光網絡向全IP傳送網演進
光網絡向全IP傳送網演進
業務類型的變化決定了網絡的演進方式。在業務演進中,話音成為一種附加業務,而傳統的電信網則是一個以話音業務為核心的網絡,因此未來網絡將圍繞著多業務展開。業務IT化、承載IP化是網絡發展的趨勢,在目標網絡架構上應綜合考慮。業界提得比較多的全IP是一種泛指,更多是強調將來各種業務信號會普遍采用IP格式,但這并不等同于網絡就是一張端到端的IP網絡,中間有可能經過以太網、傳送網的承載。全IP不能理解為全部路由器組網所替代。全IP更多地側重于接入層面和信息格式方面,也就是用戶所感受到的業務表現形式,如VoIP、IPTV等。
40G光網絡發展受業務驅動
目前,光傳送網的骨干網現狀是只提供端到端光波波長資源,其核心是IP/MPLS(多協議標記交換)網絡,但對IP不提供保護和恢復,是專線TDM(時分復用)業務的綜合承載平臺。城域網的現狀是提供綜合承載任務,目前是非DSLAM(數字線路用戶接入)業務綜合承載平臺,主要的競爭對手是新型以太網技術。
傳送網的傳輸能力在延著10G到40G再到100G和100G+的途徑在提升?,F在的10G光網絡已經不能夠滿足業務傳輸的需要。2006年40G的路由器應用就已經出現,40G光網絡的發展已經落后于數據業務的發展。各種寬帶應用是40G傳送技術發展的主要驅動力,一方面互聯網的骨干帶寬有了40%的增長;另一方面如IPTV、三重播放、P2P等業務的帶寬容量在按照摩爾定律增長,中繼帶寬膨脹。
40GWDM系統是主流方案,目前40G光網絡的主要障礙是系統成本居高不下,技術復雜,元器件性能要求高,客觀上成本較高,主要原因是產品商用規模問題,因為采購量不大,成本是降不下來的。主流廠商均在2007年底推出40G光網絡的商用解決方案,40波×40G系統實現大約1000公里中繼距離,80波×40G系統實現最大中繼距離600公里-800公里。各廠商將在2008年底提供升級版本,支持ULH(超長跨距DWDM技術)的傳輸,40波×40G系統支持1500公里以上的ULH傳輸,80波×40G系統實現1200公里以上ULH傳輸。
在40G業務需求集中的區域,將會批量建設40G光網絡。新建的10GWDM系統應考慮向40G升級的可能,按照40G傳輸的指標設計,支持10G/40G混傳。近期可以考慮100GHz間隔的40波×40G系統,未來1到2年80波50GHz間隔的40G光網絡將成為主流。成本主要取決于使用的數量,預期成本可以下降到可以接受的程度。
OTN在逐步成熟
OTN(光傳輸網絡)規定了類似于SDH的復雜幀結構,有豐富的字節用于OAM(信息域),具備和SDH類似的特性,支持子速率業務的映射、復用和交叉連接、虛級聯。OTN更加適合于任意客戶業務包含SDH、以太網、視頻業務適配等,采用異步映射、異步復用,不需要系統全網同步。
OTN更適合于構建以IP業務為主的端到端寬帶業務承載網絡?,F有城域網中大量數據網絡業務接口為GE/10GE(G容量以太網端口),從業務和應用層面來看,GE將成為類似于今天155M的速率接口般普遍。由于OTN處理的是大顆粒,而不需處理類似VC-4/12細微顆粒,理論上OTN可以做更大的交換容量。
OTN在城域網內應用尚不樂觀,人們對于SDH有惰性依賴,除去IP業務以外,城域網中的調度顆粒還是以155M以下速率為主,SDH設備可以滿足。GE的處理目前多用于光纖直聯或者WDM系統,城域網二層網絡是一個匯聚網絡,很少需要在城域網內調度,GE業務主要是匯聚型,很少有交叉連接。
目前路由器之間組網都是通過波長直接相連,在轉接節點沒有經過傳輸設備調度。采用大容量交叉2.56Tbps以上OTN是一種方式,構建一張骨干網的IP網絡調度網,初始可以不考慮保護恢復和少量的冗余,待多層恢復的技術完善以后或者GMPLS技術完善后再進行統一控制和恢復。
OTN正在逐步走向成熟,接口OTN化的WDM設備也已應用,下一步路由器是否走向OTN接口化值得關注。此外,在城域網內是否出現一張OTN網絡尚需要觀察,因為城域網的業務類型為匯聚,調度量不大,在骨干網有可能出現一張大的OTN網絡,對于OTN分布式控制可以統一考慮。
