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城域傳送網的發展及其關鍵技術介紹 |
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隨著數據業務的迅猛發展，城域網承載主體正在發生深刻變化，城域多業務傳送平臺(MSTP)的出現延長了SDH的壽命，是“光發展低潮”中的亮點。
本文結合新一代MSTP的關鍵技術，重點討論了內嵌MPLS功能MSTP及其發展方向，另外對WDM與RPR技術在城域網應用也給予了充分討論。
關鍵詞多業務傳送平臺多協議標記交換彈性分組環城域波分復用
1 前言
經過前幾年大規模DWDM和1OGbit/sSDH的建設，各大運營商已經較好地解決了長途干線傳輸容量的要求，整個光網絡建設重點已由大容量、高速率的長途干線轉到了城域傳送網。城域網中語音和專線TDM業務仍然是運營商的主要收入來源，以IP為代表的數據業務增長迅速，IP流量、流向更為復雜，對帶寬、安全性的要求也多種多樣。MSTP在傳統SDH的基礎上，通過支持IP/ATM等多業務處理，逐漸成為城域網建設的主流技術，是“光發展低潮”中的亮點。
一個好的城域傳輸網絡應該是一個通用的傳輸平臺，能高效可靠地傳輸各種業務。這就需要城域傳輸網產品在保證對TDM業務支持的同時，支持多種數據接口，優化數據傳輸效率。除MSTP外，在城域傳送網中，其他幾種技術如RPR、DWDM也逐步得到了應用，這些技術也是在同一平臺上支持多業務。本文將對城域傳送網中的幾種關鍵技術分別予以討論。
2 城域傳送網業務現狀
如果說前幾年對于傳輸系統來說數據業務還是一種輔助業務的話，那么今天必須現實考慮數據業務對于傳輸系統的巨大影響。GE/FE在城域網的應用已是司空見慣，數據組網手段也從直接采用裸光纖向統一業務傳送平臺過渡(例如MSTP)。保守地估計目前城域網中業務量的50%以上均為數據業務，經濟發達的大城市比例更高。
必須看到：城域傳送網還有著很大的發展空間，寬帶接入市場發展方興未艾，最保守地估計中國DSL用戶數最終將發展至6000萬，而目前DSL用戶才有l200萬左右，仍有相當大的發展潛力。另外為了開通高質量的業務。DSL速率升級的壓力也很大(例如為了開通質量高的視頻點播，DSL速率應該升級到2Mbit/s以上)，GE甚至10GE應用將會越來越多，數據業務量將很快成為城域網業務量的主體，這些都對傳統支持TDM的SDH網絡帶來了挑戰。
3 WDM技術在城域網的應用
隨著寬帶接入用戶和速率的增加。GE甚至10GE在城域網的應用將越來越多，由于這些高速率接口在MSTP上傳輸成本比較高(至少占用8個VC-4，即使采用匯聚或速率限制，也在4個VC-4以上)，采取直接基于WDM系統更加合理，WDM在城域網中的應用將越來越多。
城域WDM又分為DWDM和CWDM，兩者各有其特點和適用場合。城域DWDM來源于長途DWDM，技術成熟，傳輸距離遠，波長數多(32/40波)，可以組建比較大的OADM環網（200km），適用于城域傳送網核心層。CWDM是針對城域網的需求而產生的技術，其突出的特點在于成本低廉。下面對這兩種技術進行具體討論。
3.1DWDM技術的應用
城域網DWDM應用有兩種，一種是與長途相同的點到點DWDM系統，另一種是OADM環網。OADM城域波分環網系統近兩年有了比較大發展，特別是0ADM上下波長能力，可以實現任意波帶，波長的上下；在業務接口的提供方面更為豐富，除提供SDH多種速率的接口，還支持FICON、ESCON、FiberChannel等特殊速率接口，通過子速率復用器實現單個波長多個業務的匯聚，使OADM節點業務匯聚能力增強。
目前基于DWDM的OADM環網設備也有了一些具體應用，在一些城市的本地網上，用于解決光纖的短缺問題，另一種應用是在某些大城市核心區域用于傳送GE信號。
有些廠商正在考慮將二層交換機功能置入WDM設備(或者將WDM光接口置入路由器/二層交換機)，在大的數據處理節點直接采用WDM互聯，以節省光纖資源并提高效率，從長遠來看，這是一個不錯的選擇。數據直接在WDM中傳輸面臨的一個問題是性能監視，沒有了SDH豐富的開銷，在WDM層面對數據的監視比較困難，因此有必要考慮采用G.709接口或者其他手段解決監視問題。
3.2CWDM技術的應用
CWDM技術較為成熟，產品相對簡單，其應用重點分布在城域接入層和匯聚層。對于城域網接入層和匯聚層，一般所需波長數目都不超過8個，目前CWDM系統大多提供8個波長，可以滿足大部分情況下的需求，8渡CWDM工作在C+L波段，現有光纖已能支持，不需要無水峰G.652C光纖。
當在城域網中出現多種業務類型，而在接入層運營商的光纖資源又比較短缺時，一種選擇是采用MSTP，另一種選擇則是采用CWDM。當上聯速率為GE及其以上時，采用單獨波長價格更加便宜；另外一種應用是將CWDM作為應急保護手段，利用CWDM設備體積小便于攜帶的特點。當光纖切斷后，將CWDM設備直接安放在系統側(例如SDH/路由器)開應急系統、統，待光纜修復后再撤離。
對于CWDM的爭論在于是否將網管及性能監視功能做進去，一種意見認為CWDM最大的特點是簡單，不需要網管和性能監視功能，當作黑盒子處理更為方便；另一種意見則認為CWDM系統承載的顆粒在GE以上，依然需要比較完備的性能監視與網絡管理功能。這兩種觀點各有其道理，市場上也都有產品支持。
4 基于分組實現多業務傳輸----RPR/MSR技術
從技術發展趨勢看，數據業務越來越成為業務的主體，而基于SDH的MSTP終究是面向TDM業務設計的，在應付絕大部分為數據業務時(例如80%以上)就會力不從心，顯示出開銷復雜、效率低的問題。且前交換網正面臨著從TDM語音交換向VoIP演變的過程，相信經過5年或更長的一段時間，分組化的語音和視頻流將成為主體業務，因此目前有必要開展基于分組多業務平臺MSPP的研究。
4.1RPR技術
RPR是一項十分有應用前景的技術，本質是一種基于MAC層的技術，能夠提供多種業務在環型拓撲結構上的高效傳送。隨著它的標準化及完善，RPR可能會是下一代分組化的MSPP的技術基礎。RPR技術的應用目前有三種方式：
(1)集成在路由器上
在路由器(主要是核心路由器)引入支持RPR功能的線路接口板，對IP網絡提供環網保護，提高系統可靠性，解決路由器互聯沒有物理層保護問題。該應用主要采用RPR的50ms保護倒換功能，該方式在網上應用越來越多。
(2)獨立式RPR設備
獨立式RPR設備可以同時支持數據和TDM業務，因其標準化和設備成熟度原因，只是在個別運營商城域網采用。這種應用真正實現了多業務接入，實現了RPR的保護倒換、QoS、公平帶寬等功能。隨著VoIP及數據業務的發展.RPR獨立應用將會增加。
(3)內嵌入MSTP設備
這種方式占用SDHVC-4通道作為共享帶寬資源，增強MSTP對數據業務的支持能力，使MSTP同時具有SDH和RPR的優勢，目前多個制造商都開發出產品，主要利用的是RPR技術的QoS、公平接入功能。
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