李 園（上海貝爾股份有限公司，上海 201206）

1 下一代骨干網(wǎng)絡(luò)的要求

隨著光進(jìn)銅退、無(wú)線有線融合的寬帶接入，以及智能移動(dòng)終端的日益普及，業(yè)務(wù)流量的超常增長(zhǎng)對(duì)寬帶建設(shè)提出了巨大挑戰(zhàn)。這使得城域網(wǎng)、核心網(wǎng)上端到端的流量和顆粒度逐年增加，真正需要在中繼轉(zhuǎn)接和交換流量的比例反而逐步減小。

傳統(tǒng)的骨干網(wǎng)絡(luò)（IP over WDM）方式在面對(duì)流量的增長(zhǎng)及業(yè)務(wù)的多樣性方面沒(méi)有表現(xiàn)出高效性。首先，核心路由器執(zhí)行了很多非必需的數(shù)據(jù)處理，而低效的端口互聯(lián)將會(huì)持續(xù)增加IP核心路由器及DWDM的端口，造成了非必要的系統(tǒng)擴(kuò)容與升級(jí)；同時(shí)業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)多個(gè)核心路由器，層間需要多余的互聯(lián)，造成了建網(wǎng)成本的大幅增加；雖然核心網(wǎng)成本上升，但許多鏈路又沒(méi)有得到充分利用，跨層控制有限，仍然不能高效地處理高速的數(shù)據(jù)流量。

此種形式無(wú)疑對(duì)骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)提出了更高的要求，即需要一個(gè)高效的匯聚型骨干層網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)IP與Optics的有機(jī)結(jié)合，盡可能使用2層交換技術(shù)，只在必需時(shí)才采用3層路由；盡可能使用匯聚好的大顆粒，只在必需時(shí)才處理細(xì)分的小顆粒；盡可能使用光層交換和光傳輸，只在必需時(shí)才使用電層交換和傳輸，從而有效地減少一條數(shù)據(jù)鏈路所經(jīng)過(guò)的網(wǎng)元，并通過(guò)降低網(wǎng)絡(luò)操作的復(fù)雜性來(lái)節(jié)省投資。同時(shí)，在業(yè)務(wù)融合的基礎(chǔ)上對(duì)光層和IP層設(shè)備進(jìn)行一定程度的捆綁，最大程度地使用高速鏈路和跨域管理與互動(dòng)，從而取得更佳的組網(wǎng)效率。

秉承一貫的創(chuàng)新精神，上海貝爾提出了革命性的解決方案，即各個(gè)網(wǎng)絡(luò)層次之間建立有效的通信，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)以及業(yè)務(wù)整合，從而有效地降低網(wǎng)絡(luò)的操作維護(hù)成本。

2 融合的T比特光傳送方案

融合的T比特傳送網(wǎng)絡(luò)基于零接觸技術(shù)的可管理光傳送平臺(tái)（ZTP），其特點(diǎn)為可靠、靈活、可管理，可用最優(yōu)化的成本按需提供帶寬。

2.1 技術(shù)領(lǐng)先的全光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

ZTP采用了高性能WSS技術(shù)和全波可調(diào)的OTU，實(shí)現(xiàn)全C波段內(nèi)任意光波長(zhǎng)在多個(gè)方向的任意組合輸出的全可調(diào)ROADM，為全光組網(wǎng)提供了強(qiáng)大的技術(shù)基礎(chǔ)。

獨(dú)創(chuàng)的波長(zhǎng)跟蹤技術(shù)中，波長(zhǎng)標(biāo)簽扮演著光層J0蹤跡識(shí)別符的角色。通過(guò)在各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)設(shè)置預(yù)期的波長(zhǎng)標(biāo)簽，并與檢測(cè)收到的波長(zhǎng)標(biāo)簽進(jìn)行比較，可以監(jiān)測(cè)波長(zhǎng)路徑的正確性，防止由于ROADM錯(cuò)誤調(diào)度引起的波長(zhǎng)錯(cuò)連。通過(guò)讀取每個(gè)光波段的光功率等線路參數(shù)，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)性能，實(shí)現(xiàn)快速故障定位和綜合故障分析。

