中興通訊傳輸系統(tǒng)部
摘要：本文首先描述了下一代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，最后簡要闡述了針對未來智能光網(wǎng)絡的一些觀點。
關鍵詞：城域網(wǎng)MAN；同步數(shù)字系列SDH；多業(yè)務傳送平臺MSTP；彈性分組環(huán)RPR；光分插復用器OADM；光交叉連接器OXC；光傳送網(wǎng)OTN；自動交換傳送網(wǎng)ASTN
（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)建設密切相關，回顧從前，國內(nèi)幾乎沒有城域網(wǎng)（MAN）的概念，因為話音業(yè)務是主體，而本地網(wǎng)是一個大家都熟悉的字眼，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)務發(fā)展比較快，雖然在運營過程中還存在不少障礙和問題，但趨勢是明朗的。現(xiàn)在，國內(nèi)各大運營商紛紛提出各自的城域網(wǎng)建設計劃，而且開展得如火如荼，究其本質原因，是為了實現(xiàn)網(wǎng)絡優(yōu)化，即在長途骨干網(wǎng)與用戶接入網(wǎng)之間消除"斷層"現(xiàn)象。因為城域網(wǎng)將分布在不同地點(企業(yè)、機關、智能小區(qū)、商住樓、賓館、學校等等)的用戶業(yè)務進行最大程度的整合、梳理、匯聚后，再送往骨干層，從而使網(wǎng)絡層次變得非常清晰，效率也得到極大提升。當然，城域網(wǎng)內(nèi)部又可細分為核心、匯聚和接入層，要根據(jù)城市的網(wǎng)絡規(guī)模、容量大小等實際情況具體進行規(guī)劃，不能"一刀切"。
從城域傳送網(wǎng)和城域業(yè)務網(wǎng)的關系來看，如果SDH傳送網(wǎng)只是完成對業(yè)務信號的透明傳送功能，即不具備動態(tài)帶寬分配能力和一定的智能性，那么，業(yè)務層自身的壓力就非常巨大。這一點，老牌運營商體會非常深刻，以往數(shù)據(jù)設備主要依靠光纖直連方式組網(wǎng)，傳送設備愛莫能助�，F(xiàn)在，老牌運營商正在修正他們的建網(wǎng)思路，新興運營商轉向在城域接入和匯聚層直接采用多業(yè)務傳送設備來分擔業(yè)務層的壓力，而且在某種程度上，可以減少設備投資和提高網(wǎng)絡的性價比。
因此，現(xiàn)在所指的下一代SDH設備就是指由傳統(tǒng)SDH設備發(fā)展而來多業(yè)務傳輸設備MSTP，綜觀國內(nèi)MSTP的發(fā)展，可以分為四個階段：第一階段是雛形階段（Original stage），在此階段，SDH設備采用數(shù)量較少的通道對以太網(wǎng)業(yè)務實現(xiàn)透明傳送，可以為運營商提供遠程局域網(wǎng)互連，通常并不對外開展運營整體功能較弱；第二階段是靈活階段（Flexible stage），在此階段，SDH已經(jīng)演化成為符合國標要求的MSTP，除以太網(wǎng)透傳功能外，還能提供以太網(wǎng)L2交換以及ATM業(yè)務的接入和匯聚功能，設備功能煥然一新；第三階段是動態(tài)階段（Dynamic stage），在此階段，RPR處理功能已經(jīng)融入MSTP，可以實現(xiàn)以太網(wǎng)帶寬的統(tǒng)計復用、公平的帶寬分配、更加嚴格的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，從而快速響應業(yè)務層的帶寬實時申請，并更多地采用交換式連接來建立SDH電路或波長通道，還能根據(jù)實際運營的需要隨時拆除、更新或重建電路或通道，為帶寬租用和光虛擬專網(wǎng)（O-VPN）等運營場合提供了智能化的策略。
（二）下一代SDH的核心技術之：基于SDH的MSTP
目前，對于各運營商的城域傳送網(wǎng)，應從采用單純的SDH設備轉向下一代基于SDH的多業(yè)務傳送平臺（MSTP），目前國標《基于SDH的MSTP技術要求》已經(jīng)成熟，引起了各方面的極大關注。MSTP可以基于多種線路速率實現(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)務接口，繼續(xù)滿足話音業(yè)務的需求；另一方面，MSTP提供ATM處理、Ethernet透傳以及Ethernet L2交換功能來滿足數(shù)據(jù)業(yè)務的匯聚、梳理和整合的需要。
MSTP可以提供ATM處理模塊，針對ATM業(yè)務接入，比如多點DSLAM接入到ATM骨干交換機的應用場合（還包括未來3G的BTS接入到NodeB、或NodeB接入到RNC的應用場合），通過VP/VC信元交換和統(tǒng)計復用功能，將在若干節(jié)點分別接入的多個155Mb/s時隙收斂到SDH環(huán)的一個155Mb/s時隙，實現(xiàn)1：N業(yè)務收斂功能，節(jié)省了帶寬資源，同時所有業(yè)務可以共享ATM的VP-Ring保護；如果SDH的通道或復用段保護啟用，則可以屏蔽掉ATM的VP－Ring保護；此外，ATM處理模塊還可以提供PVC專線和ATM組播業(yè)務。
