otn傳輸技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：otn傳輸技術(shù)論文范文

【摘要】本文結(jié)合工程實踐經(jīng)驗,介紹了光通信傳輸網(wǎng)絡四種不同的技術(shù)(MSTP、SDH+ATM、otn、RPR),綜合比較其優(yōu)劣及應用,對油氣田和長輸管線上光通信系統(tǒng)建設傳輸制式的選擇提出一些建議,供大家參考。

【關(guān)鍵詞】MSTP多業(yè)務傳送節(jié)點SDH同步數(shù)字體系A(chǔ)TM異步轉(zhuǎn)移模式OTN開放式通信網(wǎng)絡RPR彈性分組環(huán)

一、光通信傳輸網(wǎng)絡四種不同技術(shù)的比較分析

1.業(yè)務承載能力

(1)OTN技術(shù)

采用基于TDM體制的復用技術(shù),每路信號占用在時間上固定的比特位組,信道通過位置進行標識,有獨特的幀結(jié)構(gòu),可區(qū)分不同等級速率,并能在同一網(wǎng)絡中綜合不同的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議,對實時性業(yè)務及非實時性業(yè)務都能提供相應承載,實現(xiàn)了從窄帶到寬帶的綜合業(yè)務傳輸。

傳輸設備可以直接提供工業(yè)標準的通信協(xié)議接口,而不需借助接入設備。

各種通信業(yè)務應用可直接接入OTN,無需接入設備,可以支持語音。圖像信號的多點廣播,采用數(shù)字圖像壓縮(M-JPEG和H.264)和圖像矩陣交換技術(shù)。

OTN設備簡單、組網(wǎng)靈活、集中維護方便,國內(nèi)外地鐵工程中應用廣泛,其不足是設備獨家生產(chǎn),售后服務對原設備廠商依賴大,兼容性差,與非OTN網(wǎng)絡連接能力較弱。

(2)ATM技術(shù)

ATM雖然可以承載實時性業(yè)務中的時分復用業(yè)務,但每一個節(jié)點的延時都要大于SDH傳輸制式,特別是故障時系統(tǒng)切換時間較SDH傳輸制式長(有時甚至以秒計),所以ATM技術(shù)一般不用于時分復用業(yè)務的承載。另外,ATM沒有低速率接口,需增加接入設備,設備價格高且協(xié)議復雜。對于視頻業(yè)務,由于其具有很高的突發(fā)度,而ATM恰恰能夠很好地支持具有突發(fā)性的可變比特率業(yè)務,并且其固有的設計已經(jīng)充分考慮了業(yè)務QOS(服務質(zhì)量)問題,因此可以實現(xiàn)承載。

然而對于非實時性業(yè)務的傳輸,ATM存在帶寬利用率較低的問題,且沒有音頻等低速接口,需設接入設備。

(3)SDH及基于SDH的多業(yè)務傳送平臺(MSTP)

SDH是最適合實時性業(yè)務中時分復用業(yè)務的承載技術(shù),但無法解決實時性業(yè)務中視頻信號和實時性業(yè)務及非實時性業(yè)務中以太網(wǎng)的傳輸問題。SDH接口種類單一,僅具有PDH系列標準接口(E1/E3/STM-le)。傳輸窄帶業(yè)務(話音、數(shù)據(jù)、寬帶音頻)時,需增加接入設備(PCMD/l設備);無直接的視頻和LAN接口,需外部增加視頻CODEC和Ethernet路由器;對Ethernet業(yè)務,一般只提供ZMb/s的傳輸帶寬,存在性能瓶頸;對廣播音頻業(yè)務,僅提供3kHz的傳輸帶寬,難以滿足高保真的廣播效果;一般只提供點對點的通信信道,難以滿足大量共線式通信信道的要求。

同時SDH只能向用戶提供固定速率的信道,不能動態(tài)分配帶寬,不能進行統(tǒng)計復用,對總線型寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務及圖像業(yè)務的支持困難。

MSTP克服了SDH設備中的一些不足,隨著技術(shù)不斷的發(fā)展成熟,越來越適合各種通業(yè)務的承載,但仍需增加接入設備。

(4)RPR

對于實時性時分復用業(yè)務,RPR技術(shù)雖然定義了協(xié)議,但需在實際中得到進一步驗證。

對于數(shù)據(jù)業(yè)務,RPR具備絕對的優(yōu)勢,可根據(jù)用戶需求分配帶寬,支持空間復用技術(shù)和統(tǒng)計復用技術(shù),在網(wǎng)絡正常運營的情況下,可使帶寬利用率相對SDH網(wǎng)絡提高3-4倍。RPR還可對數(shù)據(jù)業(yè)務進行優(yōu)化,有效支持IP的突發(fā)特性。

對于有實時性要求的數(shù)據(jù)業(yè)務,RPR可以提供不同等級的服務和基于不同等級業(yè)務的環(huán)保護功能來保障數(shù)據(jù)業(yè)務的實時性,在保障實時性方面和故障倒換時間(16ms-50ms)上可與SDH技術(shù)媲美,而在帶寬利用率上比SDH傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務大大提高。特別是它對視頻業(yè)務的承載,目前數(shù)據(jù)視頻監(jiān)控市場的主流設備提供商,都將其系統(tǒng)構(gòu)建在基于IP的MPEGZ編碼和壓縮技術(shù),以及基于IP的視頻數(shù)據(jù)存儲、檢索和訪問控制技術(shù)上,這些系統(tǒng)所采用的攝像頭基本上都可以直接提供MPEGZ編碼及以太網(wǎng)數(shù)據(jù)端口,因此,由RPR技術(shù)來承載視頻監(jiān)控系統(tǒng),用戶數(shù)據(jù)能繼續(xù)保持以太網(wǎng)幀格式,省略復雜的映射過程,并對用戶分組進行嚴格的服務質(zhì)量等級分類;并能提供嚴格的延時和抖動保障機制,視頻圖像清晰、畫面流暢,完全達到高速鐵路/公路監(jiān)控圖像的要求。但業(yè)務接口同SDH、MSTP、ATM、IP一樣,必須借助于接入設備來提供低速數(shù)據(jù)接口。21寫作秘書網(wǎng)2.帶寬利用率

