光通信迎來全面創(chuàng)新高潮

   
　　雖然不像3G那么喧騰，但是光通信仍在悄然前行。靜下心來，品味一下光通信領域，我們就會發(fā)現(xiàn)其中正在傳遞出萬千喜人的信息。應本報邀請，信息產(chǎn)業(yè)部電信規(guī)劃研究院傳輸與接入網(wǎng)絡研究部副主任陳輝博士、信息產(chǎn)業(yè)部電信研究院通信標準研究所工程師李芳全面點評了本屆展會光通信發(fā)展趨勢。

　　下一代SDH（MSTP）成為復蘇引擎

　　雖說光通信的展版不是那么火爆，但這絲毫沒有阻擋光通信技術(shù)創(chuàng)新的步伐。 　

　　當前SDH技術(shù)仍然是現(xiàn)有電信網(wǎng)的主要傳送體制，然而，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的迅速發(fā)展和WDM技術(shù)的不斷應用所帶來的挑戰(zhàn)，SDH技術(shù)自身也在不斷發(fā)展和完善中，其在網(wǎng)絡中的角色和作用也有了一定的轉(zhuǎn)變，逐步形成了所謂下一代SDH設備的形態(tài)。以下一代SDH（MSTP）為代表的光通信技術(shù)近年來突飛猛進，已經(jīng)成為光通信復蘇的引擎。陳輝認為，本次展會上展出的下一代SDH設備技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)高集成度、多ADM集成和靈活的業(yè)務調(diào)度能力、多業(yè)務傳送能力、智能化管理四大趨勢。 　

　　具體說來，陳輝介紹道，第一，大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展以及光器件核心技術(shù)的成熟，促進了SDH系統(tǒng)的SDH處理專用芯片和光收發(fā)器等基礎技術(shù)的進步和成熟。下一代SDH設備高集成度表現(xiàn)為設備體積緊湊靈巧，端口密度高，在占用更少空間的同時提供更強大的接入容量和業(yè)務調(diào)度容量。集成度高，成為本次展會各廠家設備的一大特點。第二，多ADM集成和靈活的業(yè)務調(diào)度能力。傳統(tǒng)的SDH系統(tǒng)主要完成業(yè)務支路接口業(yè)務到線路接口的復用和傳送功能，業(yè)務調(diào)度能力弱。而下一代SDH設備的高集成度使在同一套系統(tǒng)中多個ADM集成在一起成為可能。在此同時，下一代SDH設備還融合了大容量的同步交叉連接矩陣，可以對多個ADM之間的業(yè)務進行靈活調(diào)度，從而構(gòu)成多ADM的形式，設備業(yè)務接入和業(yè)務調(diào)度的靈活性得到極大提高。本次展會各廠家基本上都展出了各自的多光口集成式ADM設備，主要區(qū)別在于交叉能力的不同。第三，多業(yè)務傳送能力。傳統(tǒng)的SDH系統(tǒng)只適合于傳送基于TDM的話音業(yè)務。而下一代SDH設備在保持傳統(tǒng)SDH對話音業(yè)務的支持優(yōu)勢的同時，融合了ATM技術(shù)和IP技術(shù)，針對不同的業(yè)務采用最佳的傳送方式，從而形成了統(tǒng)一的多業(yè)務傳送平臺。將傳送節(jié)點與各種業(yè)務節(jié)點融合在一起，構(gòu)成業(yè)務層和傳送層一體化的下一代SDH節(jié)點，亦即當前常說的MSTP。目前，MSTP技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了從支持數(shù)據(jù)業(yè)務透明傳送的第一代MSTP到支持數(shù)據(jù)二層交換的第二代MSTP再到當前支持數(shù)據(jù)業(yè)務QoS保證的第三代MSTP的發(fā)展歷程。第三代MSTP使用最先進的二層MPLS、分組環(huán)和GFP封裝等新技術(shù)，支持業(yè)務端到端QoS，從而可以幫助運營商建設電信級的城域公網(wǎng)。隨著近兩年各固網(wǎng)運營商寬帶上網(wǎng)業(yè)務的迅猛發(fā)展，MSTP設備成為各光網(wǎng)絡設備制造廠商競爭的焦點，本次展會上各廠商展出的MSTP設備均為第三代MSTP產(chǎn)品，也是本次展會中光網(wǎng)絡產(chǎn)品中展出最多的設備。第四，智能化管理。下一代SDH管理面向整個網(wǎng)絡，業(yè)務配置和性能告警監(jiān)控直接基于向用戶提供的網(wǎng)絡業(yè)務。下一代SDH配置業(yè)務只需指定網(wǎng)絡業(yè)務的源和宿以及相應的要求，網(wǎng)絡業(yè)務便能快速自動生成，避免傳統(tǒng)SDH式的逐個網(wǎng)元進行設置和操作，從而能夠快速提供業(yè)務，并提供基于端到端業(yè)務的性能、告警監(jiān)控及故障輔助定位。下一代SDH還能支持用戶等級定義、帶寬租用和計費等功能。從展會上的情況來看，各廠家都在朝這一方向發(fā)展。 　

