李 園(上海貝爾股份有限公司,上海 201206)
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。
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。
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。
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。
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。
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。