中興IP化核心承載網IP over WDM方案
訊石光通訊網
2008/4/30 9:09:40
一、 IP化趨勢
在全球范圍內，信息產業已經度過了高速增長期，業務增長呈現出越來越平緩的趨勢，市場競爭越來越激烈。面對不斷變化的競爭格局，運營商積極調整戰略，尋求企業轉型的成功之道。運營商的轉型以業務轉型為核心，拓展新型業務是保證業務增長的關鍵。業務轉型推動著網絡的變革，要求網絡能開展更多、更有競爭力的智能業務。因此，3G、NGN、IPTV等新型網絡模型成為運營商關注研究、投資建設的重點。而3G、NGN、IPTV均通過基于IP的路由型多業務平臺實現綜合承載。電信網絡IP化的趨勢越來越明顯。
雖然各大運營商轉型定位各不相同，但卻有一個共同點：就是把提供綜合信息服務作為主要的拓展方向，將原來的電信業務向信息服務業務延伸。這也就意味著基于IP為核心的數據業務將得到大量應用，而以IP為核心的NGN、3G網絡將成為未來舞臺的主角。
總體來看，中國電信CN2已完成驗收，中國網通IP承載網一期工程已經完工，中國移動的IP專網也進入第三期，中國聯通已經建成了第二張IP承載網。中國四大運營商已經基本完成了對IP承載網的布局。
國際上，英國電信、日本NTT以及西班牙電信等固網運營商一直在尋求融合業務，將網絡向融合網改造。而移動運營商也感覺到了壓力，在發展移動業務的同時，也開始加強對固網業務的關注，提供融合性的業務成為一件大事。例如：英國電信的21CN網絡，目標是將語音和數據業務承載在一個公共的IP/MPLS網絡上;澳大利亞Telstra的“Titan計劃”，目標是為家庭和企業市場提供高端數據和語音服務，滿足家庭市場“第二根線”的市場需求。
任何網絡結構和技術變革都是由業務變革所驅動的。在層出不窮的IP業務的驅動下，核心承載網絡的IP化已成為不可逆轉的趨勢。
二、 IP化對核心承載網的要求
IP業務的迅猛發展對核心承載網提出了以下要求和挑戰：
1. 滿足幾何級增長的帶寬需求
隨著國內外各大運營商的轉型，電信業務的收入構成也將從單純的語音業務收入轉變為語音業務和數據業務并重。和語音業務比較起來，數據業務對帶寬的需求是驚人的，特別是正在蓬勃發展的IPTV業務。到2009年視頻業務所占有的帶寬將會達到所有帶寬的80%以上。
根據RHK 2006年的預測，到2010年全球以太網對帶寬的需求將會由2004年的20000G增長到170000G，如圖1所示。
圖1 2004－2008全球以太網帶寬需求
由此可見，IP化核心承載網的首要問題是解決幾何級增長帶寬需求，解決未來IP業務發展對承載網絡帶寬的需求。
2. 具備電信級的高可靠、安全性
早期的IP網絡主要承擔公眾上網業務，網絡規模較小，QoS、安全性要求較低，采用盡力而為的技術機制。隨著信息業務IP化，電信業務承載IP化，IP網絡將不單承載Internet上網業務，還要作為3G、NGN、IPTV、大客戶VPN的承載網?？梢哉f，新時代的IP網承擔了更多的責任，要求IP承載網能夠提供電信級的高可靠性和安全性，實現50ms以內的保護倒換。
3. 降低建網成本、減少資源消耗
IP網絡日益擴大的建網規模以及IP網絡的廣覆蓋將帶來大量的建網資金投入，如何科學規劃，盡量降低建網成本(CAPEX)是我們需要考慮的。使用傳統的光纖直驅技術將會快速消耗掉大量的光纖資源，如何發揮光纖的潛力，實現光纖資源的合理優化利用，降低CAPEX成為建設IP承載網不得不考慮的一個重要問題。
三、 IP化核心承載網解決方案IP over WDM
為了滿足IP業務的迅猛發展并達到50ms的電信級安全性，目前比較流行的是采用IP 網絡和WDM網絡疊加即IP over WDM方案，用WDM網絡來彌補IP網絡本身所固有的網絡容量、安全性等方面的不足。目前，IP over WDM解決方案已開始逐漸被國內外的主流運營商所接受。例如中國移動在2007年上半年組織完成了IP over WDM實驗室測試和現網試點工作，并向各省公司下發了建設指導意見。
IP over WDM方案有以下特點：
1. 超長距傳輸，海量帶寬
DWDM技術非常成熟，單根光纖能夠實現160波業務承載，而單波的容量也從最初的2.5G升級到10G，以至近年來呼聲高漲的40G。同其他的核心網IP業務承載方案比較起來，IP over WDM方案在系統容量上具有不可比擬的海量帶寬優勢。目前國家干線網絡的建設已經開始要求支持80波或者160波，而WDM城域核心網絡也已經開始逐漸建設，城域核心網絡一般在400G或者800G。在超長距傳輸上，DWDM網絡也有著先天的優勢?？梢哉fDWDM網絡的誕生就是伴隨著超長距傳輸和提供海量帶寬。
中興通訊DWDM產品能夠實現海量帶寬的超長距傳輸，系統容量至少在1.6T以上，在國內外主流運營商中取得規模應用，并在四川電力現網環境下實現了單跨段352km的超長距傳輸。
2. 簡化網絡層次，降低CAPEX和OPEX
