中国联通承载网传输技术演进之路

传送网是业务网能够运行的一个前提和基础。因其承载业务类型多样，建设周期相对较长，所以需要适当超前于各类业务网络进行规划和建设。因此，传送网的转型是运营商优先关注的领域之一。在由基于TDM的窄带业务向基于IP的宽带业务转型趋势的推动下，运营商需要更充足的带宽资源、更弹性的承载方式、更融合的解决方案来支撑IP类业务和数据、固定、移动全业务。

　　 PTN不适合联通“综合业务”承载

　　 固网宽带业务、移动通信、大客户专线无疑是联通当前最重要的三大业务和增长热点，此外，IPTV业务、NGN业务和其它高价值增值业务也将在未来几年内不断发展，联通多业务综合承载趋势明显。

　　 当前基站采用E1/FE混合出口，最适合采用MSTP技术。由于MSTP支持二层交换、统计复用、VLAN等二层IP功能，可满足基站IP化后，语音IP业务高QoS的通过和宽带IP业务在传输网上的带宽收敛和共享。在应对目前基站业务承载、传输效率、保护、QoS、维护等方面，MSTP是目前最佳的承载技术，可满足3G基站未来2～3年的承载需求。因此，MSTP网络是当前固定语音业务、2G TDM业务以及3G的TDM和IP混合业务承载最主流的技术。

　　 而PTN利用PWE3技术实现多业务(TDM、ATM、Ethernet等)的仿真和统一承载。PWE3(Pseudo Wire Emulation Edge to Edge)是一种端到端的二层业务承载技术，属于点到点方式的L2VPN。在分组网络的两台PE(Provider Edge)中，利用LDP信令实现对PW(Pseudo Wire)标签的自动分发，利用RSVP-TE实现LSP标签的自动分发。通过隧道模拟CE(Customer Edge)端的各种二层业务，如数据报文、比特流等，使CE端的二层数据在PTN网络中透明传递。

　 　PTN融合了传送和数据能力，在以面向连接的方式实现IP化和电信级的同时，尽量去除一些复杂的协议和处理，降低网络复杂度和成本。

　 　PTN为实现数据业务的高效承载而诞生，通过高效统计复用功能、分组化的弹性管道可以“消峰填谷”进行带宽复用，相对SDH的刚性VC管道，能很好地提升带宽利用率。以Vodafone现网为例，其采用3:1的带宽收敛比，对于突发特征明显的数据业务，能实现高达50%的带宽节省。

　　 但PTN技术由于采用与现有的IP网络不同的技术体系，与现有的IP网络无法实现无缝融合，无法实现端到端的VPN规划部署，无法实现动态PW业务，网络灵活性、扩展性存在不足。其次，新建一张解决3G基站业务的PTN网络投资高，需要投入的维护力量多，因此，PTN只是一种过度性的解决方案，不适合联通综合业务的承载。

　　 如何实现MSTP的平滑演进?

　　 随着3G数据业务的发展，承载网面临宽带化挑战，需要带宽成本更低、带宽提供能力更强的技术替代TDM网络承载3G数据业务。PTN是解决3G业务的最佳技术，但不适合未来联通综合业务承载。

　 　通过扩容、EoS等方式，可以解决3G初期阶段的业务需求，但由于SDH的通道是刚性的，不支持统计复用，3G后期传送效率低。建设承载网不仅要考虑多种业务因宽带化发展带来的流量爆炸式增长、需要提高带宽资源的投资回报率等问题，还需要兼顾联通目前庞大的MSTP现网和长期存在的TDM业务。针对“技术可以革命，网络需要演进”的公理，承载网发展必须关注和现网的融合。经过多年的发展和完善，联通目前的MSTP网络已经非常庞大，如果现网的MSTP支持向PTN的平滑演进，无疑是联通解决3G业务承载时投资最小、见效最快的解决方案。

