【文章內(nèi)容簡介】 。第三章 邁向多網(wǎng)合一的第一步——S1240寬帶P3S交換機與面向?qū)拵У木W(wǎng)絡(luò) S1240寬帶P3S交換機的技術(shù)特點根據(jù)實際情況，目前對電信網(wǎng)而言，固定用戶仍有比較大的發(fā)展空間，傳統(tǒng)的語音服務(wù)還是電信運營商的主要收入來源，因而開發(fā)新一代綜合交換機，在保留原有交換機服務(wù)功能的同時，增加多種標準接口擴大交換容量，提高交換效率從而為改造現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，為多網(wǎng)融合奠定初步基礎(chǔ)還是具有重大意義的。已在天津電信網(wǎng)上投入使用的S1240 P3S交換機即是這樣一種綜合交換機。它的最大話務(wù)負荷6MBHCA，信令最大處理能力達307200消息/秒。N7鏈路達成1024，最大中繼容量可達24萬，系統(tǒng)吞吐量目前可達280G，十分適用于匯接局和關(guān)口局。它摒棄了原來的電路交換方式而采用信元交換機制，內(nèi)置SDH接口，并為ATM和IP提供了統(tǒng)一的平臺，支持多種寬窄帶業(yè)務(wù)的綜合交換。P3S交換機與傳統(tǒng)的交換機相比，最大的不同就在于它采用了基于多時隙信元（MSC）交換機制的多路徑自選路由（MPSR）的交換平臺，其本質(zhì)是一種快速分組交換，也是包交換。每個MSC由1~16個時隙組成，每個時隙68bits。一個MSC的格式如下圖31： 起始信元1 0 0 XS R T數(shù)據(jù)信元0 1 0 XD A T A數(shù)據(jù)信元...數(shù)據(jù)信元0 1 0 XD A T A空閑信元1 1 1 XI D L E圖31MSC格式其中SRT為MSC的起始時隙是自選路電標簽，它包含了當前的MSC在交換網(wǎng)絡(luò)中的路由信息。SRT的隨后時隙用來承載用戶數(shù)據(jù)以及MPSR交換平臺的維護信息而空閑信元則不傳送有用信息，一般用來保持網(wǎng)絡(luò)同步。 對SDH的接入SDH鏈路終端模塊作為SDH即STM—1接入MPSR交換平臺的一個接口，提供SDH終接功能，并與同步寬帶控制模塊一起實現(xiàn)SDH寬帶接入。SDH鏈路終端模塊的主要作用可歸納為SDH終端功能和MPSRSTM終接。SDH終端功能主要包括SDH物理層的終端（例如E/O或E/E轉(zhuǎn)換，STM—1幀同步和幀的組裝/拆裝）和段開銷（SOH）的處理，以及高層通道層的終接即VC—4 POH處理，這其中包括AU4指針處理。由2Mb/s復(fù)用成一個STM—1國際上有兩條路可選AU3和AU4，我國采用歐洲標準即AU4，但SDH鏈路終端模塊無低層通道開銷終接功能和電路層功能（例如處理2Mb/s中繼線或64Kb/s業(yè)務(wù)）MPSR終接執(zhí)行的功能是使同步模式類型的話務(wù)允許進入MPSR路由交換，因其是基于MSC的異步模式交換，所以STM模式的話務(wù)按照指定的STM—MAL協(xié)議進行映射，STM—MAL可應(yīng)用于所有同步模式的話務(wù)，不僅僅是SDH話務(wù)。 ATM接入終端鏈路模塊終接ATM，并與異步寬帶控制模塊一起實現(xiàn)ATM的寬帶接入。在接入過程中異步寬帶控制模塊將64Kb/s的時隙轉(zhuǎn)換成ATM信令格式和副語句來實現(xiàn)對ATM終端的控制。時隙以64Kbps的速率進行交換并通過MPSR異步寬帶控制模塊對64Kbps的時隙進行收發(fā)。在VC4中包含有一套ATM適配層，通過半永久連接通向異步寬帶控制模塊，也就是說一個VC4包含一條ATM路徑，一條ATM路徑包含VP/VC連接，在兩個控制平面之間有一個ATM連接。在SDH上。如果一個VC4包含有ATM路徑，那么整個SDH結(jié)構(gòu)都要給ATM連接用即不能有帶有含ATM路徑的VC12的SDH結(jié)構(gòu)。ATM的管理者可以通過把ATM連接和路徑接入給所有的終端鏈路模塊來處理ATM的連接結(jié)構(gòu)，ATM連接被指定在一個出一個入兩個VC4之間。在交換機中，當一個VC4的相應(yīng)的物理鏈路被連接到一個終端鏈路板上時，一條ATM路徑自動生成。通過在匯接局、關(guān)口局使用象P3S這樣的綜合交換機，可卸載原有的電話業(yè)務(wù)量，承載新增的業(yè)務(wù)量和全部數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，從而最終完成向數(shù)據(jù)網(wǎng)過渡。 面向?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)的傳輸與交換技術(shù)近10年來，全世界電話用戶的平均年增長率為6%左右。