OTN:開銷<2%,帶寬利用率較高。

ATM:開銷約為12.8%,帶寬利用率低。

SDH:開銷占3.7%,但由于其需預留保護帶寬,帶寬利用率較低。

RPR:開銷占3.7%,同時采用統(tǒng)計空間復用技術(shù),使帶寬利用率大大提高。

3.環(huán)網(wǎng)保護能力、可靠性

OTN:采用雙環(huán)設計網(wǎng)絡,具有自愈保護功能,并且保護倒換時間小于50ms。

ATM:主要進行VC保護。

SDH及MSTP的網(wǎng)絡:具有強大的保護恢復能力,并且保護倒換時間小于50ms。

RPR:網(wǎng)絡具有強大的保護恢復能力,并且保護倒換時間小于50ms。

4.成熟度及發(fā)展前景

OTN:國內(nèi)軌道交通領(lǐng)域已得到較多運用,但油田和長輸管線比較少,作為西門子的專利技術(shù)比較成熟,在專網(wǎng)需求方面能夠予以專屬研發(fā)和更新,發(fā)展速度較快。

ATM:技術(shù)、設備復雜,隨著IP技術(shù)的發(fā)展,IP質(zhì)量保證問題的解決,對ATM技術(shù)應用帶來較大沖擊,其發(fā)展前景不好。

SDH及MSTP:SDH技術(shù)很成熟,有著廣泛的應用基礎(chǔ);MSTP是在SDH基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,目前還在不斷完善,功能越來越強。

RPR:目前還未得到較大規(guī)模的應用,需在實踐中進行驗證,但其技術(shù)先進,發(fā)展前景好。

二、光通信傳輸網(wǎng)絡在油氣田和長輸管線上的應用

通過上述對比可以看出,四種技術(shù)各有優(yōu)劣,應用在油氣田和長輸管道上,應綜合考慮工程實際,合理優(yōu)化,選擇適合油氣田和長輸管道傳輸技術(shù)發(fā)展方向的技術(shù)或技術(shù)組合,極大地提高效率,降低成本。

因此油氣田和長輸管線光通信傳輸網(wǎng)制式上的選擇可以是一個制式獨立組網(wǎng),也可以是多種制式混和組網(wǎng),應根據(jù)項業(yè)務量和業(yè)務種類來確定采用何種技術(shù);一個制式單獨組網(wǎng)可以選擇OTN,也可以選擇MSTP;但由于目前MSTP技術(shù)對數(shù)據(jù)業(yè)務解決還存在一定局限性,可以采用MSTP與RPR或IP混合組網(wǎng),由MSTP承載語音業(yè)務及低速數(shù)據(jù)業(yè)務,由RPR或IP來承載視頻和數(shù)據(jù)業(yè)務。

第2篇：otn傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：OTN技術(shù)移動城域網(wǎng)應用

中圖分類號：TP393.4文獻標識碼： A文章編號：

引言

隨著3G網(wǎng)絡的發(fā)展以及全業(yè)務競爭的加劇，中國移動的業(yè)務類型呈現(xiàn)多元化、帶寬需求呈現(xiàn)爆炸式增長，可以說電信行業(yè)的超帶寬時代即將來臨。面對大顆粒的帶寬需求，傳統(tǒng)的城域傳送網(wǎng)技術(shù)很難滿足業(yè)務的發(fā)展需求，因此組建一種可以實現(xiàn)快速靈活的業(yè)務調(diào)度、完善便捷的網(wǎng)絡維護管理(OAM功能)的傳送網(wǎng)絡就顯得尤為必要，而作為新一代傳送網(wǎng)的OTN技術(shù)則很好的滿足了這一需求。

1.OTN技術(shù)的優(yōu)勢

1.1多種客戶信號封裝和透明傳輸

OTN可以支持多種客戶信號的透明傳送，如SDH、GE和10GE等。OTN定義的OPUk容器傳送客戶信號時不更改其凈荷和開銷信息，而其采用的異步映射模式保證了客戶信號定時信息的透明。

10GE接口相對于10G POS接口具有很大的成本優(yōu)勢，路由器采用10GE接口可以大大降低網(wǎng)絡建設成本。而目前基于SDH的WDM系統(tǒng)主要是針對SDH信號的傳送，無法實現(xiàn)對10GE LAN信號的透明傳送。因此，WDM系統(tǒng)引入OTN接口是路由器采用10GE接口的前提條件。

1.2大顆粒調(diào)度和保護恢復

OTN技術(shù)提供3種交叉顆粒，即ODU1（2.5 Gbit/s）、ODU2（10 Gbit/s）和ODU3（40 Gbit/s）。高速率的交叉顆粒具有更高的交叉效率，使得設備更容易實現(xiàn)大的交叉連接能力，降低設備成本。經(jīng)過測算，基于OTN交叉設備的網(wǎng)絡投資將低于基于SDH交叉設備的網(wǎng)絡投資。在OTN大容量交叉的基礎(chǔ)上，通過引入ASON智能控制平面，可以提高光傳送網(wǎng)的保護恢復能力，改善網(wǎng)絡調(diào)度能力。

