浅谈城域网光传输技术

yf

<span style="COLOR: #d6181e; FONT-FAMILY: 宋体; mso-bidi-font-size: 10.5pt; mso-ascii-font-family: 'Times New Roman'; mso-hansi-font-family: 'Times New Roman';"><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt;"><span><strong>浅谈城域网光传输技术<p></p></strong></span></p><p><font size="2"><font color="#333333">　近年来，无论是光传输技术还是光传输网络的部署和应用都有了新的发展。而光城域传输网的建设也正面临新的挑战。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　城域传送网不是一个新的概念，特别是对于已经拥有庞大城市传输网的运营商<span lang="EN-US">(</span>例如中国电信<span lang="EN-US">)</span>以及众多企业网络<span lang="EN-US">(</span>例如政府、电力、金融<span lang="EN-US">)</span>而言。大家谈论的城域网建设，不是重新敷设一张新的传输网<span lang="EN-US">(</span>专门承载数据业务<span lang="EN-US">)</span>，而是在城域地区对以前建设的传输网进行优化和改造。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　目前城域网由上至下可纵向划分为三种网络：业务网、传送网、光缆网。城域网技术的发展有三个主流方向，即<span lang="EN-US">IP</span>城域网技术、城域以太网技术、光城域网技术。其中<span lang="EN-US">IP</span>城域网技术和城域以太网技术均属于城域数据网范畴。光城域网属于传送网，目前城域网光传送技术主要可分为<span lang="EN-US">SDH</span>多业务平台<span lang="EN-US">(MSTP/MSPP</span>技术<span lang="EN-US">)</span>、<span lang="EN-US">RPR</span>技术和密集波分复用<span lang="EN-US">(DWDM)/</span>粗波分复用<span lang="EN-US">(CWDM)</span>技术等。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333"><span><strong>SDH多业务平台</strong></span><span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　过去的<span lang="EN-US">SDH</span>传输网支撑的主要是固定速率的业务<span lang="EN-US">(</span>如传统话音业务<span lang="EN-US">)</span>，<span lang="EN-US">SDH</span>很容易将其适配到固定容量通道中。对于可变速率的数据业务和任意速率业务，<span lang="EN-US">SDH</span>则显得不够灵活，特别是传送效率不高。但由于<span lang="EN-US">SDH</span>设备应用普遍、标准统一、管理能力健全且具有完善的保护机制，所以在原来<span lang="EN-US">SDH</span>技术基础上增加了<span lang="EN-US">“</span>多业务<span lang="EN-US">”</span>能力，建立起统一的多业务传输平台<span lang="EN-US">(MSTP/MSPP)</span>，充分发挥了<span lang="EN-US">SDH</span>技术的优点。图<span lang="EN-US">1</span>为基于<span lang="EN-US">SDH</span>的多业务平台组网示意。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p align="center" style="TEXT-ALIGN: center;"><span lang="EN-US"><shapetype id="_x0000_t75" stroked="f" filled="f" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" opreferrelative="t" ospt="75" coordsize="21600,21600"><stroke joinstyle="miter"></stroke><formulas><f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></f><f eqn="sum @0 1 0"></f><f eqn="sum 0 0 @1"></f><f eqn="prod @2 1 2"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @0 0 1"></f><f eqn="prod @6 1 2"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></f><f eqn="sum @8 21600 0"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @10 21600 0"></f></formulas><path oconnecttype="rect" gradientshapeok="t" oextrusionok="f"></path><lock aspectratio="t" vext="edit"></lock></shapetype><shape id="_x0000_i1025" alt="" type="#_x0000_t75" style="WIDTH: 