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)絡進行點到點傳送。目前，10Mb/s、FE甚至GE業(yè)務可以通過多種途徑在網(wǎng)絡中傳送，比如10Mb/s和FE業(yè)務可以采用VC-12或VC-3的虛級聯(lián)方式承載，而GE業(yè)務則可采用VC-4或VC-3/STS-1連續(xù)級聯(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。
除透傳功能外，MSTP還提供L2交換功能，即在一個或多個用戶的以太網(wǎng)接口與一個或多個獨立的基于SDH VC-N的鏈路之間，提供基于Ethernet MAC的交換，實現(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、端口匯聚以及相應的STP處理和保護等。
MSTP中新型的鏈路容量自動調(diào)整策略，即LCAS，可以實現(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AIS，可以根據(jù)相互的握手協(xié)議自動降低承載帶寬，同時所承載的數(shù)據(jù)業(yè)務不能有太大的損傷，即丟包率和時延可以降到最低程度；如果告警消失或故障恢復，所承載的數(shù)據(jù)業(yè)務相應要恢復到最初的配置帶寬。
從本質上來講，彈性分組環(huán)RPR是跟SDH和現(xiàn)行MSTP全面競爭的一種技術，但MSTP可以一定程度融合RPR技術，比如將RPR設計成為MSTP的一種功能模塊，從而實現(xiàn)帶寬的統(tǒng)計復用、公平的帶寬分配、嚴格的業(yè)務分級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策略，比如環(huán)回和主導方式，如果要與SDH保護協(xié)同起來，同理需要拖延時間機制來保證。
（三）對未來智能光網(wǎng)絡的思考
目前，客戶層網(wǎng)絡（包括傳統(tǒng)PSTN交換機、ATM交換機、IP路由器甚至圖像處理設備）和傳送網(wǎng)絡之間只是物理上的連接，或稱為"硬連接"，傳送網(wǎng)絡只是傻瓜式地將客戶層信號從一端傳送到另一端，而這樣的承載通道一旦建立，幾個月、半年、一年甚至更長時間不會輕易改變。而要做到智能化，含義就是：客戶層網(wǎng)絡需要多大的帶寬，應該向傳送網(wǎng)絡提起申請，即實現(xiàn)"軟連接"，傳送網(wǎng)絡應該迅捷地響應申請，并及時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，也可以隨時被拆除和重建。
此外，隨著電信運營思路的變革，尤其是在城域傳送網(wǎng)中，一些新興的運營商希望從老牌運營商租用一些帶寬，比如適量的SDH電路或波長通道。那么，相對于老牌運營商，新興運營商就是客戶；而相對于新興運營商，老牌運營商就是一個光網(wǎng)絡的管理者。他們之間同樣需要一個智能化的帶寬分配過程，省時、省力還省資金。
下一代傳送網(wǎng)絡的遠期目標是：采用自動交換傳送網(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，引入一個智能化的、通過軟交換信令實現(xiàn)的控制平面，借以實現(xiàn)動態(tài)的SDH電路配置、光波長路由配置和最靈活的各級帶寬分配。
以SDH為例，前面也提到，傳統(tǒng)的SDH電路配置實際上是在網(wǎng)管系統(tǒng)的強行干預下而實現(xiàn)的永久性連接，耗時（可能需要若干天）、耗力（需要一定數(shù)量而富有經(jīng)驗的機房維護開通人員），而且效率根本不高，即使配置成功后也不會輕易更改。智能光網(wǎng)絡的本質就是將傳統(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)務層設備根據(jù)自身的需要，通過UNI信令發(fā)起帶寬申請，控制層面的各智能網(wǎng)元內(nèi)部設置呼叫控制器、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)絡拓撲結構自動識別以及自動鄰居發(fā)現(xiàn)等機制迅捷地建立連接通道，快速地為業(yè)務層網(wǎng)絡建立承載通路，而且根據(jù)網(wǎng)絡實際情況的需要，已經(jīng)建立的通路可以隨時被釋放和拆除，或者倒換到新的連接通路。這樣，整個傳送網(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)絡升華為交換式的、可以直接進行帶寬租賃和直接進行盈利的智能光網(wǎng)絡。
對于網(wǎng)管系統(tǒng)來講，兩個層面都需要管理，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、超時等）也需要上報給網(wǎng)管系統(tǒng)。由于增設了智能的控制層面，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的體系結構基礎上進行了擴展，除了包交換外，還將TDM交換和光空分交換囊括進來，并針對光網(wǎng)絡進行了改進。GMPLS的初衷是自成一套"對等模型"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會成為兩種主流的信令協(xié)議。
智能光網(wǎng)絡的具體應用場合就是帶寬（包括電路和波長）的租賃、帶寬批發(fā)光虛擬專網(wǎng)等，在業(yè)務多樣和高度競爭的城域網(wǎng)環(huán)境中，大有用武之地。
