传送网技术范文

传送网技术范文（精选12篇）

传送网技术 第1篇

关键词：光分插复用 (OADM) ,光交叉连接 (OXC) ,智能交换光网络 (ASON)

IP和其它数据业务的快速增长使现代通信网络在经历着一场巨大的变革, 传统的通信网络已经不能满足发展需求, 从而对通信网的带宽和容量提出了更高的要求, 致使通信网的两大主要组成部分传输和交换都必须相应地发展和革新, 于是融传送、交换为一体的新一代全光智能自动交换光网络应运而生。

由于光纤有着巨大的频带资源和优异的传输性能, 已被公认为实现宽带网络高速率、大容量传输的最佳物理媒质。随着IP业务的发展和传输系统容量的快速增长以及网络拓扑结构的网孔化, 对交换系统发展产生较大压力, 致使通信网交换系统的规模越来越大, 运行速率越来越高, 但目前的电子交换和信息处理网络的发展已接近了电子速率的极限, 其中所固有的RC参数、钟偏、漂移、串话及响应缓慢等缺点限制了交换速率的提高。因此, 光纤上光信息传输的高速宽带与在节点上电信息处理与交换的相对低速窄带之间的矛盾已日益突出, 传统的光/电/光的变换方式已成为现代通信网的瓶颈, 严重阻碍了宽带通信的进一步发展。为了解决所谓的“电子瓶颈”问题, 人们开始在交换系统中引人光子技术:在点对点WDM系统的基础上, 引入光分插复用 (OADM) 、光交叉连接 (OXC) 、智能光交换 (ASON) , 促使了全光智能网的发展, 进而建立具有高度灵活和生存性的智能网络。

(一) 智能全光网络的分层结构

分层结构是定义和研究光传送网的基础。分层结构应该考虑SDH网络到智能光网络的平滑过渡, 并满足网络规划和管理的需要。基于G.8080的智能体系结构如图1, 全光智能网主要由三个层面组成, 即控制层面、传送层面与管理层面。此外还包括用于传输控制与管理通信的数据通信网DCN。

从图1可以看出, 全光智能通信网的基本结构可以分为控制层、全光传送层、管理层。所谓全光智能网, 是指在路由与信令的控制下在光传送网内完成自动交换与连接的新一代智能化光网络, 也可以看作是具有标准化智能特性的的光传送网。

1. 控制层。

控制层是全光智能网的核心, 其主要作用就是控制。它利用路由技术、信令技术与链路管理技术来通过控制接口CCI (Connection Control Interface) 控制、协调传送平面的工作:完成自动发现、状态信息传播、路径的计算与选择、自动呼叫与连接的建立及释放, 对己建连接进行监控、维护、修改与删除, 以动态重路由方式对发生故障的连接提供恢复等。

2. 全光传送层。

全光传送层是由包括交换实体在内的传送网元所组成的物理平面, 它在控制平面的控制下实现信息的传送。

全光网络层网元应该是具有多种交换功能的设备, 可以在不同的层面上支持不同类型的交换:对光纤 (端口) 进行交换的光纤交换设备, 对波长进行交换的OXC, 可灵活上、下波长的光分插复用设备OADM设备。

3. 管理层。

管理层是全光智能网的最高层管理者, 管理层与控制层互为补充, 实现对网络资源的配置、故障管理、配置管理、性能管理、安全管理与计费管理等。它拥有三个管理器即控制层管理器、传送层管理器与资源管理器:利用网络管理接口NMI (Network Menegment Interface) 对控制层、传送层进行管理, 并协调它们之间的工作。

(二) 全光智能网的关键技术

实现透明的、具有高度生存性的全光智能通信网是宽带通信网未来的发展目标, 而要实现这样的目标需要有先进的技术来支撑。目前, 在光纤通信系统需要大量的电信设备, 在传输过程中的放大、交换及接入设备终端等基本上是全电设备。为了解决这一问题, 可通过建立全光网来消除这些设备所带来的限制和干扰。实现智能全光网络的主要技术涉及光交换技术、全光中继技术、光放大技术、自动光路由技术。

1. 光交换技术。

光路交换可分为三种类型, 即空分 (SD) 、时分 (TD) 和波分/频分 (WD/FD) 光交换, 以及由这些交换形式所组合而成的结合型。其中空分光交换是由开关矩阵实现的, 开关矩阵节点可由机械、电或光进行控制, 按要求建立物理通道, 使输入端任一信道与输出端任一信道相连, 完成信息的交换。各种机械、电或光控制的相关器件均可构成空分光交换。构成光矩阵的开关有铌酸锂定向耦合器、微机电系统MEMS等。时分光交换系统采用光器件或光电器件作为时隙交换器, 通过光读写门对光存储器的受控有序读写操作完成交换动作。因为时分光交换系统能与光传输系统很好配合构成全光网, 所以时分光交换技术的研究开发进展很快, 其交换速率几乎每年提高一倍, 目前已研制出几种时分光交换系统。波分交换即信号通过不同的波长, 选择不同的网络通路来实现, 由波长开关进行交换。波分光交换网络由波长复用器/去复用器、波长选择空间开关和波长互换器 (波长开关) 组成。目前已研制成一种太比级光波分交换系统, 它采用的波分复用数为128, 最大终端数达2048, 复用级相当于Tbps的交换吞吐量。

2. 全光中继技术。

信息在光纤通道中传输时, 如果光纤损耗大和色散严重将会导致最后的通信质量很差。损耗导致光信号的幅度随传输距离按指数规律衰减, 可以通过全光放大器来提高光信号功率。色散会导致光脉冲发生展宽, 发生码间干扰, 使系统的误码率增大, 严重影响了通信质量。因此, 必须采取措施对光信号进行再生。目前, 对光信号的再生都是利用光电中继器, 即光信号首先由光电二极管转变为电信号, 经电路整形放大后, 再重新驱动一个光源, 从而实现光信号的再生。这种光电中继器具有装置复杂、体积大、耗能多的缺点。全光中继技术解决了上述缺点, 即在光纤链路上每隔几个放大器的距离接人一个光调制器和滤波器, 从链路传输的光信号中提取同步时钟信号输入到光调制器中, 对光信号进行周期性同步调制, 使光脉冲变窄、频谱展宽、频率漂移和系统噪声降低, 光脉冲位置得到校准和重新定时。因此, 全光中继技术不仅能从根本上消除色散等不利因素的影响, 而且克服了光电中继器的缺点, 成为全光信息处理的基础技术之一。

3. 光放大技术。

为了克服光纤传输中的损耗, 每传输一段距离, 都要对信号进行电的“再生”。随着传输码率的提高, “再生”的难度也随之提高, 成了信号传输容量扩大的“瓶颈”。于是新型的光放大技术解决了这一难题, 例如掺饵光纤放大器 (EDFA) 、分布式RAMAN放大器、遥泵 (ROPA) 的实用化实现了直接光放大, 取代了大量的电再生中继器, 使得传输中的光纤损耗不再成为主要问题, 同时使传输链路“透明化”, 简化了系统, 成几倍或几十倍地扩大了传输容量, 促进了真正意义上的密集波分复用 (DWDM) 技术的飞速发展。这是光纤通讯领域上的一次革命。因此, 在传输方面, 光放大技术是建立智能全光通信网的核心技术之一。

