课程设计论文DWDM密集波分复用.doc

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1、第一章 绪论1.1 引言进入90年代，光通信技术的发展越来越快。SDH(同步数字传输体制)以其世界统一的光接口、完全同步传输、强大的网管功能和环状自愈能力等优点，全面取代了PDH。同时，SDH既可承载ATM，也可采用POS接口通过PPP协议实现IP Over SDH。目前，一种新技术：Ethernet Over SDH已经商用化，特点是将以太网、快速以太网和千兆以太网数据帧直接映射进SDH的帧结构中，实现全网络无连接机制，各节点共享带宽，较之POS有更高的效率。因此，SDH仍为目前公共数字传输网络的最佳体制。提高每根光纤所传SDH信号速率的方法有时分复用TDM和波分复用WDM两种。目前时分复用

2、的SDH体制，其线路传输速率从STM16(2488Gbps)发展到STM64，STM256的产品已进入测试阶段，如朗讯公司的WaveStar 40G Express和阿尔卡特公司采用QDST技术的40G设备。但最为成熟的还是STM16。 1.2现代通信现状及需求我们知道，在网络的设计和建设时期，工程设计人员必须对网络未来的带宽需求作出合理的估计。目前，美国等地区铺设的大多数网络对带宽的需求估计都是来源于古典的工程公式概算，比如泊松（Poisson）概率分布模型等。结果呢，网络所需带宽量的估测值通常按照某种统计假设条件给出，例如，在一个小时之内只会使用6分钟的网络带宽。然而，这一数学模型并没有考

3、虑到由于Internet接入（这一业务的数据流量的年增长率是300%）、传真、多条电话线路、调制解调器、电话会议、数据和视频传输等业务而产生的数据流量。如果考虑到这些因素，网络带宽的用户使用模型就和现有的设计初期估计大大不同了。实际上，在今天的日常生活中，许多人平均使用网络带宽的时间是180分钟甚至超过1个小时！ 显而易见，运营商们迫切地需要大量的网络容量来满足顾客日益增长的服务需求。据估计，仅在1997年，通过一对光缆传输的长途电话的带宽容量就增加到了1.2 Gbps（百万比特每秒）。当数据传输速度以Gbps单位计算的时候，每秒钟可以通过网络传输1000本图书的信息。可是，到了今天，假如有1

4、百万个家庭希望观赏网站上推出的视频节目或者使用新出现的网络视频应用。 从1994年到1998年，美国长途交换网营运公司 (IXC)的网络容量会增长7倍，而美国的本地交换网营运公司（LEC）的网络容量会增长4倍。可事实上呢，现在已经有公司估计其网络容量会比往年增长32倍，而另一家公司单单在1997年的网络新增容量就达到了它在1991年的整个网络规模。还有家公司声称，其网络的规模在未来4年内将达到每半年扩张一倍的增长速率。运营商要想在商业运营上获得成功，其中的一个关键要旨就是需要一个统一的承载平台，这个平台能够统一承载各种通信技术并且同这些通信技术接口，而且，该平台还应该让运营商具备能把当前和新一

5、代技术集成起来的能力。第二章 DWDM系统的构成及原理分析2.1 DWDM系统的构成以及工作原理DWDM系统包括光放大器OA、光复用器OMU、光解复用器ODU、光波长转换器OTU和光监控系统OSC以及光分插复用器OADM等。整个光复用段包括两个端站和若干个中继站，全段均为光信号，不需进行电的再生。 波分复用即在一根光纤上采用频分复用技术，承载若干不同频率点的光信号。当光波的间隔不大于100GHz时，称密集波分复用DWDM。由此可见，WDM并非新技术；但DWDM的实用化完全得益于光放大器、光无源器件和光纤本身的技术进步。目前DWDM每个波长所载的均为TDM和SDH信号，IP over DWDM技

