网络和光纤技术方案

 实时多路广播、虚拟专用网(VPNs)、电子商务、流式视频和无线连接等应用都正在日益普及，导致了流量模式的不断变化，并以每年三位数的速度增长。随着网络的迅速发展，下一次技术融合浪潮的重点将明显是在大容量基础设施上灵活、简单、迅速地提供服务，以支持上述这些应用。
　　
　　目前，服务供应商可以利用面向连接的数据技术，如ATM和帧中继，在传输这些应用中提供服务级别区分和流量工程服务。但是，为了在IP协议内部直接为这些应用提供内置支持，需要在“尽力而为”的传输之上采用协议。
　　　　
　　有关光纤网络的新技术层出不穷。人们正在开发各种协议，如支持服务质量的IP差别化服务协议(DiffServ)和流量工程使用的多协议标记交换协议(MPLS)。在不久的将来，更加智能的光域将为网络边缘的直接流量提供一个由多业务交换机/路由器直接实现的基础设施，以支持第二层服务(如ATM、帧中继和点到点协议)和第三层服务(IP)。
　　
　　集成光纤核心和边缘网元以提供增强型服务，对下一代网络的发展非常关键。通过利用各种新技术，如数据设备和光纤设备之间的动态光信令和多协议Lambda交换(MPLS)，可以实现这一目标。智能技术将实现光纤交连，并能够在光纤核心保持核心或边缘多业务交换机或IP路由器定义的必要QoS。此外，进一步改善网络运行性能的技术开始浮出水面。最新的网管系统开始涵盖数据和光纤设备，大大简化了配置操作过程。
　　
　　随着这种网络转型过程的推进，多业务交换机/路由器在提供支持这些应用的服务中成为关键网元。多业务交换机/路由器自动与智能光纤核心交互，实现了更高带宽的传输能力。通过为客户端自动提供高带宽连接，光纤核心本身成为一个收入来源。
　　　　
　　智能光纤网络
　　　　
　　除每比特成本较低外，光纤网络提供了几乎无上限的带宽扩充能力，可以支持日益提高的流量需求。它还为当前网络环境中的多种数据协议提供了透明性。通过把网络过渡到当前新兴的、更加智能的光纤核心，在不同流量类型中采用多个重叠网络的运营商可以明显受益。
　　
　　早期的光纤网络最早是作为基于DWDM系统的固定点到点网络兴起的。部署这些网络的目的是提高交换局间运营商和骨干运营商运营的长途路由的容量。后来，随着要求提高，基于DWDM的光纤网络发展成地区网络。目前，服务供应商希望使光纤网络更加接近最终用户，其目的不仅是提高容量，而且是采用面向未来的网络结构。与长途和地区网络一样，城域光纤网络将独立于协议和比特率，提高扩充能力和快速服务开通能力。随着波长数目的提高，运营商将在开通和管理波长连接中花费大量的时间和精力。尽管新推出的光纤互连系统将极大地降低这一工作量，但这些设备是远远不够的。当前不可预测的流量模式要求在核心提供只有纯光纤交换机才能提供的网络扩充能力。
　　　　
　　随着光纤交换机和软件控制解决方案的出现，当前的光纤设施将发展成为智能网络。这些网络将允许运营商自动开通服务，并更加高效地管理流量。智能光纤网络还将提供经济的恢复机制，在运营商的策略控制下支持具有不同QoS要求的服务。
　　　　
　　分布式智能、传输策略控制与Lambda路由和信令机制相结合，将允许运营商构建象数据网络一样运行灵活的光纤网络。它还将允许运营商获得比传统SONET网络更高效、管理精度更高的流量(如10Gbps)。正在发展的光纤智能支持大量的关键网络功能，如服务开通、恢复和性能监视。运营商可以实现各种新应用，包括波长服务、光纤层网络互连、光纤虚拟专用网(OVPNs)以及生成额外收入的带宽贸易和经销服务。这些新服务是新型智能光纤层的主要推动因素。
　　　　
　　光纤层网络互连允许在广域网中，在大型核心交换机/路由器之间实现大容量互连。 MPLS通过基于分组/信元的网络中的动态互连提供流量工程，MPλS在很大程度上与此类似，它将在光纤层实现动态连接。这种方法要求在光纤网络内部提供信令和路由智能，以根据需求和流量迅速建立和拆除Lambda连接。例如，光域服务互连(ODSI)、光纤网络互连论坛(OIF)和Internet工程任务小组目前正在制定动态光纤信令标准，支持这一标准的交换机/路由器将能够在光纤网络上传送信号，从而在拥塞过程中增加带宽(即更多的波长)。
　　　　
　　VPN这一术语指的是一种逻辑网络，而不是物理网络。VPN的含义是以类似专用网的方式运行，但没有租赁专线的高昂成本。OVPN在多个被管理的波长上作为一个网络运行，该网络可以进行动态配置，以支持多个应用。与VPN的其它形式不同，OVPN在采用多个波长的光纤链路上提供了几乎无上限的带宽。最终客户可以使用一个完全独立于协议和比特率的VPN。根据可用的资源，智能光纤网络可以在几分钟内开通一个OVPN，相比之下，要在物理上建立一个基于SONET的光纤服务连接，则需要几个月的时间。