　　展望下一代SDH的應用，陳輝認為，在下一代SDH技術(shù)的應用方面，目前主要集中在多光口ADM和MSTP設備上，其中多光口ADM設備主要應用在長途網(wǎng)和城域網(wǎng)的核心層面。MSTP則主要應用于城域網(wǎng)的接入和匯聚層面。 　

　　李芳表示，在新一代MSTP的產(chǎn)品化方面，目前已有多個國內(nèi)外廠家的MSTP設備支持內(nèi)嵌RPR或MPLS功能，部分廠家還支持MPLSoverRPR機制，如華為、上海貝爾阿爾卡特、港灣、思科等等。在內(nèi)嵌RPR方面，各廠家基本都支持RPR環(huán)路的自動拓撲發(fā)現(xiàn)功能、CoS、源路由或環(huán)回保護以及RPR保護和SDH環(huán)保護之間的協(xié)調(diào)。華為公司今年新推出了OSN3500、OSN2500系列的新一代MSTP產(chǎn)品，目前已具備ASON的基本功能，可實現(xiàn)與OSN9500的混合組網(wǎng)，提供了從骨干網(wǎng)到城域傳送網(wǎng)的ASON綜合解決方案。 　

　　同時，李芳認為，從網(wǎng)絡演進來看，城域傳送網(wǎng)必將朝著網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單化、業(yè)務接入綜合化和容量增大化的方向發(fā)展；從業(yè)務發(fā)展來看，應充分考慮到寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務必將成為今后發(fā)展的重點，以及適應未來多媒體視頻業(yè)務的逐漸應用。在采用MSTP技術(shù)建設城域傳送網(wǎng)時，應與城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的建設統(tǒng)籌規(guī)劃，正確處理好城域傳送網(wǎng)與城域數(shù)據(jù)網(wǎng)的關(guān)系，對于高效、合理地建設一個較為完善的城域網(wǎng)有十分重要的意義。集團用戶的數(shù)據(jù)專線互聯(lián)是當前經(jīng)濟收益較高的一種數(shù)據(jù)業(yè)務，應借助新一代MSTP可提供點到點和點到多點以太網(wǎng)專線業(yè)務的技術(shù)優(yōu)勢，積極發(fā)展企業(yè)的VPN業(yè)務，實現(xiàn)網(wǎng)絡增值。

　　智能光網(wǎng)絡一枝獨秀 　

　　當前，我國骨干網(wǎng)上的數(shù)據(jù)業(yè)務帶寬已遠遠超過話音業(yè)務，并且由于IP等數(shù)據(jù)業(yè)務量本身的不確定性和不可預見性，對網(wǎng)絡帶寬的動態(tài)分配要求也越來越迫切。因此，作為各種業(yè)務網(wǎng)的基礎網(wǎng)絡，光傳送網(wǎng)必須適應業(yè)務發(fā)展的需求，應具有更高的網(wǎng)絡帶寬利用率，可根據(jù)業(yè)務需求進行動態(tài)帶寬分配，并具有更加靈活的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，實時地反映網(wǎng)絡拓撲和業(yè)務擴展的需求，更全面有效地支持未來的業(yè)務發(fā)展。在這種背景下，新一代大容量交叉能力的ASON技術(shù)成為各大廠家競相推崇的熱點。 　

