光網路

隨著運營市場競爭的加劇，網路的建設者們越來越關注在已有的網路中開發新的、符合市場需求的應用和服務，這使網路需要承載的業務類型大幅增加。如何在單一的基礎網路中實現多類型業務的有效承載，成為人們越來越關注的問題，並由此產生出一個新的技術術語--多業務傳送平台（MSTP）。多業務傳輸平台的實現方案較多，主要包括基於傳輸系統的多業務傳送平台（如基於SDH、DWDM等）和基於分組的多業務傳送平台（如基於IP、RPR和MSR等）。在當前實際的網路建設中，前者中應用最普遍的是基於SDH的多業務傳送平台，而後者所包含的各項技術均仍處於不斷發展完善之中。

基於SDH的MSTP的基本思想是在傳統的SDH傳輸平台上，集成2層乙太網、ATM等處理能力，將SDH對實時業務的有效承載和網路2層（如乙太網、 ATM等），甚至3層技術所具有的數據業務處理能力有機結合起來，以增強傳送節點對多類型業務的綜合承載能力。在當前實際的設備開發和應用中，如何有效承載乙太網業務是關注的重點。

基於MSTP承載乙太網業務的技術發展經歷了業務透傳承載和2層交換承載兩個階段。為了提高基於MSTP的乙太網的組網應用能力及業務性能，人們已經在此類節點設備中引入了大量新技術，如VC級聯與虛級聯，鏈路容量調整方案（LCAS），GFP/LAPS/PPP等標準封裝協議，基於乙太網的CoS分類、排隊和調度、流量控制等機制，802.1q VLAN和802.1 ad運營商橋接（VLAN堆疊）技術等。

隨著應用的不斷深入，人們發現僅僅引入上述技術還不足以有效滿足客戶層（包括用戶）的要求。為此，當前新的研究重點又發展到考慮如何將RPR和MPLS等技術內嵌入MSTP中。

通過內嵌RPR的MSTP承載乙太網業務時具有如下特點：簡化了環路內的分組處理過程、提高了環網帶寬的利用效率、支持快速的保護倒換機制、具有帶寬公平機制和業務分類處理能力、支持拓撲自動發現，以及可支持廣播和組播業務。RPR也存在一些問題，如缺乏細粒度的基於單個用戶的QoS保證機制，僅支持環型拓撲、難以提供端到端的用戶流量的標識和控制等。

通過內嵌MPLS的 MSTP承載乙太網業務時具有如下特點：能夠實現端到端的用戶標識和流量控制，具有合理的帶寬動態分配機制和端到端的QoS保證能力；通過使用MPLS標記，允許不同用戶使用同樣的VLAN ID，從根本上解決了傳統方案的VLAN地址空間的限制問題，由於採用標籤機制，MPLS的路由計算可以基於乙太網拓撲，因此減少了路由設備的數量和複雜度，優化了乙太網數據在MSTP中的傳輸效率。另外，能夠提供2層的VPN服務也是內嵌MPLS的MSTP所具有的一大特色，目前業界正在積極研究如何在 MSTP中實現2層Martini MPLS VPN的問題。但是，為了充分發揮MPLS所具有的上述優勢（例如實現MPLS VPN業務，並通過支持VPN成員的自動發現及動態配置以提高VPN業務的可用性），需要採用一定的信令和路由協議，實現相對複雜。

顯然，針對不同的網路應用環境和乙太網業務的流量模式，內嵌MPLS與內嵌RPR的MSTP各有優缺點，很難、也沒有必要一比高低。綜合兩種技術共同實現對乙太網業務的處理也是一種可以考慮的方法，此時，採用MPLS和RPR技術分別針對用戶流量和節點管道實施控制，並將2個不同階段的流量控制過程適當地關聯，能夠進一步提高 MSTP處理乙太網業務的能力。

