寬帶城域網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)展綜述

目前廣域網(wǎng)帶寬已經(jīng)達(dá)到數(shù)百Gb/s，而寬帶接入網(wǎng)的建設(shè)也已經(jīng)步入快速發(fā)展的軌道。IP-DSLAM和5類線以太網(wǎng)接入使用戶接入速率達(dá)到數(shù)百Kb/s到數(shù)Mb/s。采用SDH的傳統(tǒng)城域網(wǎng)成為發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)的瓶頸。目前已出現(xiàn)城域網(wǎng)建設(shè)的高潮。

目前主要的寬帶城域網(wǎng)技術(shù)方案有以下三種：

新一代SDH城域網(wǎng)多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái) MSTP,WDM光城域網(wǎng),光以太網(wǎng)城域網(wǎng)。

由于目前寬帶業(yè)務(wù)傳輸主要是IP數(shù)據(jù)，從傳輸角度看效率最高的應(yīng)該是物美價(jià)廉的光以太網(wǎng)，但是實(shí)際上最受運(yùn)營(yíng)商青睞的卻是多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)MSTP。其原因在于：

對(duì)于商業(yè)機(jī)構(gòu)的IP業(yè)務(wù)，由于共享IP網(wǎng)的計(jì)費(fèi)和結(jié)算問(wèn)題沒(méi)有解決，運(yùn)營(yíng)商主要還是靠出租專線收費(fèi)。對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言，互聯(lián)網(wǎng)上的IP業(yè)務(wù)雖然流量很大，但是由于不能控制管理，沒(méi)有結(jié)算計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，只能靠包月收費(fèi)。運(yùn)營(yíng)商增加收入的辦法是盡量將IP業(yè)務(wù)納入SDH專線或虛擬專網(wǎng)IP-VPN ，這樣就可以方便地管理計(jì)費(fèi)。這就是目前盡管城域以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成熟，且成本低廉，電信運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)寬帶城域網(wǎng)時(shí)更青睞價(jià)格較高的基于新一代SDH的多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)MSTP的原因。

隨著寬帶IP業(yè)務(wù)開放平臺(tái)建設(shè)和生態(tài)系統(tǒng)的形成，寬帶IP網(wǎng)成為一個(gè)可管理，能運(yùn)營(yíng)，可盈利的網(wǎng)絡(luò)。光以太網(wǎng)城域網(wǎng)和WDM光城域網(wǎng)憑借其傳輸IP業(yè)務(wù)的高效率和低廉的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本將逐漸成為寬帶城域網(wǎng)的主流。

MSTP城域網(wǎng)

(1).新一代SDH多業(yè)務(wù)傳輸平臺(tái)MSTP城域網(wǎng)具有以下特點(diǎn)：

1.高集成度。SDH處理專用芯片和光收發(fā)器的進(jìn)步和成熟使SDH系統(tǒng)的集成度不斷提高， NGSDH的高集成度表現(xiàn)為設(shè)備體積緊湊，端口密度高，通過(guò)很小的空間提供超大的接入容量和業(yè)務(wù)調(diào)度容量。

2. MADM集成和業(yè)務(wù)調(diào)度能力。新一代SDH設(shè)備的高集成度可使系統(tǒng)集成多個(gè)分插復(fù)用ADM，同時(shí)還融合了大容量同步交叉連接(SDXC)矩陣，可靈活實(shí)現(xiàn)多個(gè)ADM間的業(yè)務(wù)調(diào)度，構(gòu)成多分插復(fù)用MADM(Multiple-ADM)。

3.多業(yè)務(wù)傳送能力。新一代SDH在保持傳統(tǒng)SDH優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，融合了ATM和IP技術(shù)，針對(duì)不同的業(yè)務(wù)采用不同的傳送方式，形成了一個(gè)統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)。支持STM-4C 、STM-16C等級(jí)業(yè)務(wù)的透明傳送。