　　李芳認為，ASON網(wǎng)絡技術(shù)是下一代光網(wǎng)絡持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，可顯著降低電信運營商在骨干網(wǎng)上的CAPEX和OPEX，增強業(yè)務提供的靈活性，是光傳送網(wǎng)演進策略的重要一部分。ASON的引入，可增強骨干傳送網(wǎng)絡的生存性、擴展性和靈活性，加快電路的配置速度，提高網(wǎng)絡的資源利用率，提供多種業(yè)務等級?？紤]到我國運營商的網(wǎng)絡現(xiàn)狀，今后兩年可以先在省際光傳送層面選擇幾個核心節(jié)點配置大容量的ASON節(jié)點設備，構(gòu)建一個基于網(wǎng)狀網(wǎng)的靈活、強大的智能核心層，隨著今后網(wǎng)絡和業(yè)務的發(fā)展以及ASON標準的全面完善，再進一步擴大網(wǎng)絡規(guī)模。通過今年對國內(nèi)外8個知名廠家的ASON設備和網(wǎng)絡進行測試，可看出ASON的基本功能已成熟。綜合地說，在國際上有較多工程應用的廠家的ASON產(chǎn)品相對成熟?？上驳氖?，國內(nèi)的華為和烽火兩家公司正在迎頭趕上，從本次展會上可以看出，它們分別推出了OSN9500和FONSWEAVER320產(chǎn)品，雖然在ASON網(wǎng)絡的功能和性能方面與國際先進水平還有一定差距，我們相信通過進一步完善還是有相當?shù)氖袌龈偁幜Α?　

　　陳輝認為，ASON技術(shù)目前主要有兩種基本網(wǎng)絡演進結(jié)構(gòu)，即重疊模型和集成模型。對于多數(shù)傳統(tǒng)的全業(yè)務運營者，可能采用重疊模型是目前最現(xiàn)實的選擇。而對于僅提供IP業(yè)務并擁有自己的IP網(wǎng)和光傳送網(wǎng)的運營者，采用集成模型則是一種直接的選擇，可以明顯地得益于集成GMPLS之后的簡潔性。但是，ASON技術(shù)距離實際應用仍有一定距離，主要原因集中在標準的健全完善、不同廠家設備的互通性、OTN的實現(xiàn)和經(jīng)濟性的證明等方面。由于全光網(wǎng)的實現(xiàn)尚需時日，因此目前業(yè)界將實現(xiàn)ASON功能的目標鎖定在了現(xiàn)有的SDH設備上，即先在現(xiàn)有的電層面設備上實現(xiàn)ASON的功能，待全光網(wǎng)技術(shù)成熟之后再逐步演進到真正的ASON。本次展會上各廠商展出的產(chǎn)品均顯示出了這一特點，很多廠家的ASON產(chǎn)品都是通過其多光口ADM設備的平滑升級實現(xiàn)ASON功能的。

　　WDM技術(shù)悄然求變 　

　　作為早先業(yè)界追求海量傳輸?shù)拇砑夹g(shù)，波分復用（WDM）曾經(jīng)是多屆北京通信展的光技術(shù)展示主角，但是伴隨著光通信的發(fā)展進入新階段，WDM技術(shù)也在積極尋求新的空間。由于技術(shù)上的重大突破和IP業(yè)務迅猛發(fā)展對帶寬需求的不斷增加，正使得WDM技術(shù)的應用在近幾年呈現(xiàn)出快速增長勢頭。同時根據(jù)不同的應用場合，WDM技術(shù)正朝著不同方向發(fā)展。 　

