光传输网络的未来-POTN (光传输网络的安全保护)
分组光传输网络(POTN)是一项极速新兴的技术,有望彻底扭转光网络的构建和经营模式。POTN结合了两者的好处,提供了分组替换的灵敏性和可裁减性以及光传输的高性能和带宽。
什么是POTN?
POTN是分组传送和光传送技术深度融合的传送网络。分组传输网络(PTN)是指在IP业务和底层光传输介质之间设置一层用于分组流量的突发性和统计复原的光传输技术。光传送网(OTN)成功光域业务信号的传输、复用、路由和监控,并保证性能目的和生活性。分组光网络平台(PONP)使服务提供商和关键义务光网络经营商能够为关键服务、批发和住宅宽带、移动回程、数据中心互连和企业服务交付提供史无前例的TDM等效以太网服务和基础设备。基于一致的分组替换平台,POTN可以同时支持二层替换(以太网/MPLS)和一层替换(OTN/SDH),从而可以在不同的运行和网络部署场景下灵敏地缩小和参与POTN配置。
为什么选用POTN?
POTN提供了一系列好处,使其成为对组织有吸引力的选用。以下是企业选用经常使用POTN的一些关键要素:
融合: IPOTN结合了分组替换和光传输技术的好处,提供融合的网络基础设备。其准许在同一网络上高效传输传统电路替换流量和基于分组的数据。
灵敏性: POTN在服务类型方面提供灵敏性。其可以支持多种业务,包含语音、数据和视频,适宜各种运行和客户需求。
带宽效率: POTN具备分组替换配置,可以依据需求灵活调配资源,有效应用网络带宽。这有助于优化网络应用率并确保有效应用可用资源。
可裁减性: POTN具备高度可裁减性,使网络经营商能够随着流量需求的参与轻松裁减其网络容量。其提供了参与新服务和顺应未来增长而不会形成严重终止的灵敏性。
老本效益: 经过应用分组替换技术和光传输,POTN可认为网络经营商提供经济高效的处置打算。其有助于降落经营老本,简化网络治理,并准许将多种服务整合到单个网络基础设备上。
POTN网络中的光纤设备
光纤设备在POTN网络中用于远距离传输和接纳光信号。这些设备被设计为高度牢靠和高效,并且可以支持高速数据传输速率。
POTN网络中经常出现的光纤设备
光线路终端(OLT): OLT位于网络提供商的中心局,衔接到客户位置的多个ONU。OLT在ONU和外围网络之间聚合和路由流量。
光网络单元(ONU): ONU位于客户端并衔接到中心局的OLT。ONU为客户提供多种服务,例如宽带互联网、IP语音(VoIP)和电视。
光分插复用器(OADM): OADM用于从光纤电缆中分插光信号。其用于创立环形网络并将网络的不同局部衔接在一同。
光纤网络替换机: 光纤网络替换机用于在不同端口之间路由光信号。其可以衔接PON中的OLT和ONU、将环网的不同局部衔接在一同,或许将POTN网络衔接到其余网络。光纤网络替换机提供诸如支持高速数据速率、多个端口和冗余电源等配置。
SFP模块: SFP模块用于将光收发器衔接到光纤网络替换机和其余设备。其提供了一种灵敏且经济高效的模式来衔接光收发器,支持宽泛的数据速率和传输距离。
这些设备用于向客户提供各种服务,例如宽带互联网、IP语音(VoIP)和电视;还用于创立环形网络,并将网络的不同局部衔接在一同。
推进POTN驳回的关键趋向:
的崛起: 5G网络须要高性能、可裁减的传输基础设备来支持流量和数据量的大幅增长。POTN为5G传输提供了现实的处置打算,提供了满足下一代无线技术需求所需的灵敏性、可裁减性和带宽效率。
云计算的增长: 云计算是POTN驳回的另一个关键驱能源。云提供商须要牢靠且高性能的传输基础设备来衔接其数据中心,并向环球各地的客户提供服务。POTN为云传输提供了现实的处置打算,提供了满足这个极速增长的市场需求所需的灵敏性、可裁减性和带宽效率。
带宽需求一直增长: 随着数据密集型运行和服务的激增,对带宽的需求呈指数级增长。POTN提供了满足这种一直增长的需求的现实处置打算,提供支持一直增长的流量所需的可裁减性和带宽效率。
总体而言,POTN是一项极速新兴的技术,有望在未来的光传输网络中施展关键作用。经过提供组织所需的融合、灵敏性、可裁减性和老本效益,POTN使其能够转变经营模式并满足数字时代的需求。
总结
驳回分组光传输网络(POTN)可为组织带来许多好处。经过驳回POTN,组织可以监禁其网络的真正后劲,转变其经营模式,并在极速数字衔接的时代推进自身行进。
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论文资料征集:光纤到户技术未来市场形势如何?将会如何发展?GPON、EPON发展形势如何?
