光交叉連接／光分插復(fù)用器的應(yīng)用前景

王健全　施社平　桂　烜　顧畹儀

摘要：

文章通過比較波分復(fù)用、光時(shí)分復(fù)用和光碼分多址復(fù)用技術(shù)，得出波分復(fù)用是當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展主流的結(jié)論。重點(diǎn)分析了在波分復(fù)用系統(tǒng)中，交叉連接/光分插復(fù)用器在骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，指出在下一代網(wǎng)絡(luò)中，光交叉連接/光分插復(fù)用器將會(huì)有很好的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：

光分插復(fù)用器；光交叉連接；骨干網(wǎng)；城域網(wǎng)；自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)

ABSTRACT:

The comparison among WDM, OTDM and OCDMA leads to a conclusion that WDM is the best technology for today‘s optical network. Then, three application cases of OXC/OADM when used in the backbone network, MAN and ASON are comprehensively analyzed. It is pointed out that OXC/OADM will have a bright future in the next-generation networks.

KEY WORDS:

OADM; OXC; Backbone; MAN; ASON

隨著網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)信息的需求與日俱增。IP業(yè)務(wù)在全球范圍爆炸式的增長(zhǎng)，在給傳統(tǒng)電信業(yè)務(wù)帶來(lái)巨大沖擊的同時(shí)，也為電信網(wǎng)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。從當(dāng)前信息技術(shù)發(fā)展的潮流來(lái)看，建設(shè)高速大容量的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)已成為現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。為了適應(yīng)這種需求，通信的兩大組成部分——傳輸與交換，都在不斷地發(fā)展與變革。

波分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用化，使光纖的傳輸容量極大提高，為高速大容量的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的傳輸提供了有效途徑。而傳輸容量的飛速增長(zhǎng)帶來(lái)的是對(duì)交換系統(tǒng)發(fā)展的壓力和動(dòng)力。基于波長(zhǎng)路由概念而發(fā)展起來(lái)的全光通信網(wǎng)正是適應(yīng)這種需要而誕生的，被認(rèn)為是網(wǎng)絡(luò)升級(jí)的優(yōu)選方案。

近幾年來(lái)，密集波分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展提供了利用光纖帶寬的有效途徑，使點(diǎn)到點(diǎn)的光纖大容量傳輸技術(shù)取得了突出進(jìn)展。由于電子器件本身的物理極限，傳統(tǒng)的電子設(shè)備在交換容量上難以再有質(zhì)的提高，因此交換過程中的電子“瓶頸”問題成為限制通信網(wǎng)絡(luò)吞吐能力的主要因素。在這種情況下，光交叉連接(OXC)和光分插復(fù)用(OADM)設(shè)備成為建設(shè)大容量通信干線網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備。全光網(wǎng)絡(luò)的興起和發(fā)展，使得以往點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸機(jī)制逐步向環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和格形網(wǎng)絡(luò)過渡，這就要求提供滿足需要的網(wǎng)元，OXC和OADM正好滿足全光網(wǎng)組網(wǎng)的需求。寬帶城域網(wǎng)的興起和發(fā)展，使波分復(fù)用(WDM)技術(shù)有了用武之地，WDM城域環(huán)形網(wǎng)和格形網(wǎng)的研究和應(yīng)用，使OXC和OADM派上了用場(chǎng)。此外，目前正在提出和研究的智能光網(wǎng)絡(luò)——自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)對(duì)傳輸平面的路由選擇、保護(hù)恢復(fù)提出了較高的要求，因此傳輸平面必然是較為復(fù)雜的格形網(wǎng)絡(luò)，這就為OXC和OADM的應(yīng)用提供了非常廣闊的舞臺(tái)。

1、全光網(wǎng)需要光交叉連接/光分插復(fù)用器

1.1WDM、OTDM和OCDMA在

全光網(wǎng)中的發(fā)展和應(yīng)用

WDM技術(shù)是指從光域上用波長(zhǎng)復(fù)用方式來(lái)提高光譜使用效率的技術(shù)。其突出優(yōu)點(diǎn)為能在一根光纖中同時(shí)傳輸不同波長(zhǎng)的幾個(gè)甚至成百上千個(gè)光載波信號(hào)，不僅能充分利用光纖的帶寬資源，增加系統(tǒng)的傳輸容量，而且還能提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。

