智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

張蕊 趙景暉

（天津電信建設(shè)工程有限公司 天津市 300022）

隨著信息科技技術(shù)的發(fā)展，智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也在不斷的完善、深化。在現(xiàn)今，智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在長途通信、城域網(wǎng)中應(yīng)用最為頻繁；其中智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的精準(zhǔn)與管理優(yōu)勢，在電信網(wǎng)中得到彰顯。智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用發(fā)展過程中，仍然存在諸多的問題，例如：保護形勢單調(diào)、業(yè)務(wù)配置困難等。智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比傳統(tǒng)的運輸系統(tǒng)仍然具有較大的發(fā)展前景，為了滿足智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的需要，研究分析智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很有必要；本文基于此背景提出智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用研究。

1 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的概述

智能光網(wǎng)絡(luò)（簡稱ASON)，是基于SDH 傳送平面、OTN 光傳送網(wǎng)上建立的獨立控制平面，支持傳送網(wǎng)提供的各類信號特征（如速率、格式、比特率等）業(yè)務(wù)。

1.1 波長分配方式概述

智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是通過IP 為基礎(chǔ)的相關(guān)控制算法，實現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)信號路徑的自動配置功能，相比傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)更具有優(yōu)勢。在智能光網(wǎng)絡(luò)通信中，可以實現(xiàn)自動交換光網(wǎng)絡(luò)，同時存在多種不同的連接方式；整個線路配置涉及路由模式、信令路由協(xié)議以及路由和波長的分配算法，在分配的方式中有著獨特的功能和作用。在支持智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)中，RWA（波長分配）是設(shè)計的核心。

1.2 傳送技術(shù)概述

光纖通信技術(shù)是指通過方形、圓形的光波導(dǎo)，進行信號的傳輸?shù)囊环N信號通信技術(shù)；在光纖通信中，傳輸信號不同于傳統(tǒng)電信號或者微波信號，而是光信號。光纖通信技術(shù)通過調(diào)制器、光源進行信號的調(diào)制——既電信號作用在調(diào)制器上，調(diào)節(jié)光源散發(fā)光的初相位等相關(guān)的光信息，接著達(dá)到信息的加載目的。完成信息加載后，光通過波導(dǎo)進行傳輸，全反射被束縛在波導(dǎo)中，光信號形成信號的長距離傳輸。當(dāng)信號到達(dá)目的地后，使用解調(diào)器將光信息轉(zhuǎn)化為電信息。

智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在光纖通信技術(shù)上不斷發(fā)展完善、在GMPLS、ASON、SDH 傳送技術(shù)上不斷的發(fā)展，在其軟件與硬件上有了較大的突破。通過智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的GMPLS、ASON、傳送，可以實現(xiàn)多層面同一控制。另外，在通信傳送上，智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴大了寬帶業(yè)務(wù)范圍，提高了可靠性、效能性的智能寬帶點播業(yè)務(wù)。

1.3 平面控制概述

智能光網(wǎng)路技術(shù)的平面控制住主要體現(xiàn)在功能的自動查找、連接控制、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒆詣影l(fā)現(xiàn)資源等。智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的平面控制提高了網(wǎng)絡(luò)效能、使得網(wǎng)絡(luò)維護工作變得更加簡便，網(wǎng)絡(luò)管理更加科學(xué)。智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中主要通過路由和網(wǎng)絡(luò)連接功能發(fā)揮平面輸出上的輸出節(jié)點，以自主智能的方式實現(xiàn)相關(guān)業(yè)務(wù)的連接與拆除，進而進行相關(guān)的平面控制。

2 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1.1 提高資源利用率

SDH 可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)保護功能，但是容易造成資源浪費、網(wǎng)絡(luò)瓶頸；智能光網(wǎng)絡(luò)采用網(wǎng)狀網(wǎng)，突破環(huán)網(wǎng)的限制，直達(dá)路由，有效的利用資源，提高了網(wǎng)絡(luò)的傳送率。

