面向寬帶業(yè)務(wù)的城域光網(wǎng)絡(luò )發(fā)展

一、寬帶業(yè)務(wù)的發(fā)展 
目前，寬帶已經(jīng)成為運營(yíng)商最主要的利潤增長(cháng)點(diǎn)。   
中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò )信息中心（CNNIC）的報告顯示，截至2005年12月31日，中國寬帶用戶(hù)數已達到6430萬(wàn)人，超過(guò)了窄帶用戶(hù)。 

　　三重播放業(yè)務(wù)、商業(yè)應用業(yè)務(wù)和移動(dòng)數據業(yè)務(wù)是目前寬帶發(fā)展的主要驅動(dòng)因素。 

　　三重播放是充分利用語(yǔ)音、數據、視頻作為業(yè)務(wù)載體，打造充分調動(dòng)用戶(hù)聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)的業(yè)務(wù)。三重播放業(yè)務(wù)作為嶄新的業(yè)務(wù)形式，將推動(dòng)傳統固網(wǎng)運營(yíng)商向提供融合語(yǔ)音、視頻和數據業(yè)務(wù)的綜合業(yè)務(wù)提供商轉型，從而使其在激烈的市場(chǎng)競爭中處于優(yōu)勢地位。據IDC預測，到2009年，三重播放用戶(hù)數將超過(guò)1000萬(wàn)，占據所有寬帶用戶(hù)的1/5。 

　　相對于普通寬帶用戶(hù)來(lái)說(shuō)，商業(yè)應用業(yè)務(wù)要求更高品質(zhì)、更高帶寬、更為靈活的接入/傳輸環(huán)境。商業(yè)大客戶(hù)業(yè)務(wù)接入手段除了傳統的租線(xiàn)方式（如DDN/FR/ATM等）外，利用光多業(yè)務(wù)傳送終端設備還能夠提供多種速率級別的TDM專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)、數據專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)、L1/L2VPN業(yè)務(wù)，更高帶寬需求的商業(yè)客戶(hù)還可以利用WDM設備進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)接入。這幾年商業(yè)用戶(hù)的業(yè)務(wù)需求量都在以高于50%的速率增長(cháng)，而且后續發(fā)展仍然保持高增長(cháng)趨勢。 

　　寬帶發(fā)展的另一個(gè)驅動(dòng)因素是移動(dòng)數據業(yè)務(wù)。近些年來(lái)，移動(dòng)數據業(yè)務(wù)的發(fā)展可謂日新月異，日益成熟的商業(yè)模式和不斷被挖掘出來(lái)的用戶(hù)需求使得移動(dòng)數據業(yè)務(wù)的增長(cháng)成為通信業(yè)的新亮點(diǎn)。同傳統的話(huà)音通信相比，移動(dòng)數據業(yè)務(wù)的表現形式由于移動(dòng)終端日益增強的計算能力和網(wǎng)絡(luò )日益豐富的功能而更加豐富多彩，包括短消息、多媒體消息、USSD、WAP、定位服務(wù)、流媒體、KJAVA等。另一方面，移動(dòng)數據業(yè)務(wù)從一開(kāi)始就建立了合理的商務(wù)模式。價(jià)值鏈上收益的合理分配，使得移動(dòng)數據業(yè)務(wù)可以作為正常的商業(yè)運作進(jìn)行經(jīng)營(yíng)，從而促使整個(gè)社會(huì )的各行各業(yè)最廣泛地介入到移動(dòng)數據通信之中。而成功的商務(wù)模式又反過(guò)來(lái)促進(jìn)了移動(dòng)數據業(yè)務(wù)的發(fā)展。 

　　各種業(yè)務(wù)的應用和發(fā)展，刺激了帶寬的增長(cháng)，而帶寬的需求拉動(dòng)了城域光網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展。 

　　二、寬帶業(yè)務(wù)對城域光網(wǎng)絡(luò )的承載需求

　　移動(dòng)、數據和視頻業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，對城域光網(wǎng)絡(luò )提出了相應的承載需求。

