全光网助推宽带繁荣

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　　近几年来，中国宽带产业高速发展，取得了全球瞩目的骄人成就：一是发展速度全球领先，二是技术应用居世界前沿，三是宽带奥运推动产业繁荣。在全球宽带加快发展的大背景下，全光通信网框架已经清晰，ASON已经基本成熟，电信级以太网优势明显，宽带接入网由ADSL2+过渡到FTTH是明确方向。如今全球全光网络建设正在加快步伐。
　　中国宽带产业的高速发展，令全球瞩目。宽带已成为中国人最主要的上网手段，中国的宽带用户规模位居全球第二。宽带通信业务在中国日益丰富，电子商务、宽带娱乐、IPTV、宽带奥运、远程教育等应用不断涌现，包括宽带业务在内的非话业务收入占电信业务总收入的比例逐年提高，2006年达到了26%。在技术方面，我国在下一代互联网的研究和试验成为热点；而在内容应用方面，IPTV的商用及其标准的制订引起了产业界的广泛关注。这表明，我国宽带产业发展迅猛，无论是技术还是应用都已处在世界前沿。
全光通信框架清晰
　　当前，光通信技术以超乎人们想象的速度发展。在过去的十年里，光传输速率提高了100倍，预计在未来10年里还将提高100倍左右。由于IP业务持续的指数式增长，为光通信的发展带来了新的机遇与挑战，于是加快了对光网络的研究和发展。光纤技术、光放大器技术、光波长转换技术、光色散补偿和管理技术、光交叉连接和光交换技术等高新技术已经取得了很大的进展。以密集波分复用技术为基础的宽带网，会为全光通信网奠定坚实的基础。估计在21世纪的前10年，随着IP业务一统天下局面的出现，光通信技术会达到一个新的高度。事实上，光通信已经走过了业务需求相对不足的阶段。下一代光网络就是按照业务层的需求来构建的。NGN业务与目前运营商提供的业务有三点本质不同：数据业务将占主导地位、多媒体业务增加、个性化和为客户定制的业务增加。这三点不同对传输层提出了新的需求：数据业务要求光网络对突发性业务有很好的支持，要求光网络提供足够的带宽；多媒体业务要求光网络不但是高容量高速度的，而且是电信级的、有服务质量保证的；而个性化和为客户定制的业务则要求光网络具备可控制、可管理和智能化的特点。
　　随着信息需求的爆炸式增长，人们对目前网络的容量、速度、质量以及服务种类的需求越来越高，正在催生光网络在各个层面的进一步发展。目前，光网络的发展呈现两个明显趋势：一方面，作为基础网络的光网络随着网络技术、光电技术的发展而快速发展，使得核心主干光网络正在向着智能化方向发展，走向下一代光传送网络；另一方面，光网络正在走出主干网络的角色，向着城域网、边缘网络发展，同时也在进入“最后一公里”的接入网络，使得FTTx得到了长足进展。以宽带接入终极目标的FTTx为例，从2006年开始，随着国内不少城市的IPTV等三重播放业务的开展，不少地区现有的接入网带宽已经不能满足用户对高清晰电视的要求，随之，FTTX的部署被提上日程。同时，在骨干层面，ASON对传输网络控制灵活，可为企业客户提供个性化服务，因此，不少运营商为发展和维系企业客户，开始加快投资建设ASON。未来光通信的最终目标，是构建全光网络，即在接入网、城域网、骨干网等完全实现“光纤传输代替铜线传输”。目前业界在技术研发、业务设计以及产业化进程等各个环节都在向着这个最终目标迈进。
ASON面向业务需求的技术优势
