采用準同步數字系列（PDH）的系統，是在數字通信網(wǎng)的每個(gè)節點(diǎn)上都分別設置高精度的時(shí)鐘，這些時(shí)鐘的信號都具有統一的標準速率。盡管每個(gè)時(shí)鐘的精度都很高，但總還是有一些微小的差別。為了保證通信的質(zhì)量，要求這些時(shí)鐘的差別不能超過(guò)規定的范圍。因此，這種同步方式嚴格來(lái)說(shuō)不是真正的同步，所以叫做“準同步”。
在以往的電信網(wǎng)中，多使用PDH設備。這種系列對傳統的點(diǎn)到點(diǎn)通信有較好的適應性。而隨著(zhù)數字通信的迅速發(fā)展，點(diǎn)到點(diǎn)的直接傳輸越來(lái)越少，而大部分數字傳輸都要經(jīng)過(guò)轉接，因而PDH系列便不能適合現代電信業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)的需要，以及現代化電信網(wǎng)管理的需要。SDH就是適應這種新的需要而出現的傳輸體系。
最早提出SDH概念的是美國貝爾通信研究所，稱(chēng)為光同步網(wǎng)絡(luò )（SONET）。它是高速、大容量光纖傳輸技術(shù)和高度靈活、又便于管理控制的智能網(wǎng)技術(shù)的有機結合。最初的目的是在光路上實(shí)現標準化，便于不同廠(chǎng)家的產(chǎn)品能在光路上互通，從而提高網(wǎng)絡(luò )的靈活性。
1988年，國際電報電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì )（CCITT）接受了SONET的概念，重新命名為“同步數字系列（SDH）”，使它不僅適用于光纖，也適用于微波和衛星傳輸的技術(shù)體制，并且使其網(wǎng)絡(luò )管理功能大大增強。
SDH技術(shù)與PDH技術(shù)相比，有如下明顯優(yōu)點(diǎn)：
1、網(wǎng)絡(luò )管理能力大大加強。
2、提出了自愈網(wǎng)的新概念。用SDH設備組成的帶有自愈保護能力的環(huán)網(wǎng)形式，可以在傳輸媒體主信號被切斷時(shí)，自動(dòng)通過(guò)自愈網(wǎng)恢復正常通信。
3、統一的比特率，統一的接口標準，為不同廠(chǎng)家設備間的互聯(lián)提供了可能。附圖是SDH和PDH在復用等級及標準上的比較。
4、采用字節復接技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò )中上下支路信號變得十分簡(jiǎn)單。
基于WDM 的IP 傳送技術(shù)
近年來(lái),Internet的迅猛發(fā)展，促使IP 技術(shù)獲得以往通信和信息技術(shù)從未有過(guò)的高速發(fā)展。近幾年來(lái)，IP技術(shù)無(wú)論從網(wǎng)絡(luò )結構上，傳輸能力上還是業(yè)務(wù)開(kāi)拓上都取得巨大的進(jìn)展。TCP/IP是70年代作為網(wǎng)間互聯(lián)協(xié)議提出來(lái)的，在將近二十年的時(shí)間內，除了在美國局域網(wǎng)互聯(lián)中起到作用外，一直沒(méi)引起外部世界的重視。ITU-T 在很長(cháng)一個(gè)時(shí)期內沒(méi)有接納這個(gè)標準。直到90年代初Web的出現從根本上改變了這種狀態(tài)，IP網(wǎng)獲得了急速的發(fā)展，相應的IP技術(shù)也獲得了急速的發(fā)展。
IP是網(wǎng)絡(luò )層協(xié)議，SDH、WDM是物理層傳送技術(shù)，在兩層之間需要一個(gè)數據鏈路層，數據鏈路層負責把物理層提供的信號轉換成網(wǎng)絡(luò )層所需要的信號，目前最流行的IP傳送技術(shù)有三種，即IP over ATM，IP over SDH 或 IP over WDM。
傳統的擴容方法是采用TDM（時(shí)分復用）方式，即對電信號進(jìn)行時(shí)間分隔復用。無(wú)論是PDH的34 Mbit/s－140 Mbit/s－565 Mbit/s，還是SDH的155 Mbit/s－622 Mbit/s－2 488 Mbit/s－9 952 Mbit/s，都是按照這一原則進(jìn)行的。據統計，當系統速率低于2．5 Gbit/s（含2．5 Gbit/s），系統每升級一次，每比特的傳輸成本下降30％左右。因此，在過(guò)去的系統升級中，人們首先想到并采用的是TDM技術(shù)。采用時(shí)分復用（TDM）方式是數字通信提高傳輸效率、降低傳輸成本的有效措施。但是隨著(zhù)現代電信網(wǎng)對傳輸容量要求的急劇提高，利用TDM方式已日益接近硅和鎵砷技術(shù)的極限，例如對于現在的10 Gbit／s，TDM已沒(méi)有太多的潛力可挖，并且傳輸設備的價(jià)格也很高，光纖色度色散和極化模色散的影響也日益加重。人們正越來(lái)越多地把興趣從電復用轉移到光復用，即從光域上用各種復用方式來(lái)改進(jìn)傳輸效率，提高復用速率。
