傳送網(wǎng)技術(shù)和組網(wǎng)的新發(fā)展——中國電信北京研究院技術(shù)部主任張成良談城域網(wǎng)
(2003-06-26 08:30:40)
 
隨著運營商的競爭重點從骨干網(wǎng)轉(zhuǎn)向城域網(wǎng)，建設(shè)高效經(jīng)濟的支持多業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)已經(jīng)成為各運營商的共同目標(biāo)。在過去的一年中，各大運營商都開展了城域傳送網(wǎng)的建設(shè)，一些系統(tǒng)也相繼投入商用。日前，中國電信北京研究院技術(shù)部主任張成良在接受記者采訪時說，城域網(wǎng)技術(shù)目前也有了新的進展，特別是基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點MSTP有了比較大的改進，一些廠商也推出了新的設(shè)備和功能，城域WDM也有了一席之地。
在談到MSTP技術(shù)的新發(fā)展時，張成良說，基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點MSTP無疑是城域傳送網(wǎng)的最主流技術(shù)。在過去的一年中，各主要制造商都推出了新的設(shè)備版本，基本上滿足了對二層交換、ATM處理的要求。其主要的進展集中在以下幾個方面。
一是映射方式。不同廠商的MSTP進行以太網(wǎng)業(yè)務(wù)互通基本有三種方式：第一種是不同廠家以太網(wǎng)接口直接互聯(lián)，只要注意以太網(wǎng)接口的協(xié)商方式的一致就可以完成。第二種是以太網(wǎng)業(yè)務(wù)穿過其他廠家SDH網(wǎng)絡(luò)的互通，而兩端的SDH是同一廠商的，對于VC級聯(lián)的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)要求中間的SDH網(wǎng)絡(luò)支持VC級聯(lián)。對于這兩種方式，經(jīng)過測試，不同廠商基本上都可以實現(xiàn)互聯(lián)互通。第三種是不同廠家以太網(wǎng)映射和封裝協(xié)議互通。這也是網(wǎng)絡(luò)中比較急需的，如果可以在這個層次上互通，則不再要求以GE／FE接口與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)相連的兩端SDH設(shè)備（也就是進行以太網(wǎng)封裝和解封裝的設(shè)備）是同一廠商的�？墒沁z憾的是目前還沒有任何兩個廠家能夠互通。這主要有兩個原因：一是以太網(wǎng)映射方式不同，二是同一映射方式的選項不同。在2001年版本MSTP行業(yè)標(biāo)準中，對以太網(wǎng)到SDHVC的封裝格式并沒有嚴格限定，而是定義了3種標(biāo)準封裝協(xié)議：PPP、LAPS、GFP。從目前三種映射方式來看，相對于PPP和LAPS，GFP協(xié)議標(biāo)準化程度更高一些，它是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)映射到SDH／OTN的標(biāo)準方式，有著很好的市場應(yīng)用前景。
二是級聯(lián)方式。以太網(wǎng)映射到SDHVC的級聯(lián)顆粒不同，映射顆粒有VC12×n、VC3×n和VC4×n，級聯(lián)方式有連續(xù)級聯(lián)和虛級聯(lián)。當(dāng)以VC級聯(lián)方式承載的以太網(wǎng)業(yè)務(wù)進行跨SDH廠商連接時，要求兩個SDH設(shè)備供應(yīng)商的級聯(lián)可以互通。連續(xù)級聯(lián)的規(guī)范比較簡單，從實際測試上看，已經(jīng)有廠商實現(xiàn)連續(xù)級聯(lián)的互聯(lián)互通。目前的難點在于虛級聯(lián)互通，雖然ITU在2000年對虛級聯(lián)進行了標(biāo)準化，但有些廠商并沒有完全按照G．707去作，使不同廠商虛級聯(lián)功能無法互通。即使在封裝協(xié)議如GFP上取得一致，在物理通道上也無法互通。另外一個問題是由于虛級聯(lián)功能比較新，目前測試儀表尚不支持對于該功能開銷字節(jié)的測試，無法判斷設(shè)備功能的標(biāo)準化情況。
