黃 兵
（中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司,湖北,襄樊,441104）
摘 要：首先描述了下一代SDH的定位以及發(fā)展歷程,其次介紹了下一代SDH所采用的核心技術(shù),最后簡(jiǎn)要闡述了針對(duì)未來智能光網(wǎng)絡(luò)的一些觀點(diǎn).
關(guān)鍵詞：城域網(wǎng)MAN;同步數(shù)字系列SDH;多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)MSTP;彈性分組環(huán)RPR;光分插復(fù)用器OADM;光交叉連接器OXC;光傳送網(wǎng)OTN;自動(dòng)交換傳送網(wǎng)ASTN
分類號(hào)：TN915.03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)：1004-5716(2004)07-0143-02
（一）下一代SDH的定位以及發(fā)展歷程
下一代SDH的產(chǎn)生與近年來興起的城域網(wǎng)建設(shè)密切相關(guān)，回顧從前，國內(nèi)幾乎沒有城域網(wǎng)（MAN）的概念，因?yàn)樵捯魳I(yè)務(wù)是主體，而本地網(wǎng)是一個(gè)大家都熟悉的字眼，本地網(wǎng)又分為市話網(wǎng)、郊區(qū)網(wǎng)還有農(nóng)話網(wǎng)�，F(xiàn)在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展比較快，雖然在運(yùn)營過程中還存在不少障礙和問題，但趨勢(shì)是明朗的�，F(xiàn)在，國內(nèi)各大運(yùn)營商紛紛提出各自的城域網(wǎng)建設(shè)計(jì)劃，而且開展得如火如荼，究其本質(zhì)原因，是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，即在長(zhǎng)途骨干網(wǎng)與用戶接入網(wǎng)之間消除"斷層"現(xiàn)象。因?yàn)槌怯蚓W(wǎng)將分布在不同地點(diǎn)(企業(yè)、機(jī)關(guān)、智能小區(qū)、商住樓、賓館、學(xué)校等等)的用戶業(yè)務(wù)進(jìn)行最大程度的整合、梳理、匯聚后，再送往骨干層，從而使網(wǎng)絡(luò)層次變得非常清晰，效率也得到極大提升。當(dāng)然，城域網(wǎng)內(nèi)部又可細(xì)分為核心、匯聚和接入層，要根據(jù)城市的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、容量大小等實(shí)際情況具體進(jìn)行規(guī)劃，不能"一刀切"。
從城域傳送網(wǎng)和城域業(yè)務(wù)網(wǎng)的關(guān)系來看，如果SDH傳送網(wǎng)只是完成對(duì)業(yè)務(wù)信號(hào)的透明傳送功能，即不具備動(dòng)態(tài)帶寬分配能力和一定的智能性，那么，業(yè)務(wù)層自身的壓力就非常巨大。這一點(diǎn)，老牌運(yùn)營商體會(huì)非常深刻，以往數(shù)據(jù)設(shè)備主要依靠光纖直連方式組網(wǎng)，傳送設(shè)備愛莫能助�，F(xiàn)在，老牌運(yùn)營商正在修正他們的建網(wǎng)思路，新興運(yùn)營商轉(zhuǎn)向在城域接入和匯聚層直接采用多業(yè)務(wù)傳送設(shè)備來分擔(dān)業(yè)務(wù)層的壓力，而且在某種程度上，可以減少設(shè)備投資和提高網(wǎng)絡(luò)的性價(jià)比。
因此，現(xiàn)在所指的下一代SDH設(shè)備就是指由傳統(tǒng)SDH設(shè)備發(fā)展而來多業(yè)務(wù)傳輸設(shè)備MSTP，綜觀國內(nèi)MSTP的發(fā)展，可以分為四個(gè)階段：第一階段是雛形階段（Original stage），在此階段，SDH設(shè)備采用數(shù)量較少的通道對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)透明傳送，可以為運(yùn)營商提供遠(yuǎn)程局域網(wǎng)互連，通常并不對(duì)外開展運(yùn)營整體功能較弱；第二階段是靈活階段（Flexible stage），在此階段，SDH已經(jīng)演化成為符合國標(biāo)要求的MSTP，除以太網(wǎng)透?jìng)鞴δ芡�，還能提供以太網(wǎng)L2交換以及ATM業(yè)務(wù)的接入和匯聚功能，設(shè)備功能煥然一新；第三階段是動(dòng)態(tài)階段（Dynamic stage），在此階段，RPR處理功能已經(jīng)融入MSTP，可以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用、公平的帶寬分配、更加嚴(yán)格的CoS和QoS以及愈發(fā)安全的用戶隔離功能；第四階段是智能階段（Intelligent stage），即在SDH傳送網(wǎng)的層面上，增加智能化的控制層面，從而快速響應(yīng)業(yè)務(wù)層的帶寬實(shí)時(shí)申請(qǐng)，并更多地采用交換式連接來建立SDH電路或波長(zhǎng)通道，還能根據(jù)實(shí)際運(yùn)營的需要隨時(shí)拆除、更新或重建電路或通道，為帶寬租用和光虛擬專網(wǎng)（O-VPN）等運(yùn)營場(chǎng)合提供了智能化的策略。