迄今為止，WDM技術(shù)是研究最多、發(fā)展最快、應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，WDM從提出到今天，短短數(shù)年，一直保持強(qiáng)勁的增長(zhǎng)勢(shì)頭。經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展和應(yīng)用，波分復(fù)用技術(shù)已趨于成熟,而且越來(lái)越成為現(xiàn)代通信系統(tǒng)中不可替代的傳輸技術(shù)。目前，WDM系統(tǒng)的傳輸容量正以極快的速度增長(zhǎng)，直接基于WDM傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)也越來(lái)越多。波分復(fù)用技術(shù)正對(duì)光通信的發(fā)展起著重要的作用，其作為現(xiàn)代超大容量傳輸復(fù)用技術(shù)的優(yōu)越性將越來(lái)越明顯。

光時(shí)分復(fù)用(OTDM)技術(shù)指利用高速光開關(guān)把多路光信號(hào)復(fù)用到一路上傳輸?shù)募夹g(shù)。利用OTDM技術(shù)可以獲得較高的速率帶寬比，可克服摻鉺光纖放大器(EDFA)增益不平坦、四波混頻(FWM)非線性效應(yīng)等諸多因素限制，而且可解決復(fù)用端口的競(jìng)爭(zhēng)，增加全光網(wǎng)絡(luò)的靈活性。但由于其關(guān)鍵技術(shù)(高重復(fù)率超短光脈沖源、時(shí)分復(fù)用技術(shù)、超短光脈沖傳輸技術(shù)、時(shí)鐘提取技術(shù)和時(shí)分解復(fù)用技術(shù))比較復(fù)雜，更為重要的是實(shí)現(xiàn)這些技術(shù)的器件特別昂貴，而且制作和實(shí)現(xiàn)均很困難，所以這項(xiàng)技術(shù)遲遲沒有得到很大的發(fā)展和應(yīng)用。

光碼分多址復(fù)用(OCDMA)技術(shù)是CDMA技術(shù)和光纖通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，將極大改善網(wǎng)絡(luò)的性能，OCDMA技術(shù)能提高網(wǎng)絡(luò)的通信容量；提高信噪比，改善系統(tǒng)性能；增強(qiáng)保密性；增加網(wǎng)絡(luò)靈活性；降低網(wǎng)絡(luò)對(duì)同步的要求；隨機(jī)接入，實(shí)現(xiàn)信道的共享。

但經(jīng)濟(jì)實(shí)用的OCDMA系統(tǒng)將受限于很多技術(shù)挑戰(zhàn)。OCDMA實(shí)用化還有一些障礙，在非相干光CDMA方面，由于無(wú)極性碼的數(shù)量有限，碼間干擾較大，限制了用戶數(shù)量；光編解碼器過于笨重，不實(shí)用。在相干光CDMA方面激光源的頻率穩(wěn)定度差，光纖極化態(tài)不穩(wěn)定及光脈沖相位難以控制是主要問題。目前，在為OCDMA尋找最佳的編解碼器結(jié)構(gòu)和最優(yōu)的光正交碼方面，國(guó)內(nèi)外專家已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，取得了一些研究成果，但是尚未有突破性的進(jìn)展。應(yīng)該說(shuō)，OCDMA距實(shí)用化還有很長(zhǎng)一段路要走。

