隨著信息技術(shù)的發(fā)展，主要以話音傳輸為基本功能，單純支持以2Mb/s、155Mb/s等話音業(yè)務(wù)接口的SDH系統(tǒng)正在向支持視頻、數(shù)據(jù)等多業(yè)務(wù)演進。這種演進的趨勢也被稱為基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(Multi-Service Transport Platform，MSTP)。這是SDH技術(shù)在新技術(shù)條件下的重要發(fā)展，客觀上大大延長了SDH的壽命。這種新技術(shù)也被稱為“下一代SDH (Next Generation SDH，NGSDH) ”。它可以比較方便地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，實現(xiàn)從電路交換網(wǎng)到分組交換網(wǎng)的過渡，支持混合型業(yè)務(wù)量，比較適合多媒體業(yè)務(wù)，同時可以發(fā)揮SDH網(wǎng)管的強大功能。

NGSDH技術(shù)規(guī)范

NGSDH設(shè)備已經(jīng)面臨10Gb/s的SDH與10Gb/s以太網(wǎng)相融合的挑戰(zhàn)。在新的IEEE802.3ae的10Gb/s以太網(wǎng)的標準中，以太網(wǎng)的廣域接口和SDH的10Gb/s接口終于達到了統(tǒng)一的速率。為了能夠充分利用SDH的網(wǎng)絡(luò)，10Gb/s以太網(wǎng)的WAN PHY接口利用了與SDH的STM-64兼容的格式，10Gb/s以太網(wǎng)將和SDH共同構(gòu)成未來的城域網(wǎng)核心。

X.86是在SDH上以類HDLC的幀格式(Link Access Protocol-SDH，LAPS)來封裝并傳送Ethernet的技術(shù)規(guī)范，是ITU-T在2001年2月通過的。傳統(tǒng)的在SDH上傳輸數(shù)據(jù)包的方法是采用Packet-Over-SDH(POS)，POS是個成熟的、具有廣泛適應(yīng)性的協(xié)議，但是在NGSDH出現(xiàn)后，POS就被取代了。POS僅將數(shù)據(jù)包或幀以PPP、Frame Relay或HDLC封裝，再映射到SDH中。它不能區(qū)別不同的數(shù)據(jù)包流，因此也不能對每個流的流量工程、保護和帶寬進行管理，以及提供許多用戶需要的1Mb/s的以太網(wǎng)帶寬顆粒。POS實際上依靠高層的路由器等設(shè)備來實現(xiàn)流量工程和業(yè)務(wù)生成的功能。因此在SDH上采用新的封裝格式來傳送數(shù)據(jù)包是NGSDH的發(fā)展重點。X.86是其中之一，它支持在廣域網(wǎng)上簡單地傳送以太網(wǎng)的功能，允許以太網(wǎng)交換機和集線器在點對點通信時能夠直接和SDH接口，保證低時延抖動、遠距離性能監(jiān)測、遠程錯誤指示和對于突發(fā)流量的主動的流控制。運營商可以使用它來實現(xiàn)以太網(wǎng)端到端的專線業(yè)務(wù)的流量隔離，保證安全和業(yè)務(wù)速率，但是X.86沒有獲得廣泛的應(yīng)用，只是在最開始有一些用戶使用，而后很快被GFP所替代。

最近ITU-T將通用成幀處理(Generic Framing Procedure，GFP)定義為G.7041，GFP具有數(shù)據(jù)頭的糾錯和將通道標識符用于端口復(fù)用(可以用于將多個物理端口復(fù)用成一個網(wǎng)絡(luò)通道)的功能。最重要的一點是GFP可以支持成幀映射和透明傳送兩種工作模式，這樣可以支持更多的應(yīng)用。成幀映射的工作方式是將已經(jīng)成幀的客戶端數(shù)據(jù)信號的幀封裝進GFP幀當中，在子速率級別上支持速率調(diào)整和復(fù)用。透明模式則完全不同，因為它接受原數(shù)字信號并不改變它，僅是在SDH的幀內(nèi)用低開銷和低時延的數(shù)字封裝的方式來實現(xiàn)。從原理上看，GFP可以封裝任何協(xié)議，可以保證簡單的協(xié)議在光層上的融合，還可以保證靈活性和更細的帶寬顆粒。

