IP OVER WDM技術(shù)淺談

                                                   烽火通信  秦圣
一、背景

社會步入21世紀信息時代后，全球信息量呈現(xiàn)出爆炸式增長趨勢，寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)早已取代了傳統(tǒng)電信通信網(wǎng)中語音業(yè)務(wù)的主導(dǎo)地位。同時，采用基于TDM技術(shù)構(gòu)建傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò),隨著時間的推移，其建設(shè)成本高、設(shè)備利用率低、新業(yè)務(wù)開發(fā)速度慢、可開發(fā)業(yè)務(wù)種類少、維護成本高等問題不斷凸現(xiàn)，成為制約著電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。IP技術(shù)通過數(shù)年來不斷的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域已不局限于傳送數(shù)據(jù)信息，已被用作傳送語音、數(shù)據(jù)、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)。VOIP、IPTV、遠程教育、醫(yī)療、電子商務(wù)等新鮮業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)，也進步證明了Everything  over  IP的時代即將到來。隨著IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的急劇增長，一種適合IP業(yè)務(wù)特點、能夠提供大容量、長距離傳送能力的承載技術(shù)成為業(yè)界內(nèi)關(guān)注的焦點。

二、IP承載技術(shù)

和傳統(tǒng)的話音業(yè)務(wù)（TDM）相比，IP業(yè)務(wù)有其明顯的業(yè)務(wù)特征：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)發(fā)散性，業(yè)務(wù)量具備突發(fā)性，業(yè)務(wù)調(diào)度靈活性高，可靠性、安全性要求高等。伴隨著IP業(yè)務(wù)的出現(xiàn)，其承載方式一直是界內(nèi)關(guān)注的焦點。IP  OVER  FIBER,IP  OVER  SDH等技術(shù)的陸續(xù)應(yīng)用，在一定時期階段內(nèi)雖緩解了IP業(yè)務(wù)承載需求，但由于其自身存在的問題，不能很好的適應(yīng)IP業(yè)務(wù)的發(fā)展。直到WDM技術(shù)的出現(xiàn)，IP  OVER  WDM被認為是承載IP業(yè)務(wù)的最佳解決方案。

1、IP  OVER  Fiber

IP  OVER  FIBER即采用光纖資源直連將IP網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)節(jié)點――路由器/交換機連接組網(wǎng)。通常利用路由器/交換機提供的各種IP業(yè)務(wù)接口：

FE/GE/10GE/POS等直接映射在光纖上，實現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的傳輸連接。采用光纖直連的方式，雖然實現(xiàn)方式較為簡單，但隨著IP業(yè)務(wù)數(shù)量的不斷增加，帶來的問題如下：
 
需耗費大量的光纖資源，光纖利用率低；
網(wǎng)絡(luò)拓撲連接復(fù)雜化導(dǎo)致的光纖網(wǎng)鋪設(shè)雜亂；
存在“黑光纖”隱患，即無法監(jiān)控、定位、管理光纖出現(xiàn)的問題故障。
 
正是由于光纖直連方式存在上述缺陷，故IP  OVER  FIBER被認為是解決IP業(yè)務(wù)承載的初級方案，但不是最合適、有效的IP業(yè)務(wù)承載的終極技術(shù)。

2、IP  OVER  SDH

IP  OVER  SDH為利用SDH網(wǎng)絡(luò)成為IP業(yè)務(wù)的承載平臺。在SDH系統(tǒng)中增加IP功能模塊，通過類HDLC的PPP、LAPS、GFP等協(xié)議將IP業(yè)務(wù)包封裝進SDH的VC12、VC3、VC4等容器中，實現(xiàn)在SDH平臺上傳輸IP業(yè)務(wù)，此方式為現(xiàn)在業(yè)界內(nèi)所稱的MSTP（多業(yè)務(wù)承載平臺）技術(shù)。在實現(xiàn)SDH網(wǎng)絡(luò)透明傳輸IP業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，通過在IP功能模塊上開發(fā)二層交換功能，引入數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的MPLS、STP等協(xié)議，便可在SDH網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的二層網(wǎng)絡(luò)交換功能，從而提高了SDH網(wǎng)絡(luò)中IP業(yè)務(wù)調(diào)度的靈活性。采用SDH作為IP業(yè)務(wù)的承載平臺，相對IP  OVER  FIBER方式而言，不僅大量的節(jié)約了光纖資源，同時利用SDH技術(shù)完善的OAM（操作、管理、維護）功能，克服了“黑光纖”的問題。同時SDH技術(shù)固有的50ms電信級網(wǎng)絡(luò)保護能力，也額外的增強了IP網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。

