張 瓊
(蘭州倚能電力設(shè)計(jì)咨詢有限公司 甘肅 蘭州 730050)
在準(zhǔn)同步數(shù)字系列(plesiochronous digital hierarchy,PDH)、同步數(shù)字體系(synchronous digital hierarchy,SDH)、波分復(fù)用 (wavelength-division multiplexing,WDM)等系統(tǒng)之后,光纖網(wǎng)絡(luò)管理能力和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)能力都有了大幅度提高,在很大程度上解決了寬帶網(wǎng)絡(luò)不足的現(xiàn)實(shí)問題。當(dāng)前我國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)科技飛速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)用戶以及互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)在持續(xù)增加。人們的生活、工作、學(xué)習(xí)、消費(fèi)方式都被互聯(lián)網(wǎng)所改變,面對當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)所產(chǎn)生的巨大數(shù)據(jù)流量,寬帶傳輸所存在的弊端以及潛在問題都隨著互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展暴露出來。為了能夠更好地解決寬帶傳輸?shù)膯栴}和弊端,光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前,光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域,并發(fā)揮出其巨大的作用和價(jià)值。國內(nèi)外很多企業(yè)以及相關(guān)領(lǐng)域的研究學(xué)者都對這一技術(shù)進(jìn)行了深入研究,取得了一定成果,但還未完全實(shí)現(xiàn)數(shù)字化大容量傳輸。為了解決大容量傳輸?shù)膯栴},本文擬提出將OTN技術(shù)應(yīng)用到光纖傳輸接入網(wǎng)站中,利用OTN技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、大容量傳輸。
1999年初,Lucent(即“朗訊中國”)提出wave Wrapper的概念,其在北京、上海等地設(shè)立了8家地區(qū)辦事處、2個(gè)貝爾實(shí)驗(yàn)室分部、4個(gè)研發(fā)中心、多家合資企業(yè)和獨(dú)資企業(yè),生產(chǎn)幾乎所有它在中國銷售的電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。ITU-T在2002年發(fā)布G.709 Interfaces for the optical transport network,并徹底實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。其主要是指光傳送網(wǎng)絡(luò)技術(shù)利用電復(fù)用技術(shù)起到共同傳輸?shù)淖饔茫M(jìn)而實(shí)現(xiàn)在光域內(nèi)信息的傳輸和復(fù)合目的[1]。這項(xiàng)技術(shù)整體可以被分為光層、墊層兩個(gè)層次,且都擁有網(wǎng)絡(luò)生存屬性。在OAM技術(shù)的加持下,OTN技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)精確的網(wǎng)絡(luò)檢測功能。另外,OTN技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)IP之間的交叉連接和信息傳遞,其與SDH、ATM和以太可以相互兼容,能夠容納龐大的數(shù)據(jù)流進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸,大幅度提高了傳輸網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營能力和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)保障能力。
OTN技術(shù)在數(shù)據(jù)傳輸過程中可以交叉相連。同時(shí),OTN技術(shù)的分層技術(shù)使得不同層次具備不同的作用,且能夠?qū)崿F(xiàn)分層管理[2]。其作為一種高新網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù),主要具有以下幾個(gè)特性。
(1)OTN技術(shù)必須遵循一定的規(guī)則進(jìn)行應(yīng)用,而技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步則必須建立在SDH技術(shù)基礎(chǔ)之上。
