光网络技术的发展与展望

光网络技术的

发展与展望

■　烽火通信　张宾

伴随着国内运营商的重组，各个运营商全业务的开展，各种业务需求的变化，对光传送网提出了新的要求。特别是近两年，光通信再次站在了技术革新的路口，以４０Ｇ、ＯＴＮ、ＰＴＮ为代表的新技术，正在推动光网络向智能化、分组化和大宽带容量方向发展，一场光通信的技术革新的大幕即将拉开。

不论新技术的出现还是技术的应用，都是为了更好的满足网络演进和发展，其中涉及到光网络的各个层面，既有干线骨干传送网，又涉及到城域网和接入网，光网络技术的发展无疑将迎来新的机遇。

ＯＳＮＲ　容限、ＣＤ　色散等都成为４０Ｇ发展的非常重要的技术问题。可喜的是，技术的发展没有停止脚步，一批批技术不断涌现，来解决传送过程中遇到的问题，包括新的编码技术ＯＤＢ　　、ＣＳ－ＲＺ　、ＤＰＳＫ　、ＲＺ－ＤＰＳＫ、ＤＱＰＳＫ　技术，自动色散补偿技术、ＰＭＤ补偿技术等都用于解决４０Ｇ　传输中的难题。

目前４０Ｇ　ＷＤＭ的需求集中在４０Ｇ　宽带路由器的互联，需求已经很明确，技术上已经基本走向成熟，制约４０Ｇ　ＷＤＭ发展最主要的还是价格。目前来看，４０Ｇ　ＷＤＭ的成本还是比较高的，加之整个产业链的不成熟，可以说４０Ｇ光传输产品的成本与运营商大规模应用的期望值还有一定的差距。在４０Ｇ　ＷＤＭ系统中，主要成本

●　４０Ｇ　厚积薄发

２００８年注定成为４０Ｇ　的破冰之年。伴随宽带业务的迅猛发展，特别是ＩＰ化浪潮的驱动，以及运营商对干线网的持续投入，４０Ｇ　终于从幕后走到了台前。可以预见，新一轮高速系统的建设即将展开，在未来一到两年内４０Ｇ将会获得爆发式增长。当然，任何新技术的前进道路总是曲折的，在高速４０Ｇ　ＷＤＭ的发展过程中，也同样遇到了很多新的问题。那些在低速短距离传输可以忽略的因素又开始显现，例如编码与调制、　ＰＭＤ　、ＯＳＮＲ

在单波ＯＴＵ（光转化单元）上，因此在保证系统性能的基础上，如何有效地降低ＯＴＵ的成本就成为系统整体建设成本下降的关键因素。

作为国内主流的４０Ｇ解决方案提供商，烽火科技通过加强内部资源整合，尽量实现器件和芯片的自主化生产，加强自主创新能力，掌握相关的核心技术和专利，加强内部的流程管理，以降低生产成本。

烽火科技近些年一直致力于４０Ｇ波分系统的研究，早在２００５

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技术展望

年就成功开通了国内第一条８０×４０Ｇ的商用工程，实现了４０Ｇ和１０Ｇ业务的混传。而后烽火科技经过不断创新，目前已经推出了基于ＮＲＺ、ＯＤＢ、ｓＤＰＳＫ　　等多种４０Ｇ编码技术的４０Ｇ解决方案，并掌握了功率均衡、增益锁定、单通道精确色散补偿技术等核心技术，在４０Ｇ＼１０Ｇ混传方面有一定的工程经验。针对不同的应用网络，推出了完美的４０Ｇ解决方案，解决运营商的网络容量难题。

目前，烽火科技主要对４０Ｇ　ＷＤＭ高速平台系统进行完善，包括更先进的编码、自动色散补偿的实现，随着国内需求的进一步启动，基于４０Ｇｂ／ｓ系统的超高速超大容量光传输技术，将大大改善通信网的结构，将使传输系统带宽快速扩展，满足社会信息传输需求，并将产生巨大的社会效益和经济效益。

术。

ＯＴＮ很好地结合了传统ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ和ＷＤＭ的优势，对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。在光域，ＯＴＮ可以实现大颗粒的处理，提供对更大颗粒的２．５Ｇ、１０Ｇ、４０Ｇ业务的透明传送能力，具有ＷＤＭ系统高速大容量传输的优势；在电层，ＯＴＮ使用异步的映射和复用，把ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ的可运营可管理能力应用到ＷＤＭ系统中，形成了一个以大颗粒宽带业务传送为特征的大容量调度的网络。　ＯＴＮ技术的关键优势之一是可以将ＳＯＮＥＴ／ＳＤＨ等多种网络和服务无缝集成到一个共同的基础设施中，并且可以提供全新的以太网、存储和视频应用。　ＯＴＮ结合了光域和电域的处理技术，相对于传统的ＤＷＤＭ和ＳＤＨ网络来说，有诸多技术优势。

