2009年光网络发展趋势展望

01/07/2009,作者：工业和信息化部电信研究院 葛振斌 陈辉  
    过去的2008年，对通信界来说是非常不平凡的一年，诸如南方雪灾、“5·12”汶川大地震、北京奥运会以及最近的电信业的重组等事件，对光通信行业来说既充满机遇又充满着挑战。通信网络建设需要有更丰富的光纤路由、完善的光网络结构，同时确保光网络能提供足够大的容量，这些都给光网络技术发展不断提出更新更高的要求。

    2009年，光网络技术将在各种需求中继续向前发展，诸如大容量传输、分组传送、智能化光网络、PON技术等，本文将就以下几点预测一下2009年光网络发展趋势。

    40Gbit/s技术由成熟走向应用

    光通信最大的优势之一是能提供大容量、高速率的信息传输，它一直依靠此优势延续到21世纪。光传输从上世纪90年代开始，由622Mbit/s到2.5Gbit/s，由2.5Gbit/s到10Gbit/s大规模应用仅用了几年时间，但由10Gbit/s到40Gbit/s发展相对滞后，究其原因有两点：一是波分技术发展迅速，通过扩展大量的10Gbit/s波长就可以实现大容量传输；二是40Gbit/s传输性能对光器件要求更高，存在较大的难题。

    40Gbit/s网络传输具有较大的优势，主要表现为频谱效率高、设备成本低、网元简单、组网效率高等特点。40Gbit/s网络存在的技术难题突出反映在色度色散补偿、偏振模色散补偿、高光信噪比、调制格式选择、封装技术、交换机和路由器接口技术等。

    经过业内人士不断努力，通过前几年的实验和测试，2008年40Gbit/sWDM技术取得较大进展，主要表现在：在不同场景下可以灵活采用多种调制技术（如DQPSK、DP-QPSK、DRZ、DPSK、ODB等）。各种超级带外FEC编码的净增益已经达到10dB左右，为实际系统的设计提供了足够的功率预算。经中国电信测试，我国京广线以东地区敷设的多数光缆的PMD性能基本能够满足40Gbit/s的传输要求。40Gbit/s彩光口主要适用于城域网领域且已经成熟可用，而40Gbit/s白光口主要适用于长途网领域，目前已经趋近成熟。

    2008年上半年北电网络率先推出40Gbit/s光网络传输设备以适应市场的需求，并提出有助于运营商保护现有网络投资的便捷升级方案。此后不久，华为、中兴、烽火等国内厂商也相继推出了40Gbit/s商用系统。

    2009年将是40Gbit/s光网络逐步由成熟走向应用的一年，特别是以P2P为代表新的互联网大量应用，对带宽消耗不断加大，各大运营商主干传输网络上将大规模采用40Gbit/sWDM系统承载IP业务。

    分组传送技术成为网络建设主流技术

    在电信业务IP化趋势推动下，传输网承载业务从以TDM为主向以IP为主转变，面向TDM业务设计的SDH传输网技术已不能很好地支撑数据IP业务的传送需求，主要的问题表现在：基于固定的VC容器作为传送单位，粒度大、种类少，适配分组业务的效率低，难以动态共享；基于电路连接传送业务，配置复杂，实现数据业务所要求的全互联成本昂贵并难以维护；业务种类简单，难以满足新型动态数据业务的要求。

    随着电信分组业务需求加剧，近年来业内提出了电信级OAM和保护的分组传送技术，其核心意图是建立面向连接、多业务的分组传送网络。目前分组传送网络技术主要代表为PBT和T-MPLS。PBT技术允许对流量工程进行配置，以及采用有效的点到点的业务保护策略，可以在标准的PBBN上直接添加路由配置，在关闭MAC地址学习功能的同时，能够对广播功能进行管理，也可以避免MAC泛洪效应。同时，PBT具有MACinMAC特性，不仅可以支持接入以太网、城域以太网范围内的各种业务，而且因为再次封装，也可以支持基于MPLS的各种VPN业务。T-MPLS选择了MPLS体系中有利于数据业务传送的一些特征，抛弃了IETF为MPLS定义的繁复的控制协议族，简化了数据平面，去掉了不必要的转发处理，并增加了ITU-T传送风格的保护倒换和OAM功能。T-MPLS将具有和传统传送网络相似的OAM&P能力，端到端的维护，保护和性能监测，能够融合任何L2和L3的协议，构建于统一的数据传送平面，能够利用通用的控制平面GMPLS以及现有的传送层面（波长和/或TDM），CAPEX和OPEX将低于MPLS。