　　1．三重播放業(yè)務(wù)

　　歐洲運營(yíng)商（意大利電信、法國電信和奧地利電信等）、北美運營(yíng)商(Verizon、SBC和BellSouth等)、中國運營(yíng)商（中國電信和中國網(wǎng)通）以及其他一些運營(yíng)商（Scarlett、AUNA、Cabovisao等）都在進(jìn)行三重播放業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò )部署。家庭用戶(hù)三重播放業(yè)務(wù)的部署驅動(dòng)每線(xiàn)DSL的帶寬增長(cháng)了10～15倍。

　　三重播放對承載網(wǎng)絡(luò )提出了以下需求：

　　帶寬需求大量增長(cháng)；

　　支持單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)的高效率傳送，保障視頻服務(wù)質(zhì)量，滿(mǎn)足始終開(kāi)放和快速頻道切換（小于1秒）的需要；

　　支持接入技術(shù)的不斷演進(jìn)，包括ATMDSLAM、IPDSLAM，從FE到GE等；

　　對語(yǔ)音和視頻業(yè)務(wù)提供高可靠性的傳送保障，實(shí)現視頻業(yè)務(wù)端到端的QoS保證。

　　2．商業(yè)用戶(hù)業(yè)務(wù)

　　商業(yè)用戶(hù)業(yè)務(wù)是運營(yíng)商主要或重要的收入來(lái)源，各大運營(yíng)商都把面向行業(yè)大客戶(hù)的營(yíng)銷(xiāo)提高到了公司基本戰略的高度上。

　　商業(yè)用戶(hù)業(yè)務(wù)具有以下特點(diǎn)：

　　高帶寬的業(yè)務(wù)需求；

　　網(wǎng)絡(luò )高可用性和高安全性；

　　業(yè)務(wù)的快速提供；

　　端到端管理及快速故障定位。

　　3．固定/移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )融合

　　網(wǎng)絡(luò )融合拉動(dòng)了光網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展。北美的移動(dòng)傳送網(wǎng)絡(luò )建設對MSTP和交叉機提出了大量需求，歐洲運營(yíng)商正在進(jìn)行大規模的網(wǎng)絡(luò )建設（如T-mobileUK、H3G和奧地利電信等），亞太地區的移動(dòng)運營(yíng)商也在紛紛建設自己的網(wǎng)絡(luò )（如SKT和中國移動(dòng)等）。

　　網(wǎng)絡(luò )融合對城域光網(wǎng)絡(luò )提出了更高的要求：

　　公共的網(wǎng)絡(luò )匯聚層要求在網(wǎng)絡(luò )L2/L1/L0提供業(yè)務(wù)疏導；

　　支持接入技術(shù)的不斷演進(jìn)，例如WiMAX的接入需求；

　　減少獨立的骨干網(wǎng)絡(luò )數量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )結構，降低網(wǎng)絡(luò )建設維護成本；

　　卓越的多層業(yè)務(wù)OAM，提供高可用性和可恢復的網(wǎng)絡(luò )支持。

　　三、城域光網(wǎng)絡(luò )面向寬帶業(yè)務(wù)的架構

　　針對寬帶業(yè)務(wù)的承載需求，需要設計面向寬帶應用的承載網(wǎng)絡(luò )架構。城域寬帶網(wǎng)絡(luò )的總體模型如圖1所示。





圖1 城域寬帶總體網(wǎng)絡(luò )模型


　　在寬帶業(yè)務(wù)的驅動(dòng)下，城域傳輸網(wǎng)的發(fā)展出現了以下三個(gè)趨勢。

　　數據包化：從時(shí)隙結構演變成幀結構。

　　擴展能力：從簡(jiǎn)單的疊加到智能化的復用。

　　業(yè)務(wù)的QoS：從資源專(zhuān)用到同一資源被不同的QoS業(yè)務(wù)共用。

　　順應傳輸網(wǎng)的發(fā)展趨勢，需要設計以數據內容為核心的城域光網(wǎng)絡(luò )架構，如圖2所示。




圖2 以數據內容為核心的城域光網(wǎng)絡(luò )架構


　　在城域光網(wǎng)絡(luò )的寬帶架構中，將涉及到以下一些關(guān)鍵技術(shù)：

　　1．業(yè)務(wù)匯聚層

　　多業(yè)務(wù)支持：保持強大的匯聚能力，包括“新興”的分組（packet）業(yè)務(wù)和“固有”的TDM業(yè)務(wù)以及2G和3G移動(dòng)業(yè)務(wù)的承載。

