IP承載網及其特性
All-IP承載網是以IP技術為基礎的多業(yè)務承載網，是運營商網絡IP化和網絡轉型的基礎。All-IP承載網與承載Internet等業(yè)務的傳統(tǒng)IP網有較大的區(qū)別。傳統(tǒng)IP網在QoS、安全性、可靠性、運營管理等方面存在不足，無法達到電信級的承載要求。而All-IP承載網雖然其技術基礎仍然是IP，但已經從企業(yè)級演進至電信級。
從定位上看，IP承載網是一個替代PSTN、FR、DDN、IP VPN、Internet的電信網絡，雖然兼容Internet業(yè)務，但收益最主要的部分來自傳統(tǒng)電信業(yè)務。因此，IP承載網是一個多業(yè)務的電信級承載網。下一代All-IP承載網要求有電信級的QoS、安全性、可靠性、運營管理等性能，并能仿真TDM特性，從而保證在替代PSTN等網絡后對客戶體驗的延續(xù)性。
從發(fā)展上看，IP承載網不僅包含現(xiàn)有的業(yè)務，而且能對未來的電信增值業(yè)務快速地提供解決方案，如IPTV、VoD、Online game、Video phone等等。這些業(yè)務對帶寬的消耗不斷加大，使得IP承載網的目標容量將超過現(xiàn)有傳統(tǒng)TDM與寬帶網帶寬總和的10倍以上，IP承載網平臺更加開放、可擴展性更好。
從規(guī)劃建設上看，IP承載網既不同于以Internet為主的傳統(tǒng)寬帶網，也不同于以語音、專線等電信業(yè)務為目標的傳統(tǒng)電信網絡，很難通過對傳統(tǒng)寬帶網絡和傳統(tǒng)電信網絡的改造來實現(xiàn)。大部分運營商在IP承載網的建設上采用了重新建網的思路，如歐洲的BT、KPN，北美的AT&T、Verizon等。
IP承載網的建網模式
為了在IP分組技術的基礎上保證業(yè)務的性能、網絡的可管理性和可擴展性，IP承載網繼承了PSTN＋SDH的建網思路，并對匯聚、傳送、交換、組網和保護等方面提出了更加全面的要求。
- IP技術的電信化發(fā)展迅速
首先，為保證擴展能力和管理特性，對業(yè)務的傳送不再簡單地基于Ethernet和IP包，單層的MAC、VLAN和IP設備逐漸邊緣化，增加隔離和端到端特性的標簽技術及其嵌套發(fā)展迅速，如MPLS、TMPLS、PBT、MACinMAC、QinQ等。
其次，為降低網絡的成本，IP承載網中相對復雜和昂貴的路由交換功能更加集中，甚至集中于全國網絡的幾個核心路由器節(jié)點上；外圍城域網則采用靜態(tài)配置的端到端IP管道方式實現(xiàn)業(yè)務匯聚，減少或者避免在城域網內部進行業(yè)務交換。
最后，為保證網絡的性能，IP承載網的業(yè)務匯聚要求有嚴格的QoS分級，對于業(yè)務流交錯的網絡，要求具備強大的流量工程（TE）和帶寬輕載。電信級的IP設備已經從匯聚、交換、傳送等方面為IP承載網提供了完善的解決方案。
- IP＋Optics成為公認的建網模式
在組網和保護上，IP承載網與傳統(tǒng)寬帶網不同，需要光傳輸網絡的協(xié)助。
首先，All-IP承載網容量和覆蓋范圍較大，這對于以IP技術為基礎的分組設備來說，大量的數(shù)據(jù)節(jié)點和Ethernet鏈路造成網絡物理拓撲管理難度增大：網絡覆蓋范圍的增大會導致中間層次增多，影響業(yè)務QoS；網絡容量的增大，使相鄰設備之間出現(xiàn)多對光纖連接，增加了光纖使用成本和管理復雜程度。
其次，All-IP網絡將成為電信運營商最主要的網絡，不但延續(xù)了原有電信網絡的可靠性要求，而且由于更多重要業(yè)務的不斷融入而對網絡及業(yè)務的可靠性提出了更高的要求。但是，數(shù)據(jù)設備在大規(guī)模組網情況下的業(yè)務可靠性保證至今仍然是一個難題，MPLS Router的FRR保護不能擴展到全部承載網，而大范圍的RPR組環(huán)又面臨可靠性和成本的壓力，數(shù)據(jù)設備單獨實現(xiàn)業(yè)務保護的能力有限。
在IP承載網中，光傳輸網絡的融入將很好地解決這些問題。在大容量、廣覆蓋的情況下，通過WDM提供多波長、大容量、長距離的傳輸；同時，NG WDM能在波長與子波長層面提供對業(yè)務的交叉調度、保護、性能監(jiān)視，以實現(xiàn)對業(yè)務的可靠傳送。這時，數(shù)據(jù)設備主要負責QoS處理、匯聚、交換，光網絡負責組網和保護，這種功能和網絡分工的細化，使得網絡的性能、價格、可擴展能力等指標達到最佳。IP＋Optics已經成為業(yè)界All-IP承載網傳送模式的共識。
骨干IP承載網傳送方案
