城域光网络建设策略

上海贝尔阿尔卡特光网络事业部
    作者：  张寒峥
1.前 言
    近年来虽然世界电信行业进入低谷，但光通信技术仍然得到了迅猛发展，新技术新产品层出不穷。降低网络的整体拥有成本（TCO）也随着电信运营商更加谨慎的投资而成为网络建设和规划时的首要考虑因素。其中强调技术先进性并不是唯一重要因素，可增值、可运营、可盈利的网络才是最终的目的。
    目前看来，2004年光网络市场有望复苏，城域网的建设和发展将是带动整个电信基础行业进入增长的亮点之一。  然而随着城域网络的不断扩张，如何节约网络中带宽利用度低，网络调度难的问题；如何提高光纤的利用度；如何满足多种业务的涌现；如何提高网络的智能化；如何提供增值业务服务等一系列问题摆在了运营商和设备供应商的面前。
上海贝尔阿尔卡特作为业界领先的电信设备供应商，愿意与大家一起研究和探讨网络演进和发展的方向。下面就智能光联网，多业务传送平台，城域波分复用，增值业务系统和网络建设中需注意的一些问题进行展开。
    关键词：ASON, New generation MSTP, Metro DWDM and CWDM, Value-added service platform, Total Cost of Ownership.
2.智能城域核心传送网
    目前，宽带接入，视频点播，虚拟专网等数据业务的蓬勃发展正促使人们在传统的静态光网络中引入动态智能控制机制，从而使新一代的光网络具有智能化和自动化，为实现高效的传送数据业务，发展按需分配带宽(Bandwidth On Demond)和提供不同服务等级(Diff-Service)的新型商业模式铺平了道路。同时，通用的智能控制机制也为最终实现多厂商，多运营商环境下的网络互操作提供了可能。可以说，智能光网络的提出对整个电信网络的规划设计，体系结构和运营机制都会带来深远的影响。
    智能光网络(ASON)是构建新一代光网络的核心技术之一，这种先进的技术和组网思路通过对光网络带宽实行动态分配和调度以实现有效的网络优化。在实际应用中对智能光网络技术可以采取以下发展策略：1），充分利用好现有网络资源，在保证现有投资的前提下，逐步引入新技术、新业务，做到少投入，多收益；2），坚持技术的标准性和网络的兼容性：标准的信令协议是智能光网络最重要的技术前提。因此，厂商所采用的是标准的协议还是专有的协议是评价方案优劣的基本尺度。同时，厂商的设备与现有网络的兼容程度也是评判的重要标准；3），根据自身业务和网络发展需要，合理的引入和开展新业务新运营模式，逐步向智能光网络演进。
    阿尔卡特是全球智能光网络的领先厂商，其先进的光交叉机1678 Metro Core Connect是业界唯一的既支持集中式又支持分布式控制平面的核心光网关设备。可以帮助运营商构建骨干网状传送网，增加跨环业务调度的灵活性；采用保护和恢复相结合的网络保护策略，有效抵抗网络多点故障，增强网络生存性。并引入智能光网络集中控制系统，向外提供标准的UNI接口，实现流量工程和带宽按需自动配置。提供OVPN、带宽按需分配，短期租线等新业务，增加新的利润增长点。通过内置的分布式信令软件GMRE(GMPLS Routing Engining)实现对业务的自动保护，拓扑自动发现和NNI信令的处理。对于传统网络的带宽配置则可以继续由集中控制系统来实现，未来两种方式并存以保证全网的端到端配置和性能监测。
3.新一代多业务传送平台
    对于中国的电信市场而言，2003年可以称为“城域网年”。随着骨干网相继完善，与运营商业务收入休戚相关的城域网络成为聚焦的重点，建立高效经济的支持多业务的城域网已经成为各大运营商的共同目标。