　　陳輝指出，首先，長途W(wǎng)DM技術(shù)正向著超大容量和超長距離方向發(fā)展。長途W(wǎng)DM技術(shù)首先是通過增加單波長傳輸速率和增加復用的波長數(shù)向進一步增加傳輸總?cè)萘糠较虬l(fā)展。目前1．6Tbit／sWDM系統(tǒng)已經(jīng)開始大量商用。日本NEC和法國阿爾卡特公司分別在100公里距離上實現(xiàn)了總?cè)萘繛?0．9Tbit／s（273x40Gbit／s）和總?cè)萘繛?0．2Tbit／s（256x40Gbit／s）的傳輸容量最新世界記錄。此外，WDM系統(tǒng)除了波長數(shù)和傳輸總?cè)萘坎粩嗤黄埔酝?，為了盡量減少電再生點的數(shù)量，降低初始成本和運營成本，提高可靠性以及應付IP業(yè)務越來越長的落地距離，全光傳輸距離也在大幅度擴展，從目前的600km左右擴展到3000km以上，主要的使能技術(shù)有分布式喇曼放大器、超強前向糾錯技術(shù)（FEC）、色散管理技術(shù)、嚴格的光均衡技術(shù)以及高效的調(diào)制格式等。本次展會上各廠家推出的ULH設備又有了新的突破，大部分廠家的無電再生點的傳輸距離，在實驗室測試條件下已經(jīng)接近或達到5000公里。 　

　　其次，城域網(wǎng)WDM技術(shù)向低成本造價方向發(fā)展。隨著技術(shù)的進步和業(yè)務的發(fā)展，WDM技術(shù)正從長途傳輸領域向城域網(wǎng)領域擴展。其技術(shù)發(fā)展主要有以下特點：首先是由于城域網(wǎng)范圍傳輸距離通常不超過100km，因而長途網(wǎng)必須用的外調(diào)制器和光放大器可以不一定使用，因而波長數(shù)的增加和擴展不再受光放大器頻帶的限制，可以容許使用波長間隔較寬波長精度和穩(wěn)定度要求較低的光源、合波器、分波器和其他元件，降低了整個系統(tǒng)的成本。其次，城域網(wǎng)WDM系統(tǒng)容許網(wǎng)絡運營者提供透明的以波長為基礎的業(yè)務。這樣用戶可以靈活地傳送任何格式的信號而不必受限于SDH的結(jié)構(gòu)和格式。此外，為了進一步降低城域網(wǎng)WDM系統(tǒng)的成本，粗波分復用（CWDM）系統(tǒng)的概念應運而生。這種系統(tǒng)的典型波長數(shù)為8到16個，波長通路間隔達20nm寬，因此對激光器的要求大大降低，其成本也相應得到了降低。本次展會上各廠家均展示了各自的CWDM設備。 　

