CN101369938B

CN101369938B - 移动光网络

Info

Publication number: CN101369938B
Application number: CN2007101439637A
Authority: CN
Inventors: 高泽华
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2027-08-16
Also published as: CN101369938A

Abstract

本发明公开了移动光网络，包括光网络和无线网络，无线网络中的每个基站与至少一个光网络中的光节点连接，自组织功能通过在基站之间启用无线连接实现。本发明移动光网络的光传输层能对多业务同时有效地支持、光网络和无线网络综合实现自组织保护，并且通过在光网络中定义并使用统一的业务类型，为支持各种无线异构网络业务互通与融合提供光层支撑。

Description

移动光网络

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及支持无线移动多业务传输的光网络技术。

背景技术

3G(第三代移动通信)[参见3GPP TS 22.105]支持的业务种类非常丰富，按实时性要求分：电路交换业务CS(circuit services，如ISDN和PSTN电路交换电话、电路交换传真、电路交换实时多媒体业务等)，可变速率实时业务(如分组型实时多媒体业务等)，非实时可变比特率业务(如FTP等)，尽力而为业务(如email等)。

在WiMAX[IEEE Std 802.16e]支持的业务中，业务类型分为5种：第0种为固定带宽业务UGS，第1种为实时可变比特率业务RT-VR，第2种为非实时可变比特率业务NRT-VR，第3种为尽力而为业务BE，第4种为扩展的实时可变比特率业务ERT-VR。其中：第0种业务UGS支持固定带宽业务，如T1/E1；第1种业务支持实时可变比特率业务RT-VR，如MPEG视频业务；第2种业务NRT-VR支持保证数据速率但对时延不敏感业务；第3种业务BE支持对数据速率和时延没要求的尽力而为业务，如电子邮件；第4种业务ERT-VR支持可变数据速率，同时对数据速率和时延有要求的业务，如带静音压缩的VOIP业务。

在无线局域网WLAN[IEEE Std 802.11]支持的业务中，业务类型分为4种：AC_BE(Best effort)，AC_BK(Background)，AC_VI(Video)，AC_VO(Voice)。

随着IP数据业务的快速增长，IP over WDM作为未来IP网络的核心技术日趋明显。目前光网络中的光交换技术主要有光的电路光交换(OCS)、光分组交换(OPS)和光突发交换(OBS)。

为高效地同时支持电路交换业务和数据业务，申请人曾经于2007年03月30日向中国国家知识产权局提出申请号为200710090978.1，名称为：“支持WiMAX多业务传输的基于WDM的光综合交换OIS网络”的光综合交换技术，即OIS(OIS-OpticalIntegrative Switching)网络技术，以便更有效地支持WiMAX多种业务。在支持WiMAX多业务的OIS中，业务类型分4类，第0类(class0)业务支持WiMAX中的第0种固定带宽业务UGS；第1类(class1)业务支持WiMAX中的第1种实时可变比特率业务RT-VR和第4种扩展的实时可变比特率业务ERT-VR；第2类(class2)业务支持WiMAX中的第2种非实时可变比特率业务NRT-VR；第3类(class3)业务支持WiMAX中的第3种尽力而为业务BE。数据帧选择125μs为周期，OIS可以天然地支持固定带宽业务如E1、电路交换电话业务，对其他等级的业务的发送根据接收端口的125μs周期中时隙情况发送，可以同时高效地支持其他等级的业务。OIS没有光器件的限制并易于实现。

目前的无线移动网络，没考虑到或部分没有考虑到下列问题：光传输层对多业务同时高效地支持、光层和无线层综合实现自组织保护方案和支持各种无线异构网络业务互通与融合光层支撑方案。

发明内容

本发明的目的为提供一种更好地支持各种移动通信，特别是支持各种无线异构网络业务的互通与融合，并提供强有力的保护的移动光网络(MON：Mobile Optical Network)。

实现上述发明目的的技术方案如下：

移动光网络，包括光网络和无线网络，无线网络中的每个基站与至少一个光网络中的光节点连接，自组织功能通过在基站之间启用无线连接实现。

所述每个基站与两个以上光节点连接，基站与各光节点连接的光路上设有光开关，自组织功能通过光开关切换，在光路上实现，或在基站之间启用无线连接实现。设光开关的目的是：当遇到该工作光纤路径断开时，利用光开关倒换到备份光纤路径上，与相应的光节点连通光路进行通信，数据路由重新选择，实现光路保护。

所述的移动光网络定义并使用统一的业务类型，共分4类，第1类业务为电路交换业务，支持3G中的电路交换业务，支持WiMAX中的第0种固定带宽业务UGS；第2类业务为实时变比特率业务，支持3G中的实时变比特率业务，支持WiMAX中的第1种实时可变比特率业务RT-VR和第4种扩展的实时可变比特率业务ERT-VR，支持WLAN中的AC_VO、AC_VI；第3类业务为非实时变比特率业务，支持3G中的非实时变比特率业务，支持WiMAX中的第2种非实时可变比特率业务NRT-VR；第4类业务为尽力而为业务，支持3G中的尽力而为业务，支持WiMAX中的第3种尽力而为业务BE，支持WLAN中的AC_BE和AC_BK。

