新一代传送网络的发展.pdf

李守国北京移动通信有限责任公司高级工程师 对传送网络的业务发展新需求进行了 深入的分析研究 各类新业务的发展对传送 网络提出了更高的要求 新一代传送网络必 须能够提供灵活充足的业务带宽 更多种类 的业务接口 智能化的业务调度与管理 并 能提供差异化服务质量需求和 保证 具体分析了 网络各部分对传送网络的 不同需求 提出了光传送网络的多业务化和 智能化发展方向 传送网络 多业务化 智能化 近几年 新型数据业务的急剧增长对传送网络提出了更高 的要求 而传统同步数字系列 环网由于对数据业务的支 持效率低下而不能令人满意 此外 普通波分复用 系统只 提供了原始的点到点大容量传送带宽 没有灵活智能的网络节 点也就无法真正实现高效的灵活组网 传统的静态网络资源配 置方式已经难以与数据业务无法预测的动态分布相适应 现有 网络急需一种新的突破来适应数据业务飞速发展的需求 以实 现网络资源的动态分配 从而更迅速地引入各种新的业务 因 此 如何更有效地释放光传送网巨大的带宽资源 更高效经济地 传送数据业务 提供良好的网络扩展能力 灵活的选路和链路配 置能力 经济有效的保护恢复机制和高效的网络管理能力 以及 传统光传送网络该如何发展才能适应新时期业务发展的需要就 成为摆在我们面前的重要问题 为此 有必要先具体分析新时期 业务发展对传送网络的新需求 新业务的发展往往会引发技术上的重大突破 进而促进整个 网络的演进和变革 而技术的发展 网络的演进和变革又会催生大 量的新业务 现阶段 新业务主要是指那些与公共交换电话网 话音业务不同的数据专线 宽带接入 和 业务等 从目前市场需求的统计来看 传送网络所承载的业务正从 以话音为主向以数据为主转变 不过 尽管因特网数据流量的增 长速度远远超过话音 但是基于时分复用的话音业务仍是运营 商主要的收入来源 市场上仍存在大量传统专线接入和交换需 求 因此 话音业务仍将是传送网络业务发展的一个重要方面 从技术和业务发展的趋势来看 数据业务将成为通信业务发展 的主体 相应地 数据业务所需的带宽也将以前所未有的速度发 展 数据业务的带宽需求和特性对传送网络提出了更高的要求 现现现代代代电电电信信信科科科技技技 和挑战 对传送网络的带宽需求更大 随着 流媒体 等业务的普及 带宽 需求日渐凸显 而用户对信息交互速度的忍耐时间 在不断缩小 传统的 专线早已不能满足用 户对带宽的需求 业务带宽需求正向 甚至更高的速率发展 同时 带宽的增长并不 是按照 定义的 等级离散递增 而是相对连续地增长 因此 面向新 型数据专线业务的传送网络必须具有小步长带宽 调节能力和良好的线路带宽扩展性 业务种类更多 所要求的业务接口更多 新一代传送网络与传统传送网络的一个重大 区别就在于它必须面对大量复杂的数据信号 并对 其进行有效调度和传送 因此对各种业务的归集 在一个平台上处理各种协议的能力就成为新一代 传送网络必须具备的重要能力指标 目前 话音业务基本还是以 接口进行 传送 传统的专线接口主要是 等 随着 技术的发展以及客户对带宽需求的增长 客户端设 备的接口逐渐以 替代了 业务仍具有一定市场 越来越多的数据存储需求也 对传送网络提出了接口需求 随着波分复用技术的 发展 以波长为调度单位的业务需求也向传送网络 提出了波长接口需求 为了满足不同消费群体的需求 传送网络需要 提供多种业务接口 目前来看 新一代传送网络至 少应能提供标准 准同步数字系列 及 等业务的接入 处理和传送接口 以及存 储网络接口和波长接口等 业务变化快 对网络的智能化要求更高 传统的光网络是一种基于业务规划而建设的 网络 带宽资源的一大特点是静态 资源管理主要 依靠人的规划和调度 所有规则取决于设计和操作 人员 资源调度主要通过手工对网络的节点资源进 行统一规划和指配 存在着相当大的主观随意性 操作复杂性和业务路径不确定性等问题 运营商对 业务需求的响应时间取决于人工在各网络节点的 资源查找 冲突资源的协调 全网相关节点资源的 统一指配等时间 因此响应速度较慢 随着各种互动性 实时性应用的增多 网络对 时延 信息交互质量和连通性的要求不断提高 而 视频点播 实时游戏等新型数据业务由于突发性 强 扩容频繁 与传统网络业务规划相矛盾 因此其 预测和规划不像传统话音业务那样易于把握 以前 的传送网络很少提到智能特性 主要是因为传送网 络的建设基于业务规划 业务变化很少 资源管理 完全可通过管理系统指配完成 随着业务量的快速 膨胀 业务更改频率加快 业务对资源网络的需求 