在目前快速發(fā)展的通信網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)的類型已經(jīng)發(fā)生了很大變化，最明顯的是表現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)分組化趨勢上，許多骨干網(wǎng)超過90%的容量已用于承載IP業(yè)務(wù)。由于IP業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展，IP承載網(wǎng)對傳送網(wǎng)的帶寬需求增長迅速，傳送網(wǎng)的電路顆粒度也由2Mbit/s、155Mbit/s為主發(fā)展到2.
5Gbit/s、10Gbit/s為主。在這樣的背景下，原本以語音為對象而設(shè)計的傳輸網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能更好地滿足業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，面向IP業(yè)務(wù)的下一代傳送網(wǎng)架構(gòu)呼之欲出。
隨著WDM技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展，傳送網(wǎng)的容量問題已經(jīng)基本解決。下一代傳送網(wǎng)所關(guān)注的主要問題是：如何與IP承載網(wǎng)分工協(xié)調(diào)，在保障網(wǎng)絡(luò)可靠性和滿足業(yè)務(wù)QoS需求的同時，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)總體投資和維護(hù)成本的最優(yōu)化。
從網(wǎng)絡(luò)運營角度來看，下一代傳送網(wǎng)應(yīng)該是通用、統(tǒng)一的傳送層，不同業(yè)務(wù)網(wǎng)對傳送層的需求是在統(tǒng)一的傳送網(wǎng)中提供多張不同的邏輯物理網(wǎng)絡(luò)（L1VPN）。統(tǒng)一傳送平臺是一張超大容量、穩(wěn)定、可靠、安全的基礎(chǔ)平臺，在此基礎(chǔ)上要能夠高效、透明地傳送IP/MPLS為主的業(yè)務(wù)，并且具有靈活調(diào)度能力和多種保護(hù)恢復(fù)策略。
從技術(shù)角度來看，以WDM為基礎(chǔ)的OTN能為客戶層信號提供在光域上進(jìn)行傳送、復(fù)用、交換、監(jiān)控和保護(hù)恢復(fù)的能力，在骨干層面最有希望成為下一代的統(tǒng)一傳送平臺。采用IPoverOTN架構(gòu)可以省去SDH層面，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更簡單、投資和運維成本更低，是網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向，而SDH將逐漸被推向網(wǎng)絡(luò)邊緣。
目前，由于OTN的組網(wǎng)、交換、保護(hù)和管理技術(shù)還不成熟，WDM基本上是點對點的應(yīng)用。為適應(yīng)業(yè)務(wù)發(fā)展，可采用引入IPoverWDM和在SDH中引入ASON組建網(wǎng)狀網(wǎng)兩種策略。這兩種策略各有優(yōu)勢，運營商應(yīng)根據(jù)自己的業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和總體發(fā)展策略，結(jié)合技術(shù)發(fā)展和成本分析，制定傳送網(wǎng)的演進(jìn)策略。
一、IP over WDM與IP over SDH（ASON）比較
圖1從OSI分層模型角度描述了各層的功能定位。與IP over SDH（ASON）相比，IP over WDM省去了SDH層面，減少了重疊功能，節(jié)約了SDH設(shè)備投資和相應(yīng)的維護(hù)成本，在經(jīng)濟(jì)性方面具有一定的優(yōu)勢。然而，隨著SDH層網(wǎng)絡(luò)的逐漸被邊緣化，其核心功能能否由IP層和WDM層分擔(dān)，取決于業(yè)務(wù)需求和技術(shù)發(fā)展。
隨著IP業(yè)務(wù)的迅速增長和路由器技術(shù)的發(fā)展，路由器對傳輸?shù)亩丝谛枨笠话阍?.5Gbit/s以上，SDH設(shè)備的匯聚和交叉功能基本可以由IP層和WDM層替代，而同步功能也可以通過POS口實現(xiàn)。選擇IPoverWDM和IPover SDH（ASON）方案的主要考慮因素在于組網(wǎng)、保護(hù)恢復(fù)、經(jīng)濟(jì)性和演進(jìn)的難易程度。
1．組網(wǎng)能力
SDH環(huán)網(wǎng)技術(shù)成熟，但隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和業(yè)務(wù)量的不斷增長，SDH環(huán)網(wǎng)的靈活性、可擴(kuò)展性、抗多點失效能力差的局限性越來越明顯，并且網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)也很難符合業(yè)務(wù)網(wǎng)的流量流向發(fā)布。ASON網(wǎng)狀網(wǎng)的多方向組網(wǎng)能力，具有非常高的靈活性和擴(kuò)展性，并且可抵抗多重故障，提高了網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
目前WDM層網(wǎng)絡(luò)是由點對點鏈路組成，沒有節(jié)點交換技術(shù)，組網(wǎng)能力弱，但由于IP層具有強(qiáng)大的組網(wǎng)能力，IPoverWDM架構(gòu)暫時能夠滿足組網(wǎng)需求。另一方面，為了減少IP網(wǎng)的端到端的路由跳數(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，保證網(wǎng)內(nèi)各路由器間鏈路的物理路由不相關(guān)性，避免光纖中斷等單個物理層故障導(dǎo)致IP網(wǎng)發(fā)生多處鏈路故障，從而引起路由劇烈震蕩，IP層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計也更加復(fù)雜，并且對光纜網(wǎng)格的密度要求也更高。
2．保護(hù)恢復(fù)
