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1、传送网新技术应用探讨,中国电信集团公司北京研究院 张成良 010-585521012008年9月,2,在未来5年之内，带宽将以每年50以上的速度增长，到2010年干线带宽流量将达到50T以上，其中97%以上为数据带宽 IP已经成为核心层的技术选择，路由器基本以POS接口为主 目前WDM骨干网络基本上采用2.5G/10G，40G接口在今后两年会开始商用 城域网中的数据新业务发展迅速，DSLAM普遍存在提速要求；承载网大量使用FE/GE，甚至10GE,IP化驱动下网络现状,3,光网络发展与竞争,面临的问题：IP 网络的重大冲击到底谁是公共的传送平台，是IP公共网还是传输网？一个竞争重点二层网络，也
2、就是分组传送网的发展发展ASON 控制层面的趋势是无可非议的，关键是应用的速度和成熟性目前最关键的是尽快提供一个高质量的、配置灵活、具有高生存性的传送网络为了在竞争中取得领先地位，必须很好地完成对以太网GE的处理，同时要简化结构,4,光网络市场的变与不变,不变的光通信（1）WDM 系统，目前网络已经支持到160波的10Gb/s系统，实际使用已经达到80波系统（2）对40Gb/s系统的需求（3)ASON 网络智能的控制光网络变化中的光通信（1）在长途网中基本以提供波长为主，传输系统被替代（2）MSTP 招致数据网的批评（2）类似于CN2 的高速互联网需要不需要传送网的保护,5,业务信号IP格式与
3、全IP网络传输,（1）ALL IP是一种泛指，更多的是在强调将来各种业务信号会普遍采用IP的格式，（2）但这并不等同于网络就是一张端到端的IP网络（3）更不能简单地理解为电信网络分层模型的一、二、三层结构将被路由器组网所替代。（4）ALL IP更多地侧重于接入层面和信息格式方面，也就是用户所感受到的业务表现形式，如VoIP、IPTV,6,ALL IP 网络传输,信号格式的IP 化绝不等同于端到端的以太网传输，而不采用其他任何传输格式封装，如SDH、OTN 等 即使在今天，核心路由器互联也还是采用了基于SDH的POS 接口。传输层的OAM 功能对于确保信号的端到端传输、恢复保护仍然十分重要。随着
4、业务量迅猛增长，网络必须增加对大颗粒的处理能力，此时适合细颗粒处理的IP网络技术并不是最优适合于大颗粒处理的传送网有着汇聚、复用和传送功能的优势,7,40Gbps传输的业务驱动,目前路由器40Gbps端口互联是40Gbps传输的唯一业务需求业务驱动：Broadband、IPTV、Triple Play、P2P业务容量增长：摩尔定律中继带宽膨胀BGP协议8条并发路由限制10Gbps40Gbps100Gbps100Gbps+中国电信ChinaNet（163）CN2,8,40G传输解决方案概述(1),40G WDM系统基于现有10G WDM系统的10G/40G混传方案应用场景：10G WDM系统技术
5、参数满足40G传输需求，具有足够的空闲波道，原设备商提供40G OTU优点：节约WDM系统公共部分投资，快速开通40Gbs通道缺点：条件过于苛刻，绝大多数现网系统无法支持新建40G WDM系统方案应用场景：较大数量的40G传输需求，现有10G WDM系统不支持10G/40G混传优点：不受现网现网10G WDM系统限制缺点：成本相对较高，目前无大规模商用先例结论新建40G WDM系统方案主流解决方案10G/40G混传方案个别区域补充方案,9,40G传输解决方案概述(2),40G IMUX(Inverse Multiplex反向复用)方案应用场景：40G业务数量较少，现有10G WDM系统有足够空
6、闲波道，传输设备或者客户设备支持40G IMUX解决方案优点：利用现有10G WDM系统，节约投资，无40G传输物理限制缺点：占用4个波道且需同路由，增加维护难度；单波道故障影响整个40G业务，电路可用率指标降低；提供此方案的厂商有限客户侧 IMUX应用场景：两端客户设备支持IMUX，对WDM系统无特殊要求厂商：Juniper已经可以提供商用解决方案优点：对WDM系统无特殊要求，只需保证4个波道同路由缺点：两端客户设备必须同厂商，目前只有Juniper可支持波分侧 IMUX应用场景：WDM系统厂商可提供IMUX板卡，对客户设备无特殊要求厂商：华为(2007Q4)，爱立信(2008Q2)，Inf