1.3完善的性能和故障監(jiān)測能力

目前基于SDH的WDM系統(tǒng)只能依賴SDH的B1和J0進行分段的性能和故障監(jiān)測。當一條業(yè)務通道跨越多個WDM系統(tǒng)時，無法實現(xiàn)端到端的性能和故障監(jiān)測，以及快速的故障定位。

而OTN引入了豐富的開銷，具備完善的性能和故障監(jiān)測機制。OTUk層的段監(jiān)測字節(jié)（SM）可以對電再生段進行性能和故障監(jiān)測；ODUk層的通道監(jiān)測字節(jié)（PM）可以對端到端的波長通道進行性能和故障監(jiān)測。從而使WDM系統(tǒng)具備類似SDH的性能和故障監(jiān)測能力。

OTN還可以提供6級連接監(jiān)視功能（TCM），對于多運營商/多設備商/多子網(wǎng)環(huán)境，可以實現(xiàn)分級和分段管理。適當配置各級TCM，可以為端到端通道的性能和故障監(jiān)測提供有效的監(jiān)視手段，實現(xiàn)故障的快速定位。

因此在WDM系統(tǒng)中引入OTN接口，可以實現(xiàn)對波長通道端到端的性能和故障監(jiān)測，而不需要依賴于所承載的業(yè)務信號（SDH/10GE等）的OAM機制。從而使基于OTN的WDM網(wǎng)絡成為一個具備OAM功能的獨立傳送網(wǎng)。

1.4FEC能力

G.709為OTN幀結(jié)構(gòu)定義了標準的帶外FEC糾錯算法，F(xiàn)EC校驗字節(jié)長達4×256字節(jié)，使用RS（255,239）算法，可以帶來最大6.2 dB（BER＝10-15）編碼增益，降低OSNR容限，延長電中繼距離，減少系統(tǒng)站點個數(shù)，降低建網(wǎng)成本。G.975.1定義了非標準FEC，進一步提高了編碼增益，實現(xiàn)更長距離的傳送，但是因為多種編碼方式不能兼容，不利于不同廠家設備的對接，通常只能應用于IaDI接口互聯(lián)。

2. OTN技術(shù)的發(fā)展

與傳統(tǒng)的SDH和WDM設備相比，目前OTN產(chǎn)品功耗較大，主要應用在本地網(wǎng)和城域網(wǎng)的核心匯聚層、省內(nèi)干線網(wǎng)，以ODUk調(diào)度為主。隨著集成技術(shù)的發(fā)展，OTN電交叉連接設備將向以下幾個方向發(fā)展：

2.1向更大容量發(fā)展，滿足網(wǎng)絡流量持續(xù)高速增長的需求。

2.2 向小型化和集成化方向發(fā)展，滿足網(wǎng)絡邊緣層網(wǎng)絡應用的需求。

2.3向網(wǎng)絡智能化方向發(fā)展，基于OTN的智能控制技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)品化，隨著智能控制技術(shù)和輔助規(guī)劃優(yōu)化工具的功能完善，將引導OTN網(wǎng)絡向智能化方向發(fā)展。

2.4向高度融合的多業(yè)務統(tǒng)一交換和承載方向發(fā)展

統(tǒng)一交換矩陣技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展很快，促進了包交換和ODUk交叉融合，將產(chǎn)生OTN和MPLS-TP融合設備，業(yè)內(nèi)稱之為P-OTN或E-OTN設備，它將是現(xiàn)有分組設備的發(fā)展方向，滿足LTE環(huán)境下的業(yè)務和匯聚功能，實現(xiàn)多業(yè)務接入和傳送能力。

2.5 向光層組網(wǎng)應用發(fā)展

OTN向光層組網(wǎng)應用發(fā)展的限制不在光交叉連接設備本身，而在于基于全光組網(wǎng)下的與光網(wǎng)絡性能和穩(wěn)定性相關(guān)的智能控制技術(shù)和網(wǎng)絡損傷管理技術(shù)。ITU-T、IETF等國際標準化組織以及中國標準化協(xié)會都在展開對波長交換光網(wǎng)絡(WSON)技術(shù)的研究。

3.OTN在城域網(wǎng)中的應用

根據(jù)以上分析，OTN在城域網(wǎng)中的應用將主要以結(jié)合城域WDM的方式出現(xiàn)。OTN定位于提供GE及以上速率大顆粒業(yè)務的承載。因此，討論OTN在城域骨干/匯聚和接入層的應用方式，并對ODUflex的應用進行探討就顯得十分重要。

在城域骨干/匯聚層，當城域網(wǎng)內(nèi)不同區(qū)域之間或接入長途網(wǎng)絡的GE及以上大顆粒業(yè)務需求達到一定規(guī)模，且具有調(diào)度、匯聚和保護恢復等需求時，可在城域網(wǎng)的核心/匯聚層部署OTN/WDM網(wǎng)絡。OTN網(wǎng)絡的應用主要存在以下兩種場景：承載GE顆粒及以上的TDM和以太網(wǎng)專線業(yè)務?？蛻粼O備可以直接接入OTN網(wǎng)絡，也可以通過接入/匯聚層SDH/PTN網(wǎng)絡與OTN網(wǎng)絡連接；作為IP、SDH和PTN等上層網(wǎng)絡的承載網(wǎng)絡，當SDH/PTN等網(wǎng)絡中存在GE以上的子波長級中繼電路需求時，可以將其接入到OTN網(wǎng)絡中，由其實現(xiàn)調(diào)度和保護，達到節(jié)省光纖或波道資源的目的。

