城域傳輸網(wǎng)技術發(fā)展策略

盧洪斌　中國電信集團廣州研發(fā)中心

1 城域傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向

　　當前，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的高速發(fā)展和城市信息化的推進，網(wǎng)絡建設的重點已轉(zhuǎn)向城域網(wǎng)。除了承載傳統(tǒng)的電信業(yè)務之外，城域傳輸網(wǎng)還應能提供IP業(yè)務的傳輸，并能針對不同用戶的實際需求，提供差別化服務。根據(jù)技術發(fā)展趨勢和市場需求，構建一個大容量、多業(yè)務、可擴展和開放式的高可靠性城域傳輸統(tǒng)一平臺，將成為城域傳輸網(wǎng)發(fā)展的方向和演進的最終目標，其實現(xiàn)將有利于開辟新的業(yè)務領域、建立新的運營和盈利模式。

　　飛速發(fā)展的數(shù)據(jù)業(yè)務具有種類多、動態(tài)性、突發(fā)性和非對稱性強等特點。原先的城域傳輸網(wǎng)絡以承載話音為主要目的，既無法適應數(shù)據(jù)業(yè)務的特點，也不能滿足數(shù)據(jù)業(yè)務快速增長的帶寬需求，這些因素使城域傳輸網(wǎng)成為瓶頸，造成數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展困難，無法滿足用戶各種各樣的信息需求。當前涌現(xiàn)的各種城域傳輸技術（如MSTP、RPR和城域波分等）為解決城域傳輸網(wǎng)瓶頸問題提供了技術基礎。如何經(jīng)濟合理地把這些技術用于城域傳輸網(wǎng)，使傳輸網(wǎng)能相對獨立地平滑演進和發(fā)展，充分支持現(xiàn)有的和將來的多種業(yè)務，大幅提高網(wǎng)絡資源利用率，已成為運營商城域網(wǎng)規(guī)劃和建設中急待解決的問題。

2 城域傳輸網(wǎng)存在的問題

　　目前，在城域網(wǎng)中，話音和專線業(yè)務通常由SDH和電路交換機提供，數(shù)據(jù)業(yè)務通常由SDH和分離的FR、ATM、IP網(wǎng)提供，這種通過傳輸網(wǎng)獨立組網(wǎng)的重疊網(wǎng)絡結構是多年來為不斷支持新業(yè)務而逐步形成的。該結構有利于各業(yè)務網(wǎng)單獨規(guī)劃和運營管理，但隨著不同種業(yè)務的數(shù)量和流量增加，出現(xiàn)網(wǎng)絡資源利用率低、統(tǒng)一規(guī)劃和管理困難、各業(yè)務網(wǎng)間互通復雜、網(wǎng)絡發(fā)展不適應業(yè)務多樣化需求等問題，使重疊網(wǎng)絡結構越來越難以滿足市場發(fā)展變化的需要，建設和運營成本越來越高，投入和產(chǎn)出不能保持同步增長。

　　在承載IP數(shù)據(jù)方面，現(xiàn)有本地傳輸網(wǎng)存在不足，IP城域網(wǎng)基本上為獨立組網(wǎng)，絕大部分業(yè)務直接承載在物理光纖網(wǎng)絡上。這種組網(wǎng)方式的好處是節(jié)省傳輸設備投資，使組網(wǎng)成本大大降低，但采用量裸纖互連IP設備，加快了光纜線路資源的消耗，而且裸纖直連無法實現(xiàn)鏈路保護，不便于業(yè)務管理和提供電信級業(yè)務。

　　城域范圍內(nèi)各業(yè)務網(wǎng)獨立發(fā)展，給城域傳輸網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展帶來了很多問題，特別是在IP業(yè)務高速增長和客戶需求多樣化的環(huán)境中，各業(yè)務網(wǎng)單獨組網(wǎng)復雜低效，造成傳輸網(wǎng)資源嚴重浪費、設備和運營成本高以及業(yè)務提供緩慢等問題，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）傳輸鏈路資源利用率低，大量通道富余閑置，網(wǎng)絡資源總體過剩、局部不足的矛盾突出；

（2）城域傳網(wǎng)業(yè)務接口類型少，承載業(yè)務類型有限，不能提供多等級業(yè)務，不適應IP網(wǎng)絡突發(fā)業(yè)務的特性；

（3）由地城域傳輸網(wǎng)的限制，IP城域網(wǎng)獨立組網(wǎng)，光纖消耗大，缺乏有效保護和恢復能力，不能提供有質(zhì)量保證的IP業(yè)務承載；