　　　　
　　随着电信和公用设施行业的管制解除，带宽贸易和经销服务成为可能。在这种情况下，服务供应商可以把多余的容量销售给其它运营商，并探索新的市场机会。带宽贸易和经销可能是一个利润非常大的市场机会。通过在带宽贸易群集点上把销售方和购买方连接起来，智能光纤网络可以实现带宽贸易。在这种应用中，智能光纤交换机成为主力设备，在带宽消费者和供应商之间动态建立短期和长期连接。它不仅要求使用智能光纤网络管理光通道连接，而且智能光纤网络还将与多业务交换机/路由器配合使用，保证QoS，满足销售方和购买方之间达成的服务水平协议(SLAs)。
　　　　
　　多业务网络
　　　　
　　这些最新发展，包括更高的带宽传输技术和智能技术，已经成为当前网络光纤核心的新兴趋势。幸运的是，对服务供应商来说，多业务交换和路由也在不断发展，实现可以安全、可靠、以各种QoS级别处理多种流量类型的网络。随着实时多路广播和VPN等新型服务的发展，以及对差别化服务和更加快速、更加低廉的接入链路需求的提高，多业务网络需要满足QoS、网络安全、可靠性和可用性等要求，并适应不断发展的流量管理协议（如MPLS标准）。通过使用多业务交换机/路由器为IP、ATM和MPLS提供支持，服务供应商可以简化网络，提供QoS，在更高带宽的智能光纤核心上实现富有经济效益的新型服务。
　　　　
　　为在这些富有经济效益的新型服务中支持SLA，供应商必须保证客户流量能够根据协议约定的水平流经网络。在部署差别化服务协议时，需要使用支持QoS的传输技术，提供超过尽力而为的IP服务的预测能力和控制水平。对服务供应商来说，QoS意味着新的收入潜力，可以为客户提供分层的服务。为实现这一目标，必须使用硬件和传输链路实现的转发和实时QoS控制功能，允许以STM-64/OC-192(10Gbps)及更高速率的多业务网络
　　
　　上传送流量。另外，安全性和基于策略的控制功能也对SLA至关重要，以提供用户首选的差别化服务。随着越来越多的企业把流量从专用网转向公共网，VPN等安全措施将继续发展。如果没有QoS和安全性，就不能适用服务水平协议(SLA)，差别化服务也不会成为有效的创收方式。
　　
　　多业务网络的主要优点之一是流量管理，这些网络目前采用的是ATM技术。为了在采用IP主干的多业务网络上支持同一套IP服务，要求类似的流量管理功能，以通过资源预留和负载均衡有效地利用网络资源。在MPLS中，可以通过把隧道或标记交换路径(LSP)映射到当前的物理路径上，获得这种利用率。通过MPLS流量工程，这些物理路径在相应规模的流量中使用显式路由和累计流量。映射考虑了网络中的流量状况和资源可用性。可以为一个LSP分配资源和优先级，以支持QoS，大大降低了电信流量拥塞的概率。光纤网络内部的 MPLS允许在需要时建立一条新的物理路径，来缓解拥塞程度。
　　　　
　　借助MPLS，可以建立端接在网络各个部分的多层隧道，简化了核心网元的处理要求。 MPLS只需对现有的路由协议OSPF、IS-IS进行很小的改动，就可以实现类似ATM的快
　　
　　速标记交换功能，加快IP分组转发速度。通过实现数据交换机和光纤交换机之间MPLS控制层面互连互通标准化，将在光纤网络上，在核心多业务交换机/路由器之间建立MPLS隧道，从而简化服务供应商的物理网络，并能够在今天就可以构建未来的网络。通过利用MPLS，核心多业务交换机/路由器设备可以提供一种备选方案，在光纤核心上为IP服务提供QoS。　　
　　
　　通过支持MPLS等新技术，并结合使用ATM交换和IP路由技术，核心多业务交换机/路由器允许服务供应商利用“服务不可知的”网络，灵活地部署最适合最终用户服务要求的技术。通过使用ATM服务(如ATM恒定比特率服务要求)，或使用IP/MPLS技术来提供尽力而为IP之上的IP，可以实现这些服务。
　　
　　把多层结合起来
　　
　　多业务交换机/路由器提供的IP服务流量工程和QoS功能，与智能光域的最新技术相结合，给网络拓扑规划和数据与光纤综合网络的整体发展带来了重大影响。这些多业务光纤网络必须不断发展，以应付服务供应商面临的挑战。
　　　　