由于WDM技術(shù)的飛速發(fā)展，用于構(gòu)建WDM全光網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備——OXC和OADM應(yīng)運(yùn)而生，并且國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有部分網(wǎng)絡(luò)采用了OXC/OADM來(lái)組網(wǎng)。雖然目前OXC的端口數(shù)量有限，但是隨著大端口光開關(guān)的成熟和出現(xiàn)，OXC也將逐步走向成熟，用OXC/OADM組建網(wǎng)絡(luò)將成為網(wǎng)絡(luò)的主流。OTDM和OCDMA雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是由于這兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，而且技術(shù)尚不太成熟，價(jià)格也相對(duì)昂貴，所以目前用OTDM和OCDMA組網(wǎng)的關(guān)鍵網(wǎng)元還沒有出現(xiàn)，其離實(shí)用尚有一段距離，即使以后適應(yīng)這兩種組網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)元出現(xiàn)，和相當(dāng)成熟的WDM組網(wǎng)技術(shù)相比，也很難占有太大的優(yōu)勢(shì)，最多是這幾種技術(shù)在組網(wǎng)上的相互融合。而更為可能和現(xiàn)實(shí)的是以WDM組網(wǎng)技術(shù)為主，其它兩種組網(wǎng)技術(shù)為輔，共同構(gòu)建全光網(wǎng)絡(luò)。

WDM全光通信網(wǎng)有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)可以極大地提高光纖的傳輸容量和節(jié)點(diǎn)的吞吐容量，適應(yīng)未來(lái)高速寬帶通信網(wǎng)的要求。

(2)OXC和OADM對(duì)信號(hào)的速率和格式透明，可以建立一個(gè)支持多種業(yè)務(wù)和多種速率通信格式的、透明的光傳送平臺(tái)。

(3)以波長(zhǎng)路由為基礎(chǔ)，可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)重構(gòu)和故障的自動(dòng)恢復(fù)，構(gòu)成具有高度靈活性和生存性的光傳送網(wǎng)。

1.2構(gòu)建WDM全光網(wǎng)離不開OXC/OADM

為了便于說(shuō)明OXC/OADM在WDM全光網(wǎng)中的作用，先對(duì)其結(jié)構(gòu)作簡(jiǎn)要說(shuō)明。圖1給出了兩種基本的OXC結(jié)構(gòu)。圖1(a)為無(wú)波長(zhǎng)變換器，它只能支持波長(zhǎng)通道。圖1(b)為每個(gè)波長(zhǎng)信號(hào)經(jīng)過波長(zhǎng)變換器實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)交換后再?gòu)?fù)用到輸出鏈路中，它支持虛波長(zhǎng)通道。此外圖1(b)中的大開關(guān)矩陣和波長(zhǎng)變換器陣列可以用一個(gè)大端口的電開關(guān)矩陣來(lái)代替。圖1中M為復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)，Nf為OXC的入纖端口數(shù)，N＝Nf+1，主要是考慮本地上下路的信號(hào)而設(shè)置的，在這表明每個(gè)波長(zhǎng)都允許上下一路信號(hào)。在圖1(a)中，因?yàn)槭怯猛ń粨Q模塊實(shí)現(xiàn)的，為保證上下路，同波交換矩陣的規(guī)模是N×N，總共有M個(gè)N×N交換矩陣。在圖1(b)中，交換用一個(gè)大的開關(guān)矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)，其矩陣規(guī)模為MN×MN。

圖2所示為一基本的OADM結(jié)構(gòu)示意圖，不難看出它可以看作是僅僅有上下路功能的OXC。

由圖1和圖2可以得知，因?yàn)镺XC節(jié)點(diǎn)有多對(duì)輸入/輸出接口，適合于格形網(wǎng)中和網(wǎng)間互聯(lián)。節(jié)點(diǎn)的最大度數(shù)為其結(jié)構(gòu)中的輸入/輸出端口數(shù)。由于OADM的波長(zhǎng)通道之間沒有交換功能，所以它比較適合于構(gòu)建環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。

WDM全光網(wǎng)絡(luò)的基本思想是將點(diǎn)到點(diǎn)的波分復(fù)用系統(tǒng)用OXC/OADM連接起來(lái)，組成以端到端光通道為基礎(chǔ)的光傳送網(wǎng)。波分復(fù)用技術(shù)完成光傳送網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之間的多波長(zhǎng)通道的光信號(hào)傳輸，OXC節(jié)點(diǎn)和OADM節(jié)點(diǎn)則完成對(duì)光通道的交換配置功能。沒有OXC/OADM，WDM系統(tǒng)將僅僅局限于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)，很難適應(yīng)現(xiàn)代通信發(fā)展的需求。圖3所示為近年來(lái)傳輸網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)示意圖。