　　OAM操作管理和維護的能力：能夠容易地管理和維護容量快速膨脹的匯聚網(wǎng)絡(luò )。

　　QoS保障：面向的客戶(hù)不僅僅是傳統的上網(wǎng)用戶(hù)，還要支持商業(yè)用戶(hù)和重要的VIP業(yè)務(wù)用戶(hù)。

　　高效保護：能夠提供多種組網(wǎng)方式，并提供有效的保護。

　　組播能力：對于視頻的分發(fā)將是至關(guān)重要的。

　　波長(cháng)交換：充分發(fā)揮多方向匯聚時(shí)ROADM的作用。

　　低功耗：特別是針對室外應用等場(chǎng)合。

　　2．核心傳送層

　　統一傳送分組：TDM和波長(cháng)λ；

　　同一個(gè)平臺上既可以端到端地處理IP/MPLS路由器之間的業(yè)務(wù)，也可以同時(shí)處理傳統的端到端的CBR業(yè)務(wù)；

　　重疊網(wǎng)絡(luò )模型：將“傳送”和“路由”區分，以進(jìn)行相對獨立的處理；

　　端到端的業(yè)務(wù)模型：即使引入了數據傳送層面，也不改變路由器的工作狀態(tài)和方式；

　　QoS、OAM、業(yè)務(wù)調度和粒度管理；

　　保護和恢復相結合，允許高速的業(yè)務(wù)保護、保持網(wǎng)絡(luò )的高可靠性，抵抗多重故障的能力。

　　城域光網(wǎng)絡(luò )作為基礎的承載網(wǎng)絡(luò )，隨著(zhù)網(wǎng)絡(luò )融合的演進(jìn)，將朝著(zhù)統一傳送網(wǎng)絡(luò )的方向發(fā)展。圖3給出了統一的傳送網(wǎng)絡(luò )模型。





圖3 統一的傳送網(wǎng)絡(luò )模型


　　四、城域光網(wǎng)絡(luò )面向寬帶業(yè)務(wù)的技術(shù)選擇

　　面向寬帶的城域承載網(wǎng)絡(luò )可以有兩種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)進(jìn)行選擇，一種是基于以太網(wǎng)技術(shù)的數據網(wǎng)絡(luò )，另一種是基于MSTP的傳輸網(wǎng)絡(luò )。在數據業(yè)務(wù)擴展能力方面，數據網(wǎng)絡(luò )具有優(yōu)勢，但是在支持TDM業(yè)務(wù)，支持網(wǎng)絡(luò )運行、維護和管理能力方面，基于MSTP的傳輸網(wǎng)絡(luò )具有明顯的優(yōu)勢。

　　從傳輸網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展來(lái)看，經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展，MSTP已經(jīng)從支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)點(diǎn)到點(diǎn)透傳的第一代產(chǎn)品發(fā)展到了第三代產(chǎn)品。對于新一代的MSTP，能夠更好地支持二層數據功能，支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬共享、業(yè)務(wù)匯聚、以太網(wǎng)共享環(huán)等功能，從而使得帶寬利用率大大提高；通過(guò)內嵌RPR功能，可以實(shí)現以太網(wǎng)帶寬的統計復用、公平的帶寬分配和嚴格的QoS；通過(guò)支持MPLS，能夠提供帶寬管理，能夠隔離城域網(wǎng)中的用戶(hù)，對數據業(yè)務(wù)具有更好的支持能力。

