《光通信网络原理》课件.ppt

*************************************有源以太网光接入点对点以太网每个用户独享一根光纤直连至中心局端提供独享带宽，通常为100Mbps/1Gbps/10Gbps设备基于标准以太网技术，成本效益好适用于对带宽和安全性要求高的企业用户有源以太网光网络在用户附近部署有源以太网交换机，多个用户共享上行链路有源设备需要现场供电，增加运维复杂度支持标准以太网功能，如VLAN、QoS等灵活性高，易于与现有网络集成与PON的比较点对点以太网提供独享带宽，PON是共享带宽有源方案功耗高，需要现场供电，PON无源设备节能有源方案初期投资低，长期运维成本高于PON两种技术各有优势，根据具体场景选择第七章：光网络控制平面控制平面的功能路由计算与路径选择连接管理与资源分配保护与恢复控制控制平面的架构集中式架构：控制逻辑集中分布式架构：控制逻辑分散混合式架构：结合两者优点控制平面协议OSPF-TE：扩展路由协议RSVP-TE：资源预留协议LMP：链路管理协议3控制平面接口UNI：用户-网络接口NNI：网络-网络接口E-NNI：外部网络-网络接口路由与波长分配(RWA)RWA问题定义在给定网络拓扑和业务请求的条件下，为每个光连接分配路由和波长，满足波长连续性和唯一性约束是NP完全问题，通常采用启发式算法求近似解静态RWA已知所有业务需求，一次性规划所有光路目标是最小化所需波长数或最大化接纳业务数常用算法：整数线性规划、模拟退火、遗传算法等动态RWA业务需求随机到达，实时计算路由和分配波长目标是最小化阻塞率和资源碎片化常用策略：先路由后分配波长(FF,LU,MU等)广义多协议标签交换(GMPLS)广义多协议标签交换(GMPLS)是MPLS技术的扩展，支持多种交换类型，包括分组交换、时隙交换、波长交换和光纤交换。GMPLS的基本概念是将光网络资源抽象为标签，通过标签交换实现端到端连接的建立和管理。GMPLS协议栈包括链路管理协议(LMP)、扩展的路由协议(OSPF-TE/IS-IS-TE)和扩展的信令协议(RSVP-TE)。GMPLS在光网络中的应用主要包括自动化资源发现、拓扑管理、路径计算、连接建立和保护恢复等方面。通过GMPLS控制平面，运营商可以实现网络资源的自动化管理和优化，大幅提高运维效率，降低操作成本。尽管GMPLS技术相对成熟，但由于实现复杂性和软件定义网络(SDN)的兴起，其实际部署规模有限。软件定义网络(SDN)SDN的基本概念控制平面与数据平面分离网络控制功能集中化和可编程通过开放接口实现网络可编程控制SDN的架构应用层：网络业务和应用控制层：集中式控制器基础设施层：数据转发设备SDN在光网络中的应用多层协同优化：IP层和光层联合规划弹性光网络控制：灵活频谱分配跨域资源调度：端到端业务编排第八章：光网络生存性光网络故障类型链路故障：光纤中断、光纤衰耗异常、光放大器失效节点故障：电源故障、设备硬件故障、软件崩溃信道故障：激光器失效、接收机灵敏度下降、非线性干扰光网络保护技术预留备份资源，故障发生时快速切换切换时间通常在50ms以内，满足电信级业务要求资源利用率较低，但服务恢复时间确定光网络恢复技术故障后动态寻找可用资源重建连接资源利用率高，但恢复时间不确定适用于对故障恢复时间要求不严格的业务线路保护1+1保护业务信号同时发送到工作路径和保护路径接收端选择信号质量较好的路径特点：切换速度最快，无数据丢失缺点：资源利用率低，仅50%应用：关键业务保护，如金融交易1:1保护为每个工作路径分配一条专用保护路径正常时保护路径可传输低优先级业务特点：资源利用率较高，有少量数据丢失缺点：需要端到端信令通知故障应用：对可靠性要求高但允许短时中断的业务1:N保护N条工作路径共享一条保护路径仅能恢复单点故障，不能同时恢复多条路径特点：资源利用率高，成本低缺点：对多点故障无法全部恢复应用：中等重要性业务的经济保护方案路径保护专用路径保护每条工作路径配备一条完全分离的保护路径共享路径保护多条工作路径的保护资源可以共享子路径保护将端到端路径分为多个段，分段实施保护3优化策略容量优化、延迟优化或资源优化等多种目标路径保护是一种端到端的保护机制，与线路保护相比具有更高的资源利用效率。专用路径保护为每条工作路径预留一条完全分离的保护路径，保护快速但资源消耗大。共享路径保护允许多条工作路径共享保护资源，前提是这些工作路径不会同时发生故障，大幅提高资源利用率。