城域传送网的发展及其关键技术

    作者：张成良

    随着数据业务的迅猛发展，城域网承载主体正在发生深刻变化，城域多业务传送平台(MSTP)的出现延长了SDH的寿命，是“光发展低潮”中的亮点。

    本文结合新一代MSTP的要害技术，重点讨论了内嵌MPLS功能MSTP及其发展方向，另外对WDM与RPR技术在城域网应用也给予了充分讨论。

    要害词多业务传送平台多协议标记交换弹性分组环城域波分复用

    1  前言

    经过前几年大规模DWDM和1OGbit/sSDH的建设，各大运营商已经较好地解决了长途干线传输容量的要求，整个光网络建设重点已由大容量、高速率的长途干线转到了城域传送网。城域网中语音和专线TDM业务仍然是运营商的主要收入来源，以ip为代表的数据业务增长迅速，IP流量、流向更为复杂，对带宽、安全性的要求也多种多样。MSTP在传统SDH的基础上，通过支持IP/ATM等多业务处理，逐渐成为城域网建设的主流技术，是“光发展低潮”中的亮点。

    一个好的城域传输网络应该是一个通用的传输平台，能高效可靠地传输各种业务。这就需要城域传输网产品在保证对TDM业务支持的同时，支持多种数据接口，优化数据传输效率。除MSTP外，在城域传送网中，其他几种技术如RPR、DWDM也逐步得到了应用，这些技术也是在同一平台上支持多业务。本文将对城域传送网中的几种要害技术分别予以讨论。

    2  城域传送网业务现状

    假如说前几年对于传输系统来说数据业务还是一种辅助业务的话，那么今天必须现实考虑数据业务对于传输系统的巨大影响。GE/FE在城域网的应用已是司空见惯，数据组网手段也从直接采用裸光纤向统一业务传送平台过渡(例如MSTP)。保守地估计目前城域网中业务量的50%以上均为数据业务，经济发达的大城市比例更高。

    必须看到：城域传送网还有着很大的发展空间，宽带接入市场发展方兴未艾，最保守地估计中国DSL用户数最终将发展至6000万，而目前DSL用户才有l200万左右，仍有相当大的发展潜力。另外为了开通高质量的业务。DSL速率升级的压力也很大(例如为了开通质量高的视频点播，DSL速率应该升级到2Mbit/s以上)，GE甚至10GE应用将会越来越多，数据业务量将很快成为城域网业务量的主体，这些都对传统支持TDM的SDH网络带来了挑战。

    3  WDM技术在城域网的应用

    随着宽带接入用户和速率的增加。GE甚至10GE在城域网的应用将越来越多，由于这些高速率接口在MSTP上传输成本比较高(至少占用8个VC-4，即使采用汇聚或速率限制，也在4个VC-4以上)，采取直接基于WDM系统更加合理，WDM在城域网中的应用将越来越多。

    城域WDM又分为DWDM和CWDM，两者各有其特点和适用场合。城域DWDM来源于长途DWDM，技术成熟，传输距离远，波长数多(32/40波)，可以组建比较大的OADM环网（200km），适用于城域传送网核心层。CWDM是针对城域网的需求而产生的技术，其突出的特点在于成本低廉。下面对这两种技术进行具体讨论。

    3.1DWDM技术的应用

    城域网DWDM应用有两种，一种是与长途相同的点到点DWDM系统，另一种是OADM环网。OADM城域波分环网系统近两年有了比较大发展，非凡是0ADM上下波长能力，可以实现任意波带，波长的上下；在业务接口的提供方面更为丰富，除提供SDH多种速率的接口，还支持FICON、ESCON、FiberChannel等非凡速率接口，通过子速率复用器实现单个波长多个业务的汇聚，使OADM节点业务汇聚能力增强。

    目前基于DWDM的OADM环网设备也有了一些具体应用，在一些城市的本地网上，用于解决光纤的短缺问题，另一种应用是在某些大城市核心区域用于传送GE信号。

    有些厂商正在考虑将二层交换机功能置入WDM设备(或者将WDM光接口置入路由器/二层交换机)，在大的数据处理节点直接采用WDM互联，以节省光纤资源并提高效率，从长远来看，这是一个不错的选择。数据直接在WDM中传输面临的一个问题是性能监视，没有了SDH丰富的开销，在WDM层面对数据的监视比较困难，因此有必要考虑采用G.709接口或者其他手段解决监视问题。

    3.2CWDM技术的应用

    CWDM技术较为成熟，产品相对简单，其应用重点分布在城域接入层和汇聚层。对于城域网接入层和汇聚层，一般所需波长数目都不超过8个，目前CWDM系统大多提供8个波长，可以满足大部分情况下的需求，8渡CWDM工作在C+L波段，现有光纤已能支持，不需要无水峰G.652C光纤。

    当在城域网中出现多种业务类型，而在接入层运营商的光纤资源又比较短缺时，一种选择是采用MSTP，另一种选择则是采用CWDM。当上联速率为GE及其以上时，采用单独波长价格更加便宜；另外一种应用是将CWDM作为应急保护手段，利用CWDM设备体积小便于携带的特点。当光纤切断后，将CWDM设备直接安放在系统侧(例如SDH/路由器)开应急系统、统，待光缆修复后再撤离。

    对于CWDM的争论在于是否将网管及性能监视功能做进去，一种意见认为CWDM最大的特点是简单，不需要网管和性能监视功能，当作黑盒子处理更为方便；另一种意见则认为CWDM系统承载的颗粒在GE以上，依然需要比较完备的性能监视与网络治理功能。这两种观点各有其道理，市场上也都有产品支持。

    4  基于分组实现多业务传输----RPR/MSR技术

    从技术发展趋势看，数据业务越来越成为业务的主体，而基于SDH的MSTP终究是面向TDM业务设计的，在应付绝大部分为数据业务时(例如80%以上)就会力不从心，显示出开销复杂、效率低的问题。且前交换网正面临着从TDM语音交换向VoIP演变的过程，相信经过5年或更长的一段时间，分组化的语音和视频流将成为主体业务，因此目前有必要开展基于分组多业务平台MSPP的研究。

    4.1RPR技术

    RPR是一项十分有应用前景的技术，本质是一种基于MAC层的技术，能够提供多种业务在环型拓扑结构上的高效传送。随着它的标准化及完善，RPR可能会是下一代分组化的MSPP的技术基础。RPR技术的应用目前有三种方式：

    (1)集成在路由器上

    在路由器(主要是核心路由器)引入支持RPR功能的线路接口板，对IP网络提供环网保护，提高系统可靠性，解决路由器互联没有物理层保护问题。该应用主要采用RPR的50ms保护倒换功能，该方式在网上应用越来越多。

    (2)独立式RPR设备

    独立式RPR设备可以同时支持数据和TDM业务，因其标准化和设备成熟度原因，只是在个别运营商城域网采用。这种应用真正实现了多业务接入，实现了RPR的保护倒换、QoS、公平带宽等功能。随着VoIP及数据业务的发展.RPR独立应用将会增加。

    (3)内嵌入MSTP设备

    这种方式占用SDHVC-4通道作为共享带宽资源，增强MSTP对数据业务的支持能力，使MSTP同时具有SDH和RPR的优势，目前多个制造商都开发出产品，主要利用的是RPR技术的QoS、公平接入功能。