6、术正在飞速发展中，将来IP可与SDH一起工作于同一个DWDM系统中。由于DWDM在整个光复用段不需进行电的再生，所以系统的监控信息不能利用SDH的开销来传送。需要设一个光波长来传输网管和监控信号，但该波长不能占用工作波长。2.2 各构成部分的详细作用2.21 光放大器OA的作用光放大器（OA），特别是掺铒光纤放大器（EDFA），是光网络中最普通的器件。 而且OA与DWDM技术结合使用后，可以在超长途和长途陆地网络中实现高容量传输。在这些网络中，OA的主要作用就是：补偿信号在光纤中传输时的损耗。例图2.21-1和图2.21-2图2.21-1图2.21-22.22 光复用器OMU的作用 光复用器O

7、MU完成不同波长光信号的频分复用，光解复用器ODU则完成光信号的解频分复用。OMU/ODU也称光分波/合波器，是DWDM系统的核心器件，其主要指标有插入损耗、串扰、偏振相关损耗等。光合波/分波器主要有光栅型(Fiber Grating)、光纤熔锥耦合型(Fused Bicomical)、阵列波道光栅型(Array Waveguide Grating)和多腔介质模滤波型(MultiCavity Dielectric Thin Film Filter)。其中光栅型利用光栅来实现光的分波及合波，损耗在2dB以下，串扰抑制大于20dB；阵列波道光栅型(AWG)波长间隔小，能容纳的波道数多，通道平坦，特

8、别适用于DWDM系统，是当前DWDM系统较合适宜的合波/分波器。多腔介质模滤波型指标很高，但目前价格较高。 2.23光解复用器ODU的作用光放大器完成光信号的放大，目前最成熟的是工作于1550nm波段的EDFA。在发端使用光功率放大器，收端使用前放，中继站则使用线路放大器。 2.24 光波长转换器OUT作用 光波长转换器OTU的作用有两个。其一为：将不同厂商的SDH设备接入DWDM系统中。SDH设备的光接口为ITUT G.957所规定，通过OTU转换为符合ITUT G.692(见后文)要求的光波长。其二为实现不同速率等级信号，如STM16与STM4的混合传输；将来千兆以太网与STM16的混合传

9、输。根据OTU的使用情况可将DWDM系统的配置分为开放式和集成式两种类型，使用OTU的系统称为开放式系统，不采用OTU的系统称集成式系统。集成式系统的SDH光接口参数符合DWDM系统的要求。根据OTU对信号的处理能力和方式，可将其分为无再生功能和有再生功能OTU两类。无再生功能的OTU仅实现对光信号波长的转换。有再生功能的OTU不仅能实现现对光信号波长的转换，并能实现对电信号的再生，能够监测电再生段误码，具有3R(整形、再定时、再生)功能。 2.25 光监控系统OSC作用DWDM 承载的业务千差万别，为了使管理与监控信息不依赖传输的业务，必须单独使用一个信道来管理DWDM 设备。DWDM 系统

10、可以增加一个波长信道专用于对系统的管理，这个信道就是所谓的光监控信道OSC。光监控信道主要功能是监控系统内各信道的传输情况，在发送端，插入波长为1510nm 的光监控信号，与主信道的光信号合波输出；在接收端，将接收到的光信号分波，分别输出1510nm 波长的光监控信号和业务信道光信号。帧同步字节、公务字节和网管所用的开销字节等都是通过光监控信道来传送的。2.26 光分插复用器OADM光分插复用器OADM在光域完成信号的分插复用，目前在162.5Gb/s DWDM系统中已能做到8个固定波长的光波上下。光交叉连接器ODXC在研制中。第三章DWDM系统发展背景及发展前景3.1 DWDM系统的发展背景

11、我们知道，在网络的设计和建设时期，工程设计人员必须对网络未来的带宽需求作出合理的估计。目前，美国等地区铺设的大多数网络对带宽的需求估计都是来源于古典的工程公式概算，比如泊松（Poisson）概率分布模型等。结果呢，网络所需带宽量的估测值通常按照某种统计假设条件给出，比如，一般认为个人在通常的情况下，在一个小时之内只会使用6分钟的网络带宽。然而，这一数学模型并没有考虑到由于Internet接入（这一业务的数据流量的年增长率是300%）、传真、多条电话线路、调制解调器、电话会议、数据和视频传输等业务而产生的数据流量。如果考虑到这些因素，网络带宽的用户使用模型就和现有的设计初期估计大大不同了。实际上

