淺析光纖城域傳送網

尹燕海

摘要: 當前信息容量日益劇增，為提高信息的傳輸速度和容量，光纖通信被廣泛的應用于信息化的發(fā)展。城域傳送網傳作為承載城域范圍內的固定、移動和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務的基礎傳送網絡,在整個光網絡中占有不可替代的地位。本文介紹了城域傳送網的特點，對主要技術進行了分析，最后探討了其發(fā)展趨勢。

關鍵詞: 光纖通信；城域傳送網；光網絡

1引言

城域傳送網是覆蓋城區(qū)、郊區(qū)或者部分規(guī)模較小的市縣，為城域多業(yè)務提供綜合傳送平臺的網絡，是承載城域范圍內的固定、移動和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務的基礎傳送網絡，它一般以多業(yè)務光傳送網絡為基礎、以多種接入技術為輔，為多種業(yè)務和通信協(xié)議提供綜合傳送承載平臺。城域傳送網向上與省際和省內干線相連，向下負責綜合業(yè)務引入，完成集團用戶、商用大樓、智能小區(qū)的業(yè)務接入和電路出租的任務。

2城域傳送網的特點

城域傳送網是非常復雜的網絡，每個城市和每個城市都因現(xiàn)狀不同而有所不同，從網絡分層結構來說，城域傳送網一般分為核心傳送層、匯聚層和接入層。對于網絡規(guī)模較小的城市，可根據(jù)實際情況簡化網絡層次。下面從通用角度分析城域傳送網的特點。

多業(yè)務。城域傳送網需要同時支持多種業(yè)務，單一平臺支持多種協(xié)議和處理混合業(yè)務的特征是城域光傳送網絡獲得足夠競爭優(yōu)勢的關鍵因素，也是最重要的特點。多業(yè)務支持是城域光傳送網絡的基石，可為運營商帶來許多競爭優(yōu)勢，如后向兼容性(如SDH over WDM)、成本顯著降低(減少了網絡分層和設備)、網絡管理簡化和配置工作量減少等。

安全可命性和可增位性。城域傳送網涉及到大量的客戶和服務，網絡的安全可靠性直接影響到客戶，傳送網應支持網絡節(jié)點的備份和線路保護，提供網絡安全措施，同時多種生存性有利于運營商向用戶提供更好的業(yè)務定義。同時城域傳送網應當要充分考慮業(yè)務擴展能力，能針對不同的用戶需求提供豐富的寬帶增值業(yè)務，使網絡可持續(xù)贏利。

動態(tài)性。與骨干傳送網相比，城域傳送網的動態(tài)性較強，多種數(shù)據(jù)業(yè)務的動態(tài)性和不可預見性使得城域傳送網的相關需求加強，目前的發(fā)展趨勢是越來越多的客戶需要帶寬更靈活的業(yè)務。他們需要快速的業(yè)務配置、更短期的、可靈活增加的服務合同和基于QoS的價格，將來還可能出現(xiàn)對帶寬按需分配等新業(yè)務的需求。

網絡擴展性。由于受用戶需求和地理分布動態(tài)變化的影響，城域的數(shù)據(jù)業(yè)務具有多變性，城域傳送網要建設成完整統(tǒng)一、組網靈活、易擴充的彈性網絡平臺，留有充分的擴充余地，能夠隨著需求變化，可允許運營商不斷地按照業(yè)務需求增加帶寬，而不需要進行網絡整體升級。

3城域網中的相關技術分析

SDH多業(yè)務傳送平臺。SDH多業(yè)務傳送平臺(MSTP)是目前廣泛應用的產品。為了適應城域網多業(yè)務的需求，SDH從單純支持2Mb/s, 155Mb/s等話音業(yè)務接口向支持以太網和ATM等多業(yè)務接口演進，將多種不同業(yè)務通過YC或VC級聯(lián)方式映射入SDH時隙進行處理。SDH多業(yè)務平臺將傳送節(jié)點與各種業(yè)務節(jié)點融合在一起，各廠商只是融合程度不同。

MSTP的出發(fā)點是將2層或3層的功能作為SDH附加功能來完成的，其對2層或ATM層的處理都是與SDH處理相分離的，但都可以映射到SDH的VC時隙進行重組。從功能上看，MSTP除了具有SDH功能外，還具有2層、MAC層和ATM功能。

MSTP比較適合于已經敷設大量SDH網的運營公司，它可以方便有效地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務，實現(xiàn)從電路交換網到分組網的過渡，適合支持混合型業(yè)務特別是以TDM業(yè)務為主的混合型業(yè)務，同時可以保證網絡管理的統(tǒng)一性。

彈性分組環(huán)技術。 正在由IEEE 802.17工作組制定的彈性分組環(huán)(RPR)技術，吸收了吉比特以太網的經濟性、SDH系統(tǒng)50ms環(huán)保護特性。RPR采用類似以太網的幀格式，結合絲絲標記，基于MAC高速交換，簡化IP前傳。RPR技術可以支持更細的帶寬粒度，網絡成本較低，可以承載具有突發(fā)性的IP業(yè)務，同時支持傳統(tǒng)語音傳送，有比較好的帶寬公平機制和擁塞控制機制。RPR環(huán)是在整個環(huán)上實現(xiàn)公平機制而不是在單獨鏈路上，容易實行全局的公平機制。服務供應商可以利用源節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包的速率來控制上游節(jié)點和下游節(jié)點的速率。帶寬策略允許在無擁塞的情況下，把環(huán)上任意兩個節(jié)點之間所有的帶寬分配給這兩個節(jié)點，沒有SDH那種固定電路系統(tǒng)的不靈活性，同時又比點到點的以太網更加有效。

