張成良  （信息產(chǎn)業(yè)部電信傳輸研究所   北京100045）
    隨著電信市場的開放，國家骨干傳輸網(wǎng)出現(xiàn)了巨大的變化。從過去單一的中國電信一家建設(shè)和擁有國家骨干網(wǎng)，到現(xiàn)在幾家運營公司分別建設(shè)長途傳輸網(wǎng)，正在形成競爭局面。并且各運營公司在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�，技術(shù)選擇上也有著不同的考慮和選擇，出現(xiàn)了技術(shù)方案的多元化趨勢。在組網(wǎng)技術(shù)上也出現(xiàn)了一些新特點，比如超長復(fù)用段MS-Spring保護環(huán)和VC-4級聯(lián)技術(shù)。本文力圖對各運營商采用的骨干網(wǎng)方案進行簡單的介紹，從幾方面探討傳送網(wǎng)技術(shù)的最新進展和存在的問題。
1 中國電信的傳送網(wǎng)經(jīng)濟基礎(chǔ)
——中國電信國內(nèi)光纜干線網(wǎng)的大規(guī)模建設(shè)是從“八五”開始的，其中“八五”建設(shè)光纜省際干線22條，“九五”期間除新建光纜28條外，還對“八五”期間建造的光纜進行了擴容改造。目前，全國干線傳送網(wǎng)光纜總長度達(dá)20萬公里，省際干線光纜網(wǎng)的總長度達(dá)8萬公里。已基本形成貫穿南北，橫跨東西的“八橫八縱”光纜網(wǎng)格局。省際干線已經(jīng)覆蓋全國85％以上的地區(qū)城市。

——從網(wǎng)上應(yīng)用的系統(tǒng)看，“九五“期間的干線建設(shè)全部采用了SDH STM-16系統(tǒng)，1998、1999年建設(shè)的WDM系統(tǒng)承載的也全是SDH STM-16系統(tǒng)。這標(biāo)志著SDH系統(tǒng)和承載SDH系統(tǒng)的WDM系統(tǒng)已成為省際干線傳輸?shù)闹髁�軍�?

1.1 SDH網(wǎng)絡(luò)

——中國電信是1994年開始引入SDH系統(tǒng)的。第一條是南京-武漢的622Mbit／s SDH系統(tǒng)（ECI設(shè)備）。在以后的干線網(wǎng)建設(shè)中，由于實行了“超前，高起點，加速”的發(fā)展戰(zhàn)略，所采用的系統(tǒng)從開始的34Mbit／s、140Mbit／s的PDH系統(tǒng)迅速轉(zhuǎn)移到高速率大容量的2.5 Gbit／s SDH系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)容量。同時利用SDH豐富的開銷和強大的網(wǎng)絡(luò)管理功能，可進行同步信息傳輸、復(fù)用，分插，使傳送網(wǎng)的整體水平上了一個臺階。并初步形成“八橫八縱”的省際干線傳輸網(wǎng)。省際干線傳輸網(wǎng)光纜已連通包括拉薩在內(nèi)的所有省會城市，網(wǎng)路結(jié)構(gòu)由樹形網(wǎng)向格形網(wǎng)（網(wǎng)孔網(wǎng)）為主的復(fù)合同結(jié)構(gòu)演進基本完成。

