光通信发展的回顾和展望

烽火通信 龙泉

1 引言
时间步入2007年，随着通信网络业务主体IP化的转移，光通信技术和设备的发展也步入了转型时期。回想10月底的北京国际通信展，几大光通信技术已逐步成为热点，包括各种IP承载传送网技术、分组传送网技术、光纤接入网等。同时包括IP TV、3G移动网在内的各种业务层网络的发展带来的带宽压力，又进一步的促进了光传输技术面向大容量、长距离的发展。本文简单介绍了当前光传输技术的最新发展及烽火通信的最新成果。

2 回顾
1966年高锟博士预言光纤可用于通信，至今已经41年了，光通信设备的发展可谓经过了多个发展阶段。

作为中国光通信的发源地，烽火科技（原武汉邮电科学研究院）至始至终都在陪伴着中国光通信一步一步向前发展。从中国最早的光纤和光缆，到最早的PDH光传输工程应用，烽火科技开启了中国的光通信元年。

在近30年的发展过程中，国内单波传输设备由70年代的PDH发展到90年代的SDH，2001后又推出了MSTP的产品，以适应城域网IP业务的发展。此后随着网络对于组网能力和智能化需求的提升，又出现了基于MSTP的ASON设备。而多波光传输系统方面，也由早期的2.5G速率发展为10G速率，波道数则由8个波长发展到了160个波甚至更多。到了今天，用于干线的DWDM技术已大量步入城域网，其组网的灵活性和业务承载的可靠性也得到了极大的提高。ULH技术的发展，节约了大量的电中继节点，解决了由于大量的电中继节点所带来的维护成本高的问题。

另一方面，烽火科技在大力推动光传输网发展的同时，也在光接入技术方面做了大量的工作。经过4年的努力，以PON为主的光纤接入技术和产品让最终用户的接入能力由几十K发展到了几M，相信不久以后，光接入将给更多的宽带用户来了接入能力上翻天覆地的变化。

3 现状与展望
经过几十年的发展，光传输技术已非常完美的解决了TDM业务的承载问题，但随着IP业务为主的分组业务的发展，光传输网的承载能力正在经受挑战。和国际国内的各个光通信厂家一样，烽火通信也一直在不断的寻求新的技术和产品来提升光传输设备对于数据业务的承载能力，发展的领域涉及带宽、灵活性、可靠性、可管理性等各个方面。

3.1 IP OVER DWDM的发展
目前IP业务在DWDM网络中的承载更多的是通过MSTP设备的汇聚和转接之后，再采用2.5G或者更高速率的SDH接口在DWDM系统中来承载和传输。但我们注意到在网络的骨干层，尤其是在二干和一干网络层面，MSTP设备对于数据业务的承载优势就几乎没有，甚至降低了干线网络对于IP数据业务的承载效率。
所以在干线网络中，IP OVER DWDM应用方式正在得到更多的重视。对于DWDM设备而言要高效、可靠的承载IP数据业务需要解决的技术问题主要包括4个方面，分别是：
 接口的承载方式，主要体现在接入类型、承载效率和建网成本方面；
 业务承载的可靠性，目前DWDM系统可提供的保护方式已比较灵活，如基于业务和基于波长的OSNCP保护、共享的复用段环和通道环保护、光纤线路保护等。
 高效的可管理性，如何在DWDM设备层面上加强网络的可管理性也成为了各传输厂商所要面对的新问题。
 互联互通性，包括业务的互通性，以及保护的互通性。

烽火通信针对IP业务承载的需要，进一步改进了DWDM设备，目前可提供全面的IP OVER DWDM解决方案。方案提供的业务接口灵活多变，可完全适应干线和城域网中IP业务的承载需求；同时系统支持基于光层和业务层的各种保护方式，包括基于端口和波长的SNCP、内置的OLP保护以及高效的子速率SNCP保护。同时设备的可管理能力也在进一步的提升，系统引入G.709协议的波长帧结构，大大提升了设备基于端到端的可维护能力。
3.2　OTN的发展
OTN系统可以说是DWDM的发展与面向全光网技术的过渡技术，他以DWDM为基础平台，引入了OCH层，其核心技术则包括了OTN交换技术和G.709的接口技术。其中OTN的交换包括运用于光复用段层的光交叉技术和运用于OCH层的电交叉两种， OTN系统的体系结构如下图所示：
 