    MSTP是基于SDH平台、同时实现TDM、ATM、Ethernet等业务接入、处理和传送，提供统一网管的多业务传送平台。分析当前运营商的收入中，电路/租线业务仍然是收入的主流，数据业务虽然占据大量带宽，带为运营商带来的收入却并不高。MSTP所特有的SDH特性，可以完美支持电路业务的开展，同时其可内置的数据功能，也能对数据业务进行共享和汇聚，因此：网络建设中，若已经存在相当规模的IP网和ATM网， 则MSTP网作为原话音网的承载，具有最大的广泛性，可以作为现有IP网和ATM网的扩展和补充。若新建城域网，MSTP应当作为首选，其固有的对传统TDM和租线业务的支持，高可靠性和易管理性，在加上引入Ethernet， ATM等多业务板卡，使得网络建设可以达到最大程度的“统一”和“简便”。
    阿尔卡特是业界率先提出多业务传送平台(MSTP: Multi-Service Transport Platform)的厂商之一。作为传送网解决方案，伴随着电信网络的发展，MSTP的技术也在不断进步，经历了从支持数据业务透明传送的第一代MSTP到支持数据二层交换的第二代MSTP再到当前支持数据业务QoS保证的第三代MSTP的发展历程。第三代MSTP使用最先进的二层MPLS、分组环和GFP封装，LCAS和VCAT等新技术，支持业务端到端QoS，从而可以帮助运营商建设电信级的城域公网。多业务传送平台的下一步发展是在现有的MSTP的传送平面的基础上，增加自动传送控制层面，可以实现带宽的动态按需智能配置，从而为实现完全端到端的智能光城域网奠定基础。
4.城域波分复用
    受用户业务多样化要求和网络发展方向的驱动，特别是接入层业务带宽的显著增长和长途网密集波分复用DWDM容量的增加，城域波分复用技术得到了显著的应用。波分复用在城域网中的应用与其自身的技术特点有着很大的关系：1、支持多协议多业务，具有业务透明性。2、网络可扩展性好，拓扑灵活。3、提供光层面的性能监测，管理性强。4、多种生存性要求，多种业务保护机制共存。5、快速提供大容量的带宽需求。
    城域密集波分复用DWDM的出现，既解决了大容量业务的承载问题，也考虑了不同颗粒客户信号的兼容性，同时也为网上运行的业务信号提供了可靠的保护措施，是一种优选的城域网骨干层解决方案。 
    对于小型的城域网系统，或是大型城域网的汇接层和接入层，为了进一步降低成本，也可采用CWDM（Coarse WDM，稀疏波分复用）技术。由于服务商和运营商大幅度降低运营支出的需求，价格便宜，性能不俗的CWDM设备如上海贝尔阿尔卡特1692 Metro Span Edge，越来越受到制造商和运营商的青睐。而且越来越多的研究显示，在城域网中，在保证与DWDM系统相同的稳定性，可靠性和安全性的情况下，CWDM可使运营商获得更大的利润回报。 
    全透明的子速率复用器（TMUX）也是城域波分复用的亮点之一。可以将各种低速信号合并进一个高速光通道中，一方面提高信道利用度，另一方面也可方便运营商开展“波长批发”和“子波长出租”等新型业务。“全透明”的特使更可保证承载的业务信号即使采用私有协议时，仍可以完全在虚拟光纤网中进行互联。
    如今日渐兴起的SAN应用，如容灾备份，正是充分利用城域波分复用平台承载其高速传送通道（Fiber Channel），并可引入电信级的保护机制和性能管理。
5.增值业务系统
    如何在日渐激烈的市场竞争中处于有利的地位，吸引更多的用户将是电信运营商生存的根本和利润的最终来源。
    虚拟专用网服务（O-VPN）：使传输网营运商能够向租用其传输网带宽的大中型客户提供虚拟专用网管理服务(Virtual Private Network)，使最终客户可以直接管理网络运营商分配给自己的传输资源. 这些可被客户“看到”的传输资源就是传输服务的“虚拟专用网”(Virtual Private Network)。使网络运营商为客户提供专业的网络管理工具。
    上海贝尔阿尔卡特1355VPN的引入，可以大大提升电信运营商对重要客户的服务力度和质量，可以变传统的租线业务为新型的个性化服务，让最终用户自己拥有对网络电路的某种调配和监控能力，不仅使网络的灵活性大大提高，充分利用了网络的剩余带宽，同时还显著提高了电路的实施时间，充分响应最终用户对服务高质快速的要求。
