光纖通信面臨全面升級(jí)

　　隨著FTTH技術(shù)的蓬勃發(fā)展，應(yīng)用在核心網(wǎng)、城域網(wǎng)等骨干網(wǎng)絡(luò)的光通信技術(shù)也面臨升級(jí)的挑戰(zhàn)。當(dāng)前，一個(gè)覆蓋光網(wǎng)絡(luò)各個(gè)環(huán)節(jié)的“光進(jìn)銅退”的全光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展前景已經(jīng)日益清晰地展現(xiàn)在我們面前。

　　核心網(wǎng)向ASON演進(jìn)

　　隨著IP業(yè)務(wù)成為網(wǎng)絡(luò)的主要業(yè)務(wù)量后，對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的動(dòng)態(tài)分配要求將越來越迫切，網(wǎng)絡(luò)最終需要實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)配置能力，即智能光交換能力，傳統(tǒng)的靜態(tài)交叉連接型OXC將升級(jí)為動(dòng)態(tài)交換型智能光交換機(jī)，于是一種能夠自動(dòng)完成光網(wǎng)絡(luò)連接的新型網(wǎng)絡(luò)概念——自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(A-SON)技術(shù)，應(yīng)運(yùn)而生。

　　ASON所帶來的主要好處有：簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，允許將網(wǎng)絡(luò)資源動(dòng)態(tài)分配給路由，優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)資源分配，提高了帶寬利用率，降低了建網(wǎng)初始成本，縮短了業(yè)務(wù)層升級(jí)擴(kuò)容時(shí)間，間接增加了業(yè)務(wù)層節(jié)點(diǎn)的流量負(fù)荷；簡(jiǎn)化了運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃、業(yè)務(wù)指配和維護(hù)的自動(dòng)化，降低了運(yùn)維成本，避免了資源擱淺；光層的快速業(yè)務(wù)恢復(fù)能力；快速的業(yè)務(wù)提供和拓展；減少了運(yùn)行支持系統(tǒng)軟件的需要，減少了人工出錯(cuò)機(jī)會(huì)；可以引入新的波長(zhǎng)業(yè)務(wù)，諸如按需帶寬業(yè)務(wù)(BOD)、分級(jí)的帶寬業(yè)務(wù)、動(dòng)態(tài)波長(zhǎng)分配租用業(yè)務(wù)、光層虛擬專用網(wǎng)(OVPN)等等。

　　總體上看，就傳送面來說，ASON的OEO硬件交換平臺(tái)已經(jīng)完全成熟商用，大規(guī)模OOO交換平臺(tái)的可靠性還有待實(shí)際考驗(yàn)，帶寬顆粒大，容量需求也不足。從控制面看，標(biāo)準(zhǔn)已基本成熟。UNI1.0完全成熟，已實(shí)現(xiàn)多廠家互通，UNI2.0的通用部分和RSVP信令部分業(yè)已完成；I-NII無需標(biāo)準(zhǔn)化；E-NNI1.0版本目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)同一運(yùn)營(yíng)商內(nèi)多廠家環(huán)境的組網(wǎng)，目前比較成熟的是信令部分，路由部分即將完成，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)部分更晚一些。從管理面看，由于控制面的引入，ASON的網(wǎng)管功能弱化，部分功能移交給控制面完成，有利于多廠家網(wǎng)管互通，估計(jì)不會(huì)成為制約ASON應(yīng)用的主要因素。

　　我國(guó)過去十幾年，光纖通信的發(fā)展一直是以點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路容量的擴(kuò)展為主線的。近幾年來，隨著高度動(dòng)態(tài)的IP業(yè)務(wù)的持續(xù)高速發(fā)展和專線業(yè)務(wù)的穩(wěn)步發(fā)展，以及網(wǎng)絡(luò)容量的相對(duì)寬余和競(jìng)爭(zhēng)的加劇，傳送網(wǎng)向動(dòng)態(tài)聯(lián)網(wǎng)的ASON的發(fā)展已經(jīng)被提到日程上來，建設(shè)一個(gè)大容量的高度靈活、動(dòng)態(tài)、可靠的傳送網(wǎng)已經(jīng)成為我國(guó)傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵和下一步發(fā)展的重點(diǎn)。

