光传输网的发展与趋势

下波长的动态可重构 OADM（即 ROADM）也开始步 传送网的传统优势：丰富的操作维护（0AM）、良好的
入市场。
同步性能、完善的保护倒换和恢复、强大的网络管理
随着骨干网络容量的日益增大以及城域接入能 等。PTN 技术融合了传统传送网和分组网络各自的
力的多样化，对传输网络具备良好自适应能力的需 优势, 是面向下一代通信网络的新型传送网技术，是
的概念，明确 ASON 是 ASTN 应用与 OTN 的一个子 3 光传输网络的发展趋势
网络与应用
NETWORK AND APPLICATION 中国新通信
作为第一代光传输产品 PDH 的应用已经有 20 多年了，在 SDH 设备成熟商用以后，PDH 基本上被 取而代之，特别是在大型的通信网络中的应用，鲜见 它的应用，只在某些专网的点对点通信和接入层面 有用到 PDH 设备，可以说 PDH 已经基本淡出了人 们的视线。
网络与应用
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李慧明 邹仁淳
（中国电子科技集团公司第三十四研究所 桂林 541004）
摘 要 本文回顾了光传输网络的发展，并分析了下一代产品的特点，由此得出下一代网络的主要构成。 关键词 PDH SDH MSTP ASON DWDM PTN 发展史 下一代网络趋势
中继等）有机地结合起来，从而使得在同一个网络上 程碑意义的重大突破，被广泛认为是下一代光网络
既能提供点到点传送，也可以提供多点传送；既能提 的主流技术。ASON 技术的发展虽然取得了比较大的
供原来以太网尽力而为的服务，又能提供具有很高 进展，但还存在着一些问题，主要集中在性能本身的
QoS 要求的实时交换服务。
第一层是核心层网络，这一层主要由网络中几 个核心数据机房组成，建议布设的设备是 DWDM 和 ASON，在这一层网络中有大容量数据传送的需求， 有更高、更快、更安全的网络保护和恢复的需求，也 是在这一层才有足够的光纤资源建设成网格网，利 用 DWDM 系统的大容量和长途传输能力以及 ASON 节点的宽带容量和灵活调度能力，可以组建一个功 能强大的网络。在这样的网络中，尤其在骨干和汇聚 层网络，ASON 节点可以完成传统 SDH 设备所能完 成的所有功能，并提供更大的节点宽带容量，更灵活 和更快捷的电路调度能力，同时网络的建设和运营 费用也比较低。ASON 节点所能提供的单节点交叉容
1997 年由思科公司提出，并由 IETF 制定的一种多 和连接，使交换、传送、数据三个领域又增加了一个
协议标签交换标准协议，它利用 2.5 层交换技术将第 新的交集，实现了真正意义上的路由设置、端到端业
三层技术（如 IP 路由等）与第二层技术（如 ATM、帧 务调度和网络自动恢复，是光传送网的一次具有里
tiplexer，光分插复用器）设备，从而避免使用昂贵的 制面、以提高传送效率的方式拓展有效带宽、支持统
波长转换器进行光一电一光变换。节省网络建设成 一的多业务提供；PTN 保持了适应数据业务的特性：
本。增强网络灵活性。目前具有固定波长上下的 分组交换、统计复用、采用面向连接的标签交换、分
OADM 已经广泛商用。而能够通过软件灵活配置上 组 QoS 机制、灵活动态的控制面等；PTN 继承了 SDH
输上。交换功能依然在 SDH 电层上完成。在条件许 技术相结合的产物，它保留了这三类产品中的优势
可和业务需要的情况下，在 WDM 系统中有业务上 技术：PTN 顺应了网络的 IP 化、智能化、宽带化、扁
下的中间节点可采用 OADM（Optical Add-Drop Mul- 平化的发展趋势：以分组业务为核心、增加独立的控
2 光传输网的发展史
1972 年 ITU-T 前身 CCITT 提出第一批 PDH 建 议，1976 和 1988 年 又提 出 两 批 建 议 形 成 完 整 的 PDH 体系。PDH （Plesiochronous Digital Hierarchy）即 准同步数字系列，准同步数字系列有两种体制:北美 体制和欧洲体制。在数字通信发展的初期，大量的数 字传输系统都是准同步数字体系。PDH 虽然被称作 是光的处理，但基本上是电信号层的处理。随着数字 交换的引入，由光通信技术的发展带动的长距离、大 容量数字电路的建设，以及网络控制和宽带数字综
