關(guān)鍵詞： 下一代傳送網(wǎng)的技術(shù)
摘要： 下一代傳送網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢淺析
一、引言
傳送網(wǎng)是整個電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，它為整個網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)提供傳輸通道和傳輸平臺。隨著近年來電信業(yè)務(wù)對帶寬需求的不斷提高，光傳送網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模在不斷擴大，為業(yè)務(wù)網(wǎng)提供了巨大的帶寬資源，同時在網(wǎng)絡(luò)的生存性、可擴展性方面也有了巨大的進步。
作為網(wǎng)絡(luò)的傳送層面，下一代傳送網(wǎng)的目標(biāo)就是為了滿足下一代網(wǎng)絡(luò)的傳送需求。結(jié)合下一代網(wǎng)絡(luò)的特征，如基于分組技術(shù)，能夠提供包括電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)相關(guān)功能與傳送層傳送相關(guān)功能分離的基礎(chǔ)上，能夠利用多種寬帶、有QoS支持能力的傳送技術(shù)等方面的特征，下一代傳送網(wǎng)應(yīng)當(dāng)滿足從分組到波長的傳送需求，同時支持多種業(yè)務(wù)：利用高速率、大容量的傳送技術(shù)提供充足的帶寬資源；具有端到端的業(yè)務(wù)等級和透明的傳輸能力；引入控制平面，解決網(wǎng)絡(luò)智能性和動態(tài)性的結(jié)合，同時提供與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通的能力?？傊?，下一代傳送網(wǎng)的特征將隨著下一代網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的發(fā)展而逐步明確，與業(yè)務(wù)的密切結(jié)合是下一代傳送網(wǎng)的一個重要特征。
發(fā)展到今天，光傳送網(wǎng)已經(jīng)在帶寬和容量上能夠滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)的需求，起碼在技術(shù)上已經(jīng)不是不可解決的問題，需要考慮的則是投資與回報的關(guān)系等運營方面的問題。下一代傳送網(wǎng)應(yīng)該向什么方向發(fā)展呢？對于下一代的說法，可謂是仁者見仁，智者見智的問題，在不同時期有不同的內(nèi)涵。綜合近年來的發(fā)展，一般認(rèn)為下一代光傳送網(wǎng)的技術(shù)趨勢主要體現(xiàn)在以下幾方面。
二、傳送網(wǎng)的智能化
目前，無論是制造商還是運營商都一致認(rèn)為傳送網(wǎng)智能化是傳送網(wǎng)發(fā)展的方向之一。這是由于近幾年來，隨著IP業(yè)務(wù)的爆炸性增長，對網(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，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的動態(tài)分配要求也越來越迫切。主要靠人工配置網(wǎng)絡(luò)連以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源連接的原始方法耗時費力、容易出錯，不僅難以滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和新業(yè)務(wù)拓展的要求，也難以適應(yīng)市場競爭的需要。于是，一種能夠自動完成網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)概念——智能的自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）應(yīng)運而生。ASON是利用獨立的控制平面來實施動態(tài)配置連接管理的網(wǎng)絡(luò)，而過去傳送網(wǎng)只涉及客戶層信號的傳送、復(fù)用、交叉連接、監(jiān)控和生存性處理，通常不含交換功能，只具備較低的智能。因此，在傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)中引入動態(tài)交換的概念不僅是幾十年來傳送網(wǎng)概念的重大歷史性突破，也是傳送網(wǎng)技術(shù)的一次重要突破，使傳送網(wǎng)具備了自動選路和管理的更高智能。而且，這類新型網(wǎng)絡(luò)的一個重要特點是支持多種客戶信號，是一種獨立于客戶和技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。