OTN最新引入的ODUflex技術(shù)類似于SDH中的VC級聯(lián)技術(shù)，可以在同一個ODUk（k=2、3、4）內(nèi)提供靈活的業(yè)務接入能力，實現(xiàn)對業(yè)務帶寬的靈活適配，提高帶寬利用率，滿足用戶的不同帶寬需求。特別針對一些新業(yè)務如FC、CPRI等有更好的適配能力。

在城域接入層，接入層靠近網(wǎng)絡末端，因此成本是技術(shù)方案選擇的一個重要因素。在接入層應用的OTN設備主要以盒式設備的形態(tài)出現(xiàn)，并結(jié)合CWDM進行應用。接入層OTN除了可以提供上述骨干/匯聚層的業(yè)務以外，目前考慮的兩個主要應用是CPRIoverOTN和PONoverOTN。

在3G網(wǎng)絡的建設中，網(wǎng)絡覆蓋效果的好壞至關(guān)重要。傳統(tǒng)的采用宏基站設備作為主要覆蓋的建網(wǎng)方式，其主要問題是運營商在機房和線路的租用方面不得不花費大量時間和費用。新型的網(wǎng)絡覆蓋理念的核心思想就是把傳統(tǒng)的宏基站的基帶處理（BBU）和射頻部分（RRU）分離，分成基帶處理和射頻拉遠兩個設備，在兩者之間采用光纖連接。一個BBU可連接多個RRU，從而進一步提高基帶池共享效率。分布式基站可實現(xiàn)更大容量BBU集中放置，更大程度節(jié)省站址資源。而公共無線接口規(guī)范CPRI是由愛立信、華為、NEC、北電網(wǎng)絡與西門子等公司發(fā)起制定的連接BBU和RRU的標準接口。CPRI接口可以用于多種3G制式以及未來的LTE。

目前，光纖直驅(qū)和WDM/OTN技術(shù)都可以滿足CPRI的傳輸要求。利用OTN承載CPRI接口信號可以提高光纖的帶寬利用率，支持更長距離的傳送，提供完善的保護能力和豐富的光層管理，支持任意拓撲組網(wǎng)，簡化運維管理，擴容簡單，可提高無線新業(yè)務的推出速度。利用OTN承載PON的好處與上述CPRIoverOTN類似，主要是延長PON的傳輸距離，并可提供保護。ITU-T最新通過的G.709標準已經(jīng)對OTN傳送CPRI和GPON信號的映射方式進行了規(guī)范。

4.結(jié)束語

目前，國內(nèi)外主流運營商都非常關(guān)注OTN技術(shù)的發(fā)展和應用，多數(shù)運營商的WDM傳輸接口已經(jīng)實現(xiàn)OTN功能。因此，為了滿足日益增長的IP業(yè)務的承載需求，適應傳送網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢，我國通信行業(yè)應增加OTN技術(shù)的研發(fā)投入，加快OTN設備的研發(fā)、標準化和推廣應用。

參考文獻

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第3篇：otn傳輸技術(shù)論文范文

論文摘要:當前信息容量日益劇增，為提高信息的傳輸速度和容量，光纖通信被廣泛的應用于信息化的發(fā)展。城域傳送網(wǎng)傳作為承載城域范圍內(nèi)的固定、移動和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務的基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡,在整個光網(wǎng)絡中占有不可替代的地位。本文介紹了城域傳送網(wǎng)的特點，對主要技術(shù)進行了分析，最后探討了其發(fā)展趨勢。

1引言

城域傳送網(wǎng)是覆蓋城區(qū)、郊區(qū)或者部分規(guī)模較小的市縣，為城域多業(yè)務提供綜合傳送平臺的網(wǎng)絡，是承載城域范圍內(nèi)的固定、移動和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務的基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡，它一般以多業(yè)務光傳送網(wǎng)絡為基礎(chǔ)、以多種接入技術(shù)為輔，為多種業(yè)務和通信協(xié)議提供綜合傳送承載平臺。城域傳送網(wǎng)向上與省際和省內(nèi)干線相連，向下負責綜合業(yè)務引入，完成集團用戶、商用大樓、智能小區(qū)的業(yè)務接入和電路出租的任務。

2城域傳送網(wǎng)的特點

城域傳送網(wǎng)是非常復雜的網(wǎng)絡，每個城市和每個城市都因現(xiàn)狀不同而有所不同，從網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu)來說，城域傳送網(wǎng)一般分為核心傳送層、匯聚層和接入層。對于網(wǎng)絡規(guī)模較小的城市，可根據(jù)實際情況簡化網(wǎng)絡層次。下面從通用角度分析城域傳送網(wǎng)的特點。

多業(yè)務。城域傳送網(wǎng)需要同時支持多種業(yè)務，單一平臺支持多種協(xié)議和處理混合業(yè)務的特征是城域光傳送網(wǎng)絡獲得足夠競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素，也是最重要的特點。多業(yè)務支持是城域光傳送網(wǎng)絡的基石，可為運營商帶來許多競爭優(yōu)勢，如后向兼容性(如SDHoverWDM)、成本顯著降低(減少了網(wǎng)絡分層和設備)、網(wǎng)絡管理簡化和配置工作量減少等。

安全可命性和可增位性。城域傳送網(wǎng)涉及到大量的客戶和服務，網(wǎng)絡的安全可靠性直接影響到客戶，傳送網(wǎng)應支持網(wǎng)絡節(jié)點的備份和線路保護，提供網(wǎng)絡安全措施，同時多種生存性有利于運營商向用戶提供更好的業(yè)務定義。同時城域傳送網(wǎng)應當要充分考慮業(yè)務擴展能力，能針對不同的用戶需求提供豐富的寬帶增值業(yè)務，使網(wǎng)絡可持續(xù)贏利。

