1網(wǎng)絡發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢

1.1信息產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

信息產(chǎn)業(yè)是發(fā)展最快的行業(yè)之一，移動互聯(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，通信運營商面臨的主要挑戰(zhàn)是分組化高帶寬和連續(xù)化移動性。城域傳輸網(wǎng)作為各種業(yè)務的基礎承載網(wǎng)絡，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720M，而無線覆蓋范圍更小。

100G波分將是未來傳輸骨干網(wǎng)絡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)絡承載的信號類型，從時隙類為主向分組類轉(zhuǎn)變，并且要求多個站點的接入業(yè)務具備帶寬共享、網(wǎng)絡層互通能力。PTN和GPON是接入層網(wǎng)絡的主要選擇。

1.2城域傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

1.2.1網(wǎng)絡現(xiàn)狀

城域傳輸網(wǎng)有核心、匯聚、接入三級環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，歷經(jīng)多年的建設、擴容、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)絡因為纖芯、機房空間、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)務無法正常開通；二是網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)惡化，大環(huán)、長鏈、單節(jié)點問題嚴重，制約網(wǎng)絡安全；三是覆蓋密度低，很多區(qū)域，無光纜路由可以通達。

產(chǎn)生以上問題的主要根源有：一是用戶業(yè)務發(fā)展迅猛，引發(fā)傳輸網(wǎng)絡資源不足；二是從時隙到分組的快速業(yè)務轉(zhuǎn)型，傳輸網(wǎng)絡準備不足；三是傳輸網(wǎng)絡長期定位于配套從屬地位，缺少長遠規(guī)劃和資金投入。

1.2.2發(fā)展趨勢

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

（2）增建二級匯聚節(jié)點，重組接入層，形成雙節(jié)點雙平面網(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)絡安全和覆蓋密度；

（3）傳輸網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)承載網(wǎng)絡交叉融合，取長補短，協(xié)同發(fā)展，應對各類分組業(yè)務。

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)絡由傳輸媒介和傳輸設備共同組成。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。

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

2.2技術(shù)體制選擇

（1）SDH網(wǎng)絡繼續(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)絡取代，但對時隙業(yè)務的傳送質(zhì)量和自愈能力將會下降。

（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區(qū)域延伸，并實現(xiàn)復雜組網(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，又簡化了設備結(jié)構(gòu)。

（4）PTN技術(shù)雖然廣受爭議，但在大規(guī)模復雜組網(wǎng)、帶寬共享、分組業(yè)務實現(xiàn)電信級保護等方面的綜合考量，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。未來面對LTE的高帶寬，其接入層帶寬要達到10G以上，匯聚層達到40G或100G。

（5）GPON是實現(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級別較低的集客業(yè)務、家客業(yè)務、WLAN業(yè)務將主要由GPON網(wǎng)絡承載。

3網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整

3.1現(xiàn)網(wǎng)情況

傳輸現(xiàn)網(wǎng)拓撲主體為核心、匯聚、接入三級環(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)?，F(xiàn)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的主要問題有

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

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

3、單平面：匯聚層只有一個平面，一旦發(fā)生2點故障或網(wǎng)絡級故障，如復用段環(huán)倒換失敗，就會多個縣區(qū)同時退服。

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，與縣公司共同掛接接入層，形成雙節(jié)點；

2、增建鄉(xiāng)鎮(zhèn)級的二級匯聚節(jié)點，重組接入層，實現(xiàn)弧形雙跨或星形多跨組網(wǎng)。

3、一、二級匯聚層由環(huán)網(wǎng)逐漸向網(wǎng)狀發(fā)展，在提高安全的同時，又將接入層區(qū)域分割成多個網(wǎng)格，網(wǎng)格內(nèi)站點，連接到周邊任意2個以上二級匯聚節(jié)點，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)點雙平面網(wǎng)狀多歸屬傳輸網(wǎng)主要優(yōu)點

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

2、覆蓋密度高：網(wǎng)格狀覆蓋相對環(huán)網(wǎng)覆蓋，用戶接入能力更強，適合全業(yè)務競爭。

4多路徑保護

現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，絕大部分業(yè)務都具有1條保護通道，可以應對大部分單點故障。但如果出現(xiàn)多點故障或嚴重自然災害，傳輸網(wǎng)絡將面臨大面積業(yè)務阻斷。多路徑保護是工作業(yè)務有2條以上可以利用的保護通道，以提高重要業(yè)務的安全，增強抗災應急能力。