烽火科技从２００２年开始对ＯＴＮ技术的跟踪和研发，经过几年的努力，已在ＯＴＮ技术上处于国内领先地位。ＯＴＮ应用的初期，运营商和设备制造商更多地关注ＯＴＮ作为“传送”的功能；目前，接口ＯＴＮ化的ＷＤＭ设备也已取得大量应用，并且可配置的光交叉设备（ＲＯＡＤＭ）也在发展中慢慢成熟，包括基于ＷＢ、ＰＬＣ、ＷＳＳ技术的ＲＯＡＤＭ设备逐步商用化。烽火科技基于ＲＯＡＤＭ设备，实现光域内的波分交叉以及波长级的大颗粒业务的任意“调度”，不过在电域受限于芯片技术和工艺的发展，在一定程度上影响了ＯＴＮ技术的发展步伐。

●　ＰＴＮ　大势所趋

当前业务网正处在发展转型时期，在电信业务ＩＰ化趋势推动下，传送网承载的业务从以ＴＤＭ为主向以ＩＰ为主转变。未来的市场需要一种能够有效传递分组业务，并提供电信级ＯＡＭ和保护的分组传送技术。在这样的需求驱动下，业界开始提出分组传送网（ＰＴＮ）的概念，打造一个适合分组业务为主的传送网。就

●　ＯＴＮ　初放异彩

随着通信业务容量迅速扩大，特别是数据业务对核心网带宽的拉动，密集波分复用技术已经在国内各运营商省干、本地、城域范围内得到了广泛的应用。从国内的网络建设情况来看，８０×１０Ｇ在干线上已经成为主流，４０×１０Ｇ的ＤＷＤＭ系统在城域和本地网中发展迅速。然而，传统的ＤＷＤＭ系统通常被认为只是点到点“线路技术”，在业务的调度与组网技术方面存在着不足。随着上层ＩＰ业务的迅速发展，要求底层的传输平台层面具有更多的灵活性和智能性，因此，ＯＴＮ技术逐渐浮出水面。　

实现方案而言，在目前的网络和技术条件下，总体来看可分为以太网增强技术和传输技术结合ＭＰＬＳ两大类，前者以ＰＢＢ－ＴＥ为代表，后者以Ｔ－ＭＰＬＳ为代表。

ＰＢＴ技术最初在２００５年１０月提出，它的技术特点是基于ＭＡＣ－ｉｎ－ＭＡＣ，但并不等同于ＭＡＣ－ｉｎ－ＭＡＣ、使用运营商ＭＡＣ　加上ＶＬＡＮＩＤ进行业务的转发、基于ＶＬＡＮ关掉ＭＡＣ自学习功能，避免广播包的泛滥，重用转发表而丢弃一切在ＰＢＴ转发表中查不到的数据包。ＰＢＴ希望基于现有城域以太网体系构架达到电信级运营要求，在电信级保护、可管理性、扩展性方面均有发展，也能提供低于５０ｍｓ的恢复时间、以太网连接由网管系统进行配置等功

光传送网（ＯＴＮ）是光通信网络中最具竞争力的技术新一代传送技术。ＯＴＮ系统以ＤＷＤＭ为基础平台，引入了ＯＣＨ层，其核心技术包括ＯＴＮ交换技术和Ｇ．７０９的接口技术。标准定义的ＯＴＮ体系结构包括光交叉、电交叉、Ｇ．７０９接口和控制平面等核心技术。

能，同时运营商ＭＡＣ对用户不可见，骨干网不需处理用户ＭＡＣ，业务更安全；此外Ｉ－ＳＩＤ（Ｉ－ＴＡＧ）突破ＶＬＡＮ　ＩＤ的限制，可支持１６Ｍ（２４－ｂｉｔ）的业务实例。但由于多了一层ＭＡＣ封装的硬件代价必然升高，且对ＰＯＳ支持的效率低在初期会是一个值得考

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虑的问题。在标准方面不成熟，产业支持少也是一个影响其应用的关键因素。从行业情况来看，个别厂家的路由器／交换机已支持ＰＢＴ，在国外网络中已有应用。这种技术适合于已有大规模城域以太网，以以太网为业务主体的运营环境。