　　城域網(wǎng)：三大技術(shù)交相輝映

　　核心網(wǎng)問題解決后，城域接入網(wǎng)正成為全網(wǎng)的帶寬和業(yè)務(wù)提供瓶頸，也將成為最大的市場(chǎng)機(jī)遇。拓展城域網(wǎng)可以有多種技術(shù)手段，但最基本的是兩類：一是改進(jìn)以太網(wǎng)，并擴(kuò)展至公用城域網(wǎng)。二是強(qiáng)化SDH，擴(kuò)展至網(wǎng)絡(luò)邊緣并支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)——建立多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)(MSTP)。當(dāng)前，由于基于SDH的MSTP技術(shù)成熟、兼容龐大的現(xiàn)有SDH基礎(chǔ)設(shè)施，特別是采用了GFP、LCAS、RPR和MPLS等新技術(shù)新標(biāo)準(zhǔn)后，已經(jīng)能夠靈活有效地支持各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，增強(qiáng)了業(yè)務(wù)拓展能力，降低了網(wǎng)絡(luò)成本和投資風(fēng)險(xiǎn)，有助于實(shí)現(xiàn)從電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)的過渡和最終向融合網(wǎng)方向發(fā)展，在中近期將成為主導(dǎo)的城域網(wǎng)技術(shù)。然而，由于在城域網(wǎng)領(lǐng)域面臨以太網(wǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力，迫使MSTP在降低設(shè)備成本和提高業(yè)務(wù)提供靈活性上繼續(xù)改進(jìn)。重要的趨勢(shì)之一是結(jié)合MPLS，使MSTP和MPLS能互相依托，共同向網(wǎng)絡(luò)邊緣擴(kuò)展，從而可以充分利用MPLS靈活跨域支持?jǐn)?shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)的一系列優(yōu)點(diǎn)。

　　同時(shí)，以太網(wǎng)是一種十分簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，具有廣泛的軟硬件支持，成本低，擴(kuò)展性很好。因此，將以太網(wǎng)擴(kuò)展至城域網(wǎng)可以迅速經(jīng)濟(jì)地提供用戶所需的高速數(shù)據(jù)傳送和應(yīng)用業(yè)務(wù)。近來，電信級(jí)以太網(wǎng)的發(fā)展很快，已能提供多種業(yè)務(wù)，具有一定的QoS能力和網(wǎng)管能力，具備較高的生存性，不少技術(shù)已能提供50ms的快速保護(hù)倒換時(shí)間，有些技術(shù)還采用了數(shù)字包封器，利用前向糾錯(cuò)(FEC)和同步技術(shù)來改進(jìn)系統(tǒng)性能，延伸傳輸距離。各種標(biāo)準(zhǔn)化組織和廠家開發(fā)了很多新型電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)，諸如彈性分組環(huán)(RPR)、多業(yè)務(wù)環(huán)(MSR)、MACinMAC封裝、以太網(wǎng)環(huán)保護(hù)(ERP)、虛擬專用局域網(wǎng)業(yè)務(wù)(VPLS)等等。隨著網(wǎng)絡(luò)中IP、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)量的日益增加以及基于以太網(wǎng)技術(shù)的新型解決方案的不斷出現(xiàn)，電信級(jí)以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)平臺(tái)在城域網(wǎng)中的應(yīng)用將會(huì)越來越多。

