思科：用于IP NGN的IP over DWDM解決方案

　　隸屬于IP NGN的思科®IP over DWDM解決方案有助于實(shí)現(xiàn)電信運(yùn)營(yíng)商的核心IP和密集波分多路復(fù)用（DWDM）網(wǎng)絡(luò)的融合，提高服務(wù)靈活性和可靠性，降低運(yùn)營(yíng)開(kāi)支（OpEx）和投資開(kāi)支（CApEx），同時(shí)通過(guò)Cisco CRS-1運(yùn)營(yíng)商級(jí)路由系統(tǒng)和Cisco ONS 15454多服務(wù)傳輸平臺(tái)（MSPP）有效地管理流量增長(zhǎng)。 　　簡(jiǎn)介 　　為了滿足人們對(duì)于融合分組基礎(chǔ)設(shè)施的需求，越來(lái)越多的電信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始將他們的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)向基于IP下一代網(wǎng)絡(luò)（IP NGN）的架構(gòu)。這種轉(zhuǎn)變?cè)醋栽诮档瓦\(yùn)營(yíng)開(kāi)支、投資開(kāi)支的同時(shí)，在一個(gè)統(tǒng)一的融合基礎(chǔ)設(shè)施上提供新的創(chuàng)收服務(wù)的需求。IP NGN可以在應(yīng)用、服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)融合。本文著重介紹網(wǎng)絡(luò)層，特別關(guān)注電信運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)中的兩項(xiàng)重要技術(shù)的融合：IP和DWDM。 　　核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的演變 　　目前，核心網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)就是將多個(gè)第二/三層網(wǎng)絡(luò)整合到一個(gè)統(tǒng)一的IP/多協(xié)議標(biāo)簽交換（IP/MPLS）基礎(chǔ)設(shè)施上。但是，除了這種第二/三層融合之外，很多電信運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)絡(luò)的底層傳輸層（第一層）仍然繼續(xù)在使用SONET/SDH――一種在20世紀(jì)90年代初面世的，旨在支持基于時(shí)分多路復(fù)用（TDM）的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施。這種SONET/SDH基礎(chǔ)設(shè)施主要用于支持三種關(guān)鍵的功能：疏導(dǎo)；保護(hù)和恢復(fù)；以及全面的運(yùn)營(yíng)支持（例如警報(bào)和性能監(jiān)控）。 　　SONET/SDH基礎(chǔ)設(shè)施在剛剛推出時(shí)可以有效地將多個(gè)低速TDM線路（例如T1/E1和T3/E3）復(fù)用到高速的OC-3和OC-12中繼線路，以便在電信運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。因?yàn)樗鼈兊耐叫�，低速連接仍然可以在必要時(shí)在終端進(jìn)行獨(dú)立的交換，而不需要進(jìn)行基于TDM的數(shù)據(jù)、語(yǔ)音服務(wù)所要求的、復(fù)雜的解多路復(fù)用。該基礎(chǔ)設(shè)施不僅支持了速度更快的匯聚連接（例如OC-48）的發(fā)展，而且推動(dòng)了當(dāng)時(shí)新興的IP網(wǎng)絡(luò)。這種“疏導(dǎo)”功能可以提供較高的帶寬效率和自動(dòng)化水平，讓電信運(yùn)營(yíng)商可以利用SONET/SDH分插多路復(fù)用器（ADM）和交叉連接設(shè)備，在網(wǎng)絡(luò)核心支持多種交換式TDM服務(wù)。SONET/SDH基礎(chǔ)設(shè)施通常在核心使用一種基于環(huán)網(wǎng)的拓?fù)�，它還可以在環(huán)網(wǎng)某個(gè)部分發(fā)生故障時(shí)提供保護(hù)和快速恢復(fù)（50ms），從而最大限度地提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的可用性。隨著SONET/SDH標(biāo)準(zhǔn)的面世，一個(gè)單獨(dú)的、標(biāo)準(zhǔn)化的、基于消息的通道*被用于對(duì)連接執(zhí)行警報(bào)、控制、監(jiān)控和管理等進(jìn)行集中化的操作。 　　在20世紀(jì)90年代后期，能夠在單個(gè)物理光纖上傳輸多個(gè)波長(zhǎng)的DWDM的出現(xiàn)，大幅度地提高了已有光纖的效率。這種功能在光網(wǎng)層引入了另外一種級(jí)別的多路復(fù)用和解多路復(fù)用，以支持網(wǎng)絡(luò)核心帶寬的快速增長(zhǎng)。流量的增長(zhǎng)主要是由于基于IP的網(wǎng)絡(luò)隨著萬(wàn)維網(wǎng)（WWW）的快速發(fā)展。SONET/SDH層這時(shí)處理的IP流量越來(lái)越多。它被映射到DWDM傳輸層的波長(zhǎng)，而這些波長(zhǎng)接著在跨越多個(gè)地區(qū)和國(guó)家的核心遠(yuǎn)程**網(wǎng)絡(luò)中傳輸。