传输网络和承载网络的融合

    作者：王健全、孔祥华、张忠平，中国联通网络建设部

    随着ip技术的飞速发展，各种不同的网络和网络中的不同层面的技术逐步呈现出融合的趋势。

    网络的融合趋势是多方位的，包括业务的融合、终端的融合、接入的融合、承载的融合、传输的融合以及不同网络之间的融合等等多种形式。在当前网络的融合中，由于IMS等技术的出现，使得网络的融合出现新的形式，那就是不同网络功能层面之间的融合，最为典型的就是传统的传输网络和承载网络之间的融合，本文就主要针对这两层之间的融合进行分析和探讨。

    1  传输网和承载网的融合

    现在，通信界的人都在讨论下一代网络，而下一代网络是一个非常广义的概念，从逻辑层次上看其典型的特征就是业务与呼叫分离、呼叫和承载分离、承载和控制分离以及控制和传输分离。下一代网络的核心思想是模块化和分层化，这里的分层不是传统意义上的分层，而是逻辑上的分层。模块和分层的目的就是在下一代网络中，各个部分既相对独立，可以充分发展模块内的特点和优势，又相互关联，只有各个模块结合到一起，才能组成一个完整的电信网络。

    随着承载的IP化和网络扁平化趋势的发展，业内越来越关注IP承载技术和传输技术的分工和融合，当前的形势是传输网络逐步向承载层渗透，而基于IP的承载技术逐步承担以往传输层实现的功能。由于传输层的特点就是能提供强的保护和恢复能力，而承载层本身也具有保护和恢复的功能，所以承载层能否替代传输层的核心问题就是IP承载层的保护恢复功能能否完全替代传输层的保护恢复功能。此外，传输层现在也逐步开始具备MAC层的处理功能，并且随着智能网络的实现，也可以实现OVPN和组播等功能，而且还具备了UNI接口，实现了交换连接（SC），传输网络也逐步想实现部分交换和实时寻路的功能。在这种趋势下，传输和承载网络逐步呈现融合的趋势，不过由于传输和承载融合的角度和侧重点不同，也使得融合过程中需要有不同的要害技术需要解决。下面就简单分析传输和承载的融合中存在的问题。

    2  融合中要害技术分析

    2.1保护和恢复

    从当前网络的保护方式看，传输网络和承载网络都实施一定的保护和恢复，两者的对象、粒度和实施方式等各个方面都有一些差异，在多层保护情况下，为了协调保护机制，必须在承载层设置一定的等待时间，以等待传输层保护是否成功来确定是否启动承载层的保护。但是随着IP承载技术的发展，IP层引入了BFD以及快速恢复路由机制，使得其在IP层出现故障的情况下，可以实现几百甚至几十ms级的保护，所以就有这样的问题提出：“是否可以只采用IP承载层的保护恢复来实现对整个网络的保护，而不必在传输层上实施保护？”目前答案是否定的。因为传输网络主要负责物理层次的保护，而承载层的保护是侧重逻辑层次的，由于承载层的保护恢复是基于逻辑的，没有考虑到物理路由的相关性，举个例子来说，承载网络层的准全连接可能就架构在一个SDH环中，这样SDH环中单点故障就可能造成承载层的多通道中断，而使得承载层恢复失效。另外单根光纤的故障就可能造成成千上万IP包的丢失，这种情况下，即使再优秀的算法也比不上传输层的保护快，此外在具体操作中传输层实施更为简单。因此想完全以IP重路由的方式来代替传输层的保护目前看来是不现实的。

    假如IP承载层要实现对网络的真正保护，就必须实现承载层真正的物理MESH化（格形网化），而承载层本身是不关心物理路由的，所以其物理MESH化必须靠传输层的MESH化来解决，不管这种MESH化是靠传输链路来解决，还是采用某一种传输技术。作为传输网络的一大革新，ASON实现了传输网络的MESH化，并且实现了控制和传输的分离，符合下一代网络体系架构，提高了网络的生存性，也适应静态、准静态和动态业务发展的需求。此外，虽然今后发展的趋势是业务IP化和承载IP化，但是究竟是趋势，TDM和ATM业务还会在很长一段时间内存在。

