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网络技术的进展 陈俊亮 北京邮电大学 网络与交换国家重点实验室 讲课提纲 网络的层次结构 IP网与IPv6 全光网 -- 自动交换光网络ASON -- 光交换节点 -- 40Gb/s传输系统 -- 光突发交换 无线通信技术 软交换 传感器网络 下一代网络(NGN)的定义 NGN是一个分组网络,它提供包括电信业务在内的多种业务,能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术,实现业务功能与底层传送技术的分离;它提供用户对不同业务提供商网络的自由地接入,并支持通用移动性,实现用户对业务使用的一致性和统一性。 NGN的特点 NGN的基本特征 传输和控制的分离; 呼叫/会话和业务应用的分离; 业务和网络的分离 网络的层次结构 IP网与IPv6 电信网的特点 面向连接,即在传送信号之前,必须先通过信令建立连接; 固定带宽,以电话连接64kb/s为基础; 不适宜于数据传输(数据包长度不定,固定带宽电路不能灵活适配); 在传送短数据包时效率低下(为传送此数据包,须先建立连接,随后需拆除连接)。 IP网的特点 无连接; 信道统计复用,适宜用于不定长的突发数据; 在传送话音时,可用语音压缩算法大大提高传送效率,无声音时不占用带宽,极大提高带宽利用率; 普遍的看法是:IP网是“三网融合”的基础。 IPv4的协议结构 IPv4的主要问题 地址空间严重不足; 安全性差; 支持移动性差; 不能保证服务质量QoS; 网络可管理性差。 IPv6 IPv4与IPv6的比较 IPv6信头长度固定为40字节; 地址长度为128位,满足了对地址的需求; 增加了“流标记”项,支持实时流媒体业务; 8位“类别”项用以支持业务的优先级别与QoS; “Time-to-Live”改为“Hop Limit”; 将“Options”改为”Next Header”。 IPv6的主要优点 解决了地址匮乏问题; 较有效地解决了IP地址的移动问题; 通过信头链提高了安全性; 能较好地支持QoS; 支持实时流媒体; 以IPv6为主要特色的NGI将是目前我国互联网技术发展的主要内容。 传输层 光传输网 -- 传输技术 -- 光节点技术 -- 自动交换光网络 -- 光突发交换 无线通信技术 全光网节点技术 基于微机电系统 MEMS 技术的光网络节点技术: 光分插复用设备 OADM 光交叉连接设备 OXC 现 状 光网络节点的结构 基于MEMS技术的OXC 1024端口全光交换机 ASON 自动交换光网络 简化在传送网内的快速和有效的连接指配 -- 大大减少建立连接的时间,从数小时、几天减为数十或数百 ms, 并提高了可靠性; -- 可以引入新的业务类型,如按需带宽业务,波长批发,波长出租,动态路由分配,光层虚拟专用网(VPN) 等; 支持对已建立呼叫的连接的重配置或修改 实施快速故障恢复功能,恢复时间为数百 ms 支持流量工程 ASON 结构 ASON由三个平面组成 传送平面 – 由光节点(光交换器)与高速光传输线路组成,承载 用户的数据; 控制平面 – 通过信令交换由光连接控制器OCC完成对传送平面的动态控制,两者之间通过连接控制接口CCI进行连接; 管理层 – 通过网络管理接口NMI与控制平面与传送平面相连,实现管理平面与其他平面之间功能的协调。 ASON控制平面的基本功能 ASON控制平面实质是一个能对下层传送网进行控制的 IP 网络,其主要功能如下: 连接管理功能:已如上述; 资源发现功能:提供一种能自动发现网络上可使用资源的能力; 路由控制功能:提供路由能力,拓扑发现能力和流量工程能力。 40Gb/s传输技术 当前40Gb/s传输技术已进入商用阶段,我国已研制成80X40Gb/s光通信系统,与10Gb/s传输技术相比,还需解决以下关键问题: 色散问题:从10G向40G演化, 色散相应地增加16倍; 采用色散补偿光纤、线性啁啾光纤光栅以及高阶模色散器等方法; 增强放大技术:采用低噪声的喇曼Raman放大器与掺铒光纤放大器相结合,实现光信号的长距离传送; 前向纠错编码技术FEC:其编码增益为5-7db, 可使信道速率提高7%,目前一般采用 Reed-Solomon 或 BCH 编码; 归零 RZ 编码格式:以 40Gb/s 进行长距离传送时,采用 RZ 编码格式,有利于时钟恢复及不容易受到非线性失真和 PMD 的影响。 现国外的最高水平已在实验室中实现了单波长160Gb/s传输系统 光突发交换 需 求 因特网流量呈指数增长,到2005年,有可能达到话音流量的10倍; 下一代因特网必然是以WDM网络
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