——從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖峡矗�由于中國地域廣大，比照北美AT＆T網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)時的電信主管部門決定采用“Mesh”網(wǎng)狀網(wǎng)＋DXC的結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)備在全國60多個城市設(shè)立DXC節(jié)點，各條干線在DXC節(jié)點處將需要轉(zhuǎn)接的電路接入到DXC，由DXC完成電路的調(diào)度和保護恢復(fù)。但是由于當(dāng)時DXC4／4技術(shù)不夠成熟，后來又因為種種原因，DXC的引進工作一直沒有展開。目前干線上基本是點到點2.5 Gbit／s SDH系統(tǒng)，統(tǒng)一的傳送網(wǎng)并沒有形成。
    由于建設(shè)周期短，而且大部分設(shè)備都是從國外引進的，局限于當(dāng)時的技術(shù)和人們對問題的認(rèn)識水平，中國電信的SDH傳送網(wǎng)絡(luò)存在著兩個急待解決的問題：一是多廠家的上層網(wǎng)絡(luò)管理問題，二是網(wǎng)絡(luò)的保護和恢復(fù)問題。
    從SDH設(shè)備供應(yīng)商看，中國電信設(shè)備主要來自Siemens、Lucent、Ericsson、NEC、Futijsu、Alcatel和Nortel等7個廠家。多廠家雖然增加了設(shè)備選型的靈活性，但是也帶來網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性。當(dāng)前我國的SDH網(wǎng)絡(luò)維護管理水平無法與世界第二的網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相適應(yīng)，傳輸網(wǎng)維護管理仍處于較低水平，在網(wǎng)絡(luò)維護體制、管理手段上存在許多問題，主要表現(xiàn)在：（1）網(wǎng)管系統(tǒng)的多廠商問題嚴(yán)重，網(wǎng)絡(luò)管理仍停留在對單一廠家、單一干線網(wǎng)元設(shè)備的維護上，沒有建成綜合多廠家設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。（2）網(wǎng)管系統(tǒng)的運行質(zhì)量和穩(wěn)定度不高。（3）沒有統(tǒng)一的管理網(wǎng)，難以實現(xiàn)對整個省際干線網(wǎng)有效的管理，傳送網(wǎng)使用效率低。在網(wǎng)絡(luò)的安全性和保護恢復(fù)方面，由于DXC遲遲沒有引入，嚴(yán)重影響了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和安全性。其主要缺陷表現(xiàn)在：（1）沒有傳送網(wǎng)自身的交換節(jié)點，不能支持交叉連接功能，無法實現(xiàn)靈活的端到端調(diào)度，及時滿足各種業(yè)務(wù)網(wǎng)和租用專線的動態(tài)要求。不同干線之間不能通過網(wǎng)管系統(tǒng)進行調(diào)度，只能進行人工配線。在國家省際干線網(wǎng)地圖上，我們看到的只是一條條不相關(guān)聯(lián)的線和孤立的點，這些點是沒有自動交換能力的死節(jié)點，必須采取人工的手段才能將一段段線路連通。（2）沒有足夠的空閑（備用）容量支持自愈功能，對斷纜等全阻障礙沒有恢復(fù)能力。業(yè)務(wù)沒有足夠的保護和恢復(fù)，基本上都是1＋0的系統(tǒng)。

——中國電信已經(jīng)意識到目前網(wǎng)絡(luò)存在的問題，已經(jīng)著手解決網(wǎng)管和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)保護這兩大難題。在網(wǎng)絡(luò)管理方面，已經(jīng)決定在目前的網(wǎng)元管理系統(tǒng)之上先建立各主要供應(yīng)商子網(wǎng)管理系統(tǒng)，力爭將全國范圍內(nèi)的同一家產(chǎn)品管理起來，然后在于網(wǎng)管理系統(tǒng)之上再考慮建立網(wǎng)絡(luò)級管理系統(tǒng)。具體是在北京建立Lucent、Siemens的子網(wǎng)管理系統(tǒng)，成都建立Nortel的子網(wǎng)管理中心，石家莊建立Futijsu子網(wǎng)管理系統(tǒng)，杭州建立Ericsson子網(wǎng)管理系統(tǒng)。另外，沉寂了幾年的DXC引進也被擺上了議事日程，中國電信將在全國衛(wèi)個重要節(jié)點城市建設(shè)DSC4／4恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)。

1.2 WDM網(wǎng)絡(luò)

——第一條WDM省際干線西安-武漢工程是1997年引進的（8×2.5Gbit／s系統(tǒng)，Lucent設(shè)備），到目前為止，至少有16條干線已經(jīng)采用了WDM系統(tǒng)。如京—九—廣、京—太—西等。截至1999年底，WDM系統(tǒng)鏈路總長度超過25000km，大約占中國電信省際骨干網(wǎng)長度的40％。

——近兩年引進的WDM系統(tǒng)都是16×2.5GKbit／s系統(tǒng)，由于目前還沒有那么大需求，系統(tǒng)多未配滿。從承載的信號格式看，都是SDH STM-16信號。WDM系統(tǒng)可以承載多種格式信號的特點并沒有得到發(fā)揮，主要原因在于目前的絕大部分業(yè)務(wù)仍是話音業(yè)務(wù)。