    强大的网络优化工具：上海贝尔阿尔卡特的1356NT系统可以与其它网管系统配合使用，从而对传输网进行网络优化设计和规划，例如发现网络瓶颈，优化网络路由和利用率，故障分析和模拟等，从而协助运营商全面优化网络，真正做到网络建设或扩容的“有的放矢”。
6.建网中需注意的一些问题
6.1 网络总统拥有成本（TCO）
    TCO（Total Cost of Ownership），网络总体拥有成本，已经日渐成为各大运营商考虑组网方案的重点，也是设备制造商研发设备的准则。随着网络的扩展和业务的增长，设备的初期投资成本（CAPEX），将远低于网络的运营维护成本（OPEX）。
    一个高可靠性，易管理，可扩展性强且面向多业务的网络将有效降低网络的OPEX，并提高对新业务的响应时间。
    因此，是否具有全系列的产品，能否成为长期的合作伙伴将是运营商选择厂家的核心指标之一。
6.2 城域网建设中二层组网方案的选择 
    城域网建设必须考虑网络建设的现实性与网络随业务发展而演进的前瞻性。目前，MSTP已经成为城域网建设的主流，其中，基于MPLS的二层组网方案以其技术的现实兼容性和向下一代网络演进的先进性已成为城域网建设的新技术亮点，随着其协议的迅速成熟和标准的确定，必将成为城域网建设的主流技术。
    如何处理纯二层设备组网和与MSTP混合组网，是目前讨论较为热烈的问题。这里提出一个参考模型：
    在城域骨干层，由于数据处理量极其巨大，且考虑有可能与国家或省级数据骨干网直接相连，建议对数据的处理采用独立的核心路由器或三层交换机进行处理，充分利用集中交换的优势。这样，当核心网络需要升级或增加新的网络功能时，只需对这几个核心路由器或三层交换机进行操作即可，简便易行。这些核心设备间的连接采用GE或POS口进行，在网络建设初期，由于核心传输网的容量限制，可采用裸光纤直连。随着传输网的不断建设，容量的扩展，应该最终将核心数据设备的连接融入骨干传输平台，利用SDHMSTP或ION的基础实现高质量的业务保护，提升3层业务的可靠性。
    在汇聚层，可考虑利用MSTP平台的多业务功能，完成ATM，Ethernet等业务向骨干层的汇聚以及本层的带宽共享。该方案充分保证现有TDM业务的持续开展，同时兼顾数据业务的发展。由于网络数据层面考虑在骨干核心层集中进行3层交换，故在汇聚层可以采用简单但有效的方法：利用MSTP具有的2层功能，将数据业务汇聚至核心层。高质量要求时，更可采用上海贝尔阿尔卡特独特的2层Martini MPLS技术，提供电信级的以太网业务。在部分较大的汇聚节点，有较多的本地数据业务处理时，也可考虑直接与大容量的三层设备相连。利用MSTP功能对数据端口进行汇聚，降低系统互连的成本。
    在接入层，可以利用MSTP设备对客户信号进行收集和收敛。考虑到接入网、驻地网的竞争格局，设备还具备低成本、低功耗和紧凑的结构空间，并保持与业务配置管理的控制统一，保持运营支撑平台的统一。 这层中的数据业务，多为宽带接入业务，包括以太业务或xDSL业务。网络结构多为小型环网或星型连接。业务模式大多为集中汇聚类型，即涌向一个或两个集中业务POP点（位于汇聚层）。此时，在接入层设备中可考虑配置低成本的透传业务板卡，将业务流送至相应的汇聚点，在汇聚点上进行业务收敛并进入汇聚层。当然，对于较大的接入环，也可考虑引入2层数据功能，对数据业务进行必要的带宽规整，并提供一定的业务等级区分。
7.结束
    上海贝尔阿尔卡特全系列传输产品可为电信运营商提供全面、完整的一体化网络解决方案，为电信运营商建设可赢利网络提供强有力地支持，其先进的设计理念确保了产品的灵活性、可靠性和先进性，是电信运营商解决“网络建设现实性和网络演进前瞻性”问题的理想选择。