otn题目的论文

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密集光波分复用系统的波长测量技术

摘要：本文阐述密集光波分复用系统的概况、系统的测试要求，可调谐光滤器的结构，以及便携式光谱分析仪的应用方式与相关测量仪表的展望。

　　信息时代信息爆炸导致通信带宽需求或通信网络容量爆增。如近期北美骨干网的业务量约6-9个月翻一番，达到了所谓的“光速经济”的时期，它比微电子芯片性能发展的摩尔法则（约18个月翻一番）快2-3倍，而且迄今这种发展势头不减。面对这种发展趋势，各个通信发达国家都在积极研究设计新的宽带网络，如可持续发展网络CUN、下一代网络NGN、新公众网NPN、一体化网UN等，但其基础传输媒质的物理层都是密集光波分复用（DWDM）的光传送网OTN。不如此就不可能提供巨大的通信带宽，高度可靠的传输性能，足够的业务承载容量以及低廉的使用费用，确保网络的可持续发展，支持当前和未来的任何业务信号的传送要求。

　　1　密集光波分复用（DWDM）系统

　　DWDM系统主要由光合波器、光分波器和掺铒光纤放大器（EDFA）组成。其中EDFA的作用是由比信号波长低的高能量光泵源将能量辐射进一段掺铒光纤中，当载有净负荷的光波通过此段光纤一起传播时，完成光能量的转移，使在1530-1565m波长范围内各个光波承载的净负荷信号全都得到放大，弥补了光纤线路的能量损失。这样，当用EDFA代替传统的光通信链路中的中继段设备时，就能以最少的费用直接通过增加波长数增大传输容量，使整个光通信系统的结构和设计都大大简化，并便于施工维护。

　　EDFA在DWDM系统中实际应用时又分为功放或后置放大器（BA），预放或前置放大器（PA）和线路放大器（LA）3种，但有的公司为了简化，尽量减少设备品种，统一为OA，以便于维护。

　　目前商用的DWDM系统的每个波长的数据速率是2.5Gbps，或10Gbps，波长数为4、8、16、32等；40、80甚至132个波长的DWDM系统也已有产品。常用的有两类配置。一类是在光合波器前与在光分波器后设置波长转换器（Wavelength Transponder）OTU。这一类配置是开放式的，采用这种可以使用现有的1310nm和1550nm波长区的任一厂家的光发送与光接收机模块；波长转换器将这些非标准的光波长信号变换到1550nm窗口中规定的标准光波长信号，以便在DWDM系统中传输。美国的Ciena公司、欧洲的pirelli公司采用这类配置，他们是生产光器件的公司，通常，所生产的光分波合波器有较好的光学性能参数。如Ciena公司采用的信道波长间隔为0.8nm，对应100GHz的带宽，在1545.3-1557.4nm波长范围内提供16个光波信道或光路。但他们没有SDH传输设备，因此，在系统配置、网络管理方面不能统一考虑。此类配置的优点是应用灵活、通用性强，缺点是增加波长转换器、成本较高。另一类配置是不用波长转换器，将波分复用、解复用部分和传输系统产品集成在一起，这一类配置是一体的或集成的，这样简化了系统结构、降低了成本，而且便于将SDH传输设备和DWDM设备在同一网管平台上进行管理操作。这类配置的生产厂家如Lucent、Siemens、Nortel等，他们是SDH传输系统设备供应商，有条件这样做。他们在做4×2.5G32bpsDWDM系统设计时就考虑与4×10Gbps速率的兼容，考虑增加至8个波长、16个波长、基至40个波长、80个波长，以及2.5Gbps和10Gbps的混合应用，确保系统在线不断扩容，平滑过渡，不影响通信网的业务。当然，他们也提供开放式配置，或发送是开放式，接收为一体式的DWDM系统设备。

　　由于初期商用的EDFA带宽平坦范围在1540-1560nm，故早期使用的DWDM系统的复用光波长多在1550nm附近。后来实际EDFA的增益谱宽为35nm，约4.2THz，其中增益起伏小于1dB的谱宽在1539-1565nm之间，若以1.6nm（对应200GHz）的波长间隔，则最少可实现8波长，乃至16波长的同步放大；若以0.8nm（对应100GHz）的波长间隔，则最少可实现16个波长，乃至32个波长的DWDM系统，再加上EDFA约40dB的高增益，大于100mW的高输出功率，以及4-5dB的低噪声值等优越性能，故极大地促进了DWDM系统的快速发展。