4. 自动光路由技术。

光交叉尽管具有灵活的组网能力, 但其仅仅具有静态网络配置的能力, 主要靠网管系统进行调配, 无法适应日益动态的网络和业务环境, 特别是随着IP业务成为网络的主要业务量后, 由于IP业务量本身的不确定性和不可预见性, 对网络带宽的动态分配要求将越来越迫切, 网络急需实时动态配置能力, 即智能光交换能力。为了将光交叉设备的智能化, 一种能够自动完成光网络连接的新型网络概念自动交换光网络 (ASON) 应运而生, 它将路由、信令、链路管理技术应用于传送网, 这是几十年来传送网技术的一次重要突破, 使传送网具备了更高智能。ASON允许将网络资源动态地分配给路由, 具有恢复和保护能力, 使网络在出问题时仍能保持业务的不中断, 特别是具备分布式恢复能力, 可以实现快速业务恢复;ASON还可以将光网络资源与数据业务分布自动联系在一起, 形成一个响应快和成本低的光传送网;最后, ASON还可以提供大量新的业务类型, 诸如按需带宽业务、波长批发、波长出租、带宽交易、按使用量付费、光拨号业务、动态路由分配、光层虚拟专用网 (VPN) 等。

(三) 智能光通信网的主要优点及其传输限制

相对于传统的电信网而言, 智能全光网主要具有以下优点:

1. 采用了WDM (或DWDM) 技术, 可以充分挖掘光纤的带宽

潜力, 极大地提高光纤的传输容量和节点的吞吐量, 适合未来高速宽带通信网的要求, 而且与现有的通信网有较好的兼容性。

2. 智能全光网结构简单, 端到端采用透明光路连接, 沿

途没有光电转换和存储, 网中许多光器件都是无源的, 便于维护, 可靠性高。

3. 具备可扩充性和可恢复性。

网络中OXC和OADM使用了自动路由功能, 加入新的网络节点时, 不影响原有网络的结构和设备, 从而可以降低成本。当用户通信量增加或网络出现故障时, 可以自动改变OXC的连接方式, 对网络进行恢复。

4. 以波长路由为基础, 对传输码率、数据格式及调制方

式均具有透明性, 特提供多种协议业务, 不受限制地提供端到端业务, 从而构成具有高度灵活性和生存性的光传送网。

对于OXC与OADM来讲, 其处理过程应该为o/o/o, 它的调度处理应该与信号的速率、格式等无关。但目前因为缺乏真正的光处理技术, 所以在处理过程中不能修复因色散、噪声等引起的光信号损伤, 信号的性能监测等只能在电层进行。由于日前尚没有成熟的光开关技术, 尽管业界进行了大量的试验, 但真正的动态OADM以及OXC都未大规模实用化。

(四) 未来展望

从上述的内容中我们可看出智能全光网具有卓越的优越性。作为一项集通信技术、光电子技术、光传输技术、电子技术和路由技术为一体的复杂工程, 智能全光网的实现还需分阶段地完成。虽然目前还处于初步阶段, 但是智能全光网已经显示出了强大的生命力和良好的发展前景。对于智能全光网目前虽存在着一些不利的传输限制, 但人们已经开始尝试使用各种有效的技术方案加以削弱甚至消除。从发展趋.势来看, 形成一个真正的、以DWDM技术及OXC和OADM为基础的智能全光网络, 实现超长距离、超大容量的无中继通信, 已成为未来宽带通信网发展的必然。

参考文献

[1]Garrot, M.;Perrier, P.A.Planning of WDM networks:methods, routing node modeling and applications[J].Global Telecommunications Conference.1998.GLOBECOM1998.The Bridge to Global Integration.IEEE.1998 (1) :351-355.

[2]顾畹仪, 张杰.全光通信网[M].北京邮电大学出版社, 1999.

光纤通信传送网承载业务分析 第2篇

摘要: 介绍了目前光纤通信传送网的现状，通过介绍自由交换光网络(ASON)的功能及技术特点，从承载业务的角度出发，分析了ASON网络承载业务的特点及其发展趋势。

关键词：光纤通信,SDH,DWDM,ASON；

Abstract ：This paper describes the current status of Optical Fiber communication

transmission network, by introducing the technical features and function of Automatically Switched Optical Network(ASON)，analyzing the characteristics of ASON network carrying business and its development trend.Key words : Optical Fiber communications, SDH, DWDM, ASON;

1引言

光纤通信由于具有损耗低、传输频带宽容量大、体积小、重量轻、抗电磁干扰、不易串音等优点而备受业内人士的青睐，发展非常迅速。从SDH（同步数字系列）发展到DWDM（密集波分复用）,超大容量密集波分复用技术的飞速发展使光纤的容量得到了比较彻底的发掘,解决了网络节点间传输容量的问题。但是网络节点瓶颈的问题依然很突出。

随着各种光传送网技术的商用，各大运营商都在探讨光传送网技术的引入问题。从承载业务的角度出发，结合ASON传送网的功能及特点，给出了基于ASON传送网的业务承载分析。

2光纤传送网技术

在近30年的发展过程中，国内单波传输设备由20世纪70年代的PDH发展到90年代的SDH，2001后又推出了MSTP的产品，以适应城域网IP业务的发展。此后，随着网络对于组网能力和智能化需求的提升，又出现了基于MSTP的ASON设备。而多波光传输系统方面，也由早期的2.5G速率发展为10G速率，波道数则由8个波长发展到了160个波长甚至更多。到了今天，用于干线的DWDM技术已大量步入城域网，其组网的灵活性和业务承载的可靠性也得到了极大的提高。

经过几十年的发展，光传输技术已非常完美地解决了TDM业务的承载问题，但随着IP业务为主的分组业务的发展，光传送网的承载能力正在经受挑战。国际国内的各个光通信厂家一直在不断地寻求新的技术和产品来提升光传输设备对于各种业务的承载能力，发展的领域涉及带宽、灵活性、可靠性、可管理性等各个方面。

2.1同步数字系列（SDH）

SDH具有统一光接口标准和幀结构；不同厂家的产品可以在光路上互通。一步复用特性，上下话路简单，降低成本，提高可靠性和稳定性。强大的OAM能力--5%左右的信息作为开销，用来对设备和网络进行操作、管理、维护和配置。增强网络的生存性和安全性--能组成各种自愈网；前向/后向兼容--兼容PDH各种速率信号，并能兼容新业务信号。

但是SDH频带利用率低，指针调整机理复杂，软件的大量应用时，系统易受病毒或者误操作的危害

2.2密集波分复用（DWDM）技术

DWDM能组合一组光波长用一根光纤进行传送。DWDM系统的传输容量很大；充分利用光纤的带宽资源，多波长复用在单模光纤中传输使一根光纤的传输容量比单波长传输增加几

倍至几十倍；由于同一光纤中传输的信号波长彼此单独 因而能够传输特性完全不同的信号；波分复用通道对数据格式透明；能消除电光转换中电子器件的瓶颈。

但是DWDM系统采用了较多的光器件由此造成了系统成本过高,这是当前制约DWDM系统大规模应用的主要因素；DWDM技术相关标准的制定还不完善等。

2.3 自动交换光网络（ASON）

ASON是指一种具有灵活性、高可扩展性的能直接在光层上按需提供服务的光网络。它将是未来几年骨干传送网的发展方向。2005年智能光网络产品将会在运营商的网络中得到小规模试用，而几年以后智能光网络将会成为运营商传送网的主流技术。

