城域傳輸網(wǎng)技術(shù)發(fā)展策略

2019-11-03 09:06:43

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供稿：網(wǎng)友

盧洪斌　中國(guó)電信集團(tuán)廣州研發(fā)中心

1 城域傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向

　　當(dāng)前，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展和城市信息化的推進(jìn)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)已轉(zhuǎn)向城域網(wǎng)。除了承載傳統(tǒng)的電信業(yè)務(wù)之外，城域傳輸網(wǎng)還應(yīng)能提供ip業(yè)務(wù)的傳輸，并能針對(duì)不同用戶的實(shí)際需求，提供差別化服務(wù)。根據(jù)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和市場(chǎng)需求，構(gòu)建一個(gè)大容量、多業(yè)務(wù)、可擴(kuò)展和開(kāi)放式的高可靠性城域傳輸統(tǒng)一平臺(tái)，將成為城域傳輸網(wǎng)發(fā)展的方向和演進(jìn)的最終目標(biāo)，其實(shí)現(xiàn)將有利于開(kāi)辟新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、建立新的運(yùn)營(yíng)和盈利模式。　　飛速發(fā)展的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)具有種類多、動(dòng)態(tài)性、突發(fā)性和非對(duì)稱性強(qiáng)等特點(diǎn)。原先的城域傳輸網(wǎng)絡(luò)以承載話音為主要目的，既無(wú)法適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，也不能滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)快速增長(zhǎng)的帶寬需求，這些因素使城域傳輸網(wǎng)成為瓶頸，造成數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展困難，無(wú)法滿足用戶各種各樣的信息需求。當(dāng)前涌現(xiàn)的各種城域傳輸技術(shù)（如MSTP、RPR和城域波分等）為解決城域傳輸網(wǎng)瓶頸問(wèn)題提供了技術(shù)基礎(chǔ)。如何經(jīng)濟(jì)合理地把這些技術(shù)用于城域傳輸網(wǎng)，使傳輸網(wǎng)能相對(duì)獨(dú)立地平滑演進(jìn)和發(fā)展，充分支持現(xiàn)有的和將來(lái)的多種業(yè)務(wù)，大幅提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，已成為運(yùn)營(yíng)商城域網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)中急待解決的問(wèn)題。

2 城域傳輸網(wǎng)存在的問(wèn)題

　　目前，在城域網(wǎng)中，話音和專線業(yè)務(wù)通常由SDH和電路交換機(jī)提供，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通常由SDH和分離的FR、ATM、IP網(wǎng)提供，這種通過(guò)傳輸網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)的重疊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是多年來(lái)為不斷支持新業(yè)務(wù)而逐步形成的。該結(jié)構(gòu)有利于各業(yè)務(wù)網(wǎng)單獨(dú)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)管理，但隨著不同種業(yè)務(wù)的數(shù)量和流量增加，出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源利用率低、統(tǒng)一規(guī)劃和管理困難、各業(yè)務(wù)網(wǎng)間互通復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)發(fā)展不適應(yīng)業(yè)務(wù)多樣化需求等問(wèn)題，使重疊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)越來(lái)越難以滿足市場(chǎng)發(fā)展變化的需要，建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本越來(lái)越高，投入和產(chǎn)出不能保持同步增長(zhǎng)。

　　在承載IP數(shù)據(jù)方面，現(xiàn)有本地傳輸網(wǎng)存在不足，IP城域網(wǎng)基本上為獨(dú)立組網(wǎng)，絕大部分業(yè)務(wù)直接承載在物理光纖網(wǎng)絡(luò)上。這種組網(wǎng)方式的好處是節(jié)省傳輸設(shè)備投資，使組網(wǎng)成本大大降低，但采用量裸纖互連IP設(shè)備，加快了光纜線路資源的消耗，而且裸纖直連無(wú)法實(shí)現(xiàn)鏈路保護(hù)，不便于業(yè)務(wù)管理和提供電信級(jí)業(yè)務(wù)。

　　城域范圍內(nèi)各業(yè)務(wù)網(wǎng)獨(dú)立發(fā)展，給城域傳輸網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展帶來(lái)了很多問(wèn)題，特別是在IP業(yè)務(wù)高速增長(zhǎng)和客戶需求多樣化的環(huán)境中，各業(yè)務(wù)網(wǎng)單獨(dú)組網(wǎng)復(fù)雜低效，造成傳輸網(wǎng)資源嚴(yán)重浪費(fèi)、設(shè)備和運(yùn)營(yíng)成本高以及業(yè)務(wù)提供緩慢等問(wèn)題，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）傳輸鏈路資源利用率低，大量通道富余閑置，網(wǎng)絡(luò)資源總體過(guò)剩、局部不足的矛盾突出；

