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1中国电信集团公司光网络的历史沿革、演进趋势与挑战2一、第一代光网络—SDH/OTN静态联网—1985年美国贝尔通信研究所金耀周等提出SONET。—1988年ITU提出更通用的SDH体制。—SONET/SDH体制内涵：一种可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网。—自90年代以来，全球部署了数百万台设备，为电话网和早期数据网的发展起了重要历史作用。—由于容量的受限，除了中低速专线外，SDH已逐渐被容量更大、功能更强的OTN所替代。—2001年ITU提出了具有更高速率和更强功能OTN。—SDH/OTN核心特征是能实现电层联网（初期静态）光网络的历史沿革(1/3)—在ATT和西电等运营商获得很好的应用，ATT运营3二、第二代光网络-WDM波长静态联网—点对点传输系统：1992年贝尔实验室的厉鼎毅等开发出第一个WDM实验系统，1995年8×2.5Gb/sWDM系统投入商业。我国863支持的系统晚5年。—WDM静态联网：1996年Ramaswami等提出采用纯光交换器件的波长选路网，开启了波长级手工静态联网时代。三、第三代光网络-可动态选路的ASON—2001年ITU提出ASON，使得SDH/OTN静态光网络升级为电层可动态重构的智能光网络。光网络的历史沿革(2/3)Wei2017/6/134了全球最大ASON网，开启300节点的网络恢复功能。降低CAPEX约50％，降低OPEX约60％。—CTC部署过两张重叠ASON网，各有50多个节点，但未启用网络恢复功能，发挥作用有限。—2011年IETF提出WSON，将承载层从SDH/OTN进一步扩展到WDM波长，形成波长级交换光网络。—2016年我国向以ROADM/OXC为核心的全光联网的演进开始，将在波长级别实施区域光层动态重构。—由于光域传输距离的限制、不同控制技术的差异、多厂家应用环境等因素，将形成多域异构化光网络趋势，成为大型骨干网组网的主要挑战。光网络的历史沿革(3/3)Wei:2017/6/135全光网内涵辨析全光网：全部传输，交换，接入都在光域实现的端到端光网络，控制允许在电域实现。当传输和接入都实现光纤化，交换层也引入ROADM和OXC后就构成所谓严格意义上的全光网。光网城市和光网省：传输和接入在光域实现，而交换仍在电域实施。目前实际上多指该地区TDM交换机全退网，具有较高的光纤覆盖率和较高的接入速率，可以认为是全光网的初期阶段。向真正的全光网的演进已经开始，运营商即将在交换层引入ROADM/OXC，从而实现传输、接入和交换的端到端光网络，迈向严格意义的全光网。Wei:2017/6/136向全光网演进的进程光纤化继续快速向用户推进:2016年底-骨干和城域已光纤化，接入网主干段基本光纤化，正向配线段和引入线推进。全网2.4亿芯公里-2008年来铜线呈线性下降趋势，但存量仍很大（CTC有3.3亿线对），光进铜退仍是长期任务。-全国FTTH/O用户超2.28亿，占全球50+%，占宽带的比例为77%，全球第一。-2020年FTTH/O普及率将超75%，用户数达3.4亿向真正全光网的演进已经开始，ROADM即将在骨干网（长江中下游区域）和大城域网（例上海）的核心传送节点规模部署。Wei:2017/6/137全光网的关键是接入网接入网是网络中技术进步相对最慢，投资最大，维护成本最高，实现全光网最费力的部分。中国电信是接入网光纤化速度最快，FTTH规模最大的运营商(2017年4月FTTH用户约1.25亿)，正在引领全球的光纤化进程。发展目标—2018年前为90%以上家庭宽带用户提供至少100M到户的能力；—2020年前在经济发达的城市地区基本具备提供千兆到户的能力。—2025年全网具备规模提供千兆以上到户的能力Wei:2017/6/138全光网的归宿：全光节点网络节点是组网灵活性的灵魂传统静态调度的灵活性不能满足互联网的需要。光层组网灵活性的关键是引入全光节点电层节点尽管灵活性足够，但是透明性不足，容量扩展性不够。全光节点的内涵光波长通道可望在节点处按流量流向实现无需人工介入的全自动化灵活调度，最终实现无色、无方向、无冲突的三无（CDC）透明光节点。全光节点的挑战组网范围受限于1200公里，中小颗粒调度浪费Wei:2017/6/139网络为什么需要透明性？网络透明性的内涵：－比特透明：－定时透明：－延时透明：所谓透明性就是不仅容量足够大，而且与传送信号的细节解耦，基本无关，可支持各种业务。