城域傳輸網技術發展策略

2019-11-03 09:06:43

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供稿：網友

盧洪斌　中國電信集團廣州研發中心

1 城域傳輸網的發展方向

　　當前，隨著數據業務的高速發展和城市信息化的推進，網絡建設的重點已轉向城域網。除了承載傳統的電信業務之外，城域傳輸網還應能提供ip業務的傳輸，并能針對不同用戶的實際需求，提供差別化服務。根據技術發展趨勢和市場需求，構建一個大容量、多業務、可擴展和開放式的高可靠性城域傳輸統一平臺，將成為城域傳輸網發展的方向和演進的最終目標，其實現將有利于開辟新的業務領域、建立新的運營和盈利模式?！　★w速發展的數據業務具有種類多、動態性、突發性和非對稱性強等特點。原先的城域傳輸網絡以承載話音為主要目的，既無法適應數據業務的特點，也不能滿足數據業務快速增長的帶寬需求，這些因素使城域傳輸網成為瓶頸，造成數據業務發展困難，無法滿足用戶各種各樣的信息需求。當前涌現的各種城域傳輸技術（如MSTP、RPR和城域波分等）為解決城域傳輸網瓶頸問題提供了技術基礎。如何經濟合理地把這些技術用于城域傳輸網，使傳輸網能相對獨立地平滑演進和發展，充分支持現有的和將來的多種業務，大幅提高網絡資源利用率，已成為運營商城域網規劃和建設中急待解決的問題。

2 城域傳輸網存在的問題

　　目前，在城域網中，話音和專線業務通常由SDH和電路交換機提供，數據業務通常由SDH和分離的FR、ATM、IP網提供，這種通過傳輸網獨立組網的重疊網絡結構是多年來為不斷支持新業務而逐步形成的。該結構有利于各業務網單獨規劃和運營管理，但隨著不同種業務的數量和流量增加，出現網絡資源利用率低、統一規劃和管理困難、各業務網間互通復雜、網絡發展不適應業務多樣化需求等問題，使重疊網絡結構越來越難以滿足市場發展變化的需要，建設和運營成本越來越高，投入和產出不能保持同步增長。

　　在承載IP數據方面，現有本地傳輸網存在不足，IP城域網基本上為獨立組網，絕大部分業務直接承載在物理光纖網絡上。這種組網方式的好處是節省傳輸設備投資，使組網成本大大降低，但采用量裸纖互連IP設備，加快了光纜線路資源的消耗，而且裸纖直連無法實現鏈路保護，不便于業務管理和提供電信級業務。

　　城域范圍內各業務網獨立發展，給城域傳輸網的規劃和發展帶來了很多問題，特別是在IP業務高速增長和客戶需求多樣化的環境中，各業務網單獨組網復雜低效，造成傳輸網資源嚴重浪費、設備和運營成本高以及業務提供緩慢等問題，主要體現在以下方面：

（1）傳輸鏈路資源利用率低，大量通道富余閑置，網絡資源總體過剩、局部不足的矛盾突出；

（2）城域傳網業務接口類型少，承載業務類型有限，不能提供多等級業務，不適應IP網絡突發業務的特性；

（3）由地城域傳輸網的限制，IP城域網獨立組網，光纖消耗大，缺乏有效保護和恢復能力，不能提供有質量保證的IP業務承載；

（4）大量SDH環網疊加互連，業務開通時間長、不靈活；

（5）難以靈活有效地開展VPN、帶寬出租和帶寬實時請求等新業務；

（6）多廠家設備組網，網管不健全，無統一網管，業務調度困難，運維成本高。

3 城域傳輸網技術發展策略

3.1 技術發展目標

　　城域傳輸網的規劃和建設應以用戶的帶寬需求和各種業務的發展趨勢為基礎，根據市場預測和設備情況，選擇組網技術方案。當前已大量存在基于SDH的城域傳輸網，承載著多種類型業務網絡（PSTN、ATM/FR、IP和DDN等）因此城域傳輸網建設要重點考慮網絡的延續性、兼容性和可運營可擴展性，同時要解決城域傳輸網所存在的問題，根據業務需求，統一規劃、建設和管理城域傳輸網。

　　為了便于網絡的擴展和管理，城域傳輸網通常采用分層網絡結構，由上至下分為核心層、匯聚層和接入層三層結構。對于業務量較小的城域傳輸網而言，也可采用核心層和接入層二層結構（核心層與匯聚層合并）。核心層主要提供大容量的業務調度能力和多種業務的傳輸能力，完成與PSTN、ATM/FR、DDN和Chinanet骨干網的互連互通。匯聚層負責城域網區域內業務的匯聚和疏導，提供本地業務調度能力和多業務匯聚分發能力。接入層通過各種接入技術和線路資源，把業務就近接入匯聚點，實現用戶覆蓋。

3.2 技術發展策略

3.2.1 核心層

　　根據核心層的網絡功能要求，核心節點應采用開放式網絡結構，具備GE、10GE、POS、ATM等高速率接口，并支持節點的擴容、備份和網絡拓撲的靈活調整。核心層可采用的組網技術主要有城域波分、MSTP和OXC等。

　　若業務量不是特別大，新建的城域傳輸網核心層可選用MSTP技術組網。城域核心層業務收斂程度高，核心設備節點相對較少，可通過10G設備或40G設備實現大顆粒業務傳送。由于SDH設備經歷了較長的發展和應用過程，基于SDH的MSTP系統成本相對較低，同時可提供成熟的網絡保護和較大的網絡帶寬，承載高速IP、POS端口和傳統SDH端口，并可同時提供SDH鏈路業務，實現交換局、關口局與匯接局的互連互通。網絡初期建設采用MSTP技術，可為城域傳輸網核心層提供低成本綜合業務解決方案。