目前全球很多電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)仍然在采用這種做法。 　　* 　DCC－數(shù)據(jù)通信通道，一個(gè)用于SONET/SDH設(shè)備間的OAM&P的、基于消息的192kbps通道。 　　**　 遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離通常不超過(guò)1000公里（620英里）。 　　IP的快速發(fā)展 　　但是，這些核心網(wǎng)絡(luò)上的IP流量一直在穩(wěn)定增長(zhǎng)，目前這些核心長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)上的主要用途就是傳輸大量快速的IP流量，它們已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了傳統(tǒng)的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)的數(shù)據(jù)量。僅僅在未來(lái)五年中，預(yù)計(jì)全球每月的IP流量將達(dá)到11EB*。隨著所有視頻、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)應(yīng)用的流量都融合到IP平臺(tái)，全球IP流量的年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）將會(huì)超過(guò)56%。隨著傳統(tǒng)應(yīng)用（例如廣播電視、視頻點(diǎn)播和語(yǔ)音）向基于IP的新型分發(fā)模式的融合，以及新型應(yīng)用（例如音樂(lè)和視頻播放和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)[P2P]文件共享）的快速發(fā)展，核心IP流量迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)將會(huì)進(jìn)一步持續(xù)。 　　核心網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施面臨的挑戰(zhàn) 　　盡管出現(xiàn)了第二/三層網(wǎng)絡(luò)向IP平臺(tái)融合的趨勢(shì)，多個(gè)用以支持核心長(zhǎng)途網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備層仍然存在，導(dǎo)致電信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始擔(dān)心運(yùn)營(yíng)開(kāi)支、投資開(kāi)支的增長(zhǎng)，以及在盈利水平、投資回報(bào)方面所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。而且，隨著客戶對(duì)服務(wù)水平協(xié)議（SLA）的要求的日益提高，電信運(yùn)營(yíng)商必須在保持更高可靠性的同時(shí)，擁有很高的靈活性或者“服務(wù)提供速度”，以適應(yīng)服務(wù)需求或者網(wǎng)絡(luò)核心流量增長(zhǎng)方式的改變。為了滿足這些要求，電信運(yùn)營(yíng)商必須簡(jiǎn)化他們的核心網(wǎng)絡(luò)，采用更加有效的方式處理日益增多的IP流量負(fù)載――然而，他們必須解決網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)層面的問(wèn)題，才能實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。 　　多個(gè)傳輸層組件 　　網(wǎng)絡(luò)的有些低效環(huán)節(jié)源自于人們目前在擴(kuò)建核心傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用的方法：在底層DWDM基礎(chǔ)設(shè)施上建立SONET/SDH層，再在其基礎(chǔ)上支持IP層。設(shè)想一下兩種類型的流量進(jìn)入、流出一個(gè)典型的電信運(yùn)營(yíng)商接入點(diǎn)（POP）的路徑。第一種情況是IP流量需要在POP進(jìn)行一次第三層搜索，因而采用了一個(gè)在路由器上終止的波長(zhǎng)。第二種情況是所謂的“直通式”（或者暫態(tài)）流量，這些流量位于傳輸域，繞過(guò)路由器到達(dá)電信運(yùn)營(yíng)商的核心網(wǎng)絡(luò)上的某個(gè)相鄰POP。 　　在路由器終止的流量 　　目前，這種IP流量通常經(jīng)由10Gbps SONET/SDH OC-192/STM-64線路進(jìn)入POP，這些線路包含了多個(gè)通過(guò)DWDM復(fù)用到一個(gè)物理光纖中的彩色波長(zhǎng)。這條光纖連接到一個(gè)DWDM解多路復(fù)用器，由其分解出各個(gè)彩色波長(zhǎng)。這些在路由器上終止的波長(zhǎng)隨后被發(fā)送到收發(fā)器，由其將它們從光（彩色）信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再轉(zhuǎn)換為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的短距離波長(zhǎng)（“灰光”）。