一、FTTH随着Internet宽带应用的日益发展和普及,宽带接入技术不断推陈出新,人们对接入带宽需求也不断提高,宽带接入技术发展也日新月异,市场竞争也日趋白热化。 市场的迅速变化,催生光纤到家(FTTH)接入技术的发展和应用,我们认为FTTH正向我们走来。 1.FTTH能提供超高带宽众所周知,当前宽带接入技术如ADSL、基于5类线的LAN接入和cable modem 等都只能提供低于10M的接入带宽,而利用光纤为传输媒介的FTTH接入网从理论上可以为用户提供无限的带宽,就目前成熟的FTTH技术可以轻而易举为用户提供0至1G范围内的任意带宽。 2.有低成本、技术成熟的FTTH解决方案由于市场需要的驱动,FTTH技术近年取得了长足进步,基于以太网的点对点网络拓扑结构的光接入网技术以其技术成熟、成本低等优势,已在FTTH中得到了广泛的应用,特别是在北美、日本和韩国。 基于以太网的FTTH解决方案沿用了成熟的以太网技术,在技术层面上,它具有能轻易提供100M或1G的带宽、与现有计算机网络无缝链接等优势;在运营维护层面上,具有网络结构简单、建设和运营维护成本低的优势;而在应用和业务层面上,具有支持目前Internet所有宽带应用的能力,支持数据、话音和视频广播的多种业务能力。 除了成熟的基于以太网的点对点的FTTH技术外,近年还发展基于以太网的一点对多点网络拓扑结构的无源光网络(Passive Optical Network—PON)的宽带接入技术。 但由于其标准尚未统一,尚未有大规模应用,其设备成本也仍然偏高。 但业内人士一致认为,基于以太网的PON宽带接入技术也是一种较理想FTTH技术,随着其技术标准的颁布和器件价格的大幅下降,它将与基于以太网的点对点网络拓扑结构的FTTH接入技术互为补充,在FTTH中得到了广泛的应用。 截止2003年6月美国已有FTTH用户98万,日本有46万户,并预计在今后几年,美国和日本FTTH用户将以每年超过200%的增长速度增加。 3.运营商的竞争需要FTTH从中国电信独家垄断国内电信市场被打破之日起,国内电信业的竞争便日趋激烈,特别是对Internet宽带接入市场的竞争更是显得白热化。 参与宽带接入市场竞争企业几乎包括了目前所有电信运营商。 其中,传统电信运营商有中国电信、中国联通等,新兴电信运营有中国网通、铁通等,驻地网运营商有长城宽带、聚友网络等。 表1.2.1是中国主要宽带接入技术发展现状与前景。 从表中可看出,由于其技术上和组网上的缺陷,基于5类线的LAN接入技术很难再有大规模的发展;由于我国CATV网络发展不均衡、行业垄断明显和住宅区住户密集的市场特征,Cable Modem宽带接入技术始终没有很好发展,预计在将来其发展也将继续受到限制;VDSL是比ADSL更高带宽的接入技术,但由于其技术不甚成熟、接入距离短等缺陷,至今没有在国内应用,但近期内可能会开始使用;而ADSL是目前我国最普及、发展最好的宽带接入技术,尽管ADSL存在带宽受限、出线率低等缺点,但其仍将以技术成熟、网络建设成本低等优点,在未来将进一步得到发展。 无论ADSL或VDSL,都将使拥有接入电话线资源的中国电信在未来宽带接入市场一统天下。 显而易见。 为了打破中国电信ADSL对宽带接入市场的垄断,其他运营商只有选择技术新、更具竞争力的接入手段与其竞争,那就是FTTH!4.房地产开发商的竞争需要FTTH目前国内房地产市场竞争非常激烈,房地产开发商往往通过在小区或大楼采用最先进的宽带接入技术,别出心裁包装商品房,如几年前使用综合布线大楼、智能化小区,后来使用所谓宽频社区、宽带上网等概念进行炒作。 可以预见,随着光纤到家的全光接入网技术的成熟和市场的逐步形成,宽带接入技术的主要用户之一房地产开发商将会积极从现有宽带接入技术的过渡方案,转移到全光接入网最终解决方案,进行房地产市场全新概念的下一轮炒作。 5.为用户提供多业务需要FTTH如今是通信技术飞速发展和信息爆炸的年代,人们已在享受多种通信技术和信息来源,人们自然需要能支撑多种通信业务的宽带通信接入技术,能满足这一需求的无疑是以光纤为传输媒介的FTTH宽带接入技术。 如前所述,光纤宽带接入技术是接入网的最终和全业务解决方案,它突破了目前宽带通信瓶颈,在接入网同时实现计算机互联网、电话网和有线电视网的三网合一,提供数据、话音和视频多种业务。 6.廉价的光缆推动FTTH最近几年,由于光纤拉制工艺日趋完善,光缆价格一降再降,目前室外光缆每芯每公里已低于400元人民币,已经低于铜缆、五类线的价格。 廉价光缆无疑为实现低成本的FTTH宽带接入提供更大可能。 综上所述,在接入网大规模铺设光缆和提供光纤宽带接入的时机已成熟!而且从宽带接入技术和市场发展趋势看,谁今天铺设FTTH的光缆,谁就拥有通信的未来。 二、EPON和GPON前景比较EPON和GPON具有各自的技术定位,不存在严格的优劣之分;但目前看来EPON的技术成熟度和商用化程度已经远远超过GPON。 的确,从FTTx在我国以及整个亚太地区的发展情况来看,EPON已成为实现FTTx的主流选择。 EPON发展态势喜人在我国,EPON在商用化和实际性能方面均已有着不凡的表现。 在商用化方面,EPON正在向全国范围扩展。 