　　隨著技術(shù)的進(jìn)展和業(yè)務(wù)的發(fā)展，WDM技術(shù)正從長(zhǎng)途傳輸領(lǐng)域向城域網(wǎng)領(lǐng)域擴(kuò)展。為了進(jìn)一步降低城域WDM多業(yè)務(wù)平臺(tái)的成本，粗波分復(fù)用(CWDM)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這種系統(tǒng)的典型波長(zhǎng)組合有三種，即4、8和16個(gè)，波長(zhǎng)通路間隔達(dá)20nm之寬，濾波器通帶寬度約13nm，允許波長(zhǎng)漂移6.5nm，大大降低了對(duì)激光器的要求。此外，由于CWDM系統(tǒng)對(duì)激光器的波長(zhǎng)精度要求很低，激光器模塊的總成本可以減少三分之二。從總體上看，對(duì)于光纖資源短缺的城域網(wǎng)或者大型城域網(wǎng)的核心層乃至未來的匯聚和接入層面，城域WDM多業(yè)務(wù)平臺(tái)都將是一種有長(zhǎng)期技術(shù)壽命的通用解決方案。CWDM多業(yè)務(wù)平臺(tái)則最適合城域匯聚和接入網(wǎng)部分以及企業(yè)局域網(wǎng)的延伸和存儲(chǔ)網(wǎng)等短距離應(yīng)用。

　　接入網(wǎng)：寬帶PON風(fēng)頭正勁

　　隨著光纖在長(zhǎng)途網(wǎng)、城域網(wǎng)乃至接入網(wǎng)主干段的大量應(yīng)用，光纖接入網(wǎng)正越來越受到運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商甚至是政府的重視。特別是作為光纖接入最有發(fā)展前景的寬帶PON技術(shù)正面臨前所未有的機(jī)遇。這里所說的寬帶PON技術(shù)，是指基于以太網(wǎng)技術(shù)的EPON技術(shù)和具有吉比特傳送能力的GPON技術(shù)。曾經(jīng)風(fēng)云一時(shí)的APON由于技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備價(jià)格高，加之ATM網(wǎng)絡(luò)在市場(chǎng)的萎縮，很難在將來的光纖接入市場(chǎng)中占據(jù)一席之地。

　　目前EPON技術(shù)較為成熟，在國(guó)內(nèi)外已有較多的廠商推出了EPON解決方案，并在國(guó)內(nèi)開展試驗(yàn)和獲得了少量應(yīng)用。GPON技術(shù)雖然是運(yùn)營(yíng)商所企盼的能高效綜合各種業(yè)務(wù)的光纖接入技術(shù)，但其價(jià)格問題仍是運(yùn)營(yíng)商對(duì)這項(xiàng)技術(shù)感到困惑的關(guān)鍵要素，甚至有人認(rèn)為，對(duì)于純數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入而言，選擇簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的EPON就足夠了。EPON、GEPON的主要缺點(diǎn)是效率低和難以支持以太網(wǎng)以外的業(yè)務(wù)。前者是由于采用8B、10B的線路編碼，引入20%的帶寬損失，再加上其他開銷，可用負(fù)荷僅50%左右，而APON和GPON都采用NRZ擾碼為線路碼，沒有帶寬損失。再加上承載層效率、傳輸匯聚層效率、業(yè)務(wù)適配效率等原因，使EPON、GEPON總的傳輸效率很低，大約僅為GPON的一半。

　　從技術(shù)角度看，GPON是BPON的繼承和發(fā)展。GPON繼承了BPON的很多基本特點(diǎn)，例如兩者都使用同樣的OLT核心技術(shù)，使用同樣的物理光纖設(shè)施和光功率預(yù)算等。另一方面，GPON采用了一些最新的技術(shù)成果，除了最重要的GFP封裝外，還包括前向糾錯(cuò)等新技術(shù)。從提供的業(yè)務(wù)看，GPON不僅可以提供10Mbit/s、100Mbit/s、1Gbit/s的業(yè)務(wù)，而且可以提供VLAN業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)?？偟目矗珿PON速率可達(dá)2.4Gbit/s；具有通用的映射格式，可適應(yīng)任何新老業(yè)務(wù)；具有豐富的OAM&P功能；對(duì)各種業(yè)務(wù)均有很高的傳輸效率，即便對(duì)于TDM業(yè)務(wù)也能靈活、高效、低開銷傳送。GPON可以幫助運(yùn)營(yíng)商完成從傳統(tǒng)TDM語音電路向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡，在運(yùn)營(yíng)商從傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)全面向?qū)拵Ф嗝襟w業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)型中將發(fā)揮極其重要的作用。

　　(姚傳富 人民郵電報(bào))