進(jìn)行這種光－電－光（OEO）轉(zhuǎn)換的原因是過(guò)去在POP環(huán)境內(nèi)主要用短距離光纖進(jìn)行內(nèi)部連接�；夜怆S后通常被輸入一個(gè)SONETS/SDH交叉連接**的一個(gè)短距離接口，它會(huì)恢復(fù)SONET/SDH時(shí)鐘，進(jìn)行必要的疏導(dǎo)，檢查錯(cuò)誤，以及監(jiān)控信號(hào)損失（LOS），以便進(jìn)行必要的SONET/SDH級(jí)恢復(fù)。但是，在目前的大部分情況下，實(shí)際上并不需要任何疏導(dǎo)操作，因?yàn)橥ǔＪ峭暾?0Gbps被連接到路由器（而不是過(guò)去的2.5Gbps或者速度更低的連接），因此從連接的角度來(lái)說(shuō)，這種交叉連接實(shí)際上就相當(dāng)于一個(gè)插線板。SONET/SDH交叉連接隨后將10Gbps輸入路由器，由其在第一層到第三層進(jìn)行性能監(jiān)控，根據(jù)LOS情況進(jìn)行必要的MPLS快速重新路由（FRR）恢復(fù)，以及進(jìn)行第三層或者更高層次的路由，以便將分組發(fā)送到目的地。在匯聚方面，核心路由器通常會(huì)匯聚多個(gè)低速連接，將IP流量分流到得到有效利用的10Gbps連接，再發(fā)回到核心傳輸網(wǎng)絡(luò)。 　　*　 1 Exabyte（EB）=1千兆兆字節(jié)：思科估計(jì)，Ovum，Bernstein，以及公開(kāi)企業(yè)數(shù)據(jù) 　　** 　交叉連接一詞是指任何配有一個(gè)電子背板，可以進(jìn)行OEO轉(zhuǎn)換的設(shè)備，例如一個(gè)寬帶數(shù)字接入和交叉連接系統(tǒng)（DACS）。 　　直通式流量 　 　　隨著核心中的流量模式變得越來(lái)越分散，直接通過(guò)某個(gè)完全位于傳輸層的指定POP的流量（而不是終止于一個(gè)IP路由器）將會(huì)不斷增加，有時(shí)甚至?xí)嫉絇OP處理的全部流量的70%到80%。在這種情況下，輸入的DWDM連接會(huì)通過(guò)一種類似的互聯(lián)方式，通過(guò)DWDM解多路復(fù)用器和收發(fā)器，經(jīng)由短距離光纖到達(dá)SONET/SDH交叉連接。它會(huì)檢查錯(cuò)誤，根據(jù)LOS情況采取必要的SONET/SDH恢復(fù)。同樣，這里不再需要過(guò)去使用的疏導(dǎo)功能，因?yàn)橥ǔ?huì)有完整的10Gbps直接通過(guò)POP。因此，從連接的角度來(lái)說(shuō)，交叉連接仍然相當(dāng)于一個(gè)插線板。對(duì)于從POP輸出的流量，則需要進(jìn)行類似的互聯(lián)流程。 　　這些OEO轉(zhuǎn)換和相關(guān)的電子處理會(huì)產(chǎn)生額外的空間成本，因?yàn)樵谝粋€(gè)電信運(yùn)營(yíng)商POP中可能需要多個(gè)機(jī)架；另外也會(huì)產(chǎn)生額外的供電和冷卻成本，因?yàn)樗鼈儼撕芏嘤性措娮悠骷�。而且，在這種核心網(wǎng)絡(luò)中，SONET/SDH功能是多余的，因?yàn)檫@些功能已經(jīng)被集成到路由器中。 　　疏導(dǎo)－因?yàn)榇蟛糠至髁慷嫁D(zhuǎn)向IP，路由器現(xiàn)在可以通過(guò)匯聚IP流量和將其輸入到得到有效利用的10Gbps連接中的核心傳輸層，執(zhí)行疏導(dǎo)功能。 　　運(yùn)營(yíng)支持－路由器和它的相關(guān)接口可以在第一到第三層測(cè)量誤差，搜集性能統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的警報(bào)等。 　　保護(hù)和恢復(fù)－利用MPLS FRR，路由器可以提供不到50ms的保護(hù)時(shí)間，因而比傳統(tǒng)的SONET/SDH保護(hù)機(jī)制（例如BLSR*）有效的多――后者需要為實(shí)現(xiàn)保護(hù)而浪費(fèi)多達(dá)50%的帶寬。 　　由于這些原因，電信運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始通過(guò)用手動(dòng)分插取代交叉連接來(lái)節(jié)約成本。 當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)中的IP-over-DWDM互聯(lián)模式　　* 　BLSR－雙向線路交換環(huán)。它是一種SONET傳輸網(wǎng)絡(luò)配置，其中的網(wǎng)絡(luò)連接被連接到一個(gè)環(huán)網(wǎng)中，如果線纜中斷或者光信號(hào)的性能降低，流量可以重新沿著環(huán)路的另外一個(gè)方向發(fā)送，從而繞過(guò)故障點(diǎn)。 　　手動(dòng)分插 　　手動(dòng)分插可以消除網(wǎng)絡(luò)中的交叉連接，但是仍然需要在路徑中的每一跳使用收發(fā)器。即使對(duì)于迅速的或者直通POP地點(diǎn)的流量，也必須對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)執(zhí)行一次OEO轉(zhuǎn)換，因?yàn)閭鹘y(tǒng)DWDM系統(tǒng)在環(huán)網(wǎng)和網(wǎng)格式配置中的能力極為有限。