動態(tài)性。與骨干傳送網(wǎng)相比，城域傳送網(wǎng)的動態(tài)性較強，多種數(shù)據(jù)業(yè)務的動態(tài)性和不可預見性使得城域傳送網(wǎng)的相關(guān)需求加強，目前的發(fā)展趨勢是越來越多的客戶需要帶寬更靈活的業(yè)務。他們需要快速的業(yè)務配置、更短期的、可靈活增加的服務合同和基于QoS的價格，將來還可能出現(xiàn)對帶寬按需分配等新業(yè)務的需求。

網(wǎng)絡擴展性。由于受用戶需求和地理分布動態(tài)變化的影響，城域的數(shù)據(jù)業(yè)務具有多變性，城域傳送網(wǎng)要建設成完整統(tǒng)

一、組網(wǎng)靈活、易擴充的彈性網(wǎng)絡平臺，留有充分的擴充余地，能夠隨著需求變化，可允許運營商不斷地按照業(yè)務需求增加帶寬，而不需要進行網(wǎng)絡整體升級。

3城域網(wǎng)中的相關(guān)技術(shù)分析

SDH多業(yè)務傳送平臺。SDH多業(yè)務傳送平臺(MSTP)是目前廣泛應用的產(chǎn)品。為了適應城域網(wǎng)多業(yè)務的需求，SDH從單純支持2Mb/s,155Mb/s等話音業(yè)務接口向支持以太網(wǎng)和ATM等多業(yè)務接口演進，將多種不同業(yè)務通過YC或VC級聯(lián)方式映射入SDH時隙進行處理。SDH多業(yè)務平臺將傳送節(jié)點與各種業(yè)務節(jié)點融合在一起，各廠商只是融合程度不同。

MSTP的出發(fā)點是將2層或3層的功能作為SDH附加功能來完成的，其對2層或ATM層的處理都是與SDH處理相分離的，但都可以映射到SDH的VC時隙進行重組。從功能上看，MSTP除了具有SDH功能外，還具有2層、MAC層和ATM功能。

MSTP比較適合于已經(jīng)敷設大量SDH網(wǎng)的運營公司，它可以方便有效地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務，實現(xiàn)從電路交換網(wǎng)到分組網(wǎng)的過渡，適合支持混合型業(yè)務特別是以TDM業(yè)務為主的混合型業(yè)務，同時可以保證網(wǎng)絡管理的統(tǒng)一性。

彈性分組環(huán)技術(shù)。正在由IEEE802.17工作組制定的彈性分組環(huán)(RPR)技術(shù)，吸收了吉比特以太網(wǎng)的經(jīng)濟性、SDH系統(tǒng)50ms環(huán)保護特性。RPR采用類似以太網(wǎng)的幀格式，結(jié)合絲絲標記，基于MAC高速交換，簡化IP前傳。RPR技術(shù)可以支持更細的帶寬粒度，網(wǎng)絡成本較低，可以承載具有突發(fā)性的IP業(yè)務，同時支持傳統(tǒng)語音傳送，有比較好的帶寬公平機制和擁塞控制機制。RPR環(huán)是在整個環(huán)上實現(xiàn)公平機制而不是在單獨鏈路上，容易實行全局的公平機制。服務供應商可以利用源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率來控制上游節(jié)點和下游節(jié)點的速率。帶寬策略允許在無擁塞的情況下，把環(huán)上任意兩個節(jié)點之間所有的帶寬分配給這兩個節(jié)點，沒有SDH那種固定電路系統(tǒng)的不靈活性，同時又比點到點的以太網(wǎng)更加有效。

目前RPR標準尚未完成，其中的一個重要問題是對時鐘的透明傳輸，RPR同步機制與SDH不同，必須確保TDM時鐘可以透明傳輸?shù)綄Χ?。第二個挑戰(zhàn)來自RPR定義的是一個環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)下的技術(shù)，無法工作在復雜的網(wǎng)絡環(huán)境下(甚至是環(huán)間互聯(lián))，而實際的城域網(wǎng)絡環(huán)境則是十分復雜的。

RPR技術(shù)適合于以數(shù)據(jù)業(yè)務為主、TDM業(yè)務為輔的網(wǎng)絡，其應用范圍將逐漸擴大，適合于新建網(wǎng)絡。

城域WDM光網(wǎng)絡。WDM技術(shù)不僅提高了光纖利用率，而且在業(yè)務信號復雜多變的城域網(wǎng)中對信號具有透明性，它可以對從不同設備出來的信號不進行速率和幀結(jié)構(gòu)調(diào)整，直接進行透明傳輸。這可給用戶、特別是租用波長的用戶以最大的靈活性。同時，不同波長間的信號互不干涉，每個波長都可以自己靈活上下。WDM技術(shù)主要應用于城域骨干網(wǎng)。

城域OADM環(huán)網(wǎng)可以承載大量客戶的多種協(xié)議和多種速率的業(yè)務，每個波長承載一種業(yè)務的方式將很快耗盡波長，為提高每個波長的帶寬利用率，應盡量避免低速率業(yè)務單獨占用一個光波長通道。一種新興的經(jīng)濟有效的方法是將多個低速率客戶信號復用到一個波長信道中，該技術(shù)被稱為子波長復用，從而實現(xiàn)了每個波長攜帶多種業(yè)務。這種子波長復用器降低了城域網(wǎng)WDM系統(tǒng)的應用門檻，可以直接容納低速率信號，給組網(wǎng)帶來了靈活性。WDM環(huán)網(wǎng)解決了兩個重要問題:光纖短缺和多業(yè)務的透明傳輸。成本是限制其應用的重要因素，目前它主要用來保護那些SDH還無法保護的業(yè)務，如ESCON,FiberChannel等。

