宽带IP网络与光网络的结合

网捷亚太区技术经理 黄明泰

　　过去几年，网络技术的发展有很大的进步，我们可以从几个方面来看。首先，从网络覆盖范围来看，互联网迅速成长与扩充使得网络用户数量大增；其次，从接入技术来看，用户不再只用窄带连接方式上网，更多用户开始使用ADSL或CableModem等宽带接入，甚至有些小区用户开始使用Ethernet到户的局域网（LAN）接入方式上网；再其次，从业务来看，网络不再只是提供简单的数据传输，包括过去的专线服务或电话服务，而是有了新一代数据存储或备份的业务，或结合语音、视频的多媒体，流媒体业务也可以转移到IP网络上，形成所谓XoIP的新业务。这些发展使更多的用户享用更高的接入速度，提供更多的多媒体业务；无形中使得网络流量也大为增加。

　　幸好就网络技术而言，这几年的变化与成长也非常大，不但以太网从百兆、千兆、一路发展到万兆，就连SONET/SDH的发展也是从OC-3、OC-12、OC-48一路成长到OC-192，再加上IP技术的不断突破，如服务质量/服务等级的支持能力，MPLS标记交接技术渐渐成熟，使得建设宽带IP网络做为多种业务平台，提供更多带宽以满足大量增加的带宽需求变成可行方案。于是各类的运营商便纷纷投入建设宽带IP网络的行列，以支撑整个宽带网络的运行。但是对运营商来说，如何更有效地提供各种IP业务所需的带宽，如何降低带宽成本，从而增加竟争力；如何降低网络的被动性与增加网络的扩展度，从而降低营运成本；如何快速的建设宽带IP网络以快速切入市场，都是宽带网络运营商必需面对的挑战，而宽带IP网络与光网络的结合是唯一的答案。

宽带IP网络基础建设

　　宽带IP网络有不同的技术与方案，就最常使用的以太网技术为例，整个宽带IP网络的建设因为覆盖范围的不同，而有不同的组成部分，在一般网络的定义中，有所谓的广域网（WAN）、城域网（MAN）及局域网（LAN）部分，简单来说，局域网覆盖一个大约2公里的范围，城域网覆盖大约2公里到150公里的范围，而广域网则覆盖大于150公里的大范围；或者可以说局域网是一个园区网或校园网，城域网是城市中做为局域网互联的高速网络，通常又分为城域网接入部分及城域网核心部分。城域网接入部分可以是基于城市中不同地区来划分，或者是基于不同技术来划分，如ATM接入网，SONET／SDH接入网；城域网核心部分通常是做为城市中一个高速、宽带、透明的汇接网，将不同地区，不同技术的接入网以无阻塞、无缝的连接方式连接在一起，形成一个城市规模的大形网络。各个城市的城域网最终再透过更大范围的广域网络骨干相互衔接，最终形成一个全国或全世界规模的无所不在的网络。

　　局域网多数由以太网组成，末端用户大概在十兆、百兆之间，高速服务器速度可以达到千兆，部分企业网骨干部分甚至可以达到万兆。城域网接入部分可以是ATM网或SONET/SDH网、或者是以太网速度在百兆，千兆之间，上连链路可以采用千兆捆绑技术形成一个较大带宽的上连链路（如4千兆、8千兆）。城域网核心部分可以是ATM网、SONET/SDH网，或者是以太网速度大概在千兆，数个千兆，或万兆之间，对于带宽需求更高或者光纤资源利用效率需求更高的核心网，甚至可以采用密集波分复用（DMDM）的光网络技术来实现宽带需求。 广域网骨干部分以前采用SONET/SDH技术，速度多采用OC-12（622兆）、OC-48（2.5千兆）、OC-48捆绑技术(高10千兆)，或者采用高速OC-192 (5万兆)形成宽带网，对于部分带宽需求更高或光纤资源利用效率需求更高的骨干网部分，也可采用密集波分复用(DWDM)光网络技术来实现。

宽带IP网络技术的演进

　　随着带宽需求的高速成长，宽带IP网络的技术也不断的进步，我们可以分为三个阶段来看这个进程，这三个阶段代表着不同技术平台的发展进程，包括在IP传输平台上，高速SONET/SDH，10GE的发展；包括在光网络传输平台上，密集波分复用（DWDM）技术与ATM，SONET/SDH，GE，10GE甚至FiberChannel的整合方案；包括在IP控制平台上，MPLS标记交换技术与IP路由的结合使IP网络更加智能化，这些发展对宽带IP网络的基础建设将发生结构性的影响。

