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城域传输网设计九大关键要求

2/14/2005来源:电信网络人气:6592

中国移动通信集团公司网络部 方力 易武
  为了在中长期发展中获得足够的竞争优势,运营商应在城域采取适当超前的解决方案,即采用具有很强扩展能力、多业务支持性、经济性、灵活性、透明性和可管理性的网络平台来持续满足不断发展的市场需求,必须根据城域网的业务特征来分析城域光传送网的要求。目前看来,城域网设计存在着九大关键要求。

  多协议支持性

  单一平台支持多种协议和处理混合业务的特征是城域光传送网获得足够竞争优势的关键因素。如果在城域网中分别建设和维护各种不同协议的基础网络,在日益增长的动态业务和不可预见的用户需求下,必然使运营商网络的效率非常低,并且要受到多网络平台引起的维护成本升高、资源调度效率低下以及光纤容量等问题的困扰。因此,在一个统一网络平台上,利用有限的光纤资源,支持多协议和多业务极为重要,并且多协议的网间互通能力也使运营商能充分发挥现有光纤基础网的作用。多协议支持性是城域光传送网的基石,可为运营商带来许多竞争优势,如后向兼容性(如SDHoverWDM)、成本显著降低(减少了网络分层和设备)、网络管理简化和配置工作量减少等。

  光透明性

  与多协议支持性密切相关的是对信号格式的透明性,而光透明性一直被作为WDM网络技术(不管长途、城市还是接入)的突出优点。由于在城域光传送网的业务接入侧有多种信号格式,还将不断涌现许多新的数据格式,而光透明性可使运营商的基础网络在此应用环境下保持相对稳定,减少信道的处理时间和光电转换器的数量,改善网络的扩展性并降低成本,因此透明光网络的解决方案能解决运营商面临的许多问题。

  网状扩展性

  由于受用户需求和地域分布的影响,城域的数据业务具有多变性,这就促使运营商努力寻求能根据业务需求和用户群来调度和扩展业务甚至拓扑结构的一种解决方案。拓扑的灵活性是必不可少的,因为任何拓扑的局限性都会带来许多问题。目前城市网的拓扑主要是环网,如SDH的ADM环及基于WDM的光环网。WDM环网采用的是可配置的光分插复用(OADM)设备,可对波长进行上路、下路或直通,并完成快速的保护倒换。OADM环只是网络技术演进的一个阶段,仍然具有一定的局限性。总的来说,OADM环网方案需要进行详尽的网络前期规划和设计,但还是不能灵活地满足不可预见的分散的地理位置需求。虽然已提出了多环的概念来实现更通用的拓扑,但这些方案并不是真正可扩展的。另外多环结构不能很好地共享网络剩余容量,对运营商来说配置也不是十分方便,并将给处于多环应用下的OADM带来许多复杂性。考虑到城域光传送网结构的要求,显然需要选择一个与物理拓扑无关的框架结构,即基于网状网的方案。

  近来,运营商们和设备商日益关注WDM网状网,即基于波长交换选路的方案。其核心节点即光交叉连接(OXC)或波长路由交换(WRS)设备非常灵活,并支持点到点和环的配置及保护倒换等功能。此外网状网的光层路由可为2层或3层的协议如ATM和ip提供更适合的选路策略。事实上,与非常局限的环网选路相比,网状连接配置具有更高的资源利用率。因此,网状拓扑可为运营商提供巨大的应用价值。该方案需要的前期规划相对较少,并允许运营商随市场需求的增长而逐渐扩展他们的网络结构,减少了业务调度并降低了运营成本,真正实现了网络容量“pay-as-you-grow”。OXC不仅是一种先进的网络设备,它还使目前结构向未来网状网平滑演进成为可能。例如,可在现有环网拓扑中采用通用的OXC节点来完成上下路的操作,今后可对OXC节点进行在线的本地重配置,以便于向多环(集线形)或真正的网状网结构演进。

  快速智能化配置

  目前以话音为主的SDH网络的业务配置时间较长,而且其拓扑特点不便于进行灵活的业务定义。与此相比,下一代城域光传送网可在竞争激烈的城域市场中提供超前的、“data-aware”的解决方案。特别是能够进行自动快速及时的带宽配置,以满足日益缩短的配置时间间隔要求。在WDM网状结构中,链路波长和相关的节点处理能力(交换、波长变换)是需要管理的关键资源。为了最大程度且动态地利用资源,需要进行智能的波长通道配置。不管网络规模如何增加及其它相关问题,控制软件都应快速完成连接设置。“按需”的配置命令能自动进行终端地址识别、快速路由计算并设置较小的延时。此外还可以设定多种光QoS(服务质量)级别来具体反映光连接的时延、优先级、保护和信道质量特征等。

