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摘要 介紹了當(dāng)前IP傳送網(wǎng)的4種建設(shè)模式，即IP over SDH、IP over Fiber、IP over 點(diǎn)到點(diǎn)WDM和IP over SDH over WDM。分析了WDM應(yīng)該具備的4個(gè)主要特性，從而滿足未來的IP寬帶業(yè)務(wù)傳送要求。
1 引言
當(dāng)前的IP傳送網(wǎng)一般有4種建設(shè)模式，即IP over SDH、IP over Fiber、IP over 點(diǎn)到點(diǎn)WDM和IP over SDH over WDM。其中：
（1）IP over SDH：不適合大容量的IP傳送。
（2）IP over Fiber：由路由器提供保護(hù)，如MPLS FRR。為了實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速保護(hù)恢復(fù)，路由器一般需要輕載到30％以下，絕大部分交換容量用于中轉(zhuǎn)而不是本地業(yè)務(wù)上下。隨著業(yè)務(wù)加速IP化，全球IP流量的年復(fù)增長率（CAGR）高達(dá)50％以上，預(yù)計(jì)未來5年每月的IP流量將達(dá)到1×10e16字節(jié)�？紤]到路由器端口的價(jià)格是傳送設(shè)備的5～10倍，大量的IP業(yè)務(wù)直接承載到光纖上，即使不計(jì)算額外消耗的光纖，總的建設(shè)成本也要比有傳送層的方案要高。另外，MPLS復(fù)雜且昂貴，主要應(yīng)用于核心干線網(wǎng)，全網(wǎng)覆蓋尚不成熟，IP over Fiber難以保障端到端的QoS，難以保障語音、專線和Video高QoS業(yè)務(wù)承載的質(zhì)量。
（3）IP over 點(diǎn)到點(diǎn)WDM：WDM設(shè)備提供點(diǎn)到點(diǎn)的靜態(tài)波長管道，以及波長的快速保護(hù)恢復(fù)能力，適合于Internet和VoIP等匯聚型IP業(yè)務(wù)的傳送。然而，當(dāng)需要端到端提供大顆粒專線業(yè)務(wù)時(shí)，不得不進(jìn)行兩種選擇：
●在該業(yè)務(wù)需要經(jīng)過的每個(gè)WDM OTM節(jié)點(diǎn)，采取人工連接尾纖的方式來建立路由，并測試該鏈路的完好性。此方案開通業(yè)務(wù)的時(shí)間長達(dá)數(shù)周甚至數(shù)月，對(duì)招攬客戶非常不利；
●WDM的各波長在每個(gè)OTM節(jié)點(diǎn)都下到路由器（或其它IP設(shè)備），通過路由器來建立快速建立端到端的連接，導(dǎo)致絕大部分交換容量用于中轉(zhuǎn)而不是本地業(yè)務(wù)上下，大大增加了網(wǎng)絡(luò)總建設(shè)成本。
（4）IP over SDH over WDM：WDM提供大容量的點(diǎn)到點(diǎn)管道；SDH作為大容量管道交換設(shè)備，承擔(dān)三項(xiàng)至關(guān)重要的功能：業(yè)務(wù)疏導(dǎo)、業(yè)務(wù)保護(hù)、鏈路管理，保障了電信級(jí)IP業(yè)務(wù)的傳送質(zhì)量，減輕了對(duì)路由器交換容量的壓力，也降低了全網(wǎng)建設(shè)成本，是比較完美的IP承載方案，至今仍被大量被采用。然而，以VC4為交換顆粒的SDH設(shè)備不僅容量難以做大，而且需要將10G或40G反向復(fù)用成數(shù)十、數(shù)百個(gè)VC4用于交換，然后復(fù)用成10G或40G，增加了大量不必要的成本，在IP業(yè)務(wù)量快速增加的今天，SDH層已經(jīng)成為沉重負(fù)擔(dān)。IP直接承載到WDM將成為不可阻擋的發(fā)展趨勢(shì)。
2 未來IP寬帶業(yè)務(wù)傳送WDM應(yīng)具備的特性
WDM應(yīng)該具備哪些特征，才能滿足未來的IP寬帶業(yè)務(wù)傳送要求呢？歸納起來，需要具備以下4個(gè)主要特性：
（1）從靜態(tài)的點(diǎn)到點(diǎn)WDM演進(jìn)成動(dòng)態(tài)的光調(diào)度設(shè)備
SDH之所以能被廣泛應(yīng)用，主要在于它具備大顆粒業(yè)務(wù)交換能力（如E1或VC4），能提供比電話交換機(jī)更經(jīng)濟(jì)、更易管理的大管道端到端提供能力，大大減少了交換機(jī)端口的需求，降低了全網(wǎng)建網(wǎng)成本。如果WDM能夠具備類似SDH的波長/子波長調(diào)度能力，并組建一張端到端的WDM承載網(wǎng)絡(luò)，就可以實(shí)現(xiàn)GE、10GE、40G等大顆粒業(yè)務(wù)端到端地快速提供，加快業(yè)務(wù)開通時(shí)間，或減少對(duì)路由器端口的需求。
ROADM技術(shù)的出現(xiàn)使得WDM能以非常低廉的成本（無OEO轉(zhuǎn)換）完成超大容量的光波長交換；但受波長沖突、OSNR、Chromatic Dispersion、PMD限制等難以突破的物理光層限制，單獨(dú)依靠ROADM技術(shù)很難組建大規(guī)模、端到端的波長網(wǎng)絡(luò)。
OTN交換技術(shù)，以2.5G或10G為顆粒，在電層上也可以完成大容量的業(yè)務(wù)調(diào)度。采用OTN交換技術(shù)的新一代WDM只在傳統(tǒng)WDM上增加一個(gè)交換單元，增加的額外成本極少，具體參見圖1。
圖1 采用OTN交換技術(shù)的新一代WDM
基于OTN的新一代WDM網(wǎng)絡(luò)具備SDH+WDM的功能，但減少了2/3的OEO轉(zhuǎn)換。此外，基于大顆粒（2.5G/10G）的交換矩陣也基于VC4的具有更高的性價(jià)比。