分組傳送網會得到發展
在城域網,大量存在的TDM業務使SDH/MSTP(多業務傳送平臺)還存在一個龐大的網絡,DSLAM上聯大多采用GE光纖直接上聯,少部分采用MSTP接入。MSTP接入主要解決大客戶、基站接入、寬窄帶綜合接入等。實際城域網存在兩個網絡:一個是MSTP網絡,一個則是匯聚以太網。
而城域網業務量越來越多的都將基于IP業務,而基于SDH,同時實現TDM、ATM、IP等業務接入、處理、傳送和統一網管的MSTP平臺逐漸不能滿足需求,作為傳送網解決方案,MSTP伴隨著電信網絡的發展和技術進步,經歷了從支持以太網透傳的第一代MSTP到支持二層交換的第二代MSTP,再到當前支持以太網業務QoS的新一代(第三代)MSTP的發展歷程。而將來會有大量分組業務接入的需求,因為未來擴展的網絡容量是以分組業務為主,達到90%以上,傳送顆粒度以FE/GE為主,而電信級的要求不變,因此傳統以太網不能滿足需求,PTN(分組傳送網)將會得到發展。
PTN是基于連接的,支持多業務提供、分組核心的傳送網絡,具有更低的總體擁有成本。T-MPLS是PTN的主要設備之一,典型的是基于通用交換矩陣的T-MPLS設備,例如阿爾卡特朗訊推出的傳送業務交換機TSS1850。通過交換板可以同時支持TDM和分組交換,并可根據業務需求調整兩種業務的比例。其分組交換部分采用T-MPLS技術實現,可以認為是現有MSTP設備的更新換代產品。
PBT(運營商骨干傳送網)和T-MPLS都提供類似SDH的性能和可靠性,都提供標準的面向連接的隧道,都可以作為分組傳送網的一種選擇。兩者的區別其實從來源就可以看到:T-MPLS享用原來的MPLS路線,再加上傳輸的OAM(網絡管理系統),進行分組傳輸;而PBT是從以太網交換機演進而來,加上OAM等。其實,這兩種技術都有各自的優缺點,都處于成長的狀態,全球范圍內的運營商網絡也正在啟動試驗,其中有些是PBT的,有些是T-MPLS的。需要指出的是,城域網的技術很難一家獨大。
近幾年,隨著IP業務的快速增長,對網絡帶寬的需求不僅變得越來越高,而且由于IP業務量本身的不確定性和不可預見性,對網絡帶寬的動態分配要求也越來越迫切。傳統的方法主要靠人工配置網絡連接,耗時費力易出錯,不僅難以適應現代網絡和新業務提供拓展的需要,也難以適應市場競爭的需要。一種能夠自動完成網絡連接的新型網絡概念——自動交換傳送網(ITU-TSG13命名為ASTN,主要從高層描述)或自動交換光網絡(ITU-TSG15命名為ASON,主要從相對細節的結構描述)應運而生。這是一種利用獨立的ASTN/ASON控制面,通過各種傳送網(包括SDH或OTN)來實施自動連接管理的網絡,這種具有獨立控制面的光網絡稱為智能光傳送網。
在網絡中,引入ASTN/ASON的好處主要有:允許將網絡資源動態地分配給路由,縮短了業務層升級擴容時間,明顯增加了業務層節點的業務量負荷;具有可擴展的信令能力集;快速的業務提供和拓展;降低了維護管理運營費用;快速的光層業務恢復能力;降低了對用于新技術配置管理的運行支持系統軟件的要求,只須維護一個動態數據庫,減少了人工出錯機會;還可以引入新的業務類型,如按需帶寬業務、波長批發、波長出租、分級的帶寬業務、動態波長分配租用業務、帶寬交易、光撥號業務、動態路由分配、光層虛擬專用網(VPN)等,使傳統的傳送網向業務網方向演進。
作為網絡敷設實例,美國AT&T公司已經率先在全國范圍內敷設了連接約100個城市的智能光網絡,由約100臺智能光交換機和800多臺SONET多業務平臺構成。前者主要完成以45Mbit/s為基礎帶寬顆粒的實時交換和動態指配,后者主要在網絡邊緣匯聚低速業務至2.5Gbit/s或10Gbit/s速率,再經光交換選路通過網絡,基于實時的信令和選路算法。新網絡不僅降低了成本減少了指配出錯機會,使運作流暢、容量增加,也簡化了網絡結構層次,極大地縮短了企事業用戶的高速電路指配時間,能有效對付網絡大故障,快速恢復業務?;謴蜁r間僅為數百毫秒。