变化加快 激烈的竞争环境要求运营商将业务提供 时间减少到数小时甚至几分钟 传送网络的智能特 性已成为现实需求 简化网络资源管理必须尽量减 少人为干预 明确网络资源管理规则 同时加强业 务网络与传送网络不同网络资源间的协调能力以 及网络资源对业务的敏感性 总之 新型业务的发 展要求传送网络具有智能性 差异化 需求加强 随着运营商之间的竞争日益加剧以及新业务所 占运营商收入的比重越来越大 为了提升客户的业务 体验 各种个性化技术和服务被陆续推出 由于各种 业务对网络性能的要求各不相同 例如实时游戏 视 频等业务需要网络具备良好的质量保障 应有低的时 延 但对误码性能等的要求并不是很高 而文件传送 业务却对网络误码性能的要求很高 对时延等不太关 心 因此不同客户 不同业务所要求的 性能也不 同 不同的 需求要求传送网能够区分不同类型 的业务 并根据不同的策略进行传送 发展对传送网络的新要求 业务的发展无疑将会深刻地影响到人们的 生活模式和行为 而作为 网络承载网的传送网 络将如何发展才能满足 业务的发展需求呢 目前 网络的建设在全球范围内都缺乏经 验 已运营 业务的几个国家的参考价值也都非 常有限 而传送网络作为业务的基础承载平台必须 在业务网络之前建设 其规划也必须对业务发展有 一定的预见性 以满足未来几年内 业务的需求 复用段 开销处理 再生段 开销处理 接口 二层交换 以太网接口 层处理 接口 接口 复用段连接 交叉连接 映射 接口 接口 再生段开销处理 准同步数字系列 信令业务管理 通用成帧规程 虚容器 点到点协议 上的链路连接规程 图 基于 的多业务传送设备功能结构原理 而无需对传送网络进行大规模调整 此外 传送网 络还应能与 网络共同发展 网 络 主 要 包 括 和 三种制式 分为核心网和无线接入网 这也是建设 传送网络的一个重要前提 三种 网络制式在接口类型及对传送网络的需求方面区 别不大 传送网络只需解决三个方面的问题 一是 核心网业务的连接 二是核心网与无线网之间的连 接 三是无线网中无线网络控制器 到 设 备基站 之间的业务承载 核心网是指交换机网络的互连 对 网络来 说主要是指跨省和跨地市业务 其业务主要由一级 干线和二级干线传送网络传送 对于 发展的不 同阶段 核心网内所承载的业务并不相同 例如对 的 和 而言 包括电路域和分组域 的业务传送 而对 而言则主要指分组业务的传 送 由于分组域主要采用 接口 因此传 送设备必须能够提供相应的接口适配能力 在 核心网中 普遍与电路交换机 或 同处于一个城市的中心机房里 因 此无线域与核心网之间的连接问题可以得到很好 的解决 与核心网之间常常通过 或 连接 一般不对业务进行汇聚处理 而仅 仅提供大颗粒通道透明传送 现有成熟的 与 之间常常通过 反向复用技术 后的 通道连接 由于 的容量将向大型化发展 因此其与基站之间的连接 将通过城域传送网的接入 层和汇聚层 这是建设城域 传送网时必须考虑的主体 内容 传送网络建设必须考 虑与上述接口的对接关系 在保证话音和数据业务实 时传送的同时 综合考虑网 络的安全性和可靠性 通过 各种保护机制对业务进行 保护 并考虑组网效率 使 传送带宽的利用率最大化 传送网络的多业务化 各种业务网络在降低端到端业务成本 提高整 体运营效益的环境下不断整合 具有融合 统一承 载特性的网络将逐步承担多业务传送的重任 由于话音业务仍是电信业务收入的主体 因此 从原有的业务传送平台向新的平台演进首先要保 证具有较好的 业务传输 保证 传统的传 送网业务传输平台以 结构为主 让运营商丢弃 依然可以发挥作用的网络去重建专门用于数据传 输的平台 显然是不切实际的 基于 的多业务 传输平台 技术能充分体现现有网络的优势 保护了运营商在现有 网络上的投资 同时可在 现有网络结构上通过软硬件的平滑升级 使现有网 络同时支持话音和数据业务的传输 既满足了运营 企业的业务质量保证需求 又具有良好的可扩展 性 因此得到运营企业的广泛青睐 基于 的 将多种不同业务通过虚容 器 或 级联的方式映射入 电路的各个 时隙 由 网络提供传输通道 支持话音 等多种业务接口 节点设备可以同时实 现 和以太网业务的接入 处理及传送 其 功能结构原理如图 所示 在充分利用 技术优势的基础上 对 网络业务支撑层加以改造以适应多业务应用需求 现现现代代代电电电信信信科科科技技技 将传送节点与各种业务节点融合在一起 构成业务 层和传送层一体化的 业务节点 即多业务传送 节点 基于 技术的 节点设备将传统的 