otn传输技术论文范文
时间：2023-03-20 01:13:49
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篇1
关键词 otn 技术 应用
中图分类号：TN929.1 文献标识码：A
1 OTN关键技术
OTN全称Optical Transport Network（光传送网）是以波分复用技术为基础，且在光层组织网络的传送网，它是跨数字传送和模拟传送两类，也是结合了两类的优势，更是管理数字传送（电领域）和模拟传送（光领域）的统一标准。
OTN技术中包括多种关键技术，其中有组网技术，传输技术，接口技术，保护恢复技术等。
（1）OTN组网与传输技术
OTN组网技术包括电层调度技术，光层调度技术以及混合层调度技术等。其中电层调度技术的实现是支持波长的交叉连接，光层调度技术的实现是支持ODUk的交叉连接，而混合层调度技术是同时支持波长和ODUk的交叉连接。采用组网技术大大减少了建网成本。OTN传输技术具有长距离，大容量的传输特点。同时采用带外的FEC技术和新型调制编码并结合色散光宇可调补偿，电域均衡等，显著提高了长距离和大容量的传输速度。
（2）OTN保护恢复技术
OTN保护恢复技术分别体现在光域和电域，在光域支持光通道1+1保护，光复用段1+1保护，光通道共享保护。在电域支持子网连接保护和环网共享保护。
（3）OTN接口技术
OTN接口技术中包括逻辑接口和物理接口。
1.1 ROADM技术
ROADM技术中文叫做可重构的光分插复用器，它是一种节点或者叫网络元素，主要由光学器件构成，是通过远程重新配置，并能够动态上下业务的波长。
ROADM技术的功能模块有前置后置光放大器，波长上路和下路，光业务信道的生成和终结，监控节点内部聚合信道或单信道功率，色散补偿等。
ROADM技术目前包括波长选择型ROADM技术和广播或选择型ROADM技术，波长选择型ROADM技术端口指配较灵活，并且能够在多个方向提供波长粒度的信道，而远程可重配置全部直通端口和上下端口。但因为结构较复杂，技术成熟程度比较低，成本较高，在商用系统中的使用较少。
1.2 OTH技术
OTH技术全称Optical Transmission Hierarchy（光传送体系），它是未来网络的主干核心，在全球的信息基础设施中起着关键作用。引入的密集波分复用技术，提高了光通信的速率。并随着光纤通信技术的不断进步以及电信网络业务结构的改善，电信界也对OTH技术不断地进行完善了。
2 OTN技术应用
随着对大颗粒业务的调度和传送的需求不断增加，人们也将OTN技术应用视为了关注的焦点，OTN技术应用的优势在于能够提供大颗粒带宽的传送和调度。在OTN技术应用主要分为在干线网和城域网中的应用，在干线网中包括在省际干线和省内干线中的应用，城域网则分为核心网，接入层和汇聚层三方面。下面从省际干线，省内干线，城域网三方面分别来介绍OTN技术的应用。
2.1 在省际干线的应用
在现有的传送业务来看OTN技术在省际干线中的应用随着网络和业务的IP化，新业务的开展和宽带用户的极具增多，省际IP流量和带宽也是成倍的增加。由于承载的业务量的剧增，波分省际干线对承载业务的需求和保护是人们十分迫切的。波分省际干线承载着PSTN 2G长途业务，NGN 3G长途业务和Internet省际干线业务等。在应用了OTN技术后，省际干线IP Over OTN 的承载模式实现了SNCP保护，MESH网保护和类似SDH的环网保护等网络保护方式，这样不仅设备的复杂程度和成本大大降低而且保护能力与SDH不相上下。
2.2 在网络中的应用―省内干线
随着目前长途传送网承载的业务量和大客户业务颗粒的增大，网络业务的灵活度和生存性问题备受关注。OTN技术应用在省际干线中实现了GE 10GE，2.5G 10GPOS大颗粒业务的安全性，可靠性，为了进一步提高网络运行质量和中继电路利用率，更好的使用传送网络资源，在省内网络干线中应用超大容量的OTN技术，在OTN交叉设备中镶嵌ASON GMPLS风不是控制平面后，提供了优先级抢占功能和多种保护恢复方式，大大的提高了网络传送网的可靠性。还可实现MESH网，可组环网，复杂环网，网络按需扩展，波长子波长业务交叉疏导和调度。省内骨干路由器承载着各个长途局间的NGN 3G IPTV 大客户专线业务等。
2.3 在网络中的应用―城域网
城域光传送网是覆盖城市及郊区范围，负责在城域范围内为路由器和交换机等数据网络节点和各种业务网提供传输电路，或直接为企业单位等大客户提供应用服务。现有的城域光传送网技术MSTP，RPR，ASON，和城域CWDM和DWDM等都是基于WDM技术或SDH技术，比较局限。OTN技术是以大颗粒调度为基础具有WDM和SDH两类的优势，形成了一种具有大颗粒宽带传送特点的大容量传送网，对于以太业务实现两层汇聚提高了带宽利用率，从组网上看使得传送网层次更加清晰，OTN技术也对业务实行保护。
3 结束语
在当今网络技术蓬勃发展，OTN关键技术以及OTN技术的应用为我们的网络生活带来了更多方便和发展平台，为下一代网络构建起着推动作用。在不久的将来OTN技术会更加完善，成为更优异的网络平台。
参考文献
[1] 刘涛.面向未来的光传送网-OTN技术.技术论坛，2001.
[2] ITH-TSG13研究组2000年2月会议总结报告（摘编）.
