隨著因特網在世界范圍內的飛速增長，以IP業(yè)務為主的數據業(yè)務是當今世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力。據有關專家預測，每6～9個月，主要ISP的因特網骨干鏈路的帶寬需求就增長一倍，2005年后，純語音和數據流量之比將變成1∶99。不僅如此，其它業(yè)務（如視頻、多媒體業(yè)務）也逐步向數字化匯聚，最終走向統(tǒng)一的IP業(yè)務。據此，能否有效地支持IP業(yè)務已成為某項新技術能否有長遠技術壽命的標志。然而，由面向連接、時分復用、電路交換為主的傳統(tǒng)網絡已經不再適應這種發(fā)展趨勢，人們對網絡帶寬需求的不斷增長同現有網絡速率的局限之矛盾日益突出。目前，ITU-T、因特網工程任務組（IETF）以及光因特網論壇（OIF）等國際組織正在聯(lián)合眾多的網絡設備開發(fā)商、制造商以及網絡業(yè)務供應商們，共同尋找一種建設、改造因特網骨干網的方案。

　　■互聯(lián)網需要高性能路由器
　　由于人們早已預見到了因特網迅速發(fā)展的趨勢，在網絡連接方面致力于擴大網絡容量，起初把同步光纖網(SONET)作為廣域網標準建設骨干網，但由于因特網的數據業(yè)務量一直爆炸性持續(xù)增長，使SONET網絡難以承受因特網如此巨大的業(yè)務量。近年來，一項新的技術性——密集波分復用(DWDM)應運而生并逐步走向成熟，使得未來骨干網將步入一個全光網的時代。

　　在理想的全光網中，信號的交換、選路、傳輸和恢復等所有功能都以光的形式進行，而不需要經過光/電、電/光變換。全光網由核心網、城域網和接入網三層組成，三者的基本結構相類似，由DWDM系統(tǒng)、光放大器、OADM(光分插復用器)和OXC(光交叉連接設備)等設備組成。全光網絡以其巨大的帶寬，處理速度高而誤碼率低，良好的協(xié)議透明性、波長路由特性、兼容性和可擴展性，成為下一代高速（超高速）寬帶網絡的首選。全光網發(fā)展決定了未來的因特網必將是構架在全光網上的光因特網。

　　光因特網在端與端之間的連接中是靠全光網設備加上光交換/路由器完成的，路由器是最為關鍵的設備之一，而且與這種高速率網絡相適應的路由器必須是高性能的。

　　■要依靠光的性能
　　1997年下半年以來，世界上一些公司開始陸續(xù)推出采用專用集成電路進行路由識別、計算和轉發(fā)的用于未來骨干網的高性能路由器。這些高性能路由器的問世使全光網絡的實現向前邁進了一大步。高性能路由器安裝在主干網絡的核心，可以直接利用全光網絡環(huán)境。鑒于高性能路由器具有傳輸速率極高的光接口(如2.4和10Gbps的光接口)， 過去由SONET終端執(zhí)行的高數據率多路復用不再需要了。在業(yè)務層直接與傳輸層鏈接的情況下，高性能路由器將用作多業(yè)務網絡的綜合傳輸平臺，可傳輸租用線業(yè)務、話音、視頻和數據。換句話說，路由器將是兩層網絡結構的不可分割的組成部分之一。

　　高性能路由器包括線速吉太位交換/路由器和光路由器。線速交換/路由器由I／O線路卡、交換機構和路由處理機組成。交換機構負責數據包的轉發(fā)；路由處理機負責路由計算、服務質量（QoS）等。商品化的吉位線速交換/路由器的交換速率一般為10～60兆包/秒，包轉發(fā)速率為10～60 Mbit/s，其時延和時延抖動為微秒數量級，在網絡中即便通過多級線速路由交換機，其積累時延仍在可接受范圍之內。光路由器是在網絡核心各光波長通道之間設置MPLS協(xié)議和波長選路協(xié)議WaRP控制下的波長選擇器件，實現選路交換快速形成新的光路徑。波長的選路路由由內部交叉矩陣決定，一個N×N的交叉矩陣可以同時建立N2條路由，波長變換交叉連接可將任何光纖上的任何波長交叉連接到使用不同波長的任何光纖上，具有最高的靈活性。

　　高性能路由器能夠提供數量極大的傳輸帶寬，支持的任何數據率接口結合，如與2.5、10、40Gbps或更高的數據率接口打破信息傳輸的“瓶頸”。不僅如此，高性能路由器還能很好地解決以往路由器中長期困擾人們的QoS、流控和價格昂貴問題，它所具有的眾多優(yōu)點正是對原有路由器缺陷的克服。