据记者了解,在结束了北京、上海、湖北、广东四地两万户的采用EPON的FTTH试点工程之后,中国电信认为EPON技术商用化趋于成熟,并于2006年底开放新的EPON试点方案,允许各个省市在总部备案后进行试点工程。 同时,EPON设备厂商也在迅速跟进中国市场EPON商用化的进程。 PMC-Sierra公司在不久前香港举行的第十届ITU世界电信展上,推出了据称是第一款的端到端EPON芯片方案,并且率先针对中国电信集团新的数据加密与解密算法、服务程序质量以及分类协议标准进行的设计,非常适合于在中国市场的大规模部署。 而在实际性能方面,EPON通过附加一些增强特性,已经能越来越好地满足更多技术需求。 记者在与北邮光通信中心和光网络研究室了解到,传统认为EPON弱在支持TDM业务,但目前EPON设备商采用各种TDMoverEthernet的专利技术和在普通以太网上使用各种PWE3设备,一般都能满足不同环境下的TDM业务传输需求;通过在设备方面附加增强特性,EPON在QoS和OAM方面已经能很好与GPON标准中定义的大部分功能相媲美。 可以说,EPON技术本身的易部署性和对以太网的继承性,决定了它强大的生命力。 EPON继承了以太网“简单即是美”的优良传统,尽量在技术标准的框架内作小的改动来增加功能,EPON和其技术联盟可以说是一直处于相互推动的良性发展。 有专家指出,美欧地区采用从APON/BPON到GPON,是符合他们自身技术演进道路的,而能在亚太地区实现FTTx规模化的,是符合亚太市场需要的EPON。 可以预见,在包交换网络成为主流的今天,继承了以太网技术的EPON将在FTTx领域发挥巨大的作用。 GPON受困成本瓶颈相较于EPON如火如荼的发展态势,GPON却一直受制于自身的技术复杂性带来的高成本。 成本是与技术产品的商业化密切相关,而PON系统里核心芯片和光收发模块的成本在很大程度上决定了整个PON系统的成本。 在芯片方面,许巍告诉记者,目前还没有一款真正意义上的GPON商业芯片问世,大都是测试芯片。 GPON芯片需要全新设计封装格式,“技术门槛”较高,芯片成本下降难;而且现有的GPON产品,大部分是针对北美市场的需求,对中国市场没有做过深入调查,还没有真正符合中国市场需求GPON产品面世。 GPON芯片成本已经与EPON芯片成本拉开了很大差距。 光模块成本问题更是一个瓶颈问题。 烽火通信的市场部总监高鹏告诉记者,GPON对于光模块设备技术指标的高要求,也将成为其设备商降低成本的瓶颈问题,而且“不是单纯的上量就能解决的”。 从来自光模块厂商的数据得知,GPON光模块中对于ONU发射机的功率和OLT接收机的灵敏度要求很高,只能采用DFB发射机和APD接收机,而它们的成本几乎是EPON模块中所使用的传统FP发射机和PIN接收机的6倍。 另外,GPON的光模块要满足很好的突发同步指标,对模块中的驱动和前后放大芯片要求很高,还要满足3类ODN的功率预算。 以上这些因素,共同构成了GPON光模块成本降低过程中一道难以逾越的屏障。 GPON或将成为备用选择EPON技术的成熟度和可行性,业界已经毋庸置疑,但并不能就此认为GPON在市场上已没有立足之地。 不考虑成本因素的情况下,GPON在下行线路速率、线路效率、安全性、支持业务类型、网管能力等很多方面都有明显的理论优势。 很多分析家认为,如果我国IPTV前景进一步明朗,市场对接入网下行带宽、多业务承载的需求会进一步扩大,等届时将对GPON起到很大的拉动作用,引导GPON产业联盟的成熟和设备成本的下降。 目前国内很多通信设备制造商对EPON和GPON的态度是重点介入EPON,但同时对GPON做另一手准备的态度。 对此,许巍表示说,GPON对运营商多种业务,特别是语音业务的优良承载性,将始终是它的优势。 他谈到,EPON的技术成熟程度和其广泛的商用化,决定了EPON成为当前FTTx领域内的主导技术,但大多数厂商并不打算放弃做GPON产品,他们在做FTTx产品和解决方案时,更多考虑EPON光接入网系统的可升级性,比如长光的EPON产品能够通过仅仅更换一块板型器件等简单的方式,平滑地过渡到GPON系统。 运营商方面,尽管早已对EPON的成熟度做出了明确的认可,但对GPON采取的也是不排斥的态度。 7月上旬至8月下旬,中国电信集团公司在上海进行了国内首次GPON设备功能验证测试,参加测试的厂商有华为、 阿尔卡特、西门子等通信设备提供商,大部分测试设备都获得了比较让人满意的性能指标。 当然,这些设备都还只是处于测试阶段,离规模化生产的商用标准还有很大差离。 EPON的优点主要表现在: (1)相对成本低,维护简单,容易扩展,易于升级。 EPON结构在传输途中不需电源,没有电子部件,因此容易铺设,基本不用维护,长期运营成本和管理成本的节省很大;EPON系统对局端资源占用很少,模块化程度高,系统初期投入低,扩展容易,投资回报率高;EPON系统是面向未来的技术,大多数EPON系统都是一个多业务平台,对于向全IP网络过渡是一个很好的选择。 (2)提供非常高的带宽。 EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽,并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。 (3)服务范围大。 EPON作为一种点到多点网络,以一种扇出的结构来节省CO的资源,服务大量用户。 (4)带宽分配灵活,服务有保证。 对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。 专家分析,EPON和GPON并非水火不容,很可能同时生存。 对于带宽、多业务和安全性要求较高的大宗接入客户,以GPON实现的FTTx自然更有市场。 目前看来,EPON已经成为国内FTTx领域的主流,而随着成本下降,GPON今后或将成为部分EPON市场的补充和升级选择。