ASON具有以下几个特点：

(1）强大而灵活的传送和交换能力、支持复杂拓扑的格状网络；

(2)分布式的控制。建立分布式、开放的网络控制系统；

(3)开放的网络管理；

(4)以业务为中心，支持多业务。

ASON可为用户提供以下业务：波长批发、波长出租、带宽运营、按使用量付费、光VPN和光拨号等；它还有良好的生存性；具有链路管理、连接进入控制和业务优先级管理；具有路由选择功能；它还具有信令机制。

3光纤通信传送网业务承载分析

作为解决未来的移动通信系统支持高速的数据接入的光纤通信传送网络，其业务承载除了GSM话音业务外，更多的是对移动数据业务的承载。作为数据业务的整体提供方案，集团用户数据专线业务、智能小区高速上网业务以及带宽出租业务等都应在光纤通信传送网建设中给予考虑。针对上述考虑，可开发的通信业务将更加丰富，通信网上承载的信息总量和信息流量将迅速增长。远程医疗、网上购物、网上投票、网上视频直播、VOD视频点播、IPTV、网上教学、宽带游戏、视频会议、视频聊天、多媒体邮件等宽带增值业务应用日趋广泛。以下对ASON传送网的全面承载业务分类进行分析。

3.1话音业务承载分析

3.1.1 固定话音业务承载分析

目前固定电话用户数缓慢增长，固定话音业务也保持平稳的增长趋势。固定电话业务对带宽的需求增长不快。不远的将来，固定电话网络将向NGN下一代网过渡。数据通信格式为IP数据包，IP数据包首先通过IP承载网承载，然后过渡到传送网络进行传输。固定运营商传输节点多，传送网络庞大，电路利用率低。传输带宽需求继续平稳增加，引入ASON可以在满足新增传输带宽需求的同时整合目前电路配置的混乱现状，实现传送网络的平稳转型。

3.1.2移动话音业务承载分析

目前移动电话业务带宽需求增长较快，移动电话网络的带宽需求占传输系统总带宽需求的比例较大。3G网络的语音和数据都是以分组的方式传输。IP数据包首先通过IP承载网承载，然后过渡到传送网络进行传输。IP承载网由于承载话音业务，不会在传统城域网内混和传输，必须组建IP专用承载网，此专用承载网必须经过传输层的保护，因此IP承载网是承载在传送网之上的，占用传输带宽。ASON传送网络通过提供丰富的接口、灵活的配置管理、高效的带宽利用、完善的恢复机制等一系列优点。

3.2数据业务的承载分析

3.2.1基础数据业务的承载分析

基础数据业务的承载网络主要有X.25、DDN、FR/ATM等。X.25、DDN业务未来呈缓慢萎缩趋势，FR/ATM还有一定增长，但是增长幅度不大。基础数据业务的带宽需求不大，未来对网络的冲击微乎其微，一般城市基础数据网络的节点数都不会很多，设备的端口速率一般不会超过155Mb/s，对传送网络影响较小。网络规划时一般取基础数据网络占交换网络带宽的5%左右。随着技术进步，基础数据网络的承载方式也将革新。

基础数据网络虽然带宽占用不大，但是历史沿用至今，承载的业务却是非常重要的，比如银行专线等，基础数据网络的传输层对安全的要求非常高。ASON可以对电路割接，提供更高的基于网络恢复机制的安全性。

3.2.2 IP多媒体业务的承载分析

随着宽带的普及，IP多媒体业务是发展最快的业务。借助Internet，主要开展娱乐、视频点播、信息浏览查询下载、远程教学、聊天、邮件等各种业务。3G牌照发放之后，各大运营商都将在省际、省内、本地层面建设专用IP承载网，以便疏通3G语音和移动数据业务。ASON在疏通IP承载网业务上具有优势能够在传送网上疏通疏通IP承载网业务，能够提供完善的保护机制。

3.2.3 移动数据业务承载分析

移动数据业务是通过IP承载网进行疏通的，IP承载网必须经由传送网络进行传输和保护。因此ASON对IP承载网的疏通包含了对移动数据业务的承载。

3.3流媒体业务承载分析

流媒体（Streaming Media）指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音／视频数据流。本质上，流媒体技术是一种在数据网络上传递多媒体信息的技术。目前数据网络具有无连接、无确定路径、无质量保证的特点，给多媒体实时数据在数据网络上的传输带来了极大的困难。流媒体技术实际上是IP数据网层面的技术，传输层面只是提供透明的传输通道。

ASON传送网络以其动态带宽自动配置的优势特别适合流媒体业务的开展。因为传输层为路由器配置的通道是可以通过动态调节不断变化的，路由器之间数据流量小时可以缩减传输配置，路由器之间数据流量大时可以动态增加传输配置，只要带宽需求在ASON传输系统所能提供的最大带宽范围之内，都可以实现动态配置，使得流媒体业务不会因为底层传输的瓶颈而受到影响，不会出现网络拥塞，实时业务不能提供等弊端。

3.4其它业务承载分析

其他业务主要包括带宽出租、大客户接入业务等。这些业务是运营商增长较快，盈利性较好的业务，必须通过传送网络的保护，最大限度的提高业务的安全性，让客户满意。ASON引入后比之目前的SDH等传输技术可以更加快速的配置端到端电路，安全性能也更强。4结论

通过对基于ASON传送网的各种承载业务进行分析，认为在目前传送网的各项业务中，传送网承载业务IP化已经是无可争辩的事实，IP业务逐渐成为主导业务，因此，承载业务的IP化成为整个电信网发展的必然趋势。ASON也是下一步运营商规划时重点考虑引入的重大技术，是网络转型的重要工作之一。

参考文献：

[1] 韦乐平，光同步数字传送网，人民邮电出版社，2002

[2] 邬贺铨，中国光纤传送网的发展，电信科学 1999年第 10期

[3] 中国电信.2009年年报

[4] 李允博 徐荣，数据业务承载技术应用分析，《电信网技术》，2007年8月第 8期

分组传送网保护方式研究 第3篇

摘 要：在承载网大规模IP化的背景下，分组传送网PTN网络的网络规划与优化就显得非常重要。该文通过研究PTN保护倒换模式，在实验室搭建相关网络进行测试数据采集，并对数据进行分析，最终得出接入侧、汇聚侧、核心侧以及PW的建议保护方式，为TD-LTE的网络稳定性提供了有效地保障。

关键词：分组 传送网 PTN 承载网 保护

中图分类号：TN915 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）06（c）-0096-02

随着承载网IP化的趋势，分组传送PTN网络独特的优势发展前景良好，与传统的传输设备SDH、MSTP和WDM相比，PTN设备具备明显的IP化特点。PTN设备作为取代SDH和MSTP的关键产品，可靠性是对其最主要要求。因此研究保护倒换，让电PTN以太网业务达到标准化业务、可扩展性、可靠性、服务质量、可管理性五大特征就显得尤为迫切和重要。