（2）城域傳網(wǎng)業(yè)務(wù)接口類型少，承載業(yè)務(wù)類型有限，不能提供多等級(jí)業(yè)務(wù)，不適應(yīng)IP網(wǎng)絡(luò)突發(fā)業(yè)務(wù)的特性；

（3）由地城域傳輸網(wǎng)的限制，IP城域網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)，光纖消耗大，缺乏有效保護(hù)和恢復(fù)能力，不能提供有質(zhì)量保證的IP業(yè)務(wù)承載；

（4）大量SDH環(huán)網(wǎng)疊加互連，業(yè)務(wù)開(kāi)通時(shí)間長(zhǎng)、不靈活；

（5）難以靈活有效地開(kāi)展VPN、帶寬出租和帶寬實(shí)時(shí)請(qǐng)求等新業(yè)務(wù)；

（6）多廠家設(shè)備組網(wǎng)，網(wǎng)管不健全，無(wú)統(tǒng)一網(wǎng)管，業(yè)務(wù)調(diào)度困難，運(yùn)維成本高。

3 城域傳輸網(wǎng)技術(shù)發(fā)展策略

3.1 技術(shù)發(fā)展目標(biāo)

　　城域傳輸網(wǎng)的規(guī)劃和建設(shè)應(yīng)以用戶的帶寬需求和各種業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)為基礎(chǔ)，根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)和設(shè)備情況，選擇組網(wǎng)技術(shù)方案。當(dāng)前已大量存在基于SDH的城域傳輸網(wǎng)，承載著多種類型業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)（PSTN、ATM/FR、IP和DDN等）因此城域傳輸網(wǎng)建設(shè)要重點(diǎn)考慮網(wǎng)絡(luò)的延續(xù)性、兼容性和可運(yùn)營(yíng)可擴(kuò)展性，同時(shí)要解決城域傳輸網(wǎng)所存在的問(wèn)題，根據(jù)業(yè)務(wù)需求，統(tǒng)一規(guī)劃、建設(shè)和管理城域傳輸網(wǎng)。

　　為了便于網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展和管理，城域傳輸網(wǎng)通常采用分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由上至下分為核心層、匯聚層和接入層三層結(jié)構(gòu)。對(duì)于業(yè)務(wù)量較小的城域傳輸網(wǎng)而言，也可采用核心層和接入層二層結(jié)構(gòu)（核心層與匯聚層合并）。核心層主要提供大容量的業(yè)務(wù)調(diào)度能力和多種業(yè)務(wù)的傳輸能力，完成與PSTN、ATM/FR、DDN和Chinanet骨干網(wǎng)的互連互通。匯聚層負(fù)責(zé)城域網(wǎng)區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)的匯聚和疏導(dǎo)，提供本地業(yè)務(wù)調(diào)度能力和多業(yè)務(wù)匯聚分發(fā)能力。接入層通過(guò)各種接入技術(shù)和線路資源，把業(yè)務(wù)就近接入?yún)R聚點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)用戶覆蓋。

3.2 技術(shù)發(fā)展策略

3.2.1 核心層

　　根據(jù)核心層的網(wǎng)絡(luò)功能要求，核心節(jié)點(diǎn)應(yīng)采用開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具備GE、10GE、POS、ATM等高速率接口，并支持節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)容、備份和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞撵`活調(diào)整。核心層可采用的組網(wǎng)技術(shù)主要有城域波分、MSTP和OXC等。

　　若業(yè)務(wù)量不是特別大，新建的城域傳輸網(wǎng)核心層可選用MSTP技術(shù)組網(wǎng)。城域核心層業(yè)務(wù)收斂程度高，核心設(shè)備節(jié)點(diǎn)相對(duì)較少，可通過(guò)10G設(shè)備或40G設(shè)備實(shí)現(xiàn)大顆粒業(yè)務(wù)傳送。由于SDH設(shè)備經(jīng)歷了較長(zhǎng)的發(fā)展和應(yīng)用過(guò)程，基于SDH的MSTP系統(tǒng)成本相對(duì)較低，同時(shí)可提供成熟的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和較大的網(wǎng)絡(luò)帶寬，承載高速IP、POS端口和傳統(tǒng)SDH端口，并可同時(shí)提供SDH鏈路業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)交換局、關(guān)口局與匯接局的互連互通。網(wǎng)絡(luò)初期建設(shè)采用MSTP技術(shù)，可為城域傳輸網(wǎng)核心層提供低成本綜合業(yè)務(wù)解決方案。

