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        融合的高效能T比特光傳送方案

        2011-12-09 14:47:27上海貝爾股份有限公司上海201206
        郵電設計技術 2011年4期
        關鍵詞:骨干比特波長

        李 園(上海貝爾股份有限公司,上海 201206)

        1 下一代骨干網絡的要求

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

        傳統(tǒng)的骨干網絡(IP over WDM)方式在面對流量的增長及業(yè)務的多樣性方面沒有表現(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)擴容與升級;同時業(yè)務經過多個核心路由器,層間需要多余的互聯(lián),造成了建網成本的大幅增加;雖然核心網成本上升,但許多鏈路又沒有得到充分利用,跨層控制有限,仍然不能高效地處理高速的數(shù)據(jù)流量。

        此種形式無疑對骨干網絡的建設提出了更高的要求,即需要一個高效的匯聚型骨干層網絡,通過IP與Optics的有機結合,盡可能使用2層交換技術,只在必需時才采用3層路由;盡可能使用匯聚好的大顆粒,只在必需時才處理細分的小顆粒;盡可能使用光層交換和光傳輸,只在必需時才使用電層交換和傳輸,從而有效地減少一條數(shù)據(jù)鏈路所經過的網元,并通過降低網絡操作的復雜性來節(jié)省投資。同時,在業(yè)務融合的基礎上對光層和IP層設備進行一定程度的捆綁,最大程度地使用高速鏈路和跨域管理與互動,從而取得更佳的組網效率。

        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,即各個網絡層次之間建立有效的通信,實現(xiàn)互動以及業(yè)務整合,從而有效地降低網絡的操作維護成本。

        2 融合的T比特光傳送方案

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

        2.1 技術領先的全光網絡技術

        ZTP采用了高性能WSS技術和全波可調的OTU,實現(xiàn)全C波段內任意光波長在多個方向的任意組合輸出的全可調ROADM,為全光組網提供了強大的技術基礎。

        獨創(chuàng)的波長跟蹤技術中,波長標簽扮演著光層J0蹤跡識別符的角色。通過在各個檢測點設置預期的波長標簽,并與檢測收到的波長標簽進行比較,可以監(jiān)測波長路徑的正確性,防止由于ROADM錯誤調度引起的波長錯連。通過讀取每個光波段的光功率等線路參數(shù),從而實時監(jiān)控系統(tǒng)性能,實現(xiàn)快速故障定位和綜合故障分析。

        在全可調ROADM節(jié)點上部署GMPLS控制平面,可以實現(xiàn)端到端的業(yè)務配置,網絡自動發(fā)現(xiàn)和光層自動恢復等功能,提高了網絡生存能力,抵御網絡多點故障發(fā)生,最優(yōu)化利用網絡資源,降低建網成本。

        40G/100G相干調制技術采用了PDM-xPSK調制格式并結合貝爾實驗室數(shù)字信號處理(DSP)的專利算法,同時使用超微型數(shù)模轉換(DAC)電路,應用于ZTP商用平臺,從而經濟有效地克服了100G高速率所面臨的由色度色散和極化模 (PMD)造成的嚴重傳輸損傷,為核心網絡的下一步建設提供了最優(yōu)的帶寬管理與容量。

        2.2 下一代T比特ODU交叉網絡

        通過在ZTP中引入通用矩陣技術,可以靈活交換ODU、SONET/SDH、分組包等任意顆粒的信號,交換容量可實現(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240 Gbit/s,為進一步擴展至7.6 Tbit/s的交換容量做好準備,線路適配速率可達100 Gbit/s。與目前市場上基于Cross-Bar交換技術的產品相比,交叉容量不存在諸如流量的復用和交換受限于信號顆粒之類的限制,真正實現(xiàn)了T比特量級的大容量交叉/交換能力,同時保證了系統(tǒng)的高集成度和每比特低功耗。

