1網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)

1.1信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

信息產(chǎn)業(yè)是發(fā)展最快的行業(yè)之一，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)都將在未來大幅改變我們的生活方式，通信運(yùn)營(yíng)商面臨的主要挑戰(zhàn)是分組化高帶寬和連續(xù)化移動(dòng)性。城域傳輸網(wǎng)作為各種業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)，一是要提供跨越空間的高帶寬，二是要增大區(qū)域覆蓋密度。例如LTE基站，峰值傳輸帶寬高達(dá)720M，而無線覆蓋范圍更小。

100G波分將是未來傳輸骨干網(wǎng)絡(luò)高帶寬的主要提供者，其相干解調(diào)技術(shù)的優(yōu)越性，將使其全面超越傳統(tǒng)的10G波分和尚在搖籃中的40G波分。

傳輸網(wǎng)絡(luò)承載的信號(hào)類型，從時(shí)隙類為主向分組類轉(zhuǎn)變，并且要求多個(gè)站點(diǎn)的接入業(yè)務(wù)具備帶寬共享、網(wǎng)絡(luò)層互通能力。PTN和GPON是接入層網(wǎng)絡(luò)的主要選擇。

1.2城域傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

1.2.1網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

城域傳輸網(wǎng)有核心、匯聚、接入三級(jí)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，歷經(jīng)多年的建設(shè)、擴(kuò)容、調(diào)整。核心層、匯聚層有SDH、DWDM、PTN三種組網(wǎng)，接入層有SDH、PTN二種組網(wǎng)，但PTN網(wǎng)絡(luò)因?yàn)槔w芯、機(jī)房空間、電源等方面的不足，覆蓋范圍很小。

現(xiàn)網(wǎng)面臨的主要困難：一是容量不足，很多基站、WLAN、集客業(yè)務(wù)無法正常開通；二是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)惡化，大環(huán)、長(zhǎng)鏈、單節(jié)點(diǎn)問題嚴(yán)重，制約網(wǎng)絡(luò)安全；三是覆蓋密度低，很多區(qū)域，無光纜路由可以通達(dá)。

產(chǎn)生以上問題的主要根源有：一是用戶業(yè)務(wù)發(fā)展迅猛，引發(fā)傳輸網(wǎng)絡(luò)資源不足；二是從時(shí)隙到分組的快速業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，傳輸網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)備不足；三是傳輸網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)期定位于配套從屬地位，缺少長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和資金投入。

1.2.2發(fā)展趨勢(shì)

（1）重點(diǎn)建設(shè)OTN、PTN、GPON網(wǎng)絡(luò)，與傳統(tǒng)的SDH、DWDM網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展，分別承載適合業(yè)務(wù)；

（2）增建二級(jí)匯聚節(jié)點(diǎn)，重組接入層，形成雙節(jié)點(diǎn)雙平面網(wǎng)狀多歸屬架構(gòu)，其中骨干層向網(wǎng)狀發(fā)展，接入層從現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)向弧形雙跨和星形多跨發(fā)展，以提高網(wǎng)絡(luò)安全和覆蓋密度；

（3）傳輸網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)交叉融合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，協(xié)同發(fā)展，應(yīng)對(duì)各類分組業(yè)務(wù)。

2技術(shù)體制的分析和選擇

2.1技術(shù)體制分析

傳輸網(wǎng)絡(luò)由傳輸媒介和傳輸設(shè)備共同組成。光纖是主要的傳輸媒介，市縣城區(qū)因環(huán)境限制可以發(fā)展少量微波。與光纖匹配的傳輸設(shè)備，其技術(shù)體制發(fā)展快速，從PDH到SDH，從傳統(tǒng)波分到OTN，以及新出現(xiàn)的PTN和GPON。

應(yīng)用何種技術(shù)體制，關(guān)鍵是能否滿足業(yè)務(wù)需求。傳輸業(yè)務(wù)需求非常廣泛，無線接入有GSM、3G、WLAN，未來還將有LTE和4G；有線接入有集團(tuán)客戶專線、小區(qū)寬帶等。而對(duì)任何一種網(wǎng)絡(luò)，技術(shù)越單純?cè)胶?jiǎn)單應(yīng)該是最佳的。因此，傳輸網(wǎng)絡(luò)為滿足現(xiàn)狀，短期將是多網(wǎng)協(xié)同，未來則趨向于演進(jìn)為一種或兩種技術(shù)，滿足所有業(yè)務(wù)需求。

2.2技術(shù)體制選擇

（1）SDH網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)承載GSM基站，高安全要求的集客專線，3～5年后，有可能逐漸被PTN網(wǎng)絡(luò)取代，但對(duì)時(shí)隙業(yè)務(wù)的傳送質(zhì)量和自愈能力將會(huì)下降。

（2）傳統(tǒng)波分WDM雖然有高帶寬，但調(diào)度能力有限，將逐步被OTN取代。

（3）OTN將是匯聚、核心層，以及長(zhǎng)途干線的必選技術(shù)，PID的出現(xiàn)，將使OTN更容易向接入層熱點(diǎn)區(qū)域延伸，并實(shí)現(xiàn)復(fù)雜組網(wǎng)。單波將向100G發(fā)展，相干解調(diào)技術(shù)既降低了光纜要求，又簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)。