實現(xiàn)多路徑保護需要2個重要條件：一是光纜線路、局址組成的網(wǎng)絡架構(gòu)，可以提供2條以上的物理路徑；二是傳輸設備的接入與控制能力。

4.1多路徑保護方式介紹

4.1.1SNCMP

子網(wǎng)連接多路徑保護（SNCMP）功能是子網(wǎng)連接保護（SNCP）功能擴展，區(qū)別在于SNCP是1+1的保護，而SNCMP是N+1保護，即N條備用通道保護1條主用通道，華為SDH傳輸設備支持1≤N≤3。子網(wǎng)連接多路徑保護的原理，是業(yè)務源向多個業(yè)務路由廣播發(fā)送業(yè)務，業(yè)務宿對接收到的業(yè)務按優(yōu)先級進行判斷，根據(jù)質(zhì)量的好壞進行選收。

4.1.2OLP/SNCP保護嵌套

OTN設備客戶側(cè)1+1保護，可再嵌套客戶側(cè)1+1保護和ODUk SNCP保護，實現(xiàn)N+1（N≥2）的保護能力。

4.1.3ASON

ASON的突出特點是拓撲自動發(fā)現(xiàn)和重路由能力，可以充分發(fā)揮網(wǎng)狀組網(wǎng)拓撲優(yōu)勢。重要業(yè)務配置成鉆石級或金級，就獲得了多路徑保護能力。

在雙節(jié)點雙平面網(wǎng)狀多歸屬傳輸網(wǎng)絡中，核心層、一級匯聚層、二級匯聚層可共同組成一個智能域，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，業(yè)務中斷時長高達秒級，而且在大規(guī)模組網(wǎng)中運行不穩(wěn)定。PTN網(wǎng)絡目前還不支持ASON控制，建議應引入。PTN現(xiàn)在常用保護為TUNNEL APS保護，是1+1或1：1的單路徑保護；

鑒于以上不足，可以對PTN網(wǎng)絡進行人工TUNNEL替換，實現(xiàn)進行多路徑保護。當重要業(yè)務出現(xiàn)主用或備用TUNNEL都故障后，將PWE3業(yè)務人工切換到其它路徑上已預創(chuàng)建的TUNNEL。

4.1.5保護總結(jié)

多路徑保護有安全提高的優(yōu)點，但也有投資增加、配置復雜的缺點。在現(xiàn)在的傳輸網(wǎng)絡中，還將以簡單實用的單路徑保護為主，如MSP、SNCP；而多路徑保護較少，主要應用于網(wǎng)絡架構(gòu)較好的重要業(yè)務。未來，雙節(jié)點雙平面網(wǎng)狀多歸屬網(wǎng)絡建成后，多路徑將有較大應用空間，并能顯著提高傳輸網(wǎng)絡抵御多點故障、抗災應急的能力。

5業(yè)務組織

雙節(jié)點雙平面網(wǎng)狀多歸屬傳輸網(wǎng)適合OTN、PTN、SDH設備獨立或混合組網(wǎng)，并掛接引入層GPON設備。OTN網(wǎng)絡容量大，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；PTN網(wǎng)絡作為分組類傳輸設備，適合傳送3G和LTE基站、集團客戶等各類小顆粒的分組電路；SDH作為時隙類傳輸設備，主要支撐GSM網(wǎng)絡；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等級較低的集客業(yè)務也能承載。這4種網(wǎng)絡，能夠傳送2M～10G的多種速率電路，滿足未來業(yè)務發(fā)展。

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

總結(jié)：

本文對城域傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡架構(gòu)、設備應用、業(yè)務組織等方面進行了長遠規(guī)劃，核心是雙節(jié)點雙平面網(wǎng)狀多歸屬的網(wǎng)絡架構(gòu)，相對現(xiàn)在的環(huán)網(wǎng)是一次革命性演進，很多內(nèi)容尚無應用先例，需要在實踐中逐步檢驗。