大颗粒承载优化网络架构

随着数据和传送技术的发展，数据业务的颗粒由最初的10M、100M，发展到10GE、40GE甚至100GE。传输方式从最初的IP over ATM和IP over SDH，发展到今天的IP over WDM。传输系统无论是采用SDH还是WDM，都必须解决数据的

传输距离问题，并且为数据业务提供充足的带宽资源和电信级的保护恢复机制，以保障网络的传输性能。

目前传送网组网主要采取以SDH负责调度、保护，以WDM系统负责传输的方式。IP over WDM架构的引入，涉及路由器设备和WDM设备的互联、路由器路由收敛机制和光层保护机制的协调以及新组网模式下的网络运行维护等问题。SDH层在故障判断与定位、业务调度、小颗粒业务传送以及保护方式方面具有优势。但未来WDM网络需要引入新的特性，实现真正的光层组网，去除SDH对网络维护的潜在影响，从而在故障告警、业务调度和业务保护等方面达到更佳的效果。

IP over WDM的接口种类

IP over WDM的接口主要是指IP路由器上需要与WDM设备进行连接的线路侧接口，接口主要有两种，即POS接口和以太网接口。

路由器普遍采用POS接口，POS使用SDH作为物理层协议，在HDLC帧中封装分组业务，使用PPP作为数据链路层的链路控制。IP分组业务在网络层运行。

目前以太网接口主要包括快速以太网、千兆以太网、万兆以太网以及最新的40GE、100GE。由于采用以太网帧结构，网络不具备再生功能，组网成本相对较低。

10GE有两种物理层规范，即广域网(WAN)和局域网(LAN)格式。10GE WAN业务的承载更容易，但10GE WAN的价格高于10GE LAN（相差30％～40％），因此10GE LAN的应用更广泛，我们应该根据实际的应用场景选择不同的方案。40G速率以上的业务，在长距离传输中，需要考虑如色度色散、PMD的精确补偿、OSNR的保证和电中继器的成本等因素。

IP over WDM的保护方式

数据层面的保护方式。为避免链路和节点故障，IP路由器设置多种路由策略。一旦发生故障，设备将进行路由收敛，为业务选择一条可用的路由。

IGP、BGP和LDP等是目前网络上普遍采用的保护技术，受网络规模的影响，收敛时间较长，一般在秒级甚至分钟级。采用该技术不能完全满足话音的QoS保证，只能满足部分上网业务的需求。TE-FRR理论的保护倒换时间可以降到50ms，但在全网部署TE-FRR时还需要考虑实施范围、可扩展性和兼容性等方面的限制因素。

WDM层面的保护方式。目前WDM层面的保护方式主要分为点到点线路保护和共享环网保护，不同厂家的WDM系统已经能够实现基于业务侧的互通、基于OTU-K级别的互通。互通的目的是保证端到端传输线路的连贯性，在多厂家策略的前提下，统一实施WDM层面的保护。

IP层保护与WDM保护之间的协调。在传输层有保护时，我们主要考虑传送层面对IP网接口的支持，并适当考虑两层网络保护的协调机制。在某些情况下，WDM系统保护倒换的业务受损时间有可能会大于50ms，导致业务最终受损时间达到几百毫秒甚至秒级。建议现网路由器在部署FRR时，将拖延时间设置为100ms，以避免两个层面发生冲突。

虽然WDM保护在保护时间和业务影响度上有很大优势，但由于WDM系统的永久连接性，它无法灵活地恢复受损业务。采用IP over WDM时，如果仅采用WDM恢复业务，就需要考虑线路的连通度，保证工作通道与保护通道无关。只有在部署OTN或ROADM网络设备后，提高光层的处理能力，增加光层的波长交换能力，才能实现真正意义上光层面的保护恢复，弥补光层保护的劣势。

引入IP over WDM的必要性

引入IPoverWDM符合中国移动的业务需求。中国移动骨干数据网包括CMNET和IP专网。中国移动IP专用承载网定位于承载高价值和高要求的电信业务，例如集团客户专网业务、固定NGN业务和未来3G业务等。CMNET定位于承载互联网业务和中低要求的电信业务，包括互联网接入业务、VoIP业务和GPRS承载业务等。

中国移动现有的业务类型多样，将来所有业务基本上都将移到数据承载网上，这就意味着传输网今后的业务主要为IP格式。无论是IP专网还是CMNET，今后都应该逐步向大颗粒过渡。预计在2009年或更早，IP专网新增10G电路需求将超过2.5G，CMNET新增电路需求主要为10G。

引入IP over WDM能够节能降耗。以前传送网络组网模式，SDH设备的应用广泛，设备数量巨大。为维持整个SDH层面的日常运行，需要大量的电源供给。如果将SDH层面简化，将有效地节约资源，减少运营商的投资。引入IP over WDM架构后的效果是显著的，可以减少数以万计的SDH设备和相应的功耗。随着技术的发展，IP化进程也将延伸到网络的边缘，引入IP over WDM架构，将进一步降低投资成本，减少边缘地带相应设备的数量。

IP over WDM现有的问题和解决思路

未来WDM网络必须引入新的特性，突破以往单一架构的局面，在故障告警、业务调度、业务保护等方面实现更佳的传送效果，避免因省去SDH层而对网络造成影响。

故障判断与定位。SDH有大量的开销字节，可以实现光通道级的业务监控，通过对SDH设备的操作，维护部门可以进行故障判断与定位。而WDM的开销字节极少，出现故障后需要在海量的WDM告警中查找、定位重要业务的告警，无形中增加了维护工作量，并且很难及时准确定位。

因此我们需要对WDM中的告警进行细分，区别光传送层告警与光通道层告警。同时我们要加强基于OTN接口的标准规范工作，加快综合网管系统的建设，推动不同厂家WDM系统之间基于OTU-K的互联互通，真正实现端到端的管理，便于网络运维人员进行故障定位和处理。

业务和资源调度。SDH具备大容量交叉连接矩阵，可以实现对小颗粒业务的汇聚和整合，也可以灵活、方便地对大颗粒业务进行调度与调整，目前大部分现网WDM还不具备交叉调度功能。在现阶段IP over WDM的组网环境下，只能依靠路由器实现业务层面的调度。此外，IP逻辑路由的拓扑结构呈现Mesh状，这就要求WDM提供的波长能尽量与IP逻辑路由一致。

路由器和WDM系统的同步组织问题。IP over WDM组网时，必须重新考虑路由器网络的同步组织，建议全网路由器设置为接收BITS外定时信号或实行内部定时，避免两个相连的路由器同时从线路提取时钟。

传输与IP网络的维护联动机制。为有效开展IP over WDM的维护工作，需要加强传输和数据两专业间的沟通和协作，建立传输与数据专业的维护联动机制，充分发挥两专业的优势。

虽然IP over WDM技术的应用才刚刚起步，但它对网络架构的影响是显而易见的。IP over WDM下一步应推进WDM向OTN/ROADM和全光网的演进，从目前简单的链状网络结构向网状网结构发展，提高网络资源的利用率。组网时应该结合GMPLS控制平面的引入，动态建立波长连接，实现端到端的业务调度和监控管理，增强网络的智能性，更好地满足未来IP网和业务网的需求。

(李允博人民邮电报)