　　城域核心層無(wú)需傳送網(wǎng)具備L2的交換和處理功能，而只要提供點(diǎn)到點(diǎn)的高速連接（POS或GE/10GE接口），因此核心層的MSTP只需要提供數(shù)據(jù)透?jìng)鞴δ堋Ｔ诔怯騻鬏斁W(wǎng)與IP網(wǎng)的關(guān)系上，由于當(dāng)前城域傳輸網(wǎng)在承載IP數(shù)據(jù)時(shí)存在效率、靈活性和成本等問(wèn)題仍未得到解決，對(duì)于業(yè)務(wù)量不是特別大的城域核心層，IP網(wǎng)和城域傳輸網(wǎng)可采用分別組網(wǎng)的方式，IP網(wǎng)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立于傳輸網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。分別組網(wǎng)有利于發(fā)揮各自的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，便于實(shí)現(xiàn)兩網(wǎng)核心層的強(qiáng)大業(yè)務(wù)處理能力。

　　對(duì)于業(yè)務(wù)量特別大的區(qū)域，尤其是未來(lái)業(yè)務(wù)流量將保持較高增長(zhǎng)速度的地方，核心層應(yīng)采用城域波分技術(shù)。城域波分的優(yōu)勢(shì)在于解決帶寬問(wèn)題，能提高光纖資源的利用率，并可通過(guò)光通道保護(hù)和光復(fù)用段環(huán)網(wǎng)保護(hù)等光層保護(hù)能力，提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)生存性，實(shí)現(xiàn)低成本業(yè)務(wù)匯聚。在城域核心層，通過(guò)城域波分提供透明波長(zhǎng)、GE、POS和ATM承載，以大容量、可擴(kuò)展的鏈路連接各核心節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高帶寬和高安全性構(gòu)架的光傳輸平臺(tái)。

　　核心層采用城域波分技術(shù)，可以把當(dāng)前單獨(dú)組網(wǎng)的IP寬帶風(fēng)和城域傳輸網(wǎng)的核心層統(tǒng)一到城域波分物理平臺(tái)上，由此平臺(tái)提供的波長(zhǎng)資源分別承載SDH、MSTP和IP寬帶業(yè)務(wù)。這樣不僅有利于網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一管理，而且可通過(guò)靈活調(diào)撥波長(zhǎng)資源，快速滿足IP網(wǎng)迅速增長(zhǎng)的帶寬要求，解決光纖直連方式中光纖資源快速消耗的問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。另外，城域波分提供帶保護(hù)的波長(zhǎng)通道，可用于傳送比光纖直連具有更好QoS保障的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以增強(qiáng)IP網(wǎng)的生存性和健壯性。更重要的是，城域波分技術(shù)的應(yīng)用為今后向智能光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展提供平滑演進(jìn)的物理平臺(tái)，可避免分離組網(wǎng)所造成的網(wǎng)絡(luò)融合困難和難以擴(kuò)展等問(wèn)題，為引入智能OXC、適應(yīng)未來(lái)智能提供多樣化業(yè)務(wù)和靈活分配帶寬奠定基礎(chǔ)。

　　核心層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的今后目標(biāo)是向網(wǎng)狀網(wǎng)或格狀網(wǎng)的方向發(fā)展，采用分布式的控制機(jī)制，應(yīng)用OXC組網(wǎng)技術(shù)，并基于ASON和GMPLS等新標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)。基于OXC的智能光網(wǎng)絡(luò)是今后傳送網(wǎng)發(fā)展的重要方向，但當(dāng)前技術(shù)尚未成熟，業(yè)務(wù)需求也有待開(kāi)拓。