從圖3不難看出，現(xiàn)在的骨干傳輸網(wǎng)，正在由點(diǎn)到點(diǎn)的WDM傳輸系統(tǒng)向基于環(huán)網(wǎng)和格形網(wǎng)的WDM全光網(wǎng)演進(jìn)。在演進(jìn)過程中，WDM網(wǎng)元特別是OXC/OADM將或者正在扮演著非常重要的角色。

WDM在骨干網(wǎng)上應(yīng)用是運(yùn)營(yíng)和實(shí)際規(guī)劃的需要，從中國(guó)現(xiàn)在的骨干網(wǎng)而言，八縱八橫的WDM傳輸干線足以滿足點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，但是電信的大分家使得這些干線的管理和運(yùn)營(yíng)成了極大的一個(gè)難題，一段干線可能分屬于好幾個(gè)部門，一個(gè)部門又可能擁有好幾個(gè)不完整的干線，這使得計(jì)費(fèi)和跨網(wǎng)傳輸業(yè)務(wù)難以達(dá)成協(xié)議。這就需要利用網(wǎng)絡(luò)來(lái)規(guī)劃和指配相互之間的區(qū)域和功能。在樞紐處加上OXC/OADM節(jié)點(diǎn)，不僅能夠使得管理區(qū)域相對(duì)明顯，而且更易于業(yè)務(wù)的跨域傳輸，還能合理分配資源和控制流量。

所以從適應(yīng)大容量、高速率、高生存性和靈活支配功能的全光網(wǎng)的發(fā)展而言，OXC/OADM必將得到空前的發(fā)展。

2、城域網(wǎng)的發(fā)展需要WDM

2.1WDM在城域網(wǎng)中的發(fā)展和應(yīng)用

隨著人們通信需求的不斷增長(zhǎng)，特別是Internet業(yè)務(wù)的爆炸性發(fā)展，為了緩解通信網(wǎng)絡(luò)的擁擠狀況，增加網(wǎng)絡(luò)的靈活性及適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需要，人們開始考慮在城域網(wǎng)中采用WDM技術(shù)，美國(guó)和歐洲正在進(jìn)行這方面的研究和實(shí)驗(yàn)工作，而且在某些地區(qū)的城域網(wǎng)中已采用了WDM技術(shù)。可以預(yù)見，WDM技術(shù)將逐漸從骨干網(wǎng)滲透到城域網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)和接入網(wǎng)中，最終實(shí)現(xiàn)全光網(wǎng)。

城域網(wǎng)，顧名思義就是在都市中應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，它是適應(yīng)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的持續(xù)發(fā)展推動(dòng)而產(chǎn)生的，也是全光骨干網(wǎng)和寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的必然產(chǎn)物。它有骨干網(wǎng)寬帶、可擴(kuò)展和組網(wǎng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又具備接入網(wǎng)的一系列特點(diǎn)。

現(xiàn)在寬帶城域網(wǎng)有基于以太網(wǎng)和IP、基于ATM、基于SDH和基于WDM的解決方案。由于ATM技術(shù)現(xiàn)在被逐漸看淡，所以目前城域網(wǎng)主要是基于3種技術(shù)：基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP)、基于以太網(wǎng)的彈性分組環(huán)(RPR)、基于WDM技術(shù)的環(huán)網(wǎng)和格形網(wǎng)。

由于MSTP缺少路由的功能，僅具有媒體訪問控制(MAC)地址解析功能，限制了它使用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模；RPR技術(shù)雖然有很多的優(yōu)點(diǎn)，但是它僅為環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)下的技術(shù)，而實(shí)際的城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境非常復(fù)雜，所以它很難適合復(fù)雜情況下的網(wǎng)絡(luò)需求。當(dāng)然，這兩種技術(shù)在當(dāng)前的城域網(wǎng)發(fā)展和應(yīng)用中起到了舉足輕重的作用，是城域網(wǎng)發(fā)展過程中的關(guān)鍵技術(shù)。為了最終解決運(yùn)營(yíng)商缺乏光纖的困境，為了更容易地和全光WDM骨干網(wǎng)相銜接，為了擴(kuò)容和管理上的方便，WDM城域網(wǎng)方案顯然更有誘惑力和生命力。