（二）下一代SDH的核心技術(shù)之：基于SDH的MSTP
目前，對(duì)于各運(yùn)營商的城域傳送網(wǎng)，應(yīng)從采用單純的SDH設(shè)備轉(zhuǎn)向下一代基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)（MSTP），目前國標(biāo)《基于SDH的MSTP技術(shù)要求》已經(jīng)成熟，引起了各方面的極大關(guān)注。MSTP可以基于多種線路速率實(shí)現(xiàn)，包括155/622Mb/s、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面，MSTP保留了固有的TDM交叉能力和傳統(tǒng)的SDH/PDH業(yè)務(wù)接口，繼續(xù)滿足話音業(yè)務(wù)的需求；另一方面，MSTP提供ATM處理、Ethernet透?jìng)饕约癊thernet L2交換功能來滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的需要。
MSTP可以提供ATM處理模塊，針對(duì)ATM業(yè)務(wù)接入，比如多點(diǎn)DSLAM接入到ATM骨干交換機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合（還包括未來3G的BTS接入到NodeB、或NodeB接入到RNC的應(yīng)用場(chǎng)合），通過VP/VC信元交換和統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能，將在若干節(jié)點(diǎn)分別接入的多個(gè)155Mb/s時(shí)隙收斂到SDH環(huán)的一個(gè)155Mb/s時(shí)隙，實(shí)現(xiàn)1：N業(yè)務(wù)收斂功能，節(jié)省了帶寬資源，同時(shí)所有業(yè)務(wù)可以共享ATM的VP-Ring保護(hù)；如果SDH的通道或復(fù)用段保護(hù)啟用，則可以屏蔽掉ATM的VP－Ring保護(hù)；此外，ATM處理模塊還可以提供PVC專線和ATM組播業(yè)務(wù)。
MSTP可以提供Ethernet的透明傳送功能，將來自用戶以太網(wǎng)的信號(hào)不經(jīng)過L2交換，直接映射到SDH的虛容器（VC）中，然后通過SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)傳送。目前，10Mb/s、FE甚至GE業(yè)務(wù)可以通過多種途徑在網(wǎng)絡(luò)中傳送，比如10Mb/s和FE業(yè)務(wù)可以采用VC-12或VC-3的虛級(jí)聯(lián)方式承載，而GE業(yè)務(wù)則可采用VC-4或VC-3/STS-1連續(xù)級(jí)聯(lián)的方式來承載。Ethernet over SDH的映射協(xié)議除采用PPP/HDLC或LAPS外，也可支持通用成幀規(guī)程GFP。
除透?jìng)鞴δ芡猓琈STP還提供L2交換功能，即在一個(gè)或多個(gè)用戶的以太網(wǎng)接口與一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立的基于SDH VC-N的鏈路之間，提供基于Ethernet MAC的交換，實(shí)現(xiàn)基于端口的VLAN、基于ID Tag的VLAN和虛擬網(wǎng)橋（Virtual Bridge）功能、全雙工流量控制、帶寬共享、端口匯聚以及相應(yīng)的STP處理和保護(hù)等。
MSTP中新型的鏈路容量自動(dòng)調(diào)整策略，即LCAS，可以實(shí)現(xiàn)：即使SDH的一些VC－N通道發(fā)生故障或出現(xiàn)告警指示信號(hào)AIS，可以根據(jù)相互的握手協(xié)議自動(dòng)降低承載帶寬，同時(shí)所承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不能有太大的損傷，即丟包率和時(shí)延可以降到最低程度；如果告警消失或故障恢復(fù)，所承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相應(yīng)要恢復(fù)到最初的配置帶寬。
從本質(zhì)上來講，彈性分組環(huán)RPR是跟SDH和現(xiàn)行MSTP全面競(jìng)爭(zhēng)的一種技術(shù)，但MSTP可以一定程度融合RPR技術(shù)，比如將RPR設(shè)計(jì)成為MSTP的一種功能模塊，從而實(shí)現(xiàn)帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用、公平的帶寬分配、嚴(yán)格的業(yè)務(wù)分級(jí)CoS和QoS以及真正意義上的用戶隔離功能。此外，RPR具備自己專用的保護(hù)策略，比如環(huán)回和主導(dǎo)方式，如果要與SDH保護(hù)協(xié)同起來，同理需要拖延時(shí)間機(jī)制來保證。
（三）對(duì)未來智能光網(wǎng)絡(luò)的思考