這種情況仍然需要通過(guò)解多路復(fù)用操作，將DWDM信號(hào)分解為單獨(dú)的波長(zhǎng)，再通過(guò)收發(fā)器將其轉(zhuǎn)換為灰光。這些灰色信號(hào)隨后必須經(jīng)由手動(dòng)分插，通過(guò)一個(gè)插線板發(fā)送到它們?cè)赑OP中的最終目的地，而后再通過(guò)多路復(fù)用發(fā)回到DWDM系統(tǒng)。在今天的DWDM網(wǎng)絡(luò)中，手動(dòng)分插已經(jīng)成為一種經(jīng)常性的操作，因?yàn)槁酚善鲿?huì)完全使用的10Gbps連接的情況已經(jīng)很普遍。這些連接不需要在次波長(zhǎng)級(jí)別進(jìn)行疏導(dǎo)，就可以直接映射到DWDM波長(zhǎng)。但是，如果在位于快速連接上的中間POP中進(jìn)行手動(dòng)分插，那么一旦核心網(wǎng)絡(luò)需要進(jìn)行添加或者改動(dòng)操作，一位運(yùn)維人員就需要在從起點(diǎn)到目的地之間的每個(gè)中間地點(diǎn)對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行分插。這個(gè)過(guò)程極為繁瑣，而且容易出錯(cuò)――它大幅度地降低了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)的速度，一些大型的國(guó)內(nèi)或者國(guó)際網(wǎng)絡(luò)可能需要幾周的時(shí)間才能完成。 　　對(duì)于交叉連接的持續(xù)投資 　　因?yàn)檎Z(yǔ)音開(kāi)支負(fù)擔(dān)的加重，交叉連接供應(yīng)商開(kāi)始升級(jí)他們的系統(tǒng)，以便在一個(gè)由G.709標(biāo)準(zhǔn)定義的擴(kuò)展多路復(fù)用結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上交換10Gbps信號(hào)。盡管這種方法表面上似乎可以解決自動(dòng)交換問(wèn)題，但是當(dāng)電信運(yùn)營(yíng)商為適應(yīng)流量增長(zhǎng)而部署更多帶寬時(shí)，它需要安裝額外的短距離接口和收發(fā)器（或者交叉連接上的集成化DWDM接口）來(lái)為直通流量提供互聯(lián)。每個(gè)波長(zhǎng)仍然需要在交叉連接設(shè)備中進(jìn)行一次昂貴的OEO轉(zhuǎn)換。因?yàn)檫@些設(shè)備非常昂貴，電信運(yùn)營(yíng)商不大可能預(yù)先部署它們――這使得電信運(yùn)營(yíng)商必須隨著流量的增長(zhǎng)而在多個(gè)中間地點(diǎn)進(jìn)行必要的設(shè)備升級(jí)和投入人力。更加嚴(yán)重的是，隨著核心中的IP流量對(duì)連接容量的需求從10Gbps增長(zhǎng)到40Gbps，這些交叉連接平臺(tái)和它們的相關(guān)電開(kāi)關(guān)矩陣也必須進(jìn)行升級(jí)，以適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變，這意味著電信運(yùn)營(yíng)商必須增加他們的投資開(kāi)支和運(yùn)營(yíng)開(kāi)支。即使交叉連接擁有足夠的多余容量來(lái)適應(yīng)流量的增長(zhǎng)，這通常對(duì)電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)意味著成本負(fù)擔(dān)――即在真正需要使用這些多余的閑置帶寬容量之前，這些投資并不會(huì)帶來(lái)回報(bào)。 今天的核心IP和傳輸網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施　　分割的控制平面 　　隨著傳輸和IP網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，為了滿足不同的需求和適應(yīng)不同的階段，逐漸出現(xiàn)了很多各不相同、互不兼容的控制機(jī)制，這些機(jī)制的作用是在終端之間傳輸流量。如前所述，今天的傳輸網(wǎng)絡(luò)主要依靠通過(guò)插線板物理配置的或者通過(guò)交叉連接中預(yù)先手動(dòng)配置的固定路徑來(lái)將一個(gè)輸入端口連接到一個(gè)輸出端口。在后一種情況下，有些控制通道通信被用于在中間節(jié)點(diǎn)之間提供半自動(dòng)的路徑設(shè)置，但是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳⒉粫?huì)在管理系統(tǒng)上實(shí)時(shí)更新，從而導(dǎo)致了過(guò)期的數(shù)據(jù)庫(kù)和過(guò)長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)改動(dòng)完成時(shí)間。大型網(wǎng)絡(luò)可能需要好幾周時(shí)間，因?yàn)樾枰诓煌牡攸c(diǎn)之間配置新的波長(zhǎng)，而這些網(wǎng)絡(luò)通常需要操作人員之間進(jìn)行語(yǔ)音通信。IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)采用了一種為大部分基于分組的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所共有的、更加自動(dòng)化的模式，因而需要在路由器之間通過(guò)協(xié)議――例如邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP）和標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議（LDP）――來(lái)交換控制信息，從而確定終端之間的最佳路徑。這些控制協(xié)議在IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)中的使用讓網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同的條件，智能、動(dòng)態(tài)地自動(dòng)優(yōu)化和自動(dòng)路由流量，而這種智能正是目前的傳輸層網(wǎng)絡(luò)所缺乏的。由于今天的IP網(wǎng)絡(luò)的流量的動(dòng)態(tài)特征，這種在傳輸層和IP層采用不同的、互不兼容的控制機(jī)制，同時(shí)兩者之間又互相依靠的做法，必將導(dǎo)致電信運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大而增加。 　　多個(gè)管理層 　　電信運(yùn)營(yíng)商通常還依靠多個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)、協(xié)議和應(yīng)用對(duì)兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)營(yíng)、管理、維護(hù)和配置（OAM&P）。傳輸網(wǎng)絡(luò)通常使用管理協(xié)議，例如傳輸層一（TL-1）和通用對(duì)象請(qǐng)求代理架構(gòu)（CORBA），它們與SONET/SDH標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)合非常緊密，但是，IP網(wǎng)絡(luò)則依靠簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）和新的可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言（XML）機(jī)制來(lái)管理設(shè)備。很少有管理應(yīng)用可以提供管理和操作IP和傳輸網(wǎng)絡(luò)中的兩種設(shè)備類型的全套協(xié)議和機(jī)制。而且，在今天的大部分電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中，運(yùn)營(yíng)和管理部門(mén)在這兩種網(wǎng)絡(luò)上的組織邊界通常是不同的和獨(dú)立的，因而必須依靠良好的人際交流和協(xié)調(diào)機(jī)制――在某些情況下需要在遠(yuǎn)程地點(diǎn)之間進(jìn)行這種協(xié)調(diào)，以確保在必要時(shí)可以在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)。這個(gè)流程可能很容易出錯(cuò)，而且通常非常費(fèi)時(shí)。 　　用于核心融合的思科IP-over-DWDM戰(zhàn)略 　　思科IP-over-DWDM戰(zhàn)略可以幫助電信運(yùn)營(yíng)商克服他們目前面臨的所有挑戰(zhàn)――降低投資開(kāi)支和運(yùn)營(yíng)開(kāi)支，提高總體可靠性，加快推出服務(wù)的速度――同時(shí)還讓他們可以提高網(wǎng)絡(luò)的總體規(guī)模和性能，滿足人們?cè)?0年甚至更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不斷增長(zhǎng)的IP流量需求。這可以通過(guò)IP和DWDM網(wǎng)絡(luò)之間的三個(gè)關(guān)鍵的集成點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。 IP和DWDM網(wǎng)絡(luò)之間的三個(gè)集成點(diǎn)　　組件集成 　　組件集成指的是能夠?qū)?dāng)今網(wǎng)絡(luò)中使用的多個(gè)獨(dú)立的組件整合到同一個(gè)設(shè)備之中，同時(shí)不會(huì)中斷任何持續(xù)運(yùn)行所需要的功能。思科系統(tǒng)公司最近推出了一款用于Cisco CRS-1運(yùn)營(yíng)商級(jí)路由系統(tǒng)的物理線路接口卡（PLIM），它集成了40Gbps（OC-768c/STM-256c）和10Gbs（萬(wàn)兆以太網(wǎng)）速度的收發(fā)器功能。這些新型接口，以及Cisco CRS-1單端口OC-768c/STM-256c可調(diào)WDMPOS接口模塊和Cisco CRS-1 四端口10GE可調(diào)WDMPHY接口模塊，將讓Cisco CRS-1可以直接互聯(lián)現(xiàn)有的DWDM系統(tǒng)，消除在典型的電信運(yùn)營(yíng)商POP配置中投資購(gòu)買外部收發(fā)器機(jī)架的需要。這可以為電信運(yùn)營(yíng)商節(jié)約大量的投資開(kāi)支和運(yùn)營(yíng)開(kāi)支，因?yàn)樗梢詫WDM設(shè)備互聯(lián)所需要的短距離光纖減少50%。通過(guò)消除網(wǎng)絡(luò)中額外的有源設(shè)備，永續(xù)性也可以得到提升。