引入光交换技术助降低网络运营成本

在通信网络中引入透明光交换技术必然能节省若干领域的成本。光交换很可能成为目前正在部署的STS-1疏导型交换设备的补充。利用光交换，设计者将能够整合在透明中继、转发器和光－电－光(OEO)转换等方面的优化，并结合波长路由与中继疏导，从而对业务利润产生至关重要的影响。

　　我们的基准分析模型假设基于STS-1的疏导型交换基础设备正在不断涌现。在这种趋势下，为什么运营商要考虑部署光交换技术呢？糟糕的经济以及对高速光连接的需求下降意味着服务提供商现在把疏导型交换方式视作必然选择。因为在光传输级(2.5Gbps和10Gbps)的交换需求较少，所以服务提供商能够以投资少量的2.5和10Gbps端口为代价，应付对光交换的需求增长。换言之，他们是以价格换取功能。他们愿意支付更多的金钱，用于通过疏导型交换以更低的效率传输2.5和10Gbps通信流。

　　那么，光交换在什么时候才能证明自己的价值呢？我们相信这是不久的事。如图1所示，即使丢弃的流量很少，在DWDM集线器中插入光交换模块也能立即产生节省资本开支的效应。成熟的微机电系统(MEMS)设计和高成品率的制造，再加上新型的光器件封装，已经创造出可靠的、低成本的光交换机，它们的每端口价格是目前部署的OC-48电子结构系统的1/4，是OC-192系统的1/16。这证明了在光传输层进行分组交换的经济优势。

光交换机的明显优势

　　虽然STS-1疏导型交换机具有明显的优势，而且运营商确实需要这种交换机，但是把它们用作核心网络骨干交换机通常会给交换架构带来一项固有成本，特别值得注意的是它们缺乏“透明”端口。因此，如果线路系统进一步发展，例如升级到10Gbps或更高效的协议架构，那么即使这不要求交换系统自身进行整体升级，也至少将要求全面升级I/O端口。从更微观的角度看，我们发现提供高效、低成本的交换解决方案存在两个方面的问题。首先是需要尽量配置最大数量的服务端口，以产生更多的收入。其次是要有效使用更高速度的新型传输系统。

　　考虑到任何一个交换集线器的流量一直都是动态变化的，因此很难获得一种最佳的解决方案。OEO交换机具有固定的交换容量，而为了实现上述目标，总容量必须被划分成两部分，以分别满足线路系统和服务端口的需要。例如，为了与一个10Gbps的线路系统进行接口，与线路相关的交换容量必须被分配给分立的10Gbps模块。这就有可能使交换机能够供应的服务端口数量无法达到最大化。

　　现在，让我们再来考虑通过型(或非疏导型)以及其它边缘疏导型的服务通信流。通过型通信流一般会被聚合成高速通信流，因此通过一个OEO光交换机的连接来进行此类传输将消耗掉那些本来可以用于供应服务的容量。边缘疏导型通信流的情况也是如此，它们基本上是只需要在传输端口之间做最少疏导工作的传输流。

　　数据接口正在升级到更高的速率，甚至接近线路系统自身的传输速度。以往的解决方案是通过跳线面板(patch panel)直接在线路系统上提供这些电路。当电路的数量较少时，这种做法是可以接受的，但随着电路数量的增加，这将变得无法管理。即使在低电路数量的情况中，服务水平协议(SLA)强制规定的性能保证和责任也将要求电路由可管理的网络元素来提供，而最合适的就是光交换机。

　　此外，在OEO交换机上提供这些电路会进一步加重已经受限的容量负担。不过，这个问题并不是不可克服的。开发人员已经创造出新的网络元素来处理这些问题。例如，可靠且低成本的光交换机提供了切实可行的解决方案，能对付所有技术、运营和业务等方面的问题。需要重点强调的是，光交换不是OEO疏导型交换的一种替代方式，而是一个共存平台，提供了针对特殊问题的解决之道。无论从商业角度，还是从运营角度看，二者都是共存关系。如前所述，即使丢弃的流量非常少，在DWDM集线器中插入光交换模块也能立即产生节省资本开支的效应。但是，这可能会中断运营。除了要管理两种网络元素之外，两种交换机还必须支持同等的服务供应，这要求通过一个公共控制平面对二者进行紧密集成，这样的公共控制平面可以是通用多协议标记交换(G-MPLS)，但G-MPLS仍处于发展的初期阶段。