12、，在今天的日常生活中，许多人平均使用网络带宽的时间是180分钟甚至超过1个小时！ 显而易见，运营商们迫切地需要大量的网络容量来满足顾客日益增长的服务需求。据估计，仅在1997年，通过一对光缆传输的长途电话的带宽容量就增加到了1.2 Gbps（百万比特每秒）。当数据传输速度以Gbps单位计算的时候，每秒钟可以通过网络传输1000本图书的信息。可是，到了今天，假如有1百万个家庭希望观赏网站上推出的视频节目或者使用新出现的网络视频应用，那么，在这一需求场合下，网络传输速率就必须达到太比特级（万亿比特每秒：Tbps）。当数据传输速度以Tbps单位计算的时候，在一秒钟的瞬间之内，网络就可以传输2000万

13、个并发双工电话或者300年来出版的全部日报的数据量。 从1994年到1998年，美国长途交换网营运公司 (IXC)的网络容量会增长7倍，而美国的本地交换网营运公司（LEC）的网络容量会增长4倍。可事实上呢，现在已经有公司估计其网络容量会比往年增长32倍，而另一家公司单单在1997年的网络新增容量就达到了它在1991年的整个网络规模。还有家公司声称，其网络的规模在未来4年内将达到每半年扩张一倍的增长速率。 除了消费者的带宽需求爆炸性地增加以外，众多服务供应商还面临着其光缆可用余量即将用尽的窘迫局面。有一份产业报告指出：在1995年，埋设光缆中已经使用的部分平均在网络中占到了70%到80%之多。现

14、在，许多电信运营商的光缆使用率几乎达到了100%的有效利用率上限。另外还有一个窘迫的难题： 网络服务运营商怎么才能在一种物理网络之上部署和集成五花八门的多种通信技术。消费者的需要和企业之间的竞争压力迫使运营商们一方面必须提供在建设和运营成本上比较经济的多种服务，而且另一方面他们还要尽可能地在已经埋设的现有网络基础之上来部署这些业务。还好，辛苦出现了DWDM技术，正是DWDM为这些运营商们提供了同时满足这些需求的可行解决方案。使用DWDM技术可以让服务供应商提供传统的IP over ATM承载数据、SONET/SDH承载语音等传输方式所带来的电子邮件、视频和多媒体业务，所有以上三种通信协议都可以

15、通过采用DWDM技术的光层得以传输。这种统一管理功能可以让服务供应商灵活地仅通过单一网络就足以满足顾客的带宽需求。3.2 DWDM系统的发展前景运营商要想在商业运营上获得成功，其中的一个关键要旨就是需要一个统一的承载平台，这个平台能够统一承载各种通信技术并且同这些通信技术接口，而且，该平台还应该让运营商具备能把当前和新一代技术集成起来的能力。面对以上三个问题：日益增长的服务需求、光缆余量用尽、统一的层次型带宽管理。服务供应商必须找到一条在经济上可行的解决方案。降低光缆耗用率的一个显而易见的措施就是铺设更多的光缆，对那些铺设新光缆的成本可以保持最低的网络来说，这一措施可以证明是最为经济的解决方案

16、。但是，铺设新光缆却并不能促使服务供应商一定能提供新型服务，或者也不能让运营商们获得光传输层带宽的统一管理能力。 第二项措施是使用时分复用技术TDM来增加数据传输速率，TDM把时间划分为更小的间隔以便更多的数据得以在同一时间内被传输，结果就增加了光缆的有效容量。其实，这也就是产业内目前已经采用的方案。也正因如此，DWDM技术在未来的通信发展中将大有所为。3.3 DWDM系统的技术参数及性能指标我们知道，光在1550nm窗口有掺铒放大器EDFA，在1310nm窗口虽有掺镨放大器，但并未实用化，所以目前波分复用均指工作在1550nm窗口的系统。EDFA的工作原理为：利用光纤中掺入的Er3离子在泵浦