　　再次，WDM技術(shù)的應用正在從點到點應用向全光網(wǎng)的方向演進。簡單地說，全光網(wǎng)絡就是通過在點到點DWDM網(wǎng)絡中引入全光傳輸節(jié)點OADM和OXC，使傳輸?shù)墓庑盘栐趥鬏?、放大、中繼、存儲、上下話路、交換、復用和解復用過程完全在光頻范圍內(nèi)進行處理的網(wǎng)絡。普通的點到點波分復用通信系統(tǒng)盡管有巨大的傳輸容量，但只提供了原始的傳輸帶寬，缺乏高效的靈活光層組網(wǎng)能力。而現(xiàn)有的電DXC系統(tǒng)交叉連接能力即使發(fā)展到極限也不能滿足由于IP業(yè)務迅猛發(fā)展所帶來的對傳輸網(wǎng)容量調(diào)配的需求，光傳輸系統(tǒng)巨大的帶寬資源優(yōu)勢難以發(fā)揮。只有通過全光傳輸節(jié)點，即光分插復用器（OADM）和光交叉連接器（OXC）的引入，實現(xiàn)全光層面上的波長連接，才能解決未來傳輸網(wǎng)節(jié)點的容量擴展問題。因此全光網(wǎng)技術(shù)的實質(zhì)就是“DWDM技術(shù)＋全光節(jié)點技術(shù)”，這是DWDM技術(shù)未來發(fā)展的必然方向。目前，OADM和OXC的研究工作進展較快，各主要光通信設備都已研制出自己的產(chǎn)品，OADM已經(jīng)有少量應用，而OXC離實際商用尚有一定距離，當前仍處于現(xiàn)場試驗和小規(guī)模試用階段。主要問題之一是尚未有性能價格比好、容量可擴展、穩(wěn)定可靠的光交換矩陣，核心是光開關(guān)。由于全光網(wǎng)的模擬網(wǎng)絡特性，在很長時間里還很難在全網(wǎng)上實現(xiàn)全光化，在相當長的時間內(nèi)可能是光電共存，光電變換具有的3R功能還很難完全代替。本次展會上有不少廠家?guī)砹俗约旱腛ADM設備，而且大部分產(chǎn)品均為可重構(gòu)的OADM，如果能夠再進一步將成本降低到一個運營商可以接受的程度，OADM的大規(guī)模商用將為時不遠了。由于OXC距離商用還有較長的路要走，因此本次展會上展出其OXC產(chǎn)品的廠商較少。 　

　　另外，李芳也指出，超長距（ULH）傳輸?shù)腤DM系統(tǒng)骨干網(wǎng)的WDM技術(shù)一直向著更大容量、更高速率和更遠距離三個方向發(fā)展，目前商用化產(chǎn)品的最大傳輸容量可達到1．6Tb／s，單信道速率主要是10Gb／s，基于40Gb／s的WDM系統(tǒng)還需要業(yè)務需求的強大驅(qū)動力才能逐漸走向商用。在傳輸距離方面，小于2000公里的長距離和亞超長距離WDM傳輸系統(tǒng)比較成熟，大于2000公里的超長距離WDM傳輸系統(tǒng)近年來成為業(yè)界關(guān)注的焦點，正在不斷地發(fā)展和完善。 　

　　城域WDM和CWDM技術(shù)是當前WDM應用的新方向。波長透明性使WDM和CWDM技術(shù)非常適合城域的多業(yè)務傳送，并在容量和可擴展性方面具有優(yōu)勢，可實現(xiàn)波長出租、企業(yè)互聯(lián)和存儲網(wǎng)絡（SAN）互聯(lián)，是非常理想的大中型城域光傳送網(wǎng)解決方案，特別是可極大緩解部分地區(qū)的光纖緊缺問題。 　

　　城域WDM和CWDM技術(shù)充分適應了高速數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展趨勢，可綜合承載GE、FiberChannel、ESCON、FICON、Digital Video等大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務，并可以利用光通道的1＋1保護或共享保護技術(shù)來為多種業(yè)務（特別是數(shù)據(jù)業(yè)務）提供物理層的快速保護，有利于城域運營商向用戶提供多種的業(yè)務QoS。近年來，北美的城域WDM和CWDM應用市場呈快速增長趨勢。由于我國城域的大顆粒數(shù)據(jù)業(yè)務發(fā)展的驅(qū)動力還不是特別顯著，因此城域WDM和CWDM產(chǎn)品的應用市場還沒有得到充分發(fā)展，只在局部地區(qū)和集團用戶的數(shù)據(jù)專網(wǎng)中有一定規(guī)模的應用。例如，中興通訊的城域WDM產(chǎn)品ZXMPM800在新疆移動、重慶電信、湖北電信、湖南電信、江西電信等本地網(wǎng)中有一定規(guī)模的應用。 　