而且，Cisco CRS-1現(xiàn)在能夠獲取DWDM層的信息，主動(dòng)地、端到端地監(jiān)控光路的傳輸性能。這意味著即使波長(zhǎng)路徑的性能因?yàn)榄h(huán)境、組件或者物理光纖上的其他因素而逐漸降低，路由器也可以通過(guò)監(jiān)控前向糾錯(cuò)（FEC）代碼，判斷是否需要根據(jù)糾錯(cuò)情況在IP/MPLS層采取補(bǔ)救措施。因此，它能夠在FEC的糾錯(cuò)功能中斷（導(dǎo)致完全的LOS）之前觸發(fā)FRR備份路徑――從而在流量中斷之前實(shí)現(xiàn)幾乎無(wú)縫的切換。這種機(jī)制不亞于或者優(yōu)于基于SONET/SDH的傳統(tǒng)故障切換機(jī)制。故障響應(yīng)速度將會(huì)立即得到提高，網(wǎng)絡(luò)集成的總體端到端永續(xù)性也可以得到加強(qiáng)――這在今天的采用不同收發(fā)器的、更加離散的配置中是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。 利用Cisco CRS-1集成的DWDM PLIM消除對(duì)收發(fā)器機(jī)架的需求　　Cisco CRS-1單端口OC-768c/STM-256c可調(diào)WDMPOS接口模塊采用了一種兼容電信運(yùn)營(yíng)商已有的10Gbps DWDM系統(tǒng)和放大器的調(diào)制方法，這意味著電信運(yùn)營(yíng)商可以在將核心中繼連接速度提升四倍的同時(shí)，繼續(xù)保持他們對(duì)于10Gbps DWDM系統(tǒng)的大部分投資的價(jià)值。而且，PLIM接口在ITU C頻段能夠以50Ghz間隔為單位進(jìn)行全面的調(diào)節(jié)，從而最大限度地提高與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容的靈活性，同時(shí)支持增強(qiáng)前向糾錯(cuò)（EFEC）。EFEC讓DWDM信號(hào)可以在不需要光再生設(shè)備的情況下傳輸?shù)酱蠹s1000公里（621英里）之外（具體取決于光纖的質(zhì)量）――這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了市場(chǎng)上的其他路由器。Cisco CRS-1單端口OC-768c/STM-256c可調(diào)WDMPOS接口模塊還配備了典型的SONET/SDH式OAM&P G.709成幀功能，可以全面地支持過(guò)去的SONET/SDH型接口的管理功能，同時(shí)直接與DWDM層交互。 　　Cisco CRS-1四端口10GE可調(diào)WDMPHY接口模塊具有類似于單端口OC-768c/STM-256c可調(diào)WDMPOS接口模塊的功能，例如可以延長(zhǎng)傳輸距離的EFEC和SONET/SDH式OAM&P G.709成幀功能，但是它通過(guò)使用一種基于WDMPHY的創(chuàng)新技術(shù)，將價(jià)位降低到了10Gbps LANPHY的水平，從而大大提高了成本效率。這樣，電信運(yùn)營(yíng)商可以在流量需求增長(zhǎng)時(shí)，利用類似10Gbps的核心IP連接的優(yōu)勢(shì)拓展他們的網(wǎng)絡(luò)范圍。這些連接可以利用SONET/SDH式的OAM&P 映射到10Gbps DWDM波長(zhǎng)。 　　組件集成還包括將光交換集成到光多路復(fù)用設(shè)備中，直接在Cisco ONS 15454MSTP*平臺(tái)上提供一個(gè)可反復(fù)配置的光ADM（ROADM）――消除對(duì)于昂貴的、復(fù)雜的OEO轉(zhuǎn)換的需求。流量只需要直接通過(guò)一個(gè)站點(diǎn)，而不需要在某個(gè)路由器上終止以進(jìn)行IP處理。在需要終止時(shí)，ROADM會(huì)傳遞光波長(zhǎng)，將其保持在光域中，而此前不需要在路由器的DWDM接口進(jìn)行任何電轉(zhuǎn)換。只有在需要進(jìn)行IP處理時(shí)，才使用電轉(zhuǎn)換。ROADM還可以提供自動(dòng)增益和瞬態(tài)控制，避免在需要從某個(gè)遠(yuǎn)程地點(diǎn)添加、分插某個(gè)波長(zhǎng)時(shí)派遣技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的開(kāi)支。 思科的純光集成化IP-over-DWDM解決方案　　盡可能將流量完全保留在光域的另外一個(gè)好處是讓電信運(yùn)營(yíng)商的核心傳輸網(wǎng)絡(luò)“適應(yīng)未來(lái)的需要”。在未來(lái)可能需要提高速率或者使用新型協(xié)議的場(chǎng)合，純光傳輸從本質(zhì)上對(duì)比特率波動(dòng)的忍受能力更高，因而也更加強(qiáng)健。這主要是由于光處理與普通的電處理組件不同，它對(duì)于協(xié)議改動(dòng)的敏感度較低。 　　這些重要的組件集成讓電信運(yùn)營(yíng)商可以利用上述方法降低他們的投資開(kāi)支和運(yùn)營(yíng)開(kāi)支，同時(shí)提高網(wǎng)絡(luò)的總體永續(xù)性。圖6顯示了在一個(gè)實(shí)際的電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中，使用基于MSTP的ROADM和基于Cisco CRS-1的集成化DWDM PLIM所節(jié)約的投資開(kāi)支（不包括通用組件的成本）。