　　业务需求是ASON诞生及发展的动力源泉。ASON适应了现代网络和新业务拓展的需要，它可以直接从光域快速提供业务，使运营商拥有的不再是一个一般的光网络，而是一个极具竞争潜力的业务提供平台。引入ASON，对于整个网络而言意味着业务能力的极大提升，如：利用流量工程，将网络资源动态地分配给路由；具有快速的业务提供和拓展能力；减少了业务提供者开发和维护用于新技术配置管理的运行支持系统软件的需要；具有恢复能力，使网络在出问题时仍能维持一定水准的业务，特别是分布式恢复能力可以实现快速业务恢复；便于引入诸如按需带宽业务、波长批发、波长出租、光拨号业务、动态路由分配、闭合用户群、光传送后虚拟专用网（VPN）等新的业务类型，使传统的传送网向业务网方向演进；可以提供各种不同质量级别的区分业务等。
　　目前，ASON技术已经基本成熟，市场需求已经存在，但在应用模式、跨越管理以及保护和恢复方面仍存在细节问题，需要得到标谁的支持。ITU关于自动交换光网络相关的标准大部分已正式发布，现在的工作基本上就是在细节方面的逐步补充、扩展、修订和完善。其实，ASON相关的大部分建议基本稳定，修改和更新主要为两个方面：一是网络的保护和恢复，二是由于分组交换和TMPLS引入后的一些新功能和新特点。ASON在测试设备方面还有欠缺，对于控制平面ENNI接口功能和性能的测试设备有待完善，但对于ASON的其他功能和性能的测试设备已经相当成熟，可以满足商用要求。ENNI测试设备的成熟和完善，还有待于相关标准的出台，即由光纤互联网络论坛负责制订的ENNI路由部分协议的标准化，并明确ENNI的商用化需求。
　　当前，国外众多的主要运营商均开始使用ASON技术构建下一代的传送网络，网络规模较大；在国内，中国电信表示：“在传送网领域，我们看好ASON和电信级以太网。”中国网通则建成了全球第一张基于ASON+MSTP的奥运智能光传送网络，将为奥运会提供视频传送业务和专线业务等。运营商部署ASON网络，既是业务发展和网络转型的需求，也是打造竞争优势的需求，希望ASON能够在提高网络的扩展性、网络的可靠性以及降低运营成本的同时，提供端到端快速开通能力、提供新的业务类型以打造差异化竞争优势等。
电信级城域以太网技术优势及应用思路
五种热门技术的优势
　　电信级城域以太网成本低、承载业务多样、带宽分配灵活、应用广泛，特别是随着电信城域网的技术方案能够提供足够的QoS能力和网管运维能力，国内运营商已经采用各种电信级以太网技术进行组网和开展业务。五种热门城域以太网的优势各不相同，可供运营商应用时的不同选择。
　　弹性分组环RPR的优势在于：通过多种宽带复用机制，提高了数据业务传输能力；通过二层环保护倒换功能，提供了快速的50ms环保护倒换功能；拓扑具有环自动发现功能，在新的节点加入时，节点能够自动在环上广播其存在，其他节点则自动更新本地数据库，在路由更新、保护倒换以及网络OAM功能上提供了极大支持；采用分布式的带宽管制和控制，为各节点提供平等享有带宽的功能，并且引入业务等级设置机制，保证了高等级业务的优先。RPR目前更倾向于承载数据业务，而对TDM的支持能力相对薄弱。
　　城域网多业务环MSR的主要目的在于，以较低的成本方式，围绕运营商现有网络改造和新建网络模型，构建创新型的CESP（电信级以太网多业务平台）。由于MSR应对国内电信城域网应用提供了一些特别机制，因此比较适合国内电信城域网改造。该技术标准的主要优势集中在以下方面：节约光纤资源，适合环形光纤拓扑的情况，能够有效保持50ms保护倒换，为IPTV及视频监控等实时业务提供关键保护；组播能力较强，单个组播在环上只需复制一次就可以组播全网；能够通过TDM over IP技术传送高质量的TDM业务，并且不需要网络用户考虑传输媒介；为运营商管理网络提供了强大的QoS控制能力和业务感知，使网络获得主动解决问题的所需数据更为简易；高性价比，万兆以太环的价格不及SDH/MSTP的1/3，特别是在业务传输方面的性价比优势较为明显。MSR技术标准的应用定位是，在保证QoS的前提下，以较低成本方式解决包括数据业务、话音、视频等多种业务在内的三网融合及其运营问题。
