1、谈 IP 化对传送及承载网演进理念带来的变化随着以软交换为基础的 NGN 技术的发展，电信核心网络正发生快速变化。IP 技术由人们公认的非电信级网络技术，一跃成为各种电信业务的公共承载平台，从而引起相关的干线传送网络也不得不相应变革。IP 技术是随互联网的出现和发展而产生与发展的，而互联网一度被认为非电信级网络，不具备 QoS 功能。但最近两年 NGN 技术的快速发展，基于分组的技术理念推动 IP 网络技术不断发展。IP 领域技术发展带有明显的技术驱动的特点，新技术层出不穷：基于 IP 网络的快速转发技术 MPLS，基于 IP 网络的业务组网技术 MPLSVPN，基于 IP 网络的 QoS 技
2、术 IntServ/Diffserv，基于 IP 网络的流量工程和保护技术 MPLSTE/MPLSFRR，基于 IP 网络的 OAM 技术等。IP 网络技术自身的发展正在逐步适应其角色转换，IP 网络正逐步演化成传统电信运营商的基础网络平台，逐渐成为人们可以接受的电信多业务承载网平台。光传送网从 PDH 发展到 SDH/WDM，再到 ASON 技术，其组网技术也从链状到环状，再到网状，这种组网技术的发展历程是很自然的发展过程。传送网垂直可以分为两个逻辑子层。底层是光链路子层。它的存在提供了业务传输的“管道”，我们可以把它理解为 WDM 端到端通道；另一层则为提供业务通道管理、实现组网和提高可用
3、性的功能体，可以称作网络保护倒换子层，可以理解为 SDH 环网节点设备和ASON 设备。实际上在海底光缆网络中，一直如此分层，海底光缆终端系统提供 WDM 通道，SDH/ASON 称作网络保护倒换设备。最近两年电信网络核心层面高度 IP 化，促进了大颗粒电路的大量应用，在干线层面2.5Gb/s 和 10Gb/s 电路已成为带宽的主流，使得以 VC4 为交叉颗粒的 SDH 以及基于 SDH的 ASON 技术不得不边缘化，其适用场景已不再是省际的干线网络。传送网与 IP 网的承载关系IP 技术的最早应用为 Internet 网络。由于其带宽颗粒较大，且互联网业务的 QoS 敏感性较差，当上网浏览出
4、现长时延甚至中断时，造成质量下降的瓶颈难以确定，用户可能很少投诉，这是因为其非电信级网络的内质已被广泛认同，所以互联网在本世纪初出现了传送网的网络保护倒换子层被直接取缔，由 WDM 通道直接承载的 IP over WDM 情况（如ChinaNet）。其弥补措施是网络极度轻载（25左右）和建设新的光缆路由，提高光缆网格的密度，降低数据通道的相关性。IP 技术在提高 QoS 及网络可用性方面，最近两年有了较大进展。由于 IP 技术的最初定位不是满足电信网络的需求，在满足电信网的 QoS、安全、高可用性等要求方面还未形成体系，当 IP 网作为多业务的承载网时，特别是承载移动话音、固定话音和图像等实时
5、业务时，其自身的 QoS 技术是否能够保证满足客户要求？相应的实验室测试表明，传送层面不配置网络保护时，故障业务的收敛时间大于 1 秒钟。这也许对移动话音业务不是太大问题，原因是移动用户已经习惯较长的接通时间以及莫名其妙的掉话（因为其多被怀疑为无线接入网络的问题）。但是对于固定话音和图像业务问题就较为严重。如果考虑到实验室条件的业务量小于现网、网络结构相对简单、难以模拟现网极端情况等，现网的问题可能会更大，或许需要牺牲更大的冗余容量和提高物理连通度来保证质量，这将难以体现采用IP over WDM 以降低网络建设成本的初衷。干线传送网技术的过渡和发展上世纪末，传送网技术高速发展，超出了业务需求
6、。由于过剩导致价格下降，进一步导致最近几年传送网标准进展缓慢，技术发展几乎停滞。以 ASON 为例，其技术标准一直不能最终定稿，且设备能力不能达到业务要求，特别是当 IP 承载网络提出新的要求后，更显得不合时宜，以至于如今网络保护倒换子层的设备青黄不接，不得不求助于基于 WDM波道的 OCP 1 1 保护技术，逻辑上可以理解为网络保护倒换子层由 OCP 倒换板构成。尽管 OCP 保护倒换机理简单，但为了实现跨厂家的互通仍需要规范信号丢失和劣化的传递过程。由于 WDM 的多厂家环境，使得运营者失去对网络整体可知、管理和调配的能力，使得传送网从网状组网时代倒退到链状组网时代。基于 OCP 11 保
7、护技术的 IP over WDM 干线传送网解决方案，只能看作当前技术条件下的过渡方案，新的技术已经在应用需求的召唤下快速发展。目前基本成型的传送网保护倒换层面的技术或者说设备形态主要有 OTN 和可重构分光分插复用设备（ROADM）。继 PDH、 SDH 等数字传送体系之后，近年 ITU-T 又定义了光传送体系（OTH）。OTH 是一种新的标准化的数字传送体系结构，用于在光纤传输网络上传送经过相应适配的净荷，OTH 支持点到点、环型、格形等各种结构光网络的操作和管理。ITU-T 建议 G.872定义的 OTN 应该是一个广义概念，本文所说的 OTN 即是指基于 OTH 的传送网。OTN 技术