17、光作用下受激辐射的机理实现光放大。按ITUT G662建议，EDFA可分功率放大器(光后放BA)、前置放大器PA、线路放大器LA三种。 DWDM系统中色散是影响传输距离和指标的关键性因素之一。G652单模光纤色散值为18ps/nm.km。色散引起误码率上升，色散补偿光纤DCF具有负色散斜率，可补偿长距离传输引起的色散，使整个线路上1550处色散为零，使G652光纤既可满足单通道10Gb/s、40Gb/s的TDM信号，又可满足DWDM的传输要求。一般25米DCF可补偿1公里G652光纤的色散。但DCF同时引入较大的衰减，因此它常与光放大器一起工作。DWDM波长范围越宽，补偿困难越大。当位于频段中

18、心的波长补偿好时，频段低端的波长过补偿，高端的波长则欠补偿。因此DWDM系统要求光纤具有平坦的色散斜率。 另一个影响DWDM系统指标的重要因素是光纤的非线性。普通光传输入纤功率不大，而DWDM在一根光纤中承载几十至一百多个光波长，光功率较大并且沿光纤传输很长距离，因此产生非线性失真。非线性失真有受激散射和非线性折射两种。其中受激散射有拉曼散射和布里渊散射。以上两种散射使入射光能量降低，造成损耗。在入纤功率较小时可忽略。同样，在入纤功率较小时，光的折射率与光功率无关，但功率较高时，需考虑非线性折射。非线性折射有以下几种：四波混合FWM、交叉相位调制CPM、自身相位调制SPM。其定义如下： 自身相

19、位调制SPM：随着光功率的增加，光相位偏移增加，从而导致光脉冲展宽，导致脉冲变形。 交叉相位调制XPM：当某一通道的光功率影响到其他波道，使之产生与强度相关的相位偏移。 四波混频FWM：由三阶交叉调制产生的新波长产生新光场，在低色散的情况下可将大量的信道能量转移到另一波道上去，从而极大降低系统的性能。 G.652光纤的色散较大，当单波码率为10Gb/s时需进行色散补偿，因此传输距离大大缩短。 G.652为色散移位光纤，即将1310的零色散区转移到1550窗口，当G.652光纤应用于DWDM系统时，其零色散会导致FWM的发生，使系统变为不可用。因此一般而言不用于长距离大容量的DWDM传输系统。但

20、是，今年NTT公司在采用了新型的拉曼放大器后，克服了FWM的影响，在G.653光纤上实现了880km,3210Gb/s的无电中继传输。 G.655光纤为非零色散光纤NZDSF，其非零色散范围被控制在EDFA的工作频段之外，使色散值为14ps/nm.km，克服了以上两种光纤的不足，非常适用于长距离大容量的DWDM。当使用G.655光纤传输单波速率为10G的TDM信号时，若其无再生距离超过300公里，则由于色散的积累，同样会限制系统的性能。 大有效面积光纤(LEAF)通过加大模长直径，增加光纤的有效面积来克服光纤的非线性。一般单模光纤的有效面积为35nm2左右，LEAF光纤的有效面积则为80nm2

21、100nm2，其衰减和色散特征与G.655光纤相同。因此LEAF光纤广泛应用于DWDM系统。 目前，在G.655光纤上已能作到400G(1602.5Gb/s)DWDM和3210Gb/s(320G)DWDM。在G.652普通单模光纤上，82.5Gb/s、162.5Gb/sDWDM已经比较成熟，国际电联ITU已出相应的建议。第四章 DWDM系统的应用实例分析DWDM应用案例1：上海证券交易所思科设备上海证券交易所日前全面提升了其针对会员的技术服务系统。在提高服务质量和效率以方便会员的背后，是上海证券交易所不断升级和日趋高效稳定的内部网络系统。 有迹象表明，越来越多的金融企业认识到计算机网络在提升企