在全可調(diào)ROADM節(jié)點(diǎn)上部署GMPLS控制平面，可以實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)配置，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和光層自動(dòng)恢復(fù)等功能，提高了網(wǎng)絡(luò)生存能力，抵御網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)故障發(fā)生，最優(yōu)化利用網(wǎng)絡(luò)資源，降低建網(wǎng)成本。

40G/100G相干調(diào)制技術(shù)采用了PDM-xPSK調(diào)制格式并結(jié)合貝爾實(shí)驗(yàn)室數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的專利算法，同時(shí)使用超微型數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）電路，應(yīng)用于ZTP商用平臺(tái)，從而經(jīng)濟(jì)有效地克服了100G高速率所面臨的由色度色散和極化模 （PMD）造成的嚴(yán)重傳輸損傷，為核心網(wǎng)絡(luò)的下一步建設(shè)提供了最優(yōu)的帶寬管理與容量。

2.2 下一代T比特ODU交叉網(wǎng)絡(luò)

通過(guò)在ZTP中引入通用矩陣技術(shù)，可以靈活交換ODU、SONET/SDH、分組包等任意顆粒的信號(hào)，交換容量可實(shí)現(xiàn)960 Gbit/s、1.9 Tbit/s及目前業(yè)界最高的3.8 Tbit/s，背板速率可達(dá)240 Gbit/s，為進(jìn)一步擴(kuò)展至7.6 Tbit/s的交換容量做好準(zhǔn)備，線路適配速率可達(dá)100 Gbit/s。與目前市場(chǎng)上基于Cross-Bar交換技術(shù)的產(chǎn)品相比，交叉容量不存在諸如流量的復(fù)用和交換受限于信號(hào)顆粒之類的限制，真正實(shí)現(xiàn)了T比特量級(jí)的大容量交叉/交換能力，同時(shí)保證了系統(tǒng)的高集成度和每比特低功耗。

基于多域網(wǎng)絡(luò)（MRN）的控制平面（GMPLS）平衡光層與電層交叉。通過(guò)實(shí)現(xiàn)下述功能，最大程度地降低網(wǎng)絡(luò)成本，保證運(yùn)營(yíng)商級(jí)網(wǎng)絡(luò)可靠性。

a）根據(jù)IP需求，動(dòng)態(tài)分配并快速提供OTN帶寬。

b）有序彈性的帶寬修改。

c）SRG選擇。

d）根據(jù)一定的順序與返回機(jī)制避免業(yè)務(wù)中斷。

e）跨層故障定位報(bào)告。

f）提供多層的協(xié)調(diào)操作，從而增強(qiáng)多層協(xié)調(diào)與服務(wù)。

g）最高效的帶寬管理，業(yè)務(wù)管道可達(dá)100G。

2.3 功能強(qiáng)大的OTN匯聚

ZTP單一平臺(tái)可以支持基于大顆粒的波長(zhǎng)、中等顆粒的端口和小顆粒的子端口等多個(gè)層次的匯聚；同時(shí)，ZTP可以進(jìn)行這3種模式的任意組合，即實(shí)現(xiàn)OCH交叉的光交叉OTN節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)ODU交叉的電交叉OTN節(jié)點(diǎn)以及融合OCH及ODU交叉的光電混合OTN節(jié)點(diǎn)。這3種模式在網(wǎng)絡(luò)不同位置的相應(yīng)部署，可以使網(wǎng)絡(luò)的效率提升到最大。同時(shí)，靈活的配置結(jié)構(gòu)還可保證對(duì)現(xiàn)有核心網(wǎng)絡(luò)資源的無(wú)縫提升和功能擴(kuò)展。