  多种生存性

  由于终端用户协议的多样性,多种生存性有利于运营商向用户提供更好的业务定义,例如对重要业务如实时话音、金融交易等。其用户服务级别协议(SLA)规定复原时间在几十毫秒内。光网络可提供快速的光层保护和恢复机制,此外许多客户协议也可提供各种恢复能力(例如SDH保护倒换和IP重路由)。在多种协议的恢复机制下,为了避免产生冲突而导致效率降低,运营商应能够选择是否启用光恢复机制。多种生存性的特征使SDH和 WDM两层的保护机制得以共存,这对目前网络的平滑演进至关重要。总的来说,基于SDH的保护倒换要求足够冗余的光纤资源,并且主要提供单一级别的保护。而网状保护可在多个光纤和节点故障情况下实现保护及恢复。此外,还可针对不同接入用户的业务定义采取不同级别的保护。例如,对有SLA规定的重要业务可分配专用资源(路径),对次要业务可在多个连接之间采用波长共享的保护。总之,先进的网状生存性可满足运营商所需要的保护程度,提高客户满意度并获得足够的竞争优势。

  网络管理

  对于多协议互操作的网络来说,网络管理成为一个日益重要和复杂的问题。尽管支持多种协议和业务,但是网络管理者仍需要基于标准的、与比特率无关的管理方案,来进行综合的配置、性能监视、故障定位和计费,即OA&M(运营、管理和维护)。由于城域光传送网的规模和复杂性不断增加,因此需要用户友好的GUI(图形用户界面)来为网络管理者提供详尽的网络和设备浏览。同时,由于降低运营成本的需要,运营商将逐渐实现集中的网络监控和管理,因此要求网络能够提供标准且足够灵活的向上接口,以满足运营商对综合网管的要求。事实上,对于运营商,网络管理方案的质量及它提供的统一管理能力是进行系统选型时须要认真考虑的主要因素。

  子速率带宽的配置

  尽管目前对高速带宽(2.5到10Gb/s)的需求不断增长,城域光传送网也必须满足只要求部分信道容量(STM-1、STM-4、200Mb/sESCON)客户的需求,这就造成了电域和光域之间的“带宽颗粒差距”。对运营商来说,为一个低速信号分配一个波长信道显然不是十分经济有效,因为没有充分利用稀有宝贵的波长资源。由于一个典型城域光传送网可承载多种混合协议和大量客户,这种“每个波长一种协议”的方式将很快耗尽波长。另一种经济有效的方法是将模块化的小速率客户(子)信道汇聚复用到一个高容量的波长信道中。该技术被称为子速率(或子波长)复用。这种“每个波长多种协议”的方式,须要在输入侧将数据协议和电路(TDM)流复用到同一波长信道中,并在输出侧进行协议的解复用。子速率复用将有利于新一代城域运营商将“pay-as-you-grow”的经营理念扩展到更广泛的用户群,而且最大程度地利用带宽并显著降低成本(通过减少网络分层和设备),而节省的成本又可通过降低价格来使用户受益,从而为运营商提供显而易见的竞争优势。

成本

  对于大多数已在SDH网络上投资较多的运营商,成本则显得尤为重要。因此,为了能占领和推动城域市场,运营商必须能提供吸引人的、有竞争力的价格选择,即“降低成本”的方案———以相当或更低成本来提供改进的业务和性能。只有保证较高的价格可由突出的优势(如降低运营成本、减少占地面积、很快投入市场、平滑演进及“经得起未来考验”的网络等)来弥补,高的初期设备成本才可以接受。

  可靠性和模块化

  由于今后光纤和波长采用的业务多路复用程度非常高,城域光传送网节点或子系统的运行中断将影响大量用户,因此要求城域光传输网网络单元必须提供高可靠性,并且重要的子系统具有足够的冗余并可实现在线升级。此外,城域运营商在机房空间方面的竞争日益激烈,因此还要求城域光传输网系统具有高集成度的模块化升级设计。

摘自《人民邮电报》