關(guān)鍵詞： 下一代傳送網(wǎng)的技術(shù)

　　摘要： 下一代傳送網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢淺析

　　一、引言

　　傳送網(wǎng)是整個(gè)電信網(wǎng)的基礎，它為整個(gè)網(wǎng)絡(luò )所承載的業(yè)務(wù)提供傳輸通道和傳輸平臺。隨著(zhù)近年來(lái)電信業(yè)務(wù)對帶寬需求的不斷提高，光傳送網(wǎng)絡(luò )的規模在不斷擴大，為業(yè)務(wù)網(wǎng)提供了巨大的帶寬資源，同時(shí)在網(wǎng)絡(luò )的生存性、可擴展性方面也有了巨大的進(jìn)步。

　　作為網(wǎng)絡(luò )的傳送層面，下一代傳送網(wǎng)的目標就是為了滿(mǎn)足下一代網(wǎng)絡(luò )的傳送需求。結合下一代網(wǎng)絡(luò )的特征，如基于分組技術(shù)，能夠提供包括電信業(yè)務(wù)在內的多種業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)相關(guān)功能與傳送層傳送相關(guān)功能分離的基礎上，能夠利用多種寬帶、有QoS支持能力的傳送技術(shù)等方面的特征，下一代傳送網(wǎng)應當滿(mǎn)足從分組到波長(cháng)的傳送需求，同時(shí)支持多種業(yè)務(wù)：利用高速率、大容量的傳送技術(shù)提供充足的帶寬資源；具有端到端的業(yè)務(wù)等級和透明的傳輸能力；引入控制平面，解決網(wǎng)絡(luò )智能性和動(dòng)態(tài)性的結合，同時(shí)提供與傳統網(wǎng)絡(luò )互通的能力�？傊�，下一代傳送網(wǎng)的特征將隨著(zhù)下一代網(wǎng)絡(luò )和業(yè)務(wù)的發(fā)展而逐步明確，與業(yè)務(wù)的密切結合是下一代傳送網(wǎng)的一個(gè)重要特征。

　　發(fā)展到今天，光傳送網(wǎng)已經(jīng)在帶寬和容量上能夠滿(mǎn)足業(yè)務(wù)網(wǎng)的需求，起碼在技術(shù)上已經(jīng)不是不可解決的問(wèn)題，需要考慮的則是投資與回報的關(guān)系等運營(yíng)方面的問(wèn)題。下一代傳送網(wǎng)應該向什么方向發(fā)展呢？對于下一代的說(shuō)法，可謂是仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智的問(wèn)題，在不同時(shí)期有不同的內涵。綜合近年來(lái)的發(fā)展，一般認為下一代光傳送網(wǎng)的技術(shù)趨勢主要體現在以下幾方面。

　　二、傳送網(wǎng)的智能化

　　目前，無(wú)論是制造商還是運營(yíng)商都一致認為傳送網(wǎng)智能化是傳送網(wǎng)發(fā)展的方向之一。這是由于近幾年來(lái)，隨著(zhù)IP業(yè)務(wù)的爆炸性增長(cháng)，對網(wǎng)絡(luò )帶寬的需求不僅變得越來(lái)越大，而且由于IP業(yè)務(wù)量本身的不確定性和不可預見(jiàn)性，對網(wǎng)絡(luò )帶寬的動(dòng)態(tài)分配要求也越來(lái)越迫切。主要靠人工配置網(wǎng)絡(luò )連以?xún)?yōu)化網(wǎng)絡(luò )資源連接的原始方法耗時(shí)費力、容易出錯，不僅難以滿(mǎn)足現代網(wǎng)絡(luò )和新業(yè)務(wù)拓展的要求，也難以適應市場(chǎng)競爭的需要。于是，一種能夠自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò )連接的新型網(wǎng)絡(luò )概念——智能的自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò )（ASON）應運而生。ASON是利用獨立的控制平面來(lái)實(shí)施動(dòng)態(tài)配置連接管理的網(wǎng)絡(luò )，而過(guò)去傳送網(wǎng)只涉及客戶(hù)層信號的傳送、復用、交叉連接、監控和生存性處理，通常不含交換功能，只具備較低的智能。因此，在傳統的傳送網(wǎng)中引入動(dòng)態(tài)交換的概念不僅是幾十年來(lái)傳送網(wǎng)概念的重大歷史性突破，也是傳送網(wǎng)技術(shù)的一次重要突破，使傳送網(wǎng)具備了自動(dòng)選路和管理的更高智能。而且，這類(lèi)新型網(wǎng)絡(luò )的一個(gè)重要特點(diǎn)是支持多種客戶(hù)信號，是一種獨立于客戶(hù)和技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )。