NGSDH的關(guān)鍵技術(shù)

虛級聯(lián)(Virtual Concatenation，VC)以及鏈路容量調(diào)整機制(Link Capacity Adjustment Scheme，LCAS)是NGSDH的關(guān)鍵技術(shù)，尤其在支持GFP的時候。

由于目前SDH支持的最小復(fù)用粒度為STM-1，所以在155Mb/s信道上承載100Mb/s的快速以太網(wǎng)業(yè)務(wù)時利用率就只有67%。這個問題的根源在于原來SDH建設(shè)主要是為語音業(yè)務(wù)，而語音業(yè)務(wù)在網(wǎng)內(nèi)傳輸不需要細粒度的疏導(dǎo)功能，從而導(dǎo)致今天SDH網(wǎng)在業(yè)務(wù)環(huán)境發(fā)生重大變化時，在分配帶寬上會遇到很多麻煩。VC與LCAS在傳送網(wǎng)中提供了一種更加靈活的通道容量組織方式以更好地滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸特點，可以將任意帶寬的以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)流映射到任意數(shù)量的VC-12或者VC-3通道中，最大限度地減少帶寬的浪費。VC和LCAS一起創(chuàng)造了可微調(diào)的SDH容量來適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的QoS和SLA的需求，尤其是可以穿過原有的SDH網(wǎng)絡(luò)。SDH網(wǎng)絡(luò)在LCAS技術(shù)的支持下可以動態(tài)地改變傳輸?shù)膸?增加或減少VC組中的通道)，而不中斷業(yè)務(wù)。VC還允許新的、更有效的共享保護機制，流量可以被分成不同部分然后通過不同路徑發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)正常工作情況下，不需要配置額外的保護通道，當其中一條路由出現(xiàn)故障時，LCAS可以把出現(xiàn)故障的VC-4通道從VC組中自動刪除，此時VC組的帶寬將會減少，但可以確保在發(fā)生鏈路故障時業(yè)務(wù)不會中斷。這種技術(shù)實現(xiàn)起來非常復(fù)雜，VC將不同的VC/STM連接起來運送負荷，而VC組中不同的VC/STM將走不同的路徑，在接收端會產(chǎn)生不同的時延，所以必須有能夠糾正此偏差的功能。

另外LCAS是雙向的信令協(xié)議，保證網(wǎng)管系統(tǒng)改變管道帶寬的命令不會影響用戶流量。SONET的最小粒度是STS-1，也就是51.8Mb/s，而SDH的最小粒度是STS-1的3倍，即155Mb/s。VC-3與STS-1速率級別相同，但卻是隱藏的。這樣，SDH疏導(dǎo)的效率自然就不如SONET了。關(guān)于理想的粒度，業(yè)內(nèi)的看法不一，有的認為是STS-1，甚至是E-1，也有的認為應(yīng)該是STM-16。其實，具體到應(yīng)用哪種粒度取決于運營商，但NGSDH傳輸設(shè)備必須能夠支持。目前，支持細顆粒疏導(dǎo)的主設(shè)備芯片仍是處于STS-1這個層次上，相信芯片商還會提供更細粒度的解決方案。疏導(dǎo)技術(shù)的另一個優(yōu)點是減少了ADM的級數(shù)，將過去用硬件實現(xiàn)的功能改由管理軟件和ASIC芯片來實現(xiàn)，從而減少設(shè)備和場地等運營成本，也更加具有可管理性。

