融合的骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)型

 隨著光纖寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)逐步實(shí)施、各類高清視頻應(yīng)用的普及和各類新型應(yīng)用終端的出現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)了越來越多的電信級(jí)業(yè)務(wù)，原本已經(jīng)擁擠的骨干網(wǎng)，會(huì)變得更加擁擠不堪，骨干網(wǎng)必須與光纖寬帶接入同步建設(shè)。目前主流設(shè)備供應(yīng)商和電信運(yùn)營商已開始了100G長距離和超長距離的試驗(yàn)和試商用。

現(xiàn)在的問題是一味地增加骨干網(wǎng)的容量和速率是不是唯一的解決方法。骨干網(wǎng)對(duì)上層業(yè)務(wù)的承載可以分成IP/MPLS路由、TDM和波長連接等多個(gè)層面，其主要構(gòu)成為網(wǎng)狀互連的核心路由器（P）連接邊緣處的業(yè)務(wù)路由器或PE。流經(jīng)核心網(wǎng)的每一個(gè)分組都要進(jìn)行3層處理，這項(xiàng)任務(wù)非常占用資源。隨著業(yè)務(wù)量的增加，許多P路由器紛紛升級(jí)為多子架的集群配置，成本很高，并且即使已有端口總的利用率也并不高，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容時(shí)仍需新增大量端口。與此同時(shí)，底層的光網(wǎng)絡(luò)也必須按照路由器端口的擴(kuò)容而擴(kuò)建，這樣的建網(wǎng)思路導(dǎo)致運(yùn)營商的CAPEX隨著業(yè)務(wù)流的增長而成比例遞增，可是網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)出和利潤卻并不能同步增長。這種模式顯然是不能持續(xù)發(fā)展的。

融合的骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)型（CBT）

目前已有為數(shù)眾多的運(yùn)營商開始了整合其數(shù)據(jù)、傳送和NOC的努力，另一些雖然短期內(nèi)還沒有明確計(jì)劃，但也已看到這種發(fā)展的趨勢(shì)。上海貝爾是最早看清了這一問題的設(shè)備商，其高效能網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（HLN）中融合的骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)型解決方案（ConvergedBackboneTransformation）對(duì)于這兩類運(yùn)營商都有很好的幫助作用。

IP和光傳輸骨干網(wǎng)現(xiàn)狀如圖1所示。在骨干網(wǎng)中對(duì)于IP和光傳輸?shù)慕y(tǒng)一優(yōu)化必須考慮到上述網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀，光電層的融合須以業(yè)務(wù)的需求為基礎(chǔ)。有了對(duì)IP網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)流量特性和發(fā)展趨勢(shì)的準(zhǔn)確把握，上海貝爾提出了融合的骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)型解決方案。

上海貝爾基于IP和光傳輸兩個(gè)領(lǐng)域與運(yùn)營商豐富的合作經(jīng)驗(yàn)，最先提出了業(yè)務(wù)路由器的概念，并成為40/100GE和40/100G傳輸新技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。上海貝爾從網(wǎng)絡(luò)的整體效率和業(yè)務(wù)的提供角度考慮問題，找出IP和光層最緊密集成的統(tǒng)一優(yōu)化解決方案。與那些只從IP角度或傳輸角度單一思維的方案不同，上海貝爾融合的骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)型解決方案跨越了0層到3層，以更加全面的視角從數(shù)據(jù)平面、控制平面和管理平面3個(gè)方面優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)智能、流量疏導(dǎo)、生存性、網(wǎng)絡(luò)管理和OPEX等關(guān)鍵功能。

CBT的設(shè)計(jì)目標(biāo)是構(gòu)建高效的IP/光傳輸融合的骨干網(wǎng)，從總體上降低每個(gè)比特的傳遞成本。向著CBT的演進(jìn)建設(shè)的過程隨著不同運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)環(huán)境而不同，但如下的特征是相同的：

在混合業(yè)務(wù)環(huán)境下最大限度地提高IP和光鏈路利用率；

優(yōu)化跨層面的可見性和生存性；

盡可能地降低核心層不必要的重復(fù)工作；

在最低每比特成本的前提下提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和擴(kuò)展性。

CBT提供了3種核心網(wǎng)業(yè)務(wù)疏導(dǎo)等級(jí)模型，能夠完全滿足運(yùn)營商多種業(yè)務(wù)映射到傳送管道的要求。這3個(gè)等級(jí)是波長級(jí)、端口級(jí)和子端口級(jí)，如圖2。