Ｔ－ＭＰＬＳ　是一种面向连接的分组传送技术，在传送网络中，将客户信号映射进ＭＰＬＳ帧并利用ＭＰＬＳ机制（例如标签交换、标签堆栈）进行转发，同时它增加传送层的基本功能，例如连接和性能监测、生存性（保护恢复）、管理和控制面（ＡＳＯＮ／ＧＭＰＬＳ）。总体上说，Ｔ－ＭＰＬＳ选择了ＭＰＬＳ体系中有利于数据业务传送的一些特征，抛弃了ＩＥＴＦ　为ＭＰＬＳ定义的繁复的控制协议族，简化了数据平面，去掉了不必要的转发处理。Ｔ－ＭＰＬＳ从面向连接的分组传送出发，通过上述一些机制使其达到电信级运营要求，包括在电信级保护、可管理性、扩展性方面考虑完善，如提供低于５０ｍｓ的恢复时间；分级、分段的电路级管理，类似ＳＤＨ的ＯＡＭ；基于ＭＰＬＳ的帧及转发机制，对包括ＰＯＳ等接口的支持较好。但总体看来此技术的相应产业支持还不够成熟，预计２００９年左右芯片才能完善。在应用场景上适合基于ＴＤＭ业务为主向ＩＰ化演进的运营环境。

ＰＴＮ可以看作二层数据技术的机制简化版与ＯＡＭ增强版的结合体。总体来看，Ｔ－ＭＰＬＳ着眼于解决ＩＰ／ＭＰＬＳ的复杂性，在电信级承载方面具备较大的优势；ＰＢＴ着眼于克服以太网的缺点，在设备数据业务承载上成本相对较低。标准方面，Ｔ－ＭＰＬＳ走在前列；ＰＢＴ即将开展标准化工作。芯片支持程度上，目前支持Ｍａｒｔｉｎｉ格式ＭＰＬＳ的芯片可以用来支持Ｔ－ＭＰＬＳ，成熟度和可商用度更高。在现实中的应用以及其对成本和收入的影响将会是决定它们是否成功的最终条件，现在判断谁会胜出还为时尚早。

烽火科技ＰＴＮ解决方案包含全系列的ＰＴＮ产品，专为分组传送而设计，其主要特征体现为灵活的组网调度能力、多业务传送能力、全面的电信级安全性、电信级的ＯＡＭ能力、具备业务感知和端到端业务开通管理能力、传送单位比特成本低。

●　４０Ｇ、ＯＴＮ、ＰＴＮ的应用及引入策略

分组化是光传送网发展的必然趋势，未来光网络依然会在相当长的时间内面临多种业务共存、承载的业务颗粒多样化、骨干层光纤资源相对丰富等问题，在考虑新产品网络引入的过程中，需要注意引入策略和网络承接性的问题，在现有的网络中引入分组传送技术和设备还是应该非常慎重，应分步实施：◆首先４０Ｇ　ＷＤＭ技术始终在发展，特别是新的编码与调制技术方兴未艾。随着４０Ｇ　ＷＤＭ　产业链的成熟，２００９年应该会有一个比较大的发展。如果要真正的取代１０Ｇ　系统，乐观估计在２０１０年左右。４０Ｇ　ＷＤＭ的应用将首先在干线层面，慢慢的延伸到省干中。

◆ＯＴＮ／ＷＤＭ技术虽说目前正在逐步成熟，但是该技术不同模块的发展极不平衡，所以对于商用的步骤应有所考虑。建议现阶段可以考虑引入Ｇ．７０９接口，２００８年后再考虑引入目前基本成熟的ＲＯＡＤＭ设备，２００９年后引入ＯＴＮ的电交叉设备。

◆ＰＴＮ的切入应该是在ＦＥ成为主流的业务接口后再逐步实施。由于分组传送设备产业链的成熟将稳步推进，在２０１０年后才会相对成熟，同时技术标准的选择和芯片厂家、设备商的支持度等因素均会影响到演进的节奏。在Ｐａｃｋｅｔ　Ｔｉｍｉｎｇ标准和产业链成熟后，可以正式切入全业务运营的分组传送网。

●　总结

任何一项技术的发展，都有其固有的规律，光网络技术也不例外。本文中所提到技术有着很好的技术优势，笔者也相信，在不久的将来，这些技术一定会有比较大的发展。但在考虑新技术新产品网络引入的过程中，需要注意引入策略和网络承接性的问题。先进和成熟是一个既对立又统一的概念，在保证技术先进性的同时，更应看到技术的相对成熟在减少投资风

险、控制建设成本力面的重要性。

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