(2)OTN技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的最大價(jià)值在于城域網(wǎng)傳輸,它擁有巨大的數(shù)據(jù)容量,能夠進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)流的傳播,并且始終保持高清互動(dòng),這在很大程度上提高了寬帶技術(shù)。同時(shí),它還能實(shí)現(xiàn)大面積的環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)覆蓋,極大地方便了城域網(wǎng)內(nèi)部的信息傳輸。
OTN主要由光信道層、光復(fù)用層、光傳輸層3個(gè)基礎(chǔ)部分所構(gòu)成,采用OTN分層技術(shù),可賦予OTN的較高生存力,并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)光復(fù)用傳輸?shù)墓δ躘3]。圖1顯示了OTN的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)。
光信道層的主旨就是面對用戶進(jìn)行光纖交叉調(diào)度、光纜備份信息管理和網(wǎng)絡(luò)連接與監(jiān)控以及恢復(fù)光層保護(hù)功能等,并能保障更多用戶同步接入。其重要功能體現(xiàn)在以下兩個(gè)重要方面:(1)光通道服務(wù)保障重復(fù)接入,能提升網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)路由運(yùn)行靈活機(jī)動(dòng)性;(2)根據(jù)光信道層中有待處理的信息需要,在經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后,能夠有效地提升通信管理功能。光復(fù)用層是可以全面地體現(xiàn)光波長復(fù)用的重要功能,達(dá)到多元化數(shù)字信息的高效傳遞,以便持續(xù)地為光通信管理服務(wù)提供所需要的波道寬度,同時(shí)也可以有效地保證光波分復(fù)用的穩(wěn)定性,并進(jìn)行完整的恢復(fù)服務(wù)。而根據(jù)有關(guān)光復(fù)用層,從實(shí)際研究結(jié)果數(shù)據(jù)顯示,光復(fù)用層的功能一般是由操作管理進(jìn)行維持。在光傳播階段中,因?yàn)楣庑盘?hào)可以在不同種類的介質(zhì)中傳播,所以具有傳輸數(shù)據(jù)和信息等各種功能。當(dāng)實(shí)際使用光傳輸層時(shí),就可以產(chǎn)生完整的適配信號(hào),并且在光放大電路和中繼器等方式的使用下,還可以逐步擴(kuò)大光波,進(jìn)而達(dá)到與測量、管理和控制性能相應(yīng)的調(diào)整。
OTN傳輸技術(shù)是電網(wǎng)和全光網(wǎng)結(jié)合之下的新產(chǎn)品,它有很大的科技優(yōu)勢,一般表現(xiàn)在多個(gè)主要方面:OTN信息技術(shù)中還能實(shí)現(xiàn)對多種業(yè)務(wù)信息的映射,包括SDH(同時(shí)數(shù)字信號(hào)傳送)、ATM(異步數(shù)據(jù)傳輸)和以太網(wǎng)之類;OTN信息技術(shù)中的電層寬帶粒子為光信通道數(shù)據(jù)信息單位,以波長看作光層的寬帶粒子,因此使得復(fù)用與交叉的粒度都相當(dāng)大,有助于更進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳輸效果;OTN具有強(qiáng)勁的維護(hù)管理能力,除能實(shí)施與SDH相似的開銷管理以外,還可能實(shí)施TCM(連接監(jiān)控)等功能,因而使OTN技術(shù)在聯(lián)網(wǎng)后,還能實(shí)施以端對端和多分段聯(lián)合的方法,對網(wǎng)絡(luò)特性實(shí)施監(jiān)控;OTN技術(shù)中采用了具有可重構(gòu)特性的光分插復(fù)用器,因而使其組網(wǎng)的功用得到了大幅增強(qiáng);而OTN技術(shù)利用的則是光層和光鏈路之間相結(jié)合的高新技術(shù),因而致使網(wǎng)絡(luò)安全受到了有力保障,而自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)科技的加入,則促使OTN技術(shù)得以在失效事件時(shí)進(jìn)行自主修復(fù)。
OTN技術(shù)在光纖輸入接入網(wǎng)絡(luò)中有很重要的意義和作用,比如可以促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能實(shí)現(xiàn)平滑升級、提升網(wǎng)絡(luò)出口寬帶的資源、提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的性能、提升寬帶用戶的接入能力等。
OTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠在當(dāng)代社會(huì)環(huán)境中更有力地實(shí)現(xiàn)運(yùn)行,對城市局域網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)成效發(fā)揮其巨大作用,并促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)性能的提高,從而實(shí)現(xiàn)更安全、平穩(wěn)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。