　　李芳認為，目前城域WDM技術(shù)的發(fā)展趨勢是提供波長可靈活配置的OADM即ROADM，支持EDFA的自動增益均衡，并在上下路側(cè)配置了電可調(diào)的衰耗器（EVOA）進行動態(tài)功率均衡，改善了系統(tǒng)的OSNR。通過ROADM，提高了城域WDM的靈活組網(wǎng)和配置能力，可充分適應未來業(yè)務節(jié)點上下波長數(shù)量的變化和網(wǎng)絡的發(fā)展。在本屆展會上，上海貝爾阿爾卡特公司就展出了1696MetroWDM產(chǎn)品的新單元——ROADM，它具備了波長阻斷器、波長蹤跡查詢、C波段可調(diào)OTU等新功能，并通過采用超強FEC、動態(tài)功率均衡等技術(shù)將2．5Gbit／s和10Gbit／s的WDM環(huán)網(wǎng)傳輸距離提升到600公里。 　

　　陳輝認為，本次展會上展出的下一代SDH設備技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)高集成度、多ADM集成和靈活的業(yè)務調(diào)度能力、多業(yè)務傳送能力、智能化管理四大趨勢。

　　未來光通信發(fā)展更加與時俱進 　

　　從本屆展會上我們還可以看出，作為通信領域的傳統(tǒng)優(yōu)勢領域，光通信技術(shù)也在與時俱進，不斷地與其他通信熱點相結(jié)合，并以此來更好地確定自身的發(fā)展軌跡。陳輝認為，目前，光通信技術(shù)與IP技術(shù)作為通信領域發(fā)展最快的兩項技術(shù)正在呈現(xiàn)出逐步融合的趨勢，由此產(chǎn)生了多項新技術(shù)，除了前面提到的ASON技術(shù)以外，最主要的還有RPR技術(shù)。 　

　　RPR技術(shù)是一種新興的MAC層協(xié)議，是為優(yōu)化在環(huán)型拓撲上傳輸數(shù)據(jù)包而提出的一種全新的千兆IP包直接由光纖承載（IPoverFibre）的技術(shù)，擴展了以太網(wǎng)現(xiàn)有的點到點、點到多點和網(wǎng)狀網(wǎng)拓撲應用。它一方面吸收了千兆以太網(wǎng)經(jīng)濟、靈活和可擴展等特點，另一方面吸收了SDH對延時和抖動性能的嚴格保障、可靠的時鐘和SDH環(huán)網(wǎng)的50ms快速保護的優(yōu)點，具有雙環(huán)結(jié)構(gòu)、空間復用機制、靈活的業(yè)務帶寬顆粒、帶寬動態(tài)共享和分配、統(tǒng)計復用、支持業(yè)務級別、自動識別網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、基于源路由的保護倒換等主要特點，是當前光網(wǎng)絡上傳輸數(shù)據(jù)包的一種優(yōu)化技術(shù)。隨著今年6月IEEE802．17標準的正式通過，綜合了以太網(wǎng)和SDH技術(shù)優(yōu)點的RPR技術(shù)成為本次展會上各廠家產(chǎn)品中的一個特點。國內(nèi)標準化組織已經(jīng)針對RPR技術(shù)指定了相應的“內(nèi)嵌RPR的基于SDH的MSTP技術(shù)標準”，各廠家均根據(jù)這一標準推出了各自相應的產(chǎn)品。 　

　　李芳認為，經(jīng)過了幾大電信運營商的拆分重組和光通信設備廠商的冬天，中國的電信市場正變得越來越理智、越來越務實，在探討下一代光網(wǎng)絡的技術(shù)發(fā)展和應用時，不再單純以新技術(shù)發(fā)展為導向，而是更多地側(cè)重于如何充分利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡資源，不斷地滿足和適應業(yè)務的發(fā)展需求。從今年通信展的大體情況來看，光通信主要展示了要充分滿足業(yè)務網(wǎng)（如軟交換和3G）的發(fā)展需求而提供的綜合、智能的傳輸基礎網(wǎng)絡解決方案，不再像以前一樣只是為了單純推廣光通信的技術(shù)而展示產(chǎn)品。

　　
摘自　北極星網(wǎng)