IP与光网络技术的结合

广东省电信公司 李 洪

  概述

  目前,由Internet的迅猛发展所引发的IP业务增长很快,电信运营商正面对Internet高速增长而带来的机遇和挑战。由于传统的光传输技术SDH、DWDM主要是为满足话音业务而建设的,因而不能很好地满足数据,特别是IP业务增长的需求。为了降低成本,同时能够快速、灵活、特性化地部署和推广IP新业务,电信运营商需要对传统的光传输技术进行改造和升级。IP和光技术的结合(IP+Optical)就是一种很好的解决方案。IP层的优势是:业务智能,开通简便,适于数据包业务;光层的优势是:容量大,业务的恢复与保护功能强,运行稳定可靠。IP与光技术的结合将使得IP更加容易快速实施各种增值业务,IP在传输时省去不必要的中间转换过程,IP流量工程可以更好地利用光传输带宽,光传输平台可以对IP数据业务直接提供快速而有效的保护机制。

  伴随着低成本光器件、光开关、可调激光器和滤波器、超长距DWDM、路由器和DWDM系统的结合等技术的相继出现,光网络技术为IP与光技术的结合提供了可能。

  传统的网络结构复杂,存在多个管理层面和多种技术的组合,需要多个层面的配合才能为IP层提供业务。随着IP与光技术的发展,将可以实现直接在光传输层面承载IP业务。IP与光传输将可以实现统一的控制平面,从而使得IP与光传输网融为一体。

  目前,IP与光网络技术结合的标准有两个发展方向一个是Overlay重叠网模式,光网络对上层的多业务提供支持;另一个是Peer对等体模式,IP参与光网络的路由。其中,作为Peer模式的一个子集的Overlay模式进展很快,已有初步的产品出来,而Peer模式由于比较复杂,可能需要更长时间其标准才能成熟。

  2 IP+Optical长途核心网络的发展

  90年代末,随着IP业务带宽需求的进一步发展,原有N×E1线路的连接已远远不够用了,在这种情况下,出现了IP over SDH/SONET技术,通过SDH/SONET来为IP网络提供中继连接,把IP网的中继带宽提高到155 Mbit/s和622 Mbit/s。

当更高的IP带宽需求出现的时候,SDH/SONET网已经不能很好地满足需求,人们提出了IP over DWDM技术,其特点是:将IP网络放入互联光网络中DWDM直接提供传输格状网拓扑,以波长为交叉的级别,开放的协议。应该指出的是,这个时候的DWDM网络的智能性还比较差,承载IP网络所需要的波长和电路需要在各个DWDM设备上进行逐点配置,同时运行维护的工作量也比较大,也造成IP+Op tical网络的扩展性有限。

  光交换技术突飞猛进的发展,使得光波长路由器逐渐成为现实。光波长路由器为DWDM光网络系统赋予了智能化。光波长路由器是DWDM光传输系统的控制平面,通过与相邻节点交换控制信息对光网络系统的路由信息进行维护和管理。由于光波长路由器具有很好的智能性,使得承载IP网络所需的光通路的调度以及运行中的光路保护切换将变得非常容易,只需将所要调度的电路的起始点和终点通知入口端DWDM设备上的光波长路由器,光网络将自动计算出最佳光路由,同时建立起这条光通路。相对而言,光网络的智能化使得运行维护的工作量少了很多,因此网络的扩展性也就更强。

随着光波长路由技术的进一步发展,以及标准化工作的不断深入,光波长路由器间交换控制信息和建立光通路所用的协议MPλS多协议波长交换将逐渐可以与IP层面的MPLS多协议标记交换互通,从而为IP+Optic网络建立起统一的、开放的和标准的控制平面提供了可能,集成的控制平面将可以大大减少开放业务和网络维护的工作。IP+Optic网络将通过使用IP路由比如扩展的OSPF和IS-IS等和信令比如RSVP-TE等协议在核心和边缘节点完成光连接的建立等操作,MPLS-TE多协议标记交换—流量工程将可以横跨混合的“路由器/光”网络,光连接由入口IP路由器发起和控制,应用MPLS-TE协议将可以实现IP路由器间连接的快速配置或重新配置。

  3 IP+Optical城域网络的发展

  与长途传输骨干网一样,随着数据和IP业务的不断发展,在城域光传输网络所支持的业务中,数据业务特别是IP业务将占据越来越多的份额,并逐渐成为主流业务。为了适应这种变化,在光城域网络的技术发展中,IP与光网络技术的结合也将经历几个阶段。

  传统的光城域网络SDH/SONET主要是用于支持话音业务的。它的优点是具有良好的电路保护机制<50 ms的保护切换时间,同时运营商已经对SDH/SONET大量投资,并有十几年的管理经验;缺点是有一半的带宽是为保护切换而保留的,空的时隙被浪费掉,价格/带宽比较高。受到自身网络结构的限制,传统的城域SDH/SONET网络对IP业务的支持不够灵活,难于快速灵活地在城域范围内为IP业务提供服务。

为了适应城域IP业务发展的需要,城域SDH/SONET技术进行了一些演变,例如:提供以太网接口、虚容器级联、多种业务接口、统计复用、弹性分组环等。另外,随着波分复用技术在城域光网络中的应用,新一代城域SDH/SONET将拥有更高的容量。通过这些技术改造工作,城域SDH/SONET网将不但可以支持传统的电路业务比如:E1/E3、话音、专线等,而且可以支持基于包的新业务例如:10/100 Mbit/s以太网接口、千兆以太网接口、POSPacket Over SDH接口、光纤通道接口等。通过改造城域SDH/SONET用于支持大量的城域IP业务的做法,在短期内是相当安全和成熟的,但是改造的成本也是需要考虑的主要因素。

  为了较好地支持城域范围内的IP业务基于包的业务,同时又能够兼顾支持传统的电路。

摘自《电信技术》


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