分等級(jí)疏導(dǎo)模型的理論基礎(chǔ)是一般情況下，網(wǎng)絡(luò)層次越高，硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)難度越大，其設(shè)備成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在IP核心網(wǎng)中傳遞的分組并不是都需要3層處理，即使需要3層處理的IP分組，也沒有必要在所有節(jié)點(diǎn)都進(jìn)行處理。所以，采用合適的傳輸管道在下層為IP構(gòu)建邏輯網(wǎng)狀網(wǎng)可望顯著降低成本，有效填充光纖鏈路且應(yīng)用維護(hù)更加靈活。圖3示出了骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)具備多等級(jí)處理能力時(shí)對(duì)于業(yè)務(wù)最優(yōu)處理的情況。CBT定義了分等級(jí)疏導(dǎo)模型基礎(chǔ)下的各關(guān)鍵功能的實(shí)施策略，涵蓋了數(shù)據(jù)平面互連、控制平面集成以及網(wǎng)管集成等。

三類不同的疏導(dǎo)模型

波長級(jí)別的疏導(dǎo)提供了最低層面的業(yè)務(wù)調(diào)度功能，適用于集中匯聚型業(yè)務(wù)量最大的場(chǎng)合，也可稱為IPoverDWDM方案。此模型中路由器的一個(gè)端口即為一個(gè)疏導(dǎo)的顆粒，通過WDM系統(tǒng)直接傳送到對(duì)端，在骨干網(wǎng)中一直保持光子信號(hào)，無須電層的處理。這樣就省去了中間節(jié)點(diǎn)OEO轉(zhuǎn)換的成本，降低了CAPEX；減少了備品備件及電處理的操作成本，降低了OPEX，同時(shí)也具備光電層之間良好的可視性。此模型的缺點(diǎn)是在長途和超長途的應(yīng)用受限，而且為業(yè)務(wù)保護(hù)所做的冗余需要在IP/MPLS層面完成，成本較高。

端口級(jí)別的疏導(dǎo)模型不僅適用于分布式的業(yè)務(wù)流，對(duì)于集中匯聚式的業(yè)務(wù)也同樣有效。此模型中，路由器通過傳統(tǒng)的黑白接口與傳輸層面相連，由OTN或DWDM設(shè)備提供端口級(jí)別的業(yè)務(wù)調(diào)度功能，把路由器的端口作為基本的調(diào)度顆粒，映射到傳輸網(wǎng)中的一個(gè)傳輸容器中去（可以是波長、ODU或VC4-n）。該模型實(shí)現(xiàn)了更高的鏈路利用率從而降低了CAPEX，通過10G、40G或100G轉(zhuǎn)發(fā)器共存的WDM設(shè)備實(shí)現(xiàn)IP域業(yè)務(wù)顆粒的靈活增長。

子端口級(jí)別的疏導(dǎo)提供了最高的調(diào)度靈活性，最適用于全分布式的流量架構(gòu)，例如租線和L2VPN。該模型使得VLAN或偽線等邏輯端口能夠映射到ODUflex等傳輸容器中，不用在獨(dú)占一個(gè)端口或波長。ODUflex是新出現(xiàn)的技術(shù)，它支持以1G的顆粒靈活地增加傳輸管道容量，并結(jié)合智能控制平面使得帶寬的調(diào)整更加地動(dòng)態(tài)與靈活。智能的控制平面還能增加網(wǎng)絡(luò)的生存性，為傳輸顆粒提供更豐富的QoS級(jí)別。該方案對(duì)于目前主流運(yùn)營商的運(yùn)維體制沒有大的沖擊，IP與傳輸部門各自獨(dú)立，有著比較清楚的管理界面。CBT的子端口疏導(dǎo)模型還為運(yùn)營商設(shè)計(jì)了一種集成的管理工作流程，為運(yùn)營商的NOC如何從現(xiàn)有的工作模式平滑地演進(jìn)到IP/傳輸集成NMS、單一的告警機(jī)制和一鍵事業(yè)務(wù)部署提供了指導(dǎo)。