三是多方向匯聚能力。在環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)中，二層交換的多方向交換能力（多個線路VC端口到支路端口的匯聚比）是關(guān)系二層交換組網(wǎng)能力的一個重要指標(biāo)，端口匯聚比通過以太盤的內(nèi)部端口數(shù)（即內(nèi)部VC方向數(shù)）進行驗證，即從多個線路VC端口交換到支路端口的能力。端口匯聚能力越強，則系統(tǒng)組網(wǎng)能力越強。
四是以太環(huán)網(wǎng)。一些廠商采用二層交換實現(xiàn)以太環(huán)網(wǎng)，即物理層成環(huán)，MAC層通過生成樹協(xié)議組成總線型／樹形拓撲，這種以太環(huán)網(wǎng)可以使各節(jié)點共享環(huán)路的帶寬，提高帶寬利用率。但由于MAC層并未成環(huán)，環(huán)路流量不能雙向傳送。另外當(dāng)環(huán)網(wǎng)上的各節(jié)點競爭環(huán)路帶寬時，缺乏有效的環(huán)網(wǎng)公平算法，各節(jié)點實際得到的帶寬很難保證。雖然部分廠家采用了設(shè)置端口可保證帶寬和峰值帶寬等方式，可在一定程度上緩解環(huán)網(wǎng)不公平性的問題，但不能從根本上解決問題。目前技術(shù)發(fā)展的重點是具有RPR環(huán)網(wǎng)功能的MSTP。支持RPR功能是指在一個或多個用戶側(cè)以太網(wǎng)物理接口與一個或多個獨立的系統(tǒng)側(cè)的VC通道之間實現(xiàn)基于以太網(wǎng)鏈路層和RPR鏈路層之間的橋接處理的數(shù)據(jù)幀交換功能，并且應(yīng)支持用戶側(cè)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的透明性，保證對所有的二層、三層以上的協(xié)議透明。
五是LCAS（自動鏈路容量調(diào)整）功能。G．7042定義了鏈路容量調(diào)整LCAS方案。為了滿足帶寬需求，在虛級聯(lián)的源和宿適配功能之間提供一種無損傷的增加、減少線路容量的控制機制，它也可將部分失效鏈路移出。LCAS假設(shè)的前提是端到端通道的建立或刪除，容量的起始、增加或減少都是網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的職能。如果網(wǎng)絡(luò)中一個成員失效（級聯(lián)中的某一個VC／OPUk），系統(tǒng)可以自動減少容量。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)修復(fù)完成后，則自動增加容量。LCAS的操作是單向的，這意味著為了雙向增加或減少VCG的數(shù)目，該進程在相反方向也必須進行。兩個方向的操作相互獨立，并不要求同步。由于在MSTP上大量應(yīng)用虛級聯(lián)技術(shù)，LCAS的應(yīng)用越來越突出。LCAS的優(yōu)點在于第一提高了配置速度，不必在網(wǎng)管系統(tǒng)進行復(fù)雜的電路交叉配置。第二是增加或減少VC虛級聯(lián)數(shù)目時對業(yè)務(wù)無損傷。第三是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以動態(tài)地調(diào)整系統(tǒng)帶寬，不需要人工介入。
六是保護倒換方式和時間。目前在MSTP組成的環(huán)網(wǎng)中，由于SDH保護倒換時間比STP協(xié)議收斂時間快得多，系統(tǒng)采用的依然是SDHMS－SPRING或SNCP，一般倒換時間在50ms以內(nèi)。但測試時部分以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的倒換時間為0或小于幾個毫秒，原因是內(nèi)部具有較大緩存。SDH保護倒換動作對MAC層是不可見的。這兩個層次的保護可以協(xié)調(diào)工作，設(shè)置一定的“拖延時間”（hold－off），一般不會出現(xiàn)多次倒換問題。
