OTN时代将至 传送网走向统一化

2008/06/23,本文阐述了传送网统一演进的步骤、驱动力和基本原理。随着架构的变化，IP over L2 over OTN应用涉及的场景有：从TDM向分组演进的城域网解决方案，面向连接的分组内核设备将广泛应用于城域网以支持“全业务”场景;应用于城域核心网的IP/ETH over WDM(OTN)解决方案;提供波长业务的骨干OTN网络解决方案。本文总结了PTN和OTN设备的主要特性。为运营商提出了短期演进途径建议以及长期演进途径预测。

    一、 驱动力
　　动态市场正朝着更为丰富和日益个性化的万事按需的信息、通讯和娱乐环境变化发展。在这种环境下消费者和企业能够访问他们需要的任何内容、应用和业务——新型的令人振奋的IP化内容、应用和业务，例如IPTV(因特网协议电视)，VoD(按需点播)，语音、数据和视频三网合一业务，智能家庭，3G/移动，IP可视电话，多人网络游戏等。
　　随着流量的增长和变化，运营商需要一个多厂商的标准化网络，具备多层控制、端到端连接、可扩展性、简单性、高效而强大的操作功能，从而使厂商可提供差异化的竞争解决方案。为实现此目标，传送网将朝着灵活的、增强的控制平面、大容量以及光分组融合的方向发展，以降低投资支出和运营支出。传送网在下一代网络中仍占据重要的地位。

    二、架构演进
　　网络架构将从“IP over ATM over SDH over WDM”转变为“IP over L2(PTN/CE) over OTN”。网络拓扑将从环网转变为mesh网。未来网络架构见图1。未来网络将向融合和扁平化发展，见图2。
     

     

    城域解决方案将从TDM演进为分组网络。面向连接的、以分组(PTN)为中心的设备将部署于城域边缘汇聚层，以支持多样化的业务和提供QoS保证。与此同时，城域核心层将广泛采用IP/Eth over WDM(OTN)解决方案。
 　长途网络将成为具有波长业务指配功能的OTN网络，广泛采用光层(OCH)和/或电层(ODUk)交叉连接功能。主要特性为大容量、长距离、智能化链路交换，要求可靠的端到端业务指配、保护和恢复。

　　三、技术及特性
　　1. 技术趋势
　　在标准化方面，PTN/EoT标准的发展日益深入，意味着不久的将来商业条件的成熟。 OTN标准已经成熟，为了更好地支持大容量、多样化业务近来有少许变动。ASON标准对SDH网络控制提供良好支持，目前正朝着支持分组业务的方向发展。
　　在交换方面，从面向连接的SDH发展为支持T-MPLS/PBT的PTN/CE。利用波长/子波长(ROADM/PXC/OTN)交换进行大容量交叉连接。
　　控制方面，GMPLS/ASON控制平面可增强业务/连接/OAM功能。
　　容量方面，接入数据速率增至GE或10GE，甚至100GE。单通道光接口数据速率增至40G/100G或更高速率。
　　2. PTN(分组传送网)主要特性
　　容量：从接入层N×Gbps级到骨干层Tbps级;
　　PTN/CE保护：1+1单向/1:1双向通道保护，1+1/1:1子网连接保护，环保护、复杂拓扑保护;
　　业务感知：PW E3传输功能，以太网业务传输功能;
　　时钟同步：时钟频率同步，时钟相位同步，绝对时间同步;
　　MSTP/ROUTER和PTN/CE互通
　　3. OTN(光传送网)主要特性
　　交换容量：城域核心近Tbps级;骨干大于Tbps级。
　　传输距离： 城域核心小于1000km;骨干大于1000km。
　　接口：线路侧接口满足OTN标准;多样化的客户侧接口，如TDM(SDH、SONET、OTUk等)、分组(GE、10GE_LAN/WAN、等);多种业务汇聚、子波长交换功能;波长和子波长保护。
　　ASON/GMPLS控制：分组、VCs或ODUks采用电交换结构;Ochs采用多维ROADM或PXC。

　　四、向统一传送网演进
　　1. 渗透和集成
　　我们注意到分组的“渗透”趋势，涉及4个演进阶段：第一阶段，电路交换结构的传输设备及其表层的分组化特性;第二阶段，波长交换结构的传输设备及其表层的分组化特性;第三阶段，电层的以分组交换为内核的功能特性;第四阶段，波长级的以分组交换为内核的功能特性。第一阶段和第二阶段在某种程度上可同时并存(如NG-SDH、MSTP、MSPP)，虽然发生有先后;在第四阶段前，第三阶段将长期占据主导地位。中兴通讯认为光传输行业将进入第二阶段和第三阶段混合的时期，如图2的架构和图3的时间窗所示。
       
