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建设大容量,多业务,智能化城域光网络 |
| 发布时间：2006-10-14 4:10:57 |
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收集提供：gaoqian |
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原作者： 万贤军（朗讯科技(中国)有限公司广州办事处）
摘要：本文从分析城域网络的要求出发，介绍了朗讯科技的城域光网络解决方案，并重点分析了城域波分复用系统应用的经济性、如何构建大容量10G骨干网络以及多业务SDH系统的核心技术，同时也简单介绍了朗讯科技城域网光网络产品。
前言
通常，我们把城域光网定义为跨距从几十公里到上百公里的光传输网，一般服务于大的、业务量集中的城市地区。城域光网桥接于长途网和接入网之间，把接入网中企业网的各种业务连接到运营商的骨干网。近几年来，随着长途传输骨干网的大规模建设和用户接入及驻地网的宽带化技术的普及，网络的瓶颈逐渐移到了城域网，原先以承载话音为主要目的的城域传输网络，已无法适应城域数据业务的快速增长，城域网络环境也发生了很大变化。根据对市场特点的分析，目前的城域光网应满足如下几个要求：
1、网络具有大容量和良好的可扩展性；
2、网络必须支持多协议、多业务，以适应城域网多业务的环境；
3、网络具有多种生存能力；
4、电路调度及业务管理的灵活性：灵活的电路调度和业务管理可以提高快速提供业务的能力，同时可以降低网络的营运管理成本；
5、网络经济性：降低网络初期投资和提高设备的利用率是所有营运商不得不关心的问题。在考虑网络初期投资的同时，也必须考虑网络今后扩容和升级的成本；
6、可靠性和模块化：城域光网的网元必须具有高度可靠性。此外，所采用的产品要能模块化地升级，占地面积尽量小。
考虑城域网的以上要求，建设城域光网必须注意三个方面：1、针对网络中实际的业务模型，采用合适的网络拓扑结构（包括树状型、环网型、双归型、网状网型等）；2、针对业务颗粒大小及其分布，采用合适的网络分层结构（包括二层结构、三层结构等）；3、考虑网络拓朴和分层结构，选用合适的技术及产品。
各个厂商推出了基于不同技术的城域光网络解决方案，如：新型的多业务的SDH设备MSTP；城域密集波分复用技术Metro DWDM；千兆以太网GigE （IEEE 802.3ae）；弹性分组环Resilient Packet Ring (IEEE 802.17草案)，但现在业界对RPR已明显降温；ATM PON 或者EPON (IEEE 802.3ah)+ FTTB/ FTTC/FTTH；经过过去几年的技术发展和实践，支持多业务的SDH MSTP和Metro DWDM已经成为业界公认的最主流的技术之一。
一．朗讯科技城域传输网络解决方案概述
就目前而言，大部分的城域光网可以简单地分为二个层面：1、城域骨干层；2、城域接入层。在较大型的城域网络中，城域骨干层又可以细分为城域核心层和城域汇聚层，随着网络的进一步演变，城域汇聚层的作用将逐步消失，网络将成为真正的二层网络，甚至是无级网络。
朗讯科技城域光网络解决方案是朗讯多业务智能化光网络结构SIA(Service Intelligent Architecture) 的一部分。从下图可以看出，朗讯科技可以提供丰富的产品线支持端到端的城域网络结构。
在朗讯城域解决方案中，城域核心层有两种建网方式：1、采用城域波分Metropolis? EON构建核心网，可以承载多协议多业务信号，关于EON的功能和应用，请参考第二节； 2、采用大容量多业务交换系统LambdaUnite MSS构建核心网，作为城域网和长途骨干网之间的网关设备；
城域汇聚层主要包括 TDM10G ，DXC4/4/1， ADM16/1；在这一层的设备往往位于两层之间，主要是将汇聚层和接入层来的各种SDH、以太网业务接入进行疏导和交换。城域核心层和汇聚层构成城域骨干层网络，关于朗讯10G城域骨干网解决方案请参考第三节。
城域接入包括 ADM16/1， ADM16/1C， AM1+三种解决方案。可以接入网络边缘的E1、E3、DS3、STM-1/4、10M/100M Ethernet等多种业务。关于支持多业务SDH （MSTP）的核心技术和应用，请参考第四节。
朗讯科技的端到端城域光网络整体解决方案提供了多业务SDH平台和 DWDM平台可供运营商根据其不同的业务需求进行选择，城域光网络整体解决方案满足前言所述的城域网络的相关要求，并且更加突出了智能化、多业务、可扩展性、高可靠性等优点。
二．使用城域DWDM EON系统构建城域核心网络
