IP化核心传送网解决方案

一、 IP化趋势

在全球范围内，信息产业已经度过了高速增长期，业务增长呈现出越来越平缓的趋势，市场竞争越来越激烈。面对不断变化的竞争格局，运营商积极调整战略，寻求企业转型的成功之道。运营商的转型以业务转型为核心，拓展新型业务是保证业务增长的关键。业务转型推动着网络的变革，要求网络能开展更多、更有竞争力的智能业务。因此，3G、NGN、IPTV等新型网络模型成为运营商关注研究、投资建设的重点。而3G、NGN、IPTV均通过基于IP的路由型多业务平台实现综合承载。电信网络IP化的趋势越来越明显。

目前国内四大运营商正面临着业务的转型：

中国电信——综合信息服务提供商

中国网通——CBRIN综合宽带精品信息网

中国移动——移动信息专家

中国联通——移动为主，综合发展

虽然各大运营商转型定位各不相同，但有一个共同点：就是把提供综合信息服务作为主要的拓展方向，将原来的电信业务向信息服务业务延伸。这也就意味着IP为核心的数据业务将得到大量应用，而以IP为核心的NGN、3G网络将成为未来舞台的主角。

总体来看，中国电信CN2已完成验收，中国网通IP承载网一期工程已经完工，中国移动的IP专网也进入第三期，中国联通已经建成了第二张IP承载网。中国四大运营商已经基本完成了对IP承载网的布局。

国际上，英国电信、日本NTT以及西班牙电信等固网运营商一直在寻求融合业务，将网络向融合网改造。而移动运营商也感觉到了压力，在发展移动业务的同时，也开始加强对固网业务的关注，提供融合性的业务成为一件大事。例如：英国电信的21CN网络，目标是将语音和数据业务承载在一个公共的IP/MPLS网络上；澳大利亚Telstra的“Titan计划”，目标是为家庭和企业市场提供高端数据和语音服务，满足家庭市场“第二根线”的市场需求。

任何网络结构和技术变革都是由业务变革所驱动的。在层出不穷的IP业务的驱动下，核心承载网络的IP化已成为不可逆转的趋势。

二、 IP化对核心承载网的要求

IP业务的迅猛发展对核心承载网提出了以下要求和挑战：

1. 满足几何级增长的带宽需求

随着国内外各大运营商的转型，电信业务的收入构成也将从单纯的语音业务收入转变为语音业务和数据业务并重。和语音业务比较起来，数据业务对带宽的需求是惊人的，特别是正在蓬勃发展的IPTV业务。到2009年视频业务所占有的带宽将会达到所有带宽的80%以上。

根据RHK2006年的预测，到2010年全球以太网对带宽的需求将会由2004年的20,000G增长到170,000G，如图1所示。

由此可见，IP化核心承载网的首要问题是解决几何级增长带宽需求，解决未来IP业务发展对承载网络带宽的需求。

2. 具备电信级的高可靠、安全性

早期的IP网络主要承担公众上网业务，网络规模较小，QoS、安全性要求较低，采用尽力而为的技术机制。随着信息业务IP化，电信业务承载IP化，IP网络将不单承载Internet上网业务，还要作为3G、NGN、IPTV、大客户VPN的承载网。可以说，新时代的IP网承担了更多的责任。VPN、3G、NGN等新的高等级业务，要求IP承载网能够提供电信级的高可靠性和安全性，实现50ms以内的保护倒换。

3. 降低建网成本，减少资源消耗

IP网络日益扩大的建网规模以及IP网络的广覆盖将带来大量的建网资金投入，如何科学规划，尽量降低建网成本（CAPEX）是我们需要考虑的。使用传统的光纤直驱技术将会快速消耗掉大量的光纤资源，如何发挥光纤的潜力，实现光纤资源的合理优化利用，降低CAPEX成为建设IP承载网不得不考虑的一个重要问题。

　　三、 IP化核心承载网解决方案——IP over WDM

为了满足IP业务的迅猛发展并达到50ms的电信级安全性，目前比较流行的是采用IP 网络和WDM网络叠加即IP over WDM方案，用WDM网络来弥补IP网络本身所固有的网络容量、安全性等方面的不足。目前，IP over WDM解决方案已开始逐渐被国内外的主流运营商所接受。例如中国移动在2007年上半年组织完成了IP over WDM实验室测试和现网试点工作，并向各省公司下发了建设指导意见。

IP over WDM方案有以下特点：

1. 超长距传输，海量带宽

DWDM技术非常成熟，单根光纤能够实现160波业务承载，而单波的容量也从最初的2.5G升级到10G，以至近年来呼声高涨的40G。同其他的核心网IP业务承载方案比较起来，IP over WDM方案在系统容量上具有不可比拟的海量带宽优势。目前国家干线网络的建设已经开始要求支持80波或者160波，而WDM城域核心网络也已经开始逐渐建设，城域核心网络一般在400G或者800G。在超长距传输上，DWDM网络也有着先天的优势。可以说DWDM网络的诞生就是伴随着超长距传输和提供海量带宽。

中兴通讯DWDM产品能够实现海量带宽的超长距传输，系统容量至少在1.6T以上，在国内外主流运营商中取得规模应用，并在四川电力现网环境下实现了单跨段352km的超长距传输。