　　虚拟专用局域网服务VPLS技术在开发之初，目的就设定在“上下逢源”的MPLS运营网络和以太网之间的衔接上，以满足运营商从骨干网到接入网之间的汇聚和承载需求。VPLS使分散在不同地理位置上的用户网络可以相互通信，从而建立类似于点到点的虚拟连接功能，使城域网乃至广域网都变得对用户“透明”。由于VPLS是建在二层网络上采用复杂的三层协议建立信令，并且协议栈层次过多，因此利用VPSL技术构建具有高保障性能的电信级城域网，成本居高不下，加之其管理上的巨大开支，即巨大的运营成本（OPEX），让运营商望而却步。
　　运营商骨干网传输技术PBT是在运营骨干网桥PBB标准之上改进而成的。PBB的目标是，允许在802.1ad标准规定下的运营商骨干网桥网络（PBBN）支持最多224个业务VLAN。PBB还定义了PBBN的架构和连接协议，以实现多个PBB网络的兼容和互联互通。但是PBB存在流量工程问题，于是改进成为PBT。PBT允许对流量工程进行配置以及采用有效的点到点的业务保护策略，可以在标准的PBBN上直接添加路由配置，在关闭MAC地址学习功能时，能够对广播功能进行管理，也可以避免MAC泛洪供应；PBT可以支持接入以太网、城域以太网范围内的各种业务，而且因为再次封装，也可以支持基于MPLS的各种VPN业务，能有效地结合以太网和MPLS的特征，容易使运营商节约成本，但灵活性不如RPR，对于突发性、大规模业务应对能力较弱。
　　以太网自动保护交换EAPS技术属于成本较低的电信级以太网方案，离电信网特征较远；在算法上也存在不足，无法适应突发性流量业务。
　　应用思路
　　随着电信运营网络从电路交换向分组交换的演进，电信级城域以太网技术的重要性逐渐显现，以太化接口已经成为事实上的通用业务插座，各类高速以太网接口因经济规模带来的成本优势会加速使用。从市场上看，城域网网络环境已经具有高度的竞争和开放性，其发展推力主要是用户需求和应用需求，因此类型多样、业务流向流量也较不确定。但运营级以太网多业务平台CESP是一种旨在解决电信网络的新建和改造问题的电信级城域以太网方案。
　　基于电信级以太网的CESP新网组建思路。这是对大规模突发流量型数据业务的考虑较多，特别是对基于视频、IPTV新兴业务的重视度较高。采用CESP主要的优点在于，基于MSR多业务环技术及其在以太网MAC上的扩展控制协议，可以增强分组化承载网络的健壮性、可扩展性和灵活性，同时针对投资成本和运营成本进行优化。在网络稳定性保障上，需要提供的是关键部件冗余、热插拔、灵活的配置、启动文件保护等功能。并且，采用基于环网的CESP，可以大面积节省汇聚点光纤和光端口资源，进而从建网伊始就较大地降低组网成本。
　　基于电信级以太网的CESP改造网络思路，就是当运营商在保有现有电信城域承载网络，同时又向IP网络演进的阶段，在分组交换网络上继续提供基于电路交换的业务。具体到CESP方案，是通过在交换机上增加支持TDM业务的模式，实现电信级城域以太网和骨干网在IDM业务上的对接。这样既能让运营商以更低成本运营其网络、发挥出数据网络的优势，同时能够使TDM业务通过IP网络进行传递，而不抛弃原有电路交换网络。
宽带接入网的演进趋势
　　宽带接入网起的关键作用是广覆盖、高带宽、汇聚低速链路。
接入网步入扩容期
　　传统的接入以ADSL为主，提供512k～2M的传输速率。随着新宽带应用的不断涌现，互联网进入了多媒体互动时期，视频数据需要的大量带宽超越了ADSL的能力范围。在现阶段，主要的两种接入扩容方式是ADSL2+和FTTH。ADSL2+是ADSL的升级技术，将频谱范围 从1.1MHz扩展到2.2MHz，相应的最大子载波数目也由256增加至512。从理论上讲，ADSL2+最大下行速率可达24Mbps，最大上行速率达1Mbps，可以满足当前所有宽带应用的需要。但到2010年后，高清电视等应用的出现，将使得用户带宽需求增长到50M～100M，ADSL2+又将面临新的升级扩容。而光纤到户FTTH，则是宽带发展的终极方向。带宽近似无限的全光网络将使用户端的宽带接入一步到位。