雖然SDH作為IP業(yè)務(wù)的承載平臺相對采用光纖直連方式有許多明顯的優(yōu)勢，但其也存在一定的缺陷：
  
網(wǎng)絡(luò)帶寬資源利用率低：SDH網(wǎng)絡(luò)為固定帶寬分配網(wǎng)絡(luò)，而IP業(yè)務(wù)具有突然性，網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)量始終處于浮動變化中。所以在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計規(guī)劃中需按照最大IP業(yè)務(wù)帶寬需求在SDH網(wǎng)絡(luò)預(yù)留的固定帶寬，由此造成SDH網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率較低。
 
系統(tǒng)容量較小，適合成為小顆粒IP業(yè)務(wù)（FE）的承載平臺：SDH系統(tǒng)發(fā)展到如今，常用的業(yè)務(wù)接口支持的最高速率為10G（64個VC4），而GE接口的IP業(yè)務(wù)若實現(xiàn)線速傳輸，需占用8個VC4的帶寬，除去SDH網(wǎng)絡(luò)自身為實現(xiàn)保護功能而預(yù)留的一半帶寬資源后，實際在10G速率SDH平臺傳輸GE接口的IP業(yè)務(wù)的帶寬能力較低。而FE接口的IP業(yè)務(wù)通常封裝在SDH系統(tǒng)中小顆粒的VC12或VC3容器中傳輸。對此小顆粒業(yè)務(wù)，SDH系統(tǒng)能提供較為豐富的系統(tǒng)帶寬，所以SDH網(wǎng)絡(luò)，比較適合作為小顆粒IP業(yè)務(wù)的承載平臺。

隨著千兆以太網(wǎng)（GE）業(yè)務(wù)接口在數(shù)據(jù)網(wǎng)節(jié)點設(shè)備中的大量應(yīng)用，若采用SDH作為IP業(yè)務(wù)的承載平臺，其所能提供的傳輸帶寬資源已適應(yīng)不是IP業(yè)務(wù)的寬帶需求。

3、IP  OVER  WDM

WDM技術(shù)憑借本身具備的透明傳輸、大容量、高帶寬等特性，在業(yè)界內(nèi)一直被認為是解決IP業(yè)務(wù)承載最佳傳輸平臺。在WDM系統(tǒng)中采用SDH幀或者GE/10GE幀結(jié)構(gòu)，將IP業(yè)務(wù)映射進WDM系統(tǒng)，通過WDM系統(tǒng)的波道復(fù)用技術(shù)，實現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的超大帶寬傳輸。采用WDM網(wǎng)絡(luò)承載IP業(yè)務(wù)，通過其波道復(fù)用技術(shù)，提高了光纖資源帶寬利用率，節(jié)省光纖資源的同時，還具備以下優(yōu)勢：
  
超大的系統(tǒng)傳輸容量：現(xiàn)網(wǎng)中常用的WDM系統(tǒng)已能提供1.6T的系統(tǒng)容量，支持40/80/160波的波道復(fù)用，單波道最高可支持10G速率。超大的系統(tǒng)傳輸容量非常適合現(xiàn)日益增長的IP業(yè)務(wù)傳輸?shù)膸�寬需求�?BR>  
靈活的組網(wǎng)方式：WDM系統(tǒng)可靈活的組建成鏈形、環(huán)形等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。采用WDM系統(tǒng)承載IP業(yè)務(wù)，在大量減少數(shù)據(jù)設(shè)備之間的光纖連接路由，節(jié)約光纖資源的同時，還可以使原有呈星型分布的數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化為呈鏈形或環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和后期的工程維護操作。
  
靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度能力：WDM系統(tǒng)中OTM、OADM站型的應(yīng)用，可依據(jù)IP業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的需求，實現(xiàn)波長級的IP業(yè)務(wù)調(diào)度。同時，隨著ROADM節(jié)點設(shè)備逐步運用，在大大增強WDM系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)調(diào)度的靈活性的同時，也會提高WDM系統(tǒng)對新業(yè)務(wù)需求反應(yīng)速度。
  
超長的傳輸距離：WDM系統(tǒng)自身具備超長距離傳輸能力，能夠有效減少長距離數(shù)據(jù)設(shè)備的成本建設(shè)要求�，F(xiàn)在成功商用的超長傳輸WDM系統(tǒng)（ULH），已實現(xiàn)1000KM以上無電中繼的傳輸。
  