然而，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平均年增長率高達25%～40%，遠高于電話業(yè)務(wù)。特別是IP業(yè)務(wù)正呈現(xiàn)爆炸式增長態(tài)勢，年增幅達300%。其次，從核心網(wǎng)角度來看，由于網(wǎng)絡(luò)高生存性要求，以DXC選路和自愈環(huán)為基礎(chǔ)的自愈網(wǎng)分別需要消耗至少30%～60%和100%的額外網(wǎng)絡(luò)容量，使容量需求增加。從接入網(wǎng)看，由于一系列寬帶接入技術(shù)的應(yīng)用，例如電纜調(diào)制解調(diào)器、非對稱數(shù)字用戶線(ADSL)和以太網(wǎng)等，使接入速率增加了數(shù)十至數(shù)百倍，導(dǎo)致核心骨干網(wǎng)上的業(yè)務(wù)流量大幅度增加。再有，在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)組成中將占主導(dǎo)地位的IP業(yè)務(wù)量的分布模式將使未來的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量分布大幅度向核心網(wǎng)轉(zhuǎn)移，進一步加劇了骨干網(wǎng)容量需求的壓力。而且，IP業(yè)務(wù)量的高度不確定性使不同路由的負荷隨時發(fā)生變化，造成網(wǎng)絡(luò)資源利用的高度不平衡。此外，日益廉價的帶寬正在刺激大量寬帶新業(yè)務(wù)和新應(yīng)用的產(chǎn)生，諸如IP視頻業(yè)務(wù)、高清晰度電視(HDTV)和虛擬現(xiàn)實(VR)等，有些特殊的寬帶業(yè)務(wù)甚至需要高達Tbit/s以上的數(shù)據(jù)速率， Tbit/s的速率,而Telepresence業(yè)務(wù)需要15 Tbit/s的速率。最后，在未來骨干網(wǎng)上用帶寬換服務(wù)質(zhì)量的輕載網(wǎng)絡(luò)策略隨著網(wǎng)絡(luò)IP業(yè)務(wù)量份額的日益擴大和帶寬成本的迅速降低正贏得越來越多的支持，這將會需要更大更寬松的網(wǎng)絡(luò)帶寬。而與之相適應(yīng)的面向?qū)拵ЬW(wǎng)絡(luò)的寬帶傳輸與交換技術(shù)。　　下一代的電信骨干網(wǎng)主要由兩個層面組成，如圖32所示，下面是骨干傳送網(wǎng)層面，負責(zé)快速、高效、透明地傳送所有客戶層信號(包括SDH,ATM,以太網(wǎng)等)。上面是骨干業(yè)務(wù)網(wǎng)層面，可以由各種客戶層信號業(yè)務(wù)節(jié)點組成各種業(yè)務(wù)網(wǎng)，諸如電路交換網(wǎng)、ATM網(wǎng)和IP網(wǎng)等。兩者在功能上是獨立的，但骨干業(yè)務(wù)節(jié)點和骨干傳送節(jié)點有可能在物理上集成在一起。圖32下一代電信骨干網(wǎng)作為未來骨干傳送網(wǎng)層面主要由超大容量的光傳輸鏈路和光傳送節(jié)點組成。目前作為光傳輸鏈路的主要技術(shù)是超高速SDH和超大容量WDM。前者商用化速率已達10 Gbit/s,不少實驗室已開發(fā)出40 Gbit/s的系統(tǒng)，預(yù)計在2001年將會實用化。至于WDM系統(tǒng)更是下一代電信骨干網(wǎng)的主要支撐技術(shù)，除了320 Gbit/s(3210 Gbit/s WDM系統(tǒng)已經(jīng)現(xiàn)場投入業(yè)務(wù)外， Tbit/s(16010 Gbit/s) WDM系統(tǒng)已開始商用，在實驗室西門子公司則完成了7. 04 Tbit/s(17640 Gbit/s)傳輸50 km的試驗，創(chuàng)造了傳輸總?cè)萘孔罡叩男率澜缬涗?，揭示了WDM技術(shù)的巨大發(fā)展?jié)摿?。　　WDM系統(tǒng)除了波長數(shù)和傳輸總?cè)萘坎粩嗤黄埔酝?，近來還有趨勢大大擴展實際網(wǎng)絡(luò)的無電中繼傳輸距離，例如美國Corvis公司在芝加哥到西雅圖的3 200 km的路由上成功地實現(xiàn)了160 Gbit/s信號的傳輸，創(chuàng)造了波長數(shù)最多，無電中繼傳輸距離最長的現(xiàn)場綜合傳輸世界記錄。美國Qwest公司宣布2000年計劃采用Corvis和Qptera的新設(shè)備將網(wǎng)絡(luò)全面升級到10 Gbit/s速率和2400km無電中繼傳輸，從而可以將網(wǎng)絡(luò)再生點減少90%，運行費用減低70%，帶寬配置時間減少95%，由幾個月降到幾小時?！　