——1999年開始，中國電信的省際干線不再引進單波長的SDH系統(tǒng)，全面轉(zhuǎn)向承載多個SDH的開放式WDM系統(tǒng)。開放式WDM系統(tǒng)（帶有波長轉(zhuǎn)換單元OTU）由于其可以實現(xiàn)多廠商互連的優(yōu)點，得到運營商和制造廠商的普遍歡迎，現(xiàn)在的多數(shù)產(chǎn)品都采用了開放方式，而且在發(fā)送端和接收端都采用了OTU波長變換器，從而更清楚地界定SDH和WDM的物理分界點。

——從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖峡�，�?dāng)前建設(shè)的WDM全是點到點的線性系統(tǒng)，沒有采用OADM（光分插復(fù)用設(shè)備）。在有業(yè)務(wù)上下的節(jié)點上，采用了復(fù)用器/解復(fù)用器的背對背方式。世界上大規(guī)模建設(shè)的WDM系統(tǒng)基本上都是這種系統(tǒng)，環(huán)型或其他結(jié)構(gòu)的WDM網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)成熟后才會應(yīng)用。

——在WDM網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)上，考慮到WDM網(wǎng)絡(luò)是其他客戶信號的傳送平臺（包括SDH信號），可以承載各種格式的信號，既可以承載標(biāo)準(zhǔn)的SDH信號，也可以承載其它任何不受限的數(shù)字信號或模擬信號。因而WDM的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)也應(yīng)與其傳送的信號的網(wǎng)管分離。對現(xiàn)在的干線工程來講，就是獨立于SDH的網(wǎng)管系統(tǒng)。WDM系統(tǒng)的網(wǎng)管系統(tǒng)只負(fù)責(zé)對光線路系統(tǒng)的管理，這包括波分復(fù)用器、光放大器等。SDH網(wǎng)管系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理ADM、中繼器等設(shè)備，而不涉及光傳輸系統(tǒng)。

——目前引進的WDM系統(tǒng)中，只有4個設(shè)備供應(yīng)商（即Lucent、NEC、Alcatel和Nortel，其中Lucent的產(chǎn)品占絕大部分），比SDH供貨商要少。相對于SDH系統(tǒng)，現(xiàn)在點到點WDM線路系統(tǒng)網(wǎng)管信息較少，基本上沒有配置管理信息。在廠商不多，網(wǎng)管信息較少的情況下，比較容易建設(shè)WDM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層管理系統(tǒng)。目前我國采用的WDM系統(tǒng)只能實現(xiàn)告警管理和性能管理，只有“監(jiān)視”功能，沒有“控制”功能。中國電信已經(jīng)委托國信朗訊公司在各廠家的網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EM）層以上開發(fā)WDM網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)管系統(tǒng)，年內(nèi)可以完成。

——另外隨著G.655光纖的建設(shè)和業(yè)務(wù)的強烈需求，中國電信傳送網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始從基于2.5 Gbit／s WDM系統(tǒng)向基于10 Gbit／s WDM系統(tǒng)過渡。

2 中國聯(lián)通的傳送網(wǎng)

——相對于中國電信，成立于1994年中國聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較晚，目前中國聯(lián)通光纜達(dá)到2.9萬公里，其中干線光纜達(dá)到1.4萬公里。從世界電信市場開放的形勢看，第二運營商總是采用最先進的技術(shù)，以使自己處于有利的競爭地位。作為中國的主要電信運營商之一，中國聯(lián)通在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渖吓c中國電信有著顯著不同：中國電信采用的是網(wǎng)狀網(wǎng)Mesh＋DXC4／4恢復(fù)網(wǎng)，而聯(lián)通采用的是自愈環(huán)+DXC4／1策略，即采用復(fù)用段保護環(huán)來組建全國性的骨干傳輸網(wǎng)。在歐洲和北美的網(wǎng)絡(luò)中，尤其是新運營商也大多使用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)組建國家骨干網(wǎng)，如北美Qwest使用復(fù)用段保護環(huán)技術(shù)組建了覆蓋美國的長途傳輸網(wǎng)。