基於分組技術的多業務傳送平台也是一類重要的MSTP解決方案，又有人稱之為MSPP，主要包括基於IP、RPR、MSR等的MSTP方案。基於分組技術的MSTP簡化了協議層次，降低了解決方案的成本，但同時也帶來了實現多業務（特別是對QoS敏感的實時業務）承載時QoS難以得到有效保證的問題。因此，該方案演進的主要目標是如何有效地解決QoS保證問題。

多年來，智能化的光傳輸技術一直為業內人士所關注，人們希望通過構建智能化的光傳輸網路來解決現有傳輸網路存在的兩個方面的問題；j傳統網路難以適應網上快速增長的數據業務所具有的不可預見性，實現網路帶寬的動態分配；k傳統光傳輸網主要依靠人工配置網路連接，耗時費力且難以適應現代網路拓展新業務的需要。ASON正是在這一需求的牽引下產生的。和傳統的光網路技術相比，ASON的優點均來源於它所具有的智能，具體來說是來源於“自動交換”。

無論是技術本身還是對於實際網路應用，ASON所帶來的先進性都是令人驚喜的：通過流量工程，允許將網路資源動態地分配給路由；採用了專門的控制平面協議，而不是通過只有少量原語集的網管協議實現網路控制，具有可擴展的信令能力集，支持多廠家環境下的連接控制；具有快速的業務提供和拓展能力，具有快速業務恢復能力，使網路在出現問題時仍能夠維持一定水平的服務；便於引入諸如按需帶寬業務、波長批發、波長出租、動態路由分配、L1 VPN等新的業務類型，使傳統的傳送網向業務網方向演進，可以提供各種不同QoS等級的區分服務，例如可以結合不同層面上的不同保護級別提供不同等級的服務。智能光網路是網路發展的必然趨勢，但它在網路中的應用將是一個逐步演進的過程。在這一演進過程中，需要考慮到以下因素的影響：設備的兼容性和網路建設的經濟性（包括建設成本、運營與維護、收益），業務的平滑過渡和新業務的引入，組網模式，節點技術的成熟情況，信令、路由和介面協議的標準化進展等。

目前，能夠部分支持 ASON智能的光節點，已經開始逐步應用於電信網路。從實際進展情況看，ASON大規模應用於網路各層面還需要一定時間，它將首先在長途骨幹網和城域骨幹網中得到應用，進而逐步向網路邊緣滲透。考慮到引入獨立控制平面所帶來的網路建設成本，具有完整ASON智能的網路節點可能不會大量部署在網路邊緣（如網路接入層）。在網路邊緣的一個可能的選擇是：由SDH ECC提供ASON控制平面所需的傳輸帶寬，如需要還應進一步對ASON智能進行適當的裁減以降低資源佔用，最終實現具有高性價比的智能光傳輸節點。

近兩年來，能夠普遍應用的基於單波道的最高傳輸容量一直停留在SDH 10Gb/s。40Gb/s的應用需求仍然存在，但它在節點技術、網路應用和系統的性能價格比等方面存在的問題仍然沒有很好地得到解決。另外，由於存在具有部分可替代性的解決方案（如DWDM），這也在一定程度上進一步影響了40Gb/s SDH系統走向商用的步伐。

從2001年至今，基於DWDM技術提高光傳送容量的最高水平基本保持在10Tb/s。OFC 2001和OFC 2002報導的有關光纖傳輸系統最高傳輸容量的記錄已經達到了10Tb/s。OFC 2003報導的研究成果最高僅為6.4Tb/s。另外，從國內未來2-3年幹線網路容量需求的增長趨勢分析，實際大量商用的DWDM系統的最大傳送容量基本保持在1.6Tb/s水平。

隨著城域網內傳輸帶寬需求的不斷增長，WDM系統越來越多地應用於城域傳輸網路。和長途光網路相比，城域光網路具有傳輸距離較短、拓撲靈活，以及接入業務類型豐富等特點。因此，應用於城域環境的WDM系統，在具有大容量特點的同時，還具有組網靈活、易擴展、低成本和易管理等優點。城域WDM系統包括城域 DWDM和CWDM。