OTN網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出很好的互聯(lián)網(wǎng)兼容性,在服務(wù)方面也很有效果,能夠?yàn)橛脩籼峁┩晟频氖酆蠓?wù),同時(shí)面對互聯(lián)網(wǎng)傳播速度的瓶頸,OTN網(wǎng)絡(luò)也實(shí)現(xiàn)了對寬帶資源的有效拓展。另外,OTN網(wǎng)絡(luò)可以提供完善的協(xié)作功能,隨著用戶規(guī)模的變化,網(wǎng)絡(luò)的寬帶資源的分配也有所不同,在這種情況上做出了完善,OTN網(wǎng)絡(luò)能夠增加網(wǎng)絡(luò)出口寬帶的數(shù)量。
OTN網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢是操作靈活性強(qiáng),使用范圍廣和穩(wěn)定性好,基本都能夠在現(xiàn)代社會(huì)中完成相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn),并滿足相應(yīng)的科技條件和水平要求。OTN技術(shù)具有超高的連接性和開放性,能夠在很大程度上滿足當(dāng)下社會(huì)的網(wǎng)絡(luò)需要,同時(shí),OTN技術(shù)能夠解決大量的失誤性問題,同時(shí)能夠?qū)雇獠康墓粢约跋到y(tǒng)性破壞的提問等等,有效提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的性能,使其在面對海量的數(shù)據(jù)時(shí)依舊能夠保持高質(zhì)量的運(yùn)行。
隨著網(wǎng)絡(luò)科技水平的不斷提高,許多高新技術(shù)如多媒體、遠(yuǎn)距離的視頻交流以及線上操作等技術(shù)也進(jìn)行了深入改革與創(chuàng)新。而傳統(tǒng)的很多溝通方式,包括文字、電話以及新媒體方式在信息時(shí)代中也進(jìn)行了科技方面的創(chuàng)新,許多全新的交流方法也在逐步產(chǎn)生,適應(yīng)了現(xiàn)代人的工作形式與要求。特別是隨著很多大數(shù)據(jù)運(yùn)營商的出現(xiàn),所得到的信息也是隨著互聯(lián)網(wǎng)寬帶資源的發(fā)展而變化的。OTN技術(shù)促進(jìn)了中國寬帶行業(yè)的信息傳輸能力的提高,在全國最大區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)了寬帶服務(wù)的范圍,多點(diǎn)覆蓋,以適應(yīng)各大企業(yè)和消費(fèi)者在接入功能上的需要。
OTN設(shè)備類型一般由電交錯(cuò)、光交錯(cuò)ROADM/OXC傳輸方式等所構(gòu)成。電交錯(cuò)的OTN設(shè)備保護(hù)力量極強(qiáng),并且支援各種類型的局域網(wǎng)業(yè)務(wù)模式和防護(hù)能力。這種裝置在調(diào)節(jié)波段和子波段強(qiáng)度領(lǐng)域方面優(yōu)點(diǎn)突出,在大規(guī)模傳輸寬頻要求的情形中廣泛應(yīng)用。光交錯(cuò)ROADM/OXC裝置也支援整波段調(diào)節(jié),有助于局域網(wǎng)敏捷程度的提高,并可降低企業(yè)投入光電轉(zhuǎn)換組網(wǎng)中的成本費(fèi)用,也可以適度推廣,但限制局域網(wǎng)設(shè)施在復(fù)雜環(huán)境中的使用也是這種裝置的重要缺陷。而混合調(diào)度型OTN設(shè)備應(yīng)用的具體情況也相對較多,因此,需要以應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)層次、組網(wǎng)基礎(chǔ)成本要求和業(yè)務(wù)傳輸要求等為依據(jù),并對網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)加以合理應(yīng)用。
完成組網(wǎng)策劃與設(shè)置也能夠增加骨干內(nèi)部的操作彈性,該進(jìn)程中由于使用OTN技術(shù)也會(huì)有相應(yīng)的連接功能出現(xiàn),因?yàn)橄啾扔赟DH技能來說,O-DUK的交叉粒度更大,但卻具有比WDM技術(shù)更為多變的波長交錯(cuò)方式,因此OTN技術(shù)的應(yīng)用可以對電力傳輸進(jìn)行有效而全面的管理[4]。因此,OTN技術(shù)對于電力傳輸組網(wǎng)而言,具有十分重要的作用,能夠使組網(wǎng)的功能得到最大限度的開發(fā)和應(yīng)用。OTN技術(shù)應(yīng)用與組網(wǎng)的過程中,是以O(shè)TN技術(shù)中比較核心的功能應(yīng)用為主,能夠?qū)TN技術(shù)用于組網(wǎng)調(diào)度,以此來達(dá)到負(fù)載物理線路和分組業(yè)務(wù)的功能??芍苯佑成涞絆DUK上,將ODUK作為調(diào)度節(jié)點(diǎn)進(jìn)行各種操作。在經(jīng)過了網(wǎng)絡(luò)梳理和優(yōu)先級調(diào)整之后,利用以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)匯聚層中的各項(xiàng)事務(wù),并在完成之后將結(jié)果傳輸給骨干層。而骨干層主要承擔(dān)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理封裝的任務(wù),并將其發(fā)布到ODUK中去。在供電通信傳送工程設(shè)計(jì)中采用了OTN工藝技術(shù)以后,它們的連接層就得以全部引入了GE、2.5Gbit的服務(wù),并得以順暢地混合傳輸服務(wù),且?guī)?dòng)了波道使用率的有效提高,降低了電力企業(yè)投資能源通信傳送中的成本費(fèi)用,從而推動(dòng)了公司效益的提升。