网络透明性的好处面临未来不确定的复杂形势，透明性有利于兼容不同制式、不同格式、不同速率的信号和业务，维持基础设施的长期稳定性，有助新老系统的共存，保护已有投资，又不妨碍新技术新业务引入Wei:2017/6/1310信号调度方法的演进2012年前ODF人工调度灵活，适合多厂家环境成本低耗时长，不适竞争环境ODF管理难，出错概率较高电路和光纤沉淀概率也较高2012以后OTN电层调度调度快，灵活，适合竞争环境需光电转换，成本较高有电处理瓶颈，交叉容量小。需要多子框，资源利用率低，有波道碎片。2016年后ROADM光层调度调度快，适合竞争环境交叉容量大无光电转换，成本低传输距离受限，组网范围受限有光层冲突，资源利用率低Wei:2017/6/1311应用ROADM的驱动力业务需求：业务颗粒已达100G，光层调度经济联网需求：从点到点演进为网状，提升灵活调度能力、业务管理能力、可用性、恢复效率。消除电设备的带宽瓶颈：确保容量的可扩展性实现网络透明性：与客户层信号格式速率解耦简化和加快高速电路的指配和业务提供速度：可以快速实现任意波长的灵活、动态上下路。降低建网费用和运维成本：减少了网元数和光/电转换器，简化了网络管理规划和运行。网络恢复代价低，未用容量可作为恢复资源用能耗和占用空间均低50%左右Wei:2017/6/1312波长、方向、竞争无关（CDC设备）CD：网络具备自动恢复能力，电路调度较灵活，但上下业务存在波长竞争、灵活性受限，影响网络利用率，CD器件成本较低。CDC：网络具备自动恢复能力，电路调度灵活，上下业务不存在波长竞争、网络利用率高。但是CDC器件成本较高。WSSWSSWSSABC……MCS8×16MCS8×16OTUOTUWSSWSSOTUWSSWSSWSSWSSWSSWSSWSSWSSWSSWSSWSSABCWSSWSSWSSWSSWSSOTUROADM设备的两种主选类型Wei:2017/6/1313ROADM的应用场景普通ROADM（自动配线架，无CDC功能）用于快速开通波道和网管调度，上下路需人工灵活波长路由（至少方向无关）—D：自动波道调度，快速重路由，有波长冲突；—CD：提高灵活性，加快波道开通；—CDC:波长利用率更高，应用更灵活，技术复杂城域网应用光缆网密度大，部分节点出口方向多；业务汇聚型为主，核心节点维度高；距离短，无需再生。区域网应用距离适度，流量颗粒大、分布呈网状，成本节约Wei:2017/6/1314ROADM区域组网示例（1/2）场景：在中国经济最发达的长江中下游地区，选取多数节点光层能够直达的区域-6省21个节点。其中少数不能直达的节点可经由芜湖电中继业务路由。若干技术抉择—波长冲突：网络重载时，某些节点间有较严重波长冲突，需波长变换。但考虑完全规避需要配置大量OTU，成本太高，为此配置比例不宜过高。—设备形态：综合考虑成本、效率和成熟性，采用方向无关、波长无关的CDROADM设备，与OTN电交叉结合实现业务调度。Wei:2017/6/1315ROADM区域组网示例（2/2）与传统组网方案比较：—节省投资：传统方案需要采用大量OTU,采用新方案后，背靠背OTU可以少90%，跨域边缘节点不变。总体节约38%的业务波道OUT及相应投资。—明显降低设备功耗和机房占地—自动化程度大幅提升：按传统方案，42%节点需人工参与的光纤跳接。按新方案，大部分人工光纤跳接可消除，成为仅需网管配置重构的软连接，大幅提升自动调度能力，缩短了响应时间。—时延最低：波长一跳直达，时延最低，可动态恢复路由，最适合DC专线、金融大客户专线等。Wei:2017/6/1316ROADM的挑战组网范围受限：CTC省际干线1000公里以上电路83％，现网光复用段基本800公里以下，绝大部分电路无法在光层实现直通，再加上ROADM多级级联后的串扰或插损等限制，难以支撑大范围光层联网，主要适合城域网和区域网光联网应用。波长竞争问题：光层尚无波长转换技术，缓解方法：采用CDC，增加本地上下维度，降低网络利用率CDC的技术和成本挑战：技术已基本成熟Wei:2017/6/1317LCLCoSMEMS灵活格栅支持（颗粒度12.5GHz）支持（颗粒度6.25GHz）不支持支持维度已支持单20维WSS支持双20维WSS20维较难功耗低(2W)，无温控高(15W),需温控中(约10W)滤波特性高阶，有利级联，但光域复杂低阶，不利级联，但光域简单低阶，不利级联，光域简单插损随维度多而增加较低较低长期可靠性高，130Fit，无活动部件和温控，控制简单中，2000Fit，温控，算法复杂，对老化和封装敏感差，有高压驱动的活动部件，磨损和黏滞WSS三种技术的比较Wei:2017/6/1318