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下一代传送网两种策略比较
2006年8月8日 10:35  来源:通信世界网  作者:李晗,舒建军
    在目前快速发展的通信网络中,业务的类型已经发生了很大变化,最明显的是现在网络分组化趋势上,许多骨干网超过90%的容量已用于承载IP业务。由于IP业务的迅速发展,IP承载网对传送网的带宽需求增长迅速,传送网的电路颗粒度也由2Mbit/s、155Mbit/s为主发展到2.5Gbit/s、10Gbit/s为主。在这样的背景下,原本以语音为对象而设计的传输网络已经不能更好地满足业务发展的需求,面向IP业务的下一代传送网架构呼之欲出。

    随着WDM技术的继续发展,传送网的容量问题已经基本解决。下一代传送网所关注的主要问题是:如何与IP承载网分工协调,在保障网络可靠性和满足业务QoS需求的同时,实现网络总体投资和维护成本的最优化。

    从网络运营角度来看,下一代传送网应该是通用、统一的传送层,不同业务网对传送层的需求是在统一的传送网中提供多张不同的逻辑物理网络(L1VPN)。统一传送平台是一张超大容量、稳定、可靠、安全的基础平台,在此基础上要能够高效、透明地传送IP/MPLS为主的业务,并且具有灵活调度能力和多种保护恢复策略。

    从技术角度来看,以WDM为基础的OTN能为客户层信号提供在光域上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的能力,在骨干层面最有希望成为下一代的统一传送平台。采用IPoverOTN架构可以省去SDH层面,网络结构更简单、投资和运维成本更低,是网络的演进方向,而SDH将逐渐被推向网络边缘。

    目前,由于OTN的组网、交换、保护和管理技术还不成熟,WDM基本上是点对点的应用。为适应业务发展,可采用引入IPoverWDM和在SDH中引入ASON组建网状网两种策略。这两种策略各有优势,运营商应根据自己的业务需求、网络环境和总体发展策略,结合技术发展和成本分析,制定传送网的演进策略。 

    一、IP over WDM与IP over SDH(ASON)比较
   图1从OSI分层模型角度描述了各层的功能定位。与IP over SDH(ASON)相比,IP over WDM省去了SDH层面,减少了重叠功能,节约了SDH设备投资和相应的维护成本,在经济性方面具有一定的优势。然而,随着SDH层网络的逐渐被边缘化,其核心功能能否由IP层和WDM层分担,取决于业务需求和技术发展。
    随着IP业务的迅速增长和路由器技术的发展,路由器对传输的端口需求一般在2.5Gbit/s以上,SDH设备的汇聚和交叉功能基本可以由IP层和WDM层替代,而同步功能也可以通过POS口实现。选择IPoverWDM和IPover SDH(ASON)方案的主要考虑因素在于组网、保护恢复、经济性和演进的难易程度。

    1.组网能力

    SDH环网技术成熟,但随着网络规模和业务量的不断增长,SDH环网的灵活性、可扩展性、抗多点失效能力差的局限性越来越明显,并且网络组织结构也很难符合业务网的流量流向发。ASON网状网的多方向组网能力,具有非常高的灵活性和扩展性,并且可抵抗多重故障,提高了网络的可靠性。

    目前WDM层网络是由点对点链路组成,没有节点交换技术,组网能力弱,但由于IP层具有强大的组网能力,IPoverWDM架构暂时能够满足组网需求。另一方面,为了减少IP网的端到端的路由跳数,提高网络质量,保证网内各路由器间链路的物理路由不相关性,避免光纤中断等单个物理层故障导致IP网发生多处链路故障,从而引起路由剧烈震荡,IP层网络拓扑设计也更加复杂,并且对光缆网格的密度要求也更高。

    2.保护恢复

    SDH的环网保护技术非常成熟,其50ms保护倒换性能仍然是运营商采用SDH的重要原因。ASON网状网支持多种保护恢复方式,1+1保护满足50ms性能,动态恢复大约在几百毫秒,可以抗多点失效。