ASON指的是以SDH和光傳送網(wǎng)（OTN）為基礎(chǔ)的自動交換傳送網(wǎng)，它用控制平面來完成配置和連接管理的光傳送網(wǎng)，以光纖為物理傳輸媒質(zhì)，SDH和OTN等光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的具有智能的光傳送網(wǎng)。根據(jù)其功能可分為傳送平面、控制平面和管理平面，這三個平面相對獨立，互相之間又協(xié)調(diào)工作。
與傳統(tǒng)傳送技術(shù)相比，ASON技術(shù)的特點是引入了控制平面，控制平面的主要功能是通過信令來支持建立、拆除和維護端到端連接的能力，并通過選路來選擇最合適的路徑，以及與此緊密相關(guān)的需要提供適當(dāng)?shù)拿Q和地址機制。
目前，ASON設(shè)備指的是在大容量交叉連接設(shè)備或MSTP設(shè)備為傳送平面，內(nèi)嵌控制平面而成的設(shè)備，可以是光或者電產(chǎn)交叉矩陣，基本上以光電光交叉連接矩陣為主，只有少數(shù)廠家支持全光矩陣。其中，控制平面采用內(nèi)嵌或外置的方式實現(xiàn)，初期部分廠商采用外置方式將控制平面移植到傳送平面的設(shè)備上，逐步形成內(nèi)嵌的控制平面。目前，ASON網(wǎng)絡(luò)中的各種接口尚不成熟，UNI接口的標(biāo)準(zhǔn)由OIF開發(fā)，UNI 1.0的互操作性演示已經(jīng)進行過了，UNI 1.0 Release2的互操作性試驗也將于2004年6月進行。E-NNI的規(guī)范由0IF正在進行規(guī)范，將于2004年6月進行互操作性演示。I-NNI的規(guī)范正在開發(fā)，各廠家采用私有方式實現(xiàn)的可能性更大一些。目前的ASON設(shè)備可以通過集中或分布式的保護恢復(fù)方式來提供多種級別的業(yè)務(wù)，同時能夠提供一些智能化的業(yè)務(wù)，如端到端的業(yè)務(wù)配置、SLA等，有利于網(wǎng)絡(luò)的運行、維護和管理。總之，ASON設(shè)備的現(xiàn)狀是以關(guān)注功能為主，對于協(xié)議一致性和接口等的互通性方面的追求并不是關(guān)注的重點。
從網(wǎng)絡(luò)演進來看，ASON網(wǎng)絡(luò)主要有兩種演進的模型，分別是重疊模型和對等模型，重疊模型是ITU，OIF和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)演進結(jié)構(gòu)?；舅悸肥菍⒐鈧魉蛯犹囟ǖ目刂浦悄芡耆旁诠鈧魉蛯营毩嵤瑹o須客戶層干預(yù)，客戶層和光傳送層成為兩個基本獨立的智能網(wǎng)絡(luò)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)。這種模型有兩個獨立的控制平面，一個在核心光網(wǎng)絡(luò)，而另一個在客戶層，兩者之間不交換路由信息，獨立選路，限度地實現(xiàn)了光網(wǎng)絡(luò)層和客戶層的控制分離。它的優(yōu)點是：實現(xiàn)統(tǒng)一透明的傳送平臺，支持多客戶層信號；傳送層完成客戶的連接要求可以屏蔽光傳送層的網(wǎng)絡(luò)拓撲細節(jié)；允許光傳送層和客戶層獨立演進，這樣光傳送層可以繼續(xù)快速演進；采用子網(wǎng)分割后，運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)；采用這種方式后，在網(wǎng)絡(luò)運營商和客戶層信號間有一個清晰的分界點。缺點是：功能重疊，兩個層面部需要有網(wǎng)管和控制功能；擴展性受限，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，需要在邊緣設(shè)備間建立點到點的網(wǎng)狀連接，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；兩個層面存在兩個分離的地址空間，因此需要復(fù)雜的地址解析。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)施而同時又需要支持分組化數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)運營商。