2.1.2 提高網(wǎng)絡(luò)可靠性

智能光網(wǎng)絡(luò)通信可以實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)的結(jié)合，給與業(yè)務(wù)多種保護和恢復(fù)方式，極大的提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性、可靠性。

2.1.3 提高網(wǎng)絡(luò)擴容能力

智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)只需要對擴容鏈路擴容，不需要增加節(jié)點，其線路速率和原網(wǎng)絡(luò)相同，可以結(jié)合實際情況增加光纖連接，提高網(wǎng)絡(luò)擴容能力

2.1.4 拓寬傳輸頻帶寬

智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要特點是傳輸頻帶寬，通信容量大；通信中的損耗低，信號傳輸距離遠(yuǎn)，通信質(zhì)量和效率高和抗干擾能力強，能廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域。在類似鐵路運輸系統(tǒng)的長距離通信通常采用的是石英光纖，在一般的短距離通信方面，關(guān)注的一般是聚合物光纖。

2.2 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的設(shè)備要求

2.2.1 業(yè)務(wù)保護

智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的多保護和恢復(fù)結(jié)合策略、SDH 保護的周圍環(huán)網(wǎng)保護是業(yè)務(wù)保護的重點。對于系統(tǒng)中的核心節(jié)點，其端口要具有傳統(tǒng)的SDH 特性，也要具有智能特性，支持動態(tài)MESH 網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)。

2.2.2 業(yè)務(wù)遷移

在核心節(jié)點上，傳統(tǒng)設(shè)備替換為智能設(shè)備，不能對業(yè)務(wù)造成任何影響；非核心節(jié)點升級智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，要能進行分布投資，部分單元替換為智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

2.2.3 互聯(lián)互通

智能光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，要能實現(xiàn)互聯(lián)互通，要符合主流寫協(xié)議和信令標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的損耗與診斷分析

2.3.1 接續(xù)損耗成因及分析

在光線通信中，光線接續(xù)損耗與材料自身特點有關(guān)，主要表現(xiàn)為固有損耗、熔接損耗。

固有損耗。固有損耗機包括了風(fēng)險通行過程中的吸收損耗，也包括了光線通行過程中的散射損耗。

吸收損耗。吸收損耗是指光纖通信過程中，把光纖材料將光能轉(zhuǎn)化為熱能造成的光功率的損耗。光纖材料的本征和光纖材料的不純凈性是造成光纖材料吸收損耗的重要原因。一方面，光纖材料的本征決定了光纖通信過程中吸收光纖的基礎(chǔ)材料固有的吸收，非雜質(zhì)或者材料缺陷引起的能量損耗。另一方面，雜質(zhì)吸收損耗是由于光纖通信過程中的光纖材料的不純凈性和晶體缺陷而產(chǎn)生的附加吸收損耗。主要是由于材料中的金屬過度離子和生產(chǎn)過程中的氫氧根離子造成的光纖通信傳輸過程中的損耗。

散射損耗。散射損耗是由于散射理論——光通過密度或者折射率不居于的透明物質(zhì)時，除光的傳播方向之外，其他方向也能觀測到光的現(xiàn)象，被稱之為光的散射。在光通信的過程中，散射損耗主要是由于瑞利散射和光線材料結(jié)構(gòu)缺陷散射導(dǎo)致。

熔接損耗。熔接損耗主要是由于設(shè)備和人為操作導(dǎo)致的損耗問題。它包括了光纖材料的接續(xù)方式、接續(xù)工藝以及光纖通信中的設(shè)備的接續(xù)不完善。如在光纖通信中光纖模場直徑不同、光纖對面不平整或者光纖軸向錯位、待熔接的光纖間隙不到位，都會導(dǎo)致光纖通信的熔接損耗。再者，熔接過程中工作人員的操作水平、設(shè)置的參數(shù)等人為因素也是影響溶解損耗的重要原因。