篇2
摘要：随着数据类业务的爆炸式持续增长，基于VC-12/VC-4带宽调度颗粒的同步数字体系(SDH)结合点到点波分复用(WDM)的典型传送网络结构面临着严峻挑战。如何在保持现有传送网络功能的前提下提供大颗粒带宽的传送与调度，成为新一代光传送网亟需解决的课题。光传送网(OTN)技术的出现，解决了大颗粒带宽的传送与调度的难题，同时在光层提供了类似SDH的组网、保护与管理等功能，在继承原有功能的基础上直接弥补了缺陷，是下一代传送网主流技术。由于处于应用初期，如何应用OTN成为目前业界关注的焦点问题。文章在综合分析多种因素的基础上提出了OTN的应用建议。
关键词：光传送网；关键技术；组网；应用
随着传送网络承载的主要客户类型由语音转向数据的变化，基于光同步数字体系(SDH)以VC-12/VC-4为带宽调度颗粒结合点到点波分复用(WDM)多波长传输的网络结构面临着严峻挑战。首先是数据业务量大导致传送带宽颗粒产生的低效适配问题，如对于路由器的千兆比以太网(GE)或10GE接口，若采用目前典型结构来传送，则需要多个VC-12/VC-4通过连续级联或虚级联的方式来映射，适配和传送效率显著降低。其次是WDM网络的维护管理问题。目前的WDM网络主要检测SDH帧结构的B1字节和J0字节等开销，对于信号在WDM网络传输中的性能和告警等功能检测较弱。最后是WDM网络的组网能力问题。WDM网络目前仅仅支持点到点或者环网拓扑，在光域基本没有或支持有限的组网能力。因此，针对这些需求，国际电联(ITU-T)基于光域数字处理尚不成熟的技术现状，从1998年左右开始提出了基于大颗粒带宽进行组网、调度和传送的新型技术——光传送网(OTN)的概念，同时持续对于相关标准进行了规范，截至到目前已经规范了网络结构[2]、网络接口[3]、设备功能接口、管理模型和抖动等。OTN技术是综合了SDH和WDM优势并考虑了大颗粒传送和端到端维护等新需求而提出并实现的技术，相关规范同时涵盖了未来全光网的范畴，是光网络极有发展潜力的新型技术，将在后续的网络中逐渐引入与应用。
1光传送网的技术特征
OTN技术继承了SDH和WDM技术的诸多优势功能，同时也增加了新的技术特征。
(1)多种客户信号封装和透明传输
基于ITU-TG.709的OTN帧结构可以支持多种客户信号的映射，如SDH、异步转发模式(ATM)、以太网等。目前对于SDH和ATM可实现标准封装和透明传送，但对于以太网则支持有所差异。例如对于GE客户，OTN尚未规范具体的映射方式，各设备厂家采用不同的方式实现GE客户透传，导致客户业务无法互通，同时由于10GE接口的规范完成晚于OTN标准框架规范，OTN对于10GE的透明传送程度有所差异，目前ITU-T提出了2种标准方式和3种非标准方式[7]，解决了点到点透明传送10GE的问题。
(2)大颗粒带宽复用、交叉和配置
OTN目前定义的电域的带宽颗粒为光通路数据单元(ODUk,k=1,2,3)，即ODU1(2.5Gb/s)、ODU2(10Gb/s)以及ODU3(40Gb/s)，光域的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的处理颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，对高带宽客户业务的适配和传送效率显著提升。
(3)强大的开销和维护管理能力
OTN提供了和SDH类似的开销管理能力，OTN光通路(OCh)层的OTN帧结构大大增强了OCh层的数字监视能力。另外OTN还提供6层嵌套串联连接监视(TCM)功能，这样使得OTN组网时，端到端和多个分段同时进行性能监视成为可能。
(4)增强了组网和保护能力
通过OTN帧结构和多维度可重构光分插复用器(ROADM)[8]的引入，大大增强了光传送网的组网能力，改变了目前WDM主要点到点提供传送带宽的现状。而采用前向纠错(FEC)技术，显著增加了光层传输的距离(如采用标准G.709的FEC编码，光信噪比(OSNR)容限可降低5dB左右，采用其他增强型FEC，光信噪比(OSNR)容限降低等多[9])。另外，OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于ODUk层的光子网连接保护(SNCP)和共享环网保护、基于光层的光通道或复用段保护等，但目前共享环网技术尚未标准化。
(5)OTN支持多种设备类型
鉴于OTN技术的特点，目前OTN支持4种基本的设备类型[10]，即OTN终端型设备、基于电交叉功能的OTN设备、基于光交叉功能的OTN设备和基于光电混合交叉功能的OTN设备。目前大多数厂家支持的OTN产品主要以OTN终端设备和基于光交叉功能的OTN设备为主，基于电交叉功能和光电混合交叉功能的OTN设备也有部分提供，在具体应用时可根据实际需求综合考虑选择哪种或哪几种OTN设备。
(6)OTN目前不支持小带宽粒度
由于OTN技术最初的目的主要是考虑处理2.5Gb/s以及以上带宽粒度的客户信号，因此并没有考虑低于2.5Gb/s的客户信号。随着OTN客户需求的发展变化，基于更低带宽颗粒(如1.25Gb/s量级及以下)的需求出现，ITU-T也加大研究力度，目前正在根据各成员提案讨论如何规范具体的带宽粒度规格和参数，同时研究基于多种较小带宽颗粒的通用映射规程(GMP)。
2OTN关键技术及实现
OTN技术包括很多关键技术，主要有接口技术、组网技术、保护技术、传输技术、智能控制技术和管理功能等等。
2.1接口技术
OTN的接口技术主要包括物理接口和逻辑接口两部分，其中逻辑接口是最关键的部分。对于物理接口而言，ITU-TG.959.1已规范了相应接口参数，而对于逻辑接口，ITU-TG.709规范了相应的不同电域子层面的开销字节，如光通路传送单元(OTUk)、ODUk(含光通路净荷单元(OPUk))等，以及光域的管理维护信号。其中OTUk相当于段层，ODUk相当于通道层，而ODUk又包含了可独立设置的6个串联连接监视开销。