完善和互联互通上。
DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）
作为 SDH 设备的演进，MSTP 主要改善了用户
即密集波分复用，这是一项用来在现有的光纤骨干 接口一侧，而内核一侧仍然是电路结构。因此，可以
网上提高带宽的激光技术。更确切地说，该技术是在 说MSTP 技术 IP 化的程度不够彻底。TDM 业务的相
一根指定的光纤中，多路复用单个光纤载波的紧密 对萎缩及“全 IP 环境”的逐渐成熟，要求传送设备从
光谱间距，以便利用可以达到的传输性能（例如，达 “多业务的接口适应性”向“多业务的内核适应性”转
到最小程度的色散或者衰减）。这样，在给定的信息 变，即业务的 IP 化对传送网本身提出了分组化的要
传输容量下，就可以减少所需要的光纤的总数量。自 求；但同时，又必须保证传统业务（如话音）的正常运
在容量以及接口能力上都已经无法满足业务传输与 网，代表了未来智能光网络发展的主流方向，是下一
汇聚的要求。于是，MSTP （Multi-Service Transport 代智能光传送网络的典型代表。ASON 首次将信令和
Platform，多业务传送平台）技术应运而生。MPLS 是 选路引入传送网，通过智能的控制层面来建立呼叫
核心层 建议部署设备类型：
DWDM ASON
骨干层 建议部署设备类型：
ASON PTN （MSTP、SDH）
汇聚层 / 接入层 建议部署设备类型：
PTN （MSTP、SDH）
图 1 三层网络结构图
量可以大大缓解网络中节点的“瓶颈”问题。 第二层是骨干层网络，这一层主要是由网络中
的业务重要节点和通路重要节点组成，建议布设的 设备是 ASON 和 PTN，ASON 可以基于 G.803 规范的 SDH 传送网实现，也可以基于 G.872 规范的光传送 网实现，因此，ASON 可与现有 SDH 传送网络混合组 网。PTN 设备由 SDH 设备发展而来，它继承了很多 SDH 设备的特点和优点，它也能很好的与 SDH 传送 网混合组网。ASON 和 PTN 与现有电信网络的融合 是一个渐进的过程，先在现有的 SDH 网络形成一个 个 ASON 或 PTN，然后逐步形成整个的 ASON 网或 PTN 网，从而取代原来网络中的 SDH 和 MSTP 设备。 这一发展过程与 PDH 向 SDH 设备的过渡非常相 似。
SDH 设备是在全世界使用最多，为全球通信行 业快速发展做出过巨大贡献的设备，在它之后提出 的 MSTP 设备其实也是属于 SDH 范畴的技术，所以 在 PTN 设备还没有大规模商用的情况下，SDH 设备 还将是网络组成的主要设备。
DWDM 设备由于自身技术特点的限制，它的使 用还将是点对点的大容量和长距离的数据传送百度文库应 用。ASON 设备的提出和应用也有些年头了，但实际 商用的量在网络中占的比例并不高，这也跟 ASON 的技术成熟度和应用环境有关，它的恢复性能还不 能令人满意，而且它的互联互通问题仍没彻底解决， 再有就是 ASON 应用于网格网中才能充分体现他自 动寻径恢复路由的优势。
PTN 是大家翘首期盼的下一代主流光传输产 品，但它目前遇到的最大问题是标准化的制定，技术 没有标准化，厂家按各自的标准去定义和生产设备， 这在厂家间会存在互联互通和兼容性的问题，用户 顾忌这些问题也不敢大规模的商用，PTN 设备只有 在标准化制定完毕后才会有快速的发展和商用。
鉴于以上情况，我认为，在未来一段时间光传输 网络将是多种设备混合组网应用方式，如图 1 所示， 我们把网络分成三层，分别是核心层、骨干层和汇聚 层 / 接入层。
20 世纪 90 年代中期商用以来，DWDM 系统发展极 行，从而要求分组技术和传输技术的相互融合。在这