目前，客戶層網(wǎng)絡(luò)（包括傳統(tǒng)PSTN交換機(jī)、ATM交換機(jī)、IP路由器甚至圖像處理設(shè)備）和傳送網(wǎng)絡(luò)之間只是物理上的連接，或稱為"硬連接"，傳送網(wǎng)絡(luò)只是傻瓜式地將客戶層信號(hào)從一端傳送到另一端，而這樣的承載通道一旦建立，幾個(gè)月、半年、一年甚至更長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)輕易改變。而要做到智能化，含義就是：客戶層網(wǎng)絡(luò)需要多大的帶寬，應(yīng)該向傳送網(wǎng)絡(luò)提起申請(qǐng)，即實(shí)現(xiàn)"軟連接"，傳送網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該迅捷地響應(yīng)申請(qǐng)，并及時(shí)地提供一條最佳的連接通道，而且這樣的連接通道可以根據(jù)需要改變路由，也可以隨時(shí)被拆除和重建。
此外，隨著電信運(yùn)營思路的變革，尤其是在城域傳送網(wǎng)中，一些新興的運(yùn)營商希望從老牌運(yùn)營商租用一些帶寬，比如適量的SDH電路或波長(zhǎng)通道。那么，相對(duì)于老牌運(yùn)營商，新興運(yùn)營商就是客戶；而相對(duì)于新興運(yùn)營商，老牌運(yùn)營商就是一個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的管理者。他們之間同樣需要一個(gè)智能化的帶寬分配過程，省時(shí)、省力還省資金。
下一代傳送網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)期目標(biāo)是：采用自動(dòng)交換傳送網(wǎng)ASTN的體制，在現(xiàn)有的SDH/MSTP以及未來城域OADM/OXC/OTN的傳送平面上，引入一個(gè)智能化的、通過軟交換信令實(shí)現(xiàn)的控制平面，借以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的SDH電路配置、光波長(zhǎng)路由配置和最靈活的各級(jí)帶寬分配。
以SDH為例，前面也提到，傳統(tǒng)的SDH電路配置實(shí)際上是在網(wǎng)管系統(tǒng)的強(qiáng)行干預(yù)下而實(shí)現(xiàn)的永久性連接，耗時(shí)（可能需要若干天）、耗力（需要一定數(shù)量而富有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)房維護(hù)開通人員），而且效率根本不高，即使配置成功后也不會(huì)輕易更改。智能光網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)就是將傳統(tǒng)的永久性連接（PC）改造成為軟永久性連接(SPC)甚至交換式連接(SC)。業(yè)務(wù)層設(shè)備根據(jù)自身的需要，通過UNI信令發(fā)起帶寬申請(qǐng)，控制層面的各智能網(wǎng)元內(nèi)部設(shè)置呼叫控制器、連接控制器、路由控制器、協(xié)議控制器、策略控制器還有鏈路資源管理器等構(gòu)件，分工協(xié)作，共同完成智能化控制功能。智能網(wǎng)元間通過I-NNI或E-NNI信令協(xié)議處理，采取網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)自動(dòng)識(shí)別以及自動(dòng)鄰居發(fā)現(xiàn)等機(jī)制迅捷地建立連接通道，快速地為業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)建立承載通路，而且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況的需要，已經(jīng)建立的通路可以隨時(shí)被釋放和拆除，或者倒換到新的連接通路。這樣，整個(gè)傳送網(wǎng)發(fā)生了革命性的變化，即從原來傻瓜式的、靜態(tài)的網(wǎng)絡(luò)升華為交換式的、可以直接進(jìn)行帶寬租賃和直接進(jìn)行盈利的智能光網(wǎng)絡(luò)。
對(duì)于網(wǎng)管系統(tǒng)來講，兩個(gè)層面都需要管理，比如傳送層面的網(wǎng)元硬件故障（單板、子架、光纖接口等）需要上報(bào)給網(wǎng)管系統(tǒng)，而控制層面的故障（比如信令網(wǎng)故障、呼叫失敗、連接失敗、超時(shí)等）也需要上報(bào)給網(wǎng)管系統(tǒng)。由于增設(shè)了智能的控制層面，所以網(wǎng)管系統(tǒng)五大管理功能之一的"配置管理"可以大大弱化。
GMPLS意為Generalized MPLS，即通用的MPLS，在原MPLS的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)展，除了包交換外，還將TDM交換和光空分交換囊括進(jìn)來，并針對(duì)光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了改進(jìn)。GMPLS的初衷是自成一套"對(duì)等模型"體制，但現(xiàn)在看來，作為ASTN控制層面的信令處理比較合適。毋庸置疑，GMPLS的CR-LDP和RSVP-TE會(huì)成為兩種主流的信令協(xié)議。
作者單位：中鐵十一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司,湖北,襄樊,441104