    目前来看，两种技术各有优缺点，并且存在争议，都需要不断完善。2009年，随着电信网络分组业务比重加大，运营商将采用成熟的分组传送技术建设新一代传送网络，逐步取代现有的SDH网络。2009年分组传输网络将首先在城域网络中得到应用，特别是用来独立承载以IP为主的分组业务优势明显，将分组业务承载逐步从传统的SDH网络中解脱出来。

    基于OTN的智能光网络建设加快

    传统SDH传输网业务调度颗粒小，传送容量有限，对于大颗粒宽带业务的传送需求显得力不从心。传统WDM只解决了传输容量，没有解决节点业务调度的问题；同时，作为点到点扩展容量和距离的工具，WDM组网及业务的保护功能较弱，无法满足大颗粒宽带业务高效、可靠、灵活、动态的传送需要。为了逃离这一困境，新一代基于OTN的智能光网络(OTN-basedASON)应运而生。

    智能光网络的提出已经有很多年，从最初的基于SDH的智能光网络开始，由于技术限制，加之SDH调度颗粒相对较小等劣势，始终没有发展起来。近年来，随着智能控制平面技术日益成熟，同时WDM网络大规模应用，基于OTN的智能光网络技术发展应用成为可能。它可以结合OTN技术综合SDH以及WDM的优点，即可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，实现业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护与恢复、管理及维护，形成一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量传送网络；同时又具有智能光网络的优势，即动态分配和灵活控制带宽资源、快速生成业务、根据客户需求（SLA）提供不同保护与恢复方式、提供网络动态扩容能力、提高网络资源利用率、提供更便捷的网络维护，加强网络安全可靠性和弹性。

    2009年，随着干线光网络的颗粒加大、光缆路由丰富、网络安全灵活性要求的提高，各运营商将会加快智能控制平面的建设，在省际、省内、城域骨干上采用基于OTN的智能光网络技术建设力度也将加大。

    PON网络建设形式多样化

    目前PON网络主要指无源光接入网，主要采用EPON和GPON网络技术。EPON/GEPON是IEEE提出的基于以太网的PON技术，已形成标准802.3ah，该标准主要由设备商推动完成。EPON技术优点是对以太网业务支持较好，产品标准和设备成熟度较高，缺点是对实时性业务支撑能力差，传输效率低，接入带宽相对较小等。GPON是ITU-T提出的基于ATM和GFP的PON技术，该标准主要由运营商推动，因此具有更周到的运营利益考虑，速率更高，可达2.5Gbit/s。GPON技术优点为接入带宽高、全业务支持能力强，缺点为硬件成本高、产品成熟度相对稍弱。

    光接入网由于采用无源接入设备、功耗低、光纤材料成本低、接入业务种类多、接入带宽大等优势，具有很好的发展前景。尽管PON网络前景光明，但受到建设成本、业务需求、现有网络基础等限制，一直发展缓慢。直到2008年，EPON技术才经过深入测试，并开始应用，PON网络建设开始提速。

    为了满足客户接入带宽需求，同时考虑网络建设成本，2009年PON网络建设将各式各样，表现为建设模式多元化，主要有FTTH、FTTN+DSL、FTTB+LAN等。PON网络技术将存在EPON和GPON相互竞争的局面，技术选择根据运营商的业务特点和发展情况而定，技术其实本身没有孰能孰劣之分，只有结合现有网络特点、客户需求去选择适合自身发展的PON技术。

    各大运营商对光网络建设需求分析

    2008年5月电信行业进行了新一轮的企业重组，国内大型全国性基础电信运营商由原来的6家变为3家，重组后各大运营商都面临着组织架构重组、网络融合及调整网络发展策略的问题。由于三大运营商重组的情况各不相同，因此，对于组织架构的重组和网络的融合也采取了不同的策略，新联通和中国移动的重组基本上只停留在了组织架构层面，二者在网络层面都不约而同地选择了基本保持现有网络架构不动的策略。而中国电信的重组由于仅仅是接收了原联通公司的CDMA网络资产和小部分原联通员工，组织架构层面重组的工作量较少，因此其在网络融合方面的动作在三大运营商中最大。下面将详细阐述企业重组对各大运营商在2008年的网络发展的影响并通过展望他们在2009年网络建设方面的发展策略来预测一下三大运营商在2009年光网络建设方面的需求。