（4）大量SDH環(huán)網(wǎng)疊加互連，業(yè)務開通時間長、不靈活；

（5）難以靈活有效地開展VPN、帶寬出租和帶寬實時請求等新業(yè)務；

（6）多廠家設備組網(wǎng)，網(wǎng)管不健全，無統(tǒng)一網(wǎng)管，業(yè)務調(diào)度困難，運維成本高。

3 城域傳輸網(wǎng)技術發(fā)展策略

3.1 技術發(fā)展目標

　　城域傳輸網(wǎng)的規(guī)劃和建設應以用戶的帶寬需求和各種業(yè)務的發(fā)展趨勢為基礎，根據(jù)市場預測和設備情況，選擇組網(wǎng)技術方案。當前已大量存在基于SDH的城域傳輸網(wǎng)，承載著多種類型業(yè)務網(wǎng)絡（PSTN、ATM/FR、IP和DDN等）因此城域傳輸網(wǎng)建設要重點考慮網(wǎng)絡的延續(xù)性、兼容性和可運營可擴展性，同時要解決城域傳輸網(wǎng)所存在的問題，根據(jù)業(yè)務需求，統(tǒng)一規(guī)劃、建設和管理城域傳輸網(wǎng)。

　　為了便于網(wǎng)絡的擴展和管理，城域傳輸網(wǎng)通常采用分層網(wǎng)絡結構，由上至下分為核心層、匯聚層和接入層三層結構。對于業(yè)務量較小的城域傳輸網(wǎng)而言，也可采用核心層和接入層二層結構（核心層與匯聚層合并）。核心層主要提供大容量的業(yè)務調(diào)度能力和多種業(yè)務的傳輸能力，完成與PSTN、ATM/FR、DDN和Chinanet骨干網(wǎng)的互連互通。匯聚層負責城域網(wǎng)區(qū)域內(nèi)業(yè)務的匯聚和疏導，提供本地業(yè)務調(diào)度能力和多業(yè)務匯聚分發(fā)能力。接入層通過各種接入技術和線路資源，把業(yè)務就近接入?yún)R聚點，實現(xiàn)用戶覆蓋。

3.2 技術發(fā)展策略

3.2.1 核心層

　　根據(jù)核心層的網(wǎng)絡功能要求，核心節(jié)點應采用開放式網(wǎng)絡結構，具備GE、10GE、POS、ATM等高速率接口，并支持節(jié)點的擴容、備份和網(wǎng)絡拓撲的靈活調(diào)整。核心層可采用的組網(wǎng)技術主要有城域波分、MSTP和OXC等。

　　若業(yè)務量不是特別大，新建的城域傳輸網(wǎng)核心層可選用MSTP技術組網(wǎng)。城域核心層業(yè)務收斂程度高，核心設備節(jié)點相對較少，可通過10G設備或40G設備實現(xiàn)大顆粒業(yè)務傳送。由于SDH設備經(jīng)歷了較長的發(fā)展和應用過程，基于SDH的MSTP系統(tǒng)成本相對較低，同時可提供成熟的網(wǎng)絡保護和較大的網(wǎng)絡帶寬，承載高速IP、POS端口和傳統(tǒng)SDH端口，并可同時提供SDH鏈路業(yè)務，實現(xiàn)交換局、關口局與匯接局的互連互通。網(wǎng)絡初期建設采用MSTP技術，可為城域傳輸網(wǎng)核心層提供低成本綜合業(yè)務解決方案。

　　城域核心層無需傳送網(wǎng)具備L2的交換和處理功能，而只要提供點到點的高速連接（POS或GE/10GE接口），因此核心層的MSTP只需要提供數(shù)據(jù)透傳功能。在城域傳輸網(wǎng)與IP網(wǎng)的關系上，由于當前城域傳輸網(wǎng)在承載IP數(shù)據(jù)時存在效率、靈活性和成本等問題仍未得到解決，對于業(yè)務量不是特別大的城域核心層，IP網(wǎng)和城域傳輸網(wǎng)可采用分別組網(wǎng)的方式，IP網(wǎng)節(jié)點獨立于傳輸網(wǎng)節(jié)點。分別組網(wǎng)有利于發(fā)揮各自的技術優(yōu)勢，便于實現(xiàn)兩網(wǎng)核心層的強大業(yè)務處理能力。

　　對于業(yè)務量特別大的區(qū)域，尤其是未來業(yè)務流量將保持較高增長速度的地方，核心層應采用城域波分技術。城域波分的優(yōu)勢在于解決帶寬問題，能提高光纖資源的利用率，并可通過光通道保護和光復用段環(huán)網(wǎng)保護等光層保護能力，提供強大的網(wǎng)絡生存性，實現(xiàn)低成本業(yè)務匯聚。在城域核心層，通過城域波分提供透明波長、GE、POS和ATM承載，以大容量、可擴展的鏈路連接各核心節(jié)點，實現(xiàn)高帶寬和高安全性構架的光傳輸平臺。

　　核心層采用城域波分技術，可以把當前單獨組網(wǎng)的IP寬帶風和城域傳輸網(wǎng)的核心層統(tǒng)一到城域波分物理平臺上，由此平臺提供的波長資源分別承載SDH、MSTP和IP寬帶業(yè)務。這樣不僅有利于網(wǎng)絡統(tǒng)一管理，而且可通過靈活調(diào)撥波長資源，快速滿足IP網(wǎng)迅速增長的帶寬要求，解決光纖直連方式中光纖資源快速消耗的問題，提高網(wǎng)絡資源的利用率。另外，城域波分提供帶保護的波長通道，可用于傳送比光纖直連具有更好QoS保障的數(shù)據(jù)業(yè)務，以增強IP網(wǎng)的生存性和健壯性。更重要的是，城域波分技術的應用為今后向智能光網(wǎng)絡發(fā)展提供平滑演進的物理平臺，可避免分離組網(wǎng)所造成的網(wǎng)絡融合困難和難以擴展等問題，為引入智能OXC、適應未來智能提供多樣化業(yè)務和靈活分配帶寬奠定基礎。