在目前的光網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)業(yè)務的提供需要經(jīng)過4層處理:首先將業(yè)務映射進IP包，并以ATM信元封裝，然后將ATM信元映射進SDH幀，最后轉(zhuǎn)換為光信號在光網(wǎng)絡上傳送(采用WDM/DWDM方式)。隨著IP業(yè)務的飛速發(fā)展，這種結(jié)構(gòu)的缺點日益暴露.人們開始研究將ATM層和SDH層從4層結(jié)構(gòu)中剝離出去，將其功能融合到IP/MPLS層和WDM/OTN(光傳送網(wǎng))層中，將IP業(yè)務直接在WDM光路上傳送(即IPoverOptical，目前主要為IPoverWDM/DWDM)。在傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡中引入信令控制和動態(tài)交換功能，將IP層和光網(wǎng)絡層置于同一控制平面下，對光網(wǎng)絡實施配置連接管理，在此思想下，一種能夠自動完成網(wǎng)絡連接的新型網(wǎng)絡ASON(自動交換光網(wǎng)絡)應運而生。

自動交換光網(wǎng)絡。ASON是在IPoverDWDM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，底層仍為OTN，主要的不同就是在OTN上引入了控制平面。控制平面通過信令交換完成對傳送平面的動態(tài)控制。控制平面的引入帶來了以下好處:迅速實現(xiàn)業(yè)務提供，允許網(wǎng)絡資源動態(tài)分配路由和帶寬；容易管理，業(yè)務提供者無需為新的傳輸技術(shù)系統(tǒng)的配置管理而開發(fā)維護操作支持系統(tǒng)軟件;具有擴展的信令能力，增加了補充業(yè)務;在出現(xiàn)故障時可實現(xiàn)快速的保護與恢復，比通常的傳送網(wǎng)節(jié)省了冗余容量和資源;控制平面的協(xié)議比管理平面的協(xié)議有更豐富的原語組，可用于各種傳輸技術(shù)。

4通用標簽交換（GMPLS）技術(shù)

為了使MPLS適應時分復用、波分復用等不同的應用環(huán)境，以支持在電路交換網(wǎng)中建立連接，IETF對MPLS中標簽的概念和形式進行了相應的擴展，將時分系統(tǒng)和空間交換系統(tǒng)涵蓋了進來，推出了通用標簽交換--GMPLS。其具有許多新功能：

時隙、虛通道和波長等均可作為標簽。GMPLS所管理的對象不僅是分組，還可以是FR.ATM,SDH和WDM等，且這些設備上的接口還可以細分為PSC(分組交換功能)、TSC(TDM交換功能)、LSC(波長交換功能)和FSC(光纖交換功能)等多種類型。

可以為離散單位分配帶寬，因為時隙、波長和光纖等都是離散單位。

第4篇：otn傳輸技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：光纖通信；理論教學；實驗教學

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）08-0167-03

當代信息高速公路的骨干網(wǎng)絡是由光纖通信網(wǎng)絡構(gòu)成的，若沒有光纖的發(fā)明及相關(guān)有源和無源光纖器件的發(fā)明和發(fā)展，當今的高速信息網(wǎng)絡是無法想象的。但是當今信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展得益于微電子學、光電子學、計算機技術(shù)及通信工程等多門學科的快速發(fā)展及它們之間的交叉融合。因此，要想成為一名信息技術(shù)領(lǐng)域的電子信息工程師、計算機工程師或通信工程師，除了需要掌握本專業(yè)的課程知識以外，也應該熟悉現(xiàn)代信息技g的其他相關(guān)主要知識，比如光纖通信網(wǎng)絡及其相關(guān)器件等。本文從光纖通信技術(shù)的研究內(nèi)容、應用及發(fā)展等方面說明其在電子信息工程專業(yè)教育中的重要性，并研討電子信息工程專業(yè)中的光纖通信課程的理論和實驗教學方法。

一、光纖通信技術(shù)簡介

1960年，美國人梅曼（Maiman）發(fā)明了第一臺紅寶石激光器[1]，給光通信帶來了新的希望。和普通光相比，激光具有波譜寬度窄，方向性極好，亮度極高，以及頻率和相位較一致的良好特性。激光是一種高度相干光，它的特性和無線電波相似，是一種理想的光載波。繼紅寶石激光器之后，氦―氖（He-Ne）激光器、二氧化碳（CO2）激光器先后出現(xiàn)，并投入實際應用。激光器的發(fā)明和應用，使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。

1966年，英籍華裔學者高錕（C.K.Kao）和霍克哈姆（C.A.Hockham）發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出了利用光纖（Optical Fiber）進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑，奠定了現(xiàn)代光通信――光纖通信的基礎(chǔ)[2]。在以后的10年中，波長為1.55μm的光纖損耗：1979年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986年是0.154 dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。1970年，作為光纖通信用的光源也取得了實質(zhì)性的進展。1977年，貝爾實驗室研制的半導體激光器壽命達到10萬小時（約11.4年），外推壽命達到100萬小時，完全滿足實用化的要求。由于光纖和半導體激光器的技術(shù)進步，使1970年成為光纖通信發(fā)展的一個重要里程碑之年。在今后的幾十年中，光纖通信網(wǎng)絡的逐步商用化帶動了相關(guān)信息產(chǎn)業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展[3]。