SDH的環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)非常成熟，其50ms保護(hù)倒換性能仍然是運營商采用SDH的重要原因。ASON網(wǎng)狀網(wǎng)支持多種保護(hù)恢復(fù)方式，1+1保護(hù)滿足50ms性能，動態(tài)恢復(fù)大約在幾百毫秒，可以抗多點失效。
目前，比較成熟實用的IP層保護(hù)恢復(fù)技術(shù)有FRR和IGP收斂等。FRR基本能滿足50ms的節(jié)點和鏈路保護(hù)要求，但是其實施條件十分苛刻，配置過程也非常復(fù)雜。此外，TEFRR存在擴(kuò)展性問題，且增加了路由器負(fù)擔(dān)，不宜大規(guī)模部署。IGP快速協(xié)議收斂的收斂時間和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、業(yè)務(wù)量密切相關(guān)，一般從幾百毫秒到秒級不等。
如果只采用IP層保護(hù)恢復(fù)機(jī)制，為了能夠?qū)饫|故障進(jìn)行恢復(fù)，IP層需要更多的冗余資源。有的光纜故障事件會導(dǎo)致80%以上IP的10Gbit/s鏈路中斷，這種中斷會對IP網(wǎng)絡(luò)造成很大的沖擊，并產(chǎn)生協(xié)議和性能振蕩，甚至影響到業(yè)務(wù)。
目前，IPoverWDM網(wǎng)絡(luò)只能做到99%～99.9%的可靠性，如果引入傳送網(wǎng)保護(hù)，則可靠性可精確到99.99％。可以看出，傳送層的保護(hù)恢復(fù)是保障網(wǎng)絡(luò)電信級品質(zhì)的基礎(chǔ)。另一方面，采用1+1保護(hù)會造成50%的資源冗余，而ASON的恢復(fù)速度還不能做到IP層無法感知的程度，如果同時采用兩層恢復(fù)機(jī)制，則需要對IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)置一定的Hold-off來實現(xiàn)，IP層的故障恢復(fù)時間將會延長。
總之，IPoverWDM更適合承載低QoS業(yè)務(wù)，或者應(yīng)用在線路故障較少、光纜資源豐富的地方；而采用IPover ASON承載高QoS業(yè)務(wù)時，通過層間保護(hù)恢復(fù)機(jī)制的聯(lián)合設(shè)計，能夠大大提高網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性，減少IP層的冗余資源，提高線路資源的利用率，甚至能夠節(jié)省綜合網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本。在規(guī)劃、升級網(wǎng)絡(luò)時，需要綜合考慮網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用目標(biāo)和具體網(wǎng)絡(luò)狀況，聯(lián)合設(shè)計傳送網(wǎng)和IP層的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制。
3．經(jīng)濟(jì)性
與IPoverSDH（ASON）相比，IPover WDM省去了SDH層面，減少了重疊功能，節(jié)約了SDH設(shè)備投資和相應(yīng)的維護(hù)成本。另一方面，在IP over WDM架構(gòu)中，造成IP網(wǎng)超額提供的原因除了要滿足業(yè)務(wù)QoS要求之外，最主要的目的是提供網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)和恢復(fù)。針對IP層本身的故障（如設(shè)備宕機(jī)、線路卡板損壞等），IP層需要有冗余設(shè)計。針對IP鏈路的失效，特別是具有相關(guān)性的多條IP鏈路失效問題，IP層需要有更多的冗余，這種冗余需要增加POS口的投資和相應(yīng)WDM系統(tǒng)的投資。
目前大量的SDH設(shè)備已經(jīng)具備網(wǎng)狀網(wǎng)組網(wǎng)能力（如MADM、DXC等），ASON是在傳送平面上增加了控制平面，實際上就是增加了控制層軟件，投資和運維成本增加不多。
采用這兩種方案的投資成本需要進(jìn)行定量分析才能得出。對于網(wǎng)絡(luò)跨度較小而網(wǎng)格密度較高的網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點設(shè)備的投資（包括路由器、SDH/ASON節(jié)點和WDM節(jié)點）占主要比例，則IPoverWDM方式經(jīng)濟(jì)性較好。對于網(wǎng)絡(luò)跨度大，光纜網(wǎng)格密度較低的網(wǎng)絡(luò)，WDM系統(tǒng)的中繼型OTU型所占投資比例較高，IPover WDM的經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢不明顯。
4．演進(jìn)比較
從網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)來看，將來IPoverOTN省去了SDH層面，SDH設(shè)備將被推向網(wǎng)絡(luò)邊緣。目前WDM設(shè)備基本不能平滑升級成OTN設(shè)備，但WDM的線路系統(tǒng)仍然可用。IPover WDM方式的退網(wǎng)設(shè)備更少，更容易演進(jìn)到目標(biāo)網(wǎng)。
另一方面，對于高QoS需求的業(yè)務(wù)，由于SDH/ASON的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制更加成熟，采用IPoverSDH/ASON演進(jìn)方案更加穩(wěn)妥。
二、應(yīng)用經(jīng)驗
目前，幾乎所有大的電信運營商都擁有SDH網(wǎng)絡(luò)。據(jù)不完全統(tǒng)計，在排名前20的運營商中有11家引入了ASON骨干網(wǎng)，有5家引入了IP over WDM網(wǎng)絡(luò)，并準(zhǔn)備向IPover OTN方向演進(jìn)，具體如表1所示。
從承載的業(yè)務(wù)類型來看，大量高QoS需求的業(yè)務(wù)仍然承載在SDH/ASON網(wǎng)絡(luò)上，許多運營商采用IPoverWDM承載Internet等低價值業(yè)務(wù)，也有一些運營商在IP網(wǎng)輕載的條件下采用IPover WDM承載較高等級的業(yè)務(wù)。
