城域传输网技术发展策略

卢洪斌　中国电信集团广州研发中心

1 城域传输网的发展方向

　　当前，随着数据业务的高速发展和城市信息化的推进，网络建设的重点已转向城域网。除了承载传统的电信业务之外，城域传输网还应能提供IP业务的传输，并能针对不同用户的实际需求，提供差别化服务。根据技术发展趋势和市场需求，构建一个大容量、多业务、可扩展和开放式的高可靠性城域传输统一平台，将成为城域传输网发展的方向和演进的最终目标，其实现将有利于开辟新的业务领域、建立新的运营和盈利模式。

　　飞速发展的数据业务具有种类多、动态性、突发性和非对称性强等特点。原先的城域传输网络以承载话音为主要目的，既无法适应数据业务的特点，也不能满足数据业务快速增长的带宽需求，这些因素使城域传输网成为瓶颈，造成数据业务发展困难，无法满足用户各种各样的信息需求。当前涌现的各种城域传输技术（如MSTP、RPR和城域波分等）为解决城域传输网瓶颈问题提供了技术基础。如何经济合理地把这些技术用于城域传输网，使传输网能相对独立地平滑演进和发展，充分支持现有的和将来的多种业务，大幅提高网络资源利用率，已成为运营商城域网规划和建设中急待解决的问题。

2 城域传输网存在的问题

　　目前，在城域网中，话音和专线业务通常由SDH和电路交换机提供，数据业务通常由SDH和分离的FR、ATM、IP网提供，这种通过传输网独立组网的重叠网络结构是多年来为不断支持新业务而逐步形成的。该结构有利于各业务网单独规划和运营管理，但随着不同种业务的数量和流量增加，出现网络资源利用率低、统一规划和管理困难、各业务网间互通复杂、网络发展不适应业务多样化需求等问题，使重叠网络结构越来越难以满足市场发展变化的需要，建设和运营成本越来越高，投入和产出不能保持同步增长。

　　在承载IP数据方面，现有本地传输网存在不足，IP城域网基本上为独立组网，绝大部分业务直接承载在物理光纤网络上。这种组网方式的好处是节省传输设备投资，使组网成本大大降低，但采用量裸纤互连IP设备，加快了光缆线路资源的消耗，而且裸纤直连无法实现链路保护，不便于业务管理和提供电信级业务。

　　城域范围内各业务网独立发展，给城域传输网的规划和发展带来了很多问题，特别是在IP业务高速增长和客户需求多样化的环境中，各业务网单独组网复杂低效，造成传输网资源严重浪费、设备和运营成本高以及业务提供缓慢等问题，主要体现在以下方面：

（1）传输链路资源利用率低，大量通道富余闲置，网络资源总体过剩、局部不足的矛盾突出；

（2）城域传网业务接口类型少，承载业务类型有限，不能提供多等级业务，不适应IP网络突发业务的特性；

（3）由地城域传输网的限制，IP城域网独立组网，光纤消耗大，缺乏有效保护和恢复能力，不能提供有质量保证的IP业务承载；

（4）大量SDH环网叠加互连，业务开通时间长、不灵活；

（5）难以灵活有效地开展VPN、带宽出租和带宽实时请求等新业务；

（6）多厂家设备组网，网管不健全，无统一网管，业务调度困难，运维成本高。

3 城域传输网技术发展策略

3.1 技术发展目标

　　城域传输网的规划和建设应以用户的带宽需求和各种业务的发展趋势为基础，根据市场预测和设备情况，选择组网技术方案。当前已大量存在基于SDH的城域传输网，承载着多种类型业务网络（PSTN、ATM/FR、IP和DDN等）因此城域传输网建设要重点考虑网络的延续性、兼容性和可运营可扩展性，同时要解决城域传输网所存在的问题，根据业务需求，统一规划、建设和管理城域传输网。

　　为了便于网络的扩展和管理，城域传输网通常采用分层网络结构，由上至下分为核心层、汇聚层和接入层三层结构。对于业务量较小的城域传输网而言，也可采用核心层和接入层二层结构（核心层与汇聚层合并）。核心层主要提供大容量的业务调度能力和多种业务的传输能力，完成与PSTN、ATM/FR、DDN和Chinanet骨干网的互连互通。汇聚层负责城域网区域内业务的汇聚和疏导，提供本地业务调度能力和多业务汇聚分发能力。接入层通过各种接入技术和线路资源，把业务就近接入汇聚点，实现用户覆盖。

3.2 技术发展策略

3.2.1 核心层

　　根据核心层的网络功能要求，核心节点应采用开放式网络结构，具备GE、10GE、POS、ATM等高速率接口，并支持节点的扩容、备份和网络拓扑的灵活调整。核心层可采用的组网技术主要有城域波分、MSTP和OXC等。

　　若业务量不是特别大，新建的城域传输网核心层可选用MSTP技术组网。城域核心层业务收敛程度高，核心设备节点相对较少，可通过10G设备或40G设备实现大颗粒业务传送。由于SDH设备经历了较长的发展和应用过程，基于SDH的MSTP系统成本相对较低，同时可提供成熟的网络保护和较大的网络带宽，承载高速IP、POS端口和传统SDH端口，并可同时提供SDH链路业务，实现交换局、关口局与汇接局的互连互通。网络初期建设采用MSTP技术，可为城域传输网核心层提供低成本综合业务解决方案。

