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前 言
电信世界正逐步形成充满竞争和挑战的局面。电信和数据通信融合为信息通信的时代已经成为现实。新的有竞争力的公司以更低的价格引入新的服务。随着新技术的不断出现，政府条例的不断放宽，信息产业正在迅速的全球化。今天，有效的信息传输已成为竞争的关键因素之一。
光网络的发展趋势
互联网应用和光技术的快速发展带来了网络哲学的根本变化。动态波长提供和快速的波长提供需求是光网络的主要趋势之一。 随着这种转变的继续，目前采用波长路由方式承载突发的互联网业务将存在电路交换网络同样的种种缺陷。 未来电信级光网络仍然是基于电路的假设驱动了这以前的研究，WDM作为一种网络技术的应用集中于单波长的静态利用，造成了光带宽利用的低效。
光网络的规模在迅速扩展，光传送网的角色从原来的大容量带宽传送转变为提供端到端的服务连接。随着光网络的规模不断扩大，如何支持如此大规模的网络是设计自动光网络的主要目的。光网络面临的挑战是如何把相对粗颗粒的WDM技术和光交换能力的优势结合起来，形成一个大吞吐量的光网络平台来有效地支持分组业务。采用类似INTERNET的结构来设计光网络是必然的选择。 实现光层上的自动交换会给光网络带来以下能力：① 交互的流量工程: 使得光网络资源可以动态地分配给路由器；② 网络恢复: 当网络性能下降时,可以维持优先级别较高的业务；③ 自动地将数据业务模式与光网络资源相连可以使得传送网络具备更快的反应能力以及较低的成本。
交换光网络（SON）的网络结构分为两个功能层。外层是电层，完成业务的汇聚和主要的包路由功能；内层基于光技术，完成传输和底层的交换功能。边缘交换单元（ES）位于两层的边界处。ES完成分组包的会聚和基本路由功能，并实现分组包到光包的组装。SON中的交换单元称为核心交换单元（CS），通过WDM光传输网络连接。CS在光域完成光包的转发，同时完成到WDM链路的统计复用。为了简化光节点的包转发过程，ES和CS可以采用MPLS技术。
光网络的组成
在骨干网容量不断扩充，DWDM系统迅速普及应用的驱动下，光网络市场出现了巨大的机会。网络运营商需要比现有光网络技术更有效和更经济的手段来管理这样的多波长网络。设备供应商提供涵盖了从超长距离DWDM传输方案到光交叉系统的解决方案。这些方案共同的价值趋向是为运营商提供光层网络的动态管理，快速的提供光层业务并降低运营成本。在过去5年内，随着互联网和基于IP的业务的迅速和广泛应用，新公网的概念成为现实。传统的基于TDM的网络是面向可预测的话音业务的，在处理基于分组包的数据业务时极端低效。运营商在逐渐改变他们的网络以更好地适应电信业务从电路交换到分组包交换的转变，光层网络既完成传输功能也完成交换功能的需求更迫切。新公网的目的是建立一个透明的光层网络，能够在光域容易地实现对传送信号的管理，减少对信号的处理和解释，从而提高高带宽网络的可靠性和可恢复性。
1．目前光网络的组成
目前的光网络可以划分为以下4个层次：长途传输网络；城域光网络；接入光网络和企业及LAN光网络。
（1）长途传输网络：着眼于提高单光通道的速率和单光纤的总容量。
（2）城域光网络：着眼于网络的透明性、可扩充性、动态配置。
（3）接入光网络：目前主要是SDH复用器、ATM交换机和路由器的市场，多业务接入复用器也增长很快。
（4）企业及LAN光网络：解决校园或城域范围主要Web或数据服务器节点、存储网络（SANs）的互连。
2．下一代光网络的组成
随着光网络需求和技术的发展，光网络的结构从功能上将由两层组成：光核心网络和光边缘网络。
（1）光核心网络：主要由以下网络单元组成：光传送系统；混合ADM/宽带数字交叉连接系统；光分插复用器（OADM）；智能光交换系统；太比特路由器。