　　正如电放大器那样，光放大器在放大光信号的同时也要引入噪声。它由光子的自发幅射（Spontaneous Emission）产生。此种噪声和光信号在光放大器中一起放大，并逐级积累形成干扰信号，即熟知的放大自发辐射（Amplified Spontaneous Emission，简写为ASE）干扰信号。这种ASE干扰信号经多经光放积累的功率会大到1-2mW，其频谱分布与波长增益谱对应。

　　这就是为什么经过若干个OLA放大后必须经过光电变换，分别取出各波长光路的电信号进行定时、整形与再生（3R），完成光数字信号处理的主要原因，它决定了电中继段或复用段的最大距离或最大光中继段数。当然，其他因素例如允许的总的色散值也决定此电中继段的最大距离，这要由系统设计作光功率预算时，哪个因素要求最严格来确定。

　　2　DWDM系统的测试要求

　　以SDH终端设备为基础的多波长密集光波分复用系统和单波长SDH系统的测试要求差别很大。首先，单波长光通信系统的精确波长测试是不重要的，只需用普通的光功率计测量了光功率值就可判断光系统是否正常了。设置光功率计到一个特定的波长值，例如是1310nm还是1550nm，仅用作不同波长区光系统光源发光功率测试的较准与修正，因为对宽光谱的功率计而言，光源波长差几十nm时测出的光功率值的差别也不大。可是，对DWDM系统就完全不同了，系统有很多波长，很多光路，要分别测出系统中每个光路的波长值与光功率大小，才能共发判断出是哪个波长，哪个光路系统出了问题。由于各个光路的波长间隔通常是1.6nm（200GHz）、0.8nm（GHz），甚至0.4nm（50GHz），故必须有波长选择性的光功率计，即波长计或光谱分析仪才能测出系统的各个光路的波长值和光功率的大小，因此，用一般的光功率计测出系统的总光功率值是不解决问题。其次，为了平滑地增加波长、扩大DWDM系统容量，或为了灵活地调度、调整电路和网络的容量，需要减少某个DWDM系统的波长数，即要求DWDM系统在增加或减少波长数时，总的输出光功率基本稳定。这样，当有某个光路、某个净负荷载体，即光波长或光载频失效时，又用普通光功率计测量总光功率值是无法发现问题的，因为一两个光载频功率大大降低或失效，对总的光功率值影响很小。此时，必须对各个光载频的功率进行选择性测量，不仅测出光功率电平值，而且还准确地测出具体的波长数值后，才能确切知道是哪个波长哪条光路出了问题。这不仅在判断光路故障时非常必要，而且在系统安装、调测和日常维护时也很重要。

