面向宽带业务的城域光网络发展

　　一、宽带业务的发展

　　目前，宽带已经成为运营商最主要的利润增长点。中国互联网络信息中心（CNNIC）的报告显示，截至2005年12月31日，中国宽带用户数已达到6430万人，超过了窄带用户。

　　三重播放业务、商业应用业务和移动数据业务是目前宽带发展的主要驱动因素。

　　三重播放是充分利用语音、数据、视频作为业务载体，打造充分调动用户听觉和视觉的业务。三重播放业务作为崭新的业务形式，将推动传统固网运营商向提供融合语音、视频和数据业务的综合业务提供商转型，从而使其在激烈的市场竞争中处于优势地位。据IDC预测，到2009年，三重播放用户数将超过1000万，占据所有宽带用户的1/5。

　　相对于普通宽带用户来说，商业应用业务要求更高品质、更高带宽、更为灵活的接入/传输环境。商业大客户业务接入手段除了传统的租线方式（如DDN/FR/ATM等）外，利用光多业务传送终端设备还能够提供多种速率级别的TDM专线业务、数据专线业务、L1/L2VPN业务，更高带宽需求的商业客户还可以利用WDM设备进行点到点接入。这几年商业用户的业务需求量都在以高于50%的速率增长，而且后续发展仍然保持高增长趋势。

　　宽带发展的另一个驱动因素是移动数据业务。近些年来，移动数据业务的发展可谓日新月异，日益成熟的商业模式和不断被挖掘出来的用户需求使得移动数据业务的增长成为通信业的新亮点。同传统的话音通信相比，移动数据业务的表现形式由于移动终端日益增强的计算能力和网络日益丰富的功能而更加丰富多彩，包括短消息、多媒体消息、USSD、WAP、定位服务、流媒体、KJAVA等。另一方面，移动数据业务从一开始就建立了合理的商务模式。价值链上收益的合理分配，使得移动数据业务可以作为正常的商业运作进行经营，从而促使整个社会的各行各业最广泛地介入到移动数据通信之中。而成功的商务模式又反过来促进了移动数据业务的发展。

　　各种业务的应用和发展，刺激了带宽的增长，而带宽的需求拉动了城域光网络的发展。

　　二、宽带业务对城域光网络的承载需求

　　移动、数据和视频业务的快速发展，对城域光网络提出了相应的承载需求。

　　1．三重播放业务

　　欧洲运营商（意大利电信、法国电信和奥地利电信等）、北美运营商(Verizon、SBC和BellSouth等)、中国运营商（中国电信和中国网通）以及其他一些运营商（Scarlett、AUNA、Cabovisao等）都在进行三重播放业务的网络部署。家庭用户三重播放业务的部署驱动每线DSL的带宽增长了10～15倍。

　　三重播放对承载网络提出了以下需求：

　　带宽需求大量增长；

　　支持单播业务和组播业务的高效率传送，保障视频服务质量，满足始终开放和快速频道切换（小于1秒）的需要；

　　支持接入技术的不断演进，包括ATMDSLAM、IPDSLAM，从FE到GE等；

　　对语音和视频业务提供高可靠性的传送保障，实现视频业务端到端的QoS保证。

　　2．商业用户业务

　　商业用户业务是运营商主要或重要的收入来源，各大运营商都把面向行业大客户的营销提高到了公司基本战略的高度上。

　　商业用户业务具有以下特点：

　　高带宽的业务需求；

　　网络高可用性和高安全性；

　　业务的快速提供；

　　端到端管理及快速故障定位。

　　3．固定/移动网络融合

　　网络融合拉动了光网络的发展。北美的移动传送网络建设对MSTP和交叉机提出了大量需求，欧洲运营商正在进行大规模的网络建设（如T-mobileUK、H3G和奥地利电信等），亚太地区的移动运营商也在纷纷建设自己的网络（如SKT和中国移动等）。