2.3.2 非接續(xù)損耗成因及分析

非接續(xù)性損耗包括了光纖彎曲損耗，環(huán)境損耗。它主要是指在光纖通信的實際鋪設(shè)過程中，由于技術(shù)人員的操作失誤，沒有根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)進行造成光線與施工技術(shù)的不適應(yīng)等造成的非接續(xù)性損耗。

彎曲完成的損耗。光線通信傳輸過程中，整個系統(tǒng)處于線性狀態(tài)，其傳輸?shù)淖枇钚　榱藴p小光纖通訊過程中的傳輸損耗，設(shè)置時會使光纖保持水平。但是在光線傳輸過程中，光線處于彎曲的狀態(tài)，會影響光纖的信號傳輸特性，造成光電子損耗。

2.3.3 應(yīng)用環(huán)境和施工因素產(chǎn)生的損耗

光線通信的環(huán)境是造成光纖損耗的重要原因之一。周邊的環(huán)境由于熱脹冷縮，為導(dǎo)致光纖的材料受損而產(chǎn)生損耗。另一方面，光纖通信過程中的熱熔保護管的質(zhì)量會由于熱縮問題而產(chǎn)生損耗。同時，熔接機設(shè)置的參數(shù)不同，也會產(chǎn)生不同的損耗。

施工過程中，光纖的不規(guī)范上架會引起損耗。施工過程中，如果對于光纖進行松管管綁過程中容易出現(xiàn)急彎問題，處理不當(dāng)會造成錯位現(xiàn)象，加大光線傳輸?shù)膿p耗。在埋光纖的過程中，不規(guī)范施工，對于預(yù)埋的深度缺乏合理、科學(xué)的預(yù)算，導(dǎo)致光線預(yù)埋太淺或者太深，使得光線受損，都會影響光纖的損耗。

2.3.4 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的損耗解決方案

減少接續(xù)損耗的措施。加強對光纖材料的質(zhì)量審查，嚴(yán)格把關(guān)關(guān)鍵材料。同時在施工的過程中制定科學(xué)合理的光纖技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方案，明確光纖通信施工工藝與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，合理施工滿足設(shè)計的需求，并且集中的選擇同批次的裸纖材料，滿足光纖通信的特性，降低光線通信過程中的熔接損耗值。在光纖線路鋪設(shè)過程中，要進行整盤鋪設(shè)，避免鋪設(shè)過程中的活動連接器的大量使用。光線鋪設(shè)過程中，要對光纖敷設(shè)攬盤編號且與下一級對應(yīng)，要很準(zhǔn)確的識別需求，要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)合理的進行施工建設(shè)。另外，在進行光纖熔接過程中，要把握光纖熔接的質(zhì)量，按將光纖熔接過程中的誤差值控制在允許范圍之內(nèi)。光纖熔接過程中的材料要整潔光滑，切開光纖之后要盡快的施工，避免長時間暴露才會受潮，導(dǎo)致?lián)p耗。

2.4 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

2.4.1 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，智能網(wǎng)絡(luò)通信是人們經(jīng)常關(guān)注的問題之一，這也就使得智能光網(wǎng)絡(luò)信息傳輸技術(shù)變得越來愈重要，在信息傳輸技術(shù)的未來的發(fā)展方向中，信號傳輸技術(shù)將變得綜合化、寬帶化和智能化。智能光纖通信技術(shù)也在不斷的被應(yīng)用、發(fā)展。光纖通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了PDH 光纖通信、SDH 光纖通信、DWDM 光纖通信、智能光網(wǎng)絡(luò)通信。

在20 世紀(jì)80年代鐵路建設(shè)迅速的發(fā)展，鐵路光纖通信技術(shù)也在不斷地提高。1982年，我國在北京建立了第一條長途干線光纜數(shù)字通信系統(tǒng)，系統(tǒng)速率為12KM，有一個四芯波長多模光纖。在第一條長途干線數(shù)字通信系統(tǒng)的帶動下，我國鐵路通信技術(shù)得到了迅速發(fā)展。但是PDH 沒有太明確的標(biāo)準(zhǔn)，而且結(jié)構(gòu)也很復(fù)雜，另外最主要的還是沒有強大的網(wǎng)絡(luò)管理功能，對于光纖通信系統(tǒng)中使用很不利，于是才產(chǎn)生了SDH。