GMPLS不是一個SDH的技術(shù)，但是在NGSDH網(wǎng)絡(luò)中卻起了很重要的作用，因為它提供了自動端到端的帶寬配置的通用機制，可以跨過TDM、數(shù)據(jù)和波長的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)，可以降低業(yè)務(wù)的成本。傳統(tǒng)SDH管理是基于單個網(wǎng)元，業(yè)務(wù)配置、性能告警等管理功能操作對象為單個網(wǎng)元。NGSDH管理是面向整個網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)配置、性能告警監(jiān)控直接基于向用戶提供的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。NGSDH配置業(yè)務(wù)是只要指定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的源、宿以及相應(yīng)的要求，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)就能快速自動生成，避免傳統(tǒng)SDH對逐個網(wǎng)元進行設(shè)置和操作的煩瑣，從而能夠快速提供業(yè)務(wù)，并提供基于端到端業(yè)務(wù)的性能、告警監(jiān)控及故障輔助定位。NGSDH還能支持用戶等級定義、帶寬租用和計費等功能。越來越強的智能化特性成為NGSDH的顯著特征。NGSDH還將由適應(yīng)業(yè)務(wù)的新需求進一步向前發(fā)展，在寬帶城域網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。

現(xiàn)在很多廠家都在開發(fā)NGSDH或者類似的產(chǎn)品，但是還有很多差異�？傮w來說，許多產(chǎn)品在功能上都是高度集成的，結(jié)合了ADM、DXC和數(shù)據(jù)交換等功能；使用了級聯(lián)的技術(shù)，或者是連續(xù)級聯(lián)、或者是VC，而有的采用了專有的映射復(fù)用的機制；在新的封裝機制中，GFP得到了廣泛接受，X.86則應(yīng)用有限，也有廠家未使用標準的封裝機制；在業(yè)務(wù)接口方面，支持多數(shù)常見的SDH接口、千兆以太網(wǎng)接口，有些廠家還提供Fiber Channel和其它協(xié)議接口。

NGSDH特點

NGSDH的定義還在發(fā)展中，各個設(shè)備商都推出了不盡相同的產(chǎn)品。尤其曾經(jīng)被認為是NGSDH基本功能的多業(yè)務(wù)提供平臺(MSPP)，現(xiàn)在卻轉(zhuǎn)到主要由DWDM系統(tǒng)來實現(xiàn)。因此要想確定NGSDH的內(nèi)涵，首先應(yīng)關(guān)注NGSDH的技術(shù)基礎(chǔ)是什么。這仍然需要從傳統(tǒng)的SDH的技術(shù)特點來明確這個問題，傳統(tǒng)的SDH具有四個方面的特點：
(1)產(chǎn)生同步成幀的數(shù)據(jù)流，可以由上層通信協(xié)議來解釋；
(2)電路時隙復(fù)用和交換的方式實現(xiàn)業(yè)務(wù)的傳送；
(3)通信過程需要建立端到端的網(wǎng)絡(luò)通路；
(4)提供必需的運行維護功能，自動檢測和保護交換的方式實現(xiàn)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)的功能。

這些也是NGSDH必須支持的。但是嚴格的電路交換和時隙復(fù)用的方式在傳輸數(shù)據(jù)流量的時候缺乏效率，尤其千兆以太網(wǎng)成為主流技術(shù)以后更是如此。而以太網(wǎng)又是以如此驚人的速度成為城域網(wǎng)的主流技術(shù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬的增長是持續(xù)的不是躍進的，因此要求網(wǎng)絡(luò)能為用戶提供更細的帶寬顆粒、能夠提供業(yè)務(wù)保證和更有效的數(shù)據(jù)流量管理。這些都是NGSDH需要解決的問題，也是其需要形成的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的SDH技術(shù)相比，NGSDH具有幾個鮮明的特點。