　　ASON指的是以SDH和光傳送網(wǎng)（OTN）為基礎的自動(dòng)交換傳送網(wǎng)，它用控制平面來(lái)完成配置和連接管理的光傳送網(wǎng)，以光纖為物理傳輸媒質(zhì)，SDH和OTN等光傳輸系統構成的具有智能的光傳送網(wǎng)。根據其功能可分為傳送平面、控制平面和管理平面，這三個(gè)平面相對獨立，互相之間又協(xié)調工作。

　　與傳統傳送技術(shù)相比，ASON技術(shù)的最大特點(diǎn)是引入了控制平面，控制平面的主要功能是通過(guò)信令來(lái)支持建立、拆除和維護端到端連接的能力，并通過(guò)選路來(lái)選擇最合適的路徑，以及與此緊密相關(guān)的需要提供適當的名稱(chēng)和地址機制。

　　目前，ASON設備指的是在大容量交叉連接設備或MSTP設備為傳送平面，內嵌控制平面而成的設備，可以是光或者電產(chǎn)交叉矩陣，基本上以光電光交叉連接矩陣為主，只有少數廠(chǎng)家支持全光矩陣。其中，控制平面采用內嵌或外置的方式實(shí)現，初期部分廠(chǎng)商采用外置方式將控制平面移植到傳送平面的設備上，逐步形成內嵌的控制平面。目前，ASON網(wǎng)絡(luò )中的各種接口尚不成熟，UNI接口的標準由OIF開(kāi)發(fā)，UNI 1.0的互操作性演示已經(jīng)進(jìn)行過(guò)了，UNI 1.0 Release2的互操作性試驗也將于2004年6月進(jìn)行。E-NNI的規范由0IF正在進(jìn)行規范，將于2004年6月進(jìn)行互操作性演示。I-NNI的規范正在開(kāi)發(fā)，各廠(chǎng)家采用私有方式實(shí)現的可能性更大一些。目前的ASON設備可以通過(guò)集中或分布式的保護恢復方式來(lái)提供多種級別的業(yè)務(wù)，同時(shí)能夠提供一些智能化的業(yè)務(wù)，如端到端的業(yè)務(wù)配置、SLA等，有利于網(wǎng)絡(luò )的運行、維護和管理�？傊�，ASON設備的現狀是以關(guān)注功能為主，對于協(xié)議一致性和接口等的互通性方面的追求并不是關(guān)注的重點(diǎn)。

　　從網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)來(lái)看，ASON網(wǎng)絡(luò )主要有兩種演進(jìn)的模型，分別是重疊模型和對等模型，重疊模型是ITU，OIF和ODSI等國際標準組織和準標準組織所支持的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)結構�；�本思路是將光傳送層特定的控制智能完全放在光傳送層獨立實(shí)施，無(wú)須客戶(hù)層干預，客戶(hù)層和光傳送層成為兩個(gè)基本獨立的智能網(wǎng)絡(luò )層，而光傳送層將成為一個(gè)開(kāi)放的通用傳送平臺，可以為包括IP層在內的所有客戶(hù)層提供動(dòng)態(tài)互聯(lián)。這種模型有兩個(gè)獨立的控制平面，一個(gè)在核心光網(wǎng)絡(luò )，而另一個(gè)在客戶(hù)層，兩者之間不交換路由信息，獨立選路，最大限度地實(shí)現了光網(wǎng)絡(luò )層和客戶(hù)層的控制分離。它的優(yōu)點(diǎn)是：實(shí)現統一透明的傳送平臺，支持多客戶(hù)層信號；傳送層完成客戶(hù)的連接要求可以屏蔽光傳送層的網(wǎng)絡(luò )拓撲細節；允許光傳送層和客戶(hù)層獨立演進(jìn)，這樣光傳送層可以繼續快速演進(jìn)；采用子網(wǎng)分割后，運營(yíng)者既可以充分利用原有基礎設施，又可以在網(wǎng)絡(luò )其他部分引入新技術(shù)；采用這種方式后，在網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商和客戶(hù)層信號間有一個(gè)清晰的分界點(diǎn)。缺點(diǎn)是：功能重疊，兩個(gè)層面部需要有網(wǎng)管和控制功能；擴展性受限，為了實(shí)現數據轉發(fā)，需要在邊緣設備間建立點(diǎn)到點(diǎn)的網(wǎng)狀連接，管理兩個(gè)獨立的物理網(wǎng)的成本較高，帶寬利用率較低，存在額外的幀開(kāi)銷(xiāo)；兩個(gè)層面存在兩個(gè)分離的地址空間，因此需要復雜的地址解析。目前，這種模型最適合那些傳統的已具有大量SDH網(wǎng)絡(luò )基礎設施而同時(shí)又需要支持分組化數據的網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商。