2. 简化网络层次，降低CAPEX和OPEX

传统的IP over SDH/ASON over WDM建网方式用SDH网络的丰富开销和网络维护功能弥补了传统DWDM网络在以上两方面缺乏有效的开销支持完整的网络管理功能的不足。随着近年来DWDM产品对OTN标准的支持日益成熟，基于G.709的OTN开销和告警维护信号完善了DWDM网络管理，从而为剥离SDH层设备提供了可能性。IP over WDM方案同传统的IP over SDH/ASON over WDM方案相比省去了中间的SDH/ASON层，使传送网络结构更加清晰、简洁，能够有效降低传送网建网成本和运营成本。

3. 高效承载，灵活调度

在IP业务开展初期，IP业务物理承载网络一般为SDH或PDH网络，物理接口以E1和STM-1 POS为主，随着IP业务的增长和技术的进步，POS 技术可以直接把IP包封装到STM-64甚至STM-256中。GE、10GE由于其低廉的价格，并且与局域网数据帧之间无需复杂协议转换，也得到广泛的应用。

随着GE、10GE和POS口的大量运用，SDH所擅长的基于VC颗粒的交叉作用大大降低，更为严重的是SDH的线路口仍然是10G，而10GE LAN速率已经超过了10G，用SDH技术来承载和调度已经“力不从心”，在这种情况下不得不使用DWDM技术来对大颗粒的业务进行承载和调度。

按照OTN标准，波分网络对于大颗粒业务的调度分为光层调度和电层调度。在光层调度中由于全光交叉技术不成熟，ROADM（Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplex）技术成为了波分领域的又一热点。ROADM技术实现了传统FOADM（Fixed OADM）所不能实现的业务快速开通和远程业务调度功能，同时使波分MESH组网成为了可能。目前比较流行的ROADM技术有WSS（Wavelength Selective Switch）、WB (Wavelength Block)、PLC（Planar Lightwave Circuits）。ROADM技术实现的波长级别的业务调度，电层调度则实现的是子波长级别的业务调度。目前的电层技术主要采用空分交叉矩阵实现几百G容量级别的以2.5G为颗粒的业务调度。

中兴通讯能提供完整的大颗粒业务调度方案，包括基于WSS、WB、PLC的完整的ROADM解决方案和基于GSS （General Service Switch Platform）交换平台的电层调度方案，并在国内率先开通ROADM和GSS的商用局。

4. 电信级网络可靠性

纯粹依靠路由器提供的路由收敛协议和FRR快速保护都不能实现50ms的电信级业务保护倒换。硬件系统日趋成熟，设备硬件系统可用率超过99.999%，网络的可靠性重点关注物理链路故障、路由协议成熟度、软件可靠性，因此利用物理层提供完善的物理链路保护，对于全网的可靠性具有重要意义。

IP over WDM方案能够提供源于ITU-T G.841/G.842/G.808/G.873国际标准的多种保护方式，包括：

环网保护：1＋1光通道保护、二纤双向光通道共享保护环、二纤双向光复用段保护环、子网连接保护（跨环保护）等；

链路保护：1＋1光通道保护、1＋1复用段保护、1+1线路保护(基于OTS)等；

电层保护：子波长保护。

DWDM网络采取的保护方式具有倒换协议成熟、简洁、高效等优点，并经过现网验证，能够达到50ms的电信级保护倒换。

当采用IP＋WDM组网时，可以采用IP业务层面的保护和DWDM保护结合提高整个网络的生存型。针对IP网络层，发挥网络层路由收敛能力强的优势，部署快速IGP协议或FRR协议，减少路由协议种类，降低软件复杂度，提高路由器的软件可靠性。针对物理层，充分利用WDM成熟的保护，为网络提供完善的物理链路保护，消除网络可靠性的最大隐患。路由器适当重载，增加端口带宽利用率，从而降低网络整体投资。

中兴通讯波分系列产品能够提供业界最全的六种保护方式，有超过六年的IP over WDM建网经验，自有专利的通道共享技术已经写入ITUT G.808.2标准，并在2007年获得第十届中国专利奖优秀奖。

5. 多种业务的汇聚和接入

IP over WDM解决方案除了能够提供GE、10GE和POS等IP接口以外，还能提供STM-N（N=1，4，16，64，256）、FC、ESCON、FICON等接口，能满足目前干线核心网络的大部分业务接口需求。同时能提供速率业务向高速率业务汇聚功能以节约系统波长，例如8×GE向10G 汇聚、8×any汇聚、4×622M/155M向2.5G汇聚。

IP业务的迅猛发展对DWDM网络也提出了新的要求。基于G.709 的OTN接口（OTU1/2/3）能够提供丰富的PM和SM开销及维护信号，很好的满足了多业务特别是IP业务的接入和汇聚对DWDM网络管理维护性能的要求。所以在全球范围内，基于OTN标准的DWDM设备得到了设备厂商和网络运营商的支持。

四、 小结

综上所述，在IP业务迅猛发展的今天，核心承载网络的IP化已经成为不可逆转的大趋势， IP over WDM方案将成为新的宠儿。核心传送网网络结构最终将会演化为图2所示的结构。核心传送网将会扁平化，中间层传统SDH网络将被省去。基于OTN架构并加载智能控制平面的DWDM网络将成为顺应IP化趋势的核心传送网络。

作者：张振朝 来源：中兴通讯技术