傳統的IP over SDH/ASON over WDM建網方式用SDH網絡的豐富開銷和網絡維護功能彌補了傳統DWDM網絡的不足。近年來隨著DWDM產品對OTN標準的支持日益成熟，基于G.709的OTN開銷和告警維護信號完善了DWDM網絡管理，從而為剝離SDH層設備提供了可能性。IP over WDM方案同傳統的IP over SDH/ASON over WDM方案相比省去了中間的SDH/ASON層，使傳送網絡結構更加清晰、簡潔，能夠有效降低傳送網建網成本和運營成本。
3. 高效承載，靈活調度
在IP業務開展初期，IP業務物理承載網絡一般為SDH或PDH網絡，物理接口以E1和STM-1 POS為主，隨著IP業務的增長和技術的進步，POS 技術可以直接把IP包封裝到STM-64甚至STM-256中。GE、10GE由于其低廉的價格，并且與局域網數據幀之間無需復雜協議轉換，也得到廣泛的應用。
隨著GE、10GE和POS口的大量運用，SDH所擅長的基于VC顆粒的交叉作用大大降低，更為嚴重的是SDH的線路口仍然是10G，而10GE LAN速率已經超過了10G，用SDH技術來承載和調度已經“力不從心”，在這種情況下不得不使用DWDM技術來對大顆粒的業務進行承載和調度。
按照OTN標準，波分網絡對于大顆粒業務的調度分為光層調度和電層調度。在光層調度中由于全光交叉技術不成熟，ROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplex)技術成為了波分領域的又一熱點。ROADM技術實現了傳統FOADM(Fixed OADM)所不能實現的業務快速開通和遠程業務調度功能，同時使波分MESH組網成為了可能。目前比較流行的ROADM技術有WSS(Wavelength Selective Switch)、WB (Wavelength Block)、PLC(Planar Lightwave Circuits)。ROADM技術實現的波長級別的業務調度，電層調度則實現的是子波長級別的業務調度。目前的電層技術主要采用空分交叉矩陣實現幾百G容量級別的以2.5G為顆粒的業務調度。
中興通訊能提供完整的大顆粒業務調度方案，包括基于WSS、WB、PLC的完整的ROADM解決方案和基于GSS (General Service Switch Platform)交換平臺的電層調度方案,并在國內率先開通ROADM和GSS的商用局。
4. 電信級網絡可靠性
純粹依靠路由器提供的路由收斂協議和FRR快速保護都不能實現50ms的電信級業務保護倒換。硬件系統日趨成熟，設備硬件系統可用率超過99.999%，網絡的可靠性重點關注物理鏈路故障、路由協議成熟度、軟件可靠性，因此利用物理層提供完善的物理鏈路保護，對于全網的可靠性具有重要意義。
IP over WDM方案能夠提供源于ITU-T G.841/G.842/G.808/G.873國際標準的多種保護方式，包括：
環網保護：1+1光通道保護、二纖雙向光通道共享保護環、二纖雙向光復用段保護環、子網連接保護(跨環保護)等;
鏈路保護：1+1光通道保護、1+1復用段保護、1+1線路保護(基于OTS)等;
電層保護：子波長保護。
DWDM網絡采取的保護方式具有倒換協議成熟、簡潔、高效等優點，并經過現網驗證，能夠達到50ms的電信級保護倒換。
當采用IP+WDM組網時，可以采用IP業務層面的保護和DWDM保護結合提高整個網絡的生存型。針對IP網絡層，發揮網絡層路由收斂能力強的優勢，部署快速IGP協議或FRR協議，減少路由協議種類，降低軟件復雜度，提高路由器的軟件可靠性。針對物理層，充分利用WDM成熟的保護，為網絡提供完善的物理鏈路保護，消除網絡可靠性的最大隱患。路由器適當重載，增加端口帶寬利用率，從而降低網絡整體投資。
中興通訊波分系列產品能夠提供業界最全的六種保護方式，有超過六年的IP over WDM建網經驗，自有專利的通道共享技術已經寫入ITUT G.808.2標準，并在2007年獲得第十屆中國專利獎優秀獎。
5. 多種業務的匯聚和接入
IP over WDM解決方案除了能夠提供GE、10GE和POS等IP接口以外，還能提供STM-N(N=1，4，16，64，256)、FC、ESCON、FICON等接口，能滿足目前干線核心網絡的大部分業務接口需求。同時能提供速率業務向高速率業務匯聚功能以節約系統波長，例如8?GE向10G 匯聚、8×any匯聚、4?622M/155M向2.5G匯聚。
IP業務的迅猛發展對DWDM網絡也提出了新的要求?；贕.709 的OTN接口(OTU1/2/3)能夠提供豐富的PM和SM開銷及維護信號，很好的滿足了多業務特別是IP業務的接入和匯聚對DWDM網絡管理維護性能的要求。所以在全球范圍內，基于OTN標準的DWDM設備得到了設備廠商和網絡運營商的支持。
四、 小結
綜上所述，在IP業務迅猛發展的今天，核心承載網絡的IP化已經成為不可逆轉的大趨勢， IP over WDM方案將成為新的寵兒。核心傳送網網絡結構最終將會演化為圖2所示的結構。核心傳送網將會扁平化，中間層傳統SDH網絡將被省去?；贠TN架構并加載智能控制平面的DWDM網絡將成為順應IP化趨勢的核心傳送網絡。
圖2未來核心傳送網架構
新聞來源：通信產業網