图1 OTN系统体系结构

由OTN的体系结构可以看出，OTN的核心技术主要包括了四大部分，分别是ROADM、电交叉、G.709接口和控制平面。
 ROADM（可重构的光分插复用）

ROADM是相对于DWDM中的固定配置OADM而言，其采用可配置的光器件，从而可以方便的实现OTN节点中任意波长的上下和直通配置。采用ROADM设备可以组成大规模的OXC（光交叉连接）设备，从而完成OTN中的光层波长交叉功能，具有交叉能力大的特点。同时交叉过程全部在光层上进行，没有O/E/O转换，所以设备成本较低。但由于受物理因素的影响，不适合于在长途干线中采用，同时纯光环境下的交叉，不支持波长的转换，交叉的灵活性有一定限制。

 电交叉
电交叉的业务颗料为ODUk（光数据单元），速率可以是2.5G、10G和40G，当前OTN电交叉设备主要用于完成2.5G速率以下的业务颗粒的交叉功能。能够基于子速率完成电层的SNCP保护、共享通道保护等应用方式，同时利用电层的汇聚能力实现多节点波长带宽的共享，从而大大节省波长资源。

 G.709封装与接口
G.709是ITU-T为了满足OTN设备基于波长的业务调度和端到端管理而定义的波长业务封装格式。其帧格式与SDH的帧格式相类似，通过引入大量的开销字节来实现基于波长的端到端业务调度管理和维护功能。

 控制平面
控制平面的加载是实现光传送技术向智能化发展的最佳方案，OTN技术的发展让WDM网络对于IP数据业务的承载能力更为灵活。随着ASON控制平面标准以及OTN在智能化方面标准的完善，两个技术将会完美的结合，最终实现基于OTN传输平台的真正意义上的ASON网络。

烽火通信目前可提供全面的OTN解决方案，方案以ROADM设备为主，同时配合子速率交叉技术，完成光层大规模组网和波长调度应用，以及电层子速率调度和保护的功能。通过多维ROADM节点，以及标准的G.709帧结构的应用，可以轻松的完成跨环、甚至MESH的组网能力，基于端到端的配置和管理能力，让OTN网络的维护和管理更加轻松。目前烽火通信OTN产品及解决方案已通过了中国电信和中国网通的权威测试验证，已完全达到了工程实用化的要求。

同时烽火通信利用在ULH（超长跨距DWDM技术）方面的开发和工程应用经验，使得OTN系统的无电中继传输距离达到了几千公里，从而极大的拓展了OTN的使用环境。ULH与OTN技术的完美结合，烽火通信可以在长途干线中实现的OTN子网部署，减少OTN子网之间的O/E/O连接，提高网络的传输效率，降低维护和建设成本。

另一方面，烽火通信利用在40G产品和工程应用的成果，成功将40G移植到OTN解决方案中，使得网络不仅在灵活性、可管理性、安全性方面得到提升，在网络容量方面也在成倍的增长。

3.3 光接入网的发展
进入21世纪以来，全球宽带接入网进入了一个大发展阶段，世界各国的宽带数据用户数量正呈几何级数发展，国内也不例外，近两年我国宽带接入网的发展也十分迅速，年用户增长率在400%左右。在众多的光接入网技术中，PON技术无疑是受关注最多，且发展潜力最大的技术了。当前业界主流的PON技术主要有GEPON和GPON两大技术。两种技术各有优缺点，但GEPON的发展较GPON更为成熟，成本更低， 这也是GEPON成为近期最主流的FTTx解决方案和设备的原因。

烽火通信在光接入网方面一直是国内行业的领导者，从上世纪末开始推动PON技术的实用化，相继开发出了窄带PON、APON、EPON等产品。同时烽火通信不仅仅做为一个PON的设备制造商，同时在PON的各类技术标准，FTTx的工程设计、施工，以及接入类光纤光缆方面做了大量的工作。目前已成为业内唯一可以生产从设备到线缆配件等全系列产品，以及提供从工程设计到工程建设及后期维护服务的设备厂商。

4 结束语
光通信与通信网的发展既是相互适应也是相互促进的过程，不论是国内还是国外，各运营商和光通信设备厂商，也一直在促进光通信产业向前发展。当然，技术的发展可以是革命性的，但网络的演进还需要循序渐近。作为光通信专家的烽火通信，从30年前开始，就以发展民族光通信产业为己任，不仅仅在技术方面在不断的打破国外行业的壁垒，同时在产品开发以及工程应用方面也在不断进步。相信烽火通信全新的光传输网和光接入网产品，也必定可以为国内各大电信营运商提供更强大的网络解决方案。