下一代的光传送网技术及演进趋势

下一代的光传送网技术及演进趋势

陈鹏汪寒江

(中国联合网络通信有限公司秦皇岛市分公司，河北秦皇岛066000)

睛要】传送技术是电信网发展的关键技术之一。本文从光纤通信技术的最新进展和电信网的发展趋势出发。勾勒出下叫≮．传送网的主要?

特征。在此基础上深入分析了下一代光传送网的演进趋势，论避光细网是未来理想的传送网解决方案。

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电信风现有的传送技术包括异步数字体系(PDH)、同步数字体系(SDH)等。PDH是一种早期的传输体制，适合用于中低速率点到点的数字通信。80年代后期，光纤通信技术的进步为高速率的信息传输提供了可能，原有的PDH体制已成为制约这一发展趋势的束缚因素。

SDH正是为满足高速通信的需求和解决PDH存在的问题而提出的一种

新的数字传送网体制。它以同步复用为基础，引入灵活的映射复接结构，增强了开销管理能力，具有良好的业务兼容性和适应性，．目前已得

到广泛应用。90年代以后，全光放大和密集波分复用技术的日益成熟推动了光纤通信向纵深层次的发展。光纤作为构筑未来信息高速公路的基石，其地位已无可反驳。如何充分发挥光纤的带宽优势，合理高效地利用其传输资源，是传送网技术进—步发展的当务之急。结合当前的通信技术水平以及电信网发展趋势，下一代的传送网络应当具备以下特

征：1)超过10Gbit／s以上速率容量的信息传送处理能力；2)当业务

分布改变或网络发生故障时传送资源的灵活调度和重组能力：3)为高速率应用的客户网络提供高质量(快速恢复与高可靠性)的传送业务：4)网合适的网管懒信令和监测功能：容，并能为其他网5)络有效的网络管管理者提供方理功能，包括与现便的管理接口。

有电信

．光传送网是从目前各种解决措施中脱颖而出的一项新兴传送网技

术。该方案对光纤资源的灵湔己置与高效利用已叻戎共识，其所需的各

种光子技术也在逐步成熟。目前光网络正处于发展阶段，是代表下—代

传送网体制的首选方案。

光传送网的演进趋势：1向大容量传输演迸

追求更大容量、更长距离一直是光通信发展的基本方向，数据、视频等业务的快速增长更为传输网向更高速率、更长距离演进增添了新

的动力。从现有技术水平E看，可以采用40Gbit／sSDH系统和波分复用技术来实现传输网容量的提升。由于40Gbit／s系统的实现成本较高，

目前40Gbi怕SDH系统的规模商用还有很大障碍。现阶段还是重点依赖WDM技术来满足传输网更大容量的需求。WDM系统自90年代中期商用以来，发展极为迅速，已成为实现大容量长途传输的主流手段。现阶段WDM主要用在点对点的长途传输上，联网依然在SDH电层上完成。近年的DWDM系统容量仍以32，40×10Gbit／s为主，建设初期可根据实际需要配置通道速率和通道数量，扩容时可以在原DWDM系统终端上增加OTU板、加开新的波长通道。在条件许可和业务需要的情况下，在WDM系统中有业务上下的中间节点可采用OADM设备，从而避免使用昂贵的OTU进行O，E，0变换，节省网络建设成本，增强网络灵活性。目前具有固定波长上下的OADM已经广泛商用，而能够通过钦件配置灵活上下波长的动态可重构OADM(ItOAD啪也已步

^市场。同时随着160

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OGbi垤DWDM系统的成熟，在业务量大的

地区新建WDM系统已越来越多地引入80，160x10Gbit／s的系统。

采用一些新技术，如超强前向纠错技术、动态增益均衡技术、新型编码和调制技术、色散补偿技术，再配合光纤拉曼放大器的使用，以

1

0Gbit／s为基础的WDM系统的全光传输距离可以提高到数千公里之

远。超长距离、超大容量依然是长途干线网的重要发展趋势，尤其对于中国这样幅员辽阔的国家ULH更具实际意义。

2向多业务承载演进

传送网为业务网提供支撑和服务，业务网的需求决定了传送网的

发展。目前以IP为主的数据业务增长极其迅速，而传统光传送网主要是根据电路模式的语音业务进行设计，存在着诸如业务指配处理复杂、带宽效率1氏、传输数据业务成本高、网络扩展性差等缺陷，不具备对IP业务的优化传送和对宽带数据业务进行汇聚和疏导的能力。另一方面，

接入网占整个电信网络建设成本很大的比重，如果IP、ATM以及SDH

等网络独立地发展自己的接^层，，必然导致接入网的重复建设，同时错综复杂的网络结构也会加大网络运行维护成本。如果能够利用综合化的多业务传送平台实现各个网络在接入层和汇聚层的“合网建设”，必然