對等模型是IETF支持的網(wǎng)絡(luò)演進結(jié)構(gòu)，是一種集成的方式，基本思路是將IP層用于MPLS通道的選路和信令略作修改后直接應(yīng)用于光傳送層的連接控制。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。這種模型的優(yōu)點是：光傳送網(wǎng)和IP網(wǎng)可以看作一個集成的網(wǎng)絡(luò)，維持單個拓撲，光交換機和標(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；統(tǒng)一的控制面可以消除管理的復(fù)雜性。缺點是：這種模型難以支持傳統(tǒng)的非IP業(yè)務(wù)，失去了對業(yè)務(wù)的透明性；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(luò)拓撲等細節(jié)；光層面的物理大故障（例如光纜切斷）會導(dǎo)致光開關(guān)的頻繁動作，不僅使路由器選路工作量負擔(dān)過重，還會影響路由穩(wěn)定性；難以形成統(tǒng)一的選路和保護恢復(fù)控制，這種模型使IP和光傳送層之間有大量的；狀態(tài)和控制信息需要交換。這種模型較適合那些新興的同時擁有光網(wǎng)絡(luò)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。從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來看，骨干網(wǎng)目前采用大量的環(huán)網(wǎng)和點到點系統(tǒng)，只是部分采用了數(shù)字交叉連接設(shè)備。隨著傳送網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)演進的趨勢越來越明顯，通過映入智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來增強網(wǎng)絡(luò)的生存性，同時提高光通道的調(diào)度效率，并提供差異化的長途傳送服務(wù)，通告網(wǎng)絡(luò)的可維護性和可管理性。同時，可以在局部網(wǎng)絡(luò)引進部分ASON設(shè)備，首先在域內(nèi)實現(xiàn)部分的ASON功能，在設(shè)備和技術(shù)成熟之后逐步向擴展。城域傳送網(wǎng)是ASON網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個較好舞臺，目前城域傳送網(wǎng)主要以環(huán)形拓撲為主，業(yè)務(wù)基于保護實現(xiàn)，故障保護時間為50ms.隨著城域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)越來越多，網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)恢復(fù)時間延長，業(yè)務(wù)的突發(fā)性和不可預(yù)見性增強，主要的應(yīng)用是通過多種保護方式提供多種等級的業(yè)務(wù)，解決電路調(diào)度頻繁、開通實現(xiàn)緊急、電路需求的不確定性等問題。綜合認(rèn)為，ASON設(shè)備會首先在城域核心層引入，逐步向匯聚和接入層擴展。
摘要： 下一代傳送網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展趨勢淺析
一、引言
傳送網(wǎng)是整個電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，它為整個網(wǎng)絡(luò)所承載的業(yè)務(wù)提供傳輸通道和傳輸平臺。隨著近年來電信業(yè)務(wù)對帶寬需求的不斷提高，光傳送網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模在不斷擴大，為業(yè)務(wù)網(wǎng)提供了巨大的帶寬資源，同時在網(wǎng)絡(luò)的生存性、可擴展性方面也有了巨大的進步。
作為網(wǎng)絡(luò)的傳送層面，下一代傳送網(wǎng)的目標(biāo)就是為了滿足下一代網(wǎng)絡(luò)的傳送需求。結(jié)合下一代網(wǎng)絡(luò)的特征，如基于分組技術(shù)，能夠提供包括電信業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)，在業(yè)務(wù)相關(guān)功能與傳送層傳送相關(guān)功能分離的基礎(chǔ)上，能夠利用多種寬帶、有QoS支持能力的傳送技術(shù)等方面的特征，下一代傳送網(wǎng)應(yīng)當(dāng)滿足從分組到波長的傳送需求，同時支持多種業(yè)務(wù)：利用高速率、大容量的傳送技術(shù)提供充足的帶寬資源；具有端到端的業(yè)務(wù)等級和透明的傳輸能力；引入控制平面，解決網(wǎng)絡(luò)智能性和動態(tài)性的結(jié)合，同時提供與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)互通的能力?？傊?，下一代傳送網(wǎng)的特征將隨著下一代網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)的發(fā)展而逐步明確，與業(yè)務(wù)的密切結(jié)合是下一代傳送網(wǎng)的一個重要特征。