1. 高集成度

近些年隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，SDH處理專用芯片的集成度不斷提高。光器件核心技術(shù)更加成熟，集成度也不斷提高，朝小型化發(fā)展。SDH系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)，即SDH 處理專用芯片和光收發(fā)器的進步和成熟帶動了SDH系統(tǒng)的集成度不斷提高。NGSDH設(shè)備高集成度表現(xiàn)為設(shè)備體積緊湊靈巧、端口密度高，在占用更少空間的同時提供更強大的接入容量和業(yè)務(wù)調(diào)度容量。例如，E-1接口由早期的單接口盤8路、16路提高到現(xiàn)在單盤63路；STM-64接口由早期的多塊電路盤組合實現(xiàn)發(fā)展到現(xiàn)在單塊電路盤就可實現(xiàn)。

NGSDH設(shè)備高集成度還體現(xiàn)在小型化盒式設(shè)備的出現(xiàn)和盒式設(shè)備線路傳輸速率的不斷提升。目前業(yè)界622Mb/s (STM-4)級別盒式設(shè)備已經(jīng)大批量商用化。

2. 多ADM集成和靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度能力

傳統(tǒng)SDH系統(tǒng)只能支持單TM或ADM，主要完成業(yè)務(wù)支路接口業(yè)務(wù)到線路接口的復(fù)用和傳送功能，業(yè)務(wù)調(diào)度能力弱。例如，早期的STM-16設(shè)備一般只支持單個STM-16級別的ADM，而NGSDH設(shè)備的高集成度使在同一套系統(tǒng)中多個ADM集成在一起成為可能。與此同時，NGSDH設(shè)備還融合了大容量的同步交叉連接(SDXC)矩陣，可以靈活對多個ADM之間的業(yè)務(wù)進行靈活調(diào)度，構(gòu)成MADM(Multiple-ADM)。由于引入了SDXC方式的交叉連接矩陣，各接口槽位兼容性強，支路接口盤和線路接口盤可以混插，業(yè)務(wù)調(diào)度支持支路到線路、線路到線路、支路到支路等方式的靈活調(diào)度，支路接口和線路接口的界限也越來越模糊，設(shè)備業(yè)務(wù)接入和業(yè)務(wù)調(diào)度的靈活性得到極大的提高。

MADM特性使NGSDH適應(yīng)復(fù)雜的城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以支持環(huán)帶鏈、相交環(huán)、相切環(huán)等復(fù)雜的組網(wǎng)方式，并且靈活完成環(huán)間業(yè)務(wù)調(diào)度。NGSDH甚至可以工作于小容量的DXC方式，作為業(yè)務(wù)疏導(dǎo)中心。華為NGSDH設(shè)備OptiX 10G最大能夠支持4個STM-64級別ADM，提供768×768 VC-4的交叉容量，在容量上已經(jīng)超過了早期的DXC 4/4設(shè)備。

3. 多業(yè)務(wù)傳送能力

傳統(tǒng)SDH系統(tǒng)適合基于TDM的話音業(yè)務(wù)的傳送。然而，高速Internet 上網(wǎng)、高速專線互聯(lián)、寬帶VPN業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)中心互聯(lián)、視頻點播、電子商務(wù)等新興業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，城域網(wǎng)業(yè)務(wù)多樣化、寬帶化趨勢成為不爭的事實。在傳送技術(shù)上，SDH技術(shù)、ATM技術(shù)、IP技術(shù)在 QoS保證、傳送效率和成本等方面針對不同的業(yè)務(wù)各有優(yōu)缺點。NGSDH設(shè)備在保持傳統(tǒng)SDH對話音業(yè)務(wù)的支持優(yōu)勢的同時，融合了ATM技術(shù)和IP技術(shù)，針對不同的業(yè)務(wù)采用最佳的傳送方式，從而形成了統(tǒng)一的多業(yè)務(wù)傳送平臺。

