传输网和IP承载网的演进与融合 摘要 本文首先指出了现有传输网和IP承载网存在的问题并分析了其根源，然后剖析了传输网和IP承载网的技术发展趋势和演进方向重点阐述了传输网和IP承载网融合的基本思路，分析了融合中的关键问题，并从骨干网和城域网两个层面探讨了具体融合的方式和特点1、引言随着IT技术和通信技术的迅速发展，互联网应用的不断深入，基于IP的数据业务正在成为主流目前已有的传输网在承载语音业务的同时，或多或少地都需要为数据业务提供“管道”，而主要为数据业务服务而建设的IP承载网更是当仁不让由于传输网和IP承载网在当今运营商网络中占据了很大的比重，因此，以提升网络运营效率为目的，深入研究传输网、IP承载网的演进以及融合，平滑推进其从独立分离、层级繁多的传统网络向以客户为中心、功能融合、架构扁平、对客户和业务可控可管的下一代网络演进成了共同关注的话题2、现有传输网和IP承载网存在的问题2.1 传输网存在的问题（1）WDM系统无法有效保护IP链路目前IP数据包主要以两种方式在WDM系统上传输，一种是直接以10 Gbit/s或者2.5 Gbit/s在波长上承载，另一种是多个IP网2.5 Gbit/s信号通过TMUX（子速率复用器）整合在一个波长上传输。
由于WDM系统在链路上仍是点到点系统，无法提供光层保护，因此直接承载在WDM系统上的IP信号在物理层面是没有保护的当系统出现故障时，理论上IP可以重新选路，可是由于IP业务具有突发性的特点，很难保证链路的轻载如果发生故障，业务无法全部倒换到另一条链路上（特别是在链路不均衡，负载不平均的情况下），所以依靠IP网本身负荷分担的保护机制难以满足IP网的安全可靠性另外，单纯依靠传输网的不断扩容和提供冗余通道来对IP链路提供保护，会造成传输资源的大量浪费2）环网带宽利用率低，跨环节点成为业务调度的瓶颈核心节点特别是跨环节点的业务量越来越大，大量的业务转接由多套ADM（分插复用）设备之间通过ODF/DDF（光纤配线架/数字配线架）互联来实现电路调配由人工完成，效率低许多物理光缆环都层叠了多个SDH（同步数字系列）环，使得传输网络结构比较复杂，设备数量和种类繁多，增加了网络维护的成本和难度在业务量不断增多的情况下，所有业务都利用环网进行保护，需要一半的保护容量；跨环业务需要经过多个环转接，每个环都要做相应的保护，导致过多占用环内带宽资源SDH环网仅具有单点故障恢复能力，一旦出现多处断纤，将导致SDH环网不能对业务进行有效的保护，网络生存性不高。
环网的网络扩展能力差，升级能力有限，当纳入新的节点和升级某一段的容量时，需要整个环网配合实现，不利于今后的网络发展3）网络保护机制单一，无法提供层次化服务在以多个环网互联为主的网络结构情况下，城域传输网提供的业务保护类型仅为环网保护和不保护两种，恢复时间也只有小于50 ms一种在城域网内难以根据业务类型和客户需求提供层次化、差异化服务，进而不能根据提供服务的不同等级来确定不同的资费收费模式单一可能会造成潜在用户的流失2.2 IP承载网存在的问题对于交换型城域网，首先存在二层交换网络规模过大，网络结构不清晰，设备级联数偏多等问题一旦STP（生成树协议）计算出现差错，会导致较大范围内网络的不稳定；其次是旁挂式BRAS（宽带远程接入服务器）会降低网络的可靠性和效率；另外，常见的光纤直连方式组网导致光纤浪费严重，业务端口压力也大对于路由型城域网，主要通过路由器上的POS接口与传输设备相连，在这种方式下，SDH是以链路方式来支持IP网的，没有从本质上提高IP网的性能，并且与以太网口相比，POS接口非常昂贵普通客户与商业客户共用接入设备，无法提供差异化服务，无法对不同的业务实施不同的QoS策略，难以保障在突发事件发生时高等级业务的质量。