業(yè)界對All-IP骨干網的建網模式已經比較明確。T級別MPLS Router是一個高性能、多業(yè)務的設備，WDM為核心交換網提供大容量、長距離的解決方案。基于OTN的ASON成為All-IP承載網的最佳傳送解決方案。
OTN是一個基于多波長的傳送網絡，是SDH網絡結構從電路向波長的升級，也可以認為是一個類SDH的多波長傳送網絡。OTN包括多緯度的ROADM系統(tǒng)、OEO的OTN波長/子波長分插復用系統(tǒng)，能提供波長/子波長交叉調度、波長/子波長的OTN開銷和端到端管理能力。同時，OTN將加載GMPLS智能控制平面，GMPLS使OTN通過端到端調度降低了Core Router業(yè)務疏導成本。OTN強大的保護和恢復能力降低了對Core Router因為FRR保護而造成的輕載壓力，同時，大大降低了超大容量情況下骨干WDM網絡的維護難度。
城域IP承載網傳送方案
城域IP承載網在技術上和組網上具有因運營商不同而不同的特征。電信級Ethernet已經成為城域IP承載網的主要技術。在網絡結構上，城域網從核心層到接入網分層組網；在業(yè)務結構上，城域網僅進行分組數(shù)據(jù)的匯聚，IP管道呈星狀分布。
電信級Ethernet來自Ethernet技術，通過提升交換容量、增加設備級保護、RPR網絡保護、L2 aggregation、標簽隔離、QoS分級、輕載、PWE3等新功能的發(fā)展之后，新一代的TMPLS、PBT等城域Ethernet技術不但可以提供電信級的性能，而且可以實現(xiàn)端到端的電信級業(yè)務性能、故障監(jiān)控和管理，形成新一代的MTN和ETN城域網承載模式。同時，城域網的承載容量不斷增大，部分城域網已經超過干線容量，SDH等傳統(tǒng)光傳輸技術已經無法完成相應的組網和保護功能，OTN成為All-IP承載網主要的光傳送網絡選擇。
由于理念上的不同，CE和簡單的Metro WDM組網面臨一些問題：第一，CE所有的電信級性能的完善基本上都帶來成本的上升，雖然其成本相對核心路由器而言非常低，但在匯聚容量較大的區(qū)域，多層次CE的建網成本較高；第二，CE同樣也面臨一定的組網困難，比如城域網網絡規(guī)模較大時，從寬帶接入網到核心節(jié)點的Ethernet組網層次會增多，從而導致時延、Jitter等性能的下降，這對城域WDM提出了更多的組網和保護要求。
在城域All-IP承載網中，下一代的Metro WDM端到端波長調度和保護，使CE的層次和數(shù)量大大減少，建設和維護成本下降；從接入網到核心網的業(yè)務經過的轉接跳數(shù)減少，業(yè)務性能提升，因而是一個性價比較高的建網思路。
下一代的Metro WDM也可以通過智能OTN提供上述解決方案。但對大部分的城域網來說，GE是主要的傳送顆粒，業(yè)務類型相對單一，如果匯聚的GE數(shù)量較少，比如每個接入節(jié)點僅一個GE的情況下，跨WDM接入層和匯聚層的OTN的調度成本相對較高。這時，基于GE匯聚和GE交叉調度的GE ADM將成為另外一個低成本的選擇。
在匯聚波長相對較少的環(huán)境下，GE ADM舍棄了相對復雜的G.709復用結構和開銷，采用異步復用的方式將多個GE匯聚成為2.5G、5G、10G波長，并通過網管實現(xiàn)GE的端到端管理，在維護難度基本不變的情況下，使調度成本更低，成為中小容量IP承載網的最佳WDM傳輸
方案。
下一代WDM同樣為節(jié)省IP承載網的成本而增加了一些比較靈活的功能，如L2 aggregation。在城域IP承載網中，容量較小的CE和WDM傾向于融合。下一代WDM系統(tǒng)能夠提供電信級的L2 aggregation功能單元，以實現(xiàn)在承載網邊緣層對寬帶接入網GE接口的匯聚。下一代WDM系統(tǒng)的L2 aggregation功能單元能夠提供QinQ、MACinMAC等嵌套功能，能夠提供嚴格的QoS分級和流量配置能力，能夠提供設備級的保護，在低成本情況下保證了承載網的業(yè)務性能、安全和可靠性。同樣，下一代WDM系統(tǒng)也能夠在城域承載網的核心節(jié)點提供GE-10GE的電信級匯聚，從而減輕核心節(jié)點CE的接口壓力，降低核心節(jié)點CE的組網成本。內嵌L2 aggregation功能單元已成為下一代WDM的重要特征之一。
小結
Full Mesh MPLS Router Over WDM的骨干網方案和CE Over WDM的城域網方案已經在BT 21CN、KPN All-IP、中國電信CN2等運營商下一代網絡建設中得到了大范圍應用。傳統(tǒng)WDM無法構筑一個可靠的、具有端到端動態(tài)業(yè)務調度功能的傳送網絡，無法滿足IP承載網的傳送需求，發(fā)展下一代WDM成為光網絡發(fā)展的必然。