复用器 数字交叉链接器 终端 网络二层交换机和 边缘路由器等多个独立的设 备集成为一个设备来进行统一控制和管理 通过统计复用提高了 通路的带宽利用率并减 少了局端设备的端口数 实现了现有 基础设施 的最优化 使传输设备从单纯地支持 等话音业务接口演进成支持 等 多业务接口 充分利用了 的网管能力 并且可 以与以前的 网络进行统一网管 简化了业务调 度 提高了系统扩展性 从而节省了运营成本 技术可以基于原来的 结构平滑升 级 在保证 业务服务质量方面具有较强的优 势 并具有强大的自愈恢复能力 不存在基于 的 和实时性等问题 对于数据业务 既可以在 设备上直接提供端到端的业务透传 也可以 利用二层交换和统计复用功能共享带宽 几乎透传 的 只处理 层 比处理 层的路由器 交 换机具有更小的时延和更强的 控制能力 能更 好地支持数据业务 用户带宽的增加 对传统专线来说不但涉及到 软件配置的更新 还会涉及到硬件升级 如某专线 从 扩容到 时 必须在传送网设备 上增开一个 端口并配备相应的电缆 但 扩容方案则不需要更改硬件端口 只需在软 件中增配带宽即可 而且链路容量调整机制 还可保证在不中断业务的情况下扩容 除了具有 的通道保护 子网连 接保护 复用段保护 双节点互联保 护 等保护措施之外 还具有光纤自组环网 弹性分组环 无线网状网 等保护机制 不同类型的保护机制可重叠配置 增 强了网络的可靠性 技术还可以提供不同的 业务质量等级 对高等级用户的服务质量进行重点 保护 适合当前大客户业务发展的需求 随着 业务的增加 网络的业务内容和节点 功能也将会有大的发展 可以很好地适应这 一需求 通过内部反向复用单元实现 到 的汇聚 从而大大地减少 侧的端 口压力和配置压力 并在 传送层面解决了 反向复用的问题 通过与 的结合可实 现从基站到 的 传送 充分体现了 从传送 向传送虚拟局域网 转变 的特征 兼容 网络 电路的同时 可以提供多种业务接口和处理能力 也可以根据网 络的发展来动态调整 网络的容量 为 运营商提供高效的传送方案 很好地适应 技术 的无缝演进 支持 转换 等 和 处理技术 和 技术可完成统计 复用 流量控制 路由保护等功能 提高了 业务 在传送网的带宽利用率 而 转换能够完成业务 的汇聚和接口适配 可作为传送组网的补充方案 设备还支持 技术 对未来以 方式承 载的 业务传送提供有力支持 针对 无线网络 面向宽带数据的特性 具有完善的可升级解 决方案 可充分利用传送带宽和 提供对动态数 据业务的支持 目前 正面向分组的细颗粒业务承载进 行优化 波分技术也在不断地融合相应的数据业务 处理能力 随着 对业务处理的不断优化 如 交换 波分等的引入 逐渐 成为满足多业务传送的资源网络 传送网络的智能化 目前 传送设备的发展方向一方面体现在 技术上 即提供分组业务的高效传送 另一方 面则体现在智能光网络技术上 即自动交换光网络 技术 传统的光网络大部分是固定的光链路连接模 式 在业务到来之前就分配好固定的波长和带宽资 源 无法根据网络业务的波动和网络拓扑的实时变 化进行动态的资源分配 传统的主要靠人工配置网 络连接的原始方法既耗时费力又容易出错 难以适 应现代网络和新业务拓展及市场竞争的需要 所谓 是在现有传送网络的基础上增加一层独立的 控制平面 并引入动态交换的概念 在网元中实现 一定的智能 在信令和路由协议控制下 由网元动 态 自动地完成交换传送功能 从而使光网络由静 态的传送网络变成动态的 可运营管理的网络 这 种智能自动交换光网络能够动态地自动完成端到 端光通道的建立 拆除和修改 实现网络带宽的动 态按需分配 快速灵活地提供新型服务 如光的虚 拟专网 波长出租等 使得光网络的管理 更加简单 减少光网络的运维管理费用 而且当网 络出现故障时 能够根据网络拓扑信息 可用的资 源信息 配置信息等动态地实现最佳恢复路由 网络结构 如图 所示 包含了 个平 面 传送平面 控制平面 和管理平面 用于为信令和管理信息提供通信通路的数据 通信网 也画在图中一边 传送平面 由一系列传送实体组成 是业务传 送的通道 在 中 传送平面中端到端的连接 是在控制平面的控制下建立的 控制平面 与传统光传送网 的一 个根本区别就在于控制平面的引入 控制平面使业 务提供者在提供快速可靠的呼叫建立的同时 能有 效地控制网络 它包括了一系列实时的信令及协议 系统 负责快速有效地对网络中的端到端连接进行 动态控制 如连接的建立 删除及修改等 管理平面 对传送平面和控制平面进行管理 类似