构建新一代城域骨干光网(MON)

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    城域骨干光网建设的驱动力

　　目前，我国通信骨干网在经过“八横八纵”的光纤网络建设和基本采用了SDH/DWDM传送网技术后，已经在核心层上解决了带宽问题，同时在城域范围内各种宽带IP接入技术的发展以及小区宽带接入网络的广泛建设，使得用户IP接入网络基本实现10/100M到户。但与此同时城域骨干网的建设和升级速度却相对落后，城域骨干网已经渐渐成为整个宽带IP网的瓶颈所在。近年来，互联网业务量以每年翻两番的增长速率以“井喷”式增长，IP业务将成为新一代城域网络中的主导部分和电信运营商的主要收入来源。因此如何面对IP带来的机遇和挑战，也是传统的电信运营部门首先要仔细考虑并在城域网建设实施中注意的根本问题。

　　随着城市信息化建设的加快，城市宽带网成为了发展热点之一。2000年以来，北京、上海、南京、宁波、深圳、青岛、大连等地都先后启动了宽带城域网络的规划和建设，其中上海、北京、南京等城市已经开始提供宽带接入服务。

　　综上，大家认为在国内面向互联网业务的基于WDM技术的新一代城域光网络的建设已经展开，大规模的MON建设可能在2-3年后开始。

　　新一代城域骨干光网的基本特征

　　所谓新一代的城域骨干网络就是IPOverOptical的智能光网络(ION)，未来的城域骨干光网的有以下几个典型特征：

　　1)多种网络向IPOVEROptical核心智能光网络的汇聚;

　　2)智能的一体化的大容量骨干光核心网络，传输和交换网络的速率至少大于40G;

　　3)多业务类型的边缘接入，多种速率、多业务类型接口。

　　具体来说，新一代的城域骨干光网络具备以下几个特征：

　　1.业务特征：以数据业务为中心　　支撑多种业务类型，包括传统的话音业务，可以开通数据通信、远程教育、视频点播和多媒体电视会议等各种宽带多媒体业务，可以为用户提供新的快速宽带增值通信业务和带宽租用业务。这些新业务中，最重要的是基于IP协议的宽带业务。

　　2.技术特征：以IP+OPTICAL技术和QoS技术保证为基础

　　WDM是低成本的大容量高带宽传送的首选，骨干网络从技术上支撑各种物理接口，支撑以大量的、基于App的QoS控制为基础的新业务生成;支撑以强大的SLA(ServiceLevelAgreement：服务等级协议)监视能力为基础的计费和监控。

　　3.性能特征：智能光网络，伸缩性能力、可用性能力和灵活智能的组网能力包括网络一体化管理，管理维护费用要低，网络的可扩展能力是关键的一点，网络可用性达到5个9水准，网络设备灵活的配置可伸缩性能力，以及将来转移到网络边缘所具备的所有功能。

　　传统电信网的演进策略

　　现在复杂僵硬的多级TDM结构的电路交换网，无论是从业务量设计、容量大小、组网方式，还是从交换方式上讲都已无法支撑下一代以IP数据业务为主的城域骨干网络的需求，因此对于传统电信运营商来说，在发展和规划新一代城域骨干网络(MAN)时，必须首先明确的是如何在现有电信网络基础上逐步过渡到下一代以互联网业务为主的城域智能光网络。

　　a)重叠网策略

　　该策略基本点在于保持现有的电信网络不做改动，通过在网络中引进分组业务节点设备，在现有的网络层次之上去构造一个新的IP分组业务网，从而使得电信网在业务层面上构成两个网，允许不同的业务网按各自的最佳方向独立演进，不受限于节点结构的限制。主要原则包括：

1)电话交换网最好不动，让其独立发展;

2)数据业务在现有的电信传送网络基础上可以重建一个重叠的分组化网(IP/ATM/SDH/WDM);

　　3)两网通过网关和网关控制器互联互通，实现业务层融合，统一提供管理和加快扩展业务;数据为主后再将电话业务转到分组化网上来。该种策略主要特点是网络主体不做大的改动，投资较少，可以很快开展IP业务，但在目前电信产业竞争日益加剧的情况下，该策略可能丧失许多机会，同时从电信网络长远的战略发展眼光来看，也是不可取的。