8、和 SDH 技术在功能上类似，只不过在 OTN 所规范的速率和格式上有自己的标准，定义为由一系列 OTN 网元经光纤链路互连而成，能够按照 ITU-TG.872 的要求提供有关客户层的传送、复用、选路、管理、监控和生存性功能的网络。OTN 商用节点设备已经出现，交叉颗粒基于 ODUk（k=1、2），可以实现至少2.5Gb/s 带宽颗粒的交叉，业务更加透明，具有很强的兼容性，只是目前交叉容量较小，且至今所建设的光网络大部分是基于 SDH 的（包括基于 SDH 的 DWDM 或 CWDM 系统），客户信号放在 SDH 的帧结构中传送，即所谓的 Packet over SDH-POS，目前 WDM
9、系统多不支持 OTH。 OTN 技术大规模商用尚需时日。目前的 WDM 系统还基本是以提供点对点带宽为主，组网能力较差，且对 WDM 系统的管理仍只是网元级的管理，在网络性能等方面仍有欠缺。然而随着业务的快速发展，运营商对 WDM 从单纯地追求点到点的高传输带宽转向了能够实现基于波长级别业务的灵活的复用和调度、指配和管理。随着复用波长数目的增加，中间站上下业务的需求将会增加，作为全光网络关键节点设备之一的 ROADM（本文中主要指纯光设备），在光域内以波长为通道单位实现对支路信号的分插和复用，同时直通无需本地处理的波长通路，其高度的透明性、灵活性和可扩展性越来越受到关注。ROADM 以其方便的
10、配置、可改变的波长资源分配，可以满足动态的业务需要，并可以根据需要设置中间上下节点的波长数量和具体波长值，可以避免波长阻塞和构建端到端的虚波长通道。ROADM 可在光层实现全自动、灵活的网络配置，及时适应需求的变化，简单、快速地开展业务。从目前发展来看，ROADM 受技术限制，在一些性能方面还有待进一步完善。首先，由于受色散、OSNR、非线性等物理因素的限制，难以组建大型全光调度网络。第二，由于各物理链路一般不会进行 100色散补偿，经过的 ROADM 节点数量越多，累计残余色散就越大。由于累计次数不同，导致各路径的残余色散差别较大。第三，无法实现子速率汇聚。受上述技术限制，目前商用实例并不多
11、。OTN 和 ROADM 在发展应用过程中，其技术特点将来可能以同一设备形态体现。这种网络保护层设备可能会在不远的将来被大量商用，来取代基于 WDM 波道的 11 通道保护。基于 OTN 和光波长的网络保护设备还会引入基于 GMPLS 协议的智能控制平面，实现更新意义上的智能光网络。大承载网与协调组网传送网一直作为基础网络存在，是各种业务网络的承载网络。但前面提到 IP 技术高速发展，软交换、IMS 等交换技术的出现使得一切 over IP 成为现实。如今 IP 网作为电信网络平台的思路和做法已经十分流行，形成更高层面上的基础网络，这样原来的传送网加上IP 网形成更高层面上的大承载网。此广义的
12、承载网必须具有提高 QoS 和业务可用性的功能，但这些功能可以以不同的设备形态来体现。传送网和如今的 IP 网络都具备提高业务可用性的功能，甚至局部重叠，随着技术的发展，这种情况可能会越来越明显。所以我们应该有大承载网的概念，统一协调不同层面的功能。首先我们难以相信仅依靠 IP 层的保护恢复，就能实现业务的安全可用性，实现 QoS指标。如果 IP 层具备所有电信网络的可用性功能，单一层面的 IP 网络拓扑过于复杂，单一层面的保护会导致路由表庞大。对于庞大的 IP 网络，其路由表无限制扩大会大大影响路由表的更新和路由收敛的速度，继而影响业务恢复速度。IP 层应注重节点的、端口的保护，利用其数据感
13、知能力、均衡流量解决数据突发，在更高层面上实现对业务的保护。传送层注重线路路由保护。传送层重选路由时带宽颗粒大，恢复方法更有效，尤其是对于光缆切断之类的大故障，传送层的恢复快而且简单。目前 IP 层和传输层采用独立的路由方式进行设计，IP 网规划好之后，再配置相应的传输链路，传输链路作为一个传送通道，提供点到点的传输。在这种叠加的网络构架中 IP 网络对传输层提供的物理通道拓扑结构是不可见的，也不区分传送层面是否具有丰富的链路连通度和网络可用性保护机制。这样造成 IP 网络规划并没有考虑如何更好地利用传输资源，造成传送资源的浪费。其次，IP 骨干网并未做到真正网状互连，这种情况下，路由器需要处
14、理大量的中转业务，随着业务量的迅速增加，单台路由器的容量可能有 7080处理中转业务，从而造成 IP 层的不必要浪费。大承载网应统一设计、协调组网，工程建设和维护应统一组织，才能做到网络优化、网络建设经济。电信承载网络的最终发展目标也许是基于 GMPLS 的对等网络，即使如此，传送层和IP 层也会长期以重叠网络方式共存，然后随着传送网的智能化发展，具备数据感知能力，向对等网络发展。所以，统一规划传送加 IP 的大承载网是现在就面临的、长期的网络规划方法论，只有如此才能真正做到造价和性能上的网络优化。* * *总之，传送网可以逻辑分层为链路层和网络保护层。当前的多业务 IP 承载网需要传输层面具备网络保护功能层，当前采用 WDM OCP 11 保护方案仅是网络保护功能层的临时方案，新的技术和设备形态将出现，其形态可能包含 OTN 和全光交换技术。由传送网和IP 网构成的大承载网应该统一规划以优化网络。