多層GMPLS功能達(dá)到最佳的層間互動(dòng)與恢復(fù)協(xié)調(diào)：跨層控制和互動(dòng)，通過(guò)在多層網(wǎng)絡(luò)中分離工作和保護(hù)路徑來(lái)獲得更高的可靠性；各層協(xié)調(diào)對(duì)故障的處理，不是通過(guò)簡(jiǎn)單的hold-off timers模式，從而提高了業(yè)務(wù)的恢復(fù)速度。

多層網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：貝爾實(shí)驗(yàn)室提供的多層網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)在光層整合ODU整理和波長(zhǎng)直通兩部分業(yè)務(wù)，以最低的成本為網(wǎng)絡(luò)提供保護(hù)；提供最佳的光層執(zhí)行路由和波長(zhǎng)分配及可用光通道算法；經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證的基于GMPLS/MRN技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具，可以自動(dòng)生成BOM和子架圖，并可設(shè)置自動(dòng)運(yùn)行。從而使設(shè)計(jì)、實(shí)施和維護(hù)成為有機(jī)整體，協(xié)調(diào)進(jìn)行。

3 融合的IP over OTN骨干網(wǎng)絡(luò)

通過(guò)上述技術(shù)支撐，使得骨干網(wǎng)絡(luò)通過(guò)數(shù)據(jù)平面的集成，將大量的業(yè)務(wù)放置在低層傳輸，實(shí)現(xiàn)10/40/100G光層和IP層聯(lián)合和靈活的業(yè)務(wù)整合，并盡可能地為IP業(yè)務(wù)提供最短路徑從而優(yōu)化鏈路的使用，提高網(wǎng)絡(luò)效率；通過(guò)管理平面的集成，在IP層和光層提供統(tǒng)一的故障定位和業(yè)務(wù)配置，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的網(wǎng)絡(luò)視角和業(yè)務(wù)提供；通過(guò)控制平面的集成、跨層互動(dòng)提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性與生存性，實(shí)現(xiàn)最佳的網(wǎng)絡(luò)可靠性、可操作性以及最高的資源利用率。融合的IP over OTN骨干網(wǎng)絡(luò)主要有以下特點(diǎn)。

a）加快提供新業(yè)務(wù)的速度。

b）簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、開(kāi)通和運(yùn)營(yíng)。

c）優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的彈性和可靠性。

d）通過(guò)多層業(yè)務(wù)疏導(dǎo)使IP核心路由承載在最經(jīng)濟(jì)的層面，優(yōu)化總體擁有成本。

e）提供多應(yīng)用承載環(huán)境，最大限度地保證業(yè)務(wù)質(zhì)量和可用性。

f）自動(dòng)操作和有效的資源應(yīng)用功能可提升網(wǎng)絡(luò)租售能力。

g）靈活的節(jié)點(diǎn)配置方式不僅保證了網(wǎng)絡(luò)的高效性，同時(shí)可以保護(hù)現(xiàn)有資源的重新利用。

歐洲和美國(guó)運(yùn)營(yíng)商的內(nèi)部研究結(jié)果表明：與傳統(tǒng)IP over WDM方式相比，融合的IP over OTN骨干網(wǎng)絡(luò)可以節(jié)省超過(guò)30%的維護(hù)成本（OPEX），節(jié)省部分主要來(lái)自故障處理、性能管理、配置管理、占地、電源管理及系統(tǒng)集成等方面。

截至2010年底，全球已有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)始實(shí)施融合的IP over OTN骨干網(wǎng)絡(luò)方案，其中美國(guó)360networks,日本軟銀通信，德國(guó)電信等網(wǎng)絡(luò)更是采用了100G組網(wǎng)技術(shù)，以此迎接已經(jīng)爆發(fā)的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

IP骨干傳送網(wǎng)絡(luò)的改革勢(shì)在必行，IP over OTN的融合T比特網(wǎng)絡(luò)將成為今后網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的趨勢(shì),為包括寬帶接入、智能終端、云計(jì)算、高速骨干互聯(lián)等需求鋪平道路。