STM-4C 、 STM-16C等級(jí)業(yè)務(wù)用于承載ATM、 POS(Packetover SDH)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。新一代SDH在透明傳送 STM-4C 、 STM-16C等級(jí)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步融合了ATM信元統(tǒng)計(jì)復(fù)用和交換、IP幀統(tǒng)計(jì)復(fù)用和交換等功能，在充分發(fā)揮SDH技術(shù)特點(diǎn)的同時(shí)(快速環(huán)網(wǎng)自愈環(huán)倒換、高QoS保證)，通過(guò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，提高帶寬利用率，可廣泛應(yīng)用于寬帶城域網(wǎng)。

(2).支持10M/100M/1000M

以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入新一代SDH具有靈活的帶寬調(diào)整能力，適應(yīng)寬帶城域網(wǎng)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的大帶寬傳送要求，通常采用兩種方式實(shí)現(xiàn)。一種是采用ML-PPP(Multi-Link Point-to-Point Protocol)捆綁多個(gè)VC-12/VC-3通道傳送以太網(wǎng)幀，另一種是采用多個(gè)VC-12/VC-3/VC-4級(jí)聯(lián)或虛級(jí)聯(lián)通道傳送。其中，由于虛級(jí)聯(lián)(VC-v12-Xv/VC-3-Xv/VC-4-Xv)方式兼容傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)，從而得到廣泛應(yīng)用。

(3).具備彈性分組環(huán)RPR功能

通過(guò)RPR接口板和SDH設(shè)備的交叉功能，在SDH環(huán)路上開辟N×VC-4通道用于IP業(yè)務(wù)的傳送，在這個(gè)IP環(huán)路中，實(shí)現(xiàn)Package ADM ，空間重用。同時(shí)通過(guò)流分類、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)等技術(shù)滿足以太業(yè)務(wù)的QOS功能，通過(guò)VDQ等帶寬的公平算法保證各節(jié)點(diǎn)的接入帶寬，環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)增強(qiáng)業(yè)務(wù)的可靠性。RPR是一種與物理層無(wú)關(guān)的二層技術(shù)，已明確提出將SDH作為其物理載體。所以在NGSDH上實(shí)現(xiàn)RPR是對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的一種很好的解決方案。

(4).智能化管理。傳統(tǒng)的SDH管理基于單網(wǎng)元，業(yè)務(wù)配置、設(shè)備性能和告警等管理功能的操作對(duì)像為單網(wǎng)元。SDH的新一代管理是則面向整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)配置、設(shè)備性能和告警等功能直接基于面向用戶提供的網(wǎng)絡(luò)。新一代SDH配置業(yè)務(wù)時(shí)，只需指定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的源和宿及其相應(yīng)要求，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)即可快速自動(dòng)生成，而不需象傳統(tǒng)SDH那樣逐個(gè)進(jìn)行網(wǎng)元設(shè)置，系統(tǒng)可提供端到端的業(yè)務(wù)性能、告警監(jiān)控和故障輔助定位。此外，新一代SDH還支持用戶等級(jí)定義、帶寬租用和計(jì)費(fèi)等功能，智能化特性是新一代SDH的一項(xiàng)顯著特征。

對(duì)于以太網(wǎng)承載，應(yīng)滿足對(duì)上層業(yè)務(wù)的透明性，映射封裝過(guò)程應(yīng)支持帶寬可配置。在這個(gè)前提之下，可以選擇在進(jìn)入VC映射之前是否進(jìn)行二層交換。不論是否交換，對(duì)于二層交換功能，良好的實(shí)現(xiàn)方式應(yīng)該支持如STP、VLAN、流控、地址學(xué)習(xí)、組播等輔助功能。我國(guó)行標(biāo)中規(guī)定可以選用三種以太網(wǎng)映射方式中的一種：LAPS方式(ITU-TX.85)、PPP方式(IETF系列RFC)、GFP方式(ITU-TG.704)。對(duì)于ATM接口，在映射入VC之前，提供ATM統(tǒng)計(jì)復(fù)用和VP、VC交換功能。對(duì)于寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的映射，MSTP還應(yīng)該支持低階和高階的VC級(jí)聯(lián)功能，包括相鄰級(jí)聯(lián)和虛級(jí)聯(lián)。