——聯(lián)通的長途光纜網(wǎng)工程分為兩個階段，其中第一階段采用的是2纖2.5Gbit／s單向通道保護環(huán)（全部采用Lucent設(shè)備），已經(jīng)在1999年12月開通。第二期工程總投資6000萬美元左右，一共5個自愈環(huán)工程。2個環(huán)網(wǎng)采用常規(guī)2.5 Gbit／s 2纖復(fù)用段保護環(huán)，2個環(huán)網(wǎng)采用2.5 Gbit／s SDH 2纖復(fù)用段保護環(huán)MS-Spring+16WDM系統(tǒng)，1個大環(huán)采用10Gbit／s SDH 4纖復(fù)用段保護環(huán)MS-Spring+16波WDM系統(tǒng)。網(wǎng)間相連的7個重要節(jié)點采用了等效256×256 155Mbit／s交叉能力的DXC4／4／1設(shè)備，以疏通環(huán)間的業(yè)務(wù)。

——聯(lián)通的一些環(huán)的長度超過了4000km，引起人們對保護時間的擔(dān)心。ITU-T在G.841確定50ms的保護時間時，假設(shè)的是1200km周長、16個節(jié)點的自愈環(huán)。因此超長復(fù)用段環(huán)網(wǎng)的保護時間會突破50 ms，這主要來自信號在環(huán)路上的傳輸時延。對于5000km的自愈環(huán)，僅信號的傳輸時延就達(dá)50ms，如果再加上傳輸節(jié)點對K字節(jié)的判斷和貫通時間，一般保護倒換時間會增長到100ms左右。過去國內(nèi)MS-Spring主要在省網(wǎng)和長長中繼網(wǎng)上應(yīng)用，保護倒換時間矛盾不突出�，F(xiàn)在幾千公里的超長復(fù)用段保護環(huán)，引起人們對保護倒換時間的擔(dān)心。根據(jù)國外相關(guān)論文和現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)測試結(jié)果，周長為5800km超長SDH 10Gbit／s 4纖復(fù)用段環(huán)，環(huán)上共有16個節(jié)點，實際測試平均保護倒換時間為100ms，最大不超過為110ms。中國聯(lián)通的復(fù)用段雖然比較長，但因節(jié)點數(shù)較少，復(fù)用段環(huán)的保護倒換時間不會因環(huán)的周長增加而增加很多，主要增加的是傳輸時延，而節(jié)點數(shù)少也會相應(yīng)地使保護倒換時間縮短，一般相信倒換時間會小于100ms，對業(yè)務(wù)不會造成很大影響。聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的另一個突出特點是10Gbit／s復(fù)用段保護環(huán)的應(yīng)用。TDM 10 Gbit／s作為一種新技術(shù)在電信網(wǎng)上的應(yīng)用是遲早的事情，中國電信在上�！�南京采用了點到點10Gbit／ s WDM的線性系統(tǒng)，但并沒有環(huán)型網(wǎng)的應(yīng)用。聯(lián)通在華東業(yè)務(wù)量大的地區(qū)采用了10 Gbit／s 4纖超長復(fù)用段保護技術(shù)（環(huán)長度在3000km左右），這種技術(shù)選擇有著較大的挑戰(zhàn)性。

——在供應(yīng)商的選擇上，聯(lián)通吸取了中國電信傳輸網(wǎng)設(shè)備選型“七國八制”的教訓(xùn)。已經(jīng)注意把供貨商限制在二三家以內(nèi)，既有利于開展競爭，不至于在設(shè)備價格上被供應(yīng)商左右，另一方面也盡力保持設(shè)備的統(tǒng)一性，有利于建立統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

3 中國網(wǎng)通的傳送網(wǎng)

——中國網(wǎng)絡(luò)通信有限責(zé)任公司（CNC）是1999年8月才注冊成立的一家新運營者，主要從事與IP相關(guān)的業(yè)務(wù)，例如IP電話、數(shù)據(jù)。中國網(wǎng)通將在明年中期建設(shè)完成一個全國性的高速寬帶IP互聯(lián)骨干網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)將采用先進的IP over DWDM傳輸技術(shù)，建立全國規(guī)模的“IP over WDM”網(wǎng)絡(luò)，一期工程涵蓋15個主要城市，包括北京、上海、廣州等，總長度達(dá)7000km。傳輸上采用16 ×2.5Gbit／s WDM技術(shù)，物理上為2纖環(huán)，路由器直接與WDM設(shè)備相連。但在物理層并沒有保護措施，所有的業(yè)務(wù)保護都在IP層實施。

