計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)論文投稿期刊推薦《網(wǎng)絡(luò)安全與技術(shù)應(yīng)用》，本刊成立于2003年，先由中華人民共和國公安部主管、中國人民公安大學(xué)出版社主辦。從2009年起，本刊改由中華人民教育部主管， 北京大學(xué)出版社主辦，是國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)與應(yīng)用領(lǐng)域行業(yè)指導(dǎo)性科技月刊，國內(nèi)外公開發(fā)行。
　　摘要:隨著IP業(yè)務(wù)不斷增加，對網(wǎng)絡(luò)容量要求越來越高。WDM技術(shù)利用光纖的巨大帶寬，滿足網(wǎng)絡(luò)容量要求，并降低傳輸數(shù)字信號的代價。這使WDM網(wǎng)絡(luò)成為現(xiàn)代通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)。

　　關(guān)鍵詞:IP業(yè)務(wù),網(wǎng)絡(luò)容量,WDM傳輸

　　一、WDM光傳送網(wǎng)概述

　　伴隨著Internet業(yè)務(wù)的飛速增長，寬帶高速率和多業(yè)務(wù)己經(jīng)成為通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展目標(biāo)，但現(xiàn)有的通信傳輸技術(shù)和交換技術(shù)卻越來越不能滿足這種要求。于是利用光纖近30THz的巨大帶寬容量來傳輸信息就自然成為當(dāng)今通信發(fā)展的潮流。光纖波分復(fù)用技術(shù)(WavelengthDevisionMultiplexing)的發(fā)展，為光纖通信提供了廣闊的天地。

　�。ㄒ唬┎ǚ謴�(fù)用技術(shù)的概念

　　波分復(fù)用技術(shù)，是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項技術(shù)。其基本原理是在發(fā)送端將不同的波長信號復(fù)用起來，并藕合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將復(fù)用起來的光信號分開(解復(fù)用)，并做進(jìn)一步處理后恢復(fù)出原信號以送入不同的終端。由于每個光源是以不同波長工作的，因此當(dāng)其后在接收端轉(zhuǎn)換成電信號時，可以完整地保持來自每個光源的獨立信息。WDM技術(shù)使光纖的傳輸容量得以極大提高，為高速大容量的寬帶綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的傳輸提供了有效的途徑。

　�。ǘ�）WDM技術(shù)的主要特點

　　能利用光纖的巨大帶寬。WDM技術(shù)充分利用了光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加了幾倍至幾十倍。從而增加了光纖的傳輸容量，降低了成本，在很大程度上解決了帶寬緊張的問題，基本能滿足未來高速寬帶通信網(wǎng)的要求。

　　能同時傳輸多種不同類型的信號。WDM技術(shù)中使用的各波長相互獨立，因而可以將傳輸特性完全不同的信號(如數(shù)字信號、以及PDH信號和SDH信號等)混合在一起進(jìn)行傳輸，同時也是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段—通過增加一個附加波長即可引入任意想要的新業(yè)務(wù)或新容量，如目前將要實現(xiàn)的IPoverWDM技術(shù)。

　　單根光纖可進(jìn)行雙向傳輸。由于許多通信都是采用全雙工的方式，因此WDM技術(shù)采用單纖進(jìn)行雙向傳輸可以節(jié)約大量的線路投資。另外，對已建成的光纖通信系統(tǒng)擴(kuò)容很方便，只要原系統(tǒng)的功率冗余度較大，就可以進(jìn)一步增容而不必對原系統(tǒng)做大的改動。

　　二、WDM光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)

　　（一）WDM光網(wǎng)絡(luò)的分層體系

　　現(xiàn)代電信網(wǎng)已變得越來越復(fù)雜，為了便于分析和規(guī)劃，ITU-T提出了網(wǎng)絡(luò)分層和分割的概念，即任意一個網(wǎng)絡(luò)總可以從垂直方向分解為若干獨立的網(wǎng)絡(luò)層(即層網(wǎng)絡(luò))，相鄰層網(wǎng)絡(luò)之間具有客戶/服務(wù)者關(guān)系。每一層網(wǎng)絡(luò)在水平方向又可以按照該層內(nèi)部結(jié)構(gòu)分割為若干部分，因而網(wǎng)絡(luò)分層和分割滿足正交關(guān)系。采用網(wǎng)絡(luò)分層模型后有下述主要優(yōu)點:

　　單獨地設(shè)計和運行每一層網(wǎng)絡(luò)要比將整個網(wǎng)絡(luò)作為單個實體來設(shè)計和運行簡單方便得多�？梢岳�用類似的一組功能來描述每一層網(wǎng)絡(luò)，從而簡化了TM1V管理目標(biāo)的規(guī)定。從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的觀點來看，對某一層網(wǎng)絡(luò)的增加或修改不會影響其他層網(wǎng)絡(luò)，便于某一層獨立地引進(jìn)新技術(shù)和新拓?fù)�。采用這種簡單的建模方式便于容納多種技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)規(guī)范與具體實施方法無關(guān)，使規(guī)范能保持相對穩(wěn)定性。

　　這種功能分層模型摒棄了傳統(tǒng)的面向傳輸硬件的網(wǎng)絡(luò)概念，十分用于以業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)概念，使傳送網(wǎng)成為一個獨立于業(yè)務(wù)和應(yīng)用的動態(tài)靈活、高度可靠和低成本的基礎(chǔ)網(wǎng)，而在此基礎(chǔ)平臺之上再組建各種各樣的業(yè)務(wù)網(wǎng)，適應(yīng)各式各樣的業(yè)務(wù)和應(yīng)用的需要。

　�。ǘ�）WDM光網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　光網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的拓?fù)涮匦允菦Q定網(wǎng)絡(luò)性能最基本的性能指標(biāo)，它將影響光信號質(zhì)量、光譜效率、潛在的連接、網(wǎng)絡(luò)最大吞吐量和網(wǎng)絡(luò)生存性。任何通信網(wǎng)絡(luò)都存在兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即物理拓?fù)浜瓦壿嬐負(fù)洹Ｎ覀冞@里以物理拓?fù)湮抑饕�研究對象。網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)渚褪蔷W(wǎng)絡(luò)節(jié)點與光纜鏈路的集合。隨著節(jié)點技術(shù)的發(fā)展，OADM和OXC設(shè)備的出現(xiàn)使得光網(wǎng)絡(luò)的各種物理拓?fù)涞貙崿F(xiàn)成為可能，基本的物理拓?fù)渲饕�有以下幾種:

　　線形。在線形拓?fù)渲�，所有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點以非閉合的鏈路形式連接在一起，通常這種結(jié)構(gòu)的端節(jié)點是波分復(fù)用的終端，中間節(jié)點是光分插復(fù)用設(shè)備。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以靈活實現(xiàn)上下光載波，但其生存性較差。因為節(jié)點或鏈路的失效將把整個系統(tǒng)割裂成獨立的若干個部分而無法實現(xiàn)有效的網(wǎng)絡(luò)通信。

　　星形。星形結(jié)構(gòu)又可稱為樞紐結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中僅有一個中心節(jié)點與其他所有節(jié)點都有物理連接，而其他的各節(jié)點之間都沒有物理連接。中心節(jié)點使用具有OXC功能的網(wǎng)元，而其他的節(jié)點可以使用波分復(fù)用終端設(shè)備。除中心節(jié)點外，其他的從節(jié)點的通信都要經(jīng)過中心節(jié)點轉(zhuǎn)接，這為網(wǎng)絡(luò)帶寬的綜合利用提供了有利條件，但中心節(jié)點的失效必將導(dǎo)致整個網(wǎng)絡(luò)的癱瘓，另外還要求中心節(jié)點具有很強的業(yè)務(wù)處理能力。

　　樹形。樹形拓?fù)涫切切闻c線性的結(jié)合，在對它進(jìn)行分析的時候，可采用分割概念將它分割成若干個星形與線形子網(wǎng)絡(luò)的有機(jī)集合，再在子網(wǎng)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合。它與星形結(jié)構(gòu)通常都應(yīng)用于業(yè)務(wù)分配網(wǎng)絡(luò)。

　　環(huán)形。在環(huán)形拓?fù)渲腥魏蝺蓚�網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間都有長短兩條傳輸方向相反的路由，因而具有良好的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)性能，它的優(yōu)點是實現(xiàn)簡單，生存性強，可應(yīng)用于多種場合。