7、inera(2007Q2)优点：不同厂商客户设备40G接口可互联缺点：WDM厂商必须提供40G IMUX板卡，主流厂商只有华为结论：波分侧IMUX与客户侧IMUX方案互为补充,10,40Gbps WDM系统调制码型,11,其它关键技术,精确色散补偿技术线路补偿技术：基于DCF，要求更精确单信道可调色散补偿(TDC/ADC)技术：成熟，目前+400ps/nm，目标+1000ps/nm电色散补偿技术：能否用于40G速率还需要进一步研究PMD补偿技术（PMDC）一阶PMDC技术基本成熟，电域、光域均有产品，可补偿48ps的，性能和稳定性还需验证高阶PMDC原理尚未解决现阶段可行方案：选用PMD系数满
8、足要求的光纤；选用合适码型不同码型PMD/DGD容限差异很大(1dB Penalty,DGDmax)ODB/PSBT最差：56psCSRZ、DRZ、DPSK、PDPSK中等：910psDQPSK、DP-QPSK最佳：up to 25ps,12,40G WDM产品情况汇总,主流厂商均在2007年底推出商用解决方案4040G系统CSRZ、DRZ等码型1000km中继距离8040G系统ODB/PSBT为主，最大中继距离600800kmNRZ-DPSK，1000km中继距离DP-QPSK具有明显的性能优势主流厂商在2008年底提供升级版本，支持ULH传输4040G系统RZ-DPSK码型为主1500km
9、以上ULH传输8040G系统RZ-DQPSK码型为主1500km以上ULH传输,13,40G WDM系统商用案例,AT&T2006年，全国骨干网速率升级，10G/40G混传西门子，PSBT码型，已部署40G OTU数百个2008年新建骨干网40G WDM平台，已开始招标要求无中继距离1200km以上，40GROADM方式目前开始大规模实验室测试，要求按照现网模型搭建实验系统，满波配置，至少穿越8个ROADM节点NTT2007年，全国性网络，新建40G WDM系统富士通，DQPSK码型，已部署40G OTU一百余个Telefonica2008年新建西班牙全国性40G WDM平台全国共10个环网，
10、无中继距离1000km以上小规模商用案例Verizon：纽约波士顿，阿朗DT：纽伦堡斯图加特，西门子Sprint：加州San Jose Stockton,14,40G传输系统建设成本分析-1,40G OTU成本（假设10G OTU成本=1）强度调制码型：810相位调制码型：DPSK:10;DQPSK:15WDM系统成本40G高于10G：40G系统性能参数要求更高，同样的系统可能需要更多的再生站成本比例与具体系统有关40G IMUX板卡成本（假设10G板卡成本=1）华为波分侧IMUX板卡：6Juniper客户侧IMUX板卡：4.3,15,40G传输系统建设成本分析-2,40G WDM系统成本居高
11、不下的原因技术复杂，元器件性能要求高，客观上成本较高上游元器件供货商少，无法通过竞争降低成本运营商系统建设规模小，40G系统以及元器件需求量小，研发成本无法摊薄，生产成本无法降低目前商用40G OTU数量1000块，加上实验系统，总量也就是20003000块之间商用40G OTU数量达到10000块以后，成本将有明显的商商主要原因是量的问题乐观估计，20092010年，40G与10G WDM系统单位比特成本相当,16,结论,40G传输解决方案：40G WDM系统是主流方案，尤其是40G业务需求集中的区域，应根据业务需求和设备成熟情况，适时建设40G WDM传输系统基于40G WDM系统成本明显
12、高于10G WDM系统的现状，40G业务需求量较小的地区可以采用40G IMUX作为一种替代解决方案基于现网系统的10G/40G混传方案适用条件过于苛刻，现有系统应用价值不大；但未来新建10G WDM系统应考虑向40G升级的可能，按照40G传输的指标设计，支持10G/40G混传40G传输系统应用可行性:目前40G传输各项关键技术已经基本成熟，个别运营商已建设少量商用系统由于未能实现规模商用，目前40G传输系统成本较高，单位比特成本是10G系统成本的2倍以上主流厂商在2007年底都能推出商用40G WDM系统，设备成熟度尚须进一步评估,17,提 纲,40G WDM技术OTN和ROADM分组传送网