光传送系统通过光纤分离的光通道传送多种信号。混合ADM/宽带数字交叉连接系统存在于边缘网络和核心网络的边界，是宽带数字交叉连接和SDH的集成，但增加了TDM和包交换/疏导的功能，提供SONET/SDH层到光层的直接过渡。光网络中的光分插复用器（OADM）节点直接分插光通道，无须进行信号的光电转换，在基于DWDM的网络激增的年代，将占有重要的地位。智能光交换系统作为一种网络单元，把光交换器件的功能和SDH ADMs、宽带数字交叉连接系统和数据交换系统的部分特征结合在一起。用于运营商骨干网络的主要节点。
（2）光边缘网络：其中DWDM的作用是提供业务层到光层的桥梁。对不同的运营商来说，光网络的边缘存在许多不同的定位。运营商网络的多样性导致了光边缘网络设备的多样性。但光边缘网络的目标和应用是一致的。这些目标包括：
* 网络单元设计为一个系统而不是单一目的的器件。
* 网络层次的平展化，打破以前明显的网络层次，形成单层网络。
* 网络从提供基于TDM的业务到提供基于IP的业务转变。
* 通过统一的软件平台来进行多业务的管理和业务提供。
* 解决企业LAN和核心光网络间的带宽差距。
光边缘网络可以分为以下几类：下一代SDH传输系统 （多业务提供平台）；多业务城域DWDM；城域光IP平台；光接入系统和PONs。
下一代SDH传输系统：在一个网元内集成了SDH的 ADM和2层/3层的桥接/路由技术，同时支持传统的TDM专线业务和数据业务。 其目标是把数字交叉连接功能分布到网络边缘，从而大大减少主要核心节点对大容量交叉连接的需求。 通过技术的融合简化了网络结构，带来设备投资、运营成本的降低。
多业务城域DWDM系统：也称为光边缘交换系统或光业务节点，结合了下一代SDH系统和城域DWDM系统的特点，形成环或网状拓扑，支持SDH的汇聚和疏导、光VPN、透明的带宽提供、ATM接入汇聚、IP VPN和互联网接入等功能。
城域光IP平台：城域光IP网络仍处于持续演变的成长初期，完成分布式的以太交换或包交换功能的光边缘网络系统都可归入此类。
光接入系统和PONs：光接入系统作为光边缘网络的补充可以划分为企业DWDM接入系统和无源光网络系统两类。企业DWDM接入系统，为企业用户提供低成本的基于波长的业务。支持企业数据业务，如ESCON/FICON、GE、Fiber Channel或高速专用线。
无源光网络系统，瞄准的是城域网中的末端连接需求。从业务提供局所到小或中等规模商业用户之间的最后一公里网络通常是树形分支的拓扑结构，采用PON系统在这个区域形成叠加网络可以显著地提升这些用户可获得的带宽。
光网络目前的研究重点
对于全光网络的发展来说，目前还存在一些技术挑战，如光网络的网络管理、网络的互连和互操作、光性能的监视和测试等。
网络管理：除了基本的功能外，核心光网络的网络管理应包括下列功能：
* 光层波长路由管理
* 端到端性能监控
* 保护与恢复
* 疏导和资源分配策略管理
互连和互操作：不同厂商光网络系统的互操作虽然对光网络的发展非常重要，但最近还不会实现。ITU和光互连网论坛（OIF）正致力于互操作和互连的研究，已取得了一些进展。ITU的研究集中在开发光层内实现互操作的标准。OIF则更多的关注光层和网络其他层之间的互操作，集中进行客户层和光层之间接口定义的开发。
光性能监视和测试：对光网络来说，需要对光层的所有子层进行性能监视。目前光层的性能监视和性能管理大部分还没有标准定义，但正在迅速开发之中。
当前，光网络技术正处于快速发展之中，世界上领先的通讯和网络厂商无不投入巨资研发光网络技术和产品，可以说，谁掌握了光纤技术，谁就掌握了未来网络的核心。在这方面，国内以华为、上海贝尔、中兴通讯等为代表的通讯企业，由于起步较早，在光网络技术的研发和产品的商业化方面，取得了令人瞩目的成绩，为我国在未来通讯网络市场占据有利位置打下了良好的基础。本期选择上海贝尔、华为、中兴为代表的国内厂商的光网络解决方案作重点介绍，希望为读者了解我国光网络技术发展现状提供参考。