3.2.2 匯聚層

　　匯聚層可采用的組網(wǎng)技術(shù)主要有MSTP、RPR和城域波分技術(shù)。在匯聚層采用MSTP，可保證對(duì)傳統(tǒng)TDM業(yè)務(wù)的支持，同時(shí)優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳送，提高帶寬利用率。利用MSTP的L2交換和匯聚功能，可節(jié)省匯聚層節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)端口，降低網(wǎng)絡(luò)成本。當(dāng)前和今后一段時(shí)期，TDM業(yè)務(wù)仍將是電信運(yùn)營(yíng)商最主要的收入來(lái)源，而且還有一定的增長(zhǎng)空間，在業(yè)務(wù)需求以TDM業(yè)務(wù)為主時(shí)，新建城域傳輸網(wǎng)的匯聚層以采用MSTP為適。

　　若已建的SDH網(wǎng)絡(luò)還有較多的剩余容量，能滿足今后TDM業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，而新增的業(yè)務(wù)主要以IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主時(shí)，則可以考慮采用RPR技術(shù)組網(wǎng)。RPR具有優(yōu)化的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送能力，它能提供多種級(jí)別的業(yè)務(wù)種類，可滿足用戶多樣化業(yè)務(wù)需求。

　　當(dāng)城域全范圍或局部區(qū)域業(yè)務(wù)量很大且光纖短缺時(shí)，可在匯聚層局部區(qū)域采用城域波分技術(shù)，基于經(jīng)濟(jì)性考慮，應(yīng)以采用CWDM技術(shù)為主。由于匯聚業(yè)務(wù)顆粒較小，可通過(guò)T-MUX接口，把低速業(yè)務(wù)匯聚到一個(gè)波長(zhǎng)，以提高波長(zhǎng)利用率。在當(dāng)前情況下，匯聚層業(yè)務(wù)量相對(duì)較小，通常無(wú)需彩城域波分技術(shù)即可滿足帶寬需求。對(duì)于城域傳輸網(wǎng)與IP網(wǎng)的組網(wǎng)，傾向于采用匯聚層IP城域網(wǎng)和城域傳輸網(wǎng)分別組網(wǎng)的方式，IP網(wǎng)節(jié)點(diǎn)獨(dú)立于傳輸網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。將來(lái)技術(shù)成熟后，匯聚層也會(huì)向統(tǒng)一傳送平臺(tái)發(fā)展。

3.2.3 接入層

　　接入層是技術(shù)最豐富、對(duì)成本最敏感的區(qū)域，當(dāng)前接入層可供選擇的技術(shù)主要有MSTP、RPR和EPON等。接入層采用MSTP可以替代部分?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，降低網(wǎng)絡(luò)成本。對(duì)于IP業(yè)務(wù)流量占主導(dǎo)的區(qū)域，可采用RPR組網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入能力優(yōu)化。由于接入層中的主要業(yè)務(wù)包括10M/100M以太網(wǎng)、2M、34M/45M等小顆粒業(yè)務(wù)，城域波分技術(shù)不適用于這一層面。

　　對(duì)于城域傳輸網(wǎng)與IP網(wǎng)的組網(wǎng)，應(yīng)綜合考慮技術(shù)成熟性和網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性，根據(jù)實(shí)際需求，可采用多種不同的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和靈活的業(yè)務(wù)接入。在接入層，城域傳輸網(wǎng)應(yīng)能提供豐富的業(yè)務(wù)接口，以最大限度滿足IP業(yè)務(wù)的接入和承載，有利于節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資和提高資源利用率。局部區(qū)域（如傳輸資源緊缺或用戶IP業(yè)務(wù)需求量大）仍可采用光纖直連方式。具體采用何種技術(shù)，應(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)需求和不同業(yè)務(wù)量比例情況，通過(guò)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析來(lái)確定。

　　當(dāng)前城域傳輸網(wǎng)需解決的主要問(wèn)題是同時(shí)提供TDM和IP業(yè)務(wù)有效承載，使傳輸網(wǎng)資源得到最大限度的利用。合理的城域傳輸網(wǎng)技術(shù)發(fā)展策略是規(guī)劃和建設(shè)經(jīng)濟(jì)和可運(yùn)營(yíng)城域傳輸網(wǎng)的基礎(chǔ)，能為城域傳輸網(wǎng)向大容量、多業(yè)務(wù)、可擴(kuò)展和開(kāi)放式的高可靠性統(tǒng)一傳送平臺(tái)順利發(fā)展提供技術(shù)保障。

摘自　電信快報(bào)（2003年第4期）

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