2.2WDM技術(shù)應(yīng)用于城域網(wǎng)的理由

(1)光纖短缺

隨著通信需求的不斷增長(zhǎng)，城域網(wǎng)中的空閑光纖已很少，WDM技術(shù)可以很好地解決光纖短缺的問題，而不需鋪設(shè)新的光纖。更重要的是，在城域網(wǎng)中采用WDM技術(shù)不僅僅解決了光纖短缺問題，還可以給網(wǎng)絡(luò)提供更多的功能和更大的靈活性。因此，即使在光纖不短缺的城市里，同樣可以引入WDM技術(shù)來(lái)加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的靈活性，以使網(wǎng)絡(luò)能適應(yīng)當(dāng)前各種業(yè)務(wù)迅速發(fā)展的需要。

(2)WDM技術(shù)對(duì)業(yè)務(wù)透明

WDM系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)的透明性使得它可以同時(shí)承載各種不同的業(yè)務(wù)，例如話音、數(shù)據(jù)、圖像等，即它提供了一個(gè)通用的光層傳輸平臺(tái)，可以同時(shí)傳送各種不同類型的業(yè)務(wù)，而且WDM的各個(gè)信道的速率可以不同。WDM技術(shù)的以上優(yōu)點(diǎn)對(duì)于城域網(wǎng)更加重要，因?yàn)椋怯蚓W(wǎng)中業(yè)務(wù)的類型很多，而且不同的業(yè)務(wù)要求的速率和帶寬也不相同，WDM對(duì)業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)速率的透明性及分插復(fù)用能力使得電信運(yùn)營(yíng)商能夠迅速向用戶提供所需的業(yè)務(wù)，以適應(yīng)當(dāng)前信息業(yè)務(wù)快速發(fā)展的需要，占領(lǐng)市場(chǎng)，增加收入。此外，WDM的技術(shù)的使用給新業(yè)務(wù)引進(jìn)提供了極大的方便性，只需增加波長(zhǎng)通道就可以隨意地引入或增加新業(yè)務(wù)。

(3)WDM技術(shù)可改善城域網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量

采用WDM技術(shù)可以在光層對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行保護(hù)，這比在電層進(jìn)行保護(hù)要經(jīng)濟(jì)得多。因?yàn)楣鈱拥谋Ｗo(hù)不涉及具體的業(yè)務(wù)類型，所以對(duì)所有業(yè)務(wù)均可采用統(tǒng)一的恢復(fù)保護(hù)措施。從而在傳統(tǒng)和新型業(yè)務(wù)中均可向用戶提供更好的服務(wù)質(zhì)量。

近幾年來(lái)，國(guó)際上的幾大研究光通信技術(shù)的公司都在WDM走向城域網(wǎng)方面做了一定的研究并都提出了解決方案和研制出了相關(guān)的產(chǎn)品。

城域網(wǎng)采用WDM解決方案，勢(shì)必需要大量的OADM和OXC，當(dāng)前的城域WDM方案基本上是基于OADM的WDM環(huán)網(wǎng)，但考慮到城市發(fā)展的不均衡性和業(yè)務(wù)接入的靈活性，城域網(wǎng)也會(huì)采用一些格形網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。總之，隨著WDM城域網(wǎng)的發(fā)展，OXC/OADM必將得到大量的應(yīng)用。

3、ASON的興起為OXC/OADM的應(yīng)用提供了舞臺(tái)

2001年3月以來(lái)，國(guó)際電信界開始醞釀一個(gè)全新的概念——自動(dòng)交換傳送網(wǎng)(ASTN)，其中以O(shè)TN為基礎(chǔ)的ASTN又稱自動(dòng)交換光網(wǎng)(ASON)。ASTN/ASON的提出被譽(yù)為傳送網(wǎng)技術(shù)的重大突破，其核心在于引入控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的交換。光網(wǎng)交換的自動(dòng)化離不開動(dòng)態(tài)的光交叉連接和分插復(fù)用技術(shù)，這給OXC和OADM提供了大展拳腳的契機(jī)。

