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标  题: 波分复用的演化趋势(续)
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标  题: 波分复用的演化趋势2
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3 波分复用系统由传统的点到点传输系统向光传送网发展
波分复用系统的另一个发展方向是网络化，形成波分复用光网络，也叫光传送网（
Optical Transport Network, OTN）。它的基本思想是将点到点的波分复用系统用光交叉
互连（Optical Cross-connector, OXC）节点和光分插复用(Optical Add/Drop 
Multiplexer, OADM)节点连接起来，组成光传送网。波分复用技术完成OTN节点之间的多
波长通道的光信号传输，OXC节点和OADM节点则完成网络的交换功能。当然，由于目前的
技术的限制，交换是以波长通道为单位的。图2给出了光网络OTN的示意。

波分复用系统向光传送网演进是有很多原因的。首先是宽带综合业务网络的要求。随着全
球通信业务量的飞速增长，业务形式日趋多样化，高速大容量的宽带综合业务网络已成为
现代通信网络的发展趋势。其次、电子瓶颈限制大容量的电TDM网络。电子交换系统在数
十Gb/s的水平上存在着所谓的“电子瓶颈”。尽管高速电子技术的发展，无疑会使这个上
限进一步提高，但是费用的上涨将很可观。第三、网络的历史兼容性和空间复杂性要求网
络尽可能透明，协议无关。由于历史演变的关系，在网络设计时，已有的各种通信设备、
协议不能马上废止，同时网络的设计也必须考虑今后的通信设备和协议，因此一个尽可能
透明的网络是必须的。另一方面，由于网络用户的复杂性，不同用户之间所需的服务是不
同的。有的用户要求传输模拟信号，有的用户要求传输高码率的数字信号，有的用户要求
传输低码率的数字信号，这也对网络的透明性提出要求。第四、网络在运行中希望能实现
网络结构的动态调整。网络运行在一个复杂的环境中，环境的变化要求网络的逻辑拓扑结
构能够动态调整。比如网络的物理链路－光纤被切断时，希望网络有自愈功能，又比如某
些端之间由于通信容量剧增，希望网络能提供临时的额外容量

光传送网有许多优点。首先是它的大容量。这是WDM技术天生的优点。其次是经济性。在
长途骨干网中，很大一部分的通信流量是路过（pass by）性的，即这些流量在某一网络
节点不需做任何处理而直接发往下一个节点。如北京、武汉、广州这三个节点，从北京到
广州的通信流量对武汉而言就是路过性的。在传统的通信网中，这些路过性的流量也做
O/E、E/O处理。在光传送网中，这些流量可以直接发往下一个节点，从而省去了大量的电
端机费用。第三、OTN具有传输透明性。由于光传送网提供的是一条端到端的纯光路径，
它不对光信号的形式提出要求，对于信息的调制方式、传送模式和传输速率透明。这样目
前相互独立的SDH传送网、PDH传送网、ATM网络、IP网络及模拟视频网络都可以建立在同
一光网络上，共享底层资源，并提供统一的监测和恢复等网管能力。第四、OTN有灵活的
网络可重构性。光传送网中信号是按波长路径或虚波长路径传输的，这样就在网络的物理
拓扑结构之上加了一层逻辑拓扑结构。这一逻辑拓扑结构是可以通过改变节点的波长路由
状态而动态改变的。第五、它还具有可扩展性。光传送网具有分区、分层的拓扑结构，网
络节点采用模块化设计，在不改变原有网络结构时就能方便地增加网络的波长数、光纤路
径数和节点数，实现网络的扩充。第六OTN与现有的各种光通信技术是兼容的。

4 国际电信联盟关于OTN的标准化研究
国际电信联盟ITU－T从1997年开始考虑OTN的标准化问题，现在已形成一系列框架性标准 
，包括G.871~G.875, G.798, G.709, G.664, G.959.1。图三给出了这一系列标准的结构
和相互关系。

G.871给出了关于OTN的一系列标准的总体结构和它们之间的相互关系。G.872给出了OTN的
整体结构（Architecture）。包括：OTN的分层结构（Optical transport network 
layered structure）、特征信息（characteristic information）、客户/服务层间联系
（client/server layer associations）、网络拓扑（networking topology）和网络各
层的功能（layer network functionality）。这些功能包括光信号发送（optical 
signal transmission）、复用（multiplexing）、路由（routing）、监测（
supervision）、性能评估（performance assessment）和网络生存（network 
survivability）。G.873给出了OTN的要求(Requirements)和参考模型（reference 
configuration）。包括：能够级连的WDM光网络的单元个数、误码性能和SONET/SDH, 
PDH/SDH等数字信号的抖动性能。G.874规定了OTN设备的网管方面的内容(capture 
management of OTN equipment)。G.875给出了光网络单元的信息模型(information 
models for optical network elements)。G.709给出了OTN网络节点接口(Network Node 
Interface for the optical transport network)。G.798描述了光网络单元的功能
(functional aspects of optical network elements)。G.959.1给出了OTN的物理层特性(physical layer aspects)。

在这一系列标准中G.872是最重要的的一个，它给出了OTN的结构性描述。OTN的层结构由
光通路层(Optical channel)、光复用层(Optical Multiplex section)和光传输层
(Optical transmission section)三层组成。光通路层提供了一个端到端的光通路
(optical channel)连接，用于透明地传送各种形式的客户信号(目前仅考虑数字信号)。
该层应具备以下功能：光通路连接的重构；光通路开销功能，用以保证适配后的客户信号
（进入光通路层的信号）的完整性；光通路监控功能。光复用段层将WDM的光信号连接成
网(networking of a multi-wavelength optical signal)。该层应具备的功能有：光复
用段层开销，光复用段监控。光传输层在各种光传输媒质上传输光信号，该层具备的功能
有：光传输层开销，光传输层监控。

在最近的标准化过程中，有一个问题是值得注意的。ITU－T目前倾向于暂时舍弃OTN的透
明性要求。这主要是因为，目前的光通信技术和光器件技术的发展还没有完全成熟，有许
多问题不得不在电域上进行处理，如信号的再生、波长变换、开销加载、性能监测。但是
全光的OTN依然是各研究机构努力的方向。在技术进展到一定程度后，相信ITU－T仍会考
虑全光的OTN。

5 总结
在过去的几年中，波分复用技术为光通信的繁荣作出了巨大的贡献；在未来可预见的几年
里，当前典型的波分复用技术还将在商用市场上占据主要地位。但是，技术本身的发展总
是领先与技术的商用化过程，所有波分复用技术的演进就成了各运营商、设备生产商、管
理部门、研究部门关心的一个问题。本文就这一问题展开了讨论，包括：光纤本身的发展
和它对波分复用技术的影响；波分复用系统的容量的进一步发展（向1Tb/s迈进）；波分
复用系统的网络化趋势和国际电信联盟ITU－T关于OTN的标准化进展。



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