与协议无关的可重构网络降低支出

2008/08/19,与10年前相比，今天城域光网络的动态特性要强许多。尽管关于SONET/SDH消亡、以太网成为主流技术的话题已经谈论了很久，然而现实中这两种技术还将会和其它一些技术共存相当长的一段时间。光网络业务提供商现在的问题是搞清楚用户将提出何种协议和业务需求，以及即将出现什么样的新业务。
    然而有一些事情不太可能改变：服务质量（QoS）要求、更大的带宽、持续降低的利润。简而言之，用户想要更大的带宽、更高的质量，不愿意为此花更多的钱，而且现在就要。
    解决这些问题的办法之一是构建一个灵活、动态、能够兼容各种无法避免的技术革新的网络。消除对于协议的依赖、提高按需增加带宽的能力是朝这个方向迈出的第一步。如果这一步得以实现，我们就能最大程度地简化业务提供商和用户之间复杂的（因此也是昂贵的）操作流程。
    与协议无关的可重构光传送网 （PIROTN）由一系列通过光纤连接起来的网元设备组成（如图1）。网络传送客户信号采用DWDM技术，提供管理、监控、路由和弹性，其最显著的特点是协议无关性和客户数据透明性。
           

    协议退至网络边缘
    随着光网络向全光传送网演进，由协议相关设备组成的网络必须不断朝着反映用户协议和带宽要求的方向发展。将协议相关的设备推向网络边缘甚至用户网络将消除传送网对协议的依赖，大大增强网络的灵活性。
    将协议相关性推向网络边缘并增加远端重构功能的另一个好处是提高了按需增加带宽的能力。协议相关性一旦退至网络边缘，传送服务提供商就只需在网管系统（EMS） 上配置从源节点到目的节点的一条“管道”。如果用户要求更高的带宽，并不需要进行全网重构，仅仅是“管道”两端的节点需要重新配置而已。此时客户就有可能自己“装配”管道，避免了运营商派人到现场操作。

    PIROTN的保护倒换
    与协议无关的保护倒换的产生条件是在网元间路由的光信号参数发生变化，或是外部告警。根据网络配置的不同，告警信号的产生者可以是网络边缘的与协议相关的边界设备，也可以是客户端设备本身。
    基于光信号自身参数变化的保护倒换产生条件是信号强度降至一个确定的阈值以下，这可能是因为光纤中断，或是信号质量劣化引起的。倒换动作完成后，系统会发出一个告警，通知网络运维人员有故障发生。
    网络边缘处的协议相关设备也有可能产生告警。这种情况下EMS会收到告警，通知运维人员进行干预（人工重路由）。如果需要更快的故障恢复，告警信号可能被送到有关网元，触发该网元的保护倒换动作。
    在所有情况下，保护倒换操作可以是能够返回的，或是像协议相关保护倒换那样不可返回。

    支撑技术
    为了在协议无关的同时实现带宽按需提供功能，还须借助几项其它技术：前向纠错（FEC）、可重构光分插复用（ROADM）、光放大和再生技术等。
OTN和FEC。PIROTN中的“OTN”并不是指ITU的G.709规范，但有着某些共性。G.709包封器（有时称为OTU1和OTU2包封器，本文不做讨论）提供FEC和其它功能，如性能监控、信令信道、中继连接监控等。
    OTN因为内嵌FEC功能使得其误码率（BER）更低，能够为用户提供更好的数据集成特性。结合协议中的性能监控和端到端信令通信能力，网络运营商就可以为用户提供更好的QoS。
    随着数据速率的提高，数据集成能力越来越关键。G.709包封器的协议能够提供类似SONET的性能监控和告警功能，同时保持用户数据的透明性。
    OTN是如何实现协议透明性的？通过适用协议无关的再生器和终端，客户数据对于网络的操作运维不再重要，内嵌的信令和性能监控机制提供了端到端服务所需的信息。
ROADM。篇幅所限，这里不再对ROADM进行详细描述并阐述其功能，简而言之，它具有比OEO交换更佳的光交换能力。波长无关的多维ROADM可以被看作是可重构的光交叉机，而波长相关（但与协议无关）的ROADM需要固定的信道规划。
    ROADM能够把一个或多个波长信号交换到一个或多个端口上去，从而构成冗余的格形网，提供网络冗余，或是简单地向网络中插入和下路波长的能力（如图2）。如果你在考虑CALEA，ROADM能够帮助你实现目标。
                  
    ROADM提供了必要的动态能力、协议无关的网络扩展、网络弹性和带宽按需分配等功能。
显而易见的是，在光的层面上对信号进行路由能够完全消除协议依赖性。ROADM能够在必要时简单地下路额外波长，从而实现网络扩展。
    光放大器。光放大器不是新技术，但在PIROTN中的作用依然至关重要。光放大器不仅能够延长传输距离，还能补偿光信号通过ROADM时的衰减和色散。在光层放大信号使得协议就变得无关紧要了。
为PIROTN设计的光放能够调节输出功率，补偿光波长增减带来的功率变化，同时不对网络其它部分产生影响。
    协议无关的再生器。RIROTN采用的协议无关再生器比简单的3R再生器用途更多，可以提供中等跨距再生功能、波长变换、添加或剥离G.709封装等终结功能，也能用作边界设备。
    最新的再生器支持多重协议并且是可调的，改变协议或波长只需简单地发出一个软件指令即可。在终端或边缘模式下，该设备还可以给客户信号添加或去掉G.709封装。
    可调再生器的另一个好处是当ROADM连接两个网络时具有波长转换能力（图3）。例如某网元发出的光信号在网段A里使用了ITU 22号信道，但该波长在网段B中被占用了。如果信号通过一个可调再生器，就可以把它转移到另一个波长上去，例如ITU 31号信道。这里协议无关是借助再生器的多协议支持实现的，而可调谐性提供了必要的重构能力。
            
   
    加法，而不是减法
    网络业务提供商开展新业务，应用新产品时不可能抛弃他们原有的网络。采用协议无关的新技术不用抛弃现有设备，而是当业务需求增长时增添协议无关的网元即可。
采用本文提到的技术，几乎任何网络都可以向协议无关和软件重构的方向演进，网络操作者不会受到老的特定协议网元设备带来的限制。
    一个简单的例子就是使用ROADM在需要的地方下路波长，随着网络规模的增大，无须网络重构就可以下路更多的波长。另一个例子就是在网络边缘将10G以太网信号（10GbE）封装到G.709帧格式中，从而实现数据透明性以及性能监控和网络可靠性所需要的告警。

    增加利润
    为你的网络核心增加协议无关性和远端重构能力，就可以在客户需求、特性和业务发生变化时减少网络中的设备更替。这样就降低了设备升级的时间和成本，而这些终端用户从来也不会看到，也不会愿意为此买单。



来源：《光波通信》