1 PTN现有网络保护方式

1.1 链路聚合

链路聚合（link aggregation，LAG）是一种端口级的冗余技术，它通过将多个物理端口聚合为一个逻辑端口来提供额外的冗余性或更高的带宽，这些物理端口的工作模式必须是一样的。LAG是一项点到点的技术，亦即必须在直接相邻的两个以太网设备之间启用。其所遵从的标准是 802.3ad。LAG方式不保证50ms保护倒换时间。

1.2 G.8031

G.8031是ITU定义的以太网业务级线性保护倒换协议，又叫ELPS（Ethernet Linear Protection Switching）。该协议使用CFM协议检测业务状态，并通过Y.1731的PDU来承载其协议报文，实现源宿的协商。G.8031是一项端到端的技术，亦即保护的源宿端不必是直接相邻的，工作和保护链路上都可以有其他中间设备。

1.3 G.8032

G.8032是ITU定义的以太网业务级环网保护倒换协议，又叫ERPS（Ethernet Ring Protection Switching）。与G.8031类似，该协议使用CFM协议检测业务状态，并通过Y.1731的PDU来承载其协议报文，实现源宿的协商。与G.8031不同的是，环网本身在网络架构上就提供了冗余度，G.8032所提供的保护倒换方式是首先将一段链路阻塞，这样环网从逻辑上就成为了一个线性网络，而当网络中发生故障时，再将被阻塞的链路启用，这样仍然可以保证网络之间各点的连通性，使得业务能够正常转发。

1.4 线性保护倒换

PTN网络中的线性保护倒换，又称之为G.8131，是 MPLS-TP网络中保证网络高可靠性的协议。其与G.8031非常相似，从检测机制到协议交互，都是参考了G.8031的实现。不同的是其保护的是PTN的端到端业务，一般是LSP层或PW层，其检测机制依赖的是MPLS-TP的OAM，即G.8113.1，而其自身协议报文的封装也是采用G.8113.1的PDU，封装了APS协议消息。G.8131同样支持1+1和1∶1，在1+1单向情况下，不需要协议报文的参与。

1.5 环网保护

PTN的环网保护并没有参考G.8032环网保护的实现，而是采用了Wrapping和Steering的机制。由于PTN是采用基于标签的转发方式，所以标签就代表了转发路径，不需要通过阻塞路径来防止环路。当故障发生时，原先经过该故障链路的路径就不通了，这时将业务从反方向发送出去，并且打上相应的标签，就可以保证业务不中断。

1.6 复用段保护

复用段保护MSP（Multiplex Section Protection）是SDH网络中实现电信级保护倒换的技术，其采用的也是APS协议，除了报文发送周期之外，线性MSP保护的模式和机制与 G.8031几乎完全一样。MSP采用SDH复用段的开销K1、K2字段来传递保护倒换的协议消息。在PTN网络中，由于存在与MSTP/SDH网络互通的要求，因此对于MSP保护的支持也是必须的。

2 全网拓扑结构建议

根据上述分析，该文建议：在接入点采用LAG保护用户的接入链路、在接入与汇聚之间采用ELPS或ERPS保护网络、在PTN网络内采用G.8131或MPLS-TP环网保护技术。建议的网络结构如图1所示。

参考文献

[1]杨一荔.PTN技术[M].人民邮电出版社，2014.

[2]黄一文.PTN承载网保护方案初探[J].邮电设计技术，2010（1）：53-57.

电力分组传送网QoS保障技术 第4篇

关键词：分组传送网,QoS保障,流量控制,路由控制

0 引言

电力通信网承载了电力系统各种具体的业务, 是电力系统稳定可靠运行的基础保障设施。电力通信网承载的电力业务主要包括以下六类[1]:电力自动化类业务、安稳保护类业务、语音类业务、电视电话会议类业务、企业管理类业务、视频监控类业务。这六类业务要求传送的信息包括低速数据、实时数据、数据文件、语音、可视图文、视频流等多种通信业务, 每种业务有不同要求。在这六类业务中, 除了安稳保护类业务因电力应用特殊性, 对实时性、可靠性要求严格, 主要采用TDM方式进行传输外, 其他类的业务将来趋势都将采用IP分组化方式进行传送。

目前电力通信网主要SDH技术组网[2,3], 虽然SDH网络通过MSTP技术支持IP业务传输, 但其基于帧交换内核通过封装协议实现以太网承载, 效率不高, 网络灵活性差, 无法满足大流量、突发性为特征的分组化传送的要求。路由器、交换机传送技术虽然是针对分组传输特性设计的, 但因其缺乏有效的监管手段、无连接的业务特性、缺乏有效的保护手段, 因此, 也难以扩展到电力的多种应用中。

分组传输网 (PTN) 技术融合了传统传送网和分组网络各自的优势, 支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道, 具备快速的故障定位、故障管理和性能管理等丰富的操作管理维护 (OAM) , 支持快速的保护倒换;具有统计复用功能, 支持突发性要求的分组数据传输。在电力通信网, 逐渐尝试采用PTN技术[4,5,6,7,8]。文献4提出了PTN应用于电力通信的构想, 文献5提出了PTN在电力应用中的组网模式;文献6提出PTN在电力应用中的演进过程。

1 PTN QoS网络保障架构

PTN是以分组业务为核心的多业务交换技术, 其传输的核心是分组交换。分组数据的特性是业务数据量呈泊松分布, 数据流量具有突发特性, 采用无连接方式进行传输, 与SDH技术比较更适合于统计复用传送场合。但是这种方式容易造成网络中部分链路空闲或利用率不高, 而另一部分链路则发生拥塞, 这主要是由于数据业务流汇聚到同一链路或同一个节点的相同端口引起的, 因而导致流量在网络中分布不均衡, 数据业务流不能够正常、可靠的传输。由于电力生产控制要求, 大量的业务状态信息、控制命令, 要求具有很高的可靠性, 又要求具有严格的延时特性[9]。因此, PTN技术若要在电力系统中进行应用, 必须能够提供与SDH类似的可靠的传送机制, 即要求提供符合要求的端到端的QoS服务保障。

为此, PTN借鉴ASON技术, 建立了传送平面、管理平面、控制平面的QoS网络保障架构。 (如图1所示)

1.1 传送平面:

实现对PTN接口的业务适配、操作管理维护 (OAM) 报文的转发和处理、业务报文的分组标签转发和交换、网络保护、业务的服务质量 (QoS) 处理、同步信息的处理和传送以及NNI接口的线路适配等功能。主要包括流分类和流标记、队列和调度、流量监管、拥塞管理、拥塞避免、流量整形、连接运行等模块。

1.2 控制平面:

完成处理业务流量经过的路径。包括资源的发现、通告、预留、调度, 路由的选择、监视, 主要包括路由、信令、资源控制等模块。

1.3 管理平面:

实现通道路由、故障管理、网元级和子网级的拓扑管理及状态监视、通路路由、配置管理、性能管理和安全管理等功能。

可以将QoS网络保障构架功能模块细化到一个网络节点, 如流分类、队列等;或者细化到一个网段, 如QoS路由等。对于后者将无论这个网段是端到端、端到边、边到边还是网络到网络, 要想实现网段必须在网络节点之间有信令。