　　對等模型是IETF支持的網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)結構，是一種集成的方式，基本思路是將IP層用于MPLS通道的選路和信令略作修改后直接應用于光傳送層的連接控制。特點(diǎn)是將光傳送層的控制智能轉移到IP層，由IP層來(lái)實(shí)施端到端的控制。這種模型的優(yōu)點(diǎn)是：光傳送網(wǎng)和IP網(wǎng)可以看作一個(gè)集成的網(wǎng)絡(luò )，維持單個(gè)拓撲，光交換機和標記交換路由器具有統一的選路區域：兩者之間可以自由地交換所有信息并運行同樣的選路和信令協(xié)議，實(shí)現一體化的管理和流量工程；統一的控制面可以消除管理的復雜性。缺點(diǎn)是：這種模型難以支持傳統的非IP業(yè)務(wù)，失去了對業(yè)務(wù)的透明性；為了實(shí)現路由器對光傳送層的全面控制，必須對客戶(hù)層開(kāi)放光傳送層的網(wǎng)絡(luò )拓撲等細節；光層面的物理大故障（例如光纜切斷）會(huì )導致光開(kāi)關(guān)的頻繁動(dòng)作，不僅使路由器選路工作量負擔過(guò)重，還會(huì )影響路由穩定性；難以形成統一的選路和保護恢復控制，這種模型使IP和光傳送層之間有大量的；狀態(tài)和控制信息需要交換。這種模型較適合那些新興的同時(shí)擁有光網(wǎng)絡(luò )和IP網(wǎng)的ISP運營(yíng)商。從長(cháng)遠看，也適合于傳統的電信運營(yíng)商。從網(wǎng)絡(luò )應用來(lái)看，骨干網(wǎng)目前采用大量的環(huán)網(wǎng)和點(diǎn)到點(diǎn)系統，只是部分采用了數字交叉連接設備。隨著(zhù)傳送網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)演進(jìn)的趨勢越來(lái)越明顯，通過(guò)映入智能光網(wǎng)絡(luò )技術(shù)來(lái)增強網(wǎng)絡(luò )的生存性，同時(shí)提高光通道的調度效率，并提供差異化的長(cháng)途傳送服務(wù)，通告網(wǎng)絡(luò )的可維護性和可管理性。同時(shí)，可以在局部網(wǎng)絡(luò )引進(jìn)部分ASON設備，首先在域內實(shí)現部分的ASON功能，在設備和技術(shù)成熟之后逐步向全網(wǎng)擴展。城域傳送網(wǎng)是ASON網(wǎng)絡(luò )應用的一個(gè)較好舞臺，目前城域傳送網(wǎng)主要以環(huán)形拓撲為主，業(yè)務(wù)基于保護實(shí)現，故障保護時(shí)間為50ms.隨著(zhù)城域范圍內數據業(yè)務(wù)越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò )的目標恢復時(shí)間延長(cháng)，業(yè)務(wù)的突發(fā)性和不可預見(jiàn)性增強，主要的應用是通過(guò)多種保護方式提供多種等級的業(yè)務(wù)，解決電路調度頻繁、開(kāi)通實(shí)現緊急、電路需求的不確定性等問(wèn)題。綜合認為，ASON設備會(huì )首先在城域核心層引入，逐步向匯聚和接入層擴展。

　　三、高速率大容量

　　為業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò )提供高速率、大容量的傳輸通道始終是傳送網(wǎng)的一個(gè)重要任務(wù)。從TDM技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，從SDH技術(shù)出現以來(lái)，傳輸速率為STM-1/4/16的設備層出不窮，到了STM-64曾經(jīng)出現過(guò)一些爭論和猶豫，但是事實(shí)證明該項技術(shù)在技術(shù)成熟程度和性?xún)r(jià)比方面都有很大優(yōu)勢，也在世界范圍內得到了廣泛的應用。目前存在爭議的是40Gbit/s的TDM技術(shù)，部分廠(chǎng)商已經(jīng)推出了產(chǎn)品，但受到目前市場(chǎng)低迷的影響，許多廠(chǎng)商也放棄或延緩了這方面的研發(fā)計劃，而作為一項新技術(shù)，它的發(fā)展還需要經(jīng)歷一段時(shí)間。從WDM技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，WDM系統的通路數由早期的4波發(fā)展到8波、16波直到今天的160波商用系統，如何盡可能高效地利用光纖的可用帶寬，可以通過(guò)減小波長(cháng)間隔、使用更寬的光纖帶寬來(lái)實(shí)現。這也不可避免地對光纖等傳輸媒質(zhì)進(jìn)行更新，但由于目前傳輸容量對于業(yè)務(wù)網(wǎng)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠，這方面的研究和實(shí)用化受到市場(chǎng)驅動(dòng)的影響會(huì )有相當長(cháng)的一段路要走。