OTN技術(shù)在穩(wěn)定性、擴(kuò)充性和開放性等方面都具有明顯的優(yōu)越性,可使用戶網(wǎng)絡(luò)對穩(wěn)定性和高速性的應(yīng)用要求得以有效實(shí)現(xiàn),還可擴(kuò)展、提升網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。立足于安全層面而言,還具有防護(hù)和部署的功效。在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中使用OTN技術(shù)時(shí),借助其功能,可將因網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不平衡或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)錯(cuò)誤操作,而造成的再次恢復(fù)問題有效地處理妥當(dāng),并緩解因外部環(huán)境受損而造成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)再次恢復(fù)的問題,為使用者創(chuàng)造了多樣、充足的連接,在保證用戶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行性能的時(shí)候,也增加了有關(guān)工作開展的有序性。
遠(yuǎn)距離通信傳輸IP,應(yīng)用OTN的意義非常重要。例如,我國電力的長距離傳輸,將OTN技術(shù)用于其核心架構(gòu)能夠使電力系統(tǒng)借助寬帶傳輸不同區(qū)域的信息,幫助電力系統(tǒng)終端連接不同的電力子系統(tǒng),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域的電力調(diào)節(jié)。對具體的實(shí)際操作情況而言,OTN技術(shù)能夠在大量基礎(chǔ)業(yè)務(wù)正常運(yùn)行的條件下對電力寬帶進(jìn)行有效的遠(yuǎn)程管理,使電力系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)信號(hào)能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離的有效傳輸。同時(shí),由于OTN本身也具有光虛擬類優(yōu)點(diǎn),因此,可以使得電力系統(tǒng)及通信網(wǎng)絡(luò)具有更加可信的安全和穩(wěn)定性。
電力企業(yè)的相關(guān)工作人員在進(jìn)行供電信息傳輸管理時(shí),時(shí)常需要對所有的供電信息網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理,并綜合控制和分析大量信息,而單純依靠人力通常無法完全兼顧,導(dǎo)致電力傳輸出現(xiàn)問題,因此電力通信網(wǎng)必須具備足夠的自我修復(fù)能力。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必須保持一定的數(shù)據(jù)活躍性,能夠及時(shí)應(yīng)對各種網(wǎng)絡(luò)突發(fā)情況。而OTN技術(shù)能夠在很大程度上促進(jìn)電力通信網(wǎng)的自我修復(fù)能力,建立堅(jiān)固的骨干網(wǎng)絡(luò)并將其與各種電力設(shè)備相連,來替換原來價(jià)值更高但或許會(huì)對網(wǎng)絡(luò)功能造成負(fù)面影響的轉(zhuǎn)換裝置。當(dāng)前,在該領(lǐng)域已經(jīng)具備較多的業(yè)務(wù)。例如,在日常生活中的系統(tǒng)、以太網(wǎng)高速數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)的傳送和監(jiān)視建筑物等行業(yè),利用OTN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用均可進(jìn)行透明化的管理。以不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)所各自具有的復(fù)雜性為基礎(chǔ),OTN也提供了各種拓?fù)浼軜?gòu)的選擇。