光网络采用的光交换技术是光路交换、光分组交换、光突发交换或光综合交换。

所述移动光网络中，从基站到光网络方向，光节点对基站的数据按业务类型进行汇聚缓存排队传输，根据目的光节点和业务类型，把数据汇聚到不同的逻辑传输队列中，由光网络负责传到相应目的光节点，从光网络到基站方向，光节点选择需要接收的数据包，发给相应的基站。

所述基站为统称，包括2G、3G、WiMAX、下一代无线移动网络等网络的基站等。

通过定义并使用统一的业务类型，MON网络可以支持异构无线网络的业务互通、网络融合。从无线网络的基站到光网络方向，在光网络光节点接口处，根据无线网络业务类型，转换为上面所定义的统一业务类型，由光网络传输到光网络目的光节点。从光网络到无线网络的基站方向，在光网络光节点接口处，根据无线网络的类型，把光网络所传输的统一业务类型转换为无线网络的业务类型并传输到无线网络基站。这就实现了异构无线网络的业务互通，同时可以支持异构无线网络的融合；通过定义并使用统一的业务类型，实现在光层支持各种无线异构网络业务互通与融合。

为对业务提供强有力的保护，本发明采用光纤路径与无线路径综合运用实现自组织功能，自组织功能实现方式：(1)光纤路径上实现：如图1，任意一个基站可与一个光节点相连，也可与多于一个的光节点相连，与多于一个的光节点相连可实现光纤路径保护，正常工作时只与一个光节点连通光路进行通信，当遇到该工作光纤路径断开时，利用光开关倒换到备份光纤路径上，与相应的光节点连通光路进行通信，数据路由重新选择，实现光路保护。(2)无线路径上实现：当所有连接到某个(或某些)基站的所有光纤路径都断开时(或者应急开通无光纤连接的基站时)，如图2，基站2的光纤路径都断开时，基站2就启用无线路径连接，基站2将与临近的基站进行无线连接(无线连接可采用微波通信、IEEE802.16d即802.16-2004等无线方式)，即使连接所有基站BS的所有光纤路径都断开，基站之间也可实现无线连接(对应急架设的新基站在光纤路径开通前，也可通过与其它基站无线连接的方式实现基站与网络的连接)，基站通过无线连接后，数据路由重新选择，这样就实现了基站间的自组织功能。通过光纤路径和无线路径综合运用方式来实现强有力的自组织网络路径保护体系，使MON具有极高的生存性。

移动光网络(MON)中的光节点可以连接数个基站，从基站到光网络方向，光节点对基站的数据按基站类型和业务类型根据所定义的统一业务类型进行汇聚缓存排队传输，根据目的光节点和业务类型，把数据汇聚到不同的逻辑传输队列中，由光网络负责传到相应目的光节点。从光网络到基站方向，光节点选择需要接收的数据包，发给相应的基站。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和效果：

1、在移动光网络(MON)中，业务类型分4类，第1类业务为电路交换业务，支持3G中的电路交换业务(如电路交换电话、电路交换传真、电路交换实时多媒体业务等)，支持WiMAX中的第0种固定带宽业务UGS；第2类业务为实时变比特率业务，支持3G中的实时变比特率业务(如分组型实时多媒体业务等)，支持WiMAX中的第1种实时可变比特率业务RT-VR和第4种扩展的实时可变比特率业务ERT-VR，支持WLAN中的AC_VO、AC_VI；第3类业务为非实时变比特率业务，支持3G中的非实时变比特率业务(如FTP等)，支持WiMAX中的第2种非实时可变比特率业务NRT-VR；第4类业务为尽力而为业务，支持3G中的尽力而为业务(如email等)，支持WiMAX中的第3种尽力而为业务BE，支持WLAN中的AC_BE和AC_BK。前面的业务比后面的业务优先级高。在MON中定义了统一的业务，可支持异构无线网络业务互通与融合。

2、采用本发明可以更好地利用网络带宽，对电路交换业务提供有保障的服务；同时对IP数据业务高效地支持；对业务进行分类，MON对各种无线技术的多种业务传输有非常好的支持，更加符合实际各种无线网络承载各种业务的情况，使MON更加具有实用性。

3、为对业务提供强有力的保护，本发明采用光纤路径与无线路径综合运用实现网络自组织功能，在光纤路径上有保护备份，即使当所有连接到某个(或某些)BS的光纤路径都断开，这个(或这些)BS还可启用无线路径与临近的BS进行连接，BS通过无线连接后，数据路由重新选择，可实现BS间的自组织功能。通过光纤路径和无线路径综合运用方式构成了一个强有力的自组织网络路径保护体系，使MON具有极高的生存性。

