光网络的演进

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    　金永哲 曾勉之 北电网络光网络部
        1 光网络演进的目的

　　不断增长的宽带业务和即将出现的3G业务给光网络带来了新的挑战。光网络作为支撑所有有线、无线网络业务的基础，需要不断演进以便适应各种新的挑战。光网络演进的主要目的在以下几个方面。

　　（1）适合分组传输的光网络

　　提供以太网/光纤信道接口；支撑通用成帧程序（GFP），可实现存储和以太网基于标准的、可互操作的适配；支撑OTN，可实现整个网络的透传；提供ASTN，可实现分组网络和光网之间的自动互操作。

　　（2）提高分组效率的光网络

　　支撑VCAT／LCAS，可在SDH网络中最大程度地提高分组效率；提供RPR／以太网交换功能，可最大程度地实现分组填充，提高带宽利用率；提供ASTN，可实现完全灵活的保护／恢复方案。

　　（3）注重提供新的接入解决方案

　　引入宽带接入接口，提供视频功能。

　　（4）面向业务的网络

　　提供RPR／以太网交换功能，支撑灵活的第二层业务；提供ASTN，可实现灵活的基于第一层VPN的业务；支撑数据挖掘/北方接口（设备厂商的网管系统向运营商的网管系统提供的标准接口），可实现自动操作适应。

　　（5）进一步降低传输成本

　　引入超长途系统和高容量光交换系统，可进一步降低光传输网络的成本。

　　2 城域光网络的演进

　　2.1 演进方向

　　城域光网络在向可以高效支撑主流光宽带业务的下一代SDH网络演进过程中涉及5个重要方向：

　　（1）使光纤宽带业务成为主流

　　目前，窄带和低速率宽带业务仍是运营商收入的主要来源，若要提高收入，关键是能够轻松地设计、部署和维护下一代光网业务。因此，新的网络解决方案必须与现有流程无缝集成，并能在新平台上提高密度，降低成本。更重要的是必须将宽带业务提供平台与窄带/低速率宽带融合，以减少系统重叠。

　　（2）融合DWDM、SDH和分组

　　网络L0-1-2的融合是实现更低成本、更灵活有效地提供高带宽分组业务的基础。L2功能的集成（如通过采用RPR技术在光网络设备中实现分组聚合）能大幅度降低网络传输成本，更好地提供边缘到核心的中继利用率。

　　（3）扩展网络

　　如果要满足新兴的各种城域流量的需求，就必须定义和构建几十到几百Gbit/s容量的敏感交换模块。这种模块应支撑VC-12、VC-4/3及波长的交换。 ’

　　（4）综合业务管理

　　为光纤宽带业务基础架构建立实施、保证和计费方法，提供运营商级可扩展的业务能力，通过PM支撑SLA，提供测试、界定和CoS功能。

　　（5）与现有OSS和网络运营的集成

　　此外，另一个要求是平台在支撑现有业务的同时提供该功能，即与现有OSS和网络运营相集成。单个网络明显减少了光网络设备的数量，但仍提供相同的操作流程，从而降低了现有业务和新业务的成本。

　　在实现上述目标时，下列基本功能具有重要作用：

　　·多业务提供和边缘聚合。使用数字打包技术和标准映射实现边缘适配，将多种业务类型聚合到与SDH兼容的单个网络基础架构中。

　　·可管理的光层传输。将运营商级管理技术，如性能管理、故障分离和业务分界等带入发展中的光层(L0)。

　　·链路连接管理。新技术，如ASTN／GMPLS信令和控制等为网络运营带来了新的优势。

　　·标准的网络互联。在大型网络中，必须使用具有标准物理层和控制板接口的UNI、NNI网络。

　　·高效的分组处理和传输。由于基于分组的业务流量在城域网中日渐成为主要业务，因此分组（L2）流量应当能够高效适应并聚合流向SDH网的分组流量，这种集成能力对降低业务实施成本具有重要作用。

　　·光经济学。采用成本低的互联技术将业务和光层分离开来会带来很多好处，同时该过程还不会对业务提供和交换节点造成影响。

　　目标城域光网络的结构具有完全可扩展的波长和子波长连接管理功能、高效的多业务边缘聚合功能和全功能的、经济高效的客户端设备（CPE）业务提供节点--全部与融合的DWDM/SDH/分组联网层互连，并作为智能资源集合由OSS管理。

　　2.2 多业务城域网边缘

　　在城域网边缘，由于绝大多数客户和运营商机房空间都比较昂贵，因此业务混合非常重要，同时业务密度也很重要。

　　业务混合包括以太网数据业务（10/100Mbit/s到GE和10 GE）、2 Mbit/s到STM-16TDM业务和新存储连接业务。随着密集型光宽带业务的出现，聚合上行链路需要支撑10Gbit/s的速率。

　　目标是扩展现有SDH网络基础架构的效用，通过以下方式可使它支撑新的光纤宽带业务：

　　·GFP（通用成帧程序）在网络边缘实施多业务适配功能；

　　·VCX（虚拟串联）在网络核心实现高效的资源利用。

　　这样可以支撑新的业务，并能充分利用已安装的网络资源，创建一个真正融合的多业务传输网络。这些解决方案的交换和接口容量还应能随时扩展，能够无缝发展为多平台解决方案。

　　2.3 集成的城域核心

　　新的解决方案必须比现有运营模式更节省网络成本。若要实现这个目标，则必须通过硬件密度和节点整合来节约更多的空间和能源，例如在单个平台上提供集成的连接管理、线路和ADM功能。