毕业论文--光纤通信技术的发展趋势
光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的,所以客户信号一般是TDM的连续码流,如PDH、SDH等。 随着计算机网络,特别是互联网的发展,数据信息的传送量越来越大,客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。 分组信号与连续码流的特点完全不同,它具有随机性、突发性,因此如何传送这一类信号,就成为光通信技术要解决的重点。 另外,传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。 在接入网中,所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。 在核心网,实现IP等数据信号在光层(包括在波分复用系统)的直接承载,就是大家熟知的IP over Optical的技术。 由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源,可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。 起初只考虑了对ATM的承载,后来,通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多,例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。 于是,人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法,起初是先将IP或Ethernet装进ATM,然后再映射进SDH传输,即IP/Ethernet over ATM,再over SDH。 后来,又把中间过程省去,直接将IP或Ethernet送到SDH,如PPP、LAPS、SDL、GFP等,即IP over SDH、POS或EOS。 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH,从155Mb/s发展到10Gb/s,近来,40GB/s已实现商品化。 同时,还正在探讨更大容量的系统,如160Gb/s(单波道)系统已在实验室研制开发成功,正在考虑为其制定标准。 此外,利用波分复用等信道复用技术,还可以将系统容量进一步提高。 目前32×10Gb/s(即320Gb/s)的DWDM系统已普遍应用,160×10Gb/s(即1.6Tb/s)的系统也投入了商用,实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。 光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。 毫无疑问,这些对于骨干网的传输是非常有利的。 信号超长距离的传输 从宏观来说,对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好,所有研究光纤通信技术的机构,都在这方面下了很大工夫。 特别是在光纤放大器出现以后,这方面的记录接连不断。 不仅每个跨距的长度不断增加,例如,由当初的20km、40km,最多为80km,增加到120km、160km。 而且,总的无再生中继距离也在不断增加,如从600km左右增加到3000km、4000km。 从技术的角度看,光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现,为增大无再生中继距离创造了条件。 同时,采用有利于长距离传送的线路编码,如RZ或CS-RZ码;采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度;用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施,已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统,4000km无电再生中继器的超长距离传输。 光传输与交换技术的融合 随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移,光传输逐渐靠近业务节点。 在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。 作为业务节点,比较靠近用户,特别对于数据业务的用户,希望光通信既能提供传输功能,又能提供多种业务的接入功能。 这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。 