13、（T-MPLS和PBT）,18,OTN体系技术优势,支持客户信号透明传送（业务和定时信息）提供更高容量和带宽效率的映射和封装结构ODU（Optical channel data unit）,使OTN既能前向兼容SDH、ATM业务,又能高效承载GE/10GE/40G大颗粒业务继承SDH可靠的保护特性，提升网络生存性提供强大的OAM功能：支持光层监控管理；支持多级TCM功能，易于实现端到端、分级分段管理,19,OTN vs SDH,OTN 规定了类似于SDH的复杂帧结构OTN 有着丰富的开销字节用于OAM，与SDH类似OTN 设备具备和SDH类似的特性，支持子速率业务的映射、复用和交叉连接、虚级联
14、优势：更加适合于任意客户业务包含SDH、ATM、Ethernet、SAN、Video业务适配 OTN采用异步映射、异步复用，不需要系统全网同步，消除了由于同步带来的限制 更适合GE 和10GE 的处理,20,OTN网络应用前景,目前城域广泛存在的GE接口和未来将大量使用10GE接口的处理成为OTN发展的重要机遇由于OTN处理的是大颗粒，而不需处理类似VC-4/12细微颗粒，理论上OTN可以做更大的交换容量OTN网络增加智能ASON/GMPLS特性可以提供不同等级的QoS保证，在MESH网络中可以有效降低保护成本,21,OTN对GE数据业务的适配,现有城域网中大量数据网络业务接口为GE/10GE
15、,从业务和应用层面来看，GE 将成为类似于今天155M 的速率接口传统WDM设备：使用TMUX方式将子速率业务直接复用到波道上，只能点到点的传送，无法兼顾波道带宽高利用率和端到端的灵活调度OTN：针对GE业务的映射，根据OTN的时分复用理念，可以将OPU1分为两个时隙，分别单独传送一个GE，这样既实现了GE业务的映射，又实现了GE的透明传送和隔离，也为GE业务的直接交叉调度(GE ADM)创造了条件。对于10GE映射ODU2，目前ITU 也在加紧规范（ITU-T Sup.43）OTN更适合于构建以IP业务为主的端到端宽带业务承载网络（IP Over OTN）。集成通道交叉连接功能的OTN，具备
16、波长/子波长级复用、交叉连接能力，同时能够提供强大的OAM功能。,22,OTN节点设备,一般定义提供OTN G.709接口的设备统称为OTN设备，但OTN网络核心是OTN节点设备（特别是交叉节点）OTN设备接入能力基本上可以达到Tb/s，接口有STM-16/64,GE/10GE等 目前SDH交叉调度能力在1Tbit/s 以下，而OTN节点设备的交叉颗粒可能基于GE、ODU1，交叉调度能力会更强。,23,OTN节点设备产业情况,华为推出了OTN节点设备Optix OSN 3800/6800基于WDM设备，在电层提供OTN和GE的交叉能力最大可支持320Gbit/s ODU1级别的交叉调度容量最大
17、可支持160/s GE的交叉调度容量提供ODUk SNCP保护功能10G速率的调度通过ROADM实现在德国Acho（德国第二大运营商）开始应用，将近10套设备部署在城域网中国内中兴、烽火计划开发独立于WDM设备的OTN节点设备,24,OTN 发展的不足,全球内的应用尚不乐观，很大原因在于人们对于SDH 的惰性依赖GE 的处理多依赖于光纤直联或者WDM系统OTN 交叉设备的滞后也是一个原因，G.709接口在2002左右就已经实现关键是交叉容量是否足够大，至少要高于目前大交叉容量SDH设备的容量OTN的应用将从城域网的交叉设备、WDM 长途系统两个方面起步,25,OTN 在城域应用的问题,除去IP
18、业务以外，城域网中的调度颗粒还是以155M以下速率为主，目前的SDH设备可以满足调度和容量要求。波分系统的物理受限问题不存在，波分系统和ROADM可以满足城域范围内IP业务的需求 GE业务主要是汇聚型，不需要全网调度。ODUk交叉是否有应用的价值？,26,OTN 多厂商互通,OTN的多厂家互通是未来运营商和设备商重点工作；对于OTN 网络，应开展规模测试，以实现不同厂商设备的互联互通和互操作。OTN网络之间互连，采用IrDI接口互连互通至少是单通道，不考虑网管，类似于SDH系统G.709 规定的开销互通互联FEC的互通是OTUk实现互通的必要条件,27,OTN 发展总结,OTN技术兼有传统SD