從1996年起， 最具代表性的就是波分復用（WDM）系統出現了。所謂WDM技術(shù)就是為了充分利用單模光纖低損耗區帶來(lái)的巨大帶寬資源，采用波分復用器（合波器），在發(fā)送端將不同波長(cháng)的光載波合并起來(lái)并送入一根光纖進(jìn)行傳輸。在接收端，再由一波分復用器（分波器）將這些不同波長(cháng)承載不同信號的光載波分開(kāi)的復用方式。由于不同波長(cháng)的光載波信號可以看作互相獨立（不考慮光纖非線(xiàn)性時(shí)），因而雙向傳輸的問(wèn)題很容易解決，只需將兩個(gè)方向的信號分別安排在不同波長(cháng)傳輸即可。根據波分復用器的不同，可以復用的波長(cháng)數也不同，從2個(gè)至幾十個(gè)不等，這取決于所允許的光載波波長(cháng)的間隔大小。
波分復用技術(shù)主要有以下特點(diǎn)：
(1) 可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長(cháng)傳輸增加幾倍至幾十倍?，F在人們所利用的只是光纖低損耗頻譜（1 310 nm～1 550 nm）極少的一部分。即使全部利用摻餌光纖放大器（EDFA）的放大區域帶寬（1 530 nm～1 565 nm），也只是占用它帶寬1/6左右。WDM技術(shù)可以充分利用單模光纖的巨大帶寬（約25 THz）。
(2) 使N個(gè)波長(cháng)復用起來(lái)在單模光纖中傳輸，在大容量長(cháng)途傳輸時(shí)可以節約大量光纖。
(3) 由于同一光纖中傳輸的信號波長(cháng)彼此獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種電信業(yè)務(wù)信號的綜合和分離，包括數字信號和模擬信號，以及PDH信號和SDH信號的綜合與分離。
(4) 波分復用通道對數據格式是透明的，即與信號速率及電調制方式無(wú)關(guān)。在網(wǎng)絡(luò )擴充和發(fā)展中，是理想的擴容手段，也是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段。
利用WDM技術(shù)選路來(lái)實(shí)現網(wǎng)絡(luò )交換和恢復從而可能實(shí)現未來(lái)透明的、具有高度生存性的光網(wǎng)絡(luò )。
IP與ATM的結合是面向連接的ATM與無(wú)連接IP的統一，也是選路與交換的優(yōu)化組合，但其網(wǎng)絡(luò )結構復雜，開(kāi)銷(xiāo)損失達25％以上。IP與SDH的結合則是將IP分組通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議直接映射到SDH幀，省掉了中間的ATM層，從而保留了因特網(wǎng)的無(wú)連接特征，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò )結構，提高了傳輸效率，但無(wú)優(yōu)先級業(yè)務(wù)質(zhì)量。IP over WDM的優(yōu)勢在于其巨大的帶寬潛力，可以滿(mǎn)足IP 業(yè)務(wù)巨大的帶寬要求，并解決IP業(yè)務(wù)的不對稱(chēng)性問(wèn)題。WDM 系統的業(yè)務(wù)透明性可以兼容不同協(xié)議的業(yè)務(wù)，實(shí)現業(yè)務(wù)會(huì )聚。依*WDM的高帶寬和簡(jiǎn)單的優(yōu)先級方案，還可以基本解決人們所關(guān)心的服務(wù)質(zhì)量（QoS）問(wèn)題。越來(lái)越多的人們認識到：IP over WDM 和IP over SDH 將成為大型IP高速骨干網(wǎng)的主要技術(shù)，以疏導高速率數據流。IP over SDH 和IP over WDM 的區別在于承載業(yè)務(wù)量的大小和適應不對稱(chēng)業(yè)務(wù)的靈活性上。IP over SDH 傳送的顆粒"小"，更適合我國當前的需要，技術(shù)上比較成熟，而且標準化程度高。而IP over WDM 則與"光網(wǎng)絡(luò )"相結合，適用于"透明"城域網(wǎng)內IP的互聯(lián)或未來(lái)大型IP骨干網(wǎng)的核心匯接。從發(fā)展來(lái)看，IP over WDM 無(wú)疑代表著(zhù)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的方向，它將"光網(wǎng)絡(luò )"的發(fā)展和IP相結合，可以充分利用"光網(wǎng)絡(luò )"的"透明傳輸"優(yōu)越性和光纖的巨大帶寬，但是目前它的顆粒"太大"，沒(méi)有低于2.5 Gbit/s 的接口，但隨著(zhù)低速WDM 接口的出現，它在城域網(wǎng)上應用會(huì )越來(lái)越多。