　　網(wǎng)孔形。在保持連通的情況下，所有的節(jié)點之間至少存在兩條不同的物理連接的非環(huán)形拓?fù)渚褪蔷W(wǎng)孔形拓?fù)�。理想的網(wǎng)孔形拓?fù)渲兴�有�?jié)點兩兩之間物理相連。構(gòu)成網(wǎng)孔形網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點通常是OXC和OADM，它的可靠性高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相關(guān)的控制和管理也相對復(fù)雜，通常應(yīng)用于要求高可靠性能的骨干網(wǎng)中。

　　三、WDM中的波長變換技術(shù)

　　隨著WDM網(wǎng)絡(luò)正在逐步形成，同時對WDM網(wǎng)絡(luò)的靈活性、可擴(kuò)展性和自愈性的要求也越來越迫切。由于WDM系統(tǒng)中單信道的速率越來越高，信道數(shù)目越來越多，用傳統(tǒng)的單純基于電路的網(wǎng)管技術(shù)會造成整個網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性的增加和成本的提高。既簡單又具有一定靈活性的方法是在WDM的通道層上應(yīng)用全光波長變換技術(shù)和基于波長或空分交換的方法來完成WDM網(wǎng)絡(luò)的路由調(diào)度和OXC，這其中的關(guān)鍵技術(shù)之一就是全光波長變化(AOWC)。

　　（一）波長變換技術(shù)的分類

　　光波長變換技術(shù)分為兩大類：一類是采用光—電—光的方式，即先將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號，由電信號去驅(qū)動另一個波長的激光器，再將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，實現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換；另一類為全光波長變換方式，是指不經(jīng)過光一電轉(zhuǎn)換，直接在光域內(nèi)將某一波長的光信號轉(zhuǎn)換到另外一個波長上。現(xiàn)在正在研究的全光波長變換技術(shù)，根據(jù)其所采用的基木物理原理可分為:交叉增益調(diào)制型、交叉相位調(diào)制型、四波混頻效應(yīng)和差頻效應(yīng)等。

　�。ǘ�）波長變換技術(shù)對組網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)的影響

　　傳送網(wǎng)的設(shè)計者常常用分層和分割技術(shù)組網(wǎng)，分層是指從垂直方向?qū)⒕W(wǎng)絡(luò)分解為若干個獨立的層網(wǎng)絡(luò)，相臨層之間是客戶/服務(wù)者關(guān)系；分割是在分層的基礎(chǔ)上，在水平方向?qū)⒚恳粚泳W(wǎng)絡(luò)分為若干個相互獨立的子網(wǎng)絡(luò)，并對每個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計和管理。全光網(wǎng)絡(luò)本身就是一個由物理層、光層、電通道層組成的分層網(wǎng)絡(luò)。為了充分利用波長變換技術(shù)，我們可以適時的將光層沿水平方向分割成幾個互相獨立的子網(wǎng)洛，可以大大簡化網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和管理。這主要是因為對于一個無波長變換器的波長通道網(wǎng)絡(luò)來說，波長屬于全局資源，網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化和設(shè)計必須從整個網(wǎng)絡(luò)出發(fā)，合理分配資源。這樣建立一個透明的光通道是不可能的，造成阻塞率大，對于網(wǎng)絡(luò)的升級和擴(kuò)容更不可能。而對于具有波長變換功能的節(jié)點，由于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具有波長變換的功能，波長就成為局部資源。可以利用波長變換器實現(xiàn)子網(wǎng)的連接和通信，從而可對每個子網(wǎng)分別進(jìn)行資源的配置和調(diào)度。從而簡化波長分配管理、減少阻塞率、并便于排障。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]徐榮等譯，多波長光網(wǎng)絡(luò)，北京:人民郵電出版社，2001

　　[2]張煦，2003關(guān)于光纖傳輸系統(tǒng)的報告，光通信技術(shù)，2003

　　[3]胡先志等譯，光網(wǎng)絡(luò)與波分復(fù)用，北京:人民郵電出版社，2003

　　[4]趙學(xué)軍，WDM光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及路由算法的研究，西安科技大學(xué)，2006

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