光传输网络技术论文

关于SDN 技术在传送网中的应用论文

一、SDN 的内涵及其主要特征

现阶段，各界人士所讨论的SDN 可以分为广义的与侠义的两种不同定义。在广义角度来讲SDN 指的是上层的应用性开放资源的界面，用以对短剑变成的控制以及基础网络的实现。从狭义上讲SDN 就是专门的指符合开放网络的基金会定义出的基于标准的转发面开放协议借以实现软件定义网络的开放构架。SDN 的核心是用将网络设备的控制面和数据面相分离的方法来灵活的对网络流量进行控制，将其作为应用创新以及核心网络的良好平台。SDN 主要是由控制器以及openflow 交换机两部分组成。控制器通过对交换机数据的收集和统计为SDN 分配转发的路径。交换机再讲指令转发到相对应的端口。Openflow 交换机使SDN 构架得以实现，基于承载分离和控制的思想，将转发表发送到转发设备。

二、SDN 的技术核心

首先，网络操作系统是SDN 技术的关键要素。网络操作系统也可以叫做网络控制器，它体现了网络的核心智能功能，运用控制器调度以及管理转发面来对策略进行转发，通过对转发面的控制来运行网络控制器上的业务。其次，转发面的抽象建模也是SDN 的关键核心要素之一。第三，openflow 这个转发面的控制协议起着是重要的控制和定义交换机的行为的作用。第四，应用开放界面实现了策略管理和用户之间的灵活协同，使用户体验得到充分的提升。SDN 具有体现设备基础资源的核心特点，可以模拟出一个抽象的网络操作系统。SDN 把IT 技术与移动通信网络技术相融合，对通讯网络的基础构架进行了改变为实现网络集中控制以及可编程性的提高提供了模型。

三、SDN 技术在UTN 中的应用

中国联通的UTN 方案可以使宽带的供应能力得到进一步的提升，更能对运营商的实际需求得到满足，组网能力的提高以及载体方案的灵活多变有利于提供给运营商一个方便、智能、易用的综合承载网络。UTN 承载着灵活多变的业务模式，借以实现全业务的承载和接入。在UTN 的运行过程中面临着很多的挑战。首先3G/LTE 网络需要大量的基站才能得以发展，其单个本地网所对应的移动性的网络承载节点就成千上万。

目前，电信运营商把提升网络的效率与减低综合承载成本放在一个重要的位置来抓。SND 技术在UTN中的应用为IP 与光协同的问题提供了解决思路。SDN 技术有着控制以及转发相分离，控制平面通用化和集中化以及控制器具有可编程性的软件等基本特征，SDN 在UTN 中的应用，可以通过对SDN 技术的引入来实现网络转发平面以及控制平面的解耦，可以抽象虚拟网络设备，对逻辑节点的数目可以大幅度的削减，从逻辑上将物理网络分成多个网络。通过SDN 技术的应用，网络模式已经由协议模式转变为业务模式，借以实现对不同该业务的协同运营维护和管理。SDN 在UTN中的应用可以对网络设备进行简化，使设备成本得到缩减，有利于引入新业务，提高网络的自动化运营维护管理能力，降低运营维护成本。

大量的接入点是对UTN 进行维护的时候遇到的最大问题。SDN 在UTN 中的该应用，首先要从虚拟接入环来完成。SND 在UTN 中的应用可以使接入设备的管理和自动注册功能得以实现，减少了人员投入，降低了运行维护的费用，同时也实现了网络故障的降低以及网络稳定性的.提高。目前由于SDN 的在UTN 中应用还处于初级阶段，还有一些需要解决的问题。首先，基础设施以及SDN 控制器之间的控制协议的研发还在进行中。其次，集中控制层面是否会产生网络稳定性的降低还有待进一步的确认。第三，在向SDN 方向发展的过程中如何使新的网络设备与原有的设备之间实现共存也是一个需要解决的问题。