在此架构下, 业务QoS服务保障技术手段主要是源节点到目的节点间采用业务流量控制和业务路由控制, 以便有效地管理控制好网络中流量而不导致网络出现堵塞, 提高网络中的业务数据流的传输可靠性、服务质量及网络中资源的有效利用率。

2 PTN流量控制技术

PTN网络的服务质量是指针对网络中各种业务的不同需求, 为其提供不同的服务质量保证。其最主要的手段就是对进入PTN网络的流量进行控制, 功能模型如图2所示。

对网络中的各种业务提供如丢包率、延迟、抖动以及宽带等不同的服务质量保证以实现同时承载数据、语言和视频业务的综合机制是流量控制功能的目的。其功能模型主要包括流分类和流标记、流量监管、队列调度、拥塞管理、拥塞避免、流量整形、连接允许功能等, 按照部署位置, 可分为UNI (用户网络接口) 侧功能和NNI (网络结点接口) 侧功能。

2.1 流分类

流分类首先对进入PTN网络的包进行包标记。根据服务级别的不同包被标记, 这样在网络中就可以以单包的形式被接收。一般包标记位于入口, 分类依据是端口或协议, 依据协议在包头某个域设置一个值 (如IP头中的ToS域, MPL包头中的EXP域、PW、MAC、VLAN ID等及其组合) 。然后对该包进行分类, 通过解析包头多个域, 决定这个包属于哪个聚集和服务等级协定。

流分类算法核心是构建一个范围集合, 其每个域由一个规则类型映射得到, 构成了包含多个规则的数据结构。在流分类时, 其特征由多个数据项来表示。数据分类相当于对包含多项数据的数据包对规则库中的每个域进行匹配, 查找最佳匹配规则。

2.2 流量监管

通过对业务流进行速度限制来实现流量监管, 为了保护资源, 通过监督进入网络的某一个流量的规格将其限制在合理的范围之内或者对超出的流量的部分进行惩罚。流量监管可以通过丢弃报文或重新设置报文的优先级处理某个连接的超标流量。流量监管过程如图3所示。

设令牌桶的最大尺寸为MBS, SIR为令牌桶产生令牌的速率。在0时刻, 令牌桶是满的, 即令牌数目Tc (0) =MBS。在时刻t, 当一个尺寸为B字节的分组PK达到时:Tc (t) 大于等于B, 评估结果表示“符合”, 则PK分组可以继续发送, 调整Tc (t) 令牌数目, Tc (t) =Tc (t) -B;如果Tc (t) 小于B, 评估结果为“不符合”, 表示PK分组无法发送, 丢弃PK分组。

为提供服务优先级功能, 对评估结果为“符合”的分组, 可将他的标记改为其他的优先级后再进行转发。

2.3 流量整形

流量整形是主动调整流量输出速率的常用措施, 为了减少由于突发流量导致的下游网元丢包的现象, 一般都过分组缓冲超出流量的约定并适时发送缓冲的分组从而达到均匀发送报文的目的。与流量监管最大的区别就是流量整形是将流量监管中需要丢弃的报文放入到他们的缓冲区或队列中。 (如图4所示)

2.4 拥塞管理

一般采用队列技术进行拥塞管理, 其主要用来监控网络负载, 预见并避免拥塞的发生。使用一个队列算法对流量进行分类, 之后采用某种优先级别算法将这些流量发送出去。每种队列算法都严重的影响宽带资源的分配、延迟、抖动等, 主要用来解决特定的网络流量问题。

2.5 拥塞避免

当链路宽带和缓冲空间不足时即网络符合超过网络的承载能力时就会发生拥塞。导致流量或非常严重的拥塞主要由于丢包引入重发导致的, 而导致丢包的原因则是路由器或减缓及的一直处于满队队列。避免拥塞主要是通过丢包技术来实现的。

一个典型的拥塞避免机制是, 当要发生拥塞时减少进入网络的流量, 除非有一个明确的指示, 否则丢包或者生存期满都被认为是网络拥塞的标志。这就使允许更高优先级的流量继续得到正常的服务。当拥塞减弱时, 发送者就可以适量增大发送流量了。

可以通过检测线路输出端口队列的平均长度来检测是否发生拥塞, 如果发生拥塞, 为了避免全局同步以及缓解网络拥塞, 应当就近丢弃数据包以方便通知源端减小拥塞窗口来降低发送数据的速率。丢弃数据包的方式可采用丢弃新到达的包的“尾丢弃”法、丢弃队列头的包而保留新到达的包的“头丢弃”法, 这种方式不区分报文丢弃级别, 以固定方式丢弃报文。在电力应用中, 为保证不同业务的QoS, 可以通过感知报文的丢弃优先级, 基于不同的丢弃优先级给报文设定丢弃高、低门限和丢弃概率, 从而对不同丢弃优先级的报文提供不同的丢弃特性。

2.6 队列调度

队列调度目的是对不同优先级的报文进行分级处理, 优先级高的会得到优先发送, 以提供不同业务的QoS保证。队列调度一般方法包括先进先出 (FIFO) 队列、严格优先级SP (Strict-Priority) 队列、加权轮询WRR (Weighted Round Robin) 队列和加权公平队列 (Weighted Fair Queuing) 。

FIFO队列调度对所有业务统一对待, 没有区分服务, 是一种默认服务, QoS服务质量低。

SP优先队列将出口按服务等级分类。在队列调度时, 严格按照优先级从高到低的次序优先发送较高优先级队列中的分组, 只有当较高优先级队列为空时, 再发送较低优先级队列中的分组。

WRR队列包含多个队列, 用户可以定制各个队列的权重、百分比或字节计数, WRR按用户设定的参数进行加权轮询调度。同时, 可融合SP算法, 可对WRR优先级队列组设置优先级, 进行队列调度时, 首先在优先级队列组1中进行轮询调度;优先级队列组1中没有报文发送时, 设备才在优先级队列组2中进行轮询调度。这样, 再考虑发送权重时依然保证了优先等级。

WFQ在每个队列获得公平的调度机会, 即轮询调度的基础上, 在计算报文调度次序时增加了优先权方面的考虑。从统计上, WFQ使高优先权的报文获得优先调度的机会多于低优先权的报文。WFQ能够按流的“会话”信息 (协议类型、源和目的TCP或UDP端口号、源和目的IP地址、ToS域中的优先级位等) 自动进行流分类, 并且尽可能多地提供队列, 以将每个流均匀地放入不同队列中, 从而在总体上均衡各个流的延迟。在出队的时候, WFQ可以按照流的优先级来分配每个流应占有出口的带宽。优先级的数值越小, 所得的带宽越少。优先级的数值越大, 所得的带宽越多。

3 PTN路由控制技术

不同服务质量要求的分组数据在经过PTN流程控制处理后, 基本保证了高优先服务等级的数据优先传送, 但从端到端的角度, 要解决分组传送固有的突发流量、动态路由、变化的时延与抖动等影响, PTN引入了面向连接的路由控制T-MPLS技术, 增强了分组业务的业务可扩展性、端到端的QoS、高效的业务调度机制。

