Sam Lisle，Fujitsu Network Communications
网络提供商已经依赖于光网络的可升级、低成本、多业务汇聚和传输能力。通过将简单的在线软件升级、后向兼容性，灵活的管理接口以及网元失效容错功能融合在一起，光网络能够带来显著的经济价值和高效的运营效率。光网络通过分布于城域核心网的众多成熟网元，可以将一定地理范围内成千上万的接入点都连接到城域网络中。5SH光波通信
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然而，新出现的IP业务环境给城域网络带来了很大压力。现有的光汇聚和传输设施必须不断发展以适应新的挑战。其中尤以三种挑战最为关键：5SH光波通信
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以最少的成本提供尽可能多的带宽。受多媒体业务的驱动，网络提供商正在为居住区、企业和移动业务提供无法预计的大容量带宽。大家都估计在未来几年中，网络带宽将以每年最少50%的速度增长。5SH光波通信
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部署可升级的以太网络。以太网被公认为一种廉价灵活的网络，基于以太网的业务正在迅速增长。随着以太网技术从LAN逐渐走向WAN，业务提供商不仅需要建造一张可以承载以太网业务的网络，而且这张网络还必须能够有效汇聚以太业务并将其接入IP业务网。5SH光波通信
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面向连接的以太网传输采用分布式结构，能够降低成本并提供业务支持。5SH光波通信
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同时管理不断增长的TDM和以太网业务。伴随基于以太网的IP业务量的迅速增长，TDM业务——尤其是用于IP/MPLS VPN业务的TDM链路流量——也在不断增长。以太业务和TDM传输都需要大量的业务汇聚，但它们源于完全不同的技术体系。网络提供商必须想办法将两种业务汇聚到同一张网络中。5SH光波通信
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幸运的是，新的光子、电子和软件技术不断发展，已经为新型的光网络设备奠定了基础，这类设备被称为包交换光联网平台（包交换ONP）。市场分析公司Heavy Reading和Infonetics都预测此类设备的市场很快会超过10亿美元。包交换ONP不但可以解决上面提到的三种挑战，而且保留了传统光网络设备的易操作性。最终通过包交换ONP，业务提供商可以升级已有的城域网络，以传输新一代的IP业务。
所需的光子技术5SH光波通信
光子技术保证了城域网络能达到所需的带宽和地理覆盖范围。灵活的ROADM光传输层能够将中间局的传输成本减少90%，而且为提供商带来了高达每秒数百吉比特的城域带宽，能够支持高带宽的业务。ROADM还允许提供商通过远程控制的方式部署新的波长，而不需要再派技术人员到现场进行手动部署。在建立光传输网络过程中，包括动态瞬态响应放大器等创新技术是建立融合传输层、支持所有业务类型的关键组成部分。5SH光波通信
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目前ROADM与SONET/SDH和以太网网元都是各自独立配置，实现子波长分配和汇聚，以提高波长利用率。随着带宽的不断增加，将ROADM光传输层与TDM和以太网子波长分配更紧密地集成在一起显得越来越重要。5SH光波通信
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“可插拔ROADM”是这些技术中非常关键的一个。不断发展的集成技术实现了将放大器和波长选择开关（WSS）集成到一个更加小巧的器件中。随着这些器件的发展，在组网平台上，ROADM硬件将具备可插拔能力，进一步改善子波长的分配。5SH光波通信
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可插拔ROADM用更少的硬件实现了更多的功能，极大地降低了安装光纤的需求，简化了ROADM结构。未来还将集成功率和连接测试，以及在线链路测试等功能，提高自动化程度，这将极大地降低运营成本。
所需的电子技术5SH光波通信
TDM和以太网同时增长的挑战在光子时代是独一无二的。以太网作为一种客户接口，适应性强，当客户需要增加带宽或连接时不需要现场配置，因此非常具有吸引力。历史上的交换型以太业务网络几乎没有业务汇聚，客户端口都是直接与业务网元接口相连的。有时也会通过网络第1层将客户接口连接到业务网元。这种方法可以显著降低光纤的消耗量，但由于第1层网络缺少以太网汇聚功能，因此会导致IP和以太业务网元的端口过载。用于汇聚和传输的业务网元分布过于广泛，也降低前面提到的光网络的易操作性，导致运营成本提高。5SH光波通信
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TDM具备高可靠性和连接唯一性，而且运营商间传递简单，因此也很受欢迎。接入IP/MPLS VPN的TDM型业务的收入一直在不断增长。5SH光波通信
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通用电子交换背板解决TDM和以太网的共同增长问题。5SH光波通信
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TDM和以太网都在不断发展，网络提供商要么采用已有技术将两种不同网络汇聚，要么找到一种能够同时经济高效地承载以太网和TDM的单一网络。解决这个难题主要需要两个关键技术：面向连接的以太网传输和通用电子交换背板。5SH光波通信
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面向连接的以太网传输通道。作为一种无连接技术，以太网技术在传输各种类型的业务时，无法保证连接的性能和可靠性。这就需要一种面向连接的传输通道予以实现（如图1）。5SH光波通信
