向下一代傳輸網(wǎng)的演進(jìn)策略

來源：通信世界 作者： 韋樂平  

   一、傳輸鏈路的寬帶化可望突破

   從過去20多年的光通信發(fā)展史看，商用系統(tǒng)的速率已從45Mbit/s增加到10Gbit/s，40Gbit/s系統(tǒng)不久也將實(shí)用化。進(jìn)一步擴(kuò)容的出 路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。近幾年來波分復(fù)用系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展十分迅猛，目前1.6Tbit/s WDM系統(tǒng)已經(jīng)開始商用，日本NEC和法國阿爾卡特公司分別實(shí)現(xiàn)了總?cè)萘繛?0.9Tbit/s(273x40Gbit/s)和總?cè)萘繛?10.2Tbit/s(256x40Gbit/s)的傳輸容量最新世界記錄。

   從技術(shù)上看，在5年左右的時(shí)間，實(shí)用化的最大傳輸鏈路容量有可能達(dá)到5~10Tbit/s。簡言之，網(wǎng)絡(luò)容量將不會(huì)受限于傳輸鏈路，焦點(diǎn)將集中在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。

   二、核心光網(wǎng)絡(luò)從點(diǎn)到點(diǎn)WDM走向光聯(lián)網(wǎng)

   普通的點(diǎn)到點(diǎn)波分復(fù)用通信系統(tǒng)盡管有巨大的傳輸容量，但只提供了原始的傳輸帶寬，需要有靈活的節(jié)點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)高效的靈活組網(wǎng)能力。然而現(xiàn)有的電DXC系 統(tǒng)十分復(fù)雜，從發(fā)展看無法跟上網(wǎng)絡(luò)傳輸鏈路容量的增長速度。于是業(yè)界的注意力開始轉(zhuǎn)向光節(jié)點(diǎn)，即光分插復(fù)用器(OADM)和光交叉連接器(OXC)，實(shí)現(xiàn) 光層聯(lián)網(wǎng)。 　　從實(shí)現(xiàn)技術(shù)上看，OXC可以劃分為兩類，即采用電交叉矩陣的OXC和采用純光交叉矩陣的OXC。前者可以比較容易地實(shí)現(xiàn)信號(hào)質(zhì)量監(jiān)控和消除傳輸損傷， 更重要的是可以對(duì)小于整個(gè)波長的帶寬進(jìn)行處理，符合近期市場的容量需要。然而其擴(kuò)容主要是通過持續(xù)的半導(dǎo)體芯片密度和性能的改進(jìn)來實(shí)現(xiàn)的，無法跟上網(wǎng)絡(luò)傳 輸鏈路容量的增長速度，很難滿足長遠(yuǎn)需要。另一方面，采用光交叉矩陣的OXC省去了光電轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，不僅節(jié)約了大量光電轉(zhuǎn)換接口，而且容量可望大幅度擴(kuò)展， 隨之帶來的透明性還可以使其支持各種客戶層信號(hào)，具有更長遠(yuǎn)的技術(shù)壽命，但近期的容量需求并不需要這么大容量的OXC。

   光傳送聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)最新發(fā)展趨勢是引入自動(dòng)波長配置功能。隨著IP業(yè)務(wù)的爆炸性增長，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求不僅變得越來越大，而且由于IP業(yè)務(wù)量本身的不確 定性和不可預(yù)見性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的動(dòng)態(tài)分配要求也越來越迫切。傳統(tǒng)的主要靠人工配置網(wǎng)絡(luò)連接的原始方法耗時(shí)費(fèi)力，不僅難以適應(yīng)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和新業(yè)務(wù)提供拓展的需 要，也難以適應(yīng)市場競爭的需要。一種能夠自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)概念--自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）應(yīng)運(yùn)而生。在傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)中引入動(dòng)態(tài)交換的概念不 僅是幾十年來傳輸網(wǎng)概念的重大歷史性突破，也是傳輸網(wǎng)技術(shù)的一次重要突破。

   三、采用重疊網(wǎng)策略順利完成向自動(dòng)光聯(lián)網(wǎng)的過渡

   向自動(dòng)光聯(lián)網(wǎng)目標(biāo)的過渡主要有兩種基本演進(jìn)結(jié)構(gòu)，即重迭模型和集成模型。盡管兩者都是以IP為中心的控制結(jié)構(gòu)，都將應(yīng)用簡化的MPLS信令和基于下一代光網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，但在管理應(yīng)用上有很大的不同，基本反映了計(jì)算機(jī)界和電信界的不同思路。