网络管理和业务控制相对分散目前城域网的业务管理尚未形成完整的管理体系，也缺乏有效的监控手段，无法达到对用户和业务的细分管理，无法做到面向业务的联动2.3 两网分离存在的问题传输网与IP承载网的分离存在以下几个问题●浪费物理资源，没有真正提高业务的生存性传输和承载相互隔离，传输层只是提供物理通道，承载层也没有根据物理层优化其网络，传送效率低，网络层次复杂●可扩展性差，一旦引入新的宽带业务或业务需求矩阵发生变化，则需要对网络进行较大的修改，十分不灵活●随着数据业务成为主导，多个重叠分离的业务网将导致高初始成本和运行成本以及费时耗力的业务提供，分离的决策和预算阻碍了不同网络之间的融合从整体和长远的角度看，分离的网络发展模式的代价将越来越高3、传输网和IP承载网的演进3.1 传输网、IP承载网技术和应用发展趋势分析传输网和IP承载网的演进，必须要了解支撑传输网和IP承载网的相关技术（平台）的发展和组网应用趋势，应该说，是这些技术和组网应用影响着传输网和IP承载网的演进方向3.1.1 SDH/MSTP的技术、组网和应用发展趋势（1）技术发展趋势MSTP（多业务传送平台）已成为各运营商近期在城域传输网上采用的主要技术。
未来MSTP设备将在支持虚级联、GFP（通用成帧规程）、LCAS（链路容量调节方案）和支持以太网汇聚功能等方面继续增强，以提高网络对数据业务灵活有效支撑的能力，并实现不同厂商设备的互联互通SDH/MSTP趋向提供更高速率的接口，如40 Gbit/s光接口MSTP设备的数据功能将进一步得到加强，包括引入RPR（弹性分组环）机制，对MPLS（多协议标签交换）的支持等2）组网与应用发展趋势MSTP的组网将结合数据网（尤其是IP网）的建设统筹考虑在核心层和汇聚层，传输网和数据网目前仍以分别组网为主，将MSTP作为IP城域网的承载链路；在接入层，将向统一组网的方向发展，以传输与数据设备的融合为主应用上，MSTP将在提供高质量和高安全性的以太网专线业务以及降低网络建设和运维成本上发挥作用例如以一台MSTP设备实现TDM、以太网和ATM业务的统一汇聚和接入3.1.2 WDM的技术、组网和应用发展趋势（1）技术发展趋势随着光间插复用器、高性能复用/解复用器和光功率控制等技术的提高，WDM系统的频带间隔将从原来的200 GHz、100 GHz减小到50 GHz、25 GHzULH WDM逐渐成为骨干传输网组网的主流技术，尤其是超长距WDM与可灵活上下波长通道的OADM（光分插复用设备）的混合使用，使得该应用方式在初期投资、扩容以及运营维护方面有着明显的优势。
OADM环网技术将逐步在城域传输网和省内骨干网中普及2）组网与应用发展趋势单波长的传输速率继续提高，主要是N×40 Gbit/s WDM系统的发展同时考虑40 Gbit/s与10 Gbit/s的混传从节约网络成本出发，对于目前的10 Gbit/s WDM系统，在不进行大的系统配置改动情况下，运营商考虑将某些波长提速到40 Gbit/s进行传输城域WDM技术将在光纤资源紧张且新铺光缆成本太高的情况下被采用其中，DWDM（密集波分复用）适用于城域网的核心层，CWDM（粗波分复用）技术将在城域网接入层和故障抢修等应用场合发挥作用3.1.3 ASON的技术、组网和应用发展趋势（1）技术发展趋势完善NNI（网络—网络接口）、UNI（用户—网络接口）等接口和相关协议的标准化，实现不同厂商设备间的互联互通，以利于设备选择和网络建设ASON控制平面与MSTP技术的结合使ASON向支持多业务的方向发展2）组网与应用发展趋势开发基于ASON的新业务和应用，如OVPN（光虚拟专用网）、组播和按需带宽分配等业务研究ASON对IP网的承载方案和互联方式，优化IP网的性能和组网结构3.1.4 以太网的技术、组网和应用发展趋势（1）技术发展趋势以太网将成为电信网的基础元素。