由于城域DWDM系统具有大容量、光层面保护、支持多业务、后向兼容性等特点，使得城域DWDM成为了未来城域光网的很重要的发展方向之一。但使用城域波分复用系统最受非议的一点是它的投资成本，我们可以通过对Metro DWDM提供虚拟光纤与物理光纤的投资方案比较，得出进一步的结论。
为了便于比较，假设某城域网由4个节点组成，环的总长度为40Km，方案一是采用32波的DWDM系统，相当于提供32对虚拟光纤，方案二是铺设32对物理光纤：
可见，随着城域DWDM设备价格进一步降低，由DWDM提供的虚拟光纤将具有一定的成本优势。
城域DWDM网络除了可以提高光纤的利用率（相当于提供虚拟光纤）之外，另外一个很重要的特点就是可以提供带保护的波长通道，用于传送数据业务，这比以往通过光纤直连的数据业务具有更好的QOS保障。通过比较可得，对于传送大颗粒的业务信号如GBE等，Metro DWDM网络提供的带保护的波长通道的成本要小于由SDH系统提供的保护通道。
由以上两方面的比较不难看出，当营运商网络中光纤资源比较紧张，同时其网络中存在大量的数据业务传送需求时，采用城域DWDM系统组建核心光网是一个非常理想的解决方案之一。
值得注意的是，在传输汇接层、传输接入层中，主要的业务颗粒包括：10M/100M 以太网信号、2M、34M/45M、155M、622M和少量的GBE接口。相对核心层而言，业务比较分散（单个节点的业务量相对较少）、业务颗粒较小，一般情况下需要业务的整合和复用，所以城域DWDM不适合在汇接层和接入层中使用，（但在某些情况下，无源粗波分系统（Passive CWDM）在汇接层和接入层中可能适用）。
朗讯科技的城域DWDM多业务平台Metropolis? EON是专门为城域光网应用设计的32x10G/2.5G的波分复用系统，该系统在具备DWDM大容量特点的同时，也具备了其他特点更好地适应城域网络的环境，其特点体现在：
1、大容量：单根光纤容量最高可达320G；
2、节省成本：通过省略直通OTU以及接受端OTU降低了网络的造价40%；支持双OA、单OA和无源的配置方式，节省OA投资。同一平台可传输最远36公里(无光放大器)，或者704公里(多个光放级联)；
3、支持多业务：用户接口包括STM-n，GbE，FC，FICON，ESCON，10 GbE，提供MUX OTU，支持低速率信号的复用；
4、光层保护：支持带OTU保护和不带OTU保护的光层保护方式，应用灵活；
5、业务上下能力：100% 灵活的光分插复用能力；
6、业务配置灵活性：自动增益控制支持业务的即插即用；
由于EON系统的诸多优点，该系统在全球很多大的营运商网络中都得到了使用，其中包括中国的电信营运商。
三．建设大容量、高效的10G城域骨干传输平台
随着城域网络中业务量的迅速增长和10G SDH技术的成熟，大部分的城域光网络都开始采用TDM10G 系统建设其骨干传输网。目前已有很多厂家能够提供TDM10G的SDH系统，但各个厂家的TDM10G设备的性能和特点不尽相同，特别是组网功能方面不完全一样，用户在选择设备和建网的过程中必须针对网络的业务流向模型，选择合适的网络拓扑和网络结构方案，最后选择能够支持该组网方案的设备系统。下面就采用这种方式（分析业务流向模型à选择网络拓扑结构à选择合适的设备）具体分析目前城域骨干网的建设。
通过比较可知，在业务呈汇集型的网络中，采用双归的方式组建多个SDH自愈环无疑是最佳的组网方案，下一步就是选择合适的设备支持双归型多环结构。很明显，双归型多环结构中有两种不同类型的节点，A、B核心节点的容量是其他节点的4倍甚至更多，这就要求厂家必须能够提供两种类型的10G产品，实现大容量多光口10G系统和小容量10G系统的混合组网。
朗讯科技于1999年、2001年分别推出了TDM10G、LambdaUnite? MSS多业务交换机两种10G平台产品，系统具有高集成度、大容量、组网灵活等特点，尤其是LambdaUnite? MSS多业务交换机，它具有业界最大的交叉矩阵（2048x2048 VC-4即320G），可在线升级至640G，可以提供多达32个10G接口，配备了40G光线路接口并支持TDM10G向TDM40G的在线升级，此外，还支持GbE和10GbE接口。该系统非常适用于城域骨干网络中的核心节点，它可以替代多个ADM和数字交叉连接设备，并直接通过STM-N光口与其他速率的SDH设备形成多环终结( Multiple Ring Closure)，大大简化网络结构，使组网更加方便灵活。LambdaUnite? MSS多业务交换机还将支持ASTN/GMPLS信令体系结构下的智能光网络，可以提供诸如资源自动发现、信令控制下的链路的自动建立、网状网的保护、在线的业务保护方式的改变等功能，使目前的基于SDH自愈环的城域网可以向未来的网状网平滑过度。
