| 出版日期：2000-12-25 总期号：445 本年期号：49 |
|
 |
光网革命
冉隆科 互联网数据业务量一直爆炸性持续增长，同步光纤网(Sonet)控制业务量的局限性和业务量增长的不可预测性，预示着这一技术在互联网主干传输中的统治地位将告结束，代之以全光互联网。 Sonet老了 互联网用户只要在相距几千里的网络节点之间用鼠标单击，就可以在瞬间高速传送信息流。这种信息传输将给网络节点带来许许多多的不可预测性，从而使预测网络业务的增长更加困难，因而保证网络的扩充能力就成为至关重要的问题。然而，Sonet在设计上并不具备应付不可预测性的扩充能力。Sonet作为一种标准所依据的条件是网络的业务量和应用模式及其增长速度的可预测性，而且网络容量有限。 目前，通过Sonet设备传送IP业务，需要光-电再生机制(见图1)，并在DWDM系统上统计复用， 致使设计方案结构复杂，造价高昂，因此由业务层、Sonet层和物理层组成的三层网络由于不具有满足未来数据业务爆炸性增长需求的扩充能力而不得不退出历史舞台。 全光互联网新架构 最近以来，网络界有些研究人员萌发了在传输主干中消除Sonet层的设想和对策，其效益是显而易见的。但是许多建议提出的消除Sonet层的解决方案只不过是用另一种设备取代该层的过渡性解决办法。这些过渡性解决办法并不是业务层直接连接传输层，因此显著降低了成本效益，并在主干中增加了不必要的复杂性。真正的光互联网将把业务层直接与传输层或光层链接起来，二者之间无需传输层或任何其他设备(见图2)。在这种连接模式中，数据包的传送是通过全光主干实现的。在这种光网络中光波长变成离散波道，能以很高的速率通过城域网，或广域网，或“最后1英里”接入网传送数据。所传送的数据是以光信号代替电信号，使之能更有效地利用带宽容量。这种全光传输系统具有完善的带宽管理和通道恢复功能，大大简化了远程主干网络。在业务层和光层之间不再需要光-电再生的Sonet层，从而消除了电再生器和插分多路复用器(ADM) 这些远程主干网络中最昂贵的部件，在合理配置下可使传输网络的成本减少40%或更多，而且设备数量的减少使主干网络造价更低廉，结构更简单。 
目前，世界上一些网络公司已开发出多千兆比特或太比特路由器，这些高性能路由器的问世使全光网络的实现向前迈进了一大步。这些高性能路由器安装在主干网络的核心，可以直接利用全光网络环境。鉴于高性能路由器具有传输速率极高的光接口(如2.4和10Gbps的光接口)， 过去由Sonet终端执行的高数据率多路复用不再需要了。在业务层直接与传输层链接的情况下，太比特路由器将用作多业务网络的综合传输平台，可传输租用线业务、话音、视频和数据。换句话说，路由器将是两层网络结构的不可分割的组成部分之一。 两层网络结构的第二个组成部分是光连网系统。为了使这种新型两层网络结构得以完全实现，光连网系统必须提供附加功能，包括超远距离传输、通道恢复、带宽保障和性能监测等。也就是说，光连网系统和太比特路由器将是光互联网的两个最基本也是最重要的组成部分。 这种高性能路由器加光网络系统的高速互联网已在个别发达国家中得以实现或处于实验阶段。例如，美国的SuperNet实验型互联网主干网在波士顿和华盛顿特区之间建立起2.5Gbps的线路，在波士顿地区建立起连接5个站点的2.5Gbps网络，在旧金山海湾地区建立起连接4个站点的2.5Gbps光环路，使传输速率比目前的互联网大100倍。 
光互联网的巨大容量和网络配置的灵活性可以孵化出许多新业务。例如服务提供商(ISP)可以用100Mbps，或1Gbps，或10Gbps的以太网接入网取代T-1或T-3线路。对于企业用户来说，光交换可以大大降低成本，例如美国的Quantun Bridge公司推出了无源光网络设备，ISP采用这种设备为企业用户提供10Mbps的业务，每月只需收取500或100美元的费用，而获得的带宽是同样价格的T-1线路的6倍。如果为企业用户提供几个Gbps的业务，成本效益和获得的带宽量将更加可观。 全面提升网络性能 高性能太比特路由器与先进的光连网相结合的两层网络将使网络具有可扩充性、通道恢复和数据传输透明性等优点，使网络性能得以显著改进。 我们先来看看第一个优点即网络可扩充性的改进。两层网络采用模块结构和灵活的带宽分配，因此具有很强的扩充能力。从结构设计观点看，直接在光层上传输IP信息不需要无阻塞交叉连接矩阵，因而传输网络能够提供很高的数据率，从而满足数据业务迅速增长的需要。仅采用2.5Gbps的DWDM通道的传输系统已经不适用了，下一代光网络的基本传输速率将是10Gbps，在不久的将来将提高到40Gbps。 高性能路由器加光连网系统的结构模式的再一个优点是能够提供数量极大的传输带宽，因而使网络具有很强的通道恢复能力。当传输带宽有限而且成本高昂时，最大限度地有效利用传输带宽是对降低成本要求严格的远程网络中首先要考虑的因素。鉴于这个原因，光网络能够提供复杂的通道恢复功能，从而使通道恢复最大程度地共享传输带宽。采用这种网络结构模式，总的故障监测和恢复时间能够减少到几毫秒。 两层网络结构的第三个优点是数据率透明。全光网络系统将能直接与路由器支持的任何数据率接口，如与2.5、10、40Gbps或更高的数据率接口。 显而易见，采用这种两层网络结构的光互联网结构更简单，链接效率将更高。高性能路由器加先进的光传输无疑代表了远程主干网的未来。两层网络不需要在二者之间加一个独立的Sonet层，因此它所带来的复杂性也不存在了。 当前，国外一些商业公司的试验完全证明了全光网络和光互联网的上述优点。例如，美国的Corvis和Williams最近披露，全光网络系统试验取得了新的突破。该系统端对端速率为2.5个10Gbps，主干速率最低为400Gbps，最高可提升到2.4太比特，这一容量是目前光纤网络的30倍，无需电再生，光信号传输距离达3200公里。它将提供下一代互联网所需要的高容量全光交换，传输IP协议、ATM和大容量数字视频或话音业务，并可提供网络管理功能。其优点是可使电信运营商显著降低网络成本，消除操作上的复杂性，并能在大量的逻辑结构之间迅速分配网络带宽，可灵活地支持不同的业务，同时消除网络拥挤，因而能够在互联网推动的新经济中迅速适应互联网、视频、话音和其他数据业务的不断增长。 展望 说到这里我们不禁要提出一个问题，即曾风光一时的同步光纤网Sonet标准的命运如何?对该标准我们可以作这样的预测，它本身还将继续存在，但是所起的作用不同了。Sonet将继续用在网络的接入部分，因为在这一部分基本不涉及距离和扩充性问题。而在主干网中， 电信公司可以将其数据业务迁移到效率更高的全光网络平台上，而Sonet将更多用于传送话音和租用线业务。这种迁移对策实际上可以优化电信公司现有的网络基础结构，延长Sonet投资的使用寿命。通过这种迁移对策逐步过渡到全光主干网， 最后必将建立起结构更简单而效率更高和传输容量更大的光互联网。 目前，由50家厂商组成的新的标准化机构正在制定“光域业务互联”(OSDI)协议，该协议将为光互联网的进一步发展开辟道路。 |
||||||||||||