　　近年來，各路由器生產廠商已開始研制生產出了一些新型的高性能路由器。典型產品有Cisco 的ONS15900光路由器和GSR12016，（北京電信公眾IP骨干網高端采用的路由器就是這一種）和朗訊公司的WaveStar Lambda路由器和電信級Nexabit NX64000多太位核心交換機/路由器。朗訊公司表示，Lambda路由器可以將運營商的運行費用減少25%，運營商可以很方便地配置Lambda路由器，迅速地在網絡上提供光路徑。此外，還有CORVIS的CoreWave光路由器，Monterey Networks公司的Monterey 20000 波長路由器，Juniper的M160線速吉位路由器，北電的Versalar 25000IP核心交換路由器以及Packet Engines公司的PowerRail 5200吉位線速路由器。這些高性能路由器的出現將為電信級運營商提供很好的骨干網組網方案。

　　值得一提的是Meta路由器，為了提高網絡中互連路由器并行工作的效率, 利用數學中的伽羅瓦群，路由器陣列將數據流分布到連接起來的路由器上，從而減少了包碰撞的可能性。在路由器陣列內部，路由路徑更短，這樣可以大大減少使用路由器的數量,稱為Meta路由器。

　　國內一些學校和公司（如清華大學、北京郵電大學、上海交通大學和烽火通信科技股份有限公司）也正在從事高性能路由器的研發(fā)工作。

　　■實驗證明光的能力
　　高性能路由器已在少數發(fā)達國家中得以實現或處于實驗階段，結果令人樂觀。舉例如下：

　　美國的SuperNet實驗型因特網主干網在波士頓和華盛頓特區(qū)之間建立起2.5Gbps的線路，在波士頓地區(qū)建立起連接5個站點的2.5Gbps網絡，在舊金山海灣地區(qū)建立起連接4個站點的2.5Gbps光環(huán)路，使傳輸速率比目前的因特網高100倍。并在加利福尼亞的洛杉磯和奧克蘭之間建立起10Gbps的光鏈路，在華盛頓特區(qū)建成20Gbps的連接6個站點的光環(huán)網絡。目前正在建設的東起華盛頓特區(qū)，西至洛杉磯的遠程主干網鏈路，將通過6個區(qū)域性研究網絡連接100個研究機構，以2.5～20Gbps的速率，為遠程醫(yī)療、遠程教育和電視會議等實時應用傳送巨量數據，使美國在因特網技術領域居領先地位。

　　1999年11月23日Corvis和Qwest宣布聯(lián)合在Qwest網上用Corvis的CoreWave光路由器進行了OC-48和OC-192的遠程傳輸試驗，交換速率達2.4Tbps，并實現了傳輸3200公里而不使用電再生器。

　　由Bell Nexxia、Nortel、Cisco、JDS Uniphase、Newbridge在加拿大聯(lián)合實現的CA*net3是加拿大第三代Internet骨干網，也是世界上第一個全國性光因特網。CA*net3采用32波長，Versalar 25000IP核心交換路由器，最高容量為40Gbit/s，超過世界上任何現有因特網的速度，下載2個半小時的電影“泰坦尼克號”只需1/15s。

　　在國內，中國網絡通信有限公司（CHINA NETCOM）在天津-北京-石家莊段IP over WDM現場實驗中，采用Cisco的GSR12016和Juniper的M160線速吉位路由器，往返傳輸多次總長度2870公里，交換容量在10Gbps以上，見下圖。

　　試驗結果表明，光路由器由于能保持信號的光域特性，突破了電子網絡的速率瓶頸，可以快速為客戶提供端到端的高速寬帶路由及虛擬光纖網絡，可以為網絡提供商節(jié)約25％的費用，和電子交換系統(tǒng)相比，可以提高速率十幾倍。線速吉太位路由器應用電信級骨干網也將使骨干網上的交換/路由性能大大提高。

　　■全光網下的理想
　　世界各國都在著手研究開發(fā)全光網絡產品，力求解決現行通信網中由于電子處理速度而形成的瓶頸問題。以光交換技術為基礎的全光網絡將是新世紀的骨干網絡。

　　我國的通信網規(guī)模已躍居世界前列，已形成相當的光纖骨干網格局，隨著通信業(yè)務量的飛速增長和形式日趨多樣化，如何在現有通信網的基礎上進一步擴大通信容量和實現業(yè)務的交叉互連將成為迫切的實際問題，作為未來通信發(fā)展方向的WDM光傳送網，可為這一迫切問題提供很好的解決方案。

　　據有關資料統(tǒng)計，通信產業(yè)投入1億元會在10年內使國民生產總值增加13.8億。社會效益比自身的經濟效益大得多。通信網中一般交換/路由設備的投入遠大于傳輸產品，因此，用于未來骨干網上的路由器產品的市場潛力很值得挖掘。

　　了解未來骨干網路由器，對電信級網絡運營商而言，將有助于如何選擇價格性能比最佳的骨干網路由器；而對于非電信級網絡運營商和一般用戶而言，可讓您知道什么樣的路由器能使您真正進入一個嶄新的信息時代。

京津石IP/DWDM現場試驗

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