——在CNC的網(wǎng)絡(luò)論證初期，對于“IP over WDM”技術(shù)進行長途傳輸時是采用“IP／SDH／WDM”還是“Gbit／s Ethernet over WDM”進行了激烈的爭論。開始人們認(rèn)為吉比特以太網(wǎng)的價格低，其幀結(jié)構(gòu)可以直接在計算機運載，不存在SDH或ATM那樣的再映射協(xié)議，而且以太網(wǎng)是非同步的，對同步和時鐘不敏感，能容忍各種時延和抖動問題。采用“Gbit／s Ethernet over WDM”可以進
行長途傳輸，但是實驗室結(jié)果卻證明了此方案的不可行。其原因主要如下：其一目前WDM廠家只開發(fā)了2.5Gbit／s的3R光轉(zhuǎn)換單元OTU，對于吉比特以太網(wǎng)（GE）接口卻只有2R中繼，不能對信號的抖動進行有效抑制，從而系統(tǒng)的輸出抖動超標(biāo)造成傳輸距離受限；其二由于GE為異步信號，異步傳輸系統(tǒng)目前無法解決線路傳輸帶來的抖動累積問題，無法實現(xiàn)長距離傳輸，兩路由器采用不同的時鐘時，如果路由器的緩存器（buffer）不是足夠大，將會引起丟包；其三是因為GE信號在長途傳輸時，無法實現(xiàn)故障定位，對于信號劣化，也缺乏有效的監(jiān)測手段，不能提供一定的OAM&P功能。

——而反觀采用SDH幀結(jié)構(gòu)的POS信號效果則好得多。因為一方面IP信號借助于SDH的同步傳輸技術(shù)能充分保證網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能，且2.5Gbit／s 3R OTU器件技術(shù)非常成熟；另一方面IP業(yè)務(wù)層網(wǎng)管系統(tǒng)可利用SDH幀結(jié)構(gòu)中提供的強大的開銷和維護信號實現(xiàn)OAM＆P功能，使傳輸網(wǎng)絡(luò)具有較好的可靠性。

——現(xiàn)在，中國網(wǎng)通公司（CNC）已經(jīng)決定采用“IP／SDH／WDM”方式建設(shè)全國范圍內(nèi)“IP over WDM”傳輸網(wǎng)絡(luò)。該WDM網(wǎng)絡(luò)的客戶信號雖然還是SDH幀格式，但幀結(jié)構(gòu)為VC-4-16C，承載的是IP信號，而中國電信的WDM網(wǎng)絡(luò)上的SDH客戶信號幀結(jié)構(gòu)則不是W-4的級聯(lián)，業(yè)務(wù)上基本上都是電話信號。

——網(wǎng)通公司在組建骨干網(wǎng)時，除了采取租賃光纖方式外，還開始建設(shè)自己的光纜骨干網(wǎng)。值得一提的是目前開始建設(shè)的兩條光纜干線：北京—武漢和北京—濟南，首次采用1800km的G.655光纖，這顯示了新公司的不同凡響和技術(shù)選擇的前瞻性。雖然G.655光纖國內(nèi)專家已經(jīng)論證多次，但國內(nèi)應(yīng)用進展緩慢。另外，考慮到光纜線路擴容的難度，網(wǎng)通公司也首先采用管道光纜技術(shù)，采用氣吹纜技術(shù)，本次工程一次敷設(shè)8個管道，以方便將來的光纜擴容。

4 總  結(jié)

——當(dāng)前，傳送網(wǎng)絡(luò)正在發(fā)生深刻的變化，目前至少中國電信、中國聯(lián)通、中國網(wǎng)通、廣電總局4個運營商都在建設(shè)自己的國內(nèi)長途光纜干線網(wǎng)。各個運營公司采取了不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浠蚣夹g(shù)，出現(xiàn)了技術(shù)方案的多元化趨勢。國家骨干傳送網(wǎng)將出現(xiàn)激烈的競爭，各運營商紛紛投資長途網(wǎng)絡(luò)的主要原因在于更容易、更快地收回投資。多運營者環(huán)境下網(wǎng)間互通也成了大家關(guān)心的一個問題，國家標(biāo)準(zhǔn)也變得更加重要。如何在新形勢下建設(shè)國家骨干光纜傳送網(wǎng)是值得每一個運營者和從事傳輸研究的人們深入研究的問題。