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以太网传输层的部署非常广，可以满足连接性能的要求。但它不具备以太网汇聚能力，无法有效地将以太网业务转换为IP业务。而包交换业务平台虽然具备以太网汇聚能力，但它无法用于分布型汇聚场合，也没有为通道传输优化过，因此运营结构非常复杂。5SH光波通信
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而现有的第2层传输通道技术已经或正在进行开发，其中包括采用Martini封装的路由MPLS、流量驱动的运营级骨干网桥接（PBB-TE）和传输MPLS（T-MPLS）。像PBB-TE和T-MPLS等基于电路交换的非路由方法简化了网元汇聚的软件功能，能够适应目前汇聚网络基于电路交换的运行环境。5SH光波通信
面向连接的以太网传输技术能够实现城域以太网的分布式汇聚和传输，降低了网络的成本，同时能够获得通用可升级基础设施所要求的业务与电路保护质量。5SH光波通信
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利用通用电子交换背板同时管理TDM和以太网。通用电子交换背板可以以原始格式同时完成电路和包交换，这有助于用一张网络承载TDM和以太业务。通用电子交换背板实现了网元级的集成和汇聚，这在过去是难以想象的（如图2）。5SH光波通信
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ROADM和SONET网元类似，都有与以太网适配的接口卡，这被称为接口级集成。接口级集成非常适合星形应用环境，但是由于没有中心包交换设备，以太网流量无法通过接口卡进行汇聚或配置。因此这种网络仍然需要以太网元，以提供交换中心的汇聚能力。5SH光波通信
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相比之下，通用电子交换背板为这一问题提供了非常简洁的解决方法。得益于不断发展的ASIC技术，目前可以实现将众多功能集成到一个单元内，完成：1）识别输入数据是电路类型还是包类型，2）自动完成输入数据的交换，3）将已交换数据分配到输出接口。由于这种结构基于高度集成的ASIC技术，因此成本较低。模块化的设计避免了无用功能的加入，而且网络提供商不再需要提前预测TDM和以太网流量的比例。这种通用结构保证了网元的技术中立性，为同时管理TDM和以太网提供了单一的平台。5SH光波通信
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可插拔ROADM与通用电子交换背板紧密集成，创造了一个完整的架构，这一架构不仅可以提供基于ROADM的光传输能力，而且不再需要SONET/SDH和以太网汇聚的设备（如图3）。
所需的软件技术5SH光波通信
同时在第1层和第2层管理和操作融合网元的软件技术被称为运营虚拟化。网络提供商拥有自己的组织和运营支撑系统（OSS），这种系统对不同层的管理是分开的。而运营虚拟化技术允许提供商以同时和协作的方式接入并管理集成的汇聚和传输设施。这种方法的三个关键技术是：网络管理协议支持、粒度对象模型和基于角色的安全模式。5SH光波通信
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基于角色的安全模式将管理者的权限按照他们担负的责任分级，这种模式考虑了网络运营环境的多样性，使得支持多种网络管理软件成为可能。例如，可以给位于第2层管理中心的用户授予以太网传输管理权限，同时对第1层实体只授予只读和告警监控权限。
包交换ONP5SH光波通信
包交换ONP是一种最新型的光网络设备。这类设备是ROADM网元和SONET/SDH MSPP设备共同进化的产物。它包含了本文提到的各种技术，建立了一个可升级的以太网基础网络，能够满足带宽高效传输的要求，而且能够将TDM和以太网数据进行汇聚传输。5SH光波通信
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包交换ONP将ROADM和通用子波长配置集成在一起。5SH光波通信
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通用电子交换背板允许包交换ONP在同一个网络中部署TDM和以太网链路。网络提供商采用这种技术，可以经济地建立一个能够同时满足TDM和以太网增长需求的“中性”传输网络。5SH光波通信
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而面向连接的以太网传输技术为包交换ONP带来了分布式以太网汇聚能力，极大地降低了以太网业务的成本。尤其是非路由型电路交换方法（PBB-TE和T-MPLS）与现有城域网的低成本运营方法相适应。面向连接的通道具备50毫秒保护能力，以及与TDM专线链路类似的抖动、延时和丢包性能。5SH光波通信
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为了更加经济地提高以太网和TDM业务的带宽，包交换ONP还采用了可插拔ROADM技术，能够将两种不同业务类型都映射到灵活的光网络中，从而在简化网络运行的同时将链路的容量提高到太比特。5SH光波通信
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由于包交换ONP与可插拔ROADM和通用电子交换背板紧密结合，所以城域网的波长利用率将非常高，而且极大地降低了ROADM、SONET/SDH和以太网传输汇聚的投资和运营成本。5SH光波通信
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更重要的是，包交换ONP仍然以现有的庞大光网络为基础，采用了类似的运行方式。由包交换ONP网元构成的核心网络由各种独立SONET/SDH、WDM和以太网设施混合构成。随着包交换ONP的不断发展，网络提供商将能建造一个高性价比、运作简易的通用汇聚和传输基础网络，能够满足包括住宅区、企业、移动等所有业务的要求。