　　城域傳送網(wǎng)絡(luò )需要轉型以支持基于IP協(xié)議業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，例如TriplePlay業(yè)務(wù)、3G業(yè)務(wù)和面向商業(yè)應用的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)等。

　　基于全業(yè)務(wù)節點(diǎn)的理念，一種新興的T-MPLS技術(shù)將成為融合網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)承載平臺，能夠支持所有類(lèi)型的業(yè)務(wù)（如Ethernet、IP/MPLS、FR、ATM、TDM等），能夠同時(shí)支持普通用戶(hù)（有線(xiàn)/無(wú)線(xiàn)）和商業(yè)用戶(hù)的業(yè)務(wù)發(fā)展。

　　T-MPLS，即TransportMPLS，它是一種面向連接的包交換傳送平面技術(shù)，基于MPLS，在G8110.1建議中定義，已于今年2月份在ITU-T日內瓦會(huì )議上獲得廣泛共識。

　　T-MPLS作為中間適配層，既能夠針對3層的IP數據包，也可以針對2層的數據業(yè)務(wù)（如L2MPLS），其面向連接的特性能夠充分保證上層業(yè)務(wù)所提出的質(zhì)量要求，能夠獨立于相應的業(yè)務(wù)層以及控制層進(jìn)行操作。當然，目前看來(lái)，分布式的GMPLS控制平面將來(lái)很有可能成為能夠在不同層面間進(jìn)行統一業(yè)務(wù)調度的最佳選擇。

　　T-MPLS技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

　　電信級的數據傳送技術(shù)，支持不同技術(shù)信號的交換（Data/TDM/WDM），符合網(wǎng)絡(luò )轉型的趨勢；

　　面向連接；

　　能夠融合任何L2和L3的協(xié)議，從而構建統一的數據傳送平面；

　　完全的業(yè)務(wù)擴展能力；

　　和傳統傳送網(wǎng)絡(luò )相似的OAM&P能力、端到端的維護、保護和性能監測；

　　能夠利用通用的控制平面以及現有的傳送層面（波長(cháng)和/或TDM），保證與現有的傳送網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)互通，并逐步向GMPLS網(wǎng)絡(luò )演進(jìn)。

　　由于省去了一些不必要的基于IP的處理能力，T-MPLS將給運營(yíng)商帶來(lái)CAPEX和OPEX的有效降低。

　　采用T-MPLS技術(shù)后，未來(lái)的核心承載網(wǎng)絡(luò )可以簡(jiǎn)化為一個(gè)純光層面加上一個(gè)電層面。如圖4所示。





圖4 城域光網(wǎng)絡(luò )純光層面+電層面結構


　　從圖中可以看出，在電層面主要是基于固定速率的業(yè)務(wù)在ODU的交換和基于分組的業(yè)務(wù)在T-MPLS的交換，而在光層面則是基于波長(cháng)λ的交換。

　　隨著(zhù)T-MPLS的標準化，主流光網(wǎng)絡(luò )設備供應商都將選擇支持T-MPLS技術(shù)。

　　五、小結

　　寬帶業(yè)務(wù)的應用和發(fā)展促使城域傳送網(wǎng)絡(luò )轉型以支持基于IP協(xié)議的業(yè)務(wù)迅速發(fā)展，這種轉型表現在城域光網(wǎng)絡(luò )正朝著(zhù)支持分組、適應數據業(yè)務(wù)擴張和滿(mǎn)足多種業(yè)務(wù)QoS需要的方向發(fā)展。為了順應城域傳送網(wǎng)絡(luò )的融合演進(jìn)，需要設計以數據內容為核心的城域光網(wǎng)絡(luò )架構。T-MPLS技術(shù)將成為融合網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)承載平臺，滿(mǎn)足全業(yè)務(wù)接入和網(wǎng)絡(luò )擴展的需要。建設適應寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展需要的統一的傳送網(wǎng)絡(luò )，這不但可以給運營(yíng)商帶來(lái)利益，也保證CAPEX和OPEX的有效降低。