豐富的業(yè)務(wù)接口：WDM系統(tǒng)能支持的2.5G POS、10G POS、10G WAN、10G LAN的接口，豐富的接口類型，能滿足各種IP業(yè)務(wù)接口類型的傳輸需求。
  
完善的保護能力：WDM系統(tǒng)已能提供的完善的保護功能：光線路復(fù)用段保護、光通道的1＋1和1：N保護、光線路保護，1：N的OTU保護等。通過WDM系統(tǒng)完善的保護功能，大大增強了IP業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。
   
綜上對比幾種IP業(yè)務(wù)承載技術(shù)，IP  OVER  WDM技術(shù)具備一定的明顯技術(shù)優(yōu)勢：超大系統(tǒng)傳輸帶寬，超長的傳輸距離，完善網(wǎng)絡(luò)保護功能等。但同時，WDM系統(tǒng)存在對小顆粒IP業(yè)務(wù)（FE業(yè)務(wù)）的匯聚傳輸功能不足的缺陷，后期需進步發(fā)展完善。如今在IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)爆炸性增長的環(huán)境下，各大電信運行商面臨著日益增長的城域、本地范圍內(nèi)的帶寬需求壓力。IP  OVER  WDM技術(shù)優(yōu)勢，讓電信運行商們看到了解決此帶寬需求壓力的方向。

三、烽火通信在IP  OVER  WDM的成績

近年來，烽火通信多次和各大電信運行商合作，承建多個IP業(yè)務(wù)承載在WDM系統(tǒng)的工程,協(xié)助運行商們緩解了遭遇的帶寬需求壓力。現(xiàn)列舉部分典型工程案例如下：
 
河北移動城域網(wǎng)WDM工程：

2006年，河北移動在全省內(nèi)啟動的綜合業(yè)務(wù)傳輸網(wǎng)建設(shè)項目時，烽火通信成功的獲取了多個地市WDM工程的承建權(quán)。工程采用烽火公司的DWDM系統(tǒng)FONST W1600按照40×10G系統(tǒng)容量建設(shè)，在充分考慮了后期IP業(yè)務(wù)發(fā)展需求后，各地市的WDM網(wǎng)絡(luò)中均承載了GE接口IP業(yè)務(wù)，實現(xiàn)城域范圍內(nèi)的GE接口的IP業(yè)務(wù)的傳輸調(diào)度。同時，為保障IP業(yè)務(wù)的安全可靠性，在WDM網(wǎng)絡(luò)中均對GE接口的IP業(yè)務(wù)實現(xiàn)了光層的通道保護功能。
 
    
                              上圖為保定的WDM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)結(jié)構(gòu)圖，其它地市組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與之類似。

 廣西電信城域網(wǎng)WDM工程：

2006年，烽火通信成功攜手廣西電信，獲取了廣西電信省內(nèi)城域WDM工程中的河池、柳州、梧州、玉林等多個地市的承建權(quán)。工程依照40×10G系統(tǒng)容量建設(shè)，在WDM系統(tǒng)中承載了GE接口IP業(yè)務(wù)，通過對GE業(yè)務(wù)實現(xiàn)光層的通道保護功能，增強了GE業(yè)務(wù)的安全可靠性。
 
   
                        上圖為其中柳州的WDM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)結(jié)構(gòu)圖，其它地市組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與之類似。
 
 湖南岳陽電信本地網(wǎng)WDM工程：

2006年，岳陽電信工程中采用烽火通信的DWDM系統(tǒng)建設(shè)32×2.5G DWDM系統(tǒng)平臺，用于承載本地網(wǎng)干線以及市到縣的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，每個OADM站點對中心站點開2個2.5G，1個GE。GE業(yè)務(wù)采用基于光層的通道保護（保護線路方式）。
 
四、小結(jié)
   
WDM技術(shù)憑借相對的技術(shù)優(yōu)勢，成為承載IP業(yè)務(wù)的首選平臺。隨著IP業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，勢必也將帶動WDM網(wǎng)絡(luò)的一波建設(shè)浪潮。烽火通信相信憑借多年來在WDM領(lǐng)域的潛心研究，和豐富的WDM工程的建設(shè)經(jīng)驗，在這場IP  OVER  WDM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)潮流中，爭創(chuàng)通訊行業(yè)前沿領(lǐng)域的知名品牌！