在目前的OTN设备实现中，基于G.709的帧，电层的开销支持程度较好，一般均可实现大部分告警和性能等开销的查询与特定开销(含映射方式)的设置，而光域的维护信号由于具体实现方式未规范，目前支持程度较低。
2.2组网技术
OTN技术提供了OTN接口、ODUk交叉和波长交叉等功能，具备了在电域、光域或电域光域联合进行组网的能力，网络拓扑可为点到点、环网和网状网等。目前OTN设备典型的实现是在电域采用ODU1交叉或者光域采用波长交叉来实现，其中不同厂家当中采用电域或电域光域联合方式实现的较少，而采用光域方式实现的较多。目前电域的交叉容量较低，典型为320Gb/s量级，光域的线路方向(维度)可支持到2～8个，单方向一般支持40×10Gb/s的传送容量，后续可能出现更大容量的OTN设备。
2.3保护恢复技术
OTN在电域和光域可支持不同的保护恢复技术。电域支持基于ODUk的子网连接保护(SNCP)、环网共享保护等；光域支持光通道1＋1保护(含基于子波长的1＋1保护)、光通道共享保护和光复用段1＋1保护等。另外基于控制平面的保护与恢复也同样适用于OTN网络。目前OTN设备的实现是电域支持SNCP和私有的环网共享保护，而光域主要支持光通道1＋1保护(含基于子波长的1＋1保护)、光通道共享保护等。另外，部分厂家的OTN设备在光域支持基于光通道的控制平面，也支持一定程度的保护与恢复功能。随着OTN技术的发展与逐步规模应用，以光通道和ODUk为调度颗粒基于控制平面的保护恢复技术将会逐渐完善实现和应用。2.4传输技术
大容量、长距离的传输能力是光传送网络的基本特征，任何新型的光传送网络都必然不断采用革新的传输技术提升相应的传输能力，OTN技术也不例外。OTN除了采用带外的FEC技术显著地提升了传输距离之外，而目前已采用的新型调制编码(含强度调制、相位调制、强度和相位结合调制、调制结合偏振复用等)结合色散(含色度色散和偏振模色散)光域可调补偿、电域均衡等技术显著增加了OTN网络在高速(如40Gb/s及以上)大容量配置下的组网距离。
2.5智能控制技术
OTN基于控制平面的智能控制技术包含和基于SDH的自动交换光网络(ASON)类似的要求，包括自动发现、路由要求、信令要求、链路管理要求和保护恢复技术等。基于SDH的ASON相关的协议规范一般可应用到OTN网络。与基于SDH的ASON网络的关键差异是，智能功能调度和处理的带宽可以不同，前者为VC-4，后者为ODUk和波长。
目前的OTN设备部分厂家已实现了基于波长的部分智能控制功能，相关的功能正在进一步的发展完善当中。后续更多的OTN设备将会进一步支持更多的智能控制功能，如基于ODUk颗粒等。
2.6管理功能
OTN的管理除了满足通用要求的配置、故障、性能和安全等功能之外，还需满足OTN技术的特定要求，如基于OTN的开销管理、基于ODUk/波长的调度与管理、基于波长的功率均衡与控制管理、波长的冲突管理、基于OTN的控制平面管理等等。目前的OTN网络管理系统一般都基于原有传统WDM网管系统升级，除了常规的管理功能之外，可支持OTN相应的基本管理功能。
3光传送网应用分析
随着传送网客户信号带宽需求的进一步驱动、OTN技术的逐渐发展和OTN设备功能实现程度的显著推进，OTN技术如何应用日益成为业界探讨的焦点，也即何时(什么时候)、何地(什么网络层面)、以什么方式(选择什么功能)引入OTN进行组网以及实际应用时存在哪些障碍或缺陷。因此，文章主要从OTN应用时机、OTN应用网络层面、OTN应用功能以及OTN应用关联问题等角度进行分析。3.1应用时机探讨
OTN是否可以很好地引入应用主要应从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度以及网络运维人员的OTN技术认知程度等多个角度考虑。
首先，目前传送网客户信号主要为IP/以太网，而IP/以太网的高速发展导致大带宽粒度传送与调度的需求增长非常迅速，基于VC-12/VC-4的带宽颗粒的适配与调度方式显然满足不了传送网客户信号对于大颗粒带宽的传送与调度需求。其次，从OTN技术的完善程度来看，虽然目前OTN标准系列还在进一步修订和讨论(如规范ODU0和ODU4颗粒，统一基于超频方式工作的ODU1e、ODU2e容器等等)，而OTN的主要标准框架和功能要求已由ITU-T几年前定稿，即使后续部分内容有所更新，但目前的规范内容至少必须要继承和兼容，因此，对于OTN技术目前可以说是基本完善。第三，对于OTN设备的实现程度来看，目前的OTN设备已经基本支持了OTN技术的主要特征，如多速率映射与透明传送、大颗粒带宽的调度与处理、OTN帧结构的开销实现与处理、OTN的组网与保护等，同时实现了对于这些OTN技术特征的管理。因此，从设备实现上而言，OTN设备已经具备了初步应用的功能特征，但具体应用时要根据多种需求综合选择OTN设备相应功能。最后，网络运维人员对于OTN技术认知过程和其他任何新技术一样，都需要一个逐渐了解、深入和掌握的过程。因此，网络运维人员初期对于OTN技术的不熟悉并不是OTN引入与应用的障碍，而应该是OTN应用时所必须要准备的前提条件之一。
因此，从传送网客户信号的驱动、OTN技术的完善程度、OTN设备的实现程度等方面来看，OTN技术的引入与应用目前应该具备了基本的条件，可在综合考虑其他非技术因素的基础上逐步引入与应用OTN技术，以增强传送网络的传送能力与效率，适应客户信号的高速、动态发展。
3.2应用层面分析
由于光传送网络的范畴较大，包括城域光传送网(含核心层、汇聚层和接入层)、干线传送网(省内干线和省级干线)等多个层面。不同网络层面的特点不同，因而是否可以引入OTN技术的结论对于不同网络层面并不完全一致。