應用環境的不同，使城域 WDM系統的設備配置及技術發展出現了一系列新的特點。由於城域網內的傳輸距離一般在100公里以下，因而相應WDM系統通常無須使用光放大器，對光收發模塊的要求也明顯降低。由於可能省掉光放大器，WDM系統波長數目的增加將不再受到光放大器有效增益帶寬（增益平坦）的限制，可以允許使用波長間隔較寬、波長精度和穩定度相對較低的光收、發模塊和合、分波器件，進一步降低系統成本。當系統的波長間隔擴大到一定程度（如大於2nm）時，就是CWDM。

CWDM也是城域光網路中值得關注的一項技術。和城域DWDM主要應用於城域骨幹網路不同，CWDM更多應用於城域網路的邊緣。CWDM對器件的要求比DWDM低得多。以分波器為例，DWDM系統中使用的100GHz（0.8nm）濾波器一般大約有150層，而CWDM系統中使用的2500GHz（20nm）濾波器只需50層，其成本比DWDM濾波器的成本少50%，而且預計在未來的2到3年內，實現自動化生產後的成本可望再降低1/3。

無源光網路（PON）技術是為了支持點到多點應用而發展起來的光接入技術。由於採用光纖作為傳輸媒質，並使用無源光分配網，PON避免了外部設備的電磁干擾和環境影響，減少了線路和外部設備的故障率，提高了系統的可靠性，同時節約了維護成本。窄帶PON幾乎沒有怎麼實際應用就被寬頻PON（BPON）取代了，BPON目前出現了APON、EPON和GPON這3種技術。

APON（ATM PON）是FSAN（全業務接入網）於20世紀90年代中期開發完成，並隨後確定為ITU標準（G.983）。由於存在複雜性高和數據傳輸效率低等問題，因此雖然APON的技術相對成熟，除了在日本有規模應用外，始終沒有得到廣泛的應用。

EPON（Ethernet PON）是IEEE組織“乙太網最後一公里（EFM）”研究組於2000年11月通過的標準。乙太網作為最流行的企事業用戶接人手段，具有建設成本、運營成本較低，可擴展性好，安裝維護容易等特點，具有很大的發展潛力。因此，人們對於通過將乙太網和PON這兩種技術結合以最終實現FTTH寄予了很大的期望。

GPON是FSAN組織於2001年開始起草的傳輸速率超過1Gb/s的PON標準。2003年1月，兩個有關GPON的標準（G.984.1和G.984.2）在ITU得到通過。GPON技術產生的一個基本出發點是：不同的服務需求對應不同的系統容量。GPON的幀結構不基於任何指定類型的格式，而是基於各種用戶信號原有的格式進行封裝。因此，它不但能夠提供高速的比特率，而且可以支持各種接人業務，特別是能夠非常有效地支持原有格式的數據流量和TDM業務。

和GPON相比， EPON最大的問題是其承載業務的總體效率不高。由於採用8B/10B編碼作為線路編碼，這本身就引入了20%的帶寬損失，再加上EPON適配業務的帶寬利用率只有60-70%，從而使它的總體效率只有50%左右。而GPON具有高比特速率（最高2.4Gb/s）、傳輸時不改變原有信號格式（即透明傳輸）、很高的傳輸效率（94%），以及能夠支持多種業務（TDM和數據）等優點，因此該項技術一經提出即備受關注。

GPON和EPON這兩種方案都不乏各自的支持者，究竟誰能夠在未來的應用中佔據主導地位尚難下定論。另外，雖然BPON技術無可爭議的仍將是未來寬頻接入技術的發展方向，但從當前技術發展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現廣泛應用於電信接入網路這一最終目標仍會有一個較長的發展過程。