　　当前主流的两种宽带接入扩容方式，ADSL2+就是FTTH的过渡阶段。当前ADSL2+能够最大限度地利用现有的网络资源，在尽量节省运营成本的前提下，满足用户现阶段的带宽要求。当用户对带宽要求比较高、希望使用更多的业务时，可采用光纤直接入户的一步到位的方式，实现宽带接入的终极模式——FTTH。在其他情况下，可采用FTTB+xDSL方式。在用户线小于500M时，采用VDSL2技术，以获得最高的用户带宽，满足未来业务的需求。
两种应用受青睐
　　当前解决接入层面的网络带宽瓶颈可应用PON与VDSL2融合接入和GPON技术。PON与VDSL2融合应用可以充分发挥各自的特点，适合用户密度较大的新建、改建居民小区及商务楼的接入部署，有效地补充或代替现有的接入方式，同时为今后全面实现FTTH打下基础。在当今全球掀起“铜退光进”的大规模改造接入网的潮流中，其中以GPON为代表的先进无源光接入网络成了全球主流运营商进行“光进铜退”接入网改造的首选解决方案。这是因为GPON具有高带宽、高效率、全业务、易维护 、更安全的特点，能满足运营商对下一代光纤接入网络的技术要求，加之GPON适应未来融合网络发展的趋势，可为每用户提供真正的100Mbps带宽，满足未来5～10年新技术发展对接入网络的要求，达到带宽、安全性、稳定性和可管理性的更高要求。
全球光网络建设步伐加快
　　在全球首先实现光传输的是骨干网，接着是城域网，现在主要是接入网。自2005年以来，全球光纤接入市场在电信从业者积极布局、整合服务的带动下呈现快速增长趋势，全球在FTTx的投资已超过100亿美元，未来五年累计投资金额将超过500亿美元。
　　随着光纤接入成本的不断下降和铜缆接入网运维的攀升，运营商网络将向以宽带为特征的下一代网络转型。随着今后更多高带宽业务的出现，FTTH上马就是大势所趋。因此，各固网运营商在铺网时都遵循光进铜退的准则，将投资重心转向光纤接入网，严格控制铜缆投资和使用。现阶段全力推进FTTx，不断缩短铜缆长度，新建商业楼宇与住宅区原则上采用光纤覆盖，停止主干电缆建设，控制铜缆投资。从现实需求来看，带宽近似无限的千兆级FTTH是面向未来的宽带应用。中国电信韦乐平总工表示，根据用户需求市场的调查结果，到2010年，高端用户的下行接入带宽需求将会达到20Mbps～30Mbps，这是因为要满足包括高清电视、标清电视、视频业务、VoIP和普通上网需求等；到2015年则需要50Mbps～100Mbps的带宽，用户届时将可以在网上直接观看高清晰数字电影。很显然，近几年市场对FTTH的需求还不是很迫切。从发展成本看，目前从设备和布线施工等方面的综合建设成本来看，FTTH是ADSL方式的1.5到2.5倍，成本差距仍然存在，影响了FTTH的大规模商用。目前我国光纤到户的建设成本大约为500美元/户，其中有源设备占40%～50%，无源设备成本占25%～30%，施工成本占20%～30%。
　　在我国，FTTH在最近一年已经出现了良好的发展势头，受到了企业用户和高端家庭用户的欢迎。因为FTTH不但提供了更大的带宽，而且增强了网络对数据格式、速率、波长和协议的透明性，放宽了对环境条件和供电等的要求，简化了维护和安装。FTTH将光纤的距离延伸到终端用户家里，使得在家里能享受各种不同的宽带服务，如VOD、在家购物、在家上课等。随着IPTV、高清电视等大带宽应用的逐步兴起，FTTH将成为宽带接入的主流。