與傳統(tǒng)的插線板或者交叉連接方式相比，電信運(yùn)營(yíng)商可以利用IP-over-DWDM解決方案節(jié)約66%的成本。 　　* 如需了解更多關(guān)于Cisco ONS 15454 MSTP和ROADM技術(shù)的信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)： 　　http://www.cisco.com/en/US/products/hw/optical/ps2006/index.html。 IP-over-DWDM所節(jié)約的投資開(kāi)支　　控制集成 　　IP-over-DWDM戰(zhàn)略的第二個(gè)關(guān)鍵的集成點(diǎn)是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（IP和DWDM）的控制平面的集成。如前所述，在傳輸層使用不同的手動(dòng)配置方式可能會(huì)導(dǎo)致很高的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支和長(zhǎng)達(dá)數(shù)周的服務(wù)啟用時(shí)間――甚至更長(zhǎng)。從2000年初以來(lái)，思科一直在通過(guò)IETF主導(dǎo)一項(xiàng)為期多年的戰(zhàn)略，以求將IP/MPLS提供的控制平面智能拓展到電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的傳輸網(wǎng)絡(luò)。這樣做的目標(biāo)是讓由光設(shè)備（例如Cisco ONS 15454）和IP路由器（例如Cisco CRS-1）構(gòu)成的、基于通用MPLS（GMPLS）的網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)用戶流量需求動(dòng)態(tài)地發(fā)現(xiàn)和配置最優(yōu)路徑。換句話說(shuō)，對(duì)于一個(gè)來(lái)自IP網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)光網(wǎng)傳輸，再通過(guò)再某個(gè)特定的物理光纖上由支持GMPLS的中間光節(jié)點(diǎn)經(jīng)由特定波長(zhǎng)交換的數(shù)據(jù)流，它現(xiàn)在可以由網(wǎng)絡(luò)的總體智能加以控制。這個(gè)目標(biāo)具有重要的意義，因?yàn)樗粌H可以讓目前的傳輸網(wǎng)絡(luò)中的光組件成為IP網(wǎng)絡(luò)中的路由器組件的對(duì)等體，而且還能夠自動(dòng)配置由IP控制平面管理的波長(zhǎng)。對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商而言，他們可以通過(guò)實(shí)時(shí)地在網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行故障關(guān)聯(lián)和端到端地提高推出服務(wù)的速度，大幅度地降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支。 　　但是，思科和業(yè)界都已經(jīng)意識(shí)到，GMPLS技術(shù)――尤其是目前提出的GMPLS的完全對(duì)等模式――還必須克服一些重要的挑戰(zhàn)，才有可能在電信運(yùn)營(yíng)商核心網(wǎng)絡(luò)中取得成功。GMPLS的完全對(duì)等模式面臨的主要挑戰(zhàn)之一是路由域和光域的管理邊界缺乏隔離，從而導(dǎo)致傳輸和數(shù)據(jù)部門(mén)之間或者電信運(yùn)營(yíng)商與客戶之間的傳輸網(wǎng)絡(luò)的控制權(quán)和拓?fù)淇赡軙?huì)被外界用戶所掌握，這會(huì)帶來(lái)安全和運(yùn)營(yíng)上的風(fēng)險(xiǎn)。這種模式還需要所有傳輸節(jié)點(diǎn)都能夠運(yùn)行完整的GMPLS協(xié)議套件（最短路徑優(yōu)先打開(kāi)[OSPF]，資源預(yù)留協(xié)議[RSVP]等），以便進(jìn)行互操作。這對(duì)于主要為手動(dòng)配置而設(shè)計(jì)的現(xiàn)有傳輸基礎(chǔ)設(shè)施而言無(wú)疑是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。因此，控制集成主要采用一種分階段的移植方式：在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的目標(biāo)，同時(shí)又可以在沒(méi)有全部部署的情況下先實(shí)現(xiàn)很多好處。 　　為了支持這種分階段的移植方式，思科推出了一種名為分段GMPLS（S-GMPLS）的新型GMPLS模式――它是完全網(wǎng)格模式和當(dāng)前傳輸網(wǎng)絡(luò)常用的覆蓋模式的綜合（如圖7所示）。在S-GMPLS模式中，只有邊界路由器可以從光設(shè)備和其他路由器接收信息。事實(shí)上，邊界路由器使用邏輯路由器范例來(lái)在IP域和光域之間屏蔽和劃分拓?fù)湫畔�。邊界路由器充�?dāng)兩者之間的關(guān)守，以實(shí)現(xiàn)分段的管理邊界和協(xié)助確保兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的管理隔離。