城域网建设的思路

摘要:介绍了城域网现状及城域网技术的发展,分析了现有城域网技术的不足,阐述了新一代城域网的技术优势,并初步探讨了城域网建设的解决方案。

关键词:城域网;SDH;WDM;PTN;OTN;PON

中图分类号:TN914文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 07-0000-02

MAN Construction Ideas

Wang Lei

(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd.,Xinjiang Branch,Wulumuqi830002,China)

Abstract:It described present situation and technology development of MAN (Metropolitan area network),has analyzed the existing MAN technology insufficiency,explained the technical advantages of new generation of MAN,and to explore solutions for the construction of MAN.

Keywords:Metropolitan area network;SDH;WDM;PTN;OTN;PON

一、概述

城域网由城域光缆网和城域设备网组成,光缆网是城域网的物理脉络,设备将全部的脉络链接起来,从而共同组成了城域网(下文中所指的城域网主要是指城域设备网)。在城域网的建设中,不仅要为数据、语音、电路租用等业务提供所需的带宽,还需要考虑不同业务的特点:如数据业务的突发性、语音业务的实时性、各种不同业务之间的QoS保障等,是整个传送网中最为复杂的部分。中国移动的城域网向上与各级干线相连,向下与各基站、营业厅及用户的综合业务引入相连,为各基站提供2M电路、数据网提供多种业务接口、集团客户提供光纤、电路和以太网接口[1,2]。

城域网以高带宽的光传输设备作为平台。通过各类网关实现话音、数据、图像、多媒体及各类增值业务,是城市中的高速网络,具有传输距离短、带宽宽、接入方式灵活、业务多样复杂的特点。在新移动,新联通,新电信成为全业务运营商以后,城域网的建设,已然成为了各运营商争夺市场的主战场,由于各运营商的基础资源不甚相同,在城域网建设中,技术类型的选择是各有侧重;现有城域网技术:在SDH架构之上,用MSTP的过度方式;城域WDM解决方案。新一代城域网技术:面向分组业务的新型传送网络;新一代的光传送网络和无源光网络。

二、现有城域光传送网技术

(一)SDH架构上的MSTP(基于SDH的多业务传送平台)技术

在原有SDH网的基础上发展的MSTP技术,是对原先SDH系统的继承和发展,可以利用现有的SDH资源,以实现平滑的过渡。初期的MSTP技术仅支持以太网透传或二层交换功能,不能满足多业务接入的需求,新一代的MSTP的核心技术主要有VC级联、链路调整机制(LCAS)、多协议标记交换(MPLS)等、可以实现TDM,ATM,数据等业务的接入。级联技术提高了以太网业务的提供能力;MPLS解决了QoS方面的要求;LCAS可提高带宽利用率;实现网络资源的优化配置,延续了SDH网络在数据业务需求下的寿命。

(二)WDM(波分复用)技术

由于城域网络现有纤芯资源紧张,再建设成本逐年上升,并且数据业务的发展,呈现爆炸式的增长趋势,WDM技术容量大,传输速率高,对传输业务透明等优点在城域网应用的优势巨大,特别是多种业务并存的情况下,使不同种类的信号在同一根光纤中同时传输,在原有的系统中通过增加波长信道,就可以引入任意类型的业务,而不需要对原有的系统做大的改动。目前,80波系统已经商用化,120波系统也正在试验阶段[3]。

三、现有城域网技术存在的不足

(一)随着数据业务的增加,传统以TDM为核心的SDH网络逐步向以IP为核心的包传送网络转变。基于SDH的MSTP虽然从一定程度上满足了分组业务的需要,但是其内核依然是TDM,只是在接口侧进行了IP业务的封装,将难以满足未来以数据业务为主网络的需要,在这样的背景下,分组传送网络(PTN)的概念被提了出来,PTN是以IP为内核的新一代传送网络,它不仅继承了SDH网络的优点,而且增加了适应数据业务的特点:分组交换,统计复用,面向连接的的MPLS等,是传统SDH网络所无法媲美的。

(二)WDM传输模式多为点到点链型或环型系统,不能满足未来网状网的需求;

不具备波长级的的业务调度能力;光层管理能力比较弱,无法满足端到端的性能监测及故障定位。新一代的光传送网络OTN具有组网灵活,具备电信级的保护能力等特点,完全能够满足城域网未来发展的需求。

四、新一代城域传送网技术

(一)PTN(分组传送网)技术

作为以传送分组业务为主的传送网,能够满足分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求,是为了适应市场需要而推出的一种能够有效传递分组业务,并提供电信级OAM和保护的分组传送技术。目前业务网正处在发展转型时期,在电信业务IP化趋势推动下,传送网承载的业务从以TDM为主向以IP为主转变,已经明显地体现出未来业务网络的IP化、宽带化和移动化三大特点,在这样的需求驱动下,业界开始希望打造一个以传送分组业务为主的传送网。未来的光传输网络将主要负责IP/以太网流量的传送,针对分组的流量特征进行优化,向着智能的、融合的、宽带的、综合的方向发展。PTN是在以IP为内核、以太网为外部表现形式的业务层和光传输媒质之间设置的一个层面,针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计,以分组业务为核心并支持多业务提供,具有较低的总使用成本,同时秉承光传输的传统优势,包括高可用性和可靠性、高效的带宽管理机制和流量工程、便捷的OAM和网管、可扩展性、较高的安全性等[4,5]。