按照Frost&Sullivan公司最近的預測,盡管全球電信設備市場總體呈低迷狀態,但為了降低成本、增加收入,全球光交換的市場將仍然從2001年的3.36億美元增加到2006年的60億美元,智能光網絡將成為未來幾年傳送網發展的重要方向和市場機遇。
自動交換光網絡(ASON)是智能光網絡的主要模式之一,一般由DWDM(密集波分復用)組成的光傳送網組成的光傳送網(OTN)加上光交換機組成;在有DWDM組成的網狀主要節點,設置具有數百Gbit/s交換能力的光交換機,組成ASON的核心層。按照我國光纖通信的技術體系,光交換機最小顆粒度可以設定為155Mbit/s,網絡節點接口(NNI)可以任選STM-1/STM-4/STM-16/STM-64,用戶網絡接口(UNI)用于連接SDH(同步數字系列)、ATM(異步轉移模式)、以太網路由器等。
在接入業務較多的網絡中,應該在核心層和接入層之間,加入匯接層。匯接層采用多業務交換平臺,匯聚DXC(數字交叉連接設備)、SDH的TM(終端復用器)和ADM(分插復用器)、ATM交換、以太網交換等功能,上接核心層,下接接入層。這種三層結構的組網方式能夠充分體現ASON的技術和經濟優勢。
ASON模式能夠充分利用既有的網絡資源,降低智能光網絡的成本,為較多的電信運營商所采用。
智能光網絡與目前國內電信運營商廣泛運用的SDH組網方式相比,有許多技術上和經濟上的優點:
?。保?超大容量和豐富的接口,為電信業務發展奠定了基礎利用超大容量的DWDM技術,可以在一根光纖上傳送96個以上的波長,以每一個波長承載19G信號計算,傳輸網的容量將達到960G。光分插節點采用大容量的光交換機,交換機容量可以達到640G以上。
智能光網絡可提供各類標準接口,能完成波長的交換和波長子速率的交換,粗交叉顆粒為單個波長,細交叉顆粒為STM-1信道。這樣的配置使網絡的容量發生幾何倍數的增長,隨著技術的升級,交換容量會更大,能夠滿足將來信息流量爆炸型增長的需求。
?。玻咝У木W絡管理和保護技術,使網絡運行高效、安全、穩定智能光網絡通過多種網絡保護方案,包括傳統的環網和鏈路1:1、1:N、1+1的線路自動倒換,在環網和鏈路光纖發生故障時,能提供快速的恢復。
智能光網絡通過OSRP協方議,使網絡的每一個網元都能夠主動和其他網元交流鏈路和容量信息,掌握整個網絡的拓補結構。當鏈路發生故障或增加新途徑時,網元向網絡的所有節點發出事件廣播,各個網絡節點收到信息后,重新計算達到各個節點發出事件廣播,各個網絡節點收到信息后,重新計算達到各個節點的最佳路由,進行路由表的更新,保持了信息數據庫的實時動態、可擴展性和可收斂性。
智能光網絡的網絡管理系統能夠把用戶分成不同的等級,用戶優先級低的可以采用保護帶寬通信,優先級高的用戶隨時可以占用優先級低的用戶的帶寬。通過實現VLSR(虛擬線路交換環)、FASTMEST(快速格狀網恢復)保護以及系統容量機制,在兩點之間實現高性能的電路級保護和快速的通路恢復,大大提高了網絡的生存能力。
?。常档瓦\營成本,增加了利潤增長點
硬件方面:智能光網絡的單機集成了多種ADM和DCS設備的功能,簡化了網絡。光網絡完成粗顆粒的整個波長交叉和細顆粒的交換,使帶寬利用度達到了最大,并且擁有各種業務接口,適用于各種網絡環境,能夠提供用戶所要求的任何服務。
智能光網絡的靈活組網和擴展能力也能夠為電信運營商節約網絡擴展的費用。
軟件方面:通過控制面功能,實現自動化的快速的點對點的配置能力,增強了運營商快速提供優質服務的能力,并且能夠根據時間段和需求安排,及時高速網絡帶寬的利用度,能夠適應互聯網業務或相類似的突發性要求,從而降低了網絡的操作費用,提高了經濟效益。
智能光網絡能夠提供波長批發,波長出租、帶寬交易(包括超帶寬服務和非標準帶寬服務)、動態路由分配、OVPN(光虛擬專用網)等新的業務類型,為電信運營商提供了新的利潤增長點。
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