　　此外，为了测量光放大器增益光谱特性，尤其是增益平坦度，需找出各波长或各光路的功率电平差值时，也必须测量出各光路的波长值和光功率值。

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传输网管理系统安全解决方案

　　方案包括两个部分，分别是网管网络连接的保护和网管系统自身软件和硬件的保护。

1 网管网络保护方案
　　网管网络的连接包括网元设备管理盘（EMU）的连接、设备与网管系统的连接以及网管系统之间的连接。

1.1 EMU连接的保护
　　光传输网的网络结构比较丰富，但基本上可以分为两个大类，分别是有多路由的环形网（如单环、相交环、相切环、格状网等）和单一路由的链形网（如点对点、链形、星形、树形等），这里我们以典型的环形和链形网为例介绍其保护方式。
烽火通信在EMU侧采用了TCP/IP协议用于网元设备（NE）之间网管信息的传送。为了实现网管系统对于网元设备的分层管理，我公司采用了网关网元（GNE）的方式，网络内所有的NE均通过GNE与网管系统互通管理信息。图1中光传输网2为相交环网结构，环内所有NE与GNE之间均至少有两条路由，由于EMU采用了TCP/IP的协议，NE可以在网络出现故障（如中断）时采用OSPF等协议重新收敛其到GNE的路由，这样即可实现NE到GNE之间连接的保护。
但对于光传输网1而言，由于是链形组网结构，所以NE与GNE之间仅有一条路由。烽火通信支持采用边缘路由器的方式，在末端NE与网管系统及GNE之间建立第二条路由，如此在NE与GNE之间就形成了EMU的环网结构，从而实现与环网相同的保护能力。
1.2 设备与网管系统连接的保护
　　图1中，光传输网1的末端NE与OTNM2000之间采用了一对边缘路由器进行互联。由于边缘路由器可实现FE到2M通道的转换，所以路由器之间可采用DCN网络互联。为了增加DCN通道的安全性，我们可以采用支持双2M端口的路由器，如些可在DCN网络中形成双路由备份，利用路由协议，便可实现NE与EMS之间连接的保护。
1.3 网管系统之间连接的保护
　　在光传输网管理网络中，EMS之间、EMS与用户管理终端（TERMINAL）、以及EMS与NMS之间均可能有一定的连接。由于网管系统之间的连接均采用了FE接口，所以同样可以利用支持多2M端口的边缘路由器实现相互之间连接的双路由保护，实现方式如图1所示。

2 网管系统软件及硬件保护方案
在网管系统网络中部分关键的网管系统软件及硬件的运行稳定性直接关系到网管网络的可靠性，最为关键的就是GNE、EMS和NMS网管系统，分别涉及到网管网络的三个功能层。烽火通信提供从GNE到NMS的全程主备用保护，可保证网管网络运行极高的可靠性。

2.1 GNE的保护
　　由于GNE担任了实现本网络中所有NE与EMS信息互通的重任，一旦GNE出现故障，EMS就会失去对网络的监控能力。
　　烽火通信支持采用主备用GNE的方式提升GNE的安全性，如图1所示，光传输网2中就设置了两个GNE，同时两者互为主备用。当主用GNE出现故障时，会自动启用备用GNE，因为在OTNM2000的管理IP信息中已记录了主备用GNE的地址信息，所以EMS与所有NE之间只是进行路由的切换，不会对全网的正常管理造成影响。
2.2 EMS的保护
　　EMS负责全网的管理，是维护人员进行网络管理和监控所要直接面对的管理对象，所以其重要性同样是不言而喻的。
烽火通信网元级管理系统OTNM2000支持(1+1)同地和异地热备份配置。当主用EMS发生故障时，备用EMS能完全承担发生故障的主用EMS的管理工作，从而不影响EMS对网络管理的正常运行。
如图1所示，网关网元与主备用EMS均有连接，同时主备用EMS之间采用LAN（适用于本地主备用）或DCN（适用于异地主备用）相连。主备用网管间通过守护进程的链接保持数据的同步，当主用网管数据发生改变时，主网管守护进程立即将配置数据传递给备用网管，使备用网管的数据同步改变。除此以外，主备用网管间会定期核对事件记录，每次核对间隔时间可在网管中设置，进一步保证主备网管数据的一致性。
烽火通信在EMS上采用了实时热备份设置，即主备EMS均处于工作状态，都可以对网络进行管理和维护。正常工作状态下，可以通过用户管理实现只在主用网管中进行所有数据的操作。当主用EMS失效时，备用EMS自然成为唯一的网元级管理平台并负责全网的管理，不需要做任何软件和硬件的切换，也没有倒换时延，可最大限度的保证网管网络工作的延续性。
同时，由于主备用EMS均由上层NMS进行统一管理，所以需要与NMS之间进行主备用的协调工作。烽火通信采用CORBA接口实现EMS与NMS之间的互联，通过CORBA服务的主备用设置，可实现在EMS进行倒换时备用EMS与NMS之间的正常工作。
2.3 NMS的保护
NMS是比EMS更高级别的网络管理平台，主要实现对多个EMS的统一管理，并通过EMS实现对于全网设备的管理和监控。
烽火通信网络级管理系统OTNM2100同样支持同地和异地（1+1）主备用设置，主备用NMS间通过CORBA接口服务保持数据的同步，同步机制与EMS相同包括主动同步和定期同步两个部分。如图1所示，主备两个网管是同时运行在网络上的，同时备用网管进行了权限的限制，不允许进行配置数据的更改，以保证其数据与主用的一致性。当主用网管失效时，备用网管将收到主用网管失效的报告，并切换为主用网管，切换时间不超过30秒。
主用网管恢复后，原来的备用网管重新降级为备用网管，可在建立连接之前做一次全面的配置同步，以保证主备用NMS数据的一致性。