303.75pt; HEIGHT: 201.75pt;"><imagedata ohref="http://www.chinaunicom.com.cn/upload/20060411091354638.jpg" src="file:///C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\msohtml1\01\clip_image001.jpg"><font color="#333333" size="2"></font></imagedata></shape><font color="#333333" size="2">&nbsp;</font></span></p><p align="center" style="TEXT-ALIGN: center;"><font size="2"><font color="#333333">图<span lang="EN-US">1</span>　基于<span lang="EN-US">SDH</span>的多业务平台<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　新一代<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>技术的主要优点可归纳如下：<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">(1)</span>提供多种物理接口，满足新业务快速接入。在保证兼容传统<span lang="EN-US">TDM</span>业务的同时，能够提供多业务灵活接入。典型的接口有<span lang="EN-US">SDH</span>光<span lang="EN-US">/</span>电接口、<span lang="EN-US">ATM</span>接口、以太网接口<span lang="EN-US">(10/100Base-T)</span>、<span lang="EN-US">GE</span>、<span lang="EN-US">E1</span>等。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">(2)</span>简化网络结构。<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>系统通过增加可扩展的更细粒度的业务交换控制模块，支撑<span lang="EN-US">VC</span>级别的连续级联和虚级联，以保证多种协议高效地复用传输，有效利用光纤带宽。同时，由于<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>系统接口与协议相分离，通过可编程<span lang="EN-US">ASIC</span>芯片技术，可以实现对新业务的灵活支撑。典型的业务主要有<span lang="EN-US">IP</span>、<span lang="EN-US">ATM</span>、<span lang="EN-US">SDH</span>、<span lang="EN-US">Ethernet/FE/GE</span>、<span lang="EN-US">TDM</span>。随着新一代宽带接入设备的应用，还将会出现许多新业务。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">(3)</span>光传输的容量保证了低成本容量的提升。接入技术的发展刺激了用户更高的带宽需求，<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>系统提供的带宽容量从<span lang="EN-US">155Mbit/s</span>到<span lang="EN-US">622Mbit/s</span>，再到<span lang="EN-US">2.5Gbit/s</span>、<span lang="EN-US">10Gbit/s</span>，提供<span lang="EN-US">DWDM</span>波长复用窗口从<span lang="EN-US">1310nm</span>到<span lang="EN-US">1550nm</span>的平滑扩容，以实现运营商的低成本扩容。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">(4)</span>传输的高可靠性和自动保护恢复功能。<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>继承了<span lang="EN-US">SDH</span>的保护特性，能实现<span lang="EN-US">99.999%</span>的工作时间、硬件冗余及小于<span lang="EN-US">50ms</span>的自动保护恢复，保证网络用户对服务的满意程度。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">(5)</span>通过高度多网元功能的集成，实现有效的带宽管理。<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>集传统<span lang="EN-US">SDH</span>网<span lang="EN-US">ADM/DXC</span>功能于一体，具有更细粒度的交换和交叉连接模块，网络拓扑结构<span lang="EN-US">(</span>线、网、环<span lang="EN-US">)</span>的逻辑结构与物理结构相分离，实现了线路连接的快速提供。由于可以在任意节点提供业务内部处理，避免了大量的手工线路连接和复杂的网络间协调，从而降低了运营商的管理运营成本。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>的出现不仅能减少大量独立的业务节点和传送节点设备，简化节点结构，降低设备成本，减少机架数、机房占地、功耗和架间互连，简化电路指配，加快业务提供速度，改进网络扩展性，节省运营维护和培训成本，而且还可以支撑各种数据业务。