对于城域光传送网而言，汇聚与接入层主要是承载的是汇聚型客户业务，客户信号的带宽粒度较小，基于ODUk调度的业务可能性较小，而且OTN目前暂未标准化ODU1(2.5Gb/s)以下的带宽粒度，因此，目前的OTN技术在城域汇聚与接入层引入与应用的优势并不明显。
对于城域传送核心层和干线传送网络而言，客户业务的特点主要为分布型，客户信号的带宽粒度较大，基于ODUk和波长调度的需求和优势明显，OTN技术特点应用的优势比较适宜发挥。
因此，目前OTN技术的引入与应用主要应侧重于城域核心层和干线网络。
3.3应用功能选择
OTN技术的典型应用功能目前可分为3种：OTN接口、ODUk交叉和波长交叉3种。综合考虑客户业务需求、OTN技术完善程度、OTN设备实现程度等多种因素，应在不同的网络层面应选择不同的OTN功能。
首先，在城域传送网核心层层面，由于节点调度与处理要求中等，网络规模较小但调度需求较大，目前一般可根据实际网络的典型需求选择ODUk交叉和波长交叉或者ODUk和波长混合交叉功能，同时提供对于OTN接口功能的支持；后续可根据OTN设备的实现程度选择新型功能。第二，在省内干线层面，由于节点调度与处理要求较大，网络规模较大，调度需求较大，目前一般可根据实际网络的典型需求选择波长交叉或者仅选择OTN接口功能；后续可根据OTN设备的能力的提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉，或者ODUk和波长混合交叉功能。第三，在省级干线层面，由于节点调度与处理要求很大，网络规模大，调度需求一般，目前一般可根据实际网络的典型需求选择OTN接口功能，特殊需求可局部选择波长交叉功能；后续可根据OTN设备的能力提升和客户业务需求等选择ODUk交叉、波长交叉，或者ODUk和波长混合交叉功能。
3.4应用关联问题
实际引入OTN技术组网时，最典型的关联问题是现有网络如何升级、现有网络与OTN怎么互通以及后续的OTN如何演进等问题。
由于现有WDM网络的彩色接口一般都提供了基于G.709的OTN接口功能，原则上可考虑直接升级或启动OTN接口功能。由于现有WDM设备的OTN接口的支持程度差异较大，而且涉及到现网运营、维护、技术的更新和成本等因素，如何升级为完全支持G.709接口的OTN设备，是个综合多种因素需要深入分析的问题，不同的场景应选择不同的解决方案。
对于互通问题，由于目前的WDM网络支持的G.709接口并不一定完善，因此，新建的OTN网络与已有WDM或者SDH网络互通时，应优先选择客户侧接口(如SDH/以太网等)进行互通，待OTN网络规模逐渐扩大以后，OTN不同子网之间可采用基于OTUk的域间接口互通，逐渐实现端到端的维护与管理。
关于OTN引入和应用后的后续技术演进，应在积累前期运维经验的基础上扩大OTN网络规模的同时，从客户业务需求、OTN技术发展和OTN设备实现程度等多方面紧密跟踪相关进展，以便适时适度地引入更多的OTN新功能，最终实现光传送网络范围内真正意义上端到端灵活的调度、维护与管理，使OTN的应用网络层面覆盖到城域传送网核心、接入与汇聚层以及干线网络。
篇3
近日，在欧洲光通信会议（ECOC）期间，中兴通讯宣布在400G高速传输领域创造了一项世界纪录：试验中采用其专利技术将40个波分信道的400Gb/s 单载波极化复用的QPSK信号，成功实现了2800 公里长距离标准单模光纤的传输，刷新了此前单载波400G的传输1200公里的世界纪录。
欧洲光通信会议（ECOC）光通信领域最重要的、最有影响力的高水平国际学术会议之一，对光电子和光通信当前及未来应用技术的发展进行探讨。该实验结果经过全球知名专家的评选和推荐，被9月17日举行的欧洲光通信会议（ECOC）会议论文收录并于会议期间。
单载波传输具有收发结构简单、管理容易的特点，是业内最看好的调制码信号。此前单载波400G的传输纪录是1200公里，且采用的是特殊昂贵光纤和全光拉曼放大的技术。中兴通讯此次试验，使用的中兴通讯专利技术实现的40个波分信道的400Gb/s单载波极化复用的QPSK信号，是目前技术最成熟，灵敏度最高的调制方案，即便不考虑成本昂贵的超低损耗光纤和拉曼放大器，仅使用当前广泛应用的标准单模光纤和普通掺铒光纤放大器，也能实现超长距离的系统传输，试验中成功实现了35跨段，每段80公里，共2800公里的长距离传输，证明了超100G在现有光纤传输系统中部署的可行性。且系统单载波达到业内最高频谱效率，达到108Gbaud。
中兴通讯多年来一直致力于100G、400G/1T等超100G技术的研究以及产品方案的研发与应用，立足于100G以及超100G高速信号传输技术的尖端技术研究和开发，近年来攻克了该领域若干关键技术并持续多项成果：中兴通讯全球首次在实验中实现了单信道为11.2Tbit/s的光信号，并成功实现让该信号在标准单模光纤中的640公里传输，刷新了此前单信道传输最高速率为1Tb/s光信号的世界记录；实现了24Tb/s（24x1.3Tb/s）波分复用信号传输，是业界首次实现Terabit/s的波分复用技术；2012年2月，中兴通讯与德国电信合作，在德国本土成功完成100G/400G/1T信号的2450公里超长距离混合传输，创造了迄今为止业内高速信号混传最长距离的现场试验记录。
在全球光通讯产业步入100G速率的超宽网络时代，中兴通讯作为全球领先的新一代承载网解决方案与设备、服务提供商，2010年率先在业内全程100G承载解决方案，提供从交换机、路由器和波分OTN全系列100G产品，为客户提供从边缘层到核心层的端到端解决方案。 2011年7月在全球光电子和通信会议（OECC）上展示了全球首个1Tb/s的DWDM原型系统及试验结果。2012年面向各类网络应用的7种方案的400G/1T DWDM 原型样机已对外。在100G、超100G专利方面，中兴通讯已申请数十项专利，涵盖了100G光模块、Framer、芯片、系统等多方面。目前中兴通讯已经与西欧、东欧、亚太、中国等区域和国家的主流运营商在100G、超100G领域完成了多项实验网项目，成为全球高速光通信传输技术快速发展的“引擎”。
