面向下一代承载网的控制平面技术发展趋势

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1998年,以美国Ciena、Sycamore为代表的一批创业型小公司在市场和网络建设驱动下,率先提出了智能光网(ION)的概念,将ATM和IP路由功能引入到光网络中,使得光层组网技术和以IP为基础的网络智能化技术迅速发展并结合起来。1999年,由北电和朗讯公司牵头提出了ASON的概念和研究方向,并受到众多通信厂商和运营商的认可和重视。在2000年的ITU-T会议上,正式确定由SG15组开展对ASON的标准化工作。ITU-T进一步提出自动交换传送网(ASTN)的概念,明确ASON是ASTN应用与OTN的一个子集。

2000年末,北美运营商AT&T开设了第一个ASON商用局,标志着ASON正式进入商用阶段。随着ASON相关标准的不断完善和控制平面技术在现网应用中的不断成熟,ASON网络较之传统传送网络的优势也慢慢体现出来。ASON的优势主要表现在快速业务接入能力、网络恢复和自愈能力,可以提供多种服务等级,实现网络运行维护智能化,这些特点大大降低了运营商的成本和工作量,增强运营商的市场竞争力。

二.面向下一代承载网的控制平面发展趋势

传送技术的发展日新月异。随着IP化的进行,分组业务所消耗的带宽比重越来越高,业务颗粒也越来越大。传统SDH技术对新型分组业务的传送适应度不足的缺点暴露得越来越明显。处在IP的时代,众人的关注点聚焦在CE/PTN和波分上,原本为话音承载而设计的SDH设备正在逐步被边缘化。基于传统SDH/SONET设备的ASON自然无法摆脱逐步边缘化的命运。然而,GMPLS/ASON控制平面并不仅仅适用于SDH和OTN体系,自动发现、路由和连接控制这三项传统ASON的核心功能也同样适用于CE/PTN设备。在WDM/OTN乃至CE/PTN设备上引入控制平面,无疑是控制平面技术的发展方向。

大颗粒业务的传送对WDM节点的业务疏导能力提出挑战。近年来,ROADM(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer)技术已经获得了一定的突破,WSS等基于MEMS的技术解决了光波长的可重配问题,从而在一定程度上能够实现光波长的灵活上下和穿通。此外,鉴于OTN对波分系统在节点的定义、端到端管理方面均具备优势,OTN也成为了一个热点并开始出现在商用传输设备上,随之而来的就是对波长/子波长动态化的控制要求。WDM设备的ASON/GMPLS控制平面基础功能需包括:网络资源(网元、光纤、链路、时隙等)自动发现,网络拓扑自动发现,光波长业务和子波长业务点击快速提供,光层波长级业务保护恢复,电层子波长级的保护、恢复,以及保护和恢复的结合等基础功能。但是,波分系统上实现GMPLS/ASON控制平面的难度要远大于SDH/SONET控制平面,因此控制平面需要考虑光层上的一些光学限制,如功率、色散、信躁比等。而如果考虑OTN的ODU1/ODU2交叉颗粒,以及OTN和ROADM的并存,那么控制平面必然涉及多层控制的问题,实现就更为复杂。GMPLS/ASON控制平面应用于WDM系统是一个必然的发展趋势,一些国外大运营商业已发布了一些白皮书或者联合招标书RFP,当中已明确提出了对基于WDM的GMPLS/ASON控制平面的构想或需求,多个厂家宣称支持基于WDM的GMPLS/ASON控制平面。