　　核心节点需要以VC-4/3和VC-12精细度提供TDM交换，为12业务提供分组交换/聚合、速率高达10Gbit/s（能够适应40Gbit/s速率）的DWDM线速，同时提供包括1∶1、SNCP和MS-SP环路和网格在内的全部保护。另外，核心节点还应具备ASTN功能。

　　2.4 部署共用光层基础

　　若要满足简化网络操作的要求，必须采用分布式自动光层（LO）控制模式，从而减少高成本、容易出错的设计、工程和人工部署及维护操作。共用光层应能提供这些功能。

　　将光层组件从当今的业务转发器机架上分离出来，然后进行单独演进，可以带来以下好处：

　　·实现“即插即用”的光层组件，在基础架构随着新的、更高级的带宽业务扩展时，能够简化复杂的工程操作；

　　·在不同路由器之间提供智能的业务连接管理和配置，并具有运营商级网络性能；

　　·将简单、集成的管理理念引入到现有操作系统和流程中。

　　共用光层（CPL）由精选出来的一组光层构建模块（如OADM、耦合器、衰减器和放大器等）组成，它们结合在一起，能够在运营商城域网和区域网间无缝传输网络流量。它还将与光接口、业务接口、多路复用处理功能结合，提供经济、高效、单独、灵活和可扩展的光层，实现2.5 Gbit/s、10 Gbit/s，甚至40Gbit/s的传输速率。

　　2.5 RPR

　　RPR在光网络中提供卓越的数据传输解决方案。PRP解决方案使服务提供商能够直接经济高效地提供宽带以太网数据业务。RPR的主要优势包括：

　　·高带宽传输功能和每1 Mbit/s可调带宽及突发容量；

　　·客户之间的高效带宽共享；

　　·设置简单；

　　·运营商级稳定性（低于50m/s的恢复功能）和可扩展性；

　　·迅速的业务部署；

　　·无连接、基于分组的联网功能；

　　·L2扩展与MAN/WAN连接；

　　·可靠的运营商级的原始速率以太网传输；

　　·高性能、低时延、低抖动。

　　2.6 加强OAM&基础架构的性能

　　将现有的管理模式引入到光宽带业务中，包括以太网(如GE、10 GE)、存储（如光信道）和波长等。这样，它们就能够以相同的方式被处理，如同今天的专线／租线业务。

　　提供同类最好的城域管理解决方案，对城域光网业务提供端到端管理。该解决方案将保证运营商能够降低运营成本，加快新业务从投放市场到创收的过程，从而确保增加利润。

　　该方案能够：

　　·改进通用的智能管理系统，实现全部FCAPS（故障、配置、记账、性能和安全）功能，适应当前的OSS基础架构。

　　·扩展网络管理系统和设置，包括提供共用光层、新业务适配和串联技术。

　　·实现新的光以太网和存储宽带业务的全部功能。

　　3 长途光网的演进

　　长途光网络主要向高容量的光交换、超长途解决方案和基于ASTN的网状网网络架构3个方向演进。目标是进一步降低传输成本，简化网络运营，为传输层提供智能控制，更好地满足数据业务的需求。

　　3.1 高容量的光交换

　　传统的光网络是通过SDH环与接插板以及位于布线中心或中心局的可选数字交叉连接系统（DCS）互连构建起来的。而新一代的光交换机能支撑更多环终端和线性系统，并且已能支撑网状网的架构。这种系统的容量至少要达到640Gbit/s才符合要求。

　　3.2 超长途系统

　　若要实施真正的超长途（ULH）系统，必须具有以下功能：

　　（1）先进的FEC功能

　　增强的带外（OOB）FEC功能可提供额外盈余，这样就可以省去喇曼放大器，并最大程度地降低ULH网络的成本。

　　（2）先进的信号处理功能

　　有了电子信号处理和电子色散补偿功能，不带喇曼放大器的网络在2 500 km范围内完全可以不采用DCM模块，从而能够大幅度降低工程的复杂性和网络成本，提高网络的灵活性和波长重新路由功能。

　　（3）更高的光谱效率（QAM）

　　利用QPSK技术可以马上将带宽效率提高4倍。10 Gbit/s信号在线路中传输没有分散的DCM，从而大幅减少了10Gbit/s DWDM的传输量，还可将每个10 Gbit/s波长的容量扩大到40 Gbit/s。

　　（4）可远程设置的动态OADM

　　OADM现在正从固定的波长上下类型演进为部分灵活的OADM，再演进到完全灵活的OADM。另外，它还将进一步演进为动态的OADM，这使得具有远程设置功能的动态波长上下应用能够真正实现动态设置，从而提高网络的灵活性。

　　3.3 ASTN网状网架构

　　实施ASTN功能后，可以实现下列网络优势：

　　·基于网状网拓扑的灵活的网络结构，可以加快设备部署；

　　·网络拓扑、资源和自动发现功能，可简化网络配置和设备配置；

　　·网络感知、业务自动发现及快速链路建立功能，可提高业务开通的速率；

　　·从边缘到边缘、速率从VC-4到STM-64c（未来达到STM-256/512）的多种业务；

　　·通过根据业务属性/CoS进行的资源分配能更有效地利用网络资源；

　　·基于标准的设计，可以保证不同厂商和服务提供商提供全球性端到端业务；

　　·通过用户要求的按需带宽引发机制，支撑新兴应用和新收益；

　　·改进带宽的利用率。

　　4 结论

　　该演进基于现有的光网络基础架构，演进后的平台能大幅降低成本。此外，还能为大面积部署密集的光纤宽带业务扫清障碍。


摘自 中国电信