這可以提高GMPLS在電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的部署能力，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)之間的分段管理可以在需要的情況下進(jìn)行維護(hù)。 分段GMPLS模式（S-GMPLS）　　移植的第一個(gè)階段是通過(guò)一個(gè)集成化管理系統(tǒng)或者其他任何第三方解決方案，憑借在Cisco ONS 15454 MSTP上使用ROADM技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)的遠(yuǎn)程配置。這種配置還可以在兩個(gè)終端之間實(shí)現(xiàn)對(duì)中間節(jié)點(diǎn)的完全自動(dòng)分插，同時(shí)將傳輸信號(hào)完全留在光域。這有助于消除所有中間節(jié)點(diǎn)的升級(jí)需要，減少電信運(yùn)營(yíng)商的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支，以及加快推出服務(wù)的速度。接著，可以利用S-GMPLS提升傳輸網(wǎng)絡(luò)的智能。ROADM技術(shù)的遠(yuǎn)程配置和自動(dòng)分插功能，再加上S-GMPLS，可以幫助電信運(yùn)營(yíng)商在他們的核心網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)服務(wù)功能。 　　管理集成 　　另外一個(gè)重要的集成點(diǎn)是IP和DWDM網(wǎng)絡(luò)之間的管理集成。電信運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)在IP和傳輸網(wǎng)絡(luò)中使用一種集成化管理方法，大幅度簡(jiǎn)化運(yùn)營(yíng)。這可以通過(guò)一組思科工具實(shí)現(xiàn)。它們有助于在Cisco CRS-1和Cisco ONS 15454 MSTP之間整合OAM&P。這些工具可以將從Cisco CRS-1 DWDM端口，經(jīng)過(guò)光傳輸層到達(dá)對(duì)等路由器端口的診斷和波長(zhǎng)配置集成到一起，降低運(yùn)營(yíng)復(fù)雜度和成本。因?yàn)殡娦胚\(yùn)營(yíng)商目前的運(yùn)營(yíng)部門(mén)通常是按照不同專業(yè)進(jìn)行分段的，這些工具也可以提供一種分段的管理模式，在被管理的IP和傳輸設(shè)備之間劃分不同的運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)和用戶。這樣，電信運(yùn)營(yíng)商就可以獲得一個(gè)統(tǒng)一的管理平臺(tái)的成本優(yōu)勢(shì)，同時(shí)在必要的情況下提供對(duì)分段的運(yùn)營(yíng)部門(mén)的訪問(wèn)。通過(guò)支持TL-1、CORBA和針對(duì)北向接口的SNMP，這些工具還可以與現(xiàn)有的第三方管理系統(tǒng)或者電信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)發(fā)的運(yùn)營(yíng)支持系統(tǒng)進(jìn)行互操作。XML、直接命令行界面（CLI）和HTTP/S可以被用于組件之間的直接通信。作為整個(gè)IP-over-DWDM管理集成計(jì)劃的最后一個(gè)組成部分，思科可以為整個(gè)管理生命周期提供其他一些重要的工具，它們的功能包括簡(jiǎn)化光傳輸層設(shè)計(jì)，規(guī)劃已知和未知流量，以及為電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中的傳輸和IP網(wǎng)絡(luò)組件的端到端管理制訂操作人員安裝指導(dǎo)。 融合式IP-over-DWDM網(wǎng)絡(luò)解決方案　　用于IP NGN的思科IP over DWDM解決方案 　　當(dāng)電信運(yùn)營(yíng)商希望降低他們的運(yùn)營(yíng)開(kāi)支和投資開(kāi)支時(shí)，他們應(yīng)當(dāng)考慮集成IP和DWDM層�，F(xiàn)有的一些技術(shù)和手段可以實(shí)現(xiàn)這種融合，從而通過(guò)加快服務(wù)推出的速度和提高可靠性，幫助電信運(yùn)營(yíng)商在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)中節(jié)約開(kāi)支和增加收入。在實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的同時(shí)，電信運(yùn)營(yíng)商還可以達(dá)到處理未來(lái)十年中日益增多的IP流量所需要的性能和規(guī)模。這些流量主要源自于所有視頻、語(yǔ)音和數(shù)據(jù)應(yīng)用向IP平臺(tái)的融合。新的集成化IP-over-DWDM核心網(wǎng)絡(luò)解決方案如圖8所示。為了實(shí)現(xiàn)IP和DWMD融合的承諾，電信運(yùn)營(yíng)商需要一個(gè)了解他們的業(yè)務(wù)，擁有明確的目標(biāo)、戰(zhàn)略和戰(zhàn)略實(shí)施計(jì)劃，以及這個(gè)端到端解決方案的所有組件的合作伙伴――思科系統(tǒng)公司。