朗讯科技公司的TDM10G、LambdaUnite? MSS多业务交换机非常适合组建城域骨干网络，如图5所示：核心节点配置LambdaUnite? MSS多业务交换机，可以支持多个10G环的连接，系统的大容量确保了网络具有良好的可扩展性，系统完成骨干网业务的调度和管理，同时完成与长途网络的连接；骨干层其他节点（N1-N6）配置TDM10G，和LambdaUnite? MSS系统混合组网。
另外，我们注意到：在很多实际网络中，即使建设了大容量的10G平台，DACS4/4/1设备做为低速率信号调度中心仍然起着很重要的作用。
四．建设多业务、灵活的接入网络
建立在SDH设备上的多业务承载能力，尤其是对IP或Ethernet业务的完美的支持，使得这种新型的SDH系统在城域光网中占有越来越重要的位置。特别是在城域接入层网络中，新型多业务传送平台MSTP可以同时支持语音和数据的接入，无疑是城域接入层最重要的组网技术之一。
SDH承载数据业务（主要是Ethernet业务）的关键技术包括：
1、虚级联（Virtual Concatenation）：在传送网中提供了一种更加灵活的通道容量组织方式以更好的满足数据业务的传输特点，(ITU-T G.707/G.783)；
2、链路容量调整机制（Link Capacity Adjustment Scheme － LCAS）：提供了一系列动态改变传送通道容量的规约和步骤，(ITU-T G.7042/T1X1 T1.105)；
3、通用成帧处理（Generic Framing Procedure － GFP）：一种对于以帧为单位组织的数据业务的简单有效的封装方式，（ITU-T G.7041/T1X1.5/2001-024r4）；
值得特别注意的是，虚级联、LCAS技术的采用使得SDH系统可以提供一种不同于传统SDH保护的新的保护方式--负荷分担保护(Load Sharing)。
客户端GBE信号通过GFP的封装，再映射到SDH的虚级联通道（7xVC-4）中传输，虚级联组中不同的VC-4通道可以经过不同的路由，譬如说，其中4xVC-4 经过SDH环的上半部分，另外3xVC-4经过SDH环的下半部分，网络正常工作情况下，不需要配置额外的保护通道，当其中一条路由出现故障时，LCAS可以把出现故障的VC-4通道从虚级联组中自动删除，此时虚级联组的带宽将会减少，但可以确保在链路故障时业务不会中断。
LCAS和虚级联技术在未来智能光网络（如ASON/ASTN）的实施中也起到重要作用，即将推出的OIF UNI 2.0 信令协议将会支持以太网的接口应用，以太网客户端设备将可以通过UNI 2.0 接口动态地向传输网发送改变传输带宽的请求信令，SDH网络在LACS技术的支持下可以动态地改变传输的带宽（增加或减少虚级联组中的通道），而不中断业务。
朗讯科技的 TransLAN? 技术在SDH传输平台上增加了Ethernet/IP Over SDH功能单元，支持虚级联，LCAS和GFP，为用户组建数据传送网带来极大的灵活性。动态的带宽管理，使带宽得到充分的利用，降低组网成本。TransLAN?既支持点对点和点到多点的传输，LAN互联，LAN-VPN（MLAN），也支持标准的IEEE 802.1Q VLAN 标签。在LAN-VPN和LAN互连模式下支持IEEE 802.1D MAC 转发和地址筛选；多点桥接和生成树(STP) 协议。
在朗讯科技的整个产品线中，TransLAN? 功能遍布于各个SDH产品中，可以覆盖从低端的WaveStar? AM1+、WaveStar? ADM16/1C、WaveStar? ADM16/1(提供 10M/100M以太网接口)，到高端的WaveStar? TDM10G、LambdaUnite? MSS(提供GbE千兆以太网接口)。
城域网接入网采用SDH多业务平台的优点在于：将SDH设备与二层设备在物理上集成，将多个节点设备融合成一个；通过统计复用和超额订购业务来提高TDM通路的带宽利用率和减少局端设备的端口数使现有SDH基础设施最佳化，并且减少了占地、降低了功耗，简化了业务调度，提高了系统扩展性，从而节省运营成本，另外还增加了对多种语音和数据业务的支持。
总结
在城域网的网络规划和建设中，必须考虑网络实际业务模型，选择合适的网络拓扑和分层结构，结合网络可扩展性、经济性、网络设备的利用率、电路调度的灵活性等要求，选择能够支持该网络拓扑和网络分层结构的设备。从前面的分析和描述中不难得出结论：朗讯的大容量、多业务、智能化的城域光网无疑是业界最佳的解决方案。
本文有很大删节，需要全文者请和通讯世界联系！
摘自《通讯世界》
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