（4）PTN技術(shù)雖然廣受爭(zhēng)議，但在大規(guī)模復(fù)雜組網(wǎng)、帶寬共享、分組業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)電信級(jí)保護(hù)等方面的綜合考量，是目前最優(yōu)的技術(shù)體制，尤其適合3G、LTE基站接入業(yè)務(wù)。未來面對(duì)LTE的高帶寬，其接入層帶寬要達(dá)到10G以上，匯聚層達(dá)到40G或100G。

（5）GPON是實(shí)現(xiàn)家庭寬帶接入的首選技術(shù)，速率高、成本低、纖芯少、無源。在傳輸網(wǎng)中，市縣城區(qū)中SLA級(jí)別較低的集客業(yè)務(wù)、家客業(yè)務(wù)、WLAN業(yè)務(wù)將主要由GPON網(wǎng)絡(luò)承載。

3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整

3.1現(xiàn)網(wǎng)情況

傳輸現(xiàn)網(wǎng)拓?fù)渲黧w為核心、匯聚、接入三級(jí)環(huán)形結(jié)構(gòu)，以及至用戶駐地網(wǎng)的引入層星形結(jié)構(gòu)。現(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主要問題有

1、匯聚單節(jié)點(diǎn)：每個(gè)縣區(qū)只有縣公司一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，掛接本縣區(qū)所有站點(diǎn)，最多近300個(gè)網(wǎng)元，一旦匯聚節(jié)點(diǎn)失效，將全區(qū)阻斷。

2、大環(huán)長(zhǎng)鏈：接入層網(wǎng)元組環(huán)，只能回到縣公司一個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)，光纜路由有限，形成了較多的大環(huán)長(zhǎng)鏈，降低了網(wǎng)絡(luò)安全。

3、單平面：匯聚層只有一個(gè)平面，一旦發(fā)生2點(diǎn)故障或網(wǎng)絡(luò)級(jí)故障，如復(fù)用段環(huán)倒換失敗，就會(huì)多個(gè)縣區(qū)同時(shí)退服。

4、環(huán)網(wǎng)覆蓋密度低：環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，適合覆蓋環(huán)路附近的業(yè)務(wù)需求，處于環(huán)路的內(nèi)外區(qū)域，都接入困難，即使接入，也可能出現(xiàn)無保護(hù)的鏈形。

3.2結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略

1、增建縣區(qū)第二匯聚節(jié)點(diǎn)，與縣公司共同掛接接入層，形成雙節(jié)點(diǎn)；

2、增建鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)的二級(jí)匯聚節(jié)點(diǎn)，重組接入層，實(shí)現(xiàn)弧形雙跨或星形多跨組網(wǎng)。

3、一、二級(jí)匯聚層由環(huán)網(wǎng)逐漸向網(wǎng)狀發(fā)展，在提高安全的同時(shí)，又將接入層區(qū)域分割成多個(gè)網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)站點(diǎn)，連接到周邊任意2個(gè)以上二級(jí)匯聚節(jié)點(diǎn)，就能形成比環(huán)網(wǎng)更安全的弧形雙跨或星形多跨。

3.3雙節(jié)點(diǎn)雙平面網(wǎng)狀多歸屬傳輸網(wǎng)主要優(yōu)點(diǎn)

1、安全提升：傳輸電路源宿間有2條以上的獨(dú)立物理通道，相對(duì)環(huán)網(wǎng)更安全。

2、覆蓋密度高：網(wǎng)格狀覆蓋相對(duì)環(huán)網(wǎng)覆蓋，用戶接入能力更強(qiáng)，適合全業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)。

4多路徑保護(hù)

現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，絕大部分業(yè)務(wù)都具有1條保護(hù)通道，可以應(yīng)對(duì)大部分單點(diǎn)故障。但如果出現(xiàn)多點(diǎn)故障或嚴(yán)重自然災(zāi)害，傳輸網(wǎng)絡(luò)將面臨大面積業(yè)務(wù)阻斷。多路徑保護(hù)是工作業(yè)務(wù)有2條以上可以利用的保護(hù)通道，以提高重要業(yè)務(wù)的安全，增強(qiáng)抗災(zāi)應(yīng)急能力。

實(shí)現(xiàn)多路徑保護(hù)需要2個(gè)重要條件：一是光纜線路、局址組成的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以提供2條以上的物理路徑；二是傳輸設(shè)備的接入與控制能力。