4 总结
烽火通信一直致力于提供最安全可靠的光传输网络，希望通过本文的介绍能够吸收更多专家关于传输网管理网络保护方式的意见，从而进一步提升和丰富烽火通信在网络安全性方面的解决方案。

OTN的三种保护方式

电层子波长保护、电层波长保护、光层保护

论文《怎样培养小学生学习数学的兴趣》

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1、在教学中重视操作。心理研究表明，小学生的认识是从动手能力开始的。在教学中，让学生亲自动手操作实践，通过摆一摆、比一比、量一量等活动，从中学到新知识。例如，在教学“三角形的内角和”时，可让学生先画一个三角形，再把三个角剪下来拼一拼。这样既集中了他们的注意力，又活跃了课堂气氛，而且也激发了学生的学习兴趣。这样就会得到事半功倍的教学效果。
2、创设情境。儿童的学习是以无意注意为主的，根据儿童的心理特点，结合教材内容及其知识间的内在联系，创设形象生动的学习情境。如讲正比例应用题，利用杆高与影长的正比例关系去测算旗杆和大树的高度，就要设法创设一个学生迫切需要解决新问题，乐于探求新知识的情境。还比如在讲“鸡兔同笼”问题时：“有头23个，足70只，问鸡兔各几何？”时学生心算、笔算后仍面露难色。这时教师下令：“全体兔子起立！提起前面两足！”学生开怀大笑。之后，教师说：“现在兔子和鸡的足数一样了，上面23个头，下面多少足呢？”学生答：“23×2＝46只。”师问：“少了多少足？” 生答：“24只”。这时学生欢快地叫起来：“有24÷2＝12只兔子，11只鸡”。这样不仅促进学习兴趣。而且可以用设置悬念、讲故事等方法来创设学习情境，激发学生积极主动探索求知的欲望，启迪了思维。 3、在教学中强化竞争意识。好胜心也是小学生的心理特征之一，他们在学习中往往争强好胜，成为“优胜者”是他们的目标之一。课堂中可经常组织各种形式的比赛，如低年级的“开火车”口算比赛，“看谁做得又对又快 ”，“夺红旗”等等，通过比一比谁的解法妙，

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赛一赛谁得分高，调动学生动手动脑，积极参与活动，促进学生的学习兴趣。
三、巧妙导入新课，引发学习兴趣。
数学是一门抽象的学科，而小学生生性好奇、好动，喜欢动脑筋。根据儿童的这一心里特征，我们应精心设计导入语，引入新课，以激发起学生的求知欲。如教学“乘法的初步认识”时，我和学生共同做了一个游戏，首先把游戏规则告诉学生：只要你们说出几个相同的数，老师就能立即说出它们的和。学生们争先恐后地举手发言，有的说：“3个4相加”，有的说：“2个6相加”，有的说出更大的数相加，想尽办法难倒老师，结果出乎意料，老师算得又快又好，惊叹之余，学生们都想知道老师的绝招，此时学生的思维处于活跃状态，产生了强烈的求知欲望，为学生自主学习奠定了良好的基础。教师再引出“相同的数连加可以用一种简便算法——乘法”的知识来解疑，可以达到事半功倍的效果。

四、联系实际，增强学习兴趣。
小学生数学中包括较多的日常概念和生活经验，所以在教学中可紧密联系学生的生活实际，使之融于教学中。如“小数的加减法”这一教学内容对学生较为抽象，而学生对生活中的商品价格却是极为熟悉，因此在教学时设置生活模拟场景，让学生做营业员和顾客，用自制的纸币进行商品交易。营业员们认真地用“元”作单位为商品标价，热情地接待顾客收钱，找钱，顾客们则高兴地选购商品，看价付钱。从活动中同学们初步认识了小数的加减法。在教学三年级下册数学的