19、H/SONET和WDM的优势，同时又保持了对它们的兼容能力。在光层，OTN可以实现大颗粒的处理，类似于WDM系统在电层，OTN使用异步的映射和复用，使得关键的交叉可采用最经济的空分交叉技术。经过6年发展，OTN技术已走向成熟，接口OTN化的SDH/SONET/WDM设备也已取得大量应用开始走向规模商用,28,ROADM的应用,29,ROADM的缺点,1.距离：光信号的物理损伤，导致传输距离受限。这一个问题在40G存在的情况下尤其严重2.排它性：不支持多厂家环境、不支持多规格网络（如100GHz、50GHz规格不能混合组网）、不支持小管道聚合成大管道应用3.保护：倒换速度太慢，只能做业务恢复用（
20、不能用做业务保护）4.波长冲突：在大网络中非常严重，导致网络资源分配 的难度增加，不得不采用轻载的方式解决问题,30,ROADM在城域/本地网的应用,ROADM组网存在的距离受限问题在城域网中基本不存在随着IP宽带业务的迅速发展，波分系统在城域的应用是必然趋势，市县之间建设波分系统是目前最多的需求。市县之间采用环网结构比较适宜，在有限光纤方向的情况下实现比较好的保护。在光缆结构允许的情况下，城域核心层可以组建网状网，易于调度。,31,ROADM在骨干网的应用,由于ROADM应用存在的距离受限和波长受限问题，目前不建议在骨干网中使用多维ROADM实现mesh网应用可在省网和区域网推广应用ROAD
21、M环网二维ROADM可在长途干线中推广应用，实现上下业务的灵活调度，降低网络成本具有在线升级能力，以期未来升级为多维ROADM,32,提 纲,40G WDM技术OTN和ROADM分组传送网（T-MPLS和PBT）,33,什么是分组传送网？,34,T-MPLS技术简介,T-MPLS是利用MPLS的一个功能子集来提供面向连接的分组传送，并且要使用传送网的OAM机制，因此T-MPLS取消了MPLS中一些与IP和无连接业务相关的功能特性。取消了影响OAM的相关功能，包括PHP,ECMP,LSP合并等。由ITU-T G.8110.1,G.8112,G.8121进行标准化，基于ITU-T G.805 分层
22、的传送网体系架构。采用端到端保护机制和双向LSP。,35,T-MPLS主要功能特征,T-MPLS的转发方式采用MPLS的一个子集：T-MPLS的数据平面保留了MPLS的必要特征，以便实现与MPLS的互联互通。传送网的生存性：T-MPLS支持传送网所具有的保护恢复机制，包括11、1：1、环网保护和共享网状网恢复等。传送网的OAM机制：T-MPLS参考Y.1711定义的MPLS OAM机制，延用在其它传送网中广泛使用的OAM概念和机制，如连通性校验、告警抑制和远端缺陷指示等。T-MPLS控制平面：初期T-MPLS将使用管理平面进行配置，与现有的SDH网络配置方式相同。下一步划采用ASON/GMPL
23、S作为T-MPLS的控制平面。,36,PBT技术简介,PBT（Provider Backbone Transport）是北电和BT推出的新型以太网技术，在IEEE 802.1ah PBB（MAC in MAC）的基础上进行了扩展，已经在IEEE进行标准化（称为PBB-TE）。关闭了MAC地址学习、广播、生成树协议等传统以太网功能，避免广播包的泛滥。具有面向连接的特征，通过网络管理系统或控制协议（ASON/GMPLS）进行连接配置，以便实现保护倒换、OAM、QoS、流量工程等电信级传送网络的功能。使用IEEE 802.1ag CFM进行OAM和50ms保护倒换。可以基于现有以太网交换机实现。,3
24、7,PBT/PBB-TE帧结构,38,PBT的优势,简单安全：运营商网络MAC对用户MCA而言是不可见的，骨干网也无需处理用户MAC，运营商网络根据外层MAC进行转发；可靠性高：PBT可以提供低于50ms的恢复时间，与SDH保护技术相似；扩展性好：ISID突破VLAN ID的限制，可支持16M（24-bit）的业务实例；可管理性强：以太网连接由网管系统进行配置，与SDH运营方式类似；成本低：没有复杂的信令机制，在交换机上可以实现，与MPLS方式相比设备和运维成本优势明显。,39,PBT&T-MPLS的比较,40,PBT和T-MPLS需要完善的方面,管理：OAM标准还不完善 控制平面：ASON/