T-MPLS数据转发面是MPLS的一个子集, 其数据是基于T-MPLS标签进行转发的。标签转发网络由入口处的标签边缘路由器LER (Label Edge Router) 和网络内部的标签交换路由器LSR (Label Switch Router) 构成。当数据流进入标签交换网络时, 入口标签交换边缘路由器LER (Label Edge Router) 首先将数据流映射到某个转发等价类FEC (Forward Equal Class) , 即网络中沿相同路径进行转发的一类分组的集合, 并为每个分组加上固定长度的短标签。之后数据转发就是沿着由一系列LSR构成的标签交换路径LSP进行传送, LSR根据分组所携带的标签进行交换式转发。PTN路由控制技术就是依据网络状态维护LSP, 并进行数据转发, 其实现框架如图5所示, 分成信息发布、路径选择、LSP建立、数据转发四个阶段。

3.1 信息发布

信息发布功能通过对现有的IGP进行扩展, 来发布网络拓扑、最大链路带宽、最大可预留带宽、当前预留带宽、当前链路流量等链路状态信息。在每个路由器上维护网络的链路属性和拓扑属性, 并泛洪形成流量状态数据库 (TEDB) , 利用TEDB, 通过路由算法计算出以自己为根节点的、满足各种约束的到目的网络的路径。

3.2 路径选择

根据TEDB, 计算符合带宽、颜色、抢占/保持优先级、显示路径等约束条件的路径。在计算路径时, 不仅考虑最短路径, 同时将特定的约束也考虑进去。路径计算的具体过程为:

(1) 通过对比TEDB中的每一个链路裁剪不满足宽带和颜色等要求的链路。

(2) 剪切以后的拓扑为了得到一条满足LSP约束条件的最短路径一般采用最短路径算法即SPF算法。

(3) 当存在多条路径时应当选择跳数最少的路径。

(4) 如果仍有多条路径, 根据配置的负载分担策略进行选择。

3.3 LSP建立

通过信令协议将选择好的路径明确的传到下游节点, 沿着路径中的LSR建立TE隧道, 然后将需要进入这个隧道的IP包在隧道入节点打上相应的T-MPLS标签, 一直沿着隧道进行转发, 一直到大隧道的出口。具体过程为:

(1) 根据TE隧道配置的约束在TE头节点上制定路径、宽带约束、链路着色等条件LSP隧道所要经过的路径Path。

(2) TE头节点产生携带相应带宽预留信息和路径信息的Path消息, 依计算的路径向TE尾节点发送。Path消息经过的LSR, 都依据Path消息生成路径状态。

(3) TE尾节点收到Path消息后, 产生携带预留信息和标签的Rsev消息, 沿Path消息发送的相反路径逐跳返回TE头节点。同时, 在沿途的LSR上预留资源, 并生成预留状态, 生成标签交换路径。

(4) TE头收到Resv消息时, LSP建立成功。沿途的LSR为该LSP分配一定的资源, 可以使在此LSP上传送的业务得到保证。

3.4 数据转发

LSP建立后, 流量就会在LSP的入口节点根据分配好的标签通过这条LSP进行转发。对应到相同标签的报文集合为一个FEC。属于相同FEC的报文在MPLS网络中将获得完全相同的处理, 即通过同一隧道转发。数字转发策略有静态路由指定、策略路由指定和自动路由发布三种方式。

静态路由指定, 是在TE头节点定义一条到达目的网络地址的静态路由, 然后把流量引入到TE隧道上进行转发。策略路由指定是指在TE头节点通过ACL (Access Control List) 匹配需要从TE隧道转发的流量, 并定义策略路由;如果匹配该流量, 则将下一跳的接口指向TE隧道的入接口, 并应用策略路由, 实现通过TE隧道转发。自动路由发布是指将TE隧道的接口发布到IGP路由中, 参与路由的计算, 在路由表中体现为通过隧道路由到达隧道末端。这样, 到达隧道末端的流量都会通过TE隧道转发。

4 结束语

PTN通过流量控制和路由控制技术, 继承了SDH传输高可用性、可靠性、高效的业务调度机制, 可在电力通信网中实现了区分服务, 明显的改善了数据流的特性, 提高了缓存使用率, 降低了延迟, 保证了业务带宽和性能等QoS指标。但要在安稳保护类业务中推广应用, 还需要提高PTN网络的快速保护倒换能力, 满足电力保护业务单向通道时延小于12ms、双向时延差一致、保护倒换时间小于50ms能要求。

参考文献

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传送网技术 第5篇

关键词：统一建模语言；面向对象；资源管理

【Abstract 】First, this paper studies the rationality of deployment of static resource management system of optical transport network of China Mobile Co.Ltd.Then the structure of resource management system is described.And then the emphasis is put on the overall design of server-side software of static resource management system.Here UML technology is adopted.Examples are given to illustrate the way to design class diagram and database table.In the end, it prospects the long term goal of resource management system and points out that the current job is of great importance to there alization of final goal.【Key words 】Unified modeling language(UML);Object-oriented;Resource management

1系统建设的必要性

随着网络结构日益复杂，如何优化网络、合理地配置调度网络资源的问题急需解决，正是在这种情况下，中国移动提出要建设光传送网静态资源管理系统，以实现网络资源合理、有效的利用。光传送网资源管理系统工程建设的必要性主要体现在以下几个方面：

⑴集中管理的需要

随着中国移动传送网建设在全国的全面展开，可以预见：几年后中国移动的传送网将具有相当大的规模。面对日益膨胀、复杂的传送网络，网络资源管理部门急需全面了解全网的传输现状和各种运行状况，以实现对网络资源进行合理的调度和配置。虽然中国移动在传送网建设时将引入厂家的网元管理系统（EMS）和子网管理系统（SNMS），但要做到对传送网的“集中管理、集中监控、集中维护”，实现快速的电路调度，仅靠引进厂家的EMS 和SNMS是不能完全实现的。因此，在目前情况下，要想在传送网大规模建设完成之后，能迅速形成高效的网络传送能力，同期建设传送网网络资源管理系统已是当务之急。

⑵市场竞争的需要

随着中国电信市场改革的逐步深化，特别是加入WTO后，中国移动集团公司面临的市场竞争会更加激烈。作为中国大型的电信运营商，中国移动要想在竞争中立于不败之地，就要在移动电话、IP、数据、多媒体等电信业务的基础上逐步扩大经营范围，为用户提供更多的优质的新业务，而所有这些业务的开展都需要一个具有高速宽带、安全可靠、调度灵活、完整统一的中国移动光传送网络作为基础传送平台，显然要使传送网平台具有配置合理、调度灵活的功能，如果没有传送网资源管理系统作为保障是无法实现的。另外，随着中国移动传送网网络规模的不断扩大，将会逐步开展出租网络资源的服务，而一个先进的网络资源管理系统是为客户提供优质服务的重要保证，通过网络资源管理系统可以为客户提供全面的网络资源信息和高效快捷的资源调度配置服务，进而使中国移动面向市场经营的端到端业务的网络资源营销成为可能。

⑶科学规划的需要

通过建设中国移动传送网网络资源管理系统可以及时充分地掌握全网的资源信息，为中国移动的网络规划建设提供定量的决策依据，有效避免重复建设，同时也能为网络资源的优化利用提供科学的方案，从而提高中国移动的经济效益，增强企业的综合竞争能力。

