浅谈IP趋势下的光传送网新挑战

目前，IP业务逐渐成为电信网络的主导业务，目前传送网中承载的流量绝大多数已经是分组业务了。这一事实，已经在众多运营商的网络中得到证实。因此，作为电信业务的基础承载网，光传送网需要尽快适应电信业务类型的转变，对IP业务进行有效承载，以支持IP业务的迅速发展。但由于IP业务本身的不确定性和不可预见性，特别是IP业务的多样性、精细颗粒和大颗粒等特性对光传送网提出了新的挑战，这种挑战表现为随着IP业务的颗粒增大以及对处理能力更细化的要求，传统的光传送网（SDH/MSTP、基于SDH的ASON网络等）由于其自身存在的局限性而难以适应新要求。

业务IP化对光传送网的承载需求

光传送网承载业务的IP化、宽带化和多样化等特征必将对光传送网的承载能力提出新的要求。这些要求主要表现为以下几个方面。

（1）带宽需求

由于IPTV、TriplePlay和视频需求等宽带IP业务的迅速发展，对光传送网络带宽的需求变得越来越大。宽带业务的带宽需求如表1所示。

表1 宽带业务的带宽需求

目前，电信网中以GE/10GE、2.5G/10G/40GPOS接口为代表的大颗粒宽带业务大量涌现，SAN领域也出现了1G/2G/4G/10GFC的大带宽传送需求。飞速增长的IP流量需求直观地反应在了光传送网层面。根据市场预测，在未来5年之内，光传送网的带宽将以每年50％以上的速度增长；2010年，骨干网截面带宽流量将达到50Tbit/s以上，其中97%以上为数据带宽。

IP业务由于突发性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。光传送网需要对大量的大颗粒宽带IP业务进行高效的调度、传输和管理，才能满足带宽运营的需要。

（2）QoS需求

基于IP的语音、视频业务由于实时性方面的需求，对光传送网的时延抖动、丢包率等提出了更高的QoS要求。

综上所述，IPTV、TriplePlay和视频需求等宽带IP业务与传统的电信业务相比，具有更高的动态特性和不可预测性，需要光传送网提供更高的灵活性。因此，电信业务的IP化对光传送网的承载能力提出了更高的要求，例如带宽细分、QoS细分、业务的调度/检测能力、优化网络建设和运维成本（CAPEX＋OPEX）等。

新一代光传送网的关键在于从业务接口分组化到内核分组化，能适应电信业务的IP化以及网络和业务融合的发展趋势。

光传送网面临的新挑战

电信业务的IP化对光传送网的承载能力提出了新的要求，而当前的SDH、MSTP、ASON、WDM光传送网在应对这些挑战时由于其自身的局限性不能适应这些要求。

对于SDH光传送网来说，运营商起初主要考虑承载基于电路交换的TDM信号，对分组信号开始只考虑了ATM，未考虑IP等数据业务。当IP等数据业务出现之后，SDH技术将其简单地适配到SDH光传送网中，但是当IP等数据业务成为网络的绝对主导业务后，这种解决方案显示出不足。

作为SDH设备的改进，MSTP的内核采用VC-12或者VC-4的交叉粒度来完成以太网的分组传送，在面向群路侧的处理对象是VC-4。MSTP采用虚级联（VCAT）、链路容量调整机制（LCAS）技术来适应宽带IP业务，主要是以VC-12虚级联来提供企业专线、基站传输、以VC-3/VC-4虚级联来提供以太网FE/GE接口的透传等应用。

但是当IP业务丰富以后，VC-12/VC-3/VC-4这些带宽粒度和语音、视频业务的带宽需求很不匹配，如果都采用VC-12的粒度虚级联会带来设计上的困难和成本的上升。MSTP管道的刚性不利于提升带宽的利用效率，尽管LCAS功能可以动态调整虚级联管道带宽，但是使用范围和效果比较有限。因此，随着宽带IP业务所需的电路带宽和颗粒度的不断增大，以VC调度为基础的MSTP网络首先在扩展性和效率方面表现出了明显不足，这主要是由于MSTP所改善的是在用户接口一侧，但是内核一侧却仍然是电路结构，MSTP技术向分组处理或IP化的程度不够彻底。

作为传送技术与IP技术的融合，ASON传送技术及设备在传送网向分组传送方向前进了一步。但目前的ASON基于SDH技术，传送平面仍然采用SDH或者MSTP网络；ASON交换平台的核心结构仍为交叉式电路方式的时隙交换，不能有效利用统计复用特性；ASON的连接或是ASON设备的处理粒度也是VC-12或者VC-4，即便将来可以在基于OTN波分层面实现2.5Gbit/s的调度和基于VC-12颗粒的调度，其所处理的对象也无根本性的变化。

对于大容量的WDM而言，上述技术只解决了传输容量，而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手段，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。

综上所述，传统的光传送网对于基于分组的IP业务和新的业务提供方式，存在着业务指配处理复杂、带宽效率低、成本高、网络和业务扩展性差等缺点，不具备对IP业务的优化传送和对宽带数据业务进行汇聚和疏导的能力。

光传送网的发展趋势及演进

电信业务IP化对光传送网的挑战促使光传送网向下一代光传送网发展，而光传送网目前所面临的问题和需求则决定了下一代光传送网的发展方向。随着市场对传送网要求的不断变化，下一代光传送网将呈现诸多新趋势：

（1）网络边缘趋向传送和业务层的融合，并向智能化和内核分组化演进；

（2）网络核心趋向传送层与业务层分别独立发展，光传送网本身向业务网方向演变；

（3）网络垂直结构趋向扁平化，中间层薄化或淡出；

（4）网络水平的全光化趋势继续向用户延伸；

（5）组网方式开始从点对点和环网向网状网方式演进，并进一步向智能化光联网方向发展等。在这些新趋势中，光传送网分组化的发展趋势是光传送网从“多业务的接口适应性”向“多业务的内核适应性”转变和更好地适应IP业务发展的必然要求，分组传送网在全网的部署成为光传送网未来发展的必然选择。

光传送网向分组化方向演进的技术路线如图1所示。根据应用策略的不同，城域传送网和骨干传送网的发展趋势演进路线各不相同。城域传送网的演进路线是以电路交换为基础的接入层/汇聚层传送网络向分组传送网络（PTN）演进，以SDH/WDM为基础的核心层传送网络向以智能化大容量调度为基础的核心传送网络演进；骨干传送网的演进路线是以WDM为基础的骨干传送网络向以智能化大容量调度为基础的骨干传送网络演进。

具体来说，城域传送网核心层的演进路线是CWDM光传送网向以智能化大容量调度为基础的OTH和ROADM方向演进，基于SDH的MSTP以及基于SDH的ASON光传送网向基于T-MPLS的核心光分组传送网演进；城域传送网接入层/汇聚层的演进路线是SDH、基于SDH的MSTP以及基于SDH的ASON光传送网向基于T-MPLS的接入/汇聚光分组传送网演进。骨干光传送网的演进路线是IPoverPointto Point WDM首先在电层向IP over OTH方向演进，在光层向IP over ROADM方向演进，然后向IP over OTN方向演进。最后，整个光传送网通过引入统一的GMPLS控制平面实现光传送网向智能化的光传送网方向演进。其中，基于SDH的ASON进一步向基于“内核分组化”的智能光分组传送网方向演进，即向基于T-MPLS的ASON方向演进；IP over OTN向基于OTN的ASON方向演进。

综上所述，基于光的传送网向分组传送网的演进是下一代光传送网发展的必然趋势，而这种发展趋势的主要推动力就是电信业务IP化。