　　TDM40Gbit/s系統中所采用的技術(shù)包括：低速率信號的復用和整合，一般是4個(gè)10Gbit/s信號的整合或者是16路2.5Gbit/s信號的整合（或復用）；單邊帶調制解調技術(shù)，壓縮40Gbit/s調制信號帶寬，充分利用光纖的有效傳輸頻帶，提高頻帶利用率：RZ碼或CS-RZ碼傳輸技術(shù)，有效延長(cháng)傳輸距離；低噪聲線(xiàn)路放大技術(shù)，40Gbit/s對系統的信噪比要求比10Gbit/s系統約提高6dB之多，通常在40Gbit/s系統中在線(xiàn)路放大器中插入噪聲抑制器濾除放大器的噪聲延長(cháng)無(wú)電再生傳輸距離；采用新型光纖，由于40Gbit/s高速信號對色散和非線(xiàn)性效應的敏感性更高，現有的實(shí)驗系統大多采用新型光纖（如Teralight，Pureguide等）。

　　從國外相關(guān)實(shí)驗室和產(chǎn)品的報道，基于40Gbit/sDWDM系統的波長(cháng)數在80波甚至更高，傳輸距離基本上定位在1000km以上。從這些技術(shù)參數來(lái)看，對于該項技術(shù)的應用定位在干線(xiàn)網(wǎng)中，目前尚無(wú)該類(lèi)系統在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )上商用的報道。受到全球經(jīng)濟下滑，電信業(yè)發(fā)展不景氣的影響，相信該項技術(shù)的應用還會(huì )有一段路要走，而且還要取決于TDM40Gbit/s技術(shù)的發(fā)展和應用情況。

　　四、多業(yè)務(wù)能力

　　由于城域傳送網(wǎng)的特殊情況，運營(yíng)商應采取適當超前的城域光傳送網(wǎng)解決方案，以便于在中長(cháng)期發(fā)展中獲得足夠的競爭優(yōu)勢，這就要求建設具有超強擴展能力、多業(yè)務(wù)支持性、經(jīng)濟性、靈活性、透明性和可管理性的城域光傳送網(wǎng)絡(luò )平臺，來(lái)持續滿(mǎn)足不斷發(fā)展的市場(chǎng)需求。目前，可選的技術(shù)主要有基于SDH的MSTP，DWDM環(huán)網(wǎng)，RPR技術(shù)和CWDM系統，對于這些技術(shù)應根據具體的建設地區情況，靈活選擇，以便每一項技術(shù)都能夠發(fā)揮自己的優(yōu)勢。這些技術(shù)的共同特點(diǎn)就是在解決城域TDM業(yè)務(wù)的傳送需求的基礎上，又同時(shí)能夠解決以太網(wǎng)業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)和存儲局域網(wǎng)等其他業(yè)務(wù)的傳送需求，也就是具有多種業(yè)務(wù)的傳送能力。在對各項城域傳送網(wǎng)技術(shù)加強研究的同時(shí)，還應當認真考慮城域光傳送網(wǎng)與城域數據網(wǎng)之間的關(guān)系。由于設備在功能方面的融合越來(lái)越多，探討采用怎樣的組網(wǎng)方式才能夠發(fā)揮技術(shù)的先進(jìn)性又使用戶(hù)得到實(shí)惠才是技術(shù)發(fā)展和技術(shù)選擇的目的。

　　基于SDH的MSTP技術(shù)是目前發(fā)展最快，城域內最被看好的多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)。MSTP是基于SDH的傳送技術(shù)，支持VC級的交叉，支持多種業(yè)務(wù)接口，有多種完善的保護機制的設備，它經(jīng)歷了從支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)透傳到匯聚和二層交換功能，進(jìn)一步增加中間適配層的歷程。