3.1ASON的基本概念及特點(diǎn)

自動(dòng)交換光網(wǎng)指的是直接由控制系統(tǒng)下達(dá)信令來(lái)完成光網(wǎng)絡(luò)連接自動(dòng)交換的新型網(wǎng)絡(luò)，其賦予原本單純傳送業(yè)務(wù)的底層光網(wǎng)以自動(dòng)交換的智能，主要體現(xiàn)了兩個(gè)思路：一是將復(fù)雜的多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和扁平化，從光網(wǎng)絡(luò)層開始直接承載業(yè)務(wù)，避免了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)升級(jí)時(shí)受到的多重限制；二是利用電子交換設(shè)備直接向光網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)帶寬資源，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)分布模式動(dòng)態(tài)變化的需求，通過信令系統(tǒng)或者管理系統(tǒng)自主地建立或者拆除光通道，不經(jīng)人工干預(yù)，高效而可靠。

在引入了控制平面以后，光網(wǎng)絡(luò)從邏輯上可分為3個(gè)平面：控制平面、傳送平面、管理平面。ASON力圖將三者有機(jī)結(jié)合，傳送平面負(fù)責(zé)信息流的傳送；控制平面關(guān)注于實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的連接控制；管理平面面向網(wǎng)絡(luò)操作者實(shí)現(xiàn)全面的管理，并對(duì)控制平面的功能進(jìn)行補(bǔ)充。ASON參考結(jié)構(gòu)體系如圖4所示。ASON一經(jīng)提出，就顯示出強(qiáng)大的生命力，它第一次從功能上將網(wǎng)絡(luò)分成3個(gè)部分，這不僅僅是概念上的創(chuàng)新，更具有非常重大的意義，是光通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中承上啟下的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在光邏輯器件尚在研究之中，光傳送網(wǎng)還處于“低能”的情況下，ASON通過引進(jìn)“智能”的控制使得光網(wǎng)絡(luò)“聰明”起來(lái)。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外掀起了研究ASON的高潮，各大科研單位和研發(fā)機(jī)構(gòu)都紛紛投入人力和物力來(lái)研究ASON，包括ITU-T、RETF以及OIF等機(jī)構(gòu)都在緊急制訂關(guān)于ASON的各種標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。在中國(guó)，短短的一年內(nèi)，“863”和自然科學(xué)基金都成立了關(guān)于ASON的項(xiàng)目，ASON之火爆可見一斑。不難預(yù)測(cè)，用不了多久，自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)將相繼出臺(tái)，有關(guān)自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品也會(huì)很快面世。

3.2ASON中OXC/OADM的功能

ASON最大的特點(diǎn)就是在功能上引入了控制層，而控制層的目的就是要有效實(shí)時(shí)地控制傳送層，使傳送層能夠“智能”起來(lái)。當(dāng)然這就要求傳送層有“智能”的硬件配置，即具有上下路、交叉連接、選路等功能。不僅如此，還要求傳送層的網(wǎng)絡(luò)也具有一定的連通度，使得控制層可以利用一定的流量算法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化。因?yàn)锳SON是基于波長(zhǎng)路由的，所以ASON中的光傳送網(wǎng)應(yīng)該是WDM網(wǎng)絡(luò)，這樣就不難得出ASON是基于OXC/OADM組網(wǎng)情況下的智能光網(wǎng)，甚至可以說(shuō)，ASON的控制就是傳送網(wǎng)中OADM、OXC的控制(當(dāng)然也包括路由器的控制)。事實(shí)上，由前面對(duì)ASON基本概念和特點(diǎn)的介紹可以看到，控制平面的引入帶來(lái)強(qiáng)大的自動(dòng)交換功能，而這些功能的實(shí)現(xiàn)就是靠OXC/OADM來(lái)支持和實(shí)現(xiàn)，二者可謂一“軟”一“硬”，相互配合，滿足ASON提出的要求。