由于在光纖通信系統(tǒng)中，作為載波的光波頻率比電波頻率高得多，而作為傳輸介質(zhì)的光纖又比同軸電纜或波導管的損耗低得多[4]，因此相對于電纜通信或微波通信，光纖通信具有許多獨特的優(yōu)點。綜上所述，可見光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)中的重要地位，因此，光纖通信技術(shù)這門課程不僅是光學工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程[5]，也應該作為電子信息工程專業(yè)的專業(yè)選修課程來開設。

二、光纖通信課程教學研究

（一）光纖通信課程的理論教學

電子信息工程專業(yè)的光纖通信課程的理論知識可以分為四個相互關(guān)聯(lián)的層次和內(nèi)容，它們分別是：第一部分，光纖技術(shù)的基礎(chǔ)；第二部分，光纖通信器件技術(shù)基礎(chǔ)；第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡；第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。這四個部分的關(guān)系層層遞進，逐漸深入。理論學時總共32學時。

第一部分，光纖技術(shù)的基礎(chǔ)。可以先講解光纖通信技術(shù)的一些概念性和歷史性的知識，比如：電信技術(shù)的發(fā)展，光通信的必要性及技術(shù)基礎(chǔ)，光纖通信技術(shù)的歷史、現(xiàn)狀與未來。此處，可詳細介紹人類對光通信探索的歷史及現(xiàn)代光纖通信技術(shù)從學術(shù)研究到商業(yè)應用的發(fā)展里程，并附帶介紹微波通信的發(fā)展里程，然后通過比較使用光波進行通信和使用微波進行通信的優(yōu)缺點及使用光纖材料和使用同軸電纜進行通信的優(yōu)缺點，讓學生了解光纖通信的巨大優(yōu)勢。然后可以簡單介紹光纖傳輸?shù)幕A(chǔ)理論――電磁場與電磁波理論中的一些基本概念和現(xiàn)象，重點介紹麥克斯韋方程。最后介紹光纖的模式理論、光纖的結(jié)構(gòu)和類型、光纖的傳輸特性、光纖制造技術(shù)與光纜等知識。其中，光纖傳輸特性包括光纖的損耗特性和色散特性，這是該部分的重點知識?？傊?，筆者認為，第一部分內(nèi)容的講解方法和手段是非常重要的，不宜講得深奧，而應該結(jié)合動畫或者視頻講解光纖的傳光原理，使學生易于接受，才能提高學生對這門課程的興趣，從而繼續(xù)學習往后部分的相對枯燥的知識。該部分學時安排為6H。

第二部分，光纖通信器件技術(shù)基礎(chǔ)。這部分講述光纖通信系統(tǒng)中的有源和無源光通信器件，這些器件是構(gòu)成一個完成的光纖通信系統(tǒng)必不可少的部件，學好這部分內(nèi)容有利于理解后面學習的光纖通信網(wǎng)絡的內(nèi)容。這部分內(nèi)容包括：基本光纖器件、光學濾波器、光纖放大器和半導體光電子器件。基本光纖器件包括分波/合波器、光纖活動連接器、光隔離器、環(huán)形器和衰減器等；光學濾波器的內(nèi)容包括Fabry-Perot濾波器、介質(zhì)膜濾波器、HiBi光纖Sagnac濾波器、Mach-Zender型濾波器、光纖光柵等；光纖放大器的內(nèi)容包括：摻餌光纖放大器（EDFA）、光纖Raman放大器等。半導體光電子器件的內(nèi)容包括：普通的半導體激光器（LD）和發(fā)光二極管（LED）、FP型雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)激光器、動態(tài)單縱模激光器、半導體光放大器（OSA）、PN結(jié)光電二極管、PIN光電二極管、APD雪崩光電二極管等。對于每一個光纖器件，講解內(nèi)容包括這些光纖器件的結(jié)構(gòu)、工作原理、具體參數(shù)、應用場合等，應結(jié)合動畫或者視頻講解，甚至如果有條件的話，可以在課題上帶上一些體積很小的光纖器件實物給學生講解，比如光纖活動連接器、LD、LED、光纖光柵、PIN光電二極管價格便宜、體積小的光纖器件。該部分學時安排為10H。

第三部分，光纖通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡。這部分是本門課程的核心和精華部分，包括光纖傳輸系統(tǒng)、光纖通信網(wǎng)、全光網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展三大部分。其中，光纖傳輸系統(tǒng)的內(nèi)容包含：光纖傳輸系統(tǒng)的基本組成、光發(fā)送機組件、光接收機組件、光放大噪聲及其級聯(lián)、色散調(diào)節(jié)技術(shù)、光纖傳輸系統(tǒng)設計、光纖傳輸系統(tǒng)性能評估。光通信網(wǎng)絡的內(nèi)容包含：通信網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)和分類、準同步數(shù)字系統(tǒng)（PDH）、同步數(shù)字系統(tǒng)（SDH）、異步傳輸模式（ATM）、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議、光纖通信網(wǎng)的管理/保護/恢復。全光網(wǎng)技術(shù)及其發(fā)展的內(nèi)容包含：通信網(wǎng)絡的發(fā)展過程、全光網(wǎng)絡中的傳輸技術(shù)（WDM、OTDM、OCDMA和分組交換技術(shù)）、無源光網(wǎng)絡（G-PON、E-PON、WDM-PON）、光傳送網(wǎng)（G.709OTN）、自動交換光網(wǎng)絡、全光網(wǎng)的網(wǎng)絡管理、全光網(wǎng)的安全問題。對于每一種光纖網(wǎng)絡技術(shù)，講解內(nèi)容包括這些光纖網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)、功能、應用場合等，應盡量使用PPT的圖片、動畫進行講解，PPT上要盡量避免文字上描述。該部分學時安排為12H。