NGSDH支持STM-4C、STM-16C等級聯(lián)業(yè)務(wù)透明傳送，而STM-4C、STM-16C等級聯(lián)業(yè)務(wù)正是用于承載ATM業(yè)務(wù)、 POS 業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在透明傳送STM-4C、STM-16C等級聯(lián)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上，NGSDH進一步融合ATM信元統(tǒng)計復(fù)用和交換、IP幀統(tǒng)計復(fù)用和交換功能，充分利用SDH技術(shù)特點，即成熟可靠的快速環(huán)網(wǎng)自愈環(huán)倒換、高QoS保證，又同時利用數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)統(tǒng)計復(fù)用特點提高帶寬利用率，從而在寬帶城域網(wǎng)中得到廣泛應(yīng)用。NGSDH支持10/100/1000Mb/s以太網(wǎng)業(yè)務(wù)接入。

在寬帶城域網(wǎng)應(yīng)用中，以太網(wǎng)業(yè)務(wù)實際傳送帶寬變化范圍較大，NGSDH采用靈活可變的帶寬來適應(yīng)此需求。一種方式是采用ML-PPP(Multi-Link Point-to-Point Protocol)靈活捆綁多個VC-12/VC-3通道進行傳送以太網(wǎng)幀；另一種方式是采用多個VC-12/VC-3/VC-4級聯(lián)或VC(VC-12-Xv/VC-3-Xv/VC-4-Xv)通道來傳送。其中由于VC方式能夠兼容傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)，從而得到廣泛的應(yīng)用。

4. 智能化管理

傳統(tǒng)SDH管理是基于單個網(wǎng)元，業(yè)務(wù)配置、性能告警等管理功能操作對象為單個網(wǎng)元。NGSDH管理是面向整個網(wǎng)絡(luò)，業(yè)務(wù)配置、性能告警監(jiān)控直接基于向用戶提供的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。其配置業(yè)務(wù)是只需要指定網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)相應(yīng)的要求，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)能快速自動生成，避免傳統(tǒng)SDH式逐個網(wǎng)元進行設(shè)置和操作，從而能夠快速提供業(yè)務(wù)，并提供基于端到端業(yè)務(wù)的性能、告警監(jiān)控及故障輔助定位。NGSDH還能支持用戶等級定義、帶寬租用和計費等功能。越來越強的智能化特性成為NGSDH的顯著特征。

NGSDH發(fā)展前景

傳統(tǒng)的SDH顯示了相當頑強的生命力。NGSDH大大延長了SDH的生命，將在業(yè)務(wù)匯聚層起到協(xié)議透明傳送和細顆粒交換和帶寬管理的作用。NGSDH將會成為城域網(wǎng)的解決方案之一。對于運營商來說，需要考慮很多因素，如網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀、市場目標、財務(wù)狀況等等。傳統(tǒng)運營商擁有大量的SDH網(wǎng)絡(luò)，NGSDH顯然可以很好地幫助他們繼續(xù)發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的功能，同時克服傳統(tǒng)SDH的昂貴、復(fù)雜等缺點，在現(xiàn)有的TDM網(wǎng)絡(luò)上有效地支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，提供快速、合理的解決方案。在舊的機框內(nèi)插入一塊百兆以太網(wǎng)卡后，就可以在現(xiàn)有的SDH網(wǎng)上提供以太網(wǎng)，NGSDH的升級顯得如此簡便。另外還可以配置和控制帶寬，例如動態(tài)地從包交換和TDM業(yè)務(wù)中直接分配SDH帶寬。提供逐漸增長的數(shù)據(jù)帶寬。將多協(xié)議的數(shù)據(jù)流量進行標記、復(fù)用、交換和整形，減少所需的端口數(shù)。對于新興運營商來說，如果放棄建立SDH網(wǎng)絡(luò)，將面臨尷尬的局面，因為顯然只有在電路交換網(wǎng)絡(luò)上才存在明確的贏利的業(yè)務(wù)。而如果建立SDH網(wǎng)絡(luò)，顯然選擇具有多業(yè)務(wù)提供平臺的NGSDH網(wǎng)絡(luò)將是明智的。