目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP,就是一个典型的实例。 基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送,提供统一网管的多业务节点设备。 实际上,有些MSTP设备除了提供上述业务外,还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。 除了基于SDH的MSTP之外,还可以有基于WDM的MSTP。 实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道,即可以用透传的方式,也可以支持各种业务的接入处理,如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等,使WDM系统不仅仅具有传送能力,而且具有业务提供能力。 进一步在光层网络中,将传输与交换功能相结合的结果,则导出了自动交换光网络ASON的概念。 ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外,还增加了控制平面,除了能实现原来光传送网的固定型连接(硬连接)外,在信令的控制下,还可以实现交换的连接(软连接)和混合连接。 即除了传送功能外,还有交换功能。 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 近年来,随着互联网的迅猛发展,IP业务呈现爆炸式增长。 预测表明,IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务,构成未来信息网络的基础;同时以WDM为核心、以智能化光网络(ION)为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层,满足未来网络对多粒度信息交换的需求,提高资源利用率和组网应用的灵活性。 因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。 对承载业务的光网络而言,下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求,还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换,其目的是通过光层和IP层的适配与融合,建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络,满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。 智能化光网络吸取了IP网的智能化特点,在现有的光传送网上增加了一层控制平面,这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制,而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点,并支持不同的技术方案和不同的业务需求,代表了下一代光网络建设的发展方向。 研究表明,随着IP业务的爆发性增长,电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段,新技术呼之欲出。 尤其是随着软件控制(“软光”技术)的使用,使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络,它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量,同时还将提供良好的恢复机制,以支持带有不同QoS需求的业务,从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络,并开展一些新的应用,包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网(OVPN)等新业务。 综上所述,以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心,并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点,在未来的一段时间里,人们将继续研究和建设各种先进的光网络,并在验证有关新概念和新方案的同时,对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。 从技术发展趋势角度来看,WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。 从应用角度看,光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展,尤其是为了与近期需求相适应,光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上,将朝着智能化的传送功能发展。 参考资料:
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