篇4
【关键词】ASON 控制平面；传送平面；管理平面；网络生存
1.ASON技术产生背景
随着骨干网络容量的日益增大以及城域接入能力的多样化，对传输网络具备良好自适应能力的需求逐步提上日程，对网络带宽进行动态分配并具有高性价比的解决方案已是人们追求的目标。ASON是能够智能化地自动完成光网络交换连接功能的新一代光传送网。在ASON网络中，业务可实现动态连接，时隙资源也可进行动态分配，其原理是在现有的光网络上增加一层控制平面，并利用这层控制平面来为用户建立连接，提供服务和对底层网络进行控制，同时支持不同的技术方案和不同的业务需求，具备高可靠性、可扩展性和高有效性等特点。
2.ASON关键技术
ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络。此前，光传送网只有传送平面和管理平面，没有分布式智能化的控制平面，因此，ASON概念的提出，使传输、交换和数据网络结合在一起，实现了真正意义的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复，它是光传送网的一次具有里程碑的重大突破。
传送平面由作为交换实体的传送网网元（NE）组成，主要完成连接建立/删除、交换（选路）和传送等功能，传送平面作为业务传送的通道，为用户信息提供端到端的单向或者双向传输。同时，可以选择带内或带外方式完成少量管理和控制信息的传送。ASON的传送平面具备信号质量检测功能，当发生故障时，直接在光层进行信号质最监测，这不仅保证了从传送层面进行业务恢复的能力，而且极大地提高了光网络的恢复效率与恢复速率；另一方面，ASON具有多粒度交叉、多业务接入的能力，必须能够灵活地为用户提供业务服务，因此ASON的传送平面的核心交换结构有全光和光电两种方式，全光的优点是对业务透明，不需要进行大量的光电、电光转换。而光电光方式具有交叉颗粒度小，电性能监测完备以及强大的业务汇聚能力等特点。
管理平面对控制平面和传送平面进行管理，在提供对光传送网及网元设备的管理的同时，实现网络操作系统与网元之间更加高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。ASON的控制平面在智能光网络的管理中需要对初始网络资源，控制模块的路由，接口，信令等初始参数进行配置，同时对三种连接的过程进行控制管理，同时对性能和故障进行管理和上报。
控制平面可以说是整个自动交换光网络的核心部分，由一组通信实体和控制单元（OCC）组成，实现对连接的建立、释放进行控制、监控以及维护等功能，从而完成路由控制、信令协议、资源管理以及其他的策略控制等任务。控制平面的控制节点由多个功能模块组成，它们通过信令相互协调，形成一个统一的整体，完成呼叫和连接的建立与释放，实现连接的自动化，并且能在连接出现故障时，进行快速而有效的恢复。ASON通过引入控制平面，使用接口、协议以及信令系统，可以动态地交换光网络的拓扑信息、路由信息以及其他控制信息，实现光通路的动态建立和拆除，以及网络资源的动态分配。
3.ASON网络生存技术
ASON的网络结构由传送平面、控制平面和管理平面构成，其中控制平面的引入是ASON与传统光网络的最大不同之处，通过控制平面可以提供快速有效的配置连接来支持交换连接和软永久连接，能够对已经建立的呼叫重新配置修改连接，还可以执行自动恢复等功能。目前，ASON采用的生存技术可分为保护、集中恢复和分布恢复，其中，保护和集中恢复是传统的光传送网的功能，而分布式恢复则是ASON所特有的功能，一般情况下，保护动作完成的时间一般为几十微秒左右，而恢复完成的时间，通常需要几百微秒甚至到几秒。
ASON中的恢复是动态建立的，在灵活性上有了较大的提高，特别是增强了网状网恢复的实用性，使其优势得到体现。在减少冗余资源的同时获得理想的恢复速度，而且根据ASON中提供的众多保护恢复类型，运营商可以划分更多的业务等级提供给不同的用户，从而增加运营收入。
4.ASON发展现状和趋势
随着电信业务的发展，特别是数据业务对网络带宽越来越大的占用量，我们在使网络变得智能化的同时，也要考虑网络宽带化的问题。对于应用于骨干层网络ASON节点设备来说，能够提供40Gbit/s的更大速率光接口就显得非常有必要了。烽火通信作为国内主要的光通信设备供应商之一，已经在40G商用传输系统方面取得了重大突破，通过采用精确色散补偿、拉曼化掺饵光纤放大器等技术，成功地实现了40Gbit/s光传输系统在G。652和G。655光纤上的560km无电再生无误码传输，解决了该系统在色散、非线性等方面的关键难题。
另一方面，交叉矩阵是ASON节点设备传送平面的核心部分，在传送平面硬件方面进行部分改进，例如交叉容量的提升和交叉矩阵的多播严格无阻塞特性。目前烽火通信FonsWeaver系列ASON产品已经全面支持40Gbit/s高速率光接口及基于BitSlice技术的多播严格无阻塞交叉矩阵，其最大交叉能力达到1280G。
随着ASON技术的逐步成熟，未来几年将进入实用化阶段。ASON利用单一的控制平面，可以实现跨厂商、跨运营商管理域OTN/SDH传送平面的统一控制，完成端到端的电路建立、保护和恢复，解决了端到端配置、保护和恢复、电路SLA等问题。可以相信，ASON网络体系将为网络运营商和服务商带来新的业务增长点，创造巨大的市场机遇与经济效益。
【参考文献】
[1]胡峰.武汉电信ASON技术交流.
