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传输网发展趋势的探讨
2009-9-3
 

一、光长途网

光长途网技术的发展方向仍然是超高速率、超大容量、超长距离,其发展趋势为电层网络→OTN(光传送网)→ASON(自动交换光网络)。

TDM传输速率目前已达40Gbit/s,速率提升而空间有限,最好的解决方法是DWDM+SDH技术。目前,DWDM+SDH已实现了在一对光纤中10Tbit/s高速传输。通过采用超长波段+相干探测的方式,可实现跨洋无中继通信。在实际应用中,大部分情况下采用G.655光纤适合新建大容量DWDM干线。但在多跨距与长距离传输时,G.655光纤性能可能会劣于G.652光纤。长途传输网将提供多业务端口,如FE,GE甚至万兆以太网端口。目前,信息量存储的需求越来越大,SAN(存储区域网络)应运而生,因此长途传输网上还可能提供一些在ESCON,FICON等接口。

在长途光通信系统中,将由光—电—光方式变为光—光方式,即向全光网发展。全光网在中继器内部不需要将光信号解调成电信号,因此可节约大量成本。数据业务的发展,要求传输网具有动态配置带宽的能力,OXC和DXC是这方面的前期探索,可以相对灵活地配置网络。但OXC和DXC仍需人工配置,网络较大时将造成网络维护上的巨大困难,对数据业务也不能很好地支持。因此,就要在传输网中引入交换的概念,这就是自动交换传输网(ASTN)。其中,以光传输为基础的称为自动交换光网络(ASON)。ASON将传统的传送网技术与IP技术融合形成下一代智能光传送网,传输的信号由以电路信号为主逐渐向以分组信号为主过渡。自动交换光网络是光网络的下一代网,是一个容量更大、高度灵活、智能管理、动态配置的光传输网。

二、光城域网

城域网是局域网以太网技术向城域方向的延伸。城域网传输设备需要配备大量的数据接口,原有固定带宽的网络显然不能适应数据业务突发性强、业务流量变化大、带宽动态分配的特点。因此,目前运营商普遍面临着对城域传送网络重新规划设计和建设的任务,迫切需要建设一个多功能、低成本、传输与业务提供相结合的城域网。目前,城域网中的关键技术有基于SDH的多业务提供平台/基于WDM的多业务提供平台MSTP、弹性分组环(RPR)和粗波分复用(CWDM)。RPR的国际标准尚未正式定稿,CWDM是针对大业务颗粒和光纤紧张的状况,因此这二者在短期内不会成为城域网的主流技术,而MSTP技术是目前最有可能在城域网中大规模应用的技术。

1.多业务传输平台MSTP

数据业务目前普遍存在保护上的缺陷,在城城内裸光纤直拉浪费了大量的光纤资源且成本很高,SDH强大的保护恢复能力和在城域范围内庞大的网络资源,使运营商们考虑以SDH设备作为多业务的传输平台。但是,SDH设备是为固定速率业务设计的,对于可变速率VBR及任意速率的业务则显得传送效率不高。因此,应考虑在原有SDH设备上加入对数据业务层处理的功能,如以太网透传、以太网二层处理,ATM的统计复用等功能,以更适应数据业务的传输,这就产生了多业务传输平台MSTP产品。ATM业务目前应用日渐减少,因此MSTP设备上的ATM功能处于相对次要的地位,而在城域范围内最关心的是MSTP设备对以太网的支持能力。严格地说,仅支持简单的以太网透传的SDH产品仍会造成较大的带宽浪费,只有具有二层交换处理功能的SDH产品称为严格意义上的MSTP产品,从而可以使二层网络从单纯的局域扩展到整个城市以至长途。但二层网络必须采用MAC地址交换,没有路由功能,且广播风暴等问题决定了一层网络不能无止境扩大,在网络规模达到一定程度后,必须引入三层以及路由器功能,因此MSTP并不能代替路由器。

将以太网数据通过专用协议映射到SDH帧结构中,目前有PPP,LAPS和GFP二种解决方案。PPP成熟却效率不高;LAPS目前应用较少;SDL技术主要是针对高容量的数据包及传输系统,效率较高。

为了增强带宽的利用率,在数据业务进VC之前可以采用级联(Concatenation)技术,级联技术又分为连续(Contiguous)级联或虚(Virtual)级联网种。连续级联要求n个VC-12必须地址相邻,灵活度不高。而虚级联方式无需VC-12相邻,但采用虚级联时在通道业务起始端和终止端要增加相应处理功能,接收端需引入一个缓存器以增加额外时延。

对于ATM业务,系统提供统计复用功能,可对多个ATM业务流中的非空闲信元进行抽取,复用进一个ATM业务流,提高SDH线路利用率,同时节约ATM交换机端口数。对于一般的MSTP设备,提供的业务能力主要有:

(1)PPP功能,可实现端到端以太网端口固定带宽的分配,也称为以太网专线。

(2)提供二次交换的功能,可以将本机单盘中多个以太网接口或不同站点以太网接口业务流量统计复用。

(3)支持VLAN的划分,将带宽分配和流晕控制与VLAN的划分相结合,实现不同的带宽和优先级需求分配,可支持基于标记或端口的VLAN,保证以太网用户的安全性!