   (1)重迭模型

   重迭模型又稱客戶-服務(wù)者模型，是ITU、光互聯(lián)論壇(OIF)和光域業(yè)務(wù)互連(ODSI)等國際標(biāo)準(zhǔn)組織和準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)組織所支持的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)結(jié)構(gòu)。這種模 型的基本思路是將光傳送層特定的控制智能完全放在光傳送層獨(dú)立實(shí)施，無須客戶層干預(yù)，客戶層和光傳送層將成為兩個(gè)基本獨(dú)立的智能網(wǎng)絡(luò)層，而光傳送層將成為 一個(gè)開放的通用傳送平臺(tái)，可以為包括IP層在內(nèi)的所有客戶層提供動(dòng)態(tài)互聯(lián)。為此，這種模型有兩個(gè)獨(dú)立的控制平面，一個(gè)在核心光網(wǎng)絡(luò)，即光網(wǎng)絡(luò)層，而另一個(gè) 在客戶層，兩者之間不交換路由信息，獨(dú)立選路，最大限度地實(shí)現(xiàn)了光網(wǎng)絡(luò)層和客戶層的控制分離。

   這種模型的最大好處首先是可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一透明的光傳送層平臺(tái)，支持多客戶層信號(hào)，不限定于IP路由器。其次，讓客戶層特定要求通過接口送給光服務(wù)層，由 光網(wǎng)絡(luò)層來完成客戶的連接要求可以屏蔽光傳送層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼?xì)節(jié)，維護(hù)了光網(wǎng)絡(luò)擁有者的網(wǎng)絡(luò)秘密。第三，這種模型允許光傳送層和客戶層獨(dú)立演進(jìn)，也允許光傳 送層內(nèi)的每一個(gè)子網(wǎng)獨(dú)立演進(jìn)。這樣光傳送層不會(huì)受制于IP層發(fā)展速度。第四，采用子網(wǎng)分割后，運(yùn)營者既可以充分利用原有基礎(chǔ)設(shè)施，又可以在網(wǎng)絡(luò)其他部分引 入新技術(shù)，不為原有基礎(chǔ)設(shè)施所累。第五，采用這種方式后在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和客戶層信號(hào)間有一個(gè)清晰的分界點(diǎn)，允許網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商按照需要實(shí)施靈活的策略控制。最 后，這種模型可以利用成熟的標(biāo)準(zhǔn)化的UNI和NNI，比較容易在近期實(shí)現(xiàn)多廠家光網(wǎng)絡(luò)中的互操作性。

   這種模型的缺點(diǎn)是功能重疊，兩個(gè)層面都需要有網(wǎng)管和控制功能。其次是擴(kuò)展性受限，存在N2問題。還有，管理兩個(gè)獨(dú)立的物理網(wǎng)的成本較高，帶寬利用率較低，存在額外的幀開銷。最后，由于兩個(gè)層面存在兩個(gè)分離的地址空間，因此需要復(fù)雜的地址解析。

   總的看，目前這種模型最適合那些傳統(tǒng)的已具有大量SDH網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施而同時(shí)又需要支持分組化數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商。

   (2)集成模型

   集成模型又稱對(duì)等模型或混合模型，是IETF所支持的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)結(jié)構(gòu)，為此IETF提出了通用的多協(xié)議標(biāo)記交換(GMPLS)概念�；�本思路是將IP層用于MPLS通道的選路和信令經(jīng)適當(dāng)修改后直接應(yīng)用于包括光傳送層在內(nèi)的各個(gè)層面的連接控制。

   這種模型的基本特點(diǎn)是將光傳送層的控制智能轉(zhuǎn)移到IP層，由IP層來實(shí)施端到端的控制。此時(shí)光傳送網(wǎng)和IP網(wǎng)可以看作一個(gè)集成的網(wǎng)絡(luò)，光交換機(jī)和標(biāo)記 交換路由器具有統(tǒng)一的選路區(qū)域，兩者之間可以自由地交換所有信息并運(yùn)行同樣的選路和信令協(xié)議，實(shí)現(xiàn)一體化的管理和流量工程，消除了不同網(wǎng)絡(luò)區(qū)域間的壁壘。 敷設(shè)統(tǒng)一的控制面可以消除管理具有分離的、不同的控制和操作語義的混合光互聯(lián)系統(tǒng)而帶來的復(fù)雜性。 　　然而采用這種模型時(shí)光網(wǎng)絡(luò)層只能支持單一的客戶業(yè)務(wù)，難以支持其他業(yè)務(wù)，失去了對(duì)業(yè)務(wù)的透明性，這對(duì)多數(shù)運(yùn)營商并不適合。其次，為了實(shí)現(xiàn)路由器對(duì)光傳 送層的全面控制，必須對(duì)客戶層開放光傳送層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞燃?xì)節(jié)，這在多數(shù)情況下是行不通的。最后，這種模型必須在IP和光傳送層之間有大量的狀態(tài)和控制信息 需要交換，從標(biāo)準(zhǔn)化的角度較難實(shí)現(xiàn)光傳送層的互操作性。

   總的看，這種模型較適合那些新興的同時(shí)擁有光網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)的ISP運(yùn)營商，從長遠(yuǎn)看，也適合于傳統(tǒng)的電信運(yùn)營商。

   (編輯:xiaoyao)