　　Pioneer Consulting公司的《G-MPLS与光控制平面：对光网络盈利性和性能的分析》指出G-MPLS要等到2004或2005年后才会被部署。在此之前，服务提供商可以先部署一个专有的智能控制平面解决方案，几年后再过渡到G-MPLS。

更大的收益

　　一旦服务提供商决定部署光交换机，它将开始研究如何从光路中去除昂贵的元件(如转发器)，以获得更大的利益。如果服务提供商在光通信层边缘捆绑波长通信流，以提供传输路线，那么他们能获得额外的功能，并使集线器处的接口数量减少5到10倍。因为交接过程的复杂性被降低了，所以资本和运营开支也相应得到节约。最后，光交换机可在全光通信层边缘充当带宽中继管理器，在这种特殊应用中，它通过提供OC-48级次波长疏导，扩展了自身价值。

　　根据网络的复杂性和负载，为OC-48级次波长疏导部署一台光交换机可以替STS-1疏导型交换机节省10%到40%的中继端口。服务提供商可以重新部署这些端口，以便从客户那里获取更多的收入，这就更有效地利用了投资。在很多情况下，随着网络规模的扩张，这种中继应用变得至关重要。通常，STS-1疏导型交换机会受到端口和交换核心的限制，主流的产品最多能操作32个OC-192双向连接。为了延长使用寿命和提高可用性，光交换机可以接管疏导型交换机的中继功能。这将产生最佳的组合，即高带宽、高端口数量的光交换设备与电子疏导设备结合在一起。

混合式交换

　　混合式OEO/OOO(光-电-光与全光)交换分为两种情况：一是由单个供应商提供的集成光交换模块与OEO疏导型交换机的解决方案；二是多供应商解决方案，例如来自供应商A的光交换机用作对供应商B的疏导型交换机的补充。后一种方案需要一个标准化的控制平面，如G-MPLS；而前者可以先采用专有的控制平面，以后再进行过渡。不过，集成的工作并没有就此结束。DWDM系统是光网络传输集线器的一个关键网元，它们可在减少资本和运营开支方面发挥重要作用。

　　通过整合来自三家供应商的设备也可以实现混合式交换，即每家供应商提供解决方案的一个部分。如果选择一家供应商提供OEO/OOO组合交换机，另一家提供DWDM系统，那么可以减少供应商的数目。或者，某一家供应商可以提供组合的传输/交换解决方案(如一台光分插复用交换机)。最后，单个供应商解决方案需要在集线器中集成所有这三种网元。这些选择方案需要一个标准控制平面来支持有效且快速的端到端服务。

　　虽然最实际的解决方案似乎是与一家供应商打交道，因为如果这么做，OSS/BSS的集成工作可以被限制在单个网络内，但有一个问题就是：这种解决方案需要过度地建设网络。集成的障碍比其它方案更大，因为新的网元需要与现有的两种网元互动，而这些现有网元可能不支持未来最新的控制平面技术。不过好消息是：数家软件供应商已经开发出中间件，可以在基于G-MPLS的新控制平面与传统的Sonet和Osmine指配(provisioning)方案之间架设桥梁。

　　显而易见，在光传输层进行分组交换具有经济优势。目前，可靠且低成本的光交换机的每端口价格仅是OC-48电子结构系统的1/4，是OC-192系统的1/16。

　　部署光交换机的直接好处是可以大幅削减OEO交换机上的OC-192中继端口。这要归功于光交换的透明性，因为它从OEO交换机上卸去了所有的通过型通信流。

　　证明混合式交换方案的经济效益相对比较容易。不过，引入这种架构可能会造成运营的中断，这显然是一大缺陷。在多供应商环境中，多个网元需要支持同等的供应服务，这就要求通过一个公共控制平面(如G-MPLS)来进行紧密集成，但G-MPLS的开发仍没有完成。

　　相反，一种更容易的过渡策略是在现有网络上部署一个专有的控制平面。高度集成的单个供应商解决方案不需要标准控制平面，但将造成网络的过度建设。
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