为迅速，已成为实现大容量长途传输的主流手段。但 种业务转型和技术融合的背景之下，分组传送网应
现阶段大多数 WDM 系统主要用在点对点的长途传 运而生。PTN 技术是 IP/MPLS、以太网和传送网 3 种
随着不断增长的 IP 数据、话音、图像等多种业
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务传送需求使得用户接入及驻地网的宽带化技术迅 集。ASON 是在选路和信令控制下，完成自动交换功
速普及起来，原先以承载话音为主要目的的城域网 能的新一代光网络，是一种标准化了的智能光传送
合业务发展的需要，暴露了 PDH 一些固有弱点，如 北美和欧洲两种数字体制互不兼容；没有世界性的 标准光接口规范，在光路上无法互通和调配；难以 上、下话路；因定时损伤而难以实现 E5 速率上的异 步复用；网络维护管理复杂，缺乏灵活性，无法适应 不断演变的电信网的要求等。
SDH（Synchronous Digital Hierarchy）即同步数字 系列，最早提出 SDH 概念的是美国贝尔通信研究 所，称为光同步网络（SONET），1988 年，国际电报电 话咨询委员会（CCITT）接受了 SONET 的概念，重新 命名为“同步数字系列（SDH）”。SDH 技术与 PDH 技 术相比，有如下明显优点：（1）统一的比特率，统一的 接口标准，为不同厂家设备间的互联提供了可能； （2）网络管理能力大大加强；（3）提出了自愈网的新 概念。用 SDH 设备组成的带有自愈保护能力的环网 形式，可以在传输媒体主信号被切断时，自动通过自 愈网恢复正常通信；（4）采用字节复接技术，使网络 中上下支路信号变得十分简单。目前，SDH 技术作为 传送网主体技术，以其特有的优势在传送网中占据 了绝对主导地位，为通信业务的发展发挥了巨大作 用。SDH 不仅是一套国际标准，又是一个组网原则， 也是一种复用方法。
络。ASON 的概念来源于 ION（智能光网络）。2000 年 标准化进展缓慢，到目前为止，PTN 技术的标准化还
的 ITU-T 正式确定由 SGL5 组开展对 ASON 的标准 没完全制定，这在很大程度上阻碍了 PTN 技术的发
化工作。ITU-T 进一步提出自动交换传送网（ASTN） 展以及 PTN 设备的生产和应用。
1 概述
国际电信联盟（ITU）于 2007 年末发行了一份题 为《电信改革趋势：通往下一代网络之路》的重要出 版物，该文件为我们指明了下一代传输网的发展趋 势将是“一网承送多重业务”，随着业务的全 IP 化趋 势,未来的“一网”无疑将会是以分组为核心的承载 传送网络分组传送网（PTN）。从光传输网的产生到 现在，已经经过了 PDH、SDH、MSTP、DWDM、ASON 和 PTN 几种技术发展和革新，本文回顾和梳理了光 传输网的发展历史并对未来的光传输网发展趋势作 出推断。
第三层是汇聚网和接入网，这一层的节点就是 所有业务的接入点，包括通信基站、大客户专线、宽 带租用点和小区宽带集散点等，他们的网络结构有 环型、链型和星型，业务需求也各式各样，有需要 IP 业务的，有需要 ATM 业务的，还有需要 2M 业务的等 等，建议布设的设备是 PTN，PTN 一种设备就可以满 足所有各式的业务需求，实现“一网承送多重业务”， 但这个目标的实现也是需要一个渐进的过程，目前 这层网络中的设备也还是以 SDH 和 MSTP 为主，我 们先是在有多业务需求的节点布设 PTN 设备，逐步 由 PTN 单节点演进到全 PTN 环，最后形成全 PTN
求逐步提上日程，对网络带宽进行动态分配并具有 在业务转型和网络融合期顺应时代发展的网络建设
高性价比的解决方案已是人们追求的目标。ASON 正 和发展方向，提供了一种扁平化、可运行、低成本的
是在这样的市场环境下应运而生的，ASON（Auto- 网络构架。由于 PTN 技术是三种技术的结合，各种技
matically Switched Optical Network） 即自动交换光网 术的支持集团为了各集团的利益，使得 PTN 技术的