全光网络的开端－全光与OEO交换

zjol

与速率及协议无关的透明式城域DWDM架构让服务供应商拥有竞争的利器。
     
     推陈出新
     
     　　这是在商业场合或技术圈里的人所熟悉的一句话。打从工业革命初期开始，拥抱最新、最好、与最先进的风潮让创新的技术能够取代陈旧但已经经过时间验证的方法。在今天高度竞争的市场里，令人惊喜的技术似乎能在一夜之间对产品、企业甚至整个产业造成深远的影响。
     
     　　在通讯的世界里，全光网络（all-optical networking）势将成为一个重要的技术演变。从硅谷（Silicon Valley）到华尔街（Wall Street），以及两地之间的每个地方，兴奋之情到处可见。很显然地，无穷尽的光波流（streams of wavelengths），从信息源头，经过全光路径，将各类讯息传递到最后一公里（last mile）的现象，将永远改变人类通讯的方式。然而，故事背后真正令人关心的是，大家该怎么做才能到达那个境界。此外，已经投资数十亿美金的电信企业，以及即刻需要服务的数百万客户，都无法勇敢地将过去抛弃，直接奔向未来。
     
     逐步演变是必须的
     
     　　服务供应商必须以经济有效的方式，将他们现有大杂烩式的光电网络架构逐步演变到全光(all-optical，OOO)的拓朴，但是，大多数所谓的下一代光网络方案（solution）都需要整体的网络更新，意思是说，需要在终端与终端之间建立全新的架构，因而使得原本的网络投资完全无用武之地。
     
     　　虽然，纯粹从概念的观点来看，这些方案都十分吸引人，但是，在资本市场非常吃紧的时候，它们就很难通过财务这一关。在这个具高度挑战性的环境里，有关全光的预算都必须运用在最需要，能产生最佳效益的地方-亦即城域网络的边缘。于是，能消除位于网络边缘，昂贵又造成服务瓶颈的光电光（Optical-Electrical-Optical；OEO）转换点，就成为了全光网络上最紧迫与最长久的投资收益（Return-On-Investment；ROI）。
     
     　　在今天的城域网络里，传统的协议与先进的光技术混合并存。纵然朝向全光发展的趋势无可避免-而IP显然已经成为被看好的网络协议，服务供应商却已经在现有的架构上投注了太多的金钱，而苦于无法使用得上;举例而言， SONET与SDH就已经布置有广大的客户容量。
     
     在演变时赚钱
     
     　　在朝向以数据服务为主要考虑因素的OOO网络发展的同时，服务供应商必须从为语音服务所设计的现有网络上获利，换言之，他们所需要的方案，是能够协助他们朝向由IP封包主导的全光世界迈进，却同时又能够在过程中赚到钱。
     
     　　除了以成堆的有源激光，转频器(transponder)、复用器（multiplexer）、解复用器（demultiplexer）、再复用器（remultiplexer）加上像迷宫般的微晶片与汇流排以及交叉连接交换机制（crossconnect switch fabric）来布署核心Terabit路由器（terabit router）之外，网络的演变还有其他可行的替代方案。相反地，投资的方向必须集中在网络边缘－亦即在网络与终端用户碰撞的地方，制造全光的透明性。
     
     　　边缘网络的透明性让服务供应商拥有在城域竞争所需要的弹性与经济有效性。为了取得服务与营收的马上增长，电信企业必须在边缘网络创造丰富的频宽与波长连结性。
     
     　　在近期之内，核心网络将持续依赖非全透明的岛屿来运作，当技术比较成熟与符合成本效益时，再逐渐朝OOO演变。中期而言，全光路径必须遵循服务的逻辑方向，由城域网络的核心网移向终端用户。最佳的网络演变方案是能够由传统的架构成功演变到透明的OOO网络，不但能维持既有架构的ROI，还能大量提高所提供的服务与容量。今天的网络需要的是能通过未来考验的--在数据速率方面具有最大的弹性--以及无关于协议的技术，除了能增加使用容量之外，还能满足明日的需求，至于边缘网，现在就需要。
     
     城域网络
     
     　　城域网并非只是长途网络的一个缩小版本而已，在长途网络的情况下，WDM能够成功地打破频宽方面的瓶颈。城域网--大部份的语音服务与数据封包启动与终结的地方-要复杂得多。长途网络将汇总后的服务做长距离的传送，城域网则须面对日益升高、无法预期的频宽需求，并且必需能够支撑多样的服务、协议与速率，这些工作都必须在非常复杂的网络拓朴下完成，包括多样的光与电子设备。
     