OXC和OADM是關(guān)鍵的光節(jié)點(diǎn)技術(shù)，它們對(duì)ASON的支持主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1)對(duì)動(dòng)態(tài)連接的支持

OXC、OADM的出現(xiàn)，使得聯(lián)網(wǎng)不僅能在業(yè)務(wù)層進(jìn)行，光層的聯(lián)網(wǎng)也變成現(xiàn)實(shí)，光層的聯(lián)網(wǎng)畢竟不同于電層，而且現(xiàn)在要做的不僅僅是單粒度的控制和調(diào)度，而是立足于小到一個(gè)分組、TDM業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)，大到光波長(zhǎng)、光纖級(jí)的多粒度調(diào)度和分配。在ASON中，控制平面的路由和信令協(xié)議相合作，可動(dòng)態(tài)地建立和刪除一條光連接。利用OXC/OADM節(jié)點(diǎn)自由的交叉連接能力和上下路能力，可在第一時(shí)間將連接指令執(zhí)行完畢，最快速地接通所需業(yè)務(wù)，保證了實(shí)時(shí)與動(dòng)態(tài)。沒有OXC/OADM，WDM只能是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，談不上網(wǎng)絡(luò)。沒有OXC/OADM的ASON也只能是紙上談兵，無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化。

(2)對(duì)保護(hù)恢復(fù)的支持

OXC/OADM的引入使得網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)的粒度多樣化，從光纖、波長(zhǎng)組、波長(zhǎng)及上層業(yè)務(wù)均可實(shí)現(xiàn)保護(hù)和恢復(fù)。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)恢復(fù)趨勢(shì)是，在光層實(shí)現(xiàn)保護(hù)，業(yè)務(wù)層實(shí)現(xiàn)恢復(fù)。光層的保護(hù)使得在傳送層面發(fā)生故障的情況下，可以快速和有效地實(shí)施對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)，這樣可以減低網(wǎng)絡(luò)的成本；在業(yè)務(wù)層實(shí)施保護(hù)是針對(duì)高層故障采取的一種故障情況下資源優(yōu)化的方案。總之，OXC/OADM的使用可以保證靈活選擇保護(hù)恢復(fù)的粒度，既保證了故障情況下的快速保護(hù)，又能使資源利用合理化，滿足自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)生存性的較高要求。

(3)對(duì)多業(yè)務(wù)的支持。

OXC/OADM的結(jié)構(gòu)和功能決定了其強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)功能和業(yè)務(wù)接入能力，首先聯(lián)網(wǎng)不僅可以在光纖級(jí)進(jìn)行，同樣可以在波長(zhǎng)級(jí)進(jìn)行，這樣它可以很容易地和使用單波的SDH系統(tǒng)、千兆比以太網(wǎng)相連，此外在OXC節(jié)點(diǎn)處加路由器接入的方式可以實(shí)現(xiàn)IPoverWHAT(即用不同的方式來(lái)承載IP的技術(shù)，包括IPoverATM、IPoverSDH、IPoverWDM等)的各種接入方式。這種方式正好和網(wǎng)絡(luò)的邏輯功能分層相對(duì)應(yīng)，即對(duì)應(yīng)物理層、傳輸層、復(fù)用段層、通道層和業(yè)務(wù)層，使得網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)可以根據(jù)業(yè)務(wù)的接入方式靈活改變，在這方面，相比其他組網(wǎng)方式，利用OXC/OADM的WDM網(wǎng)絡(luò)有著強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。

3.3在ASON中部署OXC/OADM

雖然OXC/OADM在ASON中必不可少，但是其部署和組網(wǎng)應(yīng)該遵循一定的規(guī)則，才能做到逐步過渡，靈活升級(jí)。在向ASON邁進(jìn)的過程中部署OXC/OADM，要考慮到運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備的升級(jí)問題，而不單單追求滿足用戶美好的愿望，可以考慮以下兩種方式：