　　分组集成的趋势：光、分组趋向融合。主要有两种方案，一种是保留独立的层，该方案对于拥有大规模网络的运营商(如Tier-1 INO)更具吸引力。保留独立的层可实现最佳的功能以及最佳的性价比，同时符合运营商目前的运营模式，然而，此方案能否产生长期的成本效益值得怀疑。另一种方案是在单一平台进行功能集成，此方案对于运营灵活的二级运营商最具吸引力，然而，设备厂商能否在单一平台综合提供光、TDM和分组级的完善功能，存在较大技术挑战。
　　2. 短期演进(1~3年)
　　随着数据业务进入全盛时期，传送网的价值面临挑战。尤其对于大容量光传送网，支持语音、数据和多媒体应用的统一传送平台是非常诱人的选择。
　　短期内(1~3年)，3G和HSxPA的部署推动了数据流量的海量增长，但流量的增长并不与收入成正比。目前，数据业务仅占据总体收入的一小部分，实时语音业务在未来几年仍将作为运营商的根基而继续存在。
　　在全球范围内，考虑到运营商状况分散以及部署的时间不同，预计TDM业务将渐演变为全分组业务，在5~10年的时间内，为TDM/PKT混合传输。在一段时间内，TDM业务仍将是众多传输运营商的主要收入来源。面对差异化数据业务的特性和需求，“统一传送网”应运而生，其主要的前提是具有竞争力的总体拥有成本(TCO)以及实现数据业务的盈利提升能力。统一传送网必须同时支持TDM和分组业务的传送和交换、且考虑分组内核设备与电路内核设备的互通。
　　统一传送网的优点是网络简化、设备种类减少、CAPEX和OPEX降低。因此，统一传送网可提供多种业务。事实上，运营商的收入主要来自基于现有SDH/MSPP网络的TDM业务，一次性大规模地以统一传送网替换SDH/MSPP并不现实。为了降低复杂性，同时与现有SDH/MSPP网络平滑融合(包括互联和集成管理)，在引入统一传送网前，必须着重解决新传送网和现有网络的融合问题。
　　风险方面，统一传送网的引入将对现有组网架构造成影响，改变OAM模式及特性，同时，新的网络运营模式对运营商在管理和运维方面提出了新的挑战。
　　为降低风险，并保持积极的路标规划，以实现未来分组化的智能传送网，中兴通讯目前及以后推出的产品系列将为合理的演进方案提供支持，建议如下：
　　城域网包括TDM到分组解决方案的演进
　　面向连接的、以分组为中心(PTN)的设备将广泛部署于城域边际网，以提供“全业务”支持;城域核心网将采用IP/Eth over WDM(OTN)解决方案。
　　骨干网将演进为可提供波长业务的OTN网络
　　一般为长途 DWDM OTN传输设备，网络复杂时(例如Mesh状)设备应提供满足OTN标准的OCH和/或ODU层交叉连接功能。
　　3. 长期演进(3~10年)
　　以预见的发展趋势不仅包括采用ASON架构向以数据为中心的动态交换模型演进，从而实现自动的光通道指配，并在数据平面支持具有DXC或OXC(OEO)交换功能的NG-SDH/SONET/OTN，而且包括向IP/MPLS或GMPLS(具备OEO或OOO波长交换和/或电分组交换功能)架构演进，提供动态能力增强的GMPLS，从而支持各种传送模式、电路、突发和分组，并以集中或分布的方式将其部署于汇聚网。实现技术包括UNI/NNI、光路交换节点设计(如高度兼容的多维ROADM)、OXC以及支持分组业务的控制平面。
　　同时我们预测分组/突发技术将广泛应用于光层。2020年底前，有望实现OBS和OPS的部署，前者采用毫秒交换级的突发控制分组(BCP)对动态段，而非连续数据进行处理，后者直接在波长级对分组化信号进行处理。注意最新的SOA量子阱技术中，光缓冲的群速率<200m/s。其他所需技术，如全光再生/转换、光监视、快速光交换结构以及增加集成度都处于稳健的持续发展中。


来源：中兴通讯