特别是在集成了以太网、帧中继、<span lang="EN-US">ATM</span>乃至<span lang="EN-US">IP</span>选路功能后，可以通过统计复用和超额订购业务来提高<span lang="EN-US">TDM</span>通路的带宽利用率、减少局端设备的端口数，使现有<span lang="EN-US">SDH</span>基础设施最佳化。随着网络中数据业务量的增加，<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>正从简单的支撑数据业务的透传方式向更加灵活、有效地支撑数据业务的新一代系统演进和发展，最新的发展可支撑通用组帧程序<span lang="EN-US">(GFP)</span>、链路容量调节方案<span lang="EN-US">(LCAS)</span>、弹性分组环<span lang="EN-US">(RPR)</span>和自动交换光网络<span lang="EN-US">(ASON)</span>标准。特别是实现了在协议层面上的多厂家设备互连互通后，可以避免支路口互连带来的网管复杂性和成本开销，有利于<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>的广泛应用。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　某些厂家的多业务平台可以实现将<span lang="EN-US">GFP</span>、<span lang="EN-US">LCAS</span>和<span lang="EN-US">RPR</span>几种标准功能集成在一起，再配合核心智能光网络的自动选路和指配功能。这样不仅能增强自身灵活、有效地支撑数据业务的能力，而且可以将核心智能光网络的智能扩展到网络边缘，增强整个网络的智能范围。总的来看，<span lang="EN-US">SDH</span>多业务平台最适合作为网络边缘的融合节点来支撑混合型业务量，特别是以<span lang="EN-US">TDM</span>业务量为主的混合型业务量。<span lang="EN-US">SDH</span>多业务平台不仅适合于缺乏网络基础设施的新运营者将其应用于局间乃至大企事业用户驻地，而且对于已敷设了大量<span lang="EN-US">SDH</span>网的运营企业，也可以更灵活、有效地支撑分组数据业务，以增强运营企业的业务拓展能力，降低成本，有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　尽管<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>技术可以很好地融合原有网络及新的业务需求，但它仍然无法从根本上解决带宽利用率低的问题。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333"><span><strong>RPR多业务平台</strong></span><span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　面对数据业务快速增长的带宽需求，<span lang="EN-US">RPR</span>技术显现了它绝对的优势。<span lang="EN-US">RPR</span>技术吸取了<span lang="EN-US">SDH</span>系统<span lang="EN-US">50ms</span>环保护特性和吉比特以太网的经济性，同时具有很好的带宽公平机制和拥塞控制机制。<span lang="EN-US">RPR</span>采用类似以太网的帧格式，结合<span lang="EN-US">MPLS</span>标记的思想，基于<span lang="EN-US">MAC</span>高速交换，简化<span lang="EN-US">IP</span>传送。<span lang="EN-US">RPR</span>帧封装比<span lang="EN-US">OS</span>更简化、更灵活，同时具有空间复用机制。<span lang="EN-US">RPR</span>技术可以支撑更细致的带宽颗粒，网络成本较低；以承载具有突发性的<span lang="EN-US">IP</span>业务，同时支撑传统语音传送；有比较好的带宽公平机制和拥塞控制机制。由于<span lang="EN-US">RPR</span>环是在整个环<span lang="EN-US">(</span>不是单独链路<span lang="EN-US">)</span>上实行公平机制，因而容易实行全局的公平机制。服务供应商可以通过利用源节点发送数据包的速率来控制上游节点和下游节点的速率。带宽策略允许在无拥塞的情况下把环上任意两个节点之间所有的带宽分配给这两个节点，没有<span lang="EN-US">SDH</span>那种固定电路系统的不灵活性，同时又比点到点的以太网更加有效。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　首先，<span lang="EN-US">RPR</span>简化了数据包处理过程，不必像以太网那样让业务流在网络中的每一个节点进行<span lang="EN-US">IP</span>包的拆分重组，实施排队、整形和处理，而是将非落地<span lang="EN-US">IP</span>包直接前转，明显提高了交换处理能力。因此它较适合分组业务。其次，<span lang="EN-US">RPR</span>能确保电路交换业务和专线业务的服务质量<span lang="EN-US">(</span>能做到<span lang="EN-US">50ms</span>的保护倒换时间<span lang="EN-US">)</span>。第三，<span lang="EN-US">RPR</span>具有自动拓扑发现能力，可以自动识别任何两层拓扑变化，增强了自愈能力；支撑即插即用，避免了人工配置带来的耗时、费力、易出错的毛病。