中國聯通承載網傳輸技術演進之路

傳送網是業務網能夠運行的一個前提和基礎。因其承載業務類型多樣，建設周期相對較長，所以需要適當超前于各類業務網絡進行規劃和建設。因此，傳送網的轉型是運營商優先關注的領域之一。在由基于TDM的窄帶業務向基于IP的寬帶業務轉型趨勢的推動下，運營商需要更充足的帶寬資源、更彈性的承載方式、更融合的解決方案來支撐IP類業務和數據、固定、移動全業務。

　　 PTN不適合聯通“綜合業務”承載

　　 固網寬帶業務、移動通信、大客戶專線無疑是聯通當前最重要的三大業務和增長熱點，此外，IPTV業務、NGN業務和其它高價值增值業務也將在未來幾年內不斷發展，聯通多業務綜合承載趨勢明顯。

　　 當前基站采用E1/FE混合出口，最適合采用MSTP技術。由于MSTP支持二層交換、統計復用、VLAN等二層IP功能，可滿足基站IP化后，語音IP業務高QoS的通過和寬帶IP業務在傳輸網上的帶寬收斂和共享。在應對目前基站業務承載、傳輸效率、保護、QoS、維護等方面，MSTP是目前最佳的承載技術，可滿足3G基站未來2～3年的承載需求。因此，MSTP網絡是當前固定語音業務、2G TDM業務以及3G的TDM和IP混合業務承載最主流的技術。

　　 而PTN利用PWE3技術實現多業務(TDM、ATM、Ethernet等)的仿真和統一承載。PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge to Edge)是一種端到端的二層業務承載技術，屬于點到點方式的L2VPN。在分組網絡的兩臺PE(Provider Edge)中，利用LDP信令實現對PW(Pseudo Wire)標簽的自動分發，利用RSVP-TE實現LSP標簽的自動分發。通過隧道模擬CE(Customer Edge)端的各種二層業務，如數據報文、比特流等，使CE端的二層數據在PTN網絡中透明傳遞。

　 　PTN融合了傳送和數據能力，在以面向連接的方式實現IP化和電信級的同時，盡量去除一些復雜的協議和處理，降低網絡復雜度和成本。

　 　PTN為實現數據業務的高效承載而誕生，通過高效統計復用功能、分組化的彈性管道可以“消峰填谷”進行帶寬復用，相對SDH的剛性VC管道，能很好地提升帶寬利用率。以Vodafone現網為例，其采用3:1的帶寬收斂比，對于突發特征明顯的數據業務，能實現高達50%的帶寬節省。

　　 但PTN技術由于采用與現有的IP網絡不同的技術體系，與現有的IP網絡無法實現無縫融合，無法實現端到端的VPN規劃部署，無法實現動態PW業務，網絡靈活性、擴展性存在不足。其次，新建一張解決3G基站業務的PTN網絡投資高，需要投入的維護力量多，因此，PTN只是一種過度性的解決方案，不適合聯通綜合業務的承載。

　　 如何實現MSTP的平滑演進?

　　 隨著3G數據業務的發展，承載網面臨寬帶化挑戰，需要帶寬成本更低、帶寬提供能力更強的技術替代TDM網絡承載3G數據業務。PTN是解決3G業務的最佳技術，但不適合未來聯通綜合業務承載。

　 　通過擴容、EoS等方式，可以解決3G初期階段的業務需求，但由于SDH的通道是剛性的，不支持統計復用，3G后期傳送效率低。建設承載網不僅要考慮多種業務因寬帶化發展帶來的流量爆炸式增長、需要提高帶寬資源的投資回報率等問題，還需要兼顧聯通目前龐大的MSTP現網和長期存在的TDM業務。針對“技術可以革命，網絡需要演進”的公理，承載網發展必須關注和現網的融合。經過多年的發展和完善，聯通目前的MSTP網絡已經非常龐大，如果現網的MSTP支持向PTN的平滑演進，無疑是聯通解決3G業務承載時投資最小、見效最快的解決方案。