四、SDN 在OTN 中的应用

传统OTN 的特点是刚性带宽管道、固定速率界面。这与当前的众多新业务实时变化、具有突发性的流量模式并不匹配，“刚性”特征不够灵活，无法根据流量需求适时进行网络资源的动态调整，因此，需要更灵活，更开放的网络架构，实时调整，按需分配。SDN 在OTN 中的应用，可以达到使用软件来调整光传输资源其动态的目的，符合业务发展的根本需求，能够有效的使网络利用率得到提高。SDN 的可编程性意味着可以根据实际需求进行改变。传送层的特征和可编程能力取决于组件的可编程能力，进而使节点设备的可编程性变得灵活多变，这些能力可以促进上层开放，这样整个网络的软件定义特征就会得到充分的加强，提升网络整体资源利用效率以及性能，借以对更多的应用加以支持。SDN在OTN 中的应用，通过软件对通用的硬件的灵活配置，对各种因素进行权衡借以找到最佳的传输方式，使单板类型逐渐减少，降低设备的运营和维护成本，有利于维护人员技术要求的降低，有利于业务的开展和部署。

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从视觉传达设计的发展进程来看，在很大程度上，它是兴起于19世纪中叶欧美的印刷美术设计的扩展与延伸。视觉传达设计是通过视觉媒介表现并传达给观众的设计，体现着设计的时代特征和丰富的内涵，其领域随着科技的进步、新能源的出现和新产品新材料的开发应用而不断扩大，并与其他领域相互交叉，逐渐形成一个与其他视觉媒介关联并相互协作的设计新领域。当前科学技术的日新月异，使以电影、电视和网络为媒体的各种技术飞速发展，这给人们带来了革命性的视觉体验。并且在当今瞬息万变的信息社会中，影视媒体的影响越来越重要。传统平面设计表现的内容已无法涵盖一些新的信息传达媒体，因此，视觉传达设计应该向着这些方向去努力拓展。这其中影视作品正在以一个不可忽视的重要力量日新月异的发展着，而影视片头又是影视作品的给观众的第一印象。任何一个风格独特、富于个性化的影视片头都是画面视觉艺术巧妙结合的典范，它包含着多方面、多视角的综合知识，可能是历史方面的，或者是时尚方面的。新技术的不断出现，强烈的开拓着视觉传达的延伸之一影视片头的创作，为其提供了更强大的物质基础和广阔的创作可能。同时也对影视片头的创作提出了更新更高的要求：一方面，技术的发展为创作者提供了更多的可能性，也迫使设计者不断的挑战影视片头的表现极限，另一方面，也促成了观众审美需求的提高，反过来促进创作上的进步。影视片头的视觉艺术是具有电影特性的美术设计。是一种具有思维空间形态的艺术造型。一个好的电影，电视剧，其片头片尾是非常讲究的，研究影视片头片尾视觉效果的意义在于：1、片头是观众对一部影片的第一印象，片头和片尾相当于一本书的封面和封底。片头的好坏，直接影响到观众对整个影片的观赏效果。 2、任何一种艺术，其魅力都在于内容与表现形式的完美与统一。电影片头，给设计提供了广影片片头艺术的创作，同样存在 内容与形式的完美统一的创作历程。根据影片不同主题，设计不同的方案，不同的表现形式。体裁不同，内容不同阔的天地。3、电影片头字幕的设计，是整个电影艺术的组成部分，而片头片尾的视觉设计又与影片自身有很大的不同，不可忽视，必须从视觉上加以美观。对经典的影视片头从视觉传达角度来归纳总结。4、现阶段影视制作飞速发展，各种富有视觉冲击力的效果层出不穷，我国在影视片头片尾创意方面与国外差距比较大。通过比较以促进国内影视片头制作的发展。希望此课题的研究能对影视工作者起到一个很好的借鉴作用。