第四，<span lang="EN-US">RPR</span>可以有效支撑两纤双向环拓扑结构。不仅能在环的两个方向上动态地统计复用各种业务，同时还能以每个用户、每种业务为基础保留带宽和服务质量，从而最大限度地利用光纤的带宽，简化网络配置和运行，加快业务部署。第五，<span lang="EN-US">RPR</span>具有较好的带宽公平机制和拥塞控制机制。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">RPR</span>一般采用双环结构，由两根反向光纤组成环形拓扑结构。其中一根顺时针，另一根逆时针，节点在环上可从两个方向到达另一节点；每根光纤可以同时用来传输数据和同向控制信号；<span lang="EN-US">RPR</span>环双向可用。<span lang="EN-US">RPR</span>技术具有空间复用、环自愈保护、自动拓扑识别、多等级<span lang="EN-US">QoS</span>服务、带宽公平机制和拥塞控制机制、物理层介质独立等技术特点。其中，利用空间重用技术实现的空间重用，使环上的带宽得到更为有效的利用。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333"><span><strong>WDM多业务平台</strong></span><span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　<span lang="EN-US">WDM</span>技术是使用多个激光器并同时在一条光纤上发送几种波长的光<span lang="EN-US">(1amdas)</span>。每个信号都在其独有的色带上传输，数据<span lang="EN-US">(</span>文本、语音<span lang="EN-US">)</span>调制在这个色带上。<span lang="EN-US">WDM</span>极大地增加了用户已有的光纤基础设施。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　随着技术的进展和业务的发展，<span lang="EN-US">WDM</span>技术正从长途传输领域向城域网领域扩展。城域<span lang="EN-US">WDM</span>分为<span lang="EN-US">CWDM</span>和<span lang="EN-US">DWDM</span>，二者在原理上是一致的，都是采用波分复用方式进行数据的同步传输。它们的不同之处在于城域<span lang="EN-US">CWDM</span>支撑<span lang="EN-US">8</span>个标准波长，<span lang="EN-US">DWDM</span>支撑<span lang="EN-US">32</span>个波长。<span lang="EN-US">CWDM</span>在波分复用中采用更广跨度的信道。也称为<span lang="EN-US">“</span>宽<span lang="EN-US">WDM”</span>，信道间距通常是几个<span lang="EN-US">nm</span>到<span lang="EN-US">20nm</span>：而<span lang="EN-US">DWDM</span>则常常是小于<span lang="EN-US">1nm</span>。<span lang="EN-US">CWDM</span>系统无论是在对激光器输出功率要求方面，还是在对温度的敏感度要求方面，对色散容忍度的要求以及对封装的要求都远低于<span lang="EN-US">DWDM</span>激光器。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><font size="2"><font color="#333333">　　目前业界的城域<span lang="EN-US">DWDM</span>系统，均可实现在一对光纤上支撑<span lang="EN-US">32</span>个保护波长或<span lang="EN-US">64</span>个非保护波长，即使带保护的系统容量达到<span lang="EN-US">320Gbit/s</span>。城域波分系统具备<span lang="EN-US">“</span>透明<span lang="EN-US">”</span>传输的特性，每个波长都可以传输比特率和协议独立的业务。<span lang="EN-US">
                                        </span></font></font></p><p><span><font color="#333333" size="2"><strong>总结</strong>
                                </font></span></p><p><font color="#333333" size="2">　　综上所述。目前<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>、<span lang="EN-US">RPR</span>、<span lang="EN-US">WDM</span>等光城域网技术发展较快，而且都具有各自的特点。<span lang="EN-US">RPR</span>技术更适合以太网业务为主的环型网络，<span lang="EN-US">WDM</span>技术主要适用于光纤资源紧张的情况或者容灾网络，<span lang="EN-US">MSTP/MSPP</span>技术则更适于融合传统业务及数据业务于同一平台且多样的网络结构。因此，建设城域网时应根据业务种类的不同、网络规模的大小选用不同的城域网技术。</font></p><p class="MsoNormal" style="MARGIN: 0cm 0cm 0pt;"><span lang="EN-US"><p><font face="Times New Roman" color="#000000">&nbsp;</font></p></span></p><p></p></span>