2系统结构

2.1中国移动光传送网网络结构

中国移动传送网分为省际骨干传送网、省内骨干传送网和本地传送网3 层，如图1所示。图1传送网分层结构

2.2静态资源管理系统总体结构

中国移动光传送网络静态资源管理系统的总体结构如图2所示。

中国移动传送网资源管理系统将按照“两级3层”的结构进行建设。所谓两级是指省际资源管理系统和省内资源管理系统；而3层是指省际传送网资源、省内传送网资源和地市传送网资源。图2中国移动光传送网静态资源管理系统总体结构

省际资源管理系统省内资源管理系统省内网络资源省际网络资源数据库数据库（含地市资源）图2中国移动光传网静态资源管理系统总体结构省际资源管理系统主要负责国际出口以及省际传送网和长-长中继（一级干线）的资源管理，数据库设置在总部。

省内资源管理系统主要负责省内传送网、地市传送网的资源管理，数据库集中设置在省中心，各地市通过远程终端进行数据的录入和查询。各本地网数据分别存放在不同的逻辑数据库内。省际传送网资源管理系统能够通过省内层面查询到省内长途干线资源、省内各地市传送网资源及业务开放信息，并且可以查询各业务电路在省内、地市内延伸段的状态信息。地市用户不能访问省际传送网资源管理系统的数据库，只能访问本省内的资源数据库。

2.3系统功能结构

传送网资源管理系统包括网络资料管理、网络拓扑管理、资源状态管理、资源配置管理、同步资源管理、备品备件管理、资源租用管理、统计查询、调度管理、系统运行管理等。整个系统的功能结构如图3所示。

图3传送网静态资源管理系统的功能结构查询统计系统运行管理传送网络资源数据库调度管理资源配置传送资源网络资料管理扑管理管理态管理件管理源管理用管理平台信息资源状网络拓备品备同步资图3传送网静态资源管理系统的功能结构资源租

3系统软件总体设计

3.1应用软件体系架构

传送网资源管理系统主要采用客户机/服务器（C/S）结构。因此，应用软件分为两类：服务器端软件和客户端软件。服务器端软件完成具体的资源管理功能，而客户端软件向用户提供访问资源管理系统的界面和操作终端。

在应用软件的体系结构中，还结合了浏览器/Web服务器应用体系，即对于一些简单的查询统计以及对外部的应用界面（例如基于保密、安全前提下提供给相关部门的应用界面）提供了通用浏览器的访问方式（即Browser/HTTP方式）。因此，操作终端分为两类：客户化终端和通用浏览器终端，如图4所示。其中在客户化终端需安装专用的客户端软件，可完成对系统的管理、查询统计、配置操作；而在通用浏览器终端只须安装通用的浏览器软件，主要能完成一些查询统计功能。图4资源管理系统的应用体系架构应用服务器Web服务器WWW浏览器客户化终端图4资源管理系统的应用体系架构

3.2服务器端软件设计

服务器端软件的第1 级模块划分如图5所示。图中粗线框代表进程，细线框代表模块。当服务器端软件启动时，先启动守护进程，再由守护进程启动主进程。主进程从初始化模块开始执行，由初始化模块首先完成相应的初始化工作。

应用软件服务器端软件的运行采用消息驱动机制，主要有3 个队列：消息队列，定时器队列和任务自动机队列。这3个队列在总控模块中实现。

总控模块中最主要的模块是任务调度子模块，它主要完成如下工作：

(1)接收外部发来的消息放,入消息队列；

(2)检查定时器队列，向超时定时器对应的任务自动机发超时消息；

(3)分发消息队列头部的消息。

此外，总控模块还包括用户鉴权模块、在线升级模块、故障告警模块、任务恢复模块、权限管理模块和数据核查模块等。

图5 中的“功能模块”指的是图6 中的第2级模块。

对于整个资源管理系统可以进一步按功能进行模块划分，如图6所示。

传送网中的资源种类繁多、数量庞大，如何确切地掌握各种资源对象之间的关系，是实现资源管理系统的关键问题。

针对图6 的网络资源资料管理模块，图7 用UML（unified model ling language）语言表示出了图5数据库操作模块中相关类之间的关系，论文网体现了数据库内容在内存中的组织方式。为简洁起见，图7忽略了各个类的成员函数的表示。图中表示了类间的各种关系，如类T Net work Resource 和类T Area间是组合关系，类T Tran sport System与类T Fibre System间是泛化/特化关系，类T Location 与类T House间是关联关系。我们认为在一个省的范围内至少有一个区域，因此将T Network Resource的属性Number Of Area 的初始值置为1，同样在这两个类的连线上标明的多重性(1..*)也体现了这一点。T Fibre System 和T Micro Wave System拥有共同的基类T Tran sport System，该基类有两个属性，属性名前的“#”表示该属性是“protected ”。另外值得注意的是T Location和T Fibre Segment这两个类间是关联关系，有一个箭头从T Fibre Segment指向T Location，表示从T Fibre Segment的一个对象实例可以找到相关的两个T Location对象实例，这是因为T Fibre Segment类 中有4个属性Originating Location Name、Originating Location Type、Terminating Location Nam和 Terminating Location Type。

静态资源管理系统涉及的数据量庞大，因此需要数据库的支持。根据网络资源资料管理模块的类关系图，我们可以设计表

1、表2的数据库表（以区域管理和站点管理为例）。

4.资源管理系统的建设目标

建设中国移动传送网网络资源管理系统的近期目标是：对传送网所涉及的网络资源实现规范化命名；采用各种录入方式（手工、批量、从其他系统导入）将网络资源全部录入。实现资源的静态管理；实现电子化的电路调度管理。远期目标是：随着传送网网络管理系统的建设，通过各种接口获取各网管数据，实时地、动态地更新网络资源；进一步完善电路调度系统的功能，实现端到端的业务提供。

本文讨论的资源管理系统着眼于近期目标的实现，同时充分考虑了向远期目标的演进，使得该系统具有前向兼容性和可扩展性，是实现远期目标的基础，对于中国移动光传送网的科学管理意义重大。

参考文献：

1.中国移动传送网静态资源管理系统可行性研究报告。信息产业部邮电设计院，2001-11

2.张治中 ip ever WDM网络的选路和波长分配算法研究【博士学位论文】成都 电子科技大学，2002.3

光传送网的传输性能和传输限制 第6篇

20世纪70年代，低损耗的光纤用于通信开启了光通信的新纪元。随后，人们用光纤光缆代替传统通信网的电线电缆，研究光纤通信的器件和技术，相继产生了0.85 μm、1.3 μm多模光纤通信系统，1.3 μm、1.5 μm单模光纤通信系统。很快，不管是在陆地上还是在海底都建起了光纤传输网，全世界敷设的光缆总长超过了几千万公里，传送网的技术体制从准同步数字体系(PDH)发展到同步数字体系(SDH)，数字速率从几百兆比特每秒发展到吉比特每秒；但由于时分复用(TDM)的技术的限制，以SDH技术为基础的传送网吞吐量仍然十分有限，而各种语音、数据、图像等通信业务量猛增又要求传送网提供更大的带宽和容量，因此，90年代中期波分复用(WDM)技术应运而生。