(4)支持虚级联,实现不同路径、不同时隙、不同路径以太网业务传输,亦可达到传输保护的目的:

(5)提供对ATM非空闲信元的整合功能;

2.弹性分组环RPR

利用MSTP技术接入数据业务存在明显的缺点,具体如下:

(1)数据帧结构映射入SDH的虚容器后加上段开销才形成SDH标准帖信号,带宽利用率不高。

(2)SDH是针对TDM业务开发的技术,只能提供固定的点对点连接,配置好后不能动态改变各节点之间的带宽。

(3)具有二次交换功能的SDH设备在带宽使用公平性上存在无法弥补的缺陷。

(4)RPR就是将以太网的高效率、SDH的稳定可靠、各节点带宽使用的公平性三者相结合的解决方案。

RPR(弹性分组环)是适用于多业务分组传送的新型光纤环网传输技术,网络标准正由IEEE 802工作组制订,定名为IEEE 802.17。目前,RPR有两种技术方向,一种是纯IP的RPR,一种是RPR over SDH。目前,在纯IP平台上,保障视频、音频等高QoS业务和TDM业务的时钟信号传输无圆满解决方案,因此RPR over SDH成为目前最为可行的解决方案。RPR over SDH使运营商既可以提供高速的数据业务,也保留了对传统的基于电路的语音业务的支持。

RPR在工作期间双纤均为传输业务,不设单独的保护环,带宽利用率很高,在出现环路故障时可保护一半业务。RPR技术支持可变长分组交换的多节点环,环内不设主节点,每个节点可独立检测拓扑,即插即用,可实现环一级公平带宽算法,实现环内带宽资源共享,带宽算法在无拥塞时能在任意两个节点之间提供环内最大带宽。RPR和MSTP相同,都是利用VC承载对QoS要求较高的TDM业务,对该业务采用MSP保护,让另外一些VC承载IP业务,该业务以RPR技术本身保护。在面对分组而不是面向电路的情况下,RPR环保护倒换时间和SDH一样小于50ms,提供了SDH级的健壮性。在RPR中,数据帧设置TTL(生存时间或寿命)字段可以防止分组上限环行。同时,RPR支持多播和广播、多达8个优先级的分组分类传送、分布式带宽和拥塞控制,并可以适配现有的SDH和以太网物理层。

总之,RPR是一种以以太网的成本提供SDH级的健壮性的多业务承载技术。该项技术可用于城域网、局域网和广域网,但在目前讨论得最多的是在城域网范围内的应用。RPR具备SDH系统不具备的灵活性,从而比点对点的以太网更有效率。

3.稀疏波分复用CWDM

由于DWDM的成本昂贵,使其在城域网中的使用受到很大的限制,CWDM(稀疏波分复用)应运而生。CWDM设备适合于距离较短,不需要或需少量放大器的场合。由于CWDM波分间隔大,波长范围覆盖1200~1700nm宽窗口,因此对波长准确度和光器件要求不高,从而大大降低了成本。CWDM网络结构较简单,易于维护管理,比较适用于城域网。

三、光接入网

目前,由于要保护原有投资,充分利用原有铜线资源,xDSL,HomePNA和以太网接入等技术将会迅猛发展,但这都不会改变FTTH的长远目标。PON和以太网相结合的EPON将成为新的发展方向。光纤接入网业务不确定性较大,当光缆接入较为困难时,无线接入技术成本又较高,因此可以适当应用红外线激光技术。

四、传输网管

1.综合网管

以省为单位,运营商的传输网络通常是由多个厂商设备组成的,有的运营商的网络中甚至运行着十几个厂商的传输设备,每种设备都有不同的网管,网管的差异性导致维护人员要花大量的时间与精力去熟悉业务,而网管的独立性则导致电路配置上的复杂性。对此,一些厂家提出综合网管的解决方案。在综合网管上有两种发展趋势。

(1)由厂家完成综合网管的开发,在某个厂家的上层网管上实现对自身设备管理的同时,亦可完成对其他厂家设备的管理。

(2)运营商开发自己的综合网管,要求开发综合网管的厂家根据运营商的需求采用不同的网管接口实现对各厂家网管数据的采集,用上层综合网管进行统一管理。

2.智能光网络

综合网管平台只是解决了多厂家环境、现有网管资源统一静态管理的问题。从根本上说,最好的综合网管平台与一个厂家的网络级网管是没有区别的。但根据数据业务发展的需求,希望能实现对光传输网络的智能化管理,即网管提供自动交换光网络(ASTN/ASON)的功能,从而实现光传输网络的智能化。传统的传送网技术与IP技术融合将形成下一代智能光网络。

光网络的智能化,也有两种趋势,即集中式的光网络智能化管理与分布式智能化管理。从灵活性、速度、抗灾性等多方面来看,分布式智能化管理将是今后的发展方向。分布式网络管理将部分网络管理功能分布到各网元中,形成一个分布式的智能控制平台,使网元能够自动发现和更新网络拓扑,自动搜索路由并建立通道,对网络边缘的带宽需求自动进行实时且动态的分配,并可以对不同的业务提供不同的服务等级,从而在网络发生故障时根据不同的服务等级实现网络恢复。这样,智能光网络就实现了带宽的动态管理,智能化的通道配置,以及对差异化的业务提供不同QoS保证,使网络带宽利用率最大化,从而大大提高了网络的利用率和运营成本。在新的智能网的开发中,控制平台开发的成败将直接决定智能光网络的性能。

六、结束语

NGN是基于IP分组网络,以软交换技术为核心构成的网络交换控制平台,以及以光智能网(ASTN/ASON)为核心构成的网络光传输平台的融合网络。传输网的NGN将提供超长、超大容量的带宽,与IP技术相结合实现全网动态带宽分配,实现网络智能化的管理,是一个更简单的,更易运营,带宽更廉价,用户更满意的传输网络。

   来源:慧聪网

 
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