接入網SDH傳輸系統的現狀和發展趨勢

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　　隨著光通信技術的進步，接入網已由普通模擬用戶環路逐步演變成光接入網OAN，另一方面，由于SDH技術的成熟性和先進性，也使其逐步由長途網到中繼網，最后在接入網上得到廣泛應用。傳輸網絡是所有業務層包括支撐層的平臺，而SDH技術是這個平臺的靈魂。在接入網中，為滿足組網的靈活性和電路的實時調配，SDH技術廣泛應用于用戶端與局端之間，以完善的環保護功能為“最后一公里”提供安全保障。目前看來，無論是PSTN網絡還是移動的基站傳輸，接入網傳輸系統仍然以提供TDM業務傳輸為主。
　　

　

　　從另一個角度來看，自從接入網內置SDH155開始承擔光纖接入網的傳輸主體設備后，目前速率已滿足不了窄帶接入網的需求，用戶急需提高傳輸帶寬。同時為了滿足大量引入的多種寬帶業務與寬帶接入手段，非常有必要提高接入網傳輸的傳輸速率、改善傳輸效能，構建新一代城域／接入網多業務傳輸平臺。盡管接入網所采用的接入技術多種多樣，用戶需求千差萬別，網絡結構變化多端，但始終需要一個具有高度可靠性的傳輸網絡進行承載。SDH網絡以其強大的保護恢復能力以及固定的時延性能在城域網絡中仍將占據著絕對的主導地位。當然，網絡業務的多樣化，給城域傳輸網提出了新的挑戰，為了避免多個重疊的業務網絡，降低網絡設備投資成本，簡化網絡業務的部署與管理，城域光傳輸網絡必將向多業務化方向發展。新一代的光接入網傳輸系統也將朝著多業務化和智能化發展。
　　
　　未來城域接入網中的傳輸系統
　　隨著骨干傳輸容量不斷增大，城域傳輸網絡的接入能力也多樣化。但以IP為主的網絡業務仍然是不可預知的，這需要傳輸網絡具有更好的自適應能力，而這種自適應能力不僅僅是網絡接口或網絡容量的適應能力，而且要求網絡連接的自適應能力�？偟膩碚f，低成本、靈活快速的完成運營商端局到用戶端的業務接入和業務收斂是對未來城域網接入系統的主要需求。從技術上來看，接入層的相對帶寬需求較小，需要提供IP、TDM，可能還有ATM等綜合業務傳送。以SDH系統為基礎并能夠提供IP、ATM傳送與處理的系統（包括TDM、IP與ATM接口，甚至包括IP和ATM交換模塊）將是解決接入層傳送的主要方法，這種方式可廉價地在一個業務提供點（POP）上提供高質量專線、ATM、IP等業務的接入、傳送和保護。簡單地講，這種采用SDH傳輸以太網等多種業務的方式就是將不同的網絡層次的業務通過VC級聯的方式映射到SDH電路的各個時隙中，由SDH網絡提供完全透明的傳輸通道，從物理層的設備角度上看是一個集成的整體。這種解決方案可以大幅度地降低投資規模，減少設備占地面積，降低功耗，進而降低網絡運營商的運營成本。同時，提供多業務的能力還可以使網絡運營商能夠快速地部署網絡業務，提高業務收入，增強市場競爭能力。從網絡結構來看，接入層傳輸節點分布廣、數量多，要求低成本、高環境適應能力；需支持復雜組網。
　　
　　采用光纖直連組網通常指利用路由器、ATM交換機、以太網交換機等通過獨享光纖帶寬的簡單組網技術，包括星型（樹型）、環形、網格型等組網方式，因為是純數據接入設備，帶寬獨享，浪費了大量光纖資源，特別是樹型和網格型，對光纖的需求大，隨著節點的增加，給運營商帶來很大壓力，無法高效接入大量應用的TDM業務。如果采用E1電路仿真，一方面成本非常昂貴，用戶無法承受；另一方面性能差，無法滿足像移動與聯通等運營商組網的需求。因此該方案也只適用于新建的純數據網絡。因此在新型接入網組網中，根據業務用戶的重要性，采用綜合接入SDH設備進行環形、鏈形、樹形進行組網，由于星型組網會需要大量的光纖，保護能力差，建議選擇環形、環形加分叉等形式，分叉方法可采用SDH、PON／APON／EPON等�？偟膩碚f，新型多業務接入傳輸系統除具有SDH的基本功能外，還具有多種業務的接入功能，支持數據業務的透明傳輸，并提供點到點與點到多點的業務匯聚功能，不僅具有數據優化傳輸升級能力，提供業務的帶寬管理能力，而且具備多種業務互通的平滑升級能力。
　　
　　圖2：下一代多業務接入系統組網示意圖
　　
　　下一代SDH的核心技術：基于SDH的MSTP
　　目前，對于各運營商的城域傳送網，應從采用單純的SDH設備轉向下一代基于SDH的多業務傳送平臺（MSTP），目前國標《基于SDH的MSTP技術要求》已經成熟，引起了各方面的極大關注。MSTP可以基于多種線路速率實現，包括155/622Mb/s、2.5Gb/s和10Gb/s等。一方面，MSTP保留了固有的TDM交叉能力和傳統的SDH/PDH業務接口，繼續滿足話音業務的需求；另一方面，MSTP提供ATM處理、Ethernet透傳以及Ethernet L2交換功能來滿足數據業務的匯聚、梳理和整合的需要。
　　
　　MSTP可以提供ATM處理模塊，針對ATM業務接入，比如多點DSLAM接入到ATM骨干交換機的應用場合（還包括未來3G的BTS接入到NodeB、或NodeB接入到RNC的應用場合），通過VP/VC信元交換和統計復用功能，將在若干節點分別接入的多個155Mb/s時隙收斂到SDH環的一個155Mb/s時隙，實現1：N業務收斂功能，節省了帶寬資源，同時所有業務可以共享ATM的VP-Ring保護；如果SDH的通道或復用段保護啟用，則可以屏蔽掉ATM的VP－Ring保護；此外，ATM處理模塊還可以提供PVC專線和ATM組播業務。
