光交换术与T级交换路由器

    为了适应市场竞争，网络运营商将逐步实施从电路交换基础网络向基于包交换的网络过渡。这一趋势看来是不可避免的，问题在于怎样确定最佳时机，即在电路交换硬件和软件上投入巨资的网络运营商什么时候将放弃现有的网络设施并采用IP网络。

    答案取决于原有投资到底有多大，网络运营商要根据原有投资量决定在什么时候将传统话音业务流从电路交换网络转移到带宽效率更高的IP网络上才比较经济合理。

    有没有一种既能实现上述转变又在经济上和技术上均可行的办法？如果你是一个ISP，答案是肯定的，在核心网络部署T级交换机并将ATM交换机从核心移到边缘就可以了。但对于网络运营商就没有这么简单，由于传统运营商已在TDM和电路交换设备上投入大量资金，他们需要更审慎的演进计划。传统运营商应该忽略当前关于光交换机和T级交换路由器孰优孰劣的讨论，这两项技术都能够作为主要工具为向未来网络迈进扫清道路。

    光交换技术将在下一代承载网络中扮演重要角色，具备光交换功能的T级交换路由器将使这一目标更易达到。从长远来看，T级路由器将占有一席之地。了解光交换和T级路由技术的概况与开发初衷将有助于网络规划人员作出既赢得利益又保持网络竞争力的决策。

    使用DWDM技术可以将一根光纤的传输容量提高一个数量级，为网络运营商们提供了一种提高光纤设施承载能力的好办法。DWDM系统将标准的1310纳米或15xx纳米激光转换成多个光频率，在一根光纤上创造出160根虚拟光纤，使一根10Gb/s的光纤能够承载1.6Tb/s的流量，运营商不必再敷设160根独立的10Gb/s光纤。

    由DWDM技术上的突破带来的容量增长引发了关于怎样提供区分型业务（diff-serv）的讨论。光交换和T级路由这两项技术的出现允许网络运营商设备直接与互联网的光核心网联通，基于上述技术的骨干设备将具有更高性能并减少资金和运营成本。这些骨干设备——光交换机和T级路由器——就是为了更灵活地提供宽带增值业务而设计的。

    事实上光交换机和T级路由器这两类设备互为补充。光交换机能够减轻现有电路交换网络的负担，帮助公用交换电话网（PSTN）更高效地完成物理层中继功能。集成了光技术的T级路由器提供大粒度的接入集中功能，并通过MPLS和流量工程进一步提高了数据处理能力。从长远来看，T级路由器被定位为新的包交换网络的中心局交换机。随着电路交换技术被包模式的传输所替代，T级交换路由器将构成一个新的通信平台，业务提供商可以在这个平台上实现特性丰富、频带很宽、服务质量有保障且价格能被公众所接受的业务。

    开发光交换技术的目的是为了让现有的基于电路的公用网络提供更大的容量。开发T级交换路由技术的目的有两个：一是为现有电路网络中的光交换机提供必要的流量集中，二是为建立一个能够支持新型宽带应用的分组式网络创造条件。光交换机为在光核心网络上承载实时型时分复用（TDM）流提供了更经济有效的手段。T级路由器的优化设计目标是支持IP数据包的爆炸性增长。尽管源于不同的开发思路，光交换机和T级路由器能够互为补充，在网络运营商市场中繁荣发展。

    光技术的背景是面向同步业务的电路交换和时分复用（TDM）技术。基于TDM或空分复用和面向连接的电路交换——不管速率为1.544
Mbps或10Gbps——均以每125μs一次的速度在固定信道之间进行交换，保证了服务的一致性和最小的时延。

数据业务量几乎在一夜间就增长到网络总业务量的50％以上。设备生产厂家相应地开发了增强型的电路交换产品来帮助PSTN更有效地支持话音和数据业务量，如ATM和SONET/SDH。虽然这两个协议都改善了性能，但由于引入了多层交换和复用，使网络结构重叠和笨重。

    当网络的每个节点都需要和所有其他节点建立一条直接的虚连接时，电路交换网络就产生了由于虚电路倍增造成的n2问题，这种网状电路的复杂性已经达到无法管理的程度。

光交换能够在物理层上减少n2问题，现有的光交换机实际上是具有光接口、交换电信号的数字交叉连接设备，光交换机为基于电路的骨干网络提供了一种交换汇接业务、统计复用或TDM业务的更有效手段。光交换机在物理层引入智能，在T级路由器的帮助下能够为核心网络免除两个不必要的技术层次：ATM和SONET/SDH。从这个角度来看，光交换机有助于减少建网设备资金投入和运营成本。

    新兴业务提供商可以采用光交换机构建网状网来取代SONET/SDH环。光交换设备厂家很可能将开发一种动态链路状态协议，它类似于OSPF、PNNI或MPLS，以便在网状网的环境下提供物理层的动态迂回路由和自动保护。然而，光交换机也有缺点，如它不支持低于2.5Gbps的接入接口，只工作在波长一级，无法识别光信道中传送的数据。因此，光交换机无法识别数据包或提供区分型服务，它们需要包处理设备如T级路由器来完成本地接入业务量的疏通。

    如果现有的四倍网络增长只源于少数用户需要四倍的接入速率，光交换机作为支持接入业务量的疏通的解决方案是行之有效的。然而，大多数用户不需要基于OC-48（2.5Gbps）的点到点、净信道接入速率。每个光交换机端口需要一个T级路由器端口，故可将一个OC-48管道以点到点或点到多点配置分配给多个用户。总体看来，光交换机可以改善网络重叠现象，与T级路由器连接替代ATM和SONET/SDH，但只要网络中仍保留电路交换技术，n2问题和重叠网络仍会在一定程度上存在。

    业界正致力于建立一个能适应IP数据业务量指数增长的新网络，T级路由技术是这一努力的基础。随着技术的发展，同步业务（如话音和图像）被压缩成数据包，也作为数据来看待，许多业务提供商希望从一个新的起点构建网络。基于无连接的包交换技术不需要信令、电路和节点之间的连接，故T级路由器是处理IP流的最佳选择。

    在包交换网络中，数据以存储转发的形式传输，依据包头中的地址字段将数据包送往目的地。T级路由器用途很多，它通过能够在T级速率下支持QoS的硬件专用集成电路为接入业务量选择路由并交换汇接局的业务。

    因此，T级路由器能够解决电路交换网络中许多固有的问题。T级路由器允许IP业务直接接入DWDM系统，不需要中间设备。由于以数据包为基础，不要求每个网络节点与其他节点有直接的电路连接，T级路由器还避免了1、2、3层的n2问题。

    业务提供者需要一种能够提高运营效率的技术，并依据用户对业务类型和接入速率（从T1子速率到OC-192）的需求提供各种服务。在提供服务方面，T级路由器能够分离各个数据包，根据包内的信息选择路由，为开放各种服务打下基础。

    据预测，光子将是下一代光互联网的基础，业界将投入数十亿美元去开发产生、放大、选择路由和交换波长的设备，不受限地承载数字信息。

    然而，仅就T级交换路由器而言，它将会成为新的包交换网络的基础，该网络将支持更广泛的应用如电子商务、多媒体、视频点播、电视会议、虚拟专用网（VPN）、多点传播和虚拟游戏。集多种专用设备特点于一身的T级路由器将简化核心网络，削减运营成本，提高性能，构筑一个传输和建设成本都很低的网络。