OTN交換技術(shù)盡管消除ROADM的物理限制，但構(gòu)造幾十個(gè)Tbit/s這樣級(jí)別的交換容量并不經(jīng)濟(jì)。如果將ROADM與OTN結(jié)合，形成“光＋電”混合交換結(jié)構(gòu)，就可以構(gòu)建一個(gè)大容量、大范圍、端到端的WDM網(wǎng)絡(luò)。
（2）提供快速、可靠的大顆粒業(yè)務(wù)的保護(hù)能力
電信級(jí)業(yè)務(wù)需要達(dá)到50ms的保護(hù)倒換時(shí)間。在IP+WDM網(wǎng)絡(luò)中，路由器邏輯路由一般呈Full Mesh狀分布，而光纖物理路則一般呈環(huán)或簡單的Mesh狀，一條物理路徑中斷可能引起大量IP邏輯路由中斷，導(dǎo)致路由器FRR保護(hù)恢復(fù)時(shí)間將變得非常長，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過50ms。傳統(tǒng)電信級(jí)IP網(wǎng)中引入SDH層面，一個(gè)重要原因就是為了提供50ms的保護(hù)恢復(fù)時(shí)間。
基于OTN交換的WDM設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)波長或子波長的快速保護(hù)，如1+1、1:1、1:N、Mesh保護(hù)，像SDH一樣滿足50ms的保護(hù)倒換時(shí)間。
（3）有效地支持IP業(yè)務(wù)的傳送
路由器利用POS端口的SDH開銷（Overhead）字節(jié)，快速準(zhǔn)確地檢測線路傳輸質(zhì)量，使得故障后可以快速啟動(dòng)保護(hù)倒換。然而，一個(gè)POS端口成本是LAN端口的2倍以上，路由器直接出LAN端口可以大大降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。通過提供G.709的OTN接口，WDM傳送LAN信號(hào)時(shí)疊加類似SDH的開銷字節(jié)，代替了路由器POS端口的開銷字節(jié)功能，消除了路由器提供POS端口的必要性。
在WDM上集成的Any-ADM特性，提供了任意業(yè)務(wù)的疏導(dǎo)功能，使得IP網(wǎng)絡(luò)配置更靈活，業(yè)務(wù)傳送更可靠。在IPTV節(jié)目源的承載中，通過ROADM、OTN調(diào)度和Any-ADM可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)直接在光層廣播和保護(hù)，從而進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總成本，具體參見圖2。
圖2 利用光層廣播及保護(hù)功能，對(duì)路由器端口的需求數(shù)量減少50％
（4）提供良好的運(yùn)維管理能力
如同SDH一樣，OTN也定義了豐富的開銷字節(jié)（Overhead），具備了SDH相似的運(yùn)維管理能力。
OTN定義了豐富的開銷字節(jié)，使得WDM具備如同SDH/SONET一樣的運(yùn)維管理能力。
圖3中，值得一提的是TCM1~6和GCC0~2字節(jié)。當(dāng)某個(gè)WDM網(wǎng)絡(luò)使用字節(jié)TCMx時(shí)，一旦出現(xiàn)誤碼將被記錄到TCMx。假設(shè)某個(gè)波長分別穿通了三個(gè)設(shè)備商的WDM子網(wǎng)（分別使用TCM1、TCM2、TCM3字節(jié)），一旦出現(xiàn)誤碼，在波長的最終接收端通過檢查TCM1～TCM3就知道是哪個(gè)設(shè)備商的子網(wǎng)出現(xiàn)故障。GCC0可以用于承載某設(shè)備商自己的通信管理信息，類似SDH的DCC字節(jié)；至于GCC1、GCC2，可以用來透傳其它設(shè)備商的通信管理信息，有利于多個(gè)設(shè)備商共同組建一個(gè)端到端的WDM網(wǎng)絡(luò)。
圖3 OTN定義了豐富的開銷字節(jié)，使得WDM具備如同SDH/SONET一樣的運(yùn)維管理能力
此外，在IP業(yè)務(wù)快速發(fā)展的今天，WDM越來越被廣泛地應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也由鏈、環(huán)逐漸向Mesh方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和業(yè)務(wù)調(diào)度的復(fù)雜性大大提高。WDM網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃輔助工具提供的全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃特性、ASON/GMPLS控制平面提供自動(dòng)路由發(fā)現(xiàn)、自動(dòng)波長提供，快速路由恢復(fù)特性等，都將成為新一代WDM必備的功能。
3 結(jié)束語
總之，業(yè)務(wù)的ALL IP化已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)，網(wǎng)絡(luò)帶寬也隨之越來越高。ROADM/OTN交換技術(shù)的出現(xiàn)，使得新一代WDM能夠組建端到端大顆粒業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)，有效地降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的總成本。
來源：電信網(wǎng)技術(shù)
