面向寬帶業務的城域光網絡發展

一、寬帶業務的發展 
目前，寬帶已經成為運營商最主要的利潤增長點。   
中國互聯網絡信息中心（CNNIC）的報告顯示，截至2005年12月31日，中國寬帶用戶數已達到6430萬人，超過了窄帶用戶。 

　　三重播放業務、商業應用業務和移動數據業務是目前寬帶發展的主要驅動因素。 

　　三重播放是充分利用語音、數據、視頻作為業務載體，打造充分調動用戶聽覺和視覺的業務。三重播放業務作為嶄新的業務形式，將推動傳統固網運營商向提供融合語音、視頻和數據業務的綜合業務提供商轉型，從而使其在激烈的市場競爭中處于優勢地位。據IDC預測，到2009年，三重播放用戶數將超過1000萬，占據所有寬帶用戶的1/5。 

　　相對于普通寬帶用戶來說，商業應用業務要求更高品質、更高帶寬、更為靈活的接入/傳輸環境。商業大客戶業務接入手段除了傳統的租線方式（如DDN/FR/ATM等）外，利用光多業務傳送終端設備還能夠提供多種速率級別的TDM專線業務、數據專線業務、L1/L2VPN業務，更高帶寬需求的商業客戶還可以利用WDM設備進行點到點接入。這幾年商業用戶的業務需求量都在以高于50%的速率增長，而且后續發展仍然保持高增長趨勢。 

　　寬帶發展的另一個驅動因素是移動數據業務。近些年來，移動數據業務的發展可謂日新月異，日益成熟的商業模式和不斷被挖掘出來的用戶需求使得移動數據業務的增長成為通信業的新亮點。同傳統的話音通信相比，移動數據業務的表現形式由于移動終端日益增強的計算能力和網絡日益豐富的功能而更加豐富多彩，包括短消息、多媒體消息、USSD、WAP、定位服務、流媒體、KJAVA等。另一方面，移動數據業務從一開始就建立了合理的商務模式。價值鏈上收益的合理分配，使得移動數據業務可以作為正常的商業運作進行經營，從而促使整個社會的各行各業最廣泛地介入到移動數據通信之中。而成功的商務模式又反過來促進了移動數據業務的發展。 

　　各種業務的應用和發展，刺激了帶寬的增長，而帶寬的需求拉動了城域光網絡的發展。 

　　二、寬帶業務對城域光網絡的承載需求

　　移動、數據和視頻業務的快速發展，對城域光網絡提出了相應的承載需求。

　　1．三重播放業務

　　歐洲運營商（意大利電信、法國電信和奧地利電信等）、北美運營商(Verizon、SBC和BellSouth等)、中國運營商（中國電信和中國網通）以及其他一些運營商（Scarlett、AUNA、Cabovisao等）都在進行三重播放業務的網絡部署。家庭用戶三重播放業務的部署驅動每線DSL的帶寬增長了10～15倍。

　　三重播放對承載網絡提出了以下需求：

　　帶寬需求大量增長；

　　支持單播業務和組播業務的高效率傳送，保障視頻服務質量，滿足始終開放和快速頻道切換（小于1秒）的需要；

　　支持接入技術的不斷演進，包括ATMDSLAM、IPDSLAM，從FE到GE等；

　　對語音和視頻業務提供高可靠性的傳送保障，實現視頻業務端到端的QoS保證。

　　2．商業用戶業務

　　商業用戶業務是運營商主要或重要的收入來源，各大運營商都把面向行業大客戶的營銷提高到了公司基本戰略的高度上。

　　商業用戶業務具有以下特點：

　　高帶寬的業務需求；

　　網絡高可用性和高安全性；

　　業務的快速提供；

　　端到端管理及快速故障定位。

　　3．固定/移動網絡融合

　　網絡融合拉動了光網絡的發展。北美的移動傳送網絡建設對MSTP和交叉機提出了大量需求，歐洲運營商正在進行大規模的網絡建設（如T-mobileUK、H3G和奧地利電信等），亞太地區的移動運營商也在紛紛建設自己的網絡（如SKT和中國移動等）。