22、业竞争力，降低经营风险方面的效用。不仅仅是上交所、中国银行，越来越多的金融机构都在投巨资改造或者升级电脑网络系统，一方面处理大量的交易需要稳定、可靠的网络系统；另一方面，大量数据的汇总和备份需要网络的畅通和高效。 科技是第一生产力，这句至理名言无疑表明了在信息时代，运用先进的技术手段能够大大提升企业的竞争力。 与此同时，网络以及网络数据的传输如何为保障金融系统高效、有序的运行，也越来越为IT企业所关注。 投入巨资建造的上海证券交易所外高桥的数据备份中心城域网络是上交所近年来在计算机系统提升方面的一个重头戏。 与以往不同的是，上交所的这个城域网采用了思科公司的DWDM技术解决方案。DWDM系统，

23、即所谓密集波分复用解决方案，它作为思科IP+光网络产品系列中的一个重要成员，专门针对城域网对性能和成本的要求而设计，能够提供无与伦比的高容量波分复用服务和空前的传输灵活性，保证了上海证券交易所每天大量的实时交易数据能够及时迅速地从交易所大楼传输到位于外高桥的数据备份中心。相对与其他的技术解决方案，这种DWDM系统无疑能够让服务供应商以最小的成本获得新的收益和利润，这对每天需要传输大量交易数据的上海证券交易所是一种更为经济有效的选择。 除了电信企业，金融机构的数据产生量和传输量是最大的，证券交易所更是如此。在个人投资者比较活跃的我国证券市场，上海证券交易所日处理的交易笔数在全球交易所中堪称之最。

24、 据计算，每一秒，上海证券交易所的计算机系统要处理4500笔交易，日处理委托2900万笔。随着我国证券市场的发展，上市公司数量的增多，上海证券交易所的计算机系统也面临着很大的压力。尽管上海证券交易所堪称世界上技术水平最高的交易所，但是如何适应证券市场发展的需要，保障交易系统稳定、高效，并且实现数据高速传输备份也更受重视。 在历史上，上海证券交易所交易系统大的升级、提速有过三次，小的改进则一直不断地在进行。经过这些连续不断的升级，上交所的交易系统得以一直顺利支持着上海证券市场的日增夜长。1990年开业之初，上交所电脑主机每秒只能撮合6笔交易，1992年交易配对的速度提高到每秒300笔，1993年

25、进一步提高到1800笔，到现在，上交所的交易系统已达到每日可接受委托4000万笔、成交6000万笔的能力，系统处理速度也提高到了每秒6000笔，在国际上位居前茅。从而不仅保障了目前市场交易的顺畅进行，也为适应未来中国证券市场格局的变化做好了准备。此次网络设备的升级，使得交易所计算机系统能够承担的交易能力也随之升级。目前，运用思科DWDM技术作为其核心解决方案，上海证券交易所光城域网将三个主要办公地点连接在一起。据思科金融服务部的张海荣经理介绍，该系统包含了四对芯传输，保障了上交所的交易数据流能够迅速地从交易所大楼传输到位于上海外高桥的数据备份中心。 这实际上就相当于为密集数据流修筑了高速公路。

26、在这四对芯中，每秒可以传输的数据可以达到32G，相当于速度每秒可以传输500部电影。这就大大超越了原来系统每秒仅仅能传输1.2G的数据的能力，真正称得上是通行无阻的高速公路。除了宽敞、通畅，该系统最大的特点就是自动修复功能。即使某个节点发生破坏，也能在20秒之内自动修复。 据了解，由于DWDM技术具备高可靠性、高灵活度和易于扩展的特点，将充分利用现有光纤资源，减少故障时的切换时间，将极大地提高了上海证券交易所的风险管理能力。案例分析2：国家知识产权局灾备中心DWDM项目所谓灾备中心，就是除了拥有一套完整的计算机网络系统（通常称之为生产中心）之外，还应当另外建立一套计算机网络系统。这套系统能在突

27、发性灾难发生，造成生产中心停止工作时，迅速并及时地接管原来运行在生产中心的所有或者部分业务，达到减少或者避免灾难事件发生时所造成的损失，为客户提供完善、优质、持续的服务的目的。 国家知识产权局业务系统的重要性，对数据中心系统提出了高可靠性要求，如从最高等级的天小时服务，到在指定时间内故障恢复。为了满足这些要求，更好地为国家知识产权局业务系统的客户服务，应当未雨绸缪，尽早制定和建立完备的灾难备份计划系统，以增强系统的抗灾能力，最大限度地减小损失。这就对国家知识产权局的容灾系统的设计和运行管理模式提出了很高的要求。从业务发展的角度来看，如何通过管理和技术提供系统724小时的高可用性，增强系统抗风险