　　第一阶段的发展集中在高速网络的技术与方案，包括现有的OC-48（2.5千兆）

　　SONET/SDH或千兆以太网（GE）技术或OC-48捆绑（Trunking）技术或千兆捆绑技术；以及未来的OC-192（万兆）SONET/SDH或以太网（10GE）的技术。其中尤其以万兆以太网（10GE），IEEE802.3ae标记即将在今年完成，各个主要网络厂家也都陆续推出万兆产品并进行交互操作测试，可以预见的是万兆以太网的时代已经来临。万兆以太网具备简单、低成本、高扩展度及对各项既有业务的高度支持优势。可以迅速整合到既有的网络系统中，而不会出现一种新技术可能发生的兼容问题。新的万兆以太网不但提供局域网/城域网连接（LAN PHY），可以用于局域网或城域网的环境，甚至用于存储网络的环境中。以太网同时也提供广域网接口（WAN PHY），可以连接到SONET/SDH的环路中提供城域网与SDNET/SDH骨干网的无缝连接。万兆以太网支持的连接距离从100m，300m，以至2km，10km，甚至40km，并且在未来还可以与DWDM相结合，提供更高的带宽与更远的连接距离。

　　第二阶段的发展集中在光网络的技术与方案。

　　特别是密集波分复用（DWDM）技术的发展。就技术角度来看，当IP传输技术发展到万兆的程度（OC-192或10GE），即使采用万兆捆绑技术（10GE Trunking），短期内，高速IP传输技术也很难再有技术突破，光网络技术的发展则不受限制。因此透过光网络技术令宽带网络继续提出最可行的解决方案。密集波分复用（DWDM）技术具备将传统ATM或SONET/SDH或千兆万兆以太网等数据网络或FiberChannel存储网络等多种服务透过波分复用技术（如160N16@LGbps或1024N@10Gbps）整合到光纤骨干中提供每对光纤160Gbps或每对光纤10，000Gbps的带宽，从而以更经济的方式提供大量的带宽，以更有效率的方式使用光纤资源，使得宽带IP网络的带宽可以提升到Tera-Bit的水平。DWDM因为与以太网或SONET／SDH网有很好的的互连能力，又可以简易、快速配置，对既有网络结构不会造成太大的变动，因此采用Ethernet over DWDM 或SONET/SDH over DWDM以提供高万兆的宽带连接，对大部分运营商来说DWDM+宽带IP可以说是一个既快又经济的解决方案。

　　第三阶段的发展集中在IP控制平台上，特别是MPLS发展。

　　骨干网络可以透过MPLS的流量工程将流量放到有带宽的路径，从而有效利用骨干带宽，同时也提供服务质量的保证；城域网核心和城域网接入可以透过MPLS VPN功能提供更容易管理，更具有扩展的VPN服务。MPLS VPN包括基于Draft Martini结合的L2 VLAN功能的点对点、点对多点的二层VPN服务也叫虚拟票线服务（VLL）；MPLS VPN也包括多点对多点透明LAN服务（TLS：Transparent LAN Service）也叫虚拟专用局域网网段（VPLS: Virtual Private LAN Segment）这些都是第二层的VPN的服务；NPLS也提供基于RFC2547BGP MPLS第二层VPN服务。将MPLS整合到宽带IP网络或整合到宽带IP网络+光网络解决方案中，可以使运营商更有效率的使用骨干网带宽，同时提供更多可以发展的VPN服务。

宽带IP网络与光网络完美整合两个平台的最佳技术

　　带宽的需求不断的增加，运营商必需在有限的光纤资源下以更快的速度、更有效率、更低成本、更有竟争力的条件下提供更充分的带宽，因此只能“IP+光网络”两种技术完美结合，才能满足这些挑战。

　　运营商可以分不同阶段将其宽带IP网络分阶段与光网络整合，第一阶段，将光网络与广域网（WAN）结合，提供简单且易于管理的骨干网络架构，提供高扩展度、低成本的宽带广域网骨干网络；第二阶段，将光网络与城域网核心结合，将宽带由骨干延伸到城域网，提供更多低成本的带宽。第三阶段将光网络与城域网接入结合，将宽带再次延伸到城域网络边缘。透过阶段性的整合，运营商将可以建设一个从上而下的“IP+光网络”的完美结合方案。■

摘自《互联网世界》2002.3