电信世界正逐步形成充满竞争和挑战的局面。电信和数据通信融合为信息通信的时代已经成为现实。新的有竞争力的公司以更低的价格引入新的服务。随着新技术的不断出现，政府条例的不断放宽，信息产业正在迅速的全球化。今天，有效的信息传输已成为竞争的关键因素之一。
光网络的发展趋势
互联网应用和光技术的快速发展带来了网络哲学的根本变化。动态波长提供和快速的波长提供需求是光网络的主要趋势之一。 随着这种转变的继续，目前采用波长路由方式承载突发的互联网业务将存在电路交换网络同样的种种缺陷。 未来电信级光网络仍然是基于电路的假设驱动了这以前的研究，WDM作为一种网络技术的应用集中于单波长的静态利用，造成了光带宽利用的低效。
光网络的规模在迅速扩展，光传送网的角色从原来的大容量带宽传送转变为提供端到端的服务连接。随着光网络的规模不断扩大，如何支持如此大规模的网络是设计自动光网络的主要目的。光网络面临的挑战是如何把相对粗颗粒的WDM技术和光交换能力的优势结合起来，形成一个大吞吐量的光网络平台来有效地支持分组业务。采用类似INTERNET的结构来设计光网络是必然的选择。 实现光层上的自动交换会给光网络带来以下能力：① 交互的流量工程: 使得光网络资源可以动态地分配给路由器；② 网络恢复: 当网络性能下降时,可以维持优先级别较高的业务；③ 自动地将数据业务模式与光网络资源相连可以使得传送网络具备更快的反应能力以及较低的成本。
交换光网络（SON）的网络结构分为两个功能层。外层是电层，完成业务的汇聚和主要的包路由功能；内层基于光技术，完成传输和底层的交换功能。边缘交换单元（ES）位于两层的边界处。ES完成分组包的会聚和基本路由功能，并实现分组包到光包的组装。SON中的交换单元称为核心交换单元（CS），通过WDM光传输网络连接。CS在光域完成光包的转发，同时完成到WDM链路的统计复用。为了简化光节点的包转发过程，ES和CS可以采用MPLS技术。
光网络的组成
在骨干网容量不断扩充，DWDM系统迅速普及应用的驱动下，光网络市场出现了巨大的机会。网络运营商需要比现有光网络技术更有效和更经济的手段来管理这样的多波长网络。设备供应商提供涵盖了从超长距离DWDM传输方案到光交叉系统的解决方案。这些方案共同的价值趋向是为运营商提供光层网络的动态管理，快速的提供光层业务并降低运营成本。在过去5年内，随着互联网和基于IP的业务的迅速和广泛应用，新公网的概念成为现实。传统的基于TDM的网络是面向可预测的话音业务的，在处理基于分组包的数据业务时极端低效。运营商在逐渐改变他们的网络以更好地适应电信业务从电路交换到分组包交换的转变，光层网络既完成传输功能也完成交换功能的需求更迫切。新公网的目的是建立一个透明的光层网络，能够在光域容易地实现对传送信号的管理，减少对信号的处理和解释，从而提高高带宽网络的可靠性和可恢复性。
1．目前光网络的组成
目前的光网络可以划分为以下4个层次：长途传输网络；城域光网络；接入光网络和企业及LAN光网络。
（1）长途传输网络：着眼于提高单光通道的速率和单光纤的总容量。
（2）城域光网络：着眼于网络的透明性、可扩充性、动态配置。
（3）接入光网络：目前主要是SDH复用器、ATM交换机和路由器的市场，多业务接入复用器也增长很快。
（4）企业及LAN光网络：解决校园或城域范围主要Web或数据服务器节点、存储网络（SANs）的互连。
2．下一代光网络的组成
随着光网络需求和技术的发展，光网络的结构从功能上将由两层组成：光核心网络和光边缘网络。
（1）光核心网络：主要由以下网络单元组成：光传送系统；混合ADM/宽带数字交叉连接系统；光分插复用器（OADM）；智能光交换系统；太比特路由器。