28、能力，保障业务的持续运作，已经成为国家知识产权局业务系统建设中必须实现的任务。 国家知识产权局实施容灾项目的重大意义在于，它以有效的手段来保障国家知识产权局的信息业务的正常及高效运行，因此容灾系统架构的设计、规划和实施都需要专门的经验及技术专长。我方联合IBM长期以来该类项目的经验和能力，支持国家知识产权局容灾系统的建设，共同为国家知识产权局一起成功地实施容灾中心建设项目。 灾难恢复方案的通常分为以下7个层次：0层：无异地备份数据(Nooff-siteData)对于使用0层灾难恢复解决方案的业务，可称其为没有灾难恢复计划，主要表现为数据仅在本地进行备份恢复，没有任何数据信息和资料被送往异地，没

29、有处理意外事故的计划。 1层：有数据备份，无备用系统（DataBackupwithNoHotSite） 使用1层灾难恢复解决方案的业务，通常将需要的数据备份到磁带上，然后将这些介质运送到其它较为安全的地方。但在那里缺乏能恢复数据的系统，若数据备份的频率很高，则在恢复时丢失的数据就会少些。此类业务应能忍受几天乃至几星期的数据丢失。 2层：有数据备份，有备用系统（DataBackupwithHotSite）使用2层容灾解决方案的业务会定期将数据备份到磁带上，并将其运到安全的地点。在备份中心有备用的系统，当灾难发生时，可以使用这些数据备份磁带来恢复系统。虽然还需要数小时或几天的时间来恢复数据以使业务

30、可用，但不可预测的恢复时间减少了。 2层相当于在1层上增加了备份中心的灾难恢复。备份中心拥有足够的硬件和网络设备来维持关键应用的安装需求，这样的应用是十分的关键的，它必须在灾难发生的同时，在异地有正运行着的硬件提供支持。这种灾难恢复的方式依赖于PTAM方法去将日常数据放入仓库，当灾难发生的时候，再将数据恢复到备份中心的系统上。虽然备份中心的系统增加了成本，但明显降低了灾难恢复时间，系统可在几天内得以恢复。 3层：电子链接（ElectronicVaulting）使用3层容灾解决方案的业务，是在2层解决方案的基础上，又使用了对关键数据的电子链接技术。电子链接将磁带备份后更改的数据进行记录，并传到备

31、用中心，使用此种方法会比使用传统的磁带备份更快地得到更新的数据。所以，当灾难发生后，只有少量的数据需要重新恢复，恢复时间会缩短。 由于备用中心要保持持续运行，与生产中心间的通讯线路要保证畅通，增加了运营成本。但消除了对运输工具的依赖，提高了灾难恢复速度。 4层：使用快照技术拷贝数据（Point-in-timeCopies）使用4层灾难恢复方案的业务，对数据的实时性和快速恢复性要求更高些。1-3层的方案中较常使用磁带备份和传输，在4层方案中开始使用基于磁盘的解决方案。此时仍然会出现几个小时的数据丢失，但同基于磁带的解决方案相比，通过加快备份频率，使用最近时间点的快照拷贝恢复数据会更快。系统可在一

32、天内恢复。 4层灾难恢复可有两个中心同时处于活动状态并管理彼此的备份数据，允许备份行动在任何一个方向发生。接收方硬件必须保证与另一方平台在地理上分离，在这种情况下，工作负载可能在两个中心之间分享，中心1成为中心2的备份，反之亦然。在灾难发生时，需要的关键数据通过网络可迅速恢复，通过网络的切换，关键应用的恢复也可降低到小时级。 5层：交易的完整性（TransactionIntegrity） 使用5层灾难恢复方案的业务，要求保证生产中心和数据备份中心的数据的一致性。在此层方案中只允许少量甚至是无数据丢失，但是该功能的实现完全依赖于所运行的应用。 5层除了使用4层的技术外，还要维护数据的状态-要保证