    目前,比较成熟实用的IP层保护恢复技术有FRR和IGP收敛等。FRR基本能满足50ms的节点和链路保护要求,但是其实施条件十分苛刻,配置过程也非常复杂。此外,TEFRR存在扩展性问题,且增加了路由器负担,不宜大规模部署。IGP快速协议收敛的收敛时间和网络规模、业务量密切相关,一般从几百毫秒到秒级不等。

    如果只采用IP层保护恢复机制,为了能够对光缆故障进行恢复,IP层需要更多的冗余资源。有的光缆故障事件会导致80%以上IP的10Gbit/s链路中断,这种中断会对IP网络造成很大的冲击,并产生协议和性能振荡,甚至影响到业务。

    目前,IPoverWDM网络只能做到99%~99.9%的可靠性,如果引入传送网保护,则可靠性可精确到99.99%。可以看出,传送层的保护恢复是保障网络电信级品质的基础。另一方面,采用1+1保护会造成50%的资源冗余,而ASON的恢复速度还不能做到IP层无法感知的程度,如果同时采用两层恢复机制,则需要对IP网络设置一定的Hold-off来实现,IP层的故障恢复时间将会延长。

    总之,IPoverWDM更适合承载低QoS业务,或者应用在线路故障较少、光缆资源丰富的地方;而采用IPover ASON承载高QoS业务时,通过层间保护恢复机制的联合设计,能够大大提高网络性能和可靠性,减少IP层的冗余资源,提高线路资源的利用率,甚至能够节省综合网络建设成本。在规划、升级网络时,需要综合考虑网络应用目标和具体网络状况,联合设计传送网和IP层的保护恢复机制。

    3.经济性

    与IPoverSDH(ASON)相比,IPover WDM省去了SDH层面,减少了重叠功能,节约了SDH设备投资和相应的维护成本。另一方面,在IP over WDM架构中,造成IP网超额提供的原因除了要满足业务QoS要求之外,最主要的目的是提供网络的保护和恢复。针对IP层本身的故障(如设备宕机、线路卡板损坏等),IP层需要有冗余设计。针对IP链路的失效,特别是具有相关性的多条IP链路失效问题,IP层需要有更多的冗余,这种冗余需要增加POS口的投资和相应WDM系统的投资。

    目前大量的SDH设备已经具备网状网组网能力(如MADM、DXC等),ASON是在传送平面上增加了控制平面,实际上就是增加了控制层软件,投资和运维成本增加不多。

    采用这两种方案的投资成本需要进行定量分析才能得出。对于网络跨度较小而网格密度较高的网络,节点设备的投资(括路由器、SDH/ASON节点和WDM节点)占主要比例,则IPoverWDM方式经济性较好。对于网络跨度大,光缆网格密度较低的网络,WDM系统的中继型OTU型所占投资比例较高,IPover WDM的经济性优势不明显。

    4.演进比较

    从网络演进来看,将来IPoverOTN省去了SDH层面,SDH设备将被推向网络边缘。目前WDM设备基本不能平滑升级成OTN设备,但WDM的线路系统仍然可用。IPover WDM方式的退网设备更少,更容易演进到目标网。

    另一方面,对于高QoS需求的业务,由于SDH/ASON的保护恢复机制更加成熟,采用IPoverSDH/ASON演进方案更加稳妥。

    二、应用经验 

    目前,几乎所有大的电信运营商都拥有SDH网络。据不完全统计,在排名前20的运营商中有11家引入了ASON骨干网,有5家引入了IP over WDM网络,并准备向IPover OTN方向演进,具体如表1所示。
   从承载的业务类型来看,大量高QoS需求的业务仍然承载在SDH/ASON网络上,许多运营商采用IPoverWDM承载Internet等低价值业务,也有一些运营商在IP网轻载的条件下采用IPover WDM承载较高等级的业务。
 
 [关键词]:IP承载网 传送网 WDM  发表评论    【推荐】 【打印

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