光传送系统通过光纤分离的光通道传送多种信号。混合ADM/宽带数字交叉连接系统存在于边缘网络和核心网络的边界，是宽带数字交叉连接和SDH的集成，但增加了TDM和包交换/疏导的功能，提供SONET/SDH层到光层的直接过渡。光网络中的光分插复用器（OADM）节点直接分插光通道，无须进行信号的光电转换，在基于DWDM的网络激增的年代，将占有重要的地位。智能光交换系统作为一种网络单元，把光交换器件的功能和SDH ADMs、宽带数字交叉连接系统和数据交换系统的部分特征结合在一起。用于运营商骨干网络的主要节点。
（2）光边缘网络：其中DWDM的作用是提供业务层到光层的桥梁。对不同的运营商来说，光网络的边缘存在许多不同的定位。运营商网络的多样性导致了光边缘网络设备的多样性。但光边缘网络的目标和应用是一致的。这些目标包括：
* 网络单元设计为一个系统而不是单一目的的器件。
* 网络层次的平展化，打破以前明显的网络层次，形成单层网络。
* 网络从提供基于TDM的业务到提供基于IP的业务转变。
* 通过统一的软件平台来进行多业务的管理和业务提供。
* 解决企业LAN和核心光网络间的带宽差距。
光边缘网络可以分为以下几类：下一代SDH传输系统 （多业务提供平台）；多业务城域DWDM；城域光IP平台；光接入系统和PONs。
下一代SDH传输系统：在一个网元内集成了SDH的 ADM和2层/3层的桥接/路由技术，同时支持传统的TDM专线业务和数据业务。 其目标是把数字交叉连接功能分布到网络边缘，从而大大减少主要核心节点对大容量交叉连接的需求。 通过技术的融合简化了网络结构，带来设备投资、运营成本的降低。
多业务城域DWDM系统：也称为光边缘交换系统或光业务节点，结合了下一代SDH系统和城域DWDM系统的特点，形成环或网状拓扑，支持SDH的汇聚和疏导、光VPN、透明的带宽提供、ATM接入汇聚、IP VPN和互联网接入等功能。
城域光IP平台：城域光IP网络仍处于持续演变的成长初期，完成分布式的以太交换或包交换功能的光边缘网络系统都可归入此类。
光接入系统和PONs：光接入系统作为光边缘网络的补充可以划分为企业DWDM接入系统和无源光网络系统两类。企业DWDM接入系统，为企业用户提供低成本的基于波长的业务。支持企业数据业务，如ESCON/FICON、GE、Fiber Channel或高速专用线。
无源光网络系统，瞄准的是城域网中的末端连接需求。从业务提供局所到小或中等规模商业用户之间的最后一公里网络通常是树形分支的拓扑结构，采用PON系统在这个区域形成叠加网络可以显著地提升这些用户可获得的带宽。
光网络目前的研究重点
对于全光网络的发展来说，目前还存在一些技术挑战，如光网络的网络管理、网络的互连和互操作、光性能的监视和测试等。
网络管理：除了基本的功能外，核心光网络的网络管理应包括下列功能：
* 光层波长路由管理
* 端到端性能监控
* 保护与恢复
* 疏导和资源分配策略管理
互连和互操作：不同厂商光网络系统的互操作虽然对光网络的发展非常重要，但最近还不会实现。ITU和光互连网论坛（OIF）正致力于互操作和互连的研究，已取得了一些进展。ITU的研究集中在开发光层内实现互操作的标准。OIF则更多的关注光层和网络其他层之间的互操作，集中进行客户层和光层之间接口定义的开发。
光性能监视和测试：对光网络来说，需要对光层的所有子层进行性能监视。目前光层的性能监视和性能管理大部分还没有标准定义，但正在迅速开发之中。
当前，光网络技术正处于快速发展之中，世界上领先的通讯和网络厂商无不投入巨资研发光网络技术和产品，可以说，谁掌握了光纤技术，谁就掌握了未来网络的核心。在这方面，国内以华为、上海贝尔、中兴通讯等为代表的通讯企业，由于起步较早，在光网络技术的研发和产品的商业化方面，取得了令人瞩目的成绩，为我国在未来通讯网络市场占据有利位置打下了良好的基础。本期选择上海贝尔、华为、中兴为代表的国内厂商的光网络解决方案作重点介绍，希望为读者了解我国光网络技术发展现状提供参考。