1.3 传输网络的技术演进方向
传输网从模拟到数字,从以TDM为内核到以IP为内核,从低速率到高速率,一步步发展到今天,已经在带宽和容量上能够满足业务网的需求,技术已经不是制约发展的主要问题,需要考虑的则是运营效率和运营成本的问题。综合近年来的发展,下一代光传送网的技术趋势主要体现在以下三个方面。
1.基于ASON的智能光网络调度
目前,无论是运营商还是制造商都一致认为传送网智能化是传送网发展的方向之一。近几年来,随着IP业务的爆发式增长,对网络带宽的需求不仅变得越来越大,而且由于IP业务量本身的不确定性和不可预见性,对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。主要靠人工配置网络连接以优化网络资源连接的原始方法耗时费力、容易出错,不仅难以满足现代网络和新业务拓展的要求,也难以适应市场竞争的需要。于是,一种能够自动完成网络连接的新型网络概念—智能的自动交换光网络(ASON)应运而生。
ASON使用控制平面来完成配置和连接管理,以光纤为物理传输媒质,是由SDH和OTN 等光传输系统构成的具有智能的光传送网。根据其功能可分为传送平面、控制平面和管理平面,这三个平面相对独立,互相之间又协调工作。
与传统传送技术相比,ASON技术的最大特点是引入了控制平面。控制平面的主要功能是通过信令来支持建立、拆除和维护端到端连接的能力,并通过选路来选择最合适的路径,以及与此紧密相关的名称和地址提供机制。
从网络应用来看,骨干网目前采用大量的环网和点到点系统,只是部分采用了数字交叉连接设备。随着传送网向网状网演进的趋势越来越明显,通过引入智能光网络技术来增强网络的生存性,同时提高光通道的调度效率,并提供差异化的长途传送服务,提升网络的可维护性和可管理性。城域传送网是ASON网络应用的一个较好平台,目前城域传送网主要以环形拓扑为主,业务基于保护实现,故障保护时间为50ms。随着城域范围内数据业务越来越多,网络的目标恢复时间延长,业务的突发性和不可预见性增强,ASON可解决电路调度频繁、开通紧急、电路需求的不确定性等问题。
2.100Gbit/s及超100Gbit/s技术商用
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,10G技术主导了光网络15年之久,但伴随着100G产业快速发展,走向高度成熟,毫无争议地将成为通信史新的10年。
100G技术特点有:一是大容量,单波承载100G系统;二是低时延,100G光传输系统依靠超高的数据传输速率和相干光通信减少了传输时延;三是光纤光缆适应性强,40G系统的PMD受限,而100G系统的PDM容限值很高,使光纤光缆的色散不再成为系统限制因素;四是高集成和低成本,100G 单位比特成本是 40G 的60%~70%。
随着100G技术已成熟商用并实现规模部署,超100G正成为高速传输技术领域关注的热点。ITU-T、IEEE及OIF三大国际标准组织围绕超100G开展标准化工作,目前已启动相关工作并取得一定进展。预计到2016年年底,将出现200G/400G传输的实验网。
超 100G 技术作为未来高速传输的典型技术,其在全面部署应用之前还要经历不同的发展阶段,面临更为复杂的多种速率和技术体制竞争的局面。从过去20年的发展来看,高速光传输速率经历了基于单一强度调制的2.5G和10G、基于多种技术体制竞争的40G以及基于相干检测和偏振复用的QPSK的100G等不同阶段。针对超 100G 速率,如何实现高频谱效率(大容量)和长距离兼得的传输系统,并维持低成本的趋势,是面临的最大挑战。
3.SDN/SPTN成为网络发展方向
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,目前已成为传输承载的核心技术。与此同时,产生了一种新型网络架构理念SDN(软件定义网络),通过将网络控制与网络转发解耦合,构建开放的可编程的网络体系结构。SDN 认为不应无限制地增加网络的复杂度,需要对网络进行抽象以屏蔽底层复杂度,为上层提供简单的、高效的配置与管理。SDN 旨在实现网络互联和网络行为的定义和开放式的接口,从而支持未来各种新型网络体系结构和新型业务的创新。
SDN是一种全新的网络架构,其基于集中式控制、控制和转发分离、标准接口的开放等核心理念,提出了层次化网络结构,以构筑灵活的面向未来新业务的新网络。未来的网络,将有大量的App应用提供多种业务。通过SDN的集中式控制,运营商可以根据自身的业务需求来快速定制网络。
SDN网络架构划分为应用层、控制层、转发层,具有改变传统网络设备的转发与控制层的行为。SDN全新的概念将对传统网络造成冲击,现今网络设备并不兼容,所以未来将采取渐进式部署具有相应功能的设备。
在PTN设备上部署SDN功能,就形成了SPTN,即软件自定义的分组传输网络。针对SDN的网络架构,SPTN在三层架构上融合业界观点,开创性地提出了四层架构,即设备转发层、控制层、协同层和应用层。通过协同层的引入,可以更好地对多个控制器进行业务协同,更有利于实现诸如网管控制和控制器控制间的协同、网络多层(L0/L1/L2/L3 层)间业务协同以及多厂商控制器间协同等,给运营商带来更大的价值。
SPTN的优势和价值主要体现在开创性提出了网管集中式控制和控制器控制两条路线。通过网管集中式控制,可以通过私有接口实现存量设备的SDN演进;对新建设备,可以采用新增控制器使用标准接口进行集中控制。在这两者之上,通过协同器进行协同,从而顺利推进整网的SDN演进。
SPTN把网络的配置从过去很困难的、没有办法进行动态调配的技术平台,变成未来可以进行动态调配、以用户需求来进行配置的服务平台,真正实现了电信级质量与互联网体验的结合。此外,SPTN 带来网络可编程的优势,用户可以通过应用程序连通网络后台,这是面向未来业务的重要创新。
对运营商而言,SPTN的部署实现了网络的高效运维,基于高精度的SLA实现对每用户,每业务的可视化管理;网络流量优化由手动调整变为自动调整,大幅提升运维效率及带宽利用率。
传输网的发展始终是焦点问题,它是网络优质承载质量的基础,是国家“宽带中国”战略实施的保障,是信息化社会高速发展的关键。未来竞争的焦点是新业务、高带宽和高质量。谁拥有一个高水平的传输网络,谁就掌握了市场的先机。