33、在本地和远端数据库中都要更新数据。只有当两地的数据都更新完成后，才认为此次交易成功。生产中心和备用中心是由高速的宽带连接的，关键数据和应用同时运行在两个地点。当灾难发生时，只有正在进行的交易数据会丢失。由于恢复数据的减少，恢复时间也大大缩短。数据库的数据复制功能一般可以工作在这样的方式下。 6层：少量或无数据丢失（Zeroorlittledataloss） 6层灾难恢复方案可以保证最高一级数据的实时性。适用于那些几乎不允许数据丢失并要求能快速将数据恢复到应用中的业务。此种解决方案提供数据的一致性，不依赖于应用而是靠大量的硬件技术和操作系统软件来实现的。 这一级别的要求很高，一般需要整个系统应用

34、程序层到硬件层均采取相应措施。 1）应用程序层采用基于交易（TRANSACTION）的方法开发。 2）数据库可以采取数据复制。IBM-DB2-HADR、ORACLE-ORACLE-DATAGUARD等。 3）操作系统使用集群软件、站点迁移软件、数据复制软件：IBM-HACMP、VARITAS-GlobalClusterManager等。 4）硬件层使用同步的数据复制：IBM-ESS-PPRC、IBM-DS4000-RM、EMC-SRDF或使用带有CONSISTANCY-GROUP功能的异步数据复制IBM-ESS-PPRC、IBM-DS4000-RM。 7层：解决方案与具体业务相结合，实现自主管

35、理(HighlyAutomated,BussinessIntegratedSolution) 7层灾难恢复方案在第6层的基础上，集成了自主管理的功能。在保证数据一致性的同时，又增加了应用的自动恢复能力，使得系统和应用恢复的速度更快、更可靠（按照灾难恢复流程，手工操作也可实现整个恢复过程）。 7层可以实现0数据丢失率，同时保证数据立即自动地被传输到恢复中心。7层被认为是灾难恢复的最高级别，在本地和远程的所有数据被更新的同时，利用了双重在线存储和完全的网络切换能力。7层是灾难恢复中最昂贵的方式，但也是速度最快的恢复方式。当一个工作中心发生灾难时，7层能够提供一定程度的跨站点动态负载平衡和自动系统故

36、障切换功能。现在已经证明，为实现有效的灾难恢复，无需人工介入的自动站点故障切换功能需要一个应该纳入考虑范围的重要事项。 针对国家知识产权局同城灾备项目对网络传输系统的要求，我们采用CISCO公司成熟、先进的DWDM产品，并紧密依托国家知识产权局信息系统容灾建设的整体目标，努力实现以下功能：最大限度承载国家知识产权局本地中心和容灾中心之间全部的数据、存储流量； 最大限度实现DWDM系统可靠性和稳定性，并提供50ms以内链路自愈能力； 最大限度满足国家知识产权局内网、外网业务系统对传输网络扩展能力要求； 在该网络传输系统方案设计中，我们将紧密配合企业业务连续性及IT系统容灾的整体架构来着手进行设计

37、。因此，该DWDM传输网络方案将和国家知识产权局容灾中心的建设形成有机整体。 灾备中心DWDM设计原则 高性能与高可用性，提供标准化的高速度主干网连接，可以在同一个网络中支持多种服务质量，以支持目前和未来应用和服务的需求。允许网络集成，使用三层交换和服务器负载均衡技术，并提供良好的与广域网的集成能力。 所选用的设备和技术符合国际标准。网络中使用的设备和协议应完全符合国际通用的技术标准，兼容现有的网络环境，提供很好的互联性。 网络提供足够的带宽，丰富的接口形式，满足用户对应用和带宽的基本需要，并保留一定的余量供扩展使用，最大可能地降低网络传输的延迟。 网络有很高的可靠性、稳定性及冗余，提供拓扑结