張成良認為，CWDM（粗波分復(fù)用）傳輸技術(shù)的出現(xiàn)，使電信運營商找到一種低價格、高性能的傳輸解決方案，由于CWDM技術(shù)有低成本、低功耗、小體積等諸多優(yōu)點，在城域傳輸網(wǎng)有較多的應(yīng)用。ITUG．694．2（CWDM系統(tǒng)的光譜柵：CWDM系統(tǒng)的波長柵）定義了18個1270nm～1610nm的CWDM的標(biāo)稱波長，這些波長的間隔為20nm，這種間隔的設(shè)計允許在使用無致冷光源的條件下，幾個間隔較大的波長同時傳輸，無致冷光源的使用也正符合CWDM系統(tǒng)器件比較緊湊、功率低、成本低的要求�？梢姡珻WDM的應(yīng)用涵蓋了單模光纖系統(tǒng)的O、E、S、C、L等五個波段。對于CWDM的應(yīng)用，有幾個問題要討論：波長選擇與8、16波應(yīng)用、光纖的類型、與DWDM的比較等。CWDM系統(tǒng)最大的優(yōu)點是成本低，其承載客戶速率一般在2．5Gb／s以下，波長數(shù)目為8個或16個，傳輸距離短，一般在城域網(wǎng)接入層應(yīng)用。
那么IP城域網(wǎng)與傳輸網(wǎng)關(guān)系如何？張成良介紹說，目前IP城域網(wǎng)大多直接承載在物理光纖上，即獨立組網(wǎng)。采用這種組網(wǎng)方式，主要考慮了兩個因素。一個是經(jīng)濟性考慮，采用獨立組網(wǎng)方式，可以降低成本，特別是對于GE以上接口，目前傳輸鏈路還比較昂貴。另外一個因素是受到傳送網(wǎng)承載能力的限制。在IP城域網(wǎng)的核心層和匯聚層，主要是以2．5GPOS或GE接口連接，而目前有些傳輸設(shè)備提供這些業(yè)務(wù)接口還有一定的困難。
IP城域網(wǎng)獨立組網(wǎng)存在一定的問題。一個是缺乏傳送網(wǎng)絡(luò)提供的有效保護和恢復(fù)。另一個問題是對光纖資源占用比較嚴重，特別是在接入層。由于10M／100M以太網(wǎng)鏈路和155MDSLAMATM鏈路直接占用光纖，接入部分的光纜消耗很大，利用率低。
一般認為，在核心層和匯聚層，傳輸網(wǎng)與IP網(wǎng)宜分別組網(wǎng)，即傳輸與IP節(jié)點設(shè)備分離，但IP網(wǎng)的承載可通過光纖直連，也可由傳輸網(wǎng)的帶寬通道提供。在接入層應(yīng)向統(tǒng)一組網(wǎng)的方向發(fā)展，以傳輸與IP數(shù)據(jù)節(jié)點設(shè)備融合為主，實現(xiàn)多業(yè)務(wù)的綜合接入、傳送，有利于節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資、提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。
最后，張成良總結(jié)說，城域傳送網(wǎng)的技術(shù)還處于快速發(fā)展中，在實際應(yīng)用中還會出現(xiàn)一些新問題和新方法。但是在相當(dāng)長的一段時間，基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點MSTP仍將是主流技術(shù)，相信在2003年內(nèi)各廠商的MSTP新版本會投入市場。對于運營商來說，實現(xiàn)不同廠商MSTP物理口的互聯(lián)互通，特別是以太網(wǎng)映射方式、級聯(lián)方式和LCAS的互聯(lián)互通性、互操作是當(dāng)務(wù)之急，這將保證不同廠商設(shè)備組成的SDH網(wǎng)絡(luò)對于以太網(wǎng)業(yè)務(wù)成為透明通道，為更大范圍地組織二層以太網(wǎng)絡(luò)和降低網(wǎng)絡(luò)成本提供條件。