通信技術(shù)中，最關(guān)鍵的一步也是最后一步——光纖接入網(wǎng)完成信號的傳輸，在光纖的信息傳輸中，信號的傳輸速度非?？欤軌驖M足不同需求，但是還需要寬帶的主干傳輸網(wǎng)絡(luò)。如果不能實現(xiàn)光纖接入網(wǎng)在信息傳輸中的高速流通將不能順利完成信息傳輸?shù)牟僮鳌?/p>

光纖通信中的SDH 的特點是實現(xiàn)同步數(shù)字，它的幀結(jié)構(gòu)是固定不變的，在復(fù)用后，在光纖上進行輸送，傳輸模塊中，STM-1 的傳輸速率是155.520Mb/s，其次，STM-4 的傳輸速率為622.080Mb/s。SDH 光纖通信的傳輸速率是相當(dāng)?shù)目斓?，他的靈活性也很高，這些優(yōu)點為鐵路通信網(wǎng)提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。但是在長距離通信中SDH 容易造成資源浪費、網(wǎng)絡(luò)瓶頸。為了解決這一問題，智能光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，智能光網(wǎng)采用網(wǎng)狀網(wǎng)，突破環(huán)網(wǎng)的限制，直達(dá)路由，有效的利用資源，提高了網(wǎng)絡(luò)的傳送率。

智能光纖通信技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)依據(jù)每一個信道的光波的不同來劃分信道的，將光纖窗口分成不同的通信通道，降低了單模光纖損耗，加強了巨大帶寬資源的利用率。利用專門用輸送信號的光波和承載不同的信號的合波器（波分復(fù)用器），將信號長度不一樣的信號光載波進行組合，再進行光纖傳輸。光纖通信技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)要注意合理設(shè)置發(fā)送端設(shè)備、接受端的設(shè)備，在接收端，要選用正確的波分復(fù)用器（有稱之為分波器），分波器把各種波長的光載波進行分割，使得每一個光載波信號以一個獨立信號存在，分波器也可以在同一根光纖的條件下進行復(fù)用傳輸信號。

智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比傳統(tǒng)的運輸系統(tǒng)具有較大的發(fā)展前景，但是智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)應(yīng)用發(fā)展過程中，仍然存在諸多的問題，例如：保護形勢單調(diào)、業(yè)務(wù)配置困難等。

2.4.2 智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向

信息傳輸?shù)某咚?、超大容量和超長距離傳輸。鐵路的發(fā)展很是迅速，列車的速度更加的快，加大了信息的傳輸速度。智能光網(wǎng)絡(luò)波分復(fù)用技術(shù)有著超高速、超大容量，可以進行超長距離的信息的傳輸?shù)膬?yōu)勢，被運輸領(lǐng)域廣泛的關(guān)注，正在努力應(yīng)用于跨海光傳輸系統(tǒng)中。

光孤子通信的應(yīng)用。光孤子是一種超短光脈沖，它許多特殊性，光孤子的光纖的反常色散區(qū)中，保持群速度色散和非線性效應(yīng)彼此之間的平衡，信息在這里即使經(jīng)過了較長時間的運輸也不會發(fā)生任何的速度變化和波形變化，在傳統(tǒng)通信技術(shù)中，是難以做到的。光孤子技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，未來發(fā)展前景十分廣闊，它可以用于超長距離的高速通信。

3 結(jié)束語

智能光網(wǎng)絡(luò)擁有非常大容量，他的傳輸信息的頻帶也很寬，除此之外，使用智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進行通信不容易串音，也避免了電磁的干擾，保證了音質(zhì)的品質(zhì)。智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)突飛猛進，智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)水平有了較大的提高，相信智能光網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)體系將更加的完善。