　　b)混合(融合)网策略

　　该策略有两种思路，一种是以电路交换为主的融合；另一种是以分组交换为主的融合。前一种思路是考虑到目前电信网仍以电路交换机为主，业务以话音业务为主的现实，采用新一代交换机(如：混合多业务交换机)进一步改造现有和交换网，提高业务交换节点的效率，扩大交换节点的容量;外部同时支撑STM、ATM 和IP网，不同业务量各走各的网，只是业务节点在物理上融合成一体;可以将网关集成在内，传送节点可以统一采用SDH，然后慢慢过渡到WDM光传送技术。采用这种新型交换机后可以卸载原有电话业务量，承载新增业务量和所有数据业务量，最终完成向IP+OPTICAL网的过渡。该种思路主要特点是以电路交换为主开发新一代混合大容量交换机，采用节点融合的办法实现业务和网络的融合。第二种思路是采用大容量多业务分组交换路由节点设备代替了传统电信网络中的电话交换设备和分组设备，用于城域网络的核心交换平台，在该平台上承载话音(VOIP)和分组业务，但对于传统的运营商来说，后一种思路可能不太现实。

　　c)独立网策略

　　大家认为，目前传统电信运营商还可考虑另外一种宽带在网思路，即采用新一代具有QOS保证能力的路由器，(G/T比特，普40G)和WDM技术去构建一个全新的核心骨干城域网，整个网络业务传送、交换和路由器都在该网络上跑，让传统电话网络逐渐淡出市场，退化到网络的边缘，用于普通电话用户和极少用户的拨号IP接入。该策略基本点在于完全独立的建立一个IP宽带光网，它与传统的电话网络关联并不紧密，该方案投资较大，但可以保证传统的电信运营商在将来的市场竞争中立于不败之地。

　　新一代城域骨干网的技术选择　　建设新一代的城域骨干光网，主要的技术选择包括两个方面：大容量的包转发技术—核心路由器(CR)技术和智能光网技术，即IP+OPTICAL技术。该技术方案主要适用于城域骨干网、高容量普通IP业务或未来大型IP骨干网的核心汇接，是将来城域网干光网建设的必然技术选择。传统的多层结构(IP/ATM/SDH/WDM)由于其内在的欠缺，无法在新一代的城域骨干光网中继续发挥作用，在不久的将来要被简捷的两层 (IP+OPTICAL)甚至一层结构(节点设备融合意义上)所取代。多层结构主要缺点有：

　　带宽指配麻烦，且任意一层任意单个设备的带宽瓶颈都可能限制整个网络的带宽;

　　功能重叠，带宽分为4种不同的粒度，且每一层都多少带有其他相邻层的功能，特别是保护恢复，造成十分复杂乃至可能冲突的局面;

　　数据到2.5G后，各层中为话音设计的功能成为多余，例如SDH的TDM结构，ATM的较细带宽粒度等不仅多余，且造成带宽效益的低下;

　　长远看独立ATM和SDH层会消失，但基本功能会分别融入IP层和WDM/OTN层中去;

　　根据报道，IP+OPTICAL宽带成网技术可以节省投资本成30～50%，节省运营成本50～60%，其主要优点包括：

　　省了ATM与SDH层，减少了层次，减少了网络设备;减少了功能重叠，简化了设备，减轻了网管复杂性，特别是配置维护的费用;

　　WDM适于汇集多业务，无须复杂的ATM汇集;

　　开销最低，传输效率最高;

　　通过流量工程，可以与IP的不对称业务特性相匹配;

　　可以利用智能光网的保护机制来吸取突发业务量，避免了传统大缓存引起的延时或包丢失;

　　多种分布式网络管理和监控保护手段。

　　目前IP领域的技术和光网领域的技术各自发展，共同促进了城域光网的建设，但目前在工程领域有一种趋势是开发一种大容量多业务交换路由设备，该设备是一种将各种节点融合在一起的新型设备，至少是集核心路由器和OXC(OADM)等功能为一体，主要用于城域骨干网络的核心包/波长交换平台，其机框容量至少大于120Gb/s;传送接口可以为STM-1/4/16/64的SDH或WDM接口；还同时支撑10/100/1000Mb/s以太网接口。其核心技术是光电混合单一控制平面技术MPLmS。

　　结束语

　　目前在我国，城域骨干光网的建设处于一种酝酿期，电信运营商还在对各种技术方案进行评估，以期找到一条既兼顾现在又适应将来的网络建议方案。但从网络的可扩展性、可用性和网络发展的趋势来看，基于波长交换的智能光网络技术+基于包交换的大容量核心路由技术的两层网络架构应该是也还有一些问题需要完善。如：IP网和光网的数据平面的适配和控制平面的协调问题;统一和分布式网管等。另外一些技术实施方案也可以在城域范围内考虑，如：光以太网在城域网中的应用;核心路由器直接和光纤相连的组网方案等。


摘自《通信产业报》