　　城域核心層無需傳送網具備L2的交換和處理功能，而只要提供點到點的高速連接（POS或GE/10GE接口），因此核心層的MSTP只需要提供數據透傳功能。在城域傳輸網與IP網的關系上，由于當前城域傳輸網在承載IP數據時存在效率、靈活性和成本等問題仍未得到解決，對于業務量不是特別大的城域核心層，IP網和城域傳輸網可采用分別組網的方式，IP網節點獨立于傳輸網節點。分別組網有利于發揮各自的技術優勢，便于實現兩網核心層的強大業務處理能力。

　　對于業務量特別大的區域，尤其是未來業務流量將保持較高增長速度的地方，核心層應采用城域波分技術。城域波分的優勢在于解決帶寬問題，能提高光纖資源的利用率，并可通過光通道保護和光復用段環網保護等光層保護能力，提供強大的網絡生存性，實現低成本業務匯聚。在城域核心層，通過城域波分提供透明波長、GE、POS和ATM承載，以大容量、可擴展的鏈路連接各核心節點，實現高帶寬和高安全性構架的光傳輸平臺。

　　核心層采用城域波分技術，可以把當前單獨組網的IP寬帶風和城域傳輸網的核心層統一到城域波分物理平臺上，由此平臺提供的波長資源分別承載SDH、MSTP和IP寬帶業務。這樣不僅有利于網絡統一管理，而且可通過靈活調撥波長資源，快速滿足IP網迅速增長的帶寬要求，解決光纖直連方式中光纖資源快速消耗的問題，提高網絡資源的利用率。另外，城域波分提供帶保護的波長通道，可用于傳送比光纖直連具有更好QoS保障的數據業務，以增強IP網的生存性和健壯性。更重要的是，城域波分技術的應用為今后向智能光網絡發展提供平滑演進的物理平臺，可避免分離組網所造成的網絡融合困難和難以擴展等問題，為引入智能OXC、適應未來智能提供多樣化業務和靈活分配帶寬奠定基礎。

　　核心層網絡拓撲結構的今后目標是向網狀網或格狀網的方向發展，采用分布式的控制機制，應用OXC組網技術，并基于ASON和GMPLS等新標準和技術。基于OXC的智能光網絡是今后傳送網發展的重要方向，但當前技術尚未成熟，業務需求也有待開拓。

3.2.2 匯聚層

　　匯聚層可采用的組網技術主要有MSTP、RPR和城域波分技術。在匯聚層采用MSTP，可保證對傳統TDM業務的支持，同時優化數據業務的傳送，提高帶寬利用率。利用MSTP的L2交換和匯聚功能，可節省匯聚層節點的業務端口，降低網絡成本。當前和今后一段時期，TDM業務仍將是電信運營商最主要的收入來源，而且還有一定的增長空間，在業務需求以TDM業務為主時，新建城域傳輸網的匯聚層以采用MSTP為適。

　　若已建的SDH網絡還有較多的剩余容量，能滿足今后TDM業務發展的需求，而新增的業務主要以IP數據業務為主時，則可以考慮采用RPR技術組網。RPR具有優化的數據業務傳送能力，它能提供多種級別的業務種類，可滿足用戶多樣化業務需求。

　　當城域全范圍或局部區域業務量很大且光纖短缺時，可在匯聚層局部區域采用城域波分技術，基于經濟性考慮，應以采用CWDM技術為主。由于匯聚業務顆粒較小，可通過T-MUX接口，把低速業務匯聚到一個波長，以提高波長利用率。在當前情況下，匯聚層業務量相對較小，通常無需彩城域波分技術即可滿足帶寬需求。對于城域傳輸網與IP網的組網，傾向于采用匯聚層IP城域網和城域傳輸網分別組網的方式，IP網節點獨立于傳輸網節點。將來技術成熟后，匯聚層也會向統一傳送平臺發展。

3.2.3 接入層

　　接入層是技術最豐富、對成本最敏感的區域，當前接入層可供選擇的技術主要有MSTP、RPR和EPON等。接入層采用MSTP可以替代部分數據網絡設備，降低網絡成本。對于IP業務流量占主導的區域，可采用RPR組網，以實現數據業務接入能力優化。由于接入層中的主要業務包括10M/100M以太網、2M、34M/45M等小顆粒業務，城域波分技術不適用于這一層面。

　　對于城域傳輸網與IP網的組網，應綜合考慮技術成熟性和網絡經濟性，根據實際需求，可采用多種不同的技術方案實現經濟和靈活的業務接入。在接入層，城域傳輸網應能提供豐富的業務接口，以最大限度滿足IP業務的接入和承載，有利于節省網絡投資和提高資源利用率。局部區域（如傳輸資源緊缺或用戶IP業務需求量大）仍可采用光纖直連方式。具體采用何種技術，應根據業務需求和不同業務量比例情況，通過技術和經濟分析來確定。

　　當前城域傳輸網需解決的主要問題是同時提供TDM和IP業務有效承載，使傳輸網資源得到最大限度的利用。合理的城域傳輸網技術發展策略是規劃和建設經濟和可運營城域傳輸網的基礎，能為城域傳輸網向大容量、多業務、可擴展和開放式的高可靠性統一傳送平臺順利發展提供技術保障。

摘自　電信快報（2003年第4期）

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