　　 聯通目前新建的接入層傳送多采用622M環，早期的155M接入環也大部份已經改造為622M環。一個接入環按照接入10個基站計算，可支持單基站50M帶寬，基本可滿足中長期3G業務的發展。接入層帶寬的增加，會造成匯聚層帶寬的急劇增長，這就面臨著匯聚層的網絡改造。如果能基于現網設備平滑演進，在匯聚層支持分組環和SDH環，分組環支持統計復用，這樣在原有的SDH業務不改變的情況下，通過匯聚層的平滑演進，就能支持帶寬的統計復用。

　　 圖1所示方案，是通過匯聚層平滑演進，解決了匯聚層帶寬收斂的問題，同時利用了原有的接入層網絡。但隨著數據業務繼續增長，會發現接入層通過擴容的方式已經不能滿足業務增長的需要，這時需要通過接入層演進，在接入層支持雙平面，建立接入層的分組環。在維持原TDM業務不變的情況下，使快速增長的分組業務通過分組平面傳送和管理，有效地降低數據業務增長帶來的帶寬壓力。

　　 圖2方案的關鍵點在于采用自上而下的方式，初期先改造數量相對較少，但容量相對較大的城域匯聚層，形成基于分組的城域匯聚網，同時該匯聚網具有對原有接入層SDH網絡(對接入SDH承載的VC通道化的E1電路，或Ethernet Over SDH電路完成到PW的仿真和向分組的轉換)和未來接入層分組網絡進行Hybrid接入的能力;隨著IP業務的逐步增加，傳統業務的逐步減少，城域接入層逐步完成IP化;最后，業務實現了ALL IP，網絡也隨之完成了徹底的IP化改造。

　　 微波是綜合承載的有力補充

　　 微波通信的特點：跨越空間能力強，能適應各種傳播環境;投資少，見效快，無需線路建設，維護方便;具有很強的抗自然災害能力，易于快速恢復;組網方便靈活，并滿足各種通信業務傳輸質量的需求。微波的缺點：傳輸質量受大氣、氣候和地形等外界環境的影響較大;傳輸容量有限;微波廠家多，與現網傳輸設備無法統一網管。由于這些缺陷，目前微波主要用于光纜無法鋪設、帶寬需求比較小的場合。

　　 隨著微波技術的發展，根據空口類型的不同，將微波重新分為兩類。TDM微波，提供固定傳送管道(調制固定，容量固定)，適合于傳統2G業務和傳統固網業務;IP微波，采用自適應調制(AM)技術，提供彈性傳送管道，容量最高提升4倍，是面向3G和寬帶業務的最佳選擇。IP微波又可細分為Hybrid微波和Packet微波等。

　　 IP微波采用了許多新技術，從而克服了傳統微波的很多缺點，比如可實現TDM業務、ATM業務、IP業務的統一承載;自動調整技術(AM)可根據天氣狀況自動調整帶寬功能，使網絡更彈性，語音等高級別業務始終受保障;帶寬容量上則從PDH微波的幾個E1提升到單載頻最大800M，再通過單設備多載頻聚合，空口帶寬高達1.6G。一些廠家的微波設備，則可以直接與現網SDH或PTN設備統一網管、混合組網，從而解決了微波無法管理的問題，大大減輕了傳統微波所帶來的維護壓力。

　 　新型的寬帶化、IP化的微波將成為聯通綜合傳輸承載的有力補充。

　　 ALL IP促使OTN 統一傳輸網

　　 OTN，通常也稱為OTH(Optical Transport Hierarchy)，是通過G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建議所規范的新一代“數字傳送體系”和“光傳送體系”。

　 　從居于核心地位的G.709協議，可以看出OTN跨越了傳統的電域(數字傳送)和光域 (模擬傳送)，成為管理電域和光域的統一的標準。換言之，OTN處理的基本對象是波長級業務，將傳送網推進到真正的多波長光網絡階段。

　　 從電域看，OTN保留了許多傳統數字傳送體系(SDH)行之有效的方面，如多業務適配、分級的復用和疏導、管理監視、故障定位、保護倒換等。同時，OTN擴展了新的能力和領域，如提供對更大顆粒的2.5G、10G、40G業務的透明傳送支持，通過異步映射同時支持業務和定時的透明傳送，對帶外FEC及多層、多域網絡連接監視的支持等。