　　核心層網(wǎng)絡拓撲結構的今后目標是向網(wǎng)狀網(wǎng)或格狀網(wǎng)的方向發(fā)展，采用分布式的控制機制，應用OXC組網(wǎng)技術，并基于ASON和GMPLS等新標準和技術�；�于OXC的智能光網(wǎng)絡是今后傳送網(wǎng)發(fā)展的重要方向，但當前技術尚未成熟，業(yè)務需求也有待開拓。

3.2.2 匯聚層

　　匯聚層可采用的組網(wǎng)技術主要有MSTP、RPR和城域波分技術。在匯聚層采用MSTP，可保證對傳統(tǒng)TDM業(yè)務的支持，同時優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務的傳送，提高帶寬利用率。利用MSTP的L2交換和匯聚功能，可節(jié)省匯聚層節(jié)點的業(yè)務端口，降低網(wǎng)絡成本。當前和今后一段時期，TDM業(yè)務仍將是電信運營商最主要的收入來源，而且還有一定的增長空間，在業(yè)務需求以TDM業(yè)務為主時，新建城域傳輸網(wǎng)的匯聚層以采用MSTP為適。

　　若已建的SDH網(wǎng)絡還有較多的剩余容量，能滿足今后TDM業(yè)務發(fā)展的需求，而新增的業(yè)務主要以IP數(shù)據(jù)業(yè)務為主時，則可以考慮采用RPR技術組網(wǎng)。RPR具有優(yōu)化的數(shù)據(jù)業(yè)務傳送能力，它能提供多種級別的業(yè)務種類，可滿足用戶多樣化業(yè)務需求。

　　當城域全范圍或局部區(qū)域業(yè)務量很大且光纖短缺時，可在匯聚層局部區(qū)域采用城域波分技術，基于經(jīng)濟性考慮，應以采用CWDM技術為主。由于匯聚業(yè)務顆粒較小，可通過T-MUX接口，把低速業(yè)務匯聚到一個波長，以提高波長利用率。在當前情況下，匯聚層業(yè)務量相對較小，通常無需彩城域波分技術即可滿足帶寬需求。對于城域傳輸網(wǎng)與IP網(wǎng)的組網(wǎng)，傾向于采用匯聚層IP城域網(wǎng)和城域傳輸網(wǎng)分別組網(wǎng)的方式，IP網(wǎng)節(jié)點獨立于傳輸網(wǎng)節(jié)點。將來技術成熟后，匯聚層也會向統(tǒng)一傳送平臺發(fā)展。

3.2.3 接入層

　　接入層是技術最豐富、對成本最敏感的區(qū)域，當前接入層可供選擇的技術主要有MSTP、RPR和EPON等。接入層采用MSTP可以替代部分數(shù)據(jù)網(wǎng)絡設備，降低網(wǎng)絡成本。對于IP業(yè)務流量占主導的區(qū)域，可采用RPR組網(wǎng)，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務接入能力優(yōu)化。由于接入層中的主要業(yè)務包括10M/100M以太網(wǎng)、2M、34M/45M等小顆粒業(yè)務，城域波分技術不適用于這一層面。

　　對于城域傳輸網(wǎng)與IP網(wǎng)的組網(wǎng)，應綜合考慮技術成熟性和網(wǎng)絡經(jīng)濟性，根據(jù)實際需求，可采用多種不同的技術方案實現(xiàn)經(jīng)濟和靈活的業(yè)務接入。在接入層，城域傳輸網(wǎng)應能提供豐富的業(yè)務接口，以最大限度滿足IP業(yè)務的接入和承載，有利于節(jié)省網(wǎng)絡投資和提高資源利用率。局部區(qū)域（如傳輸資源緊缺或用戶IP業(yè)務需求量大）仍可采用光纖直連方式。具體采用何種技術，應根據(jù)業(yè)務需求和不同業(yè)務量比例情況，通過技術和經(jīng)濟分析來確定。

　　當前城域傳輸網(wǎng)需解決的主要問題是同時提供TDM和IP業(yè)務有效承載，使傳輸網(wǎng)資源得到最大限度的利用。合理的城域傳輸網(wǎng)技術發(fā)展策略是規(guī)劃和建設經(jīng)濟和可運營城域傳輸網(wǎng)的基礎，能為城域傳輸網(wǎng)向大容量、多業(yè)務、可擴展和開放式的高可靠性統(tǒng)一傳送平臺順利發(fā)展提供技術保障。

摘自　電信快報（2003年第4期）