木W(wǎng)絡(luò)角度看，盡管普通點到點WDM系統(tǒng)有巨大的傳輸容量，但其靈活性和可靠性還不理想。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的聯(lián)網(wǎng)威力。根據(jù)這一基本思路，光的交叉連接設(shè)備(OXC)等新型光節(jié)點均已在實驗室研制成功，正在進行現(xiàn)場試驗，靠光層面上的波長連接來解決節(jié)點的容量擴展問題，其帶寬顆粒從VC4增加到一個波長，即增加了16倍( Gbit/s)到64倍(10 Gbit/s)乃至256倍(40 Gbit/s)。同樣1000個端口的節(jié)點容量可以從160 Gbit/ Tbit/s到10 Tbit/s乃至40 Tbit/s。美國Corvis公司宣布采用其超長光傳輸和光層聯(lián)網(wǎng)解決方案后，可以將網(wǎng)絡(luò)成本降低約90%,目前已有Qwest、Williams和Broadwing等公司開始了實際現(xiàn)場試驗?！　】偟目矗鈧魉途W(wǎng)應(yīng)該是一個突破傳統(tǒng)電傳送網(wǎng)容量和距離限制的新一代傳送網(wǎng)，實現(xiàn)光層傳送聯(lián)網(wǎng)的基本目的是：(1) 消除電設(shè)備導(dǎo)致的帶寬瓶頸：目前電聯(lián)網(wǎng)的鏈路容量受限于單個電中繼器的傳輸容量，不超過40 Gbit/s。而電聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點SDXC(電的SDH交叉連接器)的吞吐量大約為160～320 Gbit/s,其容量增長的速度大約為每2年加倍，無論節(jié)點或鏈路的容量均無法趕上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的指數(shù)增長速度。(2) 降低對業(yè)務(wù)節(jié)點規(guī)模的要求：利用具有靈活疏導(dǎo)業(yè)務(wù)量能力的OADM(光的分插復(fù)用器)和OXC可以從光層旁路掉不在本地下路的大量業(yè)務(wù)量，從而減輕了路由器或ATM交換機等業(yè)務(wù)層節(jié)點所要處理的業(yè)務(wù)量，既提高了業(yè)務(wù)節(jié)點的效率，又降低了對業(yè)務(wù)節(jié)點規(guī)模的要求。(3) 大幅度降低建網(wǎng)成本和運營維護成本：光傳送聯(lián)網(wǎng)可以簡化網(wǎng)絡(luò)層次和結(jié)構(gòu)，減少網(wǎng)元數(shù)目和電/光轉(zhuǎn)換設(shè)備的數(shù)目，從而也簡化了網(wǎng)絡(luò)管理和規(guī)劃。(4) 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)光層的可重構(gòu)性：達到在波長級、波長組級和光纖級靈活重組網(wǎng)絡(luò)的目的，特別是波長級的連接可以提供端到端的波長業(yè)務(wù)，進而支持大量新業(yè)務(wù)。(5) 實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)對客戶層信號的透明性：允許互連任何新老系統(tǒng)和不同格式的信號，不僅支持SDH信號，而且也可以直接支持IP、以太網(wǎng)、FR和ATM信號等。(6) 簡化和加快了高速電路的指配和業(yè)務(wù)供給速度：目前的高速電路的指配需要很長時間， Gbit/s電路需要一個月左右。采用光層聯(lián)網(wǎng)消除或減少了光電轉(zhuǎn)換，簡化和加快了高速電路的指配速度。(7) 實現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)：目前電層的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時間高達幾分鐘，而OTN的恢復(fù)時間可以減少到100 ms量級，對絕大多數(shù)業(yè)務(wù)基本沒有損傷。(8) 同時實現(xiàn)業(yè)務(wù)層和光層的聯(lián)網(wǎng)：避免了單純IP層聯(lián)網(wǎng)所帶來的低效率，提高了網(wǎng)絡(luò)資源的利用率，提供了靈活高效的組網(wǎng)能力和對付大物理層故障的快速恢復(fù)能力?！　【C上所述，光傳送聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一次新的光通信發(fā)展高潮。其初步標準化工作將于2001年基本完成，OXC的商用化時間大約也在2001年