移动城域网主流传输技术

韩国舞族

  

   

    目前，城域网解决方案主要有四大类: 第一类是以SDH为基础的多业务平台；第二类是基于第二层交换和第三层选路的方案，主要指RPR以太网解决方案; 第三类是城域网用WDM方案，即以WDM为基础的多业务平台；第四类是以ATM为基础的多业务平台方案。此外，还可以适当采用光纤直连技术。

    基于SDH多业务平台 　　业务需求的变化是网络体系结构演变的主要动力，传统的电信业务主要是以话音为主，由PDH发展而来的SDH系统非常适合传送64Kbps的话音业务和提供以2M为单位的固定速率的电路。SDH具有统一光接口及复用标准，可保证多厂商产品的互操作，有丰富的开销比特用于网络管理，也具有强大的组网与自愈能力，无论在长途网还是在城域网中，SDH已被广泛采用。目前，商用SDH系统的最高速率已经达到40Gbps，随着Internet发展，人们对数据等其他业务的需求也不断增长，可将多种不同业务通过VC级联方式映射进不同的SDH时隙，同时SDH增加支撑第二层或第三层的数据功能。

    对于以话音为主的业务，基于SDH为基础的多业务平台（MSTP）是近期主要解决方案，但这类解决方案中的大多数涉及多层帧的映射而导致带宽效率低下，开销处理复杂。从总体上看，SDH多业务平台最适合作为网络边缘的融合节点支撑混合型业务量特别是以语音业务为主的混合型业务量。它不仅适合缺乏网络基础设施的新运营者，即便对于已敷设了大量SDH网的运营商而言，以SDH为基础的多业务平台也可以更有效地支撑分组数据业务，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。

    此外，从业务发展的角度考虑，在未来相当长的一段时间内，话音业务仍将是中国运营商的主要利润来源，因此2M电路甚至是N×64K电路型业务接入仍将有广阔的市场需求，这也要求城域网和接入网设备必须至少能够提供传统2M电路的端口和业务接入能力。因此，在短期内这种解决方案仍将是城域网的主流技术，但由于这种方案基于同步工作，抖动要求严格，设备成本较高，并且这种结构带宽配置时间仍较长，所以存在比较大的不足。 　　MSTP（Multi-Service Transport　Platform，多业务传送平台）更大的需求在城域网的会聚层面和接入层面，它的特色在于：在保证兼容基于传统SDH网业务的同时，能够提供多种物理接口，减少了现有SDH设备重新升级的成本；MSTP系统采用简化了的网络结构，并且接口与协议相分离，实现对多种数据业务的灵活高效的传输; 保持了SDH的优点并可集传统SDH网ADM/DXC/DWDM功能于一体，能够有效地进行带宽管理，从而降低运营成本。

    基于RPR多业务平台 　　对于非实时业务，以太网是一种优秀的解决方案。以太网方案是基于第2层交换和3层路由的方案。以太网是具有很好扩展性的解决方案，其速率可以从10Mbps、100Mbps、1Gbps一直扩展到10Gbps。事实上，以太网并不是一种纯粹的新技术，而是一种“老的新技术”，但由于以太网的灵活性、低成本、易用性以及人们对它的熟悉使得它已经在局域网中占据了统治地位，在城域网中基于以太网的业务将成为ATM和帧中继业务的继承者。

    新一代信息网络中，交换技术将从电路交换向分组交换转变，IP网成为基础网。一方面各种业务转向基于Web的互联网进行，这就是所谓的Everything on IP；另一方面在IP网上提供TDM电路、ATM、FR等，以支撑传统业务，这就是所谓Everything over IP。但对于以太网提供实时业务而言，满足实时业务所需要的QoS还有待解决，此外，在计费、安全以及网络故障定位、性能监视与保护等方面仍需改进。