(1)通過集中的ASON智能節(jié)點(diǎn)控制分布的OXC/OADM

如前所述，ASON的實(shí)現(xiàn)需要“控制”和“傳送”兩方面結(jié)合。在用OXC/OADM交叉連接原有網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，可引入獨(dú)立的、實(shí)現(xiàn)了ASON控制能力的節(jié)點(diǎn)。這些節(jié)點(diǎn)各自控制一些OXC/OADM，例如管理某子網(wǎng)里的設(shè)備，從而將控制平面能力引入子網(wǎng)里原先不具備自動(dòng)交換功能的設(shè)備。集中的ASON智能節(jié)點(diǎn)控制分布的OXC/OADM如圖5所示。

這種方式主要考慮升級(jí)的需要，因?yàn)椋环矫鎻S家現(xiàn)有的OXC/OADM設(shè)備沒有考慮對(duì)ASON的支持，另一方面運(yùn)營(yíng)商也不能拋棄原有網(wǎng)絡(luò)里的設(shè)備。一個(gè)強(qiáng)大的、具有通用接口的ASON智能控制節(jié)點(diǎn)，可減少對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)的變動(dòng)。這是一種“疊加”的思路，容易部署，但相對(duì)來(lái)說(shuō)，ASON的部分要求可能難以實(shí)現(xiàn)。

(2)部署完全智能化的OXC/OADM

如果開發(fā)出具有ASON功能的OXC/OADM，則將能完全實(shí)現(xiàn)ASON的要求。具有ASON智能的OXC/OADM節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)如圖6所示。

智能的節(jié)點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)分布的控制，相應(yīng)也提高了網(wǎng)絡(luò)的生存性，但這種節(jié)點(diǎn)開發(fā)周期長(zhǎng)，價(jià)格昂貴，且要重新部署運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)，可能難以得到廣泛接受。它可以作為光網(wǎng)建設(shè)達(dá)到較成熟階段時(shí)的一種方案。

總而言之，ASON的出現(xiàn)，給OXC/OADM帶來(lái)前所未有的發(fā)展前景，ASON的發(fā)展和成熟需要OXC/OADM節(jié)點(diǎn)的發(fā)展和成熟。

4結(jié)束語(yǔ)

WDM的空前發(fā)展帶動(dòng)了OXC/OADM的發(fā)展和應(yīng)用，骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)和ASON的建設(shè)和發(fā)展都給OXC/OADM的應(yīng)用提供了舞臺(tái)。雖然目前OXC/OADM的技術(shù)尚不太成熟，應(yīng)用也很有限，但隨著技術(shù)的成熟和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，在寬帶傳送網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，OXC/OADM將大展拳腳。在未來(lái)的光網(wǎng)絡(luò)中，OXC/OADM的應(yīng)用前景一片光明。□

參考文獻(xiàn)

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2顧畹儀.全光通信網(wǎng).北京:北京郵電大學(xué)出版社,1999:47—58

(收稿日期：2002-06-03)

作者簡(jiǎn)介

王健全，北京郵電大學(xué)光通信中心博士生。研究方向?yàn)閃DM全光網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)和控制技術(shù)，重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容為全光網(wǎng)絡(luò)的生存性及其智能性。

施社平，深圳市中興通訊股份有限公司技術(shù)中心研究部高級(jí)工程師。從事大容量DWDM及光網(wǎng)絡(luò)的研發(fā)。

桂，北京郵電大學(xué)光通信中心碩士研究生。主要研究方向?yàn)橹悄芄饩W(wǎng)絡(luò)的控制和管理。

顧畹儀，北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院院長(zhǎng)，教授，博士生導(dǎo)師。長(zhǎng)期從事光纖通信領(lǐng)域的科研和教學(xué)工作。1992年獲國(guó)家有突出貢獻(xiàn)的中青年專家稱號(hào)，2001年獲全國(guó)優(yōu)秀教師稱號(hào)，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文百余篇。主要研究方向?yàn)楦咚俪L(zhǎng)光纖通信系統(tǒng)、智能光網(wǎng)絡(luò)、新一代光節(jié)點(diǎn)設(shè)備。