　　城域核心层无需传送网具备L2的交换和处理功能，而只要提供点到点的高速连接（POS或GE/10GE接口），因此核心层的MSTP只需要提供数据透传功能。在城域传输网与IP网的关系上，由于当前城域传输网在承载IP数据时存在效率、灵活性和成本等问题仍未得到解决，对于业务量不是特别大的城域核心层，IP网和城域传输网可采用分别组网的方式，IP网节点独立于传输网节点。分别组网有利于发挥各自的技术优势，便于实现两网核心层的强大业务处理能力。

　　对于业务量特别大的区域，尤其是未来业务流量将保持较高增长速度的地方，核心层应采用城域波分技术。城域波分的优势在于解决带宽问题，能提高光纤资源的利用率，并可通过光通道保护和光复用段环网保护等光层保护能力，提供强大的网络生存性，实现低成本业务汇聚。在城域核心层，通过城域波分提供透明波长、GE、POS和ATM承载，以大容量、可扩展的链路连接各核心节点，实现高带宽和高安全性构架的光传输平台。

　　核心层采用城域波分技术，可以把当前单独组网的IP宽带风和城域传输网的核心层统一到城域波分物理平台上，由此平台提供的波长资源分别承载SDH、MSTP和IP宽带业务。这样不仅有利于网络统一管理，而且可通过灵活调拨波长资源，快速满足IP网迅速增长的带宽要求，解决光纤直连方式中光纤资源快速消耗的问题，提高网络资源的利用率。另外，城域波分提供带保护的波长通道，可用于传送比光纤直连具有更好QoS保障的数据业务，以增强IP网的生存性和健壮性。更重要的是，城域波分技术的应用为今后向智能光网络发展提供平滑演进的物理平台，可避免分离组网所造成的网络融合困难和难以扩展等问题，为引入智能OXC、适应未来智能提供多样化业务和灵活分配带宽奠定基础。

　　核心层网络拓扑结构的今后目标是向网状网或格状网的方向发展，采用分布式的控制机制，应用OXC组网技术，并基于ASON和GMPLS等新标准和技术。基于OXC的智能光网络是今后传送网发展的重要方向，但当前技术尚未成熟，业务需求也有待开拓。

3.2.2 汇聚层

　　汇聚层可采用的组网技术主要有MSTP、RPR和城域波分技术。在汇聚层采用MSTP，可保证对传统TDM业务的支持，同时优化数据业务的传送，提高带宽利用率。利用MSTP的L2交换和汇聚功能，可节省汇聚层节点的业务端口，降低网络成本。当前和今后一段时期，TDM业务仍将是电信运营商最主要的收入来源，而且还有一定的增长空间，在业务需求以TDM业务为主时，新建城域传输网的汇聚层以采用MSTP为适。

　　若已建的SDH网络还有较多的剩余容量，能满足今后TDM业务发展的需求，而新增的业务主要以IP数据业务为主时，则可以考虑采用RPR技术组网。RPR具有优化的数据业务传送能力，它能提供多种级别的业务种类，可满足用户多样化业务需求。

　　当城域全范围或局部区域业务量很大且光纤短缺时，可在汇聚层局部区域采用城域波分技术，基于经济性考虑，应以采用CWDM技术为主。由于汇聚业务颗粒较小，可通过T-MUX接口，把低速业务汇聚到一个波长，以提高波长利用率。在当前情况下，汇聚层业务量相对较小，通常无需彩城域波分技术即可满足带宽需求。对于城域传输网与IP网的组网，倾向于采用汇聚层IP城域网和城域传输网分别组网的方式，IP网节点独立于传输网节点。将来技术成熟后，汇聚层也会向统一传送平台发展。

3.2.3 接入层

　　接入层是技术最丰富、对成本最敏感的区域，当前接入层可供选择的技术主要有MSTP、RPR和EPON等。接入层采用MSTP可以替代部分数据网络设备，降低网络成本。对于IP业务流量占主导的区域，可采用RPR组网，以实现数据业务接入能力优化。由于接入层中的主要业务包括10M/100M以太网、2M、34M/45M等小颗粒业务，城域波分技术不适用于这一层面。

　　对于城域传输网与IP网的组网，应综合考虑技术成熟性和网络经济性，根据实际需求，可采用多种不同的技术方案实现经济和灵活的业务接入。在接入层，城域传输网应能提供丰富的业务接口，以最大限度满足IP业务的接入和承载，有利于节省网络投资和提高资源利用率。局部区域（如传输资源紧缺或用户IP业务需求量大）仍可采用光纤直连方式。具体采用何种技术，应根据业务需求和不同业务量比例情况，通过技术和经济分析来确定。

　　当前城域传输网需解决的主要问题是同时提供TDM和IP业务有效承载，使传输网资源得到最大限度的利用。合理的城域传输网技术发展策略是规划和建设经济和可运营城域传输网的基础，能为城域传输网向大容量、多业务、可扩展和开放式的高可靠性统一传送平台顺利发展提供技术保障。

摘自　电信快报（2003年第4期）