　　目前，网络是使用多种设备组建的，每种设备支持一种特定的网络功能。服务供应商为IP路由、第二层交换等都提供了专用设备。此外，当信号在多个数据和光纤单元之间传送时，电子信号被转化成光，然后再转换回来。流量通常流经SONET交连、SONET分插复用器(ADMs)和DWDM设备。通常要求ADM，以把DWDM设备连接到传统交换机和路由器速度较慢的接口上。此外，所有层(包括路由层、交换层、SONET层和光纤层)都单独管理，这些都影响整体运作成本。
　　　　
　　未来的多元融合多业务光纤网络要求把这种多层模型合并成一个更加简单的模型，这种模型包括多业务交换/路由、智能光纤网络和端到端服务开通功能。
　　　　
　　把多业务功能与光纤功能更好地集成起来还处于初期阶段，例如在城域网中，多业务交换/路由产品可望支持IP/MPLS、ATM、时分多路复用(TDM)、SONET和DWDM。带有STM-64/OC-192功能的新型多业务交换机/路由器正在兴起，提供了与DWDM设备的直
　　
　　接连接能力，确保光纤互操作能力，消除了与多层设备需求有关的管理复杂度。直接
　　
　　DWDM连接简化了操作，降低了功率要求，由于消除了光纤转换器设备，因此可以大大降低设备成本。这些设备可能还会集成TDM和SONET/SDH功能。
　　　　
　　业内还正在开发标准，将允许多业务层和光纤层一起运行。例如，动态光纤信令标准正在不断发展，允许用户设备(如多业务交换机/路由器)从光纤网络中动态请求带宽。这允许按需建立和取消传输设施提供的连接。在与光纤层中的新型智能服务结合使用时，如光纤层互连互通，这些技术将明显有助于从边缘到核心实现一个更加无缝的网络。
　　　　
　　除多业务层和光纤层之间更高的互操作能力外，网络管理也是服务供应商关心的主要问题。带宽要求的爆炸性增长，与迅速满足新的连接请求的压力相结合，将在服务开通方面给传输网络管理带来很大压力，从而导致了必须满足的新型网络管理要求。由于需要更加快速地提供服务，因此要求简化网络管理，以加快服务交付过程。
　　
　　其结果，是需要自我管理的网元，及把网络管理、网络规划和服务管理经济地捆绑起来。由于网络演变及迅速发展的光纤和多业务交换功能，光纤层和网络层管理系统集成被提到最主要的日程上来。这些新功能导致了一个有着重大发展的电信管理网络(TMN)结构，由于新的功能分配，其管理系统数量要少得多，当然TMN的功能仍然有效。
　　　　
　　竞争加剧和新型服务供应商正在把自我规划和交换式宽带连接推向单独的网络设备。为了提高竞争能力，TMN结构一直在多个方面不断发展。首先，连接管理由网元以分布方式完成，把网络管理功能深入到网元上。这种方法为提供类似交换机的快速连接建立和快速恢复带来了机会。它还降低了采用新设备涉及的接口数目，在自身中绑入了网元连接管理功能。它简化了不同系统之间的传送和时滞，如服务器和客户机系统。因此，部署的周期变得更短，特别是新产品推出周期。网元接口变得更加简单，用户只需开通端到端服务，而且可以从中央工作站上完成。这种方法要求设备具有拓扑知识，迫使网络的自动恢复功能深入到网元上。自我学习网络降低了对人员的需求，进而减少了人为错误的风险。
　　　　
　　服务管理也被推到与每个网元直接相关的管理系统，并与其捆绑起来。这种方法允许网络供应商以远远更快的速度开通富有经济效益的服务。另外服务供应商将能够提供交换式传输连接，并可望从带宽贸易和经销服务中获得新的收入。由于网元接口更加简单，因此服务管理功能变得更加通用，并可以把重点放在服务方面。这种方法支持集中式通用服务中心，在多种技术中按需提供了一种综合视图。
　　　　
　　此外，单元管理功能明显简化。它主要成为性能监视历史、告警管理和存货/软件管理的存储功能。这种功能的通用还可以继续提高，从而独立于数据特点。
　　　　
　　最后，与网元直接相关的管理联合体为网络供应商提供了全面的网络和网元视图，同时为使用传输VPN的最终客户提供了网络视图的子集。此外，它提供了一个接口集中点，允许管理系统使用单一的、更加简单的接口点，而不必提供与每台设备相连的接口。这种管理联合体可以复制，以提高可靠性。
　　　　
　　新型网络功能
　　　　
　　服务供应商正面临着一个极好的时机，可以利用整个网络中的快速变化。光纤交换机不仅提高了核心网络的容量，多业务交换机/路由器设施还允许服务供应商提供富有经济效益的新型服务。
　　　　
　　此外，网络管理和智能设备中的新功能缓解了网络管理的压力，允许运营商更加快速地开通服务。智能光纤层的发展、多业务交换/路由和加速开通服务的网络管理功能，正在革命性地变革电信行业。