城域网与接入网发展新趋向[上]

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　　国际通信信息业遭受泡沫经济的冲击后，越过了寒冬，正在逐渐复苏。光纤通信曾经有过辉煌的时期，今后能否再创辉煌？答案应该是肯定的，这是因为通信信息业对全人类的影响与日俱增，人们对多业务的需求日益迫切，光通信高、新技术不断突破，光通信网络特别是城域网和接入网还存在很大市场空间。


　　在最新的光通信国际论坛上，城域 / 接入网技术发表论文的篇数正在迅速增加，这充分说明了在世界范围内城域网和接入网将有很大的发展。中国的巨大市场必将成为世界通信信息网络中最有开发潜力、在未来发挥作用最大和最有效益的一块“绿地”。我国的通信信息和光通信企业已经对此加以注意，相信在未来的发展中民族企业必将发挥主要的作用。

　　城域网与接入网的概念

　　在通信网络结构中ITU-T将干线网与本地中继网归为核心网，而另一类为接入网。分为核心网和接入网两大部分是因为干线网和本地中继网的主要功能都是传送，是要保质保量和高效地传送大量的信息流，它们的职责功能和服务对象都是一致的。可靠性和生存率是这类网络首要考虑的问题。在网络行政、监测、维护、管理等方面都必须成为整体。核心网就其性质而言是属于传送网（Transport or Transit Network）。接入网则不同，它除了按用户等级分类以一定的质量和可靠性来传送信息外，还必须面向广大用户和多类应用系统的众多不同的需求来进行服务。在多种业务服务的灵活性，用户驱动的适应性和计费管理的多样性等各种功能方面与单纯的传送网很不相同。它属于用户应用网(User Application Network)。 核心网（包括干线网与本地中继网）一般业务量大，传送的通路多。因此对传送 的质量和可靠性要求高。因为一旦出现故障，其危害和造成的损失都是比较大的，因此在建设核心网时花费较大的建设维护费用也在所不惜。还因为核心网的基础设施包括系统设备数量比较少，而每一单元所承载的业务量大，因此按通路成本来分摊后其费用相对来说比较低。但接入网的基础设施则不同，其系统设备和每线承载的业务量小，而设备系统的数量相对来说要多得多，其建设费用将大大超过核心网建设所需费用。因此接入网系统设备除了要保证一定的质量和可靠性要求外，系统设备的造价和每户成本是建设、规划、设计时主要考虑的问题。

　　接入网（Access Network， AN）按窄义来理解，是业务节点接口（Service Node Interface， SNI）和用户网络接口(User Network Interface， UNI)之间的一系列传送的实体所组成的为传送通信信息业务提供所需传送承载能力的实施系统。而广义的接入网(它包括驻地网在内)是指除核心网外的所有有线、无线、通信广播、移动通信等能传送语音、数据、视像等多种业务和需求服务的全业务接入网。 随着技术的发展，广义的全业务接入网将在未来通信信息网络中发挥巨大作用。

　　在计算机网络中一般按广域网（WAN）、城域网（MAN）和局域网（LAN）来区分网络的地位的，城域网的名称因此而来。城域网原来的地位大致相当于电信网络中的本地中继网，而接入网实际包含了局域网，其功能和作用远大于局域网，因而也就出现了城域网和接入网。城域网与接入网的功能、作用虽不尽相同，但关系非常密切。在IP 普及到各个领域的今天，城域网和接入网的性质正在发生演变，它们除继续保持传送功能外，还增加了控制和管理等多种功能。城域 / 接入网名称的出现说明两者已相互依存、互相融合，新型的网络即将问世。随着下一代网络(NGN)，下一代互联网(NGI)，IPv6， 软交换技术等通信信息网络新技术不断出现，下一代城域网、接入网也正迈向以多业务为目标和以IP和光为主导技术方向的新纪元。新技术的出现必然促进网络向前发展，城域/接入网新技术发展趋向如下：