　　 從光域看，OTN第一次為波分復用系統提供了標準的物理接口(服務于多運營商環境下的網絡互連)，同時將光域劃分成Och(光信道層)、OMS(光復用段層)、OTS(光傳送段層)三個子層，允許在波長層面管理網絡并支持光層提供的OAM(運行、管理、維護)功能。為了管理跨多層的光網絡，OTN提供了帶內和帶外兩層控制管理開銷。

　　 構筑面向All IP的寬帶傳送網(BTN)，需要集成多種新一代技術，如WDM、ROADM、40G/100G線路傳送、ASON/GMPLS、集成的Ethernet匯聚能力等，而OTN成為整合多種技術的框架技術，成為面向ALL IP寬帶大顆粒統一的必然趨勢。

　　 新一代OTN設備結合了WDM的容量、長距傳輸和OTN的靈活性、可管理性的優勢。系統支持80個光通道，單波長最大帶寬為40G，整個系統容量達到3.2T。系統集成了多維ROADM、完全無阻塞的ODU交叉和GMPLS控制平面，其解決方案優勢集中體現在如下三個方面。

　 　集成WDM的OTN：提供對OTN協議的全面支持，如標準化的G.709封裝映射、交叉連接、開銷處理、FEC、多層連接監視(TCM)、光層OAM等。設備提供獨有的三層流量疏導結構，光層的多維ROADM完成端到端波長業務的快速部署，電層的交叉連接矩陣完成本地業務的分插復用、必要的光信號再生和波長變換，可選的LAN switch功能完成以太業務(FE，GE)的匯聚，進一步提升帶寬利用率。

　　 面向IP的Any ADM技術：系統在華為原有GE ADM技術的基礎上，對ADM技術做了進一步的擴展，允許4路/8路任意協議、任意速率業務匯聚到一個2.5G/10G波長，并完成任意的基于接入業務顆粒的分插復用或交叉連接。Any ADM技術是對OTN網絡的一項重要創新，使OTN設備對任意顆粒的業務都能夠高效友好地接入、匯聚并完成任意時間、任意地點(站點)的分插復用(ADM)。ANY ADM使定位于網絡核心的OTN設備可以擴展到城域匯聚接入層，滿足寬帶接入對網絡帶寬和靈活性的需求。

　 　智能光組網：內置的ASON/GMPLS控制平面可以統一管理光層和電層業務，完成自動發現(包括拓撲、光纖、波長發現等)、波長/子波長業務自動創建、自動波長/子波長業務的Mesh網絡保護和恢復等。此外，OTN/GMPLS網絡，允許運營商開展多種增值業務如leased wavelength、SLA、BOD、 OVPN等。

　　 新一代OTN傳送和交換設備提供對IP/Ethernet業務的友好支持，提供透明傳送和基于Ethernent的匯聚兩種模式，允許FE、GE、10GE業務任意的復用、交換。對于IPTV業務特別設計了基于波長和GE顆粒流量的廣播或組播能力。

　　 新一代OTN/GMPLS網絡允許運營商端到端快速部署業務，徹底解決了傳統WDM設備缺乏OAM能力、OPEX高昂的問題。OTN/GMPLS網絡允許運營商直接在光網絡設備上開展Ethernent(EPL、EVPL)以及存儲(FC、ESCON、FICON及GE)等專線業務，從而降低了對多種層疊網絡設備的依賴，通過可運營的光網絡直接提供更高品質、更低成本的具有電信級可靠性的專線業務，從而令運營商獲得了新的投資獲利機會。

　　 GMPLS/ASON漸趨主流

　　 在數據業務蓬勃發展這個外因的驅動下，加之傳統傳輸網絡本身限制這個內因的作用，一種能夠自動完成網絡連接的新型網絡概念—自動交換光網絡(GMPLS/ASON)應運而生。智能光網絡將SONET/SDH的功能特性、高效的IP技術、大容量的WDM/OTN和革命性的網絡控制軟件融合在了一起，形成了自動交換光網絡，并將由此構成下一代網絡的基礎，從而為運營商提供一個彈性的、可伸縮的、可擴展的光網絡，以提高網絡的運營和管理能力，降低維護成本。在傳統的光網絡中引入動態交換的概念不僅是十幾年來傳送網概念的重大歷史性突破，也是傳送技術的一次重要突破。

　 　總之，光網絡將從廉價的帶寬傳送網轉向直接提供贏利的服務和應用的業務網。