    由此发展而来的基于弹性分组环（ Resilient Packet Ring）的城域网解决方案，则融合了以太网、ATM和SDH的优点。在环型的光纤拓扑上以简化的SDH格式和RPR协议（包头）封装并传输Ethernet／IP数据包，可以支撑更为细致的带宽粒度（如1Mbps），并可以发挥自愈恢复环的功能。但基于RPR的多业务平台相应标准正在制定，传统的运营商受已有投资等的限制，且在安全等方面仍然有待改进，由此看来，基于RPR的多业务平台在网上大量商用还有一段时间。

    基于DWDM多业务平台 　　随着城域业务的发展，由于继续提高单波的速率已经很困难，DWDM技术的进步为城域传送网络的发展提供了新的契机。DWDM技术能轻松地在一根光纤中传送多个不同波长的信号，从而能充分挖掘光纤的带宽潜力。基于DWDM的多业务平台可以提供以波长为基础的业务。

　　城域DWDM网络需具备以下特点：必须能在同一平台上支撑SDH、PDH、ATM、GE、FDDI、ESCON、Fiber Channel等可能在城域出现的任意种类业务；对速率与协议要透明，而且设备价格要低廉，还要有良好的扩展性以适应城域业务需求的多变性；要有强大的波长管理能力以便能快速灵活地开放波长出租业务；要有能与SDH媲美的网络自愈能力且能根据不同的业务需要提供不同级别的保护手段；要有较强的环境适应能力。

    由于OADM和OXC（光交叉连接器，或被称为光交换机、波长路由器）的逐步成熟，DWDM技术正从点对点的传输应用向智能光联网（如ASON）的方向发展，这样可以灵活实现波长保护和波长调度。固定OADM已经在实际网络中被采用，灵活OADM以及OXC也已有商用产品问世，采用MPLS等IP类协议控制的OXC将实现对IP优化的智能光网络。可以预见城域IP业务网与城域DWDM光网络的完满结合将是城域宽带网络的未来网络结构与技术选择。

    基于ATM多业务平台 　　以ATM为基础的多业务平台最适用于多业务电信环境以及服务质量要求较高的IP业务，主要应用于网络边缘多业务的汇集和一般IP骨干网。由于其扩展性受限，高业务量下的性能表现不理想，ATM VP环也不支撑网状网结构，因而以ATM为基础的多业务平台不太适合超大型IP骨干网应用。一般说，对于那些已经铺设了核心ATM网而计划扩展到网络边缘的大型电信运营企业，ATM VP环不失为一种可选的解决方案。但是预计近期IP业务量会出现持续大幅度攀升、网络规模需要大幅度扩展的情况，则以ATM为基础的多业务平台不是一种长远解决方案。

    对于像中国移动等目前还没有ATM骨干网的运营商，如果在引入3G系统的过程中放弃ATM作为中间层的方案，建设基于ATM的多业务平台将是首先被考虑的方案。

光纤直连技术 　　光纤直连是指以太网交换机、路由器、ATM交换机直接出光口。光口以点对点方式直连，业务接入设备直接互连，此方案简单，但有明显的缺点。首先，由于没有传输层，光纤质量、性能监测、保护等无法实现；其次，光纤浪费严重，每两个业务接入点需要一对光纤，一个业务接点若与其他业务接点有业务互通，光纤呈阶乘增长。

    此外，业务端口压力大，每一个节点相连，交换机或路由器就需增加一个端口。最后也是最重要的一点，当环网周长较长（如15km以上），采用光纤直连的综合成本接近甚至比WDM方式还高，随着业务的增加，其成本将远远超过WDM。因此，这种方式只适用于节点数小、节点距离近的局域网络。 　　何谓城域网？

    城域网产生于20世纪90年代，伴随着计算机网络的扩展而划分出来，相对于广域网（WAN，Wide Area Network）和局域网（LAN，Local Area Network）而独立。根据《中国移动城域传送网技术规范》所定义，城域网（MAN，Metropolitan Area Network）指覆盖于城市及其郊区范围、为城域多业务提供综合传送平台的网络，主要应用于大中型城市地区。城域网以多业务光传送网络为基础，实现话音、数据、图像、多媒体、IP等接入业务，主要完成接入网中的企业和个人用户与在骨干网络上的运营商之间全方位的协议互通。