光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。随着计算机网络，特别是互联网的发展，数据信息的传送量越来越大，客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有随机性、突发性，因此如何传送这一类信号，就成为光通信技术要解决的重点。 另外，传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。在接入网中，所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。在核心网，实现IP等数据信号在光层（包括在波分复用系统）的直接承载，就是大家熟知的IP over Optical的技术。 由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源，可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。起初只考虑了对ATM的承载，后来，通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多，例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。 于是，人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法，起初是先将IP或Ethernet装进ATM，然后再映射进SDH传输，即IP/Ethernet over ATM，再over SDH。后来，又把中间过程省去，直接将IP或Ethernet送到SDH，如PPP、LAPS、SDL、GFP等，即IP over SDH、POS或EOS。 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到10Gb/s，近来，40GB/s已实现商品化。同时，还正在探讨更大容量的系统，如160Gb/s（单波道）系统已在实验室研制开发成功，正在考虑为其制定标准。此外，利用波分复用等信道复用技术，还可以将系统容量进一步提高。目前32×10Gb/s（即320Gb/s）的DWDM系统已普遍应用，160×10Gb/s（即）的系统也投入了商用，实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。毫无疑问，这些对于骨干网的传输是非常有利的。 信号超长距离的传输 从宏观来说，对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好，所有研究光纤通信技术的机构，都在这方面下了很大工夫。特别是在光纤放大器出现以后，这方面的记录接连不断。不仅每个跨距的长度不断增加，例如，由当初的20km、40km，最多为80km，增加到120km、160km。而且，总的无再生中继距离也在不断增加，如从600km左右增加到3000km、4000km。 从技术的角度看，光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现，为增大无再生中继距离创造了条件。同时，采用有利于长距离传送的线路编码，如RZ或CS-RZ码；采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度；用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施，已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统，4000km无电再生中继器的超长距离传输。 光传输与交换技术的融合 随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移，光传输逐渐靠近业务节点。在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。作为业务节点，比较靠近用户，特别对于数据业务的用户，希望光通信既能提供传输功能，又能提供多种业务的接入功能。这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP，就是一个典型的实例。 基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送，提供统一网管的多业务节点设备。实际上，有些MSTP设备除了提供上述业务外，还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。 除了基于SDH的MSTP之外，还可以有基于WDM的MSTP。实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道，即可以用透传的方式，也可以支持各种业务的接入处理，如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等，使WDM系统不仅仅具有传送能力，而且具有业务提供能力。 进一步在光层网络中，将传输与交换功能相结合的结果，则导出了自动交换光网络ASON的概念。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外，还增加了控制平面，除了能实现原来光传送网的固定型连接（硬连接）外，在信令的控制下，还可以实现交换的连接（软连接）和混合连接。即除了传送功能外，还有交换功能。 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 近年来，随着互联网的迅猛发展，IP业务呈现爆炸式增长。预测表明，IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务，构成未来信息网络的基础；同时以WDM为核心、以智能化光网络（ION）为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层，满足未来网络对多粒度信息交换的需求，提高资源利用率和组网应用的灵活性。因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。 对承载业务的光网络而言，下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求，还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换，其目的是通过光层和IP层的适配与融合，建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络，满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。 智能化光网络吸取了IP网的智能化特点，在现有的光传送网上增加了一层控制平面，这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制，而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点，并支持不同的技术方案和不同的业务需求，代表了下一代光网络建设的发展方向。 研究表明，随着IP业务的爆发性增长，电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段，新技术呼之欲出。尤其是随着软件控制（“软光”技术）的使用，使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络，它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量，同时还将提供良好的恢复机制，以支持带有不同QoS需求的业务，从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络，并开展一些新的应用，包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网（OVPN）等新业务。 综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续研究和建设各种先进的光网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。 从技术发展趋势角度来看，WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看，光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展，尤其是为了与近期需求相适应，光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上，将朝着智能化的传送功能发展。