在城域内,未来传送的内容将以分组为主,CE/PTN将成为传输网的主流技术。CE/PTN是“电信级属性+以太网业务”的有机结合,是一种“提供类似于SDH的运营维护管理OAM,并具备以太网的低成本和灵活特性”的新概念。目前,业界的城域以太网传送技术主要有MPLS-TP、PBT以及QinQ等。但是,运营商级别的业务,不管是Packet还是话音,其内容对QoS有着差异化的明确要求,并且CE/PTN技术与传统的SDH、OTN技术一样,都是面向连接的技术,同样会遇到资源管理、路由选择和端到端路径建立等问题,传统ASON控制平面的优点对于CE/PTN也同样适用。因此,在CE/PTN网络中也有必要引入控制平面。而GMPLS更加适合于构建传送网络的控制平面。原因主要是SDH和WDM/OTN技术构建的传送网络将长期存在。网络从长途骨干层到城域骨干层再到城域汇聚接入层,将会跨越多种网络,如何实现这种混合网络情况下传送层面的端到端电路快速提供?第一个条件当然是实现统一网管,其次就是能够实现多种设备的统一控制平面。在这个需求下,GMPLS协议无疑是现阶段的最佳选择。因为GMPLS本身的协议架构就完整定义了从光纤到波长、子波长、TDM、Packet等业务的分层统一控制,且GMPLS可构建独立于传送网络的控制平面——独立的控制平面更易于实现分层网络的统一控制。

三.构筑统一的控制平面——ZXUCP介绍

在控制平面技术的研发方面,中兴通讯一直走在业界前列。早在2002年,中兴通讯就开始了对ASON/GMPLS控制平面技术的研究和产品开发工作。随后,在基于SDH控制平面研发的基础之上,中兴通讯又开始了基于WDM/OTN的控制平面研发。随着CE/PTN技术的兴起及逐步成熟,将控制平面技术移植到CE/PTN设备上将是控制平面发展的一个方向,但由于目前相关标准还不成熟,相关研发还处于预研阶段。

基于对ASON/GMPLS控制平面在多种传送技术平台上实现的研究,中兴通讯推出了自主研发的智能光网络控制平台产品ZXUCP(ZhongXing Unified Control Plane),即中兴统一控制平台,全面支持SDH、WDM、OTN、PTN等各种硬件平台,并通过GMPLS协议实现各种控制平面之间的互通。

目前,ZXUCP已经推出基于SDH设备和基于WDM/OTN设备的两款产品。其中基于SDH的控制平面A100已经成功实现商用,通过加载在SDH硬件平台 ZXMP S385和ZXONE 5800上实现ASON控制平面的功能。A100的功能集基本已经涵盖了运营商在网应用的所有功能。主要包括:

支持分布式控制平面,提供ASON智能特性;

提供标准的网间接口NNI,实现控制层面互联互通;

提供标准的对外用户接口UNI;

统一的控制平面技术,采用标准的GMPLS协议簇实现;

统一的网管平台T3,支持SDH智能设备和OTN/WDM智能设备的统一网管;

统一的规划软件ZXTOP 500,实现多层次智能网络的统一规划。

基于WDM/OTN的控制平面 ZXUCP A200也已开发完成。结合基于ROADM的波长交换和基于ODUk(k=0,1,2,3)的符合OTN标准子波长的光电交叉平台,A200系统能实现基于GE、10GE等颗粒业务的自动、快速配置,能实现波长和子波长级的业务保护和恢复。中兴通讯基于A200控制平面的iWDM设备能实现从城域边缘到城域汇聚、城域核心,以及省级和国家干线的全覆盖。

下一代光网络主要特点在于业务和承载分离,控制与承载分离。传送设备朝着传送交换大容量、网络结构扁平化、交换粒度多样化发展,光网络的智能技术伴随各种传输和交换技术发展而不断前进。

智能化是光网络发展的一个方向,如何实现对多种技术形态网络的统一控制又是网络智能化中最关键的一步。中兴通讯在ZXUCP统一智能控制平面研发的基础上已经或将陆续推出多层次多粒度交换ASON 设备,从基于SDH/SDXC的设备到基于WDM/OTN的设备以及后续基于CE/PTN的设备,全面覆盖承载网络各个层次,并且使基于不同传送技术的网络在GMPLS协议的基础上实现控制平面的统一,实现真正意义上的网络智能化。

作者:中兴通讯 李抒阳   来源:C114中国通信网
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