發(fā)展到今天，光傳送網(wǎng)已經(jīng)在帶寬和容量上能夠滿足業(yè)務(wù)網(wǎng)的需求，起碼在技術(shù)上已經(jīng)不是不可解決的問題，需要考慮的則是投資與回報的關(guān)系等運營方面的問題。下一代傳送網(wǎng)應(yīng)該向什么方向發(fā)展呢？對于下一代的說法，可謂是仁者見仁，智者見智的問題，在不同時期有不同的內(nèi)涵。綜合近年來的發(fā)展，一般認(rèn)為下一代光傳送網(wǎng)的技術(shù)趨勢主要體現(xiàn)在以下幾方面。
二、傳送網(wǎng)的智能化
目前，無論是制造商還是運營商都一致認(rèn)為傳送網(wǎng)智能化是傳送網(wǎng)發(fā)展的方向之一。這是由于近幾年來，隨著IP業(yè)務(wù)的爆炸性增長，對網(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，對網(wǎng)絡(luò)帶寬的動態(tài)分配要求也越來越迫切。主要靠人工配置網(wǎng)絡(luò)連以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源連接的原始方法耗時費力、容易出錯，不僅難以滿足現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和新業(yè)務(wù)拓展的要求，也難以適應(yīng)市場競爭的需要。于是，一種能夠自動完成網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)概念——智能的自動交換光網(wǎng)絡(luò)（ASON）應(yīng)運而生。ASON是利用獨立的控制平面來實施動態(tài)配置連接管理的網(wǎng)絡(luò)，而過去傳送網(wǎng)只涉及客戶層信號的傳送、復(fù)用、交叉連接、監(jiān)控和生存性處理，通常不含交換功能，只具備較低的智能。因此，在傳統(tǒng)的傳送網(wǎng)中引入動態(tài)交換的概念不僅是幾十年來傳送網(wǎng)概念的重大歷史性突破，也是傳送網(wǎng)技術(shù)的一次重要突破，使傳送網(wǎng)具備了自動選路和管理的更高智能。而且，這類新型網(wǎng)絡(luò)的一個重要特點是支持多種客戶信號，是一種獨立于客戶和技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。
ASON指的是以SDH和光傳送網(wǎng)（OTN）為基礎(chǔ)的自動交換傳送網(wǎng)，它用控制平面來完成配置和連接管理的光傳送網(wǎng)，以光纖為物理傳輸媒質(zhì)，SDH和OTN等光傳輸系統(tǒng)構(gòu)成的具有智能的光傳送網(wǎng)。根據(jù)其功能可分為傳送平面、控制平面和管理平面，這三個平面相對獨立，互相之間又協(xié)調(diào)工作。
與傳統(tǒng)傳送技術(shù)相比，ASON技術(shù)的特點是引入了控制平面，控制平面的主要功能是通過信令來支持建立、拆除和維護端到端連接的能力，并通過選路來選擇最合適的路徑，以及與此緊密相關(guān)的需要提供適當(dāng)?shù)拿Q和地址機制。
目前，ASON設(shè)備指的是在大容量交叉連接設(shè)備或MSTP設(shè)備為傳送平面，內(nèi)嵌控制平面而成的設(shè)備，可以是光或者電產(chǎn)交叉矩陣，基本上以光電光交叉連接矩陣為主，只有少數(shù)廠家支持全光矩陣。其中，控制平面采用內(nèi)嵌或外置的方式實現(xiàn)，初期部分廠商采用外置方式將控制平面移植到傳送平面的設(shè)備上，逐步形成內(nèi)嵌的控制平面。目前，ASON網(wǎng)絡(luò)中的各種接口尚不成熟，UNI接口的標(biāo)準(zhǔn)由OIF開發(fā)，UNI 1.0的互操作性演示已經(jīng)進行過了，UNI 1.0 Release2的互操作性試驗也將于2004年6月進行。E-NNI的規(guī)范由0IF正在進行規(guī)范，將于2004年6月進行互操作性演示。I-NNI的規(guī)范正在開發(fā)，各廠家采用私有方式實現(xiàn)的可能性更大一些。目前的ASON設(shè)備可以通過集中或分布式的保護恢復(fù)方式來提供多種級別的業(yè)務(wù)，同時能夠提供一些智能化的業(yè)務(wù)，如端到端的業(yè)務(wù)配置、SLA等，有利于網(wǎng)絡(luò)的運行、維護和管理。總之，ASON設(shè)備的現(xiàn)狀是以關(guān)注功能為主，對于協(xié)議一致性和接口等的互通性方面的追求并不是關(guān)注的重點。