　　 联通目前新建的接入层传送多采用622M环，早期的155M接入环也大部份已经改造为622M环。一个接入环按照接入10个基站计算，可支持单基站50M带宽，基本可满足中长期3G业务的发展。接入层带宽的增加，会造成汇聚层带宽的急剧增长，这就面临着汇聚层的网络改造。如果能基于现网设备平滑演进，在汇聚层支持分组环和SDH环，分组环支持统计复用，这样在原有的SDH业务不改变的情况下，通过汇聚层的平滑演进，就能支持带宽的统计复用。

　　 图1所示方案，是通过汇聚层平滑演进，解决了汇聚层带宽收敛的问题，同时利用了原有的接入层网络。但随着数据业务继续增长，会发现接入层通过扩容的方式已经不能满足业务增长的需要，这时需要通过接入层演进，在接入层支持双平面，建立接入层的分组环。在维持原TDM业务不变的情况下，使快速增长的分组业务通过分组平面传送和管理，有效地降低数据业务增长带来的带宽压力。

　　 图2方案的关键点在于采用自上而下的方式，初期先改造数量相对较少，但容量相对较大的城域汇聚层，形成基于分组的城域汇聚网，同时该汇聚网具有对原有接入层SDH网络(对接入SDH承载的VC通道化的E1电路，或Ethernet Over SDH电路完成到PW的仿真和向分组的转换)和未来接入层分组网络进行Hybrid接入的能力;随着IP业务的逐步增加，传统业务的逐步减少，城域接入层逐步完成IP化;最后，业务实现了ALL IP，网络也随之完成了彻底的IP化改造。

　　 微波是综合承载的有力补充

　　 微波通信的特点：跨越空间能力强，能适应各种传播环境;投资少，见效快，无需线路建设，维护方便;具有很强的抗自然灾害能力，易于快速恢复;组网方便灵活，并满足各种通信业务传输质量的需求。微波的缺点：传输质量受大气、气候和地形等外界环境的影响较大;传输容量有限;微波厂家多，与现网传输设备无法统一网管。由于这些缺陷，目前微波主要用于光缆无法铺设、带宽需求比较小的场合。

　　 随着微波技术的发展，根据空口类型的不同，将微波重新分为两类。TDM微波，提供固定传送管道(调制固定，容量固定)，适合于传统2G业务和传统固网业务;IP微波，采用自适应调制(AM)技术，提供弹性传送管道，容量最高提升4倍，是面向3G和宽带业务的最佳选择。IP微波又可细分为Hybrid微波和Packet微波等。

　　 IP微波采用了许多新技术，从而克服了传统微波的很多缺点，比如可实现TDM业务、ATM业务、IP业务的统一承载;自动调整技术(AM)可根据天气状况自动调整带宽功能，使网络更弹性，语音等高级别业务始终受保障;带宽容量上则从PDH微波的几个E1提升到单载频最大800M，再通过单设备多载频聚合，空口带宽高达1.6G。一些厂家的微波设备，则可以直接与现网SDH或PTN设备统一网管、混合组网，从而解决了微波无法管理的问题，大大减轻了传统微波所带来的维护压力。

　 　新型的宽带化、IP化的微波将成为联通综合传输承载的有力补充。

　　 ALL IP促使OTN 统一传输网

　　 OTN，通常也称为OTH(Optical Transport Hierarchy)，是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代“数字传送体系”和“光传送体系”。

　 　从居于核心地位的G.709协议，可以看出OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域 (模拟传送)，成为管理电域和光域的统一的标准。换言之，OTN处理的基本对象是波长级业务，将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。

　　 从电域看，OTN保留了许多传统数字传送体系(SDH)行之有效的方面，如多业务适配、分级的复用和疏导、管理监视、故障定位、保护倒换等。同时，OTN扩展了新的能力和领域，如提供对更大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送支持，通过异步映射同时支持业务和定时的透明传送，对带外FEC及多层、多域网络连接监视的支持等。

　　 从光域看，OTN第一次为波分复用系统提供了标准的物理接口(服务于多运营商环境下的网络互连)，同时将光域划分成Och(光信道层)、OMS(光复用段层)、OTS(光传送段层)三个子层，允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM(运行、管理、维护)功能。为了管理跨多层的光网络，OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。