     　　由于必须经济有效地提供多种语音、数据与视讯服务给客户，服务供应商必须建立端点对端点的OOO城域网，他们试图寻求DWDM光网络以提供高弹性、高容量与低成本的城域服务平台。
     
     　　为了满足这个需求，城域网已经充满由既有业者与新企业所提供的新方案，每个都能够为城域网的服务供应商带来新的功能与创新的架构。不幸的是，这些新系统大都需要对现有的网络设备做整体的翻新，这对于当今财务不甚充裕的电信市场而言，实在不是很合适的作法。
     
     光城域网络
     
     　　相对地，一个透明的、多通道的、全光传输的复用平台能满足今天的需求，同时也能满足明日的需要。这些系统必须经过特别设计，能够与目前的系统以及下一代的设备互通，并且能增进这些系统的功能。同时，它们必须能满足城域网/接入网的特殊需求，包括外型小与消耗功率低，以及能以无关于速率与协议的方式工作。对于城域网络的服务供应商而言，这种平台还能够在网络建设的更新与改善上造成一定程度的投资节省。
     
     　　透明式的方案能在现有(与新的)光链路上将与速率及协议无关的多个资讯通道复用，而不需要替换网络架构;其结果是可用容量与服务的马上增长。事实上，真正的边缘网透明性能以传统成本的一小部份，将多重传统集总起来，为多重的供应商方案提供“增值性（value-added）”的方案。透明式的方案不需要为每个新的服务支路增加新的卡板，所节省的成本可达十倍以上。
     
     　　在一个透明式的光传输系统里，输入路径〈即支路〉接收传统光线〈来自现有网络元件的输入光服务〉，然后与其他的传统光传输汇总到一条光纤上的共同输出信息流，这个汇总让多个无关于速率与协议的支路汇入一条集总的介面〈参见图一〉。
     

     
     
     　　图一：除了提高容量之外，透明式平台还能借着在网络的接入区段让每条光纤支撑多重服务，来改善城域网络的财务结构。
     
     　　所产生的OOO复用，能够透明地与既有设备介面，同时能让网络扩充能够以模组化，以及与速率及协议无关的方式下进行。这种方式所具有的弹性，足以提供不同速率及协议，诸如SONET/SDH、ATM、IP、Ficon、Escon与Fibre Channel的最佳服务组合。因此，电信企业才可以在能负担的情况下可靠地扩充网络。在网络的接收端，资讯被以与传送端相同的协议与速率解复用（参见图二）。
     

     
     
     图二：在网络的接收端，资讯以与传送端相同的协议与速率解复用。
     
     考虑传统网络架构
     
     　　充分考虑传统网络架构是能成功演变到全光网络的关键。举例而言，某些较旧的光纤并不能支撑DWDM，因此，对这类光纤的网络扩充就只能限定在TDM技术上。对于这类与DWDM技术不相容的旧式光纤而言，透明式的复用方案能在单一的信息流上，以类似于DWDM的方式进行网络扩充，使其容量能达到现今标准的要求。
     
     　　透明性让多个本身不支撑多重频道的传统设备能够共置（collocation）与复用。这些平台能够将每个传统设备的工作范围自中央局（central office）延伸出来，这个方案让传统系统能提供需要对边缘网客户增加服务的环路。
     
     　　除了提高容量之外，透明式平台还能靠着在网络的接入区段让每条光纤支撑多重服务，来改善城域网络的财务情况（参见图三），信息能够以原始的光形态从边缘网的服务据点（Point-Of-Presence；PoP）复用与传输到其他PoP或中央局。由于是原始形态的传输，在网络边缘对于昂贵，高容量调度平台的需求便可以大幅降低。
     

     
     
     图三：全光透明传输方案能在任何接口提供“任意服务”。
     
     　　最后，透明式元件完全在光领域进行信息的复用。支路信息由传统设备接收与实行复用，这些信号无需进行光电转换与再调制（remodulation）。这种平台支撑“任意接口，任意服务”的功能性。当服务与速率的需求改变时，不需要更换介面或是更新平台。
     
     　　传统的城域架构重获新生，提供给电信企业的机会不但能持续从旧有架构上获利，同时还能演变到新的架构，这个方法非但让既有资产发挥最大效益，还能为明日的新服务铺路。
     
     　　能提供与速率及协议无关性的透明式城域DWDM架构让服务供应商在两个主要的方面具有竞争优势，首先，透明网络平台为未来的全光世界打下坚固的基础;其次，同等重要的，这个方式为现今提供一个可存活、注重服务的营收机制。这个方法是唯一能够让电信企业同时满足客户与投资人迥异的需求，此外，还可以与能对服务创新与网络效率造成革命的技术演变维持同步。