    首先是企业重组对中国移动网络发展的影响。在重组以后，中国移动集团曾经就今后网络融合的事项召开专门会议，会议的主要精神是在铁通保持独立核算期间，要充分发挥各自网络资源优势，尽可能推动网络资源共享，但原则上不进行无偿的跨公司资产调拨，基本维持现状并本着谁“谁使用、谁立项、谁建设”的原则进行网络建设。因此，企业重组对中国移动和铁通原有网络影响不大，但是重组后的中国移动将面临全业务运营的挑战，发展固定宽带接入业务已经成为中国移动的必然选择。由于过去中国移动各本地网传输与接入网的建设基本上是以基站接入为目的，因此，其传输与接入网的网络整体布局尚不能够满足固定数据业务发展的需要。预计2009年中国移动各本地网将会先后启动城域传输网的优化和调整工作，依托原有城域传输网架构，新建一定数量的汇聚层光缆，再采用城域波分和MSTP设备组网，使得其城域传输网的布局适合未来固定宽带业务的发展。同时，在城域接入层面，中国移动各本地网的建设重点仍为基站接入，包括TD-SCDMA基站和GSM基站的接入，同时考虑一些固定宽带业务接入的需求，统筹建设一定数量的接入主干光缆。在接入传输设备的配置上，基站提供接入将以MSTP设备为主，固定宽带用户的接入将以PON设备为主，但需求的数量将十分有限。

    对于中国电信来说，2009年其光网络的建设仍将延续2008年的策略，建设的重点也将集中在接入网层面，主要策略应当是继续大力推进“光进铜退”，实施接入网光纤化战略。新建区域实现“光纤到楼、光纤到村”，加强城市已有区域的改造。“光进铜退”以FTTB为主，宽带接入技术将以PON接入为主，AG接入设备作为辅助，主要用于原有固定电话设备退网改造区域以及窄带用户需求较多的新建场景。在部分数据业务量较大的城市，城域波分系统可能会在2009年得到规模应用。但是，2009年中国电信光网络建设也将会出现一个与以往不同的建设内容，即CDMA基站传输的建设。2008年中国电信接手CDMA网络以后，对CDMA网络的整体架构进行了较大的调整，首先是将各本地网CDMA手机与电信固话用户的话务路由由原来的关口局调整为直接由中国电信各本地网的软交换汇接局TG进行疏通，同时对CDMA的基站布局进行了调整并开始了新一轮的无线网优工作。在中国电信各地的网络规划中，2009年将建设大量的CDMA基站，这些基站的建设将导致大量基站传输网络的建设需求，这将成为2009年中国电信光网络建设的最大特点。

    对于新联通来说，由于原来的网通和联通实力旗鼓相当，企业重组与整合的难度最大，因此2008年企业重组的主要工作放在了新的组织架构的搭建上,并于年底出台了各省公司的组织架构。根据新的组织架构，北方各省分公司将设置独立的“主体公司”和“移动网络公司”，其中“移动网络公司”的定位是为主体公司提供移动网络建设、运维的高效服务，并实行公司化运作。这也就意味着原先的网通和联通公司的现有网络总体架构基本上维持不变，但同时北方10省各省公司的网络发展策略也明确了“移动网络公司“的所有传输网络资源的需求将由原网通公司提供，包括基站和中继传输。为此，对于2009年联通公司的光网络建设需求需要分为南方公司和北方公司两部分来论述。对于北方公司，其光网络建设特点与中国电信类似，建设的重点将放在接入网层面，主要任务也是推进“光进铜退”，实施接入网光纤化战略，但是由于网通集团推行“光进铜退”的策略略晚于电信，其推进力度会大于电信。同时，对于接入设备的选择，原网通各省公司的策略也不尽一致，有的以FTTB为主，也有部分省份会以AG接入方式为主。另外，由于新联通北方各省公司要承担其“移动网络公司”传输网络的建设任务，GSM和3G基站接入传输网络的建设将会成为新联通北方公司光网络建设的一大特点。对于新联通的南方各省公司来说，其光网络建设的重点仍将集中在GSM和3G基站接入传输方面，同时也会兼顾一些固定宽带接入业务发展的需要，所采用的传输设备将会以MSTP设备为主。

    从骨干传输网层面来说，经过多年的建设，三大运营商的一干和二干长途传输网的网络架构已经趋于成熟，2009年基本上不会有什么大的动作，主要建设需求可能会集中在网络的进一步扩容和一些新技术的引入上，如40Gbit/s系统、分组传送技术、OTN以及ASON等，但是由于技术成熟度等各方面原因，这些新技术的引入多会以试验的形式出现，规模不会太大。

    总之，2009年，在国家电信业重组、3G业务开展、通信基础网络建设等大背景下，各大运营商必须采用高速率、分组化、智能化、宽带接入的光网络技术才能顺应未来通信发展趋势，为用户提供更好的通信服务。


来源：通信世界网