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关键词 城市轨道交通，信息共享平台，计算机控制，公共对象请求体系，组件对象模型/分布式组件对象模型
在城市轨道交通中，各业务子系统如SCADA(监控和数据采集)、EMCS(电力和机械控制系统)、FAS(防灾报警系统)、ATC(列车自动控制)和AFC(自动售检票)等虽然都不同程度地应用了计算机技术和网络技术，但是每个系统的网络结构、服务器和操作站等都各自独立，是一个个的信息孤岛(Infor-mation-island)。各系统间的联络比较困难且成本较高，难于实现信息互通、资源共享。在这种情况下，要实现城市轨道交通运营的协调统一管理，不得不加入人工干预，这样就降低了可靠性、响应性和运营效率[1]。为此，应实现城市轨道交通各运行子系统的自动化以及总系统的协调调度自动化，从而提高运行管理和运营质量，降低运行成本。
随着网络技术的发展和实际的需要，这些孤立的系统要求集成运行，以实现信息共享，提高整个系统的效率。为此，亟待建设信息共享平台。
本文通过分析整合城市轨道交通信息的功能需求和各个业务子系统的结构特征，提出了基于组件技术COM/CORBA(组件对象模型/公共对象请求体系)的城市轨道交通信息共享系统。
1 信息共享平台的基本功能
城市轨道交通系统综合信息的用户大体可以分为政府决策人员、运输企业管理人员、科研人员和乘客等。各种用户对信息的需求虽有明显的差异，但他们对细节数据的需求量很少，多数是对整个系统或某几个系统的综合信息的需求。这就要求信息共享平台具备以下几个方面的功能:
1)数据的抽取和初步处理
由于不同系统中采用的数据各不相同，因此必须经过数据转换、重新组织和规范化后再存入数据仓库中，然后形成统一格式的明细数据。因此，数据抽取将负责从不同的业务子系统中提出所需存储的数据，并加以净化、转换，然后装载到数据仓库中;同时按照不同的汇总粒度计算出不同级别的综合数据，并且加上相应的时间戳。
2)数据的集成与融合
由于历史和技术的原因，城市轨道交通中每个业务子系统都有自己的数据库管理系统以及建立在系统上的不同类型的数据库。各个成员数据库中的模式可能用不同的数据模型表达，此外还存在着由约束引起的差异和语义引起的差异。如何将成员数据库中的数据按照统一的模式进行集成，是信息共享平台最重要的研究内容，也是其最重要的功能。
3)数据存储与组织
信息共享平台将为不同的监控信息系统提供服务，而这些信息系统对数据的要求存在差异，因此，信息共享平台在数据组织方面形成多级粒度存储数据;同时依据数据存取的相关性形成多种分割。
4)辅助决策支持功能
每个专业系统数据库都只对专业系统人员使用，实现的功能比较直接，所存储的数据都是操作型的数据。这些都只是纯粹的、零散的数据，与供决策部门、用户及交通管理人员使用的知识型数据有一定程度的差别。信息共享平台可以展示各种报表和图形，使查询系统性能大大提高。人工智能方法应用在知识获取上，可以使各级决策部门和管理部门对历年的运输数据进行深入分析，为决策提供支持。
5)信息功能
对外实现数据共享是信息平台的最终目的。它是各种用户访问平台的门户，是平台提供服务的方式。为提高信息的质量，便于用户主动地获得所需的信息，不仅要采用传统的信息模型(即用户通过搜索固定的信息设备，从大量信息中筛选出所需的信息)，还要通过信息的深层次加工，通过各种信息传播方式主动地提供用户感兴趣的信息。如用户能通过移动设备实时查询到动态的、最新的交通信息，或主动将用户感兴趣的信息放到互联网上，实现信息的主动发送。这样不仅节省了用户的大量时间，而且可以避免重要的信息被遗漏。
为了将各个系统联系在一起，还须分析城市轨道交通系统各个业务子系统的结构特征。
2 各业务子系统的结构特征
城市轨道交通业务子系统大体可分为SCADA、AFC、EMCS、FAS、ATC和基本骨干网。每个系统的构成都有各自的特征。
1)SCADA系统
目前SCADA系统发展方向是开放式监控系统，主要特征是采用互联网、自律分布系统、OPC(OLEforProcessControl)、面向对象、组件及JAVA技术。核心技术是OPC技术[2]。OPC是一个工业标准，它定义了应用微软操作系统在基于PC的客户机之间交换自动化实时数据的方法。OPC规范以OLE/DCOM(对象连接与嵌入/分布式组件对象模型)为技术基础，支持TCP/IP等网络协议。其宗旨是在Microsoft分布式组件对象模型DCOM和ActiveX技术的基础上开发的开放的和互操作标准。
SCADA系统中比较流行的组态软件是Intellu-tion公司的组态软件FIX，工业标准数据交换规约如DDE和ODBCSQL存取FIX采集数据的功能，操作系统一般为Windows或者UNIX，采用的数据库系统通常为Sybase或SQLServer。它与外部系统通过光纤、光纤收发器和交换机等组成的以太网络TCP/IP协议传输数据，通过OPC接口方便地对现场数据进行管理。
2)AFC系统