25、GMPLS保护倒换：11、1：1、mesh恢复互联互通：PBT/T-MPLS/MPLS之间的互通，需要ITU,IEEE,MEF&IETF之间的合作运营商的态度：部分运营商对PBT感兴趣，也有公开支持TMPLS的,41,PBT和T-MPLS的应用场景分析,分组传送网的基本特征是提供点到点的L2隧道，可能的应用场景：城域网：宽带接入网的二层汇聚网络骨干网MPLS VPN的接入段3G基站到RNC的分组化传送骨干网L2 VPN：点到点、点到多点、VPLS软交换、3G、IMS核心网的承载网,42,分组传送网在城域网中的应用,BRAS,MANSR,CN2SR,DSLAM,LAN接入网,园区交换机,DSLA
26、M,xDSL接入网,xDSL用户,大客户,LAN用户,普通接入平面：最后一公里接入网络,GE,FEGE,GE10GE,以太汇聚层PBT/TMPLS,宽带接入网的二层汇聚网络,骨干网MPLS VPN的接入段,43,分组传送网在骨干网的应用,分组传送网在骨干网的应用取决于与IP/MPLS网络的比较优势成本维护管理性能：QoS,保护恢复,L2 VPNNGN承载网,44,小 结,运营商需要面向连接的、可控、可管理、灵活的以太网传送技术。PBT和T-MPLS的相同点大于不同点：都提供类似SDH的性能和可靠性都提供标准的面向连接的隧道都可以作为分组传送网的一种选择向PBT的演进可以基于现有以太网交换机实现
27、真正的挑战是如何满足经济性、可管理性和可靠性的需求,45,业务发展与接入带宽需求,46,DSL 与 FTTH,2007年二季度，Verizon FTTH净增用户数量首次超越DSL净增用户数量,2007年FTTH用户的迅速增长与VerizonIPTV业务有直接关系。,2007年第二季度，FTTH 净增用户20.3万，DSL净增用户8.5万，FTTH净增用户数首次超越DSL。2007年第二季度能否成为FTTH用户增长超越DSL增长的拐点，尚待观察。,IPTV是推动FTTH用户增长的直接原因。截至到2007年二季度，82的FTTH用户开通了IPTV。IPTV是否已经进入快速增长的雪崩期，尚待观察。,
28、47,DSL 与 FTTH,带宽能力DSL的带宽能力与铜缆长度直接相关。当铜缆长度小于1km时，VDSL2可提供20Mb/s25Mbit/s 下行带宽FTTH带宽接入能力可达50100Mb/s甚至更高；建设成本,新建用户区FTTN+DSL约为800元/线；FTTH约为2400元/线，但价格已进入快速下降的雪崩期。近三年FTTH建设成本很难降至1000元/线以下，难以对DSL接入方式形成全面替代。但拐点可能出现在 2010年左右。,48,EPON与GPON比较,两种技术的目标和理念EPON：以简单的方式满足主要的业务需求（IP风格）GPON：以复杂的方式满足完备的业务需求（ATM风格）GPON的
29、PON接口速率更高、链路级的告警和性能监视能力更强，但目前成熟度与EPON相比有一年半差距没有最好的技术，只有最合适的技术、EPON 与GPON 并没有优劣之分GPON 考虑全业务，芯片开发滞后，价格贵20左右关键是FTTH 的发展，而不是总是限于两种技术的比较EPON设备与GPON设备（成熟后）均可满足近期的主要业务需求,49,接入网建设模式,基于铜缆的DSL接入技术,下移：缩短铜缆距离,分散：接入网点越来越多,基于光纤的光接入技术，FTTH,上移：光技术传输距离长,集中：降低CAPEX/OPEX,选址？建设投资？维护成本？,提高带宽,50,总结（1）,光网络面临着一个重要转折，IP技术强劲
30、冲击，除WDM系统外可能都有着转型的问题这种转型来自几个方面：一个是业务模式的变化，一个是新技术的出现40Gbit/s WDM 系统需求已经十分明显，2009年将会有需求OTN是面向高速率下一代传送网的重要传送层技术，商用的技术条件已经成熟：目前OTN 发展的重要方向是尽可能在城域网和长途WDM 网的应用与PTN 的关系需要明确,51,总结（2）,MSTP将长期存在于接入网络和城域网，目前以太网专线应用良好，版本开始稳定ASON已经具备骨干网络大规模部署条件，将来是转移到OTN 甚至PTN 层面 PTN 的发展尚处于不明晰阶段，如设备形态、网络定位、与数据网和传送网的关系FTTH 的发展进入快车道，EPON 已经规模商用，GPON 系统尚需要时间成熟与FTTH 相关的光器件（光交接箱）等标准化和规模化对于降低于FTTH 成本关系甚大,52,Thank You,感受智能、感受速度中国电信,