    2.2SC和UNI

    下一代传输网络中引入了控制平面和UNI/ENI，利用控制平面实现了UNI发起的端到端的SC连接，这很类似承载层实现的路由和交换的功能，从这点上说，传输层上已经向融入交换功能迈出了一大步。

    UNI发起的端到端连接实现了快速提供通道的功能，基于其功能可以实现OVPN和组播等新型功能，为专线和大客户提供快速的通道连接，甚至实现了不同连接的QoS功能，还可以减少中间路由设备。这相比传统的传输网络是革命性的变化，非凡是在网络的运维和治理上，引入了完全不同的理念，以往需要手工配置的连接，现在都可以自动完成。这种动态连接的功能，类似于交换和路由的功能，承载层和传输层都能提供，但是仔细分析，由于目前传输网络是架构在传统的SDH或者OTN基础之上的，其实现动态连接的粒度和承载不同，而且实现的程度不同。传输网络SC连接实现的交换和路由是粗粒度的，而且是局部的（非真正意义上的端到端），所以目前无法替代承载层的路由和交换功能，而仅仅是实现了传输通道的快速连接和动态释放。不管怎么说，传输网络中引入的这种新功能，已经融入了承载层的交换和路由的理念，体现了承载和传输融合的趋势。

    2.3IPoverWDM

    网络扁平化的趋势以及传输和承载融合的趋势都可以得出同样的结论，那就是IP＋WDM是网络发展的趋势。不过扁平化的趋势中，WDM是传输层，需要提供保护和恢复技术，而承载和传输融合的趋势中，WDM层仅仅起IP连接的作用，即实现IP承载层的物理MESH化的作用，保护恢复的技术完全靠IP承载层来实现，目前这种技术已经有一些厂家在实验室测试。

    由于全光网络中故障检测技术还不成熟，监测的指标仅仅包括功率、中心波长和OSNR，此外衰减、色散、非线性以及WDM层保护倒换标准不成熟等因素的约束使得WDM目前仅仅还只能应用于点到点的传输。此外，IP有动态、突发的特性，而WDM波长有固定带宽和静态的特性，这将会造成在接入网侧，IP和WDM的波长资源严重不适配，造成波长资源的浪费，所有这些都决定了IPoverWDM的叠加方式的大规模组网应用还有很长的路需要走。而IP承载层目前还难以胜任故障定位功能，而且在骨干网中，保护恢复性能也没有得到验证，更为重要的是，目前商用的设备还比较缺乏，所以仅将WDM作为IP连接的IPoverWDM方式还有很多问题需要解决。

    承载层和传输层的融合的焦点就集中在承载层能否完全胜任网络的保护和恢复以及传输层能否实现整个网络的路由和交换，从前者看来，需要承载层能够实现快速故障定位机制，逐步吸纳传输层优秀的保护恢复机制，并且能够在节点侧实现多粒度的保护恢复，这从理论上是完全可行的，但是还有很多问题需要解决，非凡是故障定位技术，这在以往的IP承载中是根本没有考虑过的。而传输网络想要融合承载的交换和路由技术，其实现就比较困难，目前能在局部如骨干网和城域核心网实现是比较现实的做法。

    3  总结

    IP技术的发展使得三网融合成了不可回避的问题，同样使得多层网络技术也在不断渗透和融合，融合已经成了现在网络的大趋势。但是网络融合是一个漫长的过程，而且融合中还存在着很多需要解决的问题，三网融合中最大的问题不是技术问题，而是政策监管的问题。此外融合的方式、融合后的营销模式等一系列问题都必须考虑。而多层网络在相互渗透的过程中，技术上的发展将起重要的作用，当前，全光网络还有很多技术需要突破，可以这样说，起码现阶段还不存在传输替代承载或承载替代传输的问题，而是不同层次各自扮演好自己角色的问题，传输层应该向动态、抗多点失效和高效的下一代传输网络发展，承载网络则应该向多业务承载和控制、区分等级服务的综合承载网络发展。