AFC系统集计算机、网络通讯、自动控制、大型数据库等多项技术于一体，技术含量高、设备复杂，智能化和信息化程度要求高。系统的监视、控制、管理核心是中央计算机系统。服务器通常采用UNIX操作系统、至少是Windows2000Server，数据库系统为Oracle或Sybase。车站与中央计算机系统采用以太网实现信息的交换，传输媒介采用光纤，传输方式为OTN(开放传输网络)或SDH(同步数字分级结构)，通信协议为TCP/IP。
3)EMCS系统
EMCS系统的数据采集、监控和人机界面采用组态开发软件，采用现场总线的组态和设置来实现监控站和PLC(可编程逻辑控制器)之间的直接通信，实现不同系统之间的数据交换。该系统监控全线各车站的通风、冷水机组、屏蔽门、电梯、自动扶梯和照明等设备的运行状态，接受各车站典型测试点的温度、湿度、CO2浓度等环境参数，并提供事故报警。EMCS的控制中心与中央ATS(列车自动监控系统)接口，接收列车在隧道滞留的位置信息;与MCS(中央时钟系统)接口，接收主时钟信息，统一系统全线时钟;与FAS留有接口，在发生灾害时将环控系统切换到灾害模式运行。虽然监控工作站与管理中心的网络拓扑结构存在C-Bus、Genuis总线、双环网及令牌网等多个类型，但是一般车站局域网采用以太网，通信协议采用TCP/IP协议，传输介质为光缆，车站局域网与EMCS广域网通过通信转换接口连接。也就是说，系统与外部系统通信一般都是基于TCP/IP协议的以太网方式。
4)FAS系统
FAS为二级监控系统，由设置在控制中心的图形监视PC机和火灾自动报警系统以及联系这两者的通信环网构成。其通信网络采用FAS专用的光纤网络，并为了提高传输的可靠性采用站间跳接方式组成双环拓扑结构的对等式环网。控制中心配置监控主机和备用机，一般都是高性能的PC机或工业级计算机。操作系统一般都采用Windows。防灾中心通过局域网和其他系统进行信息交换。
5)ATS系统
ATS系统是整个城市轨道交通系统的运营核心，负责监视和控制线路中所有列车的运行状态。ATS系统由一个位于控制中心的远程监控系统以及每个车站的现场设备组成，采用基于工作站或工控机的计算机设备，冗余的ATS服务器，通用的监控工作站，冗余的通信接口，冗余的双以太网，采用UNIX或WindowsNT以上的操作系统[3]。
由上述分析可知，各个子系统运行在不同的硬件和操作系统平台的环境下，且可能采用不同的语言和软件技术。所以，信息共享平台应采用分布式组件技术和开放式数据库互连技术等进行构建。
3 信息共享平台的总体构建设想
综合监控系统信息共享平台是整个城市轨道交通系统的信息枢纽。根据现场实际情况，为了充分发挥平台的功能和便于系统的管理、维护，信息共享平台系统分为中央级与车站级两层管理模式。
中央级信息共享平台位于综合监控中心，直接与各个业务子系统的监控中心及车站级信息共享平台相联系，所涉及的交通信息资源来自各个子系统的监控中心和车站级信息共享平台。该层次的数据粒度比较粗，信息资源是较高层次的，一般属于决策支持的信息。细节性数据主要由车站级信息共享平台来组织、存储、处理和挖掘。
车站级信息共享平台的位置非常重要，它集成了各监控系统的车站级的信息，无缝地将各个信息系统连接在一起，实现信息共享，使全站的各个系统成为有机整体，并为新建系统提供开放的接口。车站级信息共享平台通过网络的连接设备与中央级信息共享系统互通信息，把收集到的车站中的实时信息传送到中央级信息共享平台，并从中央级信息共享平台的集成数据库中读取本系统所需的数据，接收中央级信息共享平台的指令和请求。车站级信息共享平台枢纽的作用如图1所示。
4 信息共享平台的设计
4.1 信息共享平台的结构设计
在现场的系统环境中，由于涉及到UNIX和Windows不同的操作系统，而COM/DCOM一般不能运行在非Windows操作平台之上，所以仅仅考虑这一点，采用CORBA技术是理想的选择。CORBA虽然互操作性和开放性非常好，可以跨语言、跨平台操作，但是它不是完整的体系结构，许多开发都需要从底层做起，基础成本高。基于CORBA的系统建设和维护较为复杂。同时，城市轨道交通系统业务子系统采用OPC接口，且以OLE/DCOM为技术基础。同时COM/DCOM技术成熟，基于Windows的绝大多数开发环境都支持它的开发。因此，为了实现原有系统的无缝连接，采用DCOM技术是必要的。基于上述分析，在构建信息共享平台时，考虑采用CORBA与DCOM相结合的技术。在非Win-dows操作系统中采用CORBA技术，而在Windows系统中采用COM/DCOM技术，以减少系统开发的工作量。
OMG(国际对象管理组织)已经了DCOM/CORBA互操作规范，描述了COM/DCOM和COR-BA之间的通信机制。COM/DCOM和CORBA有一个非常重要的共同特征，都依赖于接口，这为COM/DCOM和CORBA服务器提供了外部的入口点，在大多数情况下，可以直接做CORBA接口和COM/DCOM自定义接口之间的映射[4]。这种映射的实现需要一个桥。桥负责联系处于不同分布式对象标准下的服务器对象和客户，可以在有这两种标准的环境下运行，并且要理解这些标准的消息格式。在创建桥时，必须拥有同时支持COM/DCOM和CORBA的环境，包括操作系统、编程语言和网络环境等。现在大多数计算机上都使用界面友好的Windows系统，所以系统的操作系统可以采用高版本的Windows系统。而VisualBasic不支持CORBA技术，在系统开发时不能采用VB编程语言。
