光纖城域傳送網(wǎng)技術(shù)及特點分析

　1引言
　　
　　城域傳送網(wǎng)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(wǎng)絡，是承載城域范圍內(nèi)的固定、移動和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務的基礎傳送網(wǎng)絡，它一般以多業(yè)務光傳送網(wǎng)絡為基礎、以多種接入技術(shù)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(wǎng)向上與省際和省內(nèi)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(wǎng)的特點
　　
　　城域傳送網(wǎng)是非常復雜的網(wǎng)絡，每個城市和每個城市都因現(xiàn)狀不同而有所不同，從網(wǎng)絡分層結(jié)構(gòu)來說，城域傳送網(wǎng)一般分為核心傳送層、匯聚層和接入層。對于網(wǎng)絡規(guī)模較小的城市，可根據(jù)實際情況簡化網(wǎng)絡層次。下面從通用角度分析城域傳送網(wǎng)的特點。
　　多業(yè)務。城域傳送網(wǎng)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(wǎng)絡獲得足夠競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素，也是最重要的特點。多業(yè)務支持是城域光傳送網(wǎng)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SDHoverWDM)、成本顯著降低(減少了網(wǎng)絡分層和設備)、網(wǎng)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(wǎng)涉及到大量的客戶和服務，網(wǎng)絡的安全可靠性直接影響到客戶，傳送網(wǎng)應支持網(wǎng)絡節(jié)點的備份和線路保護，提供網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡可持續(xù)贏利。
　　動態(tài)性。與骨干傳送網(wǎng)相比，城域傳送網(wǎng)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(wǎng)的相關(guān)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(wǎng)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(wǎng)要建設成完整統(tǒng)一、組網(wǎng)靈活、易擴充的彈性網(wǎng)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(wǎng)絡整體升級。
　　
　　3城域網(wǎng)中的相關(guān)技術(shù)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(chǎn)品。為了適應城域網(wǎng)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(wǎng)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(jīng)敷設大量SDH網(wǎng)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(wǎng)到分組網(wǎng)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(wǎng)絡管理的統(tǒng)一性。
　　彈性分組環(huán)技術(shù)。正在由IEEE802.17工作組制定的彈性分組環(huán)(RPR)技術(shù)，吸收了吉比特以太網(wǎng)的經(jīng)濟性、SDH系統(tǒng)50ms環(huán)保護特性。RPR采用類似以太網(wǎng)的幀格式，結(jié)合絲絲標記，基于MAC高速交換，簡化IP前傳。RPR技術(shù)可以支持更細的帶寬粒度，網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)結(jié)構(gòu)下的技術(shù)，無法工作在復雜的網(wǎng)絡環(huán)境下(甚至是環(huán)間互聯(lián))，而實際的城域網(wǎng)絡環(huán)境則是十分復雜的。
　　RPR技術(shù)適合于以數(shù)據(jù)業(yè)務為主、TDM業(yè)務為輔的網(wǎng)絡，其應用范圍將逐漸擴大，適合于新建網(wǎng)絡。
　　城域WDM光網(wǎng)絡。WDM技術(shù)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(wǎng)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(jié)構(gòu)調(diào)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(shù)主要應用于城域骨干網(wǎng)。 城域OADM環(huán)網(wǎng)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(jīng)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(shù)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(wǎng)WDM系統(tǒng)的應用門檻，可以直接容納低速率信號，給組網(wǎng)帶來了靈活性。WDM環(huán)網(wǎng)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,FiberChannel等。
　　在目前的光網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)業(yè)務的提供需要經(jīng)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(zhuǎn)換為光信號在光網(wǎng)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(jié)構(gòu)的缺點日益暴露.人們開始研究將ATM層和SDH層從4層結(jié)構(gòu)中剝離出去，將其功能融合到IP/MPLS層和WDM/OTN(光傳送網(wǎng))層中，將IP業(yè)務直接在WDM光路上傳送(即IPoverOptical，目前主要為IPoverWDM/DWDM)。在傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡中引入信令控制和動態(tài)交換功能，將IP層和光網(wǎng)絡層置于同一控制平面下，對光網(wǎng)絡實施配置連接管理，在此思想下，一種能夠自動完成網(wǎng)絡連接的新型網(wǎng)絡ASON(自動交換光網(wǎng)絡)應運而生。
　　自動交換光網(wǎng)絡。ASON是在IPoverDWDM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(wǎng)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(shù)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(wǎng)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(shù)。
　　
　　4通用標簽交換（GMPLS）技術(shù)
　　
　　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(wǎng)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(wǎng)絡(DCN)也提出了新的要求，特別是電路交換網(wǎng)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。