能极大地刚氐网络建设和维护成本，并有利于向用户提供综合!比务。

实现城域多业务传送的主要技术有基于SDH的多业务传送平台IMSTF，、弹性分组环(RPR)以及波分复用系统CWDM)等。在这几种技术中，MSTP目前被传统运营商普遍看好，MSTP设备是对传统SDH设备的继承和发展，MSTP的引入不但可以充分利用现有的丰富SDH网络资源、借鉴SDH系统多年的网络运维和管理经验、完全兼容目前大量应用的TDM业务，还可以实现以太网、ATM等多种业务的

综合传送和接入，满足日益增长的数据业务需求。

MSTP是传送技术与数据通信技术融合的结果，目前MSTP已经有了十分成熟的产品，MSTP中所涉及的关键技术如GFP封装、VC虚级联、LCAS(链路容量调整)等的标准化已很完善，不同厂家的MSTP设备在这三方面也可以很好地实现互联互通。MSTP合理经济的业务模式应该是以提供传统的TDM业务为主，同时部分提供对lP和ATM等业务的支持。引入MSTP时应当正确处理好传送网与业务网的关系，以保护现有投资为原则，实现对现有网络的优化和补充，为业务网提供接入与延伸手段，而不是完全替代业务网。在引入MSTP时需要确保各网络协调发展和相互配合，例如对于现有的IP城域网和ATM网，MSTP可以定位为其提供接八和汇聚，利用MSTP扩大以太网业务与ATM业务的覆盖范围，通过MSTP上的数据处理功能，实现

对现有数据业务的有效补充。

虽然目前MSTP的呼声很高，新部署的SDH几乎都被称为MSTPo但总的来看，由于传送网与数据网协调工作问题未能很好解决，大量的MSTP目前主要还是作为SDH设备使用，其中数据业务板的使用量还较少，在许多场合数据业务依然依赖独立的以太网或lP数据网提供。

3向网络智能化演-进

网络智能化是光传送网由静态基础网向动态业务网转化和更好地

适应IP业务发展的必然要求。

1)DWDM主要是解决了传输带宽问题，而要使带宽得到更有效的利用，还有赖于网络的合理!目织。IP技术的突飞猛进使得整个通信网络向着IP优化的方向发展，而完全依赖人工配置光传送网络的传统方式不仅耗时费力，也难以适应IP业务的要求。

2)向不同客户提供差异化服务是提升运营商竞争力的关键。光传送网正在演变为能直接提供专线业务的业务网，但当前光传送网仅能提供单一服务等级的专线业务，难以向用户提供SLA服务，不能适应未

来业务网对差异化服务的要求。

3)基于SDH的传统光传送网大量采用环网结构进行部署，各环之间相互独立，这样的网络结构导致扩展性差，资源利用率低，难以充

分利用和共享已有的通道连接，不能实现网络级的保(下转第237页)

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应甩科技

3．1

DHCP协议

Protocol，动态主机配置协

汇聚多个小区的认证需求，对初期开通率低的城域网可以有效节省建设成本。

322

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DHCPIDynamicHostConfiguration

说是一种简化主机IP配置管理的TCP／IP标准。他允许从本地网络上

的DHCP服务器JP地址数据库中为客户机动态指派IP地址，并通过Web到Server，Client到Server的交互来保持在线状态或进行下线操作。

32

DHCP+存在的问题

1)安全问题：Web方式下，用户开机即获取IP地址，DNS／WebServedDHCPServer对用户都是可达的，这些服务器都容易遭到攻击，且WebServer是比较脆弱的—环从用户安全角度考虑，需要通过VLAN(虚拟局域网)技术来实现用户的隔离，从而带来其他问题和网络管理的复杂性问题。

2)无论Web方式还是Client方式，都在应用层做客户到Server问握手，以保持在线，或检测用户掉线。这种方式效率低、精度羞。

4结语

，

DHCP+技术特点

DHCP+系统的认证功能由用户主机、离用户最近的三层设备和DHCP+系统来协同完成。用户打开计算机后网卡设置为自动获得IP地址方式，启动DHCP协议，并发出DHCP请求包，DHCP+系统通过DHCPRELAY接到后会直接为用户主机分配一个限制权限的IP地址，使他只能访问ENUS《EthernetUserManagemetSystem)服务

器。然后通过客户端软件或登陆Web认证，DHCP+系统服务器为该

觋阶段随着技术的不断完善、成熟，PPPoE是电信级宽带网络的主流接入技术：BRAS设备也在其中扮演着业务汇聚路由器的重要角色。本文通过对现有的几种主要接^管理技术的比较和分析，认为在迅速发展的宽带接入运营中，电信运营商应该立足于PPPoE管理体制，在特定环境中使用IEEE802．1×体制和DHCP+体制作为补充，完善用户接入管理，为今．后的宽带应用发展打好基础。