城域以太网技术将逐步在宽带接入网汇聚层面引入，提供高可用、高速率的业务汇聚能力和以太网互联业务城域以太网技术将向两个方向发展：一是以太网技术向下与SDH结合，利用SDH的管理能力、故障保护等能力提升以太网的组网能力和性能；二是保持以太网的底层特征，利用上层的智能技术来弥补以太网相关能力的不足具有50 ms保护能力的以太环网技术将受到重视IEEE 802.1 ah（MAC-in-MAC）从体系架构上将传统以太网革新为层次化的结构，突破了以太网业务扩展性的局限，目前发展势头看好2）组网与应用发展趋势在目前不具备2层MPLS VPN（虚拟专用网）能力或不具备构建MSTP网络条件的城域网，组网将采用VLAN堆栈组建物理上独立的纯二层城域以太网，通过其多业务能力在组网灵活性上弥补其他方式的不足借助业务互通能力，企业用户的FR、ATM等遗留数据业务将逐步过渡到城域以太网，接入各类IP VPN在未部署MSTP等满足50 ms保护能力的地区，以太环网方案受到青睐基于IEEE802.1ah的运营商骨干传输网（provider backbone transport，PBT）开始有组网应用3.1.5 MPLS的技术、组网和应用发展趋势（1）技术发展趋势MPLS已被视为未来面向传统和新型业务的核心承载技术，正逐渐成为一种全网的业务承载层。
MPLS技术将在现有和未来网络中全面启用MPLS TE将采用RSVP-TE（资源预留协议—流量工程）作为标记分配协议MPLS FRR将以facility（简易、直通）作为主流的保护方式TMPLS（传输的多协议标签交换）引导MPLS向城域接入网延伸TMPLS连接具有较长的稳定性，并具有传送网络所必备的保护倒换和OAM（操作、管理、维护）等功能特性，可提高端到端的QoSMPLS OAM技术目前还处于初始的发展阶段2）组网与应用发展趋势国内外主要运营商将在现有和未来网络中全面启用MPLS技术，提供MPLS VPN业务给大客户，并逐步实施MPLS TEMPLS L2 VPN会在骨干网和城域网两个范围同时展开MPLS L3 VPN适合网络安全性要求较高、有足够能力维护自己VPN路由信息的大型客户，其组网目前已适合展开规模部署和业务推进城域网内的三层VPN应用会成为未来开展商业客户应用的主要技术驱动3.1.6 IP路由的技术、组网和应用发展趋势（1）技术发展趋势路由技术主要的新方向在流量工程（TE）、平滑重启动（GR）、IPv6、多拓扑路由（MTR）和对MIB库的支持与完善上ISIS（中间系统—中间系统）与OSPF（最短路径优先）基本上处于完善阶段，发展主要在路由优化上。
路由刷新、对等体组（peer group）、路由振动抑制（route flap damping）等路由优化技术将得到发展，以提高网络的稳定性和可维护性2）组网与应用发展趋势在核心网组网上，快速重路由技术将开始推广应用继续采用BGP（边界网关协议）路由协议实现用户路由以及互联网路由的承载路由优化技术将广泛应用于网络设计和建设上3.1.7 IP网络高可用性技术、组网和应用发展趋势（1）技术发展趋势IP高可用性技术目前正向对链路、节点故障的快速检测这一方向发展针对单条LSP的连通性检测——MPLS OAM技术将快速发展2）组网与应用发展趋势采用硬件实现的双向转发检测（BFD）将在组网中广泛应用采用BFD后，大型网络路由收敛时间有望小于500 ms，FRR时间小于50 ms3.2 传输网和IP承载网的演进方向在上述技术、组网发展，尤其是业务应用的推动下，传输网和IP承载网正在逐步向相互贴近的方向演进对于传输网，从网络结构上看，将向下一代传输网发展，而下一代传输网最重要的关键词就是ASONASON的核心就是希望将传输、交换和数据网络结合在一起，。