PTN技术可分为以太网增强技术和传输技术结合MPLS两大类,前者以PBB-TE(PBT)为代表,后者以T-MPLS为代表。

1.PBT基于MAC in MAC封装方式,根据“B-VID +MAC”进行数据转发,VID用来识别两点之间的特定通道,不具有全局唯一性,可以有效地扩展用户和运营商的地址空间。PBT的主要特征是关闭了MAC地址学习、广播、生成树协议等传统以太网功能,从而避免广播包的泛滥。PBT具有面向连接的特征,通过网络管理系统或控制协议进行连接配置,并可以实现快速保护倒换、OAM、QoS、流量工程等电信级传送网络功能。

2.T-MPLS是一种新型的MPLS技术,基于已经广泛应用的IP/MPLS技术和标准,提供了一种简化的面向连接的实现方式。T-MPLS技术由数据平面、管理平面和控制平面3个相关平面组成,建立了端到端面向连接的分组传送管道T-MPLS是一种面向连接的分组传送技术,在传送网络中,将客户信号映射进MPLS帧并利用MPLS机制进行转发,同时它增加了传送层的基本功能,例如连接和性能监测、生存性、管理和控制面。

(二)OTN(光传送网)技术

OTN是由ITU-TG。872、G。798、G。709等一系列建议定义的一种全新的光传送技术体制,它包括光层和电层的完整体系结构,对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。OTN的思想来源于SDH/SONET技术体制,把SDH/SONET 的可运营可管理能力应用到WDM系统中,同时具备了SDH/SONET灵活可靠和WDM容量大的优势[6,7]。OTN将解决SDH基于VC12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题,也解决了传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。

OTN作为一种新型的传送网组网技术,具有如下的特点:

1.支持多种客户信号的透明传输和映射;SDH只能支持单一的SDH客户层信号,而OTN可以透明支持所有客户信号,而且其传送方式能够维持比特透明、定时透明和延时透明。

2.支持大颗粒的业务以及交叉连接。

3.提供了丰富的随路开销字节;使OTN具备了高度的可靠的性能监控、管理维护和保护倒换功能。

4.强大的组网和保护能力;通过OTN帧结构和多维度可重构光分插复用器(ROADM)的引入,大大增强了光传送网的组网能力,为业务类型由集中型向分散转变提供了技术基础。另外,OTN将提供更为灵活的基于电层和光层的业务保护功能,提高了系统的可靠性。

(三)PON技术

PON技术的出现,在最后一公里接入的技术中注入了新的活力,其无源的特性,降低了网络的建设与运营成本。PON技术提供点到多点的光纤接入,节省了大量的光缆资源及汇聚交换机;在组网中,它由局侧的OLT、用户侧的ONU以及ODN组成,下行链路中采用TDM广播方式、上行采用TDMA方式,组成点到多点树形拓扑结构。

五、城域网建设的解决方案

随着中国移动全业务运营的展开,主要业务由单一类型的以语音业务为主,向以大客户业务,语音业务和家庭客户业务为主的多业务类型转变;其中,数据业务所占的比重将数量级的增长,原来以承载TDM语音电路为主的MSTP网络将不再能够满足新业务的需要,这就对传输网络提出了新的要求:业务的宽带化、业务的IP化、业务的多样化。

业务的宽带化要求传输网络能满足大颗粒业务的传送、交叉连接;业务IP化要求以IP为内核,天然的满足IP业务的需要,降低网络传输的成本;业务多样化要求,传输网络不仅能够满足2G/3G网络传输的需求,也要满足数据业务多种接入方式的需求。

目前传送网为三层网络架构:核心层、汇聚层和接入层。如图1所示:

(一)城域网核心层

在核心层中,传统的WDM波分方式将逐步被OTN网络所取代,传统的WDM技术以业务的光层处理为主,多波长通道的传输特性决定了它具有提供大容量传输的天然优势。但是,目前的WDM网络主要采用点对点的应用方式,缺乏有效的网络维护管理手段。 OTN技术解决了传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题,在保证了核心层网络可靠性的同时,增加了核心层组网的灵活性,网络结构由环状网向网状网演进。

(二)城域网汇聚/接入层

在汇聚接入层中,将出现MSTP/SDH、PTN、PON等多种技术并存的局面,各种技术可针对自身的特点以及业务的需求进行配置,MSTP/SDH技术基于电路交换,业务质量好,安全性高;PTN技术基于IP为内核,满足数据业务的需求,同时具有较高的安全性;PON技术接入成本较低,但是业务质量和安全性较低;我们可以将不同的业务进行分类,按照不同的需求进行承载,如:家庭客户,普通的集团客户可以通过PON进行承载;高端的集团客户可通过MSTP/PON技术进行承载;2G基站业务通过原有SDH网络进行承载,3G基站业务通过PTN网络进行承载。

六、结束语

随着国内外电信运营市场竞争的日趋激烈,城域网络的建设逐渐成为业界关注的重点。如何和处理好新技术与老技术关系,解决好新网络与老网络融合的问题,需要我们的不断地探索和学习。

参考文献:

[1]司伟.城域网建设的主要技术应用分析[J].光通信研究,2007,(4):31-33

[2]邱岭,李挺等.中国移动IP城域网建设与发展策略探讨[J].电信技术,2007,(10):38-41

[3]刘子晶.DWDM在城域网的应用分析[J].山西电子技术,2007,(6):78-80

[4]刘锐,陈君.PTN建设中的问题分析[J].邮电设计技术,2009,(6):10-12

[5]马琳.PTN技术在城域网中的需求和应用探讨[J].电信科学,2008,(12):1-5

[6]黄萍.OTN网络是传送网的发展趋势[J].电信工程技术与标准化,2009,(1):76-80。

[7]荆瑞泉,张成良.OTN技术的发展与应用探讨[J].邮电设计技术,2008,(4):1-5。

作者简介:

王磊(1982-),男(汉),新疆乌鲁木齐人,助理工程师,硕士,主要从事传输通信设计及传输技术支撑工作。