用户分配一个不受任何限制的IP地址，同时把该用户MAC坳J：注册

到数据库中，标记为合法用户。DHCP+系统定时读入所管理的三层设备ARP表，与数据库中记录的合法用户MAC做比较，发现非法使用授权IP的用户，则将其在ARP表中对应的IP设置为FFFFFFFF，并写入到相应局向的三层设备中，使其无法使用。

32．1

DHCP+技术优势

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1)对网络设备无特殊要求，只需支持DHCPRELAY，支持三层设备的ARP表远程管理即可：可设计为旁路软件系统对全网结构无任

何影响。

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2)没有PPPoE／PPTP／L2TP的封包封装问题，对客户端CPU没有负担，可以有效支持VOD等宽带应用。不存在对组播、流媒体等业务的“瓶颈“效应。

3)部署灵活，系统可扩展性强。例如，在一个新的区域(小区、酒店等)开展业务，只需对DHCP+系统和三层设备做简单配置即可开通。另外由于采用三层结构，可以将Web／IP路由器部署在POP点以

【1】开酬、良关于宽带Ip网的认证计费方式的探讨m．电信科学，2001．

12J张春．侯晓霞，范忠礼．罘用光以太网技术构建城域光网络田．通讯世界，，

2003．

f31刘德国。余重秀，吴强等．城域网中SDH多业务传送的实现【}1．现代电信科揖j2()04．

(上接第235页)的智能光网络设备引入后必须与原有传送网互联才能发挥全网的效能，但那些不具备智能功能的网络设备，就成为全网智能化的瓶颈，使得网

络端到端连接的动态控制难以实现：

护够-复。另外，传送层的环网拓扑结构与数据业务层的汇聚型拓扑结构的差异还会造成带宽资源的巨大浪费。因此光传送网必然要向网状网结构发展，而网状网结构的复杂性也要求网络具有更高智能。

基于以上考虑，智能功能的部署成为了光传送网发展的必然选择。目前国际上主要有ITU—T，IETF和OIF等标准化组织从事智能光网络体系结构和相关协议的规范工作，而自动交换光网络{ASO№就是由I—TU-T提出的基于重叠模型的智能光网络标准。从功能层面上讲，A—SON包括传送平面、控制平面和管理平面。同传统光传送网相比较，ASON的一个明显特征是在网络中引入了独立的控制平面，正是这一控制平面的引入给整个光传送网带来了革命性的变化，推动着光通信功能和结构的深刻变革。智能光网络中接口的开放也将为不同设备和网络

的互联互通以及新业务的开发奠定基础，从而能有力地推动光通信产业的发展。

2)如何平衡人工管理与智能控制之间的关系，尚需在实践中探索。智能功能的引^意味着将减少人为干预，网络可靠性将不再仅仅依

赖完善的操作、维护与管理流程，而是要麟智能软件的可靠性，将作

为整个通信网底层承载平台的传送网的控制权完全交付智能控制软件不和抢占问题仍然需要进—步研究；

能不令^有所顾虑。另外分布式网络中多用户并发操作带来的资源同步

3)智能光网络标准和协议还存在许多不确定性，UNI、NNI等接口标准仍在发展之中，不同厂家的智能光网络设备还不能很好地互通，这都将妨碍智能光网络的推广：

4)实际智能光网络产品的功能与性能还不尽^意，与理论宣称的愿景尚有差距。目前已部署的某些智能光网络所启动的“智能”功能往往很少，依然主要依赖^工配置与管理。

作者简介：陈鹏，女，2000年7月毕业于燕山大学电子与通信工程系，专业为通信工程专业，取得学士学位。2010年取得燕山大学工程硕士学位。专业为电子与通信工程。2000年7月进入中国网通(集团)有限公司秦皇岛市分公司工作至今(现公司合并为中国联合网络通信有限公司秦皇岛市分公司)。工作部门为设备维护中心。职称为信息产业

部电信网络专业工程师。

近年，国际、国内各大光通信设备制造商都加大了智能光网络的研发力度，不断地将智能光网络产品推向市场。鉴于目前业务需求和技术发展水平，实现波长级的全光智能网为时尚早，现阶段主要考虑以SDH技术为主构建智能光网络的传送平面，实现对SDH电路层的智能

控制。引入ASON后，可以充分发挥智能光网络的网状网组网能力，

并结合多层保护恢复技术提供对业务的多级恢复和差异化服务。

ASON技术的引入，要注意如下问题。

1)如何使ASON合理地与传统网络衔接，目前还没有十分成熟的解决案。现有网络中已经存在大量的SDH环网和WDM系统，新

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