從網(wǎng)絡(luò)演進來看，ASON網(wǎng)絡(luò)主要有兩種演進的模型，分別是重疊模型和對等模型，重疊模型是ITU，OIF和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)演進結(jié)構(gòu)?；舅悸肥菍⒐鈧魉蛯犹囟ǖ目刂浦悄芡耆旁诠鈧魉蛯营毩嵤瑹o須客戶層干預(yù)，客戶層和光傳送層成為兩個基本獨立的智能網(wǎng)絡(luò)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)。這種模型有兩個獨立的控制平面，一個在核心光網(wǎng)絡(luò)，而另一個在客戶層，兩者之間不交換路由信息，獨立選路，限度地實現(xiàn)了光網(wǎng)絡(luò)層和客戶層的控制分離。它的優(yōu)點是：實現(xiàn)統(tǒng)一透明的傳送平臺，支持多客戶層信號；傳送層完成客戶的連接要求可以屏蔽光傳送層的網(wǎng)絡(luò)拓撲細節(jié)；允許光傳送層和客戶層獨立演進，這樣光傳送層可以繼續(xù)快速演進；采用子網(wǎng)分割后，運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)；采用這種方式后，在網(wǎng)絡(luò)運營商和客戶層信號間有一個清晰的分界點。缺點是：功能重疊，兩個層面部需要有網(wǎng)管和控制功能；擴展性受限，為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，需要在邊緣設(shè)備間建立點到點的網(wǎng)狀連接，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；兩個層面存在兩個分離的地址空間，因此需要復(fù)雜的地址解析。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)施而同時又需要支持分組化數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)運營商。
對等模型是IETF支持的網(wǎng)絡(luò)演進結(jié)構(gòu)，是一種集成的方式，基本思路是將IP層用于MPLS通道的選路和信令略作修改后直接應(yīng)用于光傳送層的連接控制。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。這種模型的優(yōu)點是：光傳送網(wǎng)和IP網(wǎng)可以看作一個集成的網(wǎng)絡(luò)，維持單個拓撲，光交換機和標(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；統(tǒng)一的控制面可以消除管理的復(fù)雜性。缺點是：這種模型難以支持傳統(tǒng)的非IP業(yè)務(wù)，失去了對業(yè)務(wù)的透明性；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(luò)拓撲等細節(jié)；光層面的物理大故障（例如光纜切斷）會導(dǎo)致光開關(guān)的頻繁動作，不僅使路由器選路工作量負擔(dān)過重，還會影響路由穩(wěn)定性；難以形成統(tǒng)一的選路和保護恢復(fù)控制，這種模型使IP和光傳送層之間有大量的；狀態(tài)和控制信息需要交換。這種模型較適合那些新興的同時擁有光網(wǎng)絡(luò)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。從網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用來看，骨干網(wǎng)目前采用大量的環(huán)網(wǎng)和點到點系統(tǒng)，只是部分采用了數(shù)字交叉連接設(shè)備。隨著傳送網(wǎng)向網(wǎng)狀網(wǎng)演進的趨勢越來越明顯，通過映入智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來增強網(wǎng)絡(luò)的生存性，同時提高光通道的調(diào)度效率，并提供差異化的長途傳送服務(wù)，通告網(wǎng)絡(luò)的可維護性和可管理性。同時，可以在局部網(wǎng)絡(luò)引進部分ASON設(shè)備，首先在域內(nèi)實現(xiàn)部分的ASON功能，在設(shè)備和技術(shù)成熟之后逐步向擴展。城域傳送網(wǎng)是ASON網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的一個較好舞臺，目前城域傳送網(wǎng)主要以環(huán)形拓撲為主，業(yè)務(wù)基于保護實現(xiàn)，故障保護時間為50ms.隨著城域范圍內(nèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)越來越多，網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)恢復(fù)時間延長，業(yè)務(wù)的突發(fā)性和不可預(yù)見性增強，主要的應(yīng)用是通過多種保護方式提供多種等級的業(yè)務(wù)，解決電路調(diào)度頻繁、開通實現(xiàn)緊急、電路需求的不確定性等問題。綜合認(rèn)為，ASON設(shè)備會首先在城域核心層引入，逐步向匯聚和接入層擴展。