　　內嵌RPR的MSTP解決了環(huán)路帶寬公平分配，支持不同的業(yè)務(wù)類(lèi)別，實(shí)現高的帶寬利用率，同時(shí)也可提供環(huán)形保護機制。而內嵌MPLS的MSTP將為以太網(wǎng)業(yè)務(wù)提供服務(wù)質(zhì)量、SLA增強和網(wǎng)絡(luò )資源優(yōu)化利用提供很好的支持，同時(shí)還在經(jīng)歷著(zhù)從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的發(fā)展。許多設備廠(chǎng)家將在目前的SDH和MSTP傳送平面的基礎上，增加ASON的控制層面功能，實(shí)現電路的自動(dòng)路由配置、網(wǎng)絡(luò )拓撲發(fā)現、自動(dòng)鄰居發(fā)現、電路租賃、帶寬按需分配等智能化的城域業(yè)務(wù)分配方式。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，MSTP實(shí)際上是傳送層為了解決多業(yè)務(wù)傳輸的一種解決方案。目前，尚在摸索良好的應用模式，在城域接入層進(jìn)行多種業(yè)務(wù)的接入和傳送是主要的應用，在核心和匯聚層以透傳和匯聚為主。但是，城域傳送網(wǎng)的情況千差萬(wàn)別，需要根據每個(gè)網(wǎng)絡(luò )的現實(shí)情況進(jìn)行選擇，相信今后會(huì )有較好的發(fā)展。

　　五、光層組網(wǎng)能力

　　目前，傳送網(wǎng)上采用的WDM系統多是點(diǎn)到點(diǎn)系統，適合網(wǎng)上話(huà)音業(yè)務(wù)為主的業(yè)務(wù)模式。將來(lái)以分組業(yè)務(wù)為主時(shí)，需要建立任意點(diǎn)到點(diǎn)的連接，網(wǎng)狀網(wǎng)將是更加適合的網(wǎng)絡(luò )結構�；�于WDM的OTN網(wǎng)絡(luò )將是未來(lái)發(fā)展的趨勢，需要在WDM鏈路上提供有波長(cháng)交換和上下功能的節點(diǎn)，如OADM和OXC等，并進(jìn)一步提供波長(cháng)自動(dòng)配置、動(dòng)態(tài)分配功能，以適應數據業(yè)務(wù)的突發(fā)性和不可預見(jiàn)性，進(jìn)一步向自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)。全光網(wǎng)目前存在一些缺點(diǎn)首先是光波轉換器的成本很高；其次是它的顆粒太大，一般都在2.5Gbit/s以上，因而不能在155Mbit/s的水平上交換。所以，在現階段全光網(wǎng)既難以實(shí)現又不實(shí)用。但是，用全光交換來(lái)取代光-電-轉換，以波長(cháng)來(lái)選擇路由實(shí)現透明網(wǎng)絡(luò )，都是效率和業(yè)務(wù)實(shí)現方式上的極大進(jìn)步，可以解決目前網(wǎng)上僅有點(diǎn)到點(diǎn)的系統，尚未在光層形成網(wǎng)絡(luò )能力的問(wèn)題。因此，人們還是在這個(gè)美好的夢(mèng)想上傾注了大量的精力，并已經(jīng)有了一些商用化的產(chǎn)品。但從目前的技術(shù)成熟程度和市場(chǎng)情況來(lái)看，大規模全光網(wǎng)絡(luò )的建設尚需等待時(shí)機，有公司分析認為在2000年之前，是強調傳輸容量的時(shí)代；在2000-2004年，是強調成本優(yōu)化的時(shí)代；而從2005年開(kāi)始，才是全光路由及交換的光時(shí)代。

　　六、結束語(yǔ)

　　綜上所述，下一代傳送網(wǎng)的特征是高速率、大容量、長(cháng)距離、智能化、多業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò )化，與傳統網(wǎng)絡(luò )可以兼容，同時(shí)傳送層面面臨著(zhù)多種技術(shù)的融合和發(fā)展，這是傳送網(wǎng)發(fā)展歷史上的一個(gè)重要轉折。傳送網(wǎng)作為傳送層面，為NGN業(yè)務(wù)提供承載，應當更加關(guān)注業(yè)務(wù)對于傳送層面的需求，不能僅僅關(guān)注本層面的技術(shù)演進(jìn)和發(fā)展。相信隨著(zhù)NGN網(wǎng)絡(luò )的需求進(jìn)一步明確，下一代傳送網(wǎng)的發(fā)展趨勢和演進(jìn)策略會(huì )越來(lái)越明確。