　　網絡融合對城域光網絡提出了更高的要求：

　　公共的網絡匯聚層要求在網絡L2/L1/L0提供業務疏導；

　　支持接入技術的不斷演進，例如WiMAX的接入需求；

　　減少獨立的骨干網絡數量，優化網絡結構，降低網絡建設維護成本；

　　卓越的多層業務OAM，提供高可用性和可恢復的網絡支持。

　　三、城域光網絡面向寬帶業務的架構

　　針對寬帶業務的承載需求，需要設計面向寬帶應用的承載網絡架構。城域寬帶網絡的總體模型如圖1所示。





圖1 城域寬帶總體網絡模型


　　在寬帶業務的驅動下，城域傳輸網的發展出現了以下三個趨勢。

　　數據包化：從時隙結構演變成幀結構。

　　擴展能力：從簡單的疊加到智能化的復用。

　　業務的QoS：從資源專用到同一資源被不同的QoS業務共用。

　　順應傳輸網的發展趨勢，需要設計以數據內容為核心的城域光網絡架構，如圖2所示。




圖2 以數據內容為核心的城域光網絡架構


　　在城域光網絡的寬帶架構中，將涉及到以下一些關鍵技術：

　　1．業務匯聚層

　　多業務支持：保持強大的匯聚能力，包括“新興”的分組（packet）業務和“固有”的TDM業務以及2G和3G移動業務的承載。

　　OAM操作管理和維護的能力：能夠容易地管理和維護容量快速膨脹的匯聚網絡。

　　QoS保障：面向的客戶不僅僅是傳統的上網用戶，還要支持商業用戶和重要的VIP業務用戶。

　　高效保護：能夠提供多種組網方式，并提供有效的保護。

　　組播能力：對于視頻的分發將是至關重要的。

　　波長交換：充分發揮多方向匯聚時ROADM的作用。

　　低功耗：特別是針對室外應用等場合。

　　2．核心傳送層

　　統一傳送分組：TDM和波長λ；

　　同一個平臺上既可以端到端地處理IP/MPLS路由器之間的業務，也可以同時處理傳統的端到端的CBR業務；

　　重疊網絡模型：將“傳送”和“路由”區分，以進行相對獨立的處理；

　　端到端的業務模型：即使引入了數據傳送層面，也不改變路由器的工作狀態和方式；

　　QoS、OAM、業務調度和粒度管理；

　　保護和恢復相結合，允許高速的業務保護、保持網絡的高可靠性，抵抗多重故障的能力。

　　城域光網絡作為基礎的承載網絡，隨著網絡融合的演進，將朝著統一傳送網絡的方向發展。圖3給出了統一的傳送網絡模型。





圖3 統一的傳送網絡模型


　　四、城域光網絡面向寬帶業務的技術選擇

　　面向寬帶的城域承載網絡可以有兩種網絡技術進行選擇，一種是基于以太網技術的數據網絡，另一種是基于MSTP的傳輸網絡。在數據業務擴展能力方面，數據網絡具有優勢，但是在支持TDM業務，支持網絡運行、維護和管理能力方面，基于MSTP的傳輸網絡具有明顯的優勢。

　　從傳輸網絡的發展來看，經過近幾年的快速發展，MSTP已經從支持以太網業務點到點透傳的第一代產品發展到了第三代產品。對于新一代的MSTP，能夠更好地支持二層數據功能，支持以太網業務的帶寬共享、業務匯聚、以太網共享環等功能，從而使得帶寬利用率大大提高；通過內嵌RPR功能，可以實現以太網帶寬的統計復用、公平的帶寬分配和嚴格的QoS；通過支持MPLS，能夠提供帶寬管理，能夠隔離城域網中的用戶，對數據業務具有更好的支持能力。

　　城域傳送網絡需要轉型以支持基于IP協議業務的迅速發展，例如TriplePlay業務、3G業務和面向商業應用的以太網業務等。

　　基于全業務節點的理念，一種新興的T-MPLS技術將成為融合網絡的業務承載平臺，能夠支持所有類型的業務（如Ethernet、IP/MPLS、FR、ATM、TDM等），能夠同時支持普通用戶（有線/無線）和商業用戶的業務發展。

　　T-MPLS，即TransportMPLS，它是一種面向連接的包交換傳送平面技術，基于MPLS，在G8110.1建議中定義，已于今年2月份在ITU-T日內瓦會議上獲得廣泛共識。

　　T-MPLS作為中間適配層，既能夠針對3層的IP數據包，也可以針對2層的數據業務（如L2MPLS），其面向連接的特性能夠充分保證上層業務所提出的質量要求，能夠獨立于相應的業務層以及控制層進行操作。當然，目前看來，分布式的GMPLS控制平面將來很有可能成為能夠在不同層面間進行統一業務調度的最佳選擇。

　　T-MPLS技術具有以下優勢：

　　電信級的數據傳送技術，支持不同技術信號的交換（Data/TDM/WDM），符合網絡轉型的趨勢；

　　面向連接；

　　能夠融合任何L2和L3的協議，從而構建統一的數據傳送平面；

　　完全的業務擴展能力；

　　和傳統傳送網絡相似的OAM&P能力、端到端的維護、保護和性能監測；

　　能夠利用通用的控制平面以及現有的傳送層面（波長和/或TDM），保證與現有的傳送網絡互聯互通，并逐步向GMPLS網絡演進。

　　由于省去了一些不必要的基于IP的處理能力，T-MPLS將給運營商帶來CAPEX和OPEX的有效降低。

　　采用T-MPLS技術后，未來的核心承載網絡可以簡化為一個純光層面加上一個電層面。如圖4所示。





圖4 城域光網絡純光層面+電層面結構


　　從圖中可以看出，在電層面主要是基于固定速率的業務在ODU的交換和基于分組的業務在T-MPLS的交換，而在光層面則是基于波長λ的交換。

　　隨著T-MPLS的標準化，主流光網絡設備供應商都將選擇支持T-MPLS技術。

　　五、小結

　　寬帶業務的應用和發展促使城域傳送網絡轉型以支持基于IP協議的業務迅速發展，這種轉型表現在城域光網絡正朝著支持分組、適應數據業務擴張和滿足多種業務QoS需要的方向發展。為了順應城域傳送網絡的融合演進，需要設計以數據內容為核心的城域光網絡架構。T-MPLS技術將成為融合網絡的業務承載平臺，滿足全業務接入和網絡擴展的需要。建設適應寬帶業務發展需要的統一的傳送網絡，這不但可以給運營商帶來利益，也保證CAPEX和OPEX的有效降低。