　　城域网（MAN）新技术的发展及其趋向

　　随着时代的进步和业务需求的发展，近年来，城域网出现了不少新技术。

　　1．弹性分组环（Resilient Packet Ring，RPR）

　　在城域网中人们首先推广应用了以SDH为基础的多业务传送平台MSTP（Multiple Services Transport Platform）。但SDH主要是面向低速、电路交换的话音业务的技术，而MSTP光纤城域网方案的网络带宽的利用率比较低，不能适应以IP为主体的信息流的需要。由光纤组成环形拓扑结构的弹性分组环（RPR）技术将是解决下一代城域网的新方案之一。RPR是一种基于数据的媒体访问控制（MAC）的技术。RPR采用了统计带宽复用技术、空间重用协议和带宽公平分配算法可以保证共享带宽的高利用率，可充分利用环网的资源，能实现快速的保护倒换和恢复，提供区分业务类型的保证等。它集成了环形拓扑结构快速恢复性能和以太网高效、简单和低成本等优点。RPR不仅能支持数据业务，也能支持话音和视频等实时性强的业务。它能嵌入MSTP并和MPLS、DWDM等技术结合在一起提供宽带多业务平台。RPR的缺点在于没有跨环标准，因而信息难于跨环传递，独立组大环的能力较差等。

　　2．光突发交换（Optical Burst Switch，OBS）

　　网络中突发（BURST）可以看作是由多个分组组成的超长分组，而这个超长分组的分组头为突发的控制分组BHP（Burst Header Packet）。在BHP中包含数据突发的有关信息，如偏移时间、突发长度、数据通道等。BHP与突发数据在物理通道上是分离的。在传输系统中，可以采用一个专门波长作为控制通道，用以传送BHP，而把其它波长作为数据通道。在OBS的信息的源节点处，由OBS节点将信息汇聚成数据突发包或光突发包，随后在OBS网络的光域中传输、交换并在宿节点处被还原成信息流。OBS系统统计复用带宽资源，网络资源利用率高，带宽分配的颗粒较细，业务接入比较灵活，是下一代城域网发展中很有前途的新技术。

　　3．自动交换光网络（Automatic Switching Optical Network，ASON）

　　1998年ITU-T提出了光传送网（OTN）的概念，2000年提出G.807（G.astn）自动交换光网络建议。2001年提出的G8080 (G，ason) 建议定义了自动交换光网络（ASON），至此，光通信网络已不再仅仅是传送网而包括了交换和控制功能。ASON引入了动态交换的概念和业务层与传送层之间协同工作的机制。ASON分为三个平面，即网络传送平面、控制平面和管理平面。其中传送平面是ASON的基础，它直接涉及业务信号的传输、分插和交换，主要包括接口适配、交叉连接（包括分插）等功能单元设置了控制代理和管理代理，以接受其他两个平面的控制和管理。控制平面是核心，它通过用于光层处理的开销通道、光层控制信令与管理信息对光网络进行有效的控制和管理，如边缘节点的带宽请求，网络拓扑、带宽资源、路由信息的传递，动态路由选择和波长分配，网络保护、恢复、重新配置以及对光设备和光通道进行监测等。它的实现技术主要包括接口技术、信令技术、路由技术、发现技术和网络恢复技术等。管理平面是保障，它实现对ASON节点设备及其组网的配置、管理和维护，主要包括两大部分。即对传送平面的管理，主要由配置、故障、性能、安全、计费等五大功能组成。另一大部分是对控制平面的管理，与传统的网管系统不同，通过NMI-A接口与控制平面交互作用，从而实现对控制平面的配置管理、故障管理、性能管理、策略管理、发现管理和连接管理。ITU-T提出了针对ASON架构的G.807、G.8080、G.7712、G.7713、G，7715等建议，IETF提出了适用于ASON控制平面的通用多协议标签交换（GMPLS）协议。ASON这种创新的体系结构代表了新一代光网络的重要发展趋势，它将首先在城域网中推广应用。