38、构及设备的冗余和备份，把单点失效对网络系统的影响减少到最小，避免由于网络故障造成用户损失。 网络有良好的可扩充性，对未来的应用和技术有一定的前瞻性，随着网络的规模及其运行的应用在不断发展，现有系统应提供足够的扩充能力，适应发展的需要。 保护已有投资原则，网络设计充分考虑各级部门已有的网络设备的兼容性。 实用、成熟、先进性原则，方案和采用的设备具有相当成熟和先进性，并充分考虑今后技术和应用的发展，同时根据实际需求选择经济、实用的产品和技术。 安全性原则，通过进行逻辑划分、用户认证、访问控制、地址过滤和网络安全保密等技术措施，保证网络安全。 网络易于安装、操作和维护，在网络中使用单一的网络管理软件

39、来管理所有网络设备，对网络设备及VLAN等进行直观、灵活的配置，提供完整的网络拓扑图，可以根据网络的流量情况作出分析和建议。灾备中心DWDM设计方案根据当前国家知识产权局的规划，在亦庄建立一个同城灾备中心，是为了确保数据的一致性和安全性，并且能够在本地生产主数据中心受到破坏或意外事故时，能切换到同城的灾备中心，使系统能正常的运行，保持业务的连续运行和稳定性。这一业务需求对蓟门桥至亦庄的DWDM传输网络提出了新的要求： 需要建设高可用、高性能、可扩展的、安全的传输网络。灾难备份中心的网络应与生产中心的网络配置相当，从而保证当生产中心发生灾难性故障时完全接管生产中心。 蓟门桥至亦庄的传输网络采用D

40、WDM传输技术，并在物理上实现隔离的内网和外网： 内网使用两套DWDM传输设备，提供具备双路APS保护的10G干路传输带宽，光路采用分径路由，提供每端4个接入波长端口，分别使用Fiber-Channel和Gigabit-Ethernet封装用于SAN和LAN数据的传输。 外网使用两套DWDM传输设备，提供具备双路APS保护的10G干路传输带宽，光路采用分径路由，提供每端4个接入波长端口，仅使用Gigabit-Ethernet封装用于LAN数据的传输。 由于采用双路APS保护机制和光路分径路由方式，蓟门桥至亦庄之间的传输网络具有很高的可靠性和容错能力。在干路光纤故障的情况下，网络的自愈时间小于5

41、0ms，其工作链路和保护链路之间的保护原理如下图：第五章 总结由于密集波分复用（DWDM）技术能充分利用光纤的巨大带宽资源，大幅度提高系统传输容量，降低传输成本，因此该技术在长途和骨干网的超大容量传输中得到了广泛的应用。如果把DWDM技术引入城域网、接入网，整个网络就会变成无缝连接的整体，为所有不同的业务提供支持和连接，因此城域网中DWDM具有很大优越性和发展潜力，将成为整个通信网络向全光网络演变的必然。 由于DWDM技术在城域网上还没有完全开展应用，为此结合DWDM技术原理和性能优势，对DWDM技术在城域网中的应用进行了一些初步探讨，为DWDM技术在未来城域网中的应用提供一些参考。目前城域网

42、采用的SDH技术主要针对基于电路交换的语音业务。但从网络扩展角度看，在传统SDH网络上通过增加设备来满足数据业务的需求，从网络效率角度看，存在着效率低、成本高以及利用率低等缺点。DWDM以其特有的技术优势为城域网领域和数据通信带来极具竞争优势的解决方案。DWDM在长途干线网中已经获得了广泛的应用，在城域网中由于设备的成本还很昂贵，技术尚不成熟，设备的兼容性较差等原因暂时还难于普遍应用，但由于DWDM技术具有扩容的经济性，比特率和协议的透明性，良好的可扩展性等，随着市场的发展、新的低成本城域网设备的开发利用，DWDM技术在城域网中具有广阔的应用前景。随着科技的发展，DWDM技术的完善，DWDM技术应用的成本降低，相信在不远的将来，DWDM技术在城域网应用中也会大展风采。致谢 感谢我的指导老师黄振陵对我的指导，感谢张静、谭学琴、杨海宁、石炯等授课老师对我的教育，感谢那些在论文上帮助过我的同学、同事。 17