附图说明

图1为本发明实施例1移动光网络的结构示意图

图2为本发明移动光网络中基站2断开所有光纤路径连接时，启用无线路径连接的示意图

图3为本发明实施例2移动光网络的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，移动光网络，包括光网络和WiMAX无线网络，无线网络的基站与光节点互为复数连接，即一个基站连接多个光节点，一个光节点连接多个基站，连接基站与光节点的光路上设有光开关，所述的移动光网络定义并使用统一的业务类型，共分4类，第1类业务为电路交换业务，支持3G中的电路交换业务(如电路交换电话等)，支持WiMAX中的第0种固定带宽业务UGS；第2类业务为实时变比特率业务，支持3G中的实时变比特率业务(如分组型实时多媒体业务等)，支持WiMAX中的第1种实时可变比特率业务RT-VR和第4种扩展的实时可变比特率业务ERT-VR，支持WLAN中的AC_VO、AC_VI；第3类业务为非实时变比特率业务，支持3G中的非实时变比特率业务(如FTP等)，支持WiMAX中的第2种非实时可变比特率业务NRT-VR；第4类业务为尽力而为业务，支持3G中的尽力而为业务(如email等)，支持WiMAX中的第3种尽力而为业务BE，支持WLAN中的AC_BE和AC_BK，光网络层采用的光交换技术是光综合交换(OIS)，从基站到光网络方向，光节点对基站的数据按业务类型和目的光节点进行汇聚缓存排队传输，根据目的光节点和业务类型，把数据汇聚到不同的逻辑传输队列中，由光网络负责传到相应目的光节点，从光网络到基站方向，光节点选择需要接收的数据包，发给相应的基站。

实施例2

本实施例与实施例1不同之处仅在于由于无线网络针对的是移动通信网络(如2G，3G等)，因此还包含有移动交换中心。如图3所示，移动光网络，包括光网络和3G无线网络，无线网络的移动交换中心与光节点直接一一对应连接(也可以把移动交换中心的功能做到光节点内)，无线网络中的基站通过移动交换中心与光节点互为复数连接，即一个基站连接多个移动交换中心(光节点)，一个移动交换中心(光节点)连接多个基站，连接基站与移动交换中心的光路上设有光开关，所述的移动光网络定义并使用统一的业务类型，共分4类，第1类业务为电路交换业务，支持3G中的电路交换业务(如电路交换电话等)，支持WiMAX中的第0种固定带宽业务UGS；第2类业务为实时变比特率业务，支持3G中的实时变比特率业务(如分组型实时多媒体业务等)，支持WiMAX中的第1种实时可变比特率业务RT-VR和第4种扩展的实时可变比特率业务ERT-VR，支持WLAN中的AC_VO、AC_VI；第3类业务为非实时变比特率业务，支持3G中的非实时变比特率业务(如FTP等)，支持WiMAX中的第2种非实时可变比特率业务NRT-VR；第4类业务为尽力而为业务，支持3G中的尽力而为业务(如email等)，支持WiMAX中的第3种尽力而为业务BE，支持WLAN中的AC_BE和AC_BK，光网络层采用的光交换技术是光综合交换(OIS)，从基站到光网络方向，光节点对基站通过移动交换中心发来的数据按业务类型和目的光节点进行汇聚缓存排队传输，根据目的光节点和业务类型，把数据汇聚到不同的逻辑传输队列中，由光网络负责传到相应目的光节点，从光网络到基站方向，光节点选择需要接收的数据包，通过移动交换中心发给相应的基站。

Claims

1.移动光网络，包括光网络和无线网络，其特征为：无线网络中的每个基站与两个以上光节点连接，基站与各光节点连接的光纤路径上设有光开关，当遇到工作光纤路径断开时，利用光开关倒换到备份光纤路径上，与相应的光节点连通光纤路径进行通信，数据路由重新选择，实现光纤路径上的自组织功能，或在基站之间启用无线连接实现。

2.根据权利要求1所述的移动光网络，其特征为：所述的移动光网络定义并使用统一的业务类型，共分4类，第1类业务为电路交换业务，支持3G中的电路交换业务，支持WiMAX中的第0种固定带宽业务UGS；第2类业务为实时变比特率业务，支持3G中的实时变比特率业务，支持WiMAX中的第1种实时可变比特率业务RT-VR和第4种扩展的实时可变比特率业务ERT-VR，支持WLAN中的AC_VO、AC_VI；第3类业务为非实时变比特率业务，支持3G中的非实时变比特率业务，支持WiMAX中的第2种非实时可变比特率业务NRT-VR；第4类业务为尽力而为业务，支持3G中的尽力而为业务，支持WiMAX中的第3种尽力而为业务BE，支持WLAN中的AC_BE和AC_BK；通过定义并使用统一的业务类型，实现在光层支持各种无线异构网络业务互通与融合。

3.根据权利要求1所述的移动光网络，其特征为：光网络采用的光交换技术是光路交换、光分组交换、光突发交换或光综合交换。

4.根据权利要求1所述的移动光网络，其特征为：所述移动光网络中，从基站到光网络方向，光节点对基站的数据按业务类型进行汇聚缓存排队传输，根据目的光节点和业务类型，把数据汇聚到不同的逻辑传输队列中，由光网络负责传到相应目的光节点，从光网络到基站方向，光节点选择需要接收的数据包，发给相应的基站。