WDM光城域網(wǎng)

WDM光城域網(wǎng)是從簡(jiǎn)單的WDM點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸應(yīng)用中演化過(guò)來(lái)的，演化期間其結(jié)構(gòu)變化經(jīng)歷了從靈活性受限到可以提供動(dòng)態(tài)可重新配置應(yīng)用的過(guò)程，進(jìn)化后的WDM光城域網(wǎng)系統(tǒng)提供的應(yīng)用與SONET/SDH提供的控制和業(yè)務(wù)選項(xiàng)相似。改進(jìn)設(shè)計(jì)使WDM光城域網(wǎng)系統(tǒng)更像SONET/SDH 。其中光分插復(fù)用器OADM和光交叉連接器OXC等WDM網(wǎng)元的功能必須更像對(duì)應(yīng)的SONET/SDH網(wǎng)元ADM和DXC。

1.目前較成熟的是第三代動(dòng)態(tài)可重新配置的光分插復(fù)用(ROADM)以及光交叉連接(OXC)解決方案。系統(tǒng)要支持類似于SONET的性能，就必須提供全自動(dòng)的光層，其中包括可重新配置的光分插復(fù)用，單波長(zhǎng)粒度，自動(dòng)功率和瞬態(tài)控制，以及確保業(yè)務(wù)質(zhì)量和故障管理的連續(xù)實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)。

光分插復(fù)用器(OADM)是構(gòu)成ROADM的關(guān)鍵設(shè)備。可重配置的OADM在將信號(hào)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)不需要經(jīng)過(guò)O-E-O轉(zhuǎn)發(fā)，可以消除光電光轉(zhuǎn)換的成本。到2006年，OADM市場(chǎng)將是現(xiàn)在的10倍，達(dá)到10多億美元。屆時(shí)，可重配置OADM將統(tǒng)治市場(chǎng)，這一期間其年均增長(zhǎng)率將達(dá)78%。這一增長(zhǎng)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)KMI預(yù)測(cè)的同一期間 DWDM13%的增長(zhǎng)率。

2. DWDM 技術(shù)在廣域網(wǎng)應(yīng)用獲得巨大成功已成為主流，但是不能簡(jiǎn)單地將廣域網(wǎng)DWDM方案用于城域網(wǎng)。解決的方法是采用稀疏波分復(fù)用CWDM技術(shù)。使用1200-1700nm的寬窗口，對(duì)激光器和濾波器的要求可以大大降低，可以大幅度降低成本。稀疏波分復(fù)用(CWDM)系統(tǒng)的信道間隔按國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為20nm，大于密集波分復(fù)用的信道間隔(約1nm)20倍。由于減少了冷卻器件對(duì)空間的要求，使每塊插卡可以插接更多的激光器。這樣一來(lái)，管理和維護(hù)成本也隨之大幅下降，如減小了應(yīng)用空間、降低了建筑的制冷要求、延長(zhǎng)了電路使用壽命。稀疏波分復(fù)用與密集波分復(fù)用技術(shù)相比具有以下成本優(yōu)勢(shì)：密集波分復(fù)用系統(tǒng)接收機(jī)的成本一般為稀疏波分復(fù)用系統(tǒng)的四至五倍。密集波分復(fù)用系統(tǒng)濾波器的成本為稀疏波分復(fù)用系統(tǒng)的兩倍。密集波分復(fù)用激光器為保持溫度穩(wěn)定需采用集成式熱電致冷器，因此其所需功率高于無(wú)制冷型稀疏波分復(fù)用激光器。