根据以上原则，设计出一个完整的城市轨道交通综合监控系统信息共享平台，如图2所示。
4.2 据库模式的设计
数据库模式可以采用四层模式结构，包括局部概念模式、局部输出模式、输入模式和联邦模式等。局部概念模式为各成员数据库原有的概念模式;输出模式是各成员数据库提供的共享模式，也是相应的成员数据库概念模式的子集;输入模式与联邦模式一一对应，是其它成员数据库的输出模式变换集成后的模式信息。联邦模式由本地数据库模式和相应的输入模式汇集而成[6]。
其中，平台接口对应着局部概念模式和局部输出模式，局部数据源接口对应着输入模式，数据管理子层包含了联邦模式。在进行系统设计时，可将模式集成与查询分解的功能进行了组件化设计，并按一定的调度顺序进行调用。把这些组件部署在中间件的组件池内，组件间也可以通过接口完成通信。局部数据字典保存所有成员数据库系统的集成信息，如局部数据库的数据库类型信息、配置信息、数据模式信息、参与集成的表的信息等。该字典配置在客户机中，对于要加入的新建系统，服务器端可以保持不变，只进行局部数据字典的开发，从而使系统具有很好的扩展性。
4.3 数据库组织方案
城市轨道交通管理机构按照职能从低到高可以分为基层操作管理、中层管理和高层管理。基层管理一般为操作性的，可以在各个业务子系统中直接进行;中层管理除了一些业务处理外，还包括简单的分析进而做出一些系统内部的简单决策，所以只要能查询和了解到本系统的信息即可;高层管理是站在整个系统的角度，所做决策一般是战略性的，不仅需要了解整个系统全面的信息，而且还需要参考与本系统相关的其他系统的信息，所以高层管理数据库的组织方案应该满足这些有差别的需求。
一般可以以一种大型的数据库管理系统为基础，采用“自底向上”的建设方法组织数据库。首先从各个子系统中抽取部分其它系统可能访问到的数据，与决策需要的粒度比较大的数据组合起来，建立几个数据集市，然后在此基础上再次进行数据抽取建立全局的数据仓库。而大部分细节性的数据将直接存储在各个成员数据库。当需要查询到这些数据时，可以通过全局数据字典方便地查找。
4.4 系统功能模块的构成
根据系统的功能，其功能模块可作如下设计:
(1)数据抽取模块:由于各个成员数据库的类型各异，而后续做的集成工作是面向主题的，和现存操作型的数据相差较大，故需进行必要的处理。同时去除各个成员数据库中同一主题的重复信息。
(2)查询处理模块:将接收到的查询请求先进行语法检查，然后将查询分解成为对应成员数据库的子查询;查询优化则建立一个存取策略，确定查询涉及到的成员数据库、访问策略等。
(3)模式集成信息管理模块:实现输出模式与集成模式之间的相互映射及转换，消除不同成员数据库的模式冲突。
(4)语义冲突处理模块:解决成员数据库中由于数据语义上的冲突(包括数据及类的命名等)而存在的冲突，以提供一个全局数据信息统一的命名。
(5)局部成员模块:接收来自查询处理模块的查询命令，传递给成员数据库执行查询命令，然后响应查询结果并传递给查询处理模块。
(6)数据字典模块:存储数据库及系统当前的配置信息，包括异构成员数据库的模式结构信息、语义约束、语法规则的定义等，以及不同模式之间的映射关系，不同语义、语法之间的转换规则等[6]。
(7)桥接组件:描述COM和CORBA之间的通信机制，主要是使COM系统中的客户能够按照本系统的访问机制去访问CORBA中的对象。
(8)信息模块:承担着平台与外界的物理连接，数据传输，信息等功能。它作为共用信息数据库的基础数据信息的应用服务体现，为最终用户的使用和增值业务提供基本的各个系统状况信息。输出的设备可以是大屏幕显示器、可变信息板、互联网、车载机信息显示、个人移动设备等。
(9)应用服务模块:处理业务逻辑与事务对象或组件，实现集成环境中全局事务的一致性并发控制与恢复机制，保证全局事务的原子性、可串行性、可持续性和隔离性等[6]。
总之，为了实现信息共享平台建设的目标，要以现场的各个系统的结构特征为基础，同时要兼顾到平台的灵活性和可扩展性;要充分利用组件技术、面向对象技术和数据库的强大功能，建立尽可能通用的信息共享平台，实现城市轨道交通的综合控制。
参考文献
1魏晓东.现代自动化技术在城市轨道交通中的应用.自动化博览，2003(4):6~11
2唐 蕾，刘会平，陈维荣.开放式监控系统中OPC通信服务器的研究与设计.电力自动化设备，2003(10):53~57
3余向海.城市轨道交通列车自动监控系统模块分析.电子工程师，2000(5):33~36
4钟 灿，钟本善，周熙襄.COM和CORBA的桥接与应用.电子科技大学学报，2003(2):188~206