信息時(shí)代發(fā)展下,隨著網(wǎng)絡(luò)視訊、信息技術(shù)、虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的語音通話方法正逐步被微信等新興的社交媒體所替代,而企業(yè)在發(fā)展和實(shí)現(xiàn)這一個(gè)新數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)形態(tài),同時(shí)都離不開寬帶信息資源的支撐,這也是企業(yè)傳播與分享部分?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容的關(guān)鍵所在。而企業(yè)利用OTN信息技術(shù)的有效運(yùn)用,不但可以將公司內(nèi)部和個(gè)人用戶在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)方面的需要實(shí)現(xiàn),同時(shí)還可以帶動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸利用率的有效提高,從而增加數(shù)據(jù)信息運(yùn)營商的經(jīng)營效益。如在電信運(yùn)營商或內(nèi)容提供商的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中,通過整合OTN技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)寬帶資源的有效拓展,可協(xié)助他們奪取市場先機(jī)。另外,OTN信息技術(shù)在經(jīng)過了一系列完善發(fā)展和優(yōu)化之后,數(shù)據(jù)信息服務(wù)內(nèi)容容量將更加擴(kuò)大,寬頻服務(wù)傳輸能力更強(qiáng),可達(dá)到更廣泛的寬頻服務(wù)覆蓋范圍,提出的互聯(lián)網(wǎng)連接方法也更科學(xué)、更合理,可以更好地將廣大的用戶互聯(lián)網(wǎng)連接需要滿足。
在開始設(shè)計(jì)城域組網(wǎng)時(shí),必須認(rèn)真考察很多方面。首先,必須對各個(gè)地方之間的城市設(shè)計(jì)做出比較詳細(xì)的計(jì)劃,與上兩次經(jīng)過了比較,對應(yīng)的方案不同,主要是設(shè)計(jì)理念側(cè)重點(diǎn)也不相同。城域傳送網(wǎng)也是按照實(shí)際環(huán)境來開展建設(shè),而根據(jù)不同的情況所采用的建設(shè)城域傳送網(wǎng)絡(luò)的方法也是不同[5]。必須清楚知道移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)在全國各個(gè)地方的帶寬要求以后,才能夠開始進(jìn)一步的發(fā)展。如果城域網(wǎng)的規(guī)模非常大,那么在設(shè)計(jì)時(shí)也必須及時(shí)增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量,但是這會(huì)使得設(shè)計(jì)更加復(fù)雜容易出錯(cuò),任務(wù)量也會(huì)呈現(xiàn)出巨大的增長量,因此,在設(shè)計(jì)過程中要注意始終以關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)為中心,這樣才能更好地保證設(shè)計(jì)的正確有序,避免出錯(cuò)。另一方面,在城域網(wǎng)運(yùn)行過程中,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)會(huì)不斷增加,必要時(shí)需要匯聚層和核心層合作完成網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓ぷ?,因此,在設(shè)計(jì)時(shí)更要合理規(guī)劃,為之后的業(yè)務(wù)發(fā)展打好基礎(chǔ),延長城域網(wǎng)的使用壽命。
在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大的趨勢下,對傳送的寬帶流量也提出了越來越高的需求。以光傳送網(wǎng)為最基本的承載網(wǎng),要適應(yīng)從IP服務(wù)向業(yè)務(wù)網(wǎng)發(fā)展轉(zhuǎn)變的需要,以滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢。同時(shí)移動(dòng)運(yùn)營商也在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)著更多IP服務(wù),增加了互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)成本開支,也增加了移動(dòng)運(yùn)營商的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。而OTN傳送技術(shù)在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用也可以解決這些問題,因?yàn)镺TN傳送技術(shù)擁有比較完備的技術(shù)體系與標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議架構(gòu),對傳輸大粒度業(yè)務(wù)與交叉?zhèn)魉托×6葮I(yè)務(wù)都有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)限制??梢越鉀Q在OTN網(wǎng)絡(luò)中各種業(yè)務(wù)類型之間混合傳輸?shù)男枰?,從而大大降低了移?dòng)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成本,在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中也有著不錯(cuò)的發(fā)展和應(yīng)用前景。