目前RPR標準尚未完成，其中的一個重要問題是對時鐘的透明傳輸，RPR同步機制與SDH不同，必須確保TDM時鐘可以透明傳輸?shù)綄Χ恕５诙€挑戰(zhàn)來自RPR定義的是一個環(huán)網結構下的技術，無法工作在復雜的網絡環(huán)境下(甚至是環(huán)間互聯(lián))，而實際的城域網絡環(huán)境則是十分復雜的。

RPR技術適合于以數(shù)據(jù)業(yè)務為主、TDM業(yè)務為輔的網絡，其應用范圍將逐漸擴大，適合于新建網絡。

城域WDM光網絡。WDM技術不僅提高了光纖利用率，而且在業(yè)務信號復雜多變的城域網中對信號具有透明性，它可以對從不同設備出來的信號不進行速率和幀結構調整，直接進行透明傳輸。這可給用戶、特別是租用波長的用戶以最大的靈活性。同時，不同波長間的信號互不干涉，每個波長都可以自己靈活上下。WDM技術主要應用于城域骨干網。

城域OADM環(huán)網可以承載大量客戶的多種協(xié)議和多種速率的業(yè)務，每個波長承載一種業(yè)務的方式將很快耗盡波長，為提高每個波長的帶寬利用率，應盡量避免低速率業(yè)務單獨占用一個光波長通道。一種新興的經濟有效的方法是將多個低速率客戶信號復用到一個波長信道中，該技術被稱為子波長復用，從而實現(xiàn)了每個波長攜帶多種業(yè)務。這種子波長復用器降低了城域網WDM系統(tǒng)的應用門檻，可以直接容納低速率信號，給組網帶來了靈活性。WDM環(huán)網解決了兩個重要問題:光纖短缺和多業(yè)務的透明傳輸。成本是限制其應用的重要因素，目前它主要用來保護那些SDH還無法保護的業(yè)務，如ESCON, Fiber Channel等。

在目前的光網絡中，數(shù)據(jù)業(yè)務的提供需要經過4層處理:首先將業(yè)務映射進IP包，并以ATM信元封裝，然后將ATM信元映射進SDH幀，最后轉換為光信號在光網絡上傳送(采用WDM/DWDM方式)。隨著IP業(yè)務的飛速發(fā)展，這種結構的缺點日益暴露.人們開始研究將ATM層和SDH層從4層結構中剝離出去，將其功能融合到IP/MPLS層和WDM/OTN(光傳送網)層中，將IP業(yè)務直接在WDM光路上傳送(即IP over Optical，目前主要為IPover WDM/DWDM)。在傳統(tǒng)的光網絡中引入信令控制和動態(tài)交換功能，將IP層和光網絡層置于同一控制平面下，對光網絡實施配置連接管理，在此思想下，一種能夠自動完成網絡連接的新型網絡ASON(自動交換光網絡)應運而生。

自動交換光網絡。ASON是在IP over DWDM基礎上發(fā)展起來的，底層仍為OTN，主要的不同就是在OTN上引入了控制平面?？刂破矫嫱ㄟ^信令交換完成對傳送平面的動態(tài)控制?？刂破矫娴囊霂砹艘韵潞锰?迅速實現(xiàn)業(yè)務提供，允許網絡資源動態(tài)分配路由和帶寬；容易管理，業(yè)務提供者無需為新的傳輸技術系統(tǒng)的配置管理而開發(fā)維護操作支持系統(tǒng)軟件;具有擴展的信令能力，增加了補充業(yè)務;在出現(xiàn)故障時可實現(xiàn)快速的保護與恢復，比通常的傳送網節(jié)省了冗余容量和資源;控制平面的協(xié)議比管理平面的協(xié)議有更豐富的原語組，可用于各種傳輸技術。

4通用標簽交換（GMPLS）技術

為了使MPLS適應時分復用、波分復用等不同的應用環(huán)境，以支持在電路交換網中建立連接，IETF對MPLS中標簽的概念和形式進行了相應的擴展，將時分系統(tǒng)和空間交換系統(tǒng)涵蓋了進來，推出了通用標簽交換--GMPLS。其具有許多新功能：

時隙、虛通道和波長等均可作為標簽。GMPLS所管理的對象不僅是分組，還可以是FR. ATM, SDH和WDM等，且這些設備上的接口還可以細分為PSC(分組交換功能)、TSC(TDM交換功能)、LSC(波長交換功能)和FSC(光纖交換功能)等多種類型。

可以為離散單位分配帶寬，因為時隙、波長和光纖等都是離散單位。

具有下行按需標簽分配和使用上行標簽的雙向LSP建立能力，并且可以通過從上游節(jié)點向下游節(jié)點傳送建議標簽來簡化倒換過程、減少雙向LSP的建立時延。

可以設置標簽組，以縮小下游標簽的選擇范圍。當然，在引入GMPLS控制平面后，對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)通信網絡(DCN)也提出了新的要求，特別是電路交換網絡。首先，DCN必須保證能為控制器之間提供控制信息的傳送，能夠直接或間接地為兩個LSR提供交換控制信息的信道:其次，所提供的信道必須是可靠的、安全的:最后，DCN必須支持IP，且必須具有較高的可靠性和QoS，以避免用戶數(shù)據(jù)業(yè)務出錯而影響控制數(shù)據(jù)，確保控制信息的順利發(fā)送。

參考文獻

[1]韋樂平《光同步數(shù)字傳輸網》人民郵電出版社2002

[2] Palais，《光纖通信》第五版，電子工業(yè)出版社