IP over WDM 的思路是:不僅省掉了ATM層,也省掉了中間的SDH層，將IP直接放在光路上傳輸。顯然,這是一種最簡(jiǎn)單直接的體系結構,省掉了中間的ATM層和SDH層,簡(jiǎn)化了層次,減少了網(wǎng)絡(luò )設備和功能重疊,減輕了網(wǎng)管復雜性,特別是網(wǎng)絡(luò )配置的復雜性;額外的開(kāi)銷(xiāo)最低,傳輸速率最高;通過(guò)業(yè)務(wù)量工程設計,可以與IP的不對稱(chēng)業(yè)務(wù)量特性相匹配，還可利用光纖環(huán)路的保護光纖吸收突發(fā)業(yè)務(wù),盡量避免緩存,減少延時(shí);由于省掉了昂貴的ATM交換機和大量普通SDH復用設備,簡(jiǎn)化了網(wǎng)管,又采用了波分復用,其成本可比傳統電路交換網(wǎng)降低一到兩個(gè)數量級!
如何實(shí)現IP直接映射到光網(wǎng)絡(luò )層，有一種正在研究的新方案――波長(cháng)分組方案。該方案直接將分組映射到WDM光鏈路上，將分組定界和物理層結合起來(lái)。采用一種新的稱(chēng)之為高速同步幀(HSSF)的結構，如圖：
HSSF采用SDH125－μs幀結構，為鏈路故障和性能管路提供鏈路狀態(tài)標識。HSSF簡(jiǎn)化了前向糾錯(FEC)功能的實(shí)現。FEC提高了在WDM系統中的性噪比。簡(jiǎn)而言之，HSSF實(shí)現了于IP over SDH的幀結構，但去除了不必要的SDH功能和開(kāi)銷(xiāo)（如凈負荷指針技術(shù)）。IP over WDM的最大優(yōu)勢在于巨大的帶寬潛力，目前商用化的WDM系統的容量已達到了400GB /S.顯然，只有這樣的高速率才有可能與未來(lái)的巨大的IP業(yè)務(wù)量相匹配，其他任何技術(shù)都不可能與其相比?！ DM的另一個(gè)重要特點(diǎn)是有多達數十上百個(gè)可用波道，各個(gè)波道信號間可以彼此隔離，因而很容易地兼容不同性質(zhì)和協(xié)議的業(yè)務(wù)，起到業(yè)務(wù)匯集作用。網(wǎng)絡(luò )管理者不再需要在同一電路上設法混合各種業(yè)務(wù)，從而有可能不再需要采用復雜的ATM來(lái)匯集種業(yè)務(wù)，簡(jiǎn)化了體系結構。至于服務(wù)質(zhì)量問(wèn)題，IP over WDM的解決思路是*WDM的高帶寬和簡(jiǎn)單的優(yōu)先級方案。按排隊理論，只有網(wǎng)絡(luò )利用率超過(guò)75％時(shí)才需要QoS。當網(wǎng)絡(luò )利用率低于70%時(shí)隊列很短或根本不存在排隊，常常只需要簡(jiǎn)單的優(yōu)先級方案即可,于是將高質(zhì)量實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)放在隊列前面即可保證QoS。實(shí)際業(yè)務(wù)預測表明，未來(lái)業(yè)務(wù)量中真正高質(zhì)量的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)是少數，因而采用簡(jiǎn)單的優(yōu)先級方案和高帶寬WDM來(lái)處理QoS問(wèn)題是有一定道理的。
綜上所述，網(wǎng)絡(luò )解決方案多種多樣，三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時(shí)期和網(wǎng)絡(luò )的不同部分發(fā)揮自己應有的作用，三者將會(huì )共存互補。但從面向未來(lái)的視角來(lái)看，IP over WDM 將是最具生命力的技術(shù)。其巨大的帶寬潛力和爆炸式增長(cháng)的IP業(yè)務(wù)是相當匹配的，這種對IP業(yè)務(wù)最理想的傳送技術(shù)將會(huì )成為未來(lái)網(wǎng)絡(luò )特別是骨干網(wǎng)的主導傳送技術(shù)。
聯(lián)系客服
