向下一代傳輸網(wǎng)的演進策略

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)不久也將實用化。進一步擴容的出 路是轉(zhuǎn)向光的復用方式。近幾年來波分復用系統(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年左右的時間，實用化的最大傳輸鏈路容量有可能達到5~10Tbit/s。簡言之，網(wǎng)絡容量將不會受限于傳輸鏈路，焦點將集中在網(wǎng)絡節(jié)點上。

   二、核心光網(wǎng)絡從點到點WDM走向光聯(lián)網(wǎng)

   普通的點到點波分復用通信系統(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)點才能實現(xiàn)高效的靈活組網(wǎng)能力。然而現(xiàn)有的電DXC系 統(tǒng)十分復雜，從發(fā)展看無法跟上網(wǎng)絡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，即光分插復用器(OADM)和光交叉連接器(OXC)，實現(xiàn) 光層聯(lián)網(wǎng)。 　　從實現(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現(xiàn)信號質(zhì)量監(jiān)控和消除傳輸損傷， 更重要的是可以對小于整個波長的帶寬進行處理，符合近期市場的容量需要。然而其擴容主要是通過持續(xù)的半導體芯片密度和性能的改進來實現(xiàn)的，無法跟上網(wǎng)絡傳 輸鏈路容量的增長速度，很難滿足長遠需要。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展， 隨之帶來的透明性還可以使其支持各種客戶層信號，具有更長遠的技術(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)的一個最新發(fā)展趨勢是引入自動波長配置功能。隨著IP業(yè)務的爆炸性增長，對網(wǎng)絡帶寬的需求不僅變得越來越大，而且由于IP業(yè)務量本身的不確 定性和不可預見性，對網(wǎng)絡帶寬的動態(tài)分配要求也越來越迫切。傳統(tǒng)的主要靠人工配置網(wǎng)絡連接的原始方法耗時費力，不僅難以適應現(xiàn)代網(wǎng)絡和新業(yè)務提供拓展的需 要，也難以適應市場競爭的需要。一種能夠自動完成網(wǎng)絡連接的新型網(wǎng)絡概念--自動交換光網(wǎng)絡（ASON）應運而生。在傳統(tǒng)的傳輸網(wǎng)中引入動態(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光聯(lián)網(wǎng)的過渡

   向自動光聯(lián)網(wǎng)目標的過渡主要有兩種基本演進結(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)，但在管理應用上有很大的不同，基本反映了計算機界和電信界的不同思路。

   (1)重迭模型

   重迭模型又稱客戶-服務者模型，是ITU、光互聯(lián)論壇(OIF)和光域業(yè)務互連(ODSI)等國際標準組織和準標準組織所支持的網(wǎng)絡演進結(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立實施，無須客戶層干預，客戶層和光傳送層將成為兩個基本獨立的智能網(wǎng)絡層，而光傳送層將成為 一個開放的通用傳送平臺，可以為包括IP層在內(nèi)的所有客戶層提供動態(tài)互聯(lián)。為此，這種模型有兩個獨立的控制平面，一個在核心光網(wǎng)絡，即光網(wǎng)絡層，而另一個 在客戶層，兩者之間不交換路由信息，獨立選路，最大限度地實現(xiàn)了光網(wǎng)絡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現(xiàn)統(tǒng)一透明的光傳送層平臺，支持多客戶層信號，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層，由 光網(wǎng)絡層來完成客戶的連接要求可以屏蔽光傳送層的網(wǎng)絡拓撲細節(jié)，維護了光網(wǎng)絡擁有者的網(wǎng)絡秘密。第三，這種模型允許光傳送層和客戶層獨立演進，也允許光傳 送層內(nèi)的每一個子網(wǎng)獨立演進。這樣光傳送層不會受制于IP層發(fā)展速度。第四，采用子網(wǎng)分割后，運營者既可以充分利用原有基礎(chǔ)設施，又可以在網(wǎng)絡其他部分引 入新技術(shù)，不為原有基礎(chǔ)設施所累。第五，采用這種方式后在網(wǎng)絡運營商和客戶層信號間有一個清晰的分界點，允許網(wǎng)絡運營商按照需要實施靈活的策略控制。最 后，這種模型可以利用成熟的標準化的UNI和NNI，比較容易在近期實現(xiàn)多廠家光網(wǎng)絡中的互操作性。

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

   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)絡基礎(chǔ)設施而同時又需要支持分組化數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡運營商。

   (2)集成模型

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

   這種模型的基本特點是將光傳送層的控制智能轉(zhuǎn)移到IP層，由IP層來實施端到端的控制。此時光傳送網(wǎng)和IP網(wǎng)可以看作一個集成的網(wǎng)絡，光交換機和標記 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行同樣的選路和信令協(xié)議，實現(xiàn)一體化的管理和流量工程，消除了不同網(wǎng)絡區(qū)域間的壁壘。 敷設統(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)而帶來的復雜性。 　　然而采用這種模型時光網(wǎng)絡層只能支持單一的客戶業(yè)務，難以支持其他業(yè)務，失去了對業(yè)務的透明性，這對多數(shù)運營商并不適合。其次，為了實現(xiàn)路由器對光傳 送層的全面控制，必須對客戶層開放光傳送層的網(wǎng)絡拓撲等細節(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，從標準化的角度較難實現(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擁有光網(wǎng)絡和IP網(wǎng)的ISP運營商，從長遠看，也適合于傳統(tǒng)的電信運營商。

   (編輯:xiaoyao)