　　网络融合对城域光网络提出了更高的要求：

　　公共的网络汇聚层要求在网络L2/L1/L0提供业务疏导；

　　支持接入技术的不断演进，例如WiMAX的接入需求；

　　减少独立的骨干网络数量，优化网络结构，降低网络建设维护成本；

　　卓越的多层业务OAM，提供高可用性和可恢复的网络支持。

　　三、城域光网络面向宽带业务的架构

　　针对宽带业务的承载需求，需要设计面向宽带应用的承载网络架构。城域宽带网络的总体模型如图1所示。

图1 城域宽带总体网络模型

　　在宽带业务的驱动下，城域传输网的发展出现了以下三个趋势。

　　数据包化：从时隙结构演变成帧结构。

　　扩展能力：从简单的叠加到智能化的复用。

　　业务的QoS：从资源专用到同一资源被不同的QoS业务共用。

　　顺应传输网的发展趋势，需要设计以数据内容为核心的城域光网络架构，如图2所示。

图2 以数据内容为核心的城域光网络架构

　　在城域光网络的宽带架构中，将涉及到以下一些关键技术：

　　1．业务汇聚层

　　多业务支持：保持强大的汇聚能力，包括“新兴”的分组（packet）业务和“固有”的TDM业务以及2G和3G移动业务的承载。

　　OAM操作管理和维护的能力：能够容易地管理和维护容量快速膨胀的汇聚网络。

　　QoS保障：面向的客户不仅仅是传统的上网用户，还要支持商业用户和重要的VIP业务用户。

　　高效保护：能够提供多种组网方式，并提供有效的保护。

　　组播能力：对于视频的分发将是至关重要的。

　　波长交换：充分发挥多方向汇聚时ROADM的作用。

　　低功耗：特别是针对室外应用等场合。

　　2．核心传送层

　　统一传送分组：TDM和波长λ；

　　同一个平台上既可以端到端地处理IP/MPLS路由器之间的业务，也可以同时处理传统的端到端的CBR业务；

　　重叠网络模型：将“传送”和“路由”区分，以进行相对独立的处理；

　　端到端的业务模型：即使引入了数据传送层面，也不改变路由器的工作状态和方式；

　　QoS、OAM、业务调度和粒度管理；

　　保护和恢复相结合，允许高速的业务保护、保持网络的高可靠性，抵抗多重故障的能力。

　　城域光网络作为基础的承载网络，随着网络融合的演进，将朝着统一传送网络的方向发展。图3给出了统一的传送网络模型。

图3 统一的传送网络模型

　　四、城域光网络面向宽带业务的技术选择

　　面向宽带的城域承载网络可以有两种网络技术进行选择，一种是基于以太网技术的数据网络，另一种是基于MSTP的传输网络。在数据业务扩展能力方面，数据网络具有优势，但是在支持TDM业务，支持网络运行、维护和管理能力方面，基于MSTP的传输网络具有明显的优势。

　　从传输网络的发展来看，经过近几年的快速发展，MSTP已经从支持以太网业务点到点透传的第一代产品发展到了第三代产品。对于新一代的MSTP，能够更好地支持二层数据功能，支持以太网业务的带宽共享、业务汇聚、以太网共享环等功能，从而使得带宽利用率大大提高；通过内嵌RPR功能，可以实现以太网带宽的统计复用、公平的带宽分配和严格的QoS；通过支持MPLS，能够提供带宽管理，能够隔离城域网中的用户，对数据业务具有更好的支持能力。

　　城域传送网络需要转型以支持基于IP协议业务的迅速发展，例如TriplePlay业务、3G业务和面向商业应用的以太网业务等。

　　基于全业务节点的理念，一种新兴的T-MPLS技术将成为融合网络的业务承载平台，能够支持所有类型的业务（如Ethernet、IP/MPLS、FR、ATM、TDM等），能够同时支持普通用户（有线/无线）和商业用户的业务发展。

　　T-MPLS，即TransportMPLS，它是一种面向连接的包交换传送平面技术，基于MPLS，在G8110.1建议中定义，已于今年2月份在ITU-T日内瓦会议上获得广泛共识。

　　T-MPLS作为中间适配层，既能够针对3层的IP数据包，也可以针对2层的数据业务（如L2MPLS），其面向连接的特性能够充分保证上层业务所提出的质量要求，能够独立于相应的业务层以及控制层进行操作。当然，目前看来，分布式的GMPLS控制平面将来很有可能成为能够在不同层面间进行统一业务调度的最佳选择。

　　T-MPLS技术具有以下优势：

　　电信级的数据传送技术，支持不同技术信号的交换（Data/TDM/WDM），符合网络转型的趋势；

　　面向连接；

　　能够融合任何L2和L3的协议，从而构建统一的数据传送平面；

　　完全的业务扩展能力；

　　和传统传送网络相似的OAM&P能力、端到端的维护、保护和性能监测；

　　能够利用通用的控制平面以及现有的传送层面（波长和/或TDM），保证与现有的传送网络互联互通，并逐步向GMPLS网络演进。

　　由于省去了一些不必要的基于IP的处理能力，T-MPLS将给运营商带来CAPEX和OPEX的有效降低。

　　采用T-MPLS技术后，未来的核心承载网络可以简化为一个纯光层面加上一个电层面。如图4所示。

图4 城域光网络纯光层面+电层面结构

　　从图中可以看出，在电层面主要是基于固定速率的业务在ODU的交换和基于分组的业务在T-MPLS的交换，而在光层面则是基于波长λ的交换。

　　随着T-MPLS的标准化，主流光网络设备供应商都将选择支持T-MPLS技术。

　　五、小结

　　宽带业务的应用和发展促使城域传送网络转型以支持基于IP协议的业务迅速发展，这种转型表现在城域光网络正朝着支持分组、适应数据业务扩张和满足多种业务QoS需要的方向发展。为了顺应城域传送网络的融合演进，需要设计以数据内容为核心的城域光网络架构。T-MPLS技术将成为融合网络的业务承载平台，满足全业务接入和网络扩展的需要。建设适应宽带业务发展需要的统一的传送网络，这不但可以给运营商带来利益，也保证CAPEX和OPEX的有效降低。

----《通信世界》

作者：中国网通集团 任渠江