第四部分，光纖與光纖通信系統(tǒng)測量。該部分主要介紹光纖通信工程實施、檢測中一些常用的設備和儀器，在本門課程的實驗教學中都要使用到這些設備，是培養(yǎng)光纖通信工程師的基礎(chǔ)技能知識部分。該部分的內(nèi)容包括：光功率計的使用、光纖幾何參數(shù)的測量、光纖衰減測量、光纖色散測量、光纖偏正特性測量、光纖的機械特性和強度測量、光時域反射計（OTDR）的使用；光接收機靈敏度和動態(tài)范圍的測量、光纖通信系統(tǒng)誤碼率和功率代價的測量、眼圖及其測量、光譜分析儀、光纖通信系統(tǒng)的在線監(jiān)測技術(shù)。其中，重點講解光功率計、OTDR、眼圖示波器、光譜分析儀等儀器設備的功能和使用方法。該部分學時安排為4H。

（二）光纖通信課程的實驗教學

對于電子信息工程本科專業(yè)而言，畢竟培養(yǎng)的學生不屬于光學工程或光電子技術(shù)領(lǐng)域的人才，而且電子信息工程專業(yè)本身都有很多屬于自己專業(yè)的實驗課程及課程設計，因此，筆者認為光纖通信技術(shù)課程的實驗教學應根據(jù)該專業(yè)學生的理論基礎(chǔ)和將來他們最可能需要的工程能力而設置。因而，筆者建議光纖通信課程的總學時設置為48學時，理論教學學時為32學時，7個實驗的教學學時為16學r。

根據(jù)筆者10年來給電子信息工程專業(yè)本科學生講授這門課的經(jīng)驗，認為具體的實驗課程設置如下。

1.插入法測光纖的平均損耗系數(shù)。采用插入法測量待測光纖在1310nm和1550nm處的平均損耗系數(shù)。掌握插入法測量光纖損耗系數(shù)的原理，熟悉光纖多用表的使用方法。學時設置為2個課時。

2.光時域反射計（OTDR）測光纖鏈路特性。用光時域反射計測量光纖鏈路的平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。了解光時域反射計工作原理及操作方法，學習用光時域反射計測量光纖平均損耗、接頭損耗、光纖長度和故障點位置。學時設置為2個課時。

3.光波分復用（WDM）系統(tǒng)實驗及其誤碼率測量構(gòu)建1310nm/1550nm光纖波分復用系統(tǒng)并測試其誤碼率，了解光波分復用傳輸系統(tǒng)的工作原理和系統(tǒng)組成熟悉誤碼、誤碼率的概念及其測量方法。學時設置為2個課時。

4.數(shù)字光纖通信系統(tǒng)信號眼圖測試。構(gòu)建數(shù)字光纖通信系統(tǒng)并且用數(shù)字示波器觀測系統(tǒng)的信號眼圖，并從眼圖中確定數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的性能。了解眼圖產(chǎn)生的基礎(chǔ)，根據(jù)眼圖測量數(shù)字通信系統(tǒng)性能的原理；學習通過數(shù)字示波器調(diào)試、觀測眼圖；掌握判別眼圖質(zhì)量的指標；熟練使用數(shù)字示波器和誤碼儀。學時設置為3個課時。

5.光纖切割與焊接技術(shù)演示實驗。利用全自動熔接機向?qū)W生演示光纖熔接的全過程，了解光纖的結(jié)構(gòu)和光纖電弧放電焊接原理；了解全自動焊接光纖的過程和使用方法。學時設置為2個課時。

6.光纖光柵光譜特性測試系統(tǒng)的設計實驗。測量光環(huán)行器的插入損耗、隔離度、方向性、回波損耗參數(shù)；利用PC光譜儀、光環(huán)行器和光纖光柵設計光纖光柵光譜特性的測試系統(tǒng)；了解光環(huán)行器的工作原理和主要功能；了解光環(huán)行器性能參數(shù)的測試原理；了解光纖光柵的光譜特性；學習PC光譜儀的使用方法。學時設置為3個課時。

7.光帶通濾波器的設計。測量光耦合器的插入損耗、分光比和附加損耗等參數(shù)；利用光耦合器或者光環(huán)行器和光纖光柵設計光帶通濾波器。了解2X2光耦合器的工作原理，了解光耦合器各項參數(shù)的測試方法。學時設置為2個課時。

通過以上實驗課程，能夠使電子信息工程本科學生對光纖通信系統(tǒng)的基本器件、基本測量系統(tǒng)等有一個比較感觀的認識，而且能夠更加深刻地掌握它們工作的基本原理和基本特性，為將來在具體的工程設計及進一步深造中奠定基礎(chǔ)。

三、結(jié)束語

光纖通信技術(shù)在國家的信息產(chǎn)業(yè)、國防工業(yè)中具有舉足輕重的地位，電子信息技術(shù)與光學信息技術(shù)的結(jié)合也越來越緊密。對于當今的電子信息工程專業(yè)的學生而言，除了需要掌握本專業(yè)牢固的知識和技能以外，了解和掌握光纖通信技術(shù)的基礎(chǔ)知識和相關(guān)的技術(shù)發(fā)展趨勢也是必不可缺的。本文通過對電子信息工程專業(yè)特點和光纖通信課程內(nèi)容的分析，討論了該門課程與該專業(yè)的內(nèi)在聯(lián)系，分析其重要性，并根據(jù)筆者10年來在重慶理工大學電子信息工程專業(yè)講授該門課程的經(jīng)驗，提出了本門課程在電子信息工程專業(yè)中的理論及實驗的教學內(nèi)容、教學重點、教學方法及課程設置等方面的一些意見和建議。

參考文獻：

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