　　
　　MSTP可以提供Ethernet的透明傳送功能，將來自用戶以太網的信號不經過L2交換，直接映射到SDH的虛容器（VC）中，然后通過SDH網絡進行點到點傳送。目前，10Mb/s、FE甚至GE業務可以通過多種途徑在網絡中傳送，比如10Mb/s和FE業務可以采用VC-12或VC-3的虛級聯方式承載，而GE業務則可采用VC-4或VC-3/STS-1連續級聯的方式來承載。Ethernet over SDH的映射協議除采用PPP/HDLC或LAPS外，也可支持通用成幀規程GFP。
　　
　　除透傳功能外，MSTP還提供L2交換功能，即在一個或多個用戶的以太網接口與一個或多個獨立的基于SDH VC-N的鏈路之間，提供基于Ethernet MAC的交換，實現基于端口的VLAN、基于ID Tag的VLAN和虛擬網橋（Virtual Bridge）功能、全雙工流量控制、帶寬共享、端口匯聚以及相應的STP處理和保護等。
　　
　　MSTP中新型的鏈路容量自動調整策略，即LCAS，可以實現：即使SDH的一些VC－N通道發生故障或出現告警指示信號AIS，可以根據相互的握手協議自動降低承載帶寬，同時所承載的數據業務不能有太大的損傷，即丟包率和時延可以降到最低程度；如果告警消失或故障恢復，所承載的數據業務相應要恢復到最初的配置帶寬。
　　
　　從本質上來講，彈性分組環RPR是跟SDH和現行MSTP全面競爭的一種技術，但MSTP可以一定程度融合RPR技術，比如將RPR設計成為MSTP的一種功能模塊，從而實現帶寬的統計復用、公平的帶寬分配、嚴格的業務分級CoS和QoS以及真正意義上的用戶隔離功能。此外，RPR具備自己專用的保護策略，比如環回和主導方式，如果要與SDH保護協同起來，同理需要拖延時間機制來保證。
　　
　　下一代SDH產品發展方向
　　關于下一代SDH產品的發展方向和相應的研發策略是電信領域的研究熱點，不同廠家、不同技術背景的研究人員對它有著不同的認識和理解，不同的電信產品制造商在產品研發時基于各自的理解有著不同的技術路線，不同的電信運營商根據各自的網絡情況、業務范圍和企業發展目標也有著不同的發展策略。概括地講，下一代SDH產品存在著三個不同的發展方向，這三個方向分別針對SDH技術在電信網絡中向高端、中端、低端傳輸市場的滲入與擴張。
　　
　　首先，下一代SDH產品將向高端傳輸產品市場靠攏，按照SDH技術的既有路線向高容量和高速率的方向發展。2002年頒布了SDH在40G級別上的標準，雖然這個技術在工程應用中會遇到來自WDM技術的競爭，但是其應用前景還是相當樂觀的。由于新標準剛剛頒布，工程應用實例尚不多見，相應的測試和維護手段也不完善。但是可以相信電信設備制造商對這一方向的跟進速度會很快。
　　
　　其次，下一代SDH產品另一個發展方向是立足于城域網應用領域，在SDH產品的基礎上集成對多種業務（主要是以太網業務和ATM業務）的支持功能，實現對城域網業務的匯聚。這種設備就是MSTP設備，由于它有著許多突出的優點因此受到了廣泛的關注和研究.目前關于MSTP設備的研發項目紛紛上馬，獲得電信市場入網證的MSTP產品也越來越多，利用MSTP設備構建的成功工程應用也越來越多。
　　
　　另外下一代SDH產品的發展方向之一是用簡化的SDH技術來實現城域網接入功能�，F在城域網中的接入技術正處于百家爭鳴時期，各種技術紛紛登場。SDH技術進行適當的簡化以后用來實現接入也是其中的一種方案，一般稱為SDH LITE。SDH LITE對SDH技術的簡化主要包括如下幾個方面：為了降低成本用單纖取代雙纖；相應的雙環變成單環或線型拓撲，連接多個節點；另外為了簡化管理提高效率對SDH開銷也要進行簡化。這種方向的研究剛剛起步，還沒有統一的國際標準，因此對市場的影響力不大。
　　
　　SDH強大的發展生命力
　　到目前為止，還沒有出現可完全替代SDH的新技術，有的只是現有SDH技術的發展和補充，這也證明了SDH強大的生命力，SDH在城域網中仍將繼續發展，主要理由如下：
　　
　�。�1）我國的電路交換網在5年左右的時間內仍將繼續發展；
　　
　　SDH本身高低端的發展潛力（高于40Gb/s，低于155Mb/s）SDH通道級聯功能與多種數據業務映射結構的支持，增強了支持ATM／IP的能力，正由新的ITU-T建議予以支持，有效地支持了多業務傳輸能力。未來的超大容量的核心光傳送網由DWDM壟斷，從帶寬顆粒度與成本上考慮，SDH轉移到網絡邊緣，接入網需要更多的SDH接入設備。
　　
　�。�2）SDH近期仍然是可靠性和生存性最高的傳送網技術。
　　
　　IETF及IEEE 802.17已經推出及即將推出的標準，為SDH上高效、可靠的IP傳輸奠定了堅實的基礎

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