        基于多域網絡(MRN)的控制平面(GMPLS)平衡光層與電層交叉。通過實現(xiàn)下述功能,最大程度地降低網絡成本,保證運營商級網絡可靠性。

        a)根據(jù)IP需求,動態(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制避免業(yè)務中斷。

        e)跨層故障定位報告。

        f)提供多層的協(xié)調操作,從而增強多層協(xié)調與服務。

        g)最高效的帶寬管理,業(yè)務管道可達100G。

        2.3 功能強大的OTN匯聚

        ZTP單一平臺可以支持基于大顆粒的波長、中等顆粒的端口和小顆粒的子端口等多個層次的匯聚;同時,ZTP可以進行這3種模式的任意組合,即實現(xiàn)OCH交叉的光交叉OTN節(jié)點,實現(xiàn)ODU交叉的電交叉OTN節(jié)點以及融合OCH及ODU交叉的光電混合OTN節(jié)點。這3種模式在網絡不同位置的相應部署,可以使網絡的效率提升到最大。同時,靈活的配置結構還可保證對現(xiàn)有核心網絡資源的無縫提升和功能擴展。

        多層GMPLS功能達到最佳的層間互動與恢復協(xié)調:跨層控制和互動,通過在多層網絡中分離工作和保護路徑來獲得更高的可靠性;各層協(xié)調對故障的處理,不是通過簡單的hold-off timers模式,從而提高了業(yè)務的恢復速度。

        多層網絡規(guī)劃設計實現(xiàn)最優(yōu)的網絡設計:貝爾實驗室提供的多層網絡算法實現(xiàn)在光層整合ODU整理和波長直通兩部分業(yè)務,以最低的成本為網絡提供保護;提供最佳的光層執(zhí)行路由和波長分配及可用光通道算法;經過現(xiàn)場驗證的基于GMPLS/MRN技術的網絡規(guī)劃工具,可以自動生成BOM和子架圖,并可設置自動運行。從而使設計、實施和維護成為有機整體,協(xié)調進行。

        3 融合的IP over OTN骨干網絡

        通過上述技術支撐,使得骨干網絡通過數(shù)據(jù)平面的集成,將大量的業(yè)務放置在低層傳輸,實現(xiàn)10/40/100G光層和IP層聯(lián)合和靈活的業(yè)務整合,并盡可能地為IP業(yè)務提供最短路徑從而優(yōu)化鏈路的使用,提高網絡效率;通過管理平面的集成,在IP層和光層提供統(tǒng)一的故障定位和業(yè)務配置,實現(xiàn)無縫的網絡視角和業(yè)務提供;通過控制平面的集成、跨層互動提高網絡的靈活性與生存性,實現(xiàn)最佳的網絡可靠性、可操作性以及最高的資源利用率。融合的IP over OTN骨干網絡主要有以下特點。

        a)加快提供新業(yè)務的速度。

        b)簡化設計、開通和運營。

        c)優(yōu)化網絡的彈性和可靠性。

        d)通過多層業(yè)務疏導使IP核心路由承載在最經濟的層面,優(yōu)化總體擁有成本。

        e)提供多應用承載環(huán)境,最大限度地保證業(yè)務質量和可用性。

        f)自動操作和有效的資源應用功能可提升網絡租售能力。

        g)靈活的節(jié)點配置方式不僅保證了網絡的高效性,同時可以保護現(xiàn)有資源的重新利用。

        歐洲和美國運營商的內部研究結果表明:與傳統(tǒng)IP over WDM方式相比,融合的IP over OTN骨干網絡可以節(jié)省超過30%的維護成本(OPEX),節(jié)省部分主要來自故障處理、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,全球已有多個網絡開始實施融合的IP over OTN骨干網絡方案,其中美國360networks,日本軟銀通信,德國電信等網絡更是采用了100G組網技術,以此迎接已經爆發(fā)的IP數(shù)據(jù)業(yè)務。

        IP骨干傳送網絡的改革勢在必行,IP over OTN的融合T比特網絡將成為今后網絡建設的趨勢,為包括寬帶接入、智能終端、云計算、高速骨干互聯(lián)等需求鋪平道路。

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