　　 构筑面向All IP的宽带传送网(BTN)，需要集成多种新一代技术，如WDM、ROADM、40G/100G线路传送、ASON/GMPLS、集成的Ethernet汇聚能力等，而OTN成为整合多种技术的框架技术，成为面向ALL IP宽带大颗粒统一的必然趋势。

　　 新一代OTN设备结合了WDM的容量、长距传输和OTN的灵活性、可管理性的优势。系统支持80个光通道，单波长最大带宽为40G，整个系统容量达到3.2T。系统集成了多维ROADM、完全无阻塞的ODU交叉和GMPLS控制平面，其解决方案优势集中体现在如下三个方面。

　 　集成WDM的OTN：提供对OTN协议的全面支持，如标准化的G.709封装映射、交叉连接、开销处理、FEC、多层连接监视(TCM)、光层OAM等。设备提供独有的三层流量疏导结构，光层的多维ROADM完成端到端波长业务的快速部署，电层的交叉连接矩阵完成本地业务的分插复用、必要的光信号再生和波长变换，可选的LAN switch功能完成以太业务(FE，GE)的汇聚，进一步提升带宽利用率。

　　 面向IP的Any ADM技术：系统在原有GE ADM技术的基础上，对ADM技术做了进一步的扩展，允许4路/8路任意协议、任意速率业务汇聚到一个2.5G/10G波长，并完成任意的基于接入业务颗粒的分插复用或交叉连接。Any ADM技术是对OTN网络的一项重要创新，使OTN设备对任意颗粒的业务都能够高效友好地接入、汇聚并完成任意时间、任意地点(站点)的分插复用(ADM)。ANY ADM使定位于网络核心的OTN设备可以扩展到城域汇聚接入层，满足宽带接入对网络带宽和灵活性的需求。

　 　智能光组网：内置的ASON/GMPLS控制平面可以统一管理光层和电层业务，完成自动发现(包括拓扑、光纤、波长发现等)、波长/子波长业务自动创建、自动波长/子波长业务的Mesh网络保护和恢复等。此外，OTN/GMPLS网络，允许运营商开展多种增值业务如leased wavelength、SLA、BOD、 OVPN等。

　　 新一代OTN传送和交换设备提供对IP/Ethernet业务的友好支持，提供透明传送和基于Ethernent的汇聚两种模式，允许FE、GE、10GE业务任意的复用、交换。对于IPTV业务特别设计了基于波长和GE颗粒流量的广播或组播能力。

　　 新一代OTN/GMPLS网络允许运营商端到端快速部署业务，彻底解决了传统WDM设备缺乏OAM能力、OPEX高昂的问题。OTN/GMPLS网络允许运营商直接在光网络设备上开展Ethernent(EPL、EVPL)以及存储(FC、ESCON、FICON及GE)等专线业务，从而降低了对多种层叠网络设备的依赖，通过可运营的光网络直接提供更高品质、更低成本的具有电信级可靠性的专线业务，从而令运营商获得了新的投资获利机会。

　　 GMPLS/ASON渐趋主流

　　 在数据业务蓬勃发展这个外因的驱动下，加之传统传输网络本身限制这个内因的作用，一种能够自动完成网络连接的新型网络概念—自动交换光网络(GMPLS/ASON)应运而生。智能光网络将SONET/SDH的功能特性、高效的IP技术、大容量的WDM/OTN和革命性的网络控制软件融合在了一起，形成了自动交换光网络，并将由此构成下一代网络的基础，从而为运营商提供一个弹性的、可伸缩的、可扩展的光网络，以提高网络的运营和管理能力，降低维护成本。在传统的光网络中引入动态交换的概念不仅是十几年来传送网概念的重大历史性突破，也是传送技术的一次重要突破。

　 　总之，光网络将从廉价的带宽传送网转向直接提供赢利的服务和应用的业务网。