4.1多路徑保護(hù)方式介紹

4.1.1SNCMP

子網(wǎng)連接多路徑保護(hù)（SNCMP）功能是子網(wǎng)連接保護(hù)（SNCP）功能擴(kuò)展，區(qū)別在于SNCP是1+1的保護(hù)，而SNCMP是N+1保護(hù)，即N條備用通道保護(hù)1條主用通道，華為SDH傳輸設(shè)備支持1≤N≤3。子網(wǎng)連接多路徑保護(hù)的原理，是業(yè)務(wù)源向多個(gè)業(yè)務(wù)路由廣播發(fā)送業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)宿對(duì)接收到的業(yè)務(wù)按優(yōu)先級(jí)進(jìn)行判斷，根據(jù)質(zhì)量的好壞進(jìn)行選收。

4.1.2OLP/SNCP保護(hù)嵌套

OTN設(shè)備客戶側(cè)1+1保護(hù)，可再嵌套客戶側(cè)1+1保護(hù)和ODUk SNCP保護(hù)，實(shí)現(xiàn)N+1（N≥2）的保護(hù)能力。

4.1.3ASON

ASON的突出特點(diǎn)是拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)和重路由能力，可以充分發(fā)揮網(wǎng)狀組網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)勢(shì)。重要業(yè)務(wù)配置成鉆石級(jí)或金級(jí)，就獲得了多路徑保護(hù)能力。

在雙節(jié)點(diǎn)雙平面網(wǎng)狀多歸屬傳輸網(wǎng)絡(luò)中，核心層、一級(jí)匯聚層、二級(jí)匯聚層可共同組成一個(gè)智能域，開啟ASON。ASON目前支持SDH和OTN，未來還可能支持PTN。

4.1.4PTN TUNNEL人工替換

PTN通過路由協(xié)議控制的重路由保護(hù)，業(yè)務(wù)中斷時(shí)長(zhǎng)高達(dá)秒級(jí)，而且在大規(guī)模組網(wǎng)中運(yùn)行不穩(wěn)定。PTN網(wǎng)絡(luò)目前還不支持ASON控制，建議應(yīng)引入。PTN現(xiàn)在常用保護(hù)為TUNNEL APS保護(hù)，是1+1或1：1的單路徑保護(hù)；

鑒于以上不足，可以對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行人工TUNNEL替換，實(shí)現(xiàn)進(jìn)行多路徑保護(hù)。當(dāng)重要業(yè)務(wù)出現(xiàn)主用或備用TUNNEL都故障后，將PWE3業(yè)務(wù)人工切換到其它路徑上已預(yù)創(chuàng)建的TUNNEL。

4.1.5保護(hù)總結(jié)

多路徑保護(hù)有安全提高的優(yōu)點(diǎn)，但也有投資增加、配置復(fù)雜的缺點(diǎn)。在現(xiàn)在的傳輸網(wǎng)絡(luò)中，還將以簡(jiǎn)單實(shí)用的單路徑保護(hù)為主，如MSP、SNCP；而多路徑保護(hù)較少，主要應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)較好的重要業(yè)務(wù)。未來，雙節(jié)點(diǎn)雙平面網(wǎng)狀多歸屬網(wǎng)絡(luò)建成后，多路徑將有較大應(yīng)用空間，并能顯著提高傳輸網(wǎng)絡(luò)抵御多點(diǎn)故障、抗災(zāi)應(yīng)急的能力。

5業(yè)務(wù)組織

雙節(jié)點(diǎn)雙平面網(wǎng)狀多歸屬傳輸網(wǎng)適合OTN、PTN、SDH設(shè)備獨(dú)立或混合組網(wǎng)，并掛接引入層GPON設(shè)備。OTN網(wǎng)絡(luò)容量大，但組網(wǎng)和調(diào)度不靈活，適合傳送IP承載網(wǎng)、CMENT、WLAN等大顆粒業(yè)務(wù)；PTN網(wǎng)絡(luò)作為分組類傳輸設(shè)備，適合傳送3G和LTE基站、集團(tuán)客戶等各類小顆粒的分組電路；SDH作為時(shí)隙類傳輸設(shè)備，主要支撐GSM網(wǎng)絡(luò)；GPON節(jié)省光纖資源，適合接入家庭用戶，是三網(wǎng)融合的首選技術(shù)，SLA等級(jí)較低的集客業(yè)務(wù)也能承載。這4種網(wǎng)絡(luò)，能夠傳送2M～10G的多種速率電路，滿足未來業(yè)務(wù)發(fā)展。

傳輸網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)承載網(wǎng)將處于交融狀態(tài)，傳輸網(wǎng)絡(luò)提供空間跨越和線路側(cè)保護(hù)，數(shù)據(jù)承載網(wǎng)則逐漸向用戶側(cè)延伸，發(fā)揮對(duì)小顆粒業(yè)務(wù)的匯聚整合及帶寬共享優(yōu)勢(shì)。

總結(jié)：

本文對(duì)城域傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、設(shè)備應(yīng)用、業(yè)務(wù)組織等方面進(jìn)行了長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，核心是雙節(jié)點(diǎn)雙平面網(wǎng)狀多歸屬的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，相對(duì)現(xiàn)在的環(huán)網(wǎng)是一次革命性演進(jìn)，很多內(nèi)容尚無應(yīng)用先例，需要在實(shí)踐中逐步檢驗(yàn)。