WDM能够在一根光纤上传送多路光信号，多路信道的间隔从大于25 nm发展到小于3.2 nm，后者称为密集波分复用(DWDM)。单波长信道速率为2.5 Gbit/s或10 Gbit/s时，采用DWDM技术就可在单根光纤上实现太比特每秒数量级的超高速、超大容量传输。

因特网的兴起，数据业务量的爆炸性增长，推动了传输技术和传送网的发展。在光纤传输线路上加上光放大器，形成了更大容量、更长距离的传输系统，从而减少了线路中光/电、电/光转换的电中继再生器。除了点到点的传输采用了光纤线路外，组成传送网的基本网络单元，如数字交叉连接器(DXC)、分插复用器(ADM)和终端复接器(TM)，仍然是一些电设备，并在电域中实现传送网必须完成的信号复接、路由选择、监测等其他功能。所以严格说来，这种传送网只是对传统电传送网的改进。

DWDM的技术发展和应用是组建光传送网(OTN)的关键[1,2]，以波分复用器件和光网络单元，如光交叉连接器(OXC)、光分插复用器(OADM)等，组成不同的拓扑结构，提供以波长为单位的透明通道，在光域上实现光信号的传输、复用、路由、监控、保护等功能。这样的网络才称之为光传送网。

光传送网和传统的传送网相比，具有如下优点：

(1)传输容量大(可适应未来B－ISDN对传输容量的要求)、成本低、便于网络扩展和升级；

(2)提供透明光平台，可作为不同信号格式、比特率和调制方式的光信号的传输载体；

(3)具有灵活组网能力，能对波长通道重选路由改变网络的逻辑拓扑，可提供网络故障恢复和监测；

(4)避免了光信号的光/电、电/光转换及其昂贵的转换设备，既提高了网络单元的吞吐量，又减少了设备投资。

光网络的这些优势吸引了世界各国的研究机构和相关通信公司，他们投入了大量的资金和人力研究全光网络。近10年来，相继产生了MONET网、WEST网、PHOTON网、OPEN网、NTON网、CAINONET网等网络[3－5]，与OTN相关的多种技术也在不断趋于成熟。单纤的复用通道数从几路扩大到十几路、32路、64路、128路……单信道的传输速率也从几吉比特每秒发展到上百吉比特每秒，而且2.5 Gbit/s、10 Gbit/s传输速率的设备已经商用。EDFA和Raman光放大技术及器件将进一步提高传输距离和带宽，并降低系统成本。各种类型的光网络单元设备正在被研制，如可任选波长分插的16波长OADM，容量为32×10 Gbit/s的OXC，可灵活配置不同的波道速率、具有不同容量(160×10 Gbit/s、640×2.5 Gbit/s等)的OADM等。因此在OTN的传输技术、系统器件、组网规范、标准化等方面，有许多工作等待我们去做。

2 传输性能

目前OTN处在组建、发展之中，存在着许多不确定的技术因素，关于它的性能描述尚无明确的规定。2001年ITU－T SG32提出了G.873“光传送网的要求”建议，SG15提出了G.959.1“光传送网的物理层接口”建议。中国近几年也建立了WDM光传输技术和设备的相关标准，但这些建议和标准仅可为评价、规范OTN性能提供一些参考。我们在研究传输技术和传输系统时，常常以传输带宽、传输容量、传输距离等来描述网络的传输能力，除此之外还需要有反映传输信号质量好坏的评价指标。对OTN的演变、特点及其传输技术、系统测量等方面进行研究之后，本文认为可采用以下几个主要的性能指标来衡量OTN的传输性能：

工作波段(包括了单信道中心波长及信道间隔)

波长信道数

单信道传输速率

信道间隔度

无中继传输距离

接收信号误码率

接收信号信噪比

抖动(来自传输线路)

这些指标不但可以反映OTN的传输带宽、传输容量、传输距离，还可以说明信号的传输质量等。现将这些指标分述如下：

(1)工作波段即为传输带宽，将光纤原有的3个低损耗窗口再加上L波段、S波段及全波光纤，使光纤传输从1.28 μm到1.625 μm连成一片，为宽带传送网提供了适用的传输介质。

(2)单信息传输速率和波长信道数共同决定网络的传输容量，DWDM和TDM的结合可以有效地提高网络的传输容量。当光源谱线被有效利用时，可以提高单信道传输速率，而光纤的损耗、色散和各种线性、非线性串扰则是提高传输速率的主要限制。波长信道数的提高必须采取抑制非线性效应，改善WDM器件的滤波特性等措施。

(3)信道隔离度反映了各信道对串扰的抵御能力，串扰主要来自传输光纤的非线性效应、网络单元器件的非理想滤波、EDFA的自发辐射等。在设计网络系统时，首先要保证网络单元器件的隔离度达到要求(一般为45 dB～60 dB)。

(4)无中继传输距离主要与传输速率、光纤非线性、色散、损耗、EDFA噪声有关，通常它只有几十公里。研制新型光纤，进行合理的色散管理，有效地抑制非线性效应和噪声，可以增加无中继传输距离。

(5)误码率直接表示了信号传输的质量优劣，它反映了色散、非线性等各种传输限制共同对信号的影响，因此需要从多方面采取措施来降低误码率。中国建立的WDM标准中，对不同速率下的误码率有明确的规定:对于10 Gbit/s的光纤传输系统要求误码率小于10－9。CAINONET总体组为确保传输信号质量，要求误码率达到10－12。

(6)信噪比是另一个直接反映传输信号质量好坏的指标，不同的传输信号，对应地有不同的信噪比要求：若传输的是数字信号，信噪比应该达到20 dB～25 dB，而对于模拟电视信号，信噪比相应地应取为40 dB～43 dB。

(7)由光纤线路引入的抖动相对于系统中数字复接设备产生的抖动要小得多，所以迄今为止国际上还没有关于线路抖动容限的规定。研究表明，这种抖动主要源于EDFA的自发辐射噪声积累和光纤的各种色散非线性效应。当光信号传输距离达到上千公里时，光纤线路引入的抖动将影响传输信号的脉冲幅度和相位[6]，其大小与数字复接设备产生的抖动具有可比性，这是不可忽略的，因此对于超长距离的OTN，抖动指标是不可缺少的。

上述的主要传输性能指标将在OTN的发展和应用中得到检验。

3 主要传输限制

OTN能够传送任何业务层的信号，由于其透明性网络中间节点不提供电处理、再生等功能，那么光信号在传送过程的损伤就无法消除。光信号的损伤源于色散、非线性、串扰、噪声等影响，这些影响的积累是连续的、模拟的，从而导致光信号传输质量下降、误码严重。这种性能恶化随着传输距离的增大和网络规模的扩大而越来越严重。那么对OTN有哪些主要的传输限制呢？下面根据现阶段的技术和器件水平从光纤的损耗、色散、EDFA的噪声积累、光纤和EDFA的非线性效应以及光网络单元引入的线性串扰等方面进行分析[7－10]。

3.1 光纤的损耗

光纤的损耗限制了传输距离，虽然可以通过光放大器进行补偿，但网络中常采用多个EDFA级联，导致信号的增益谱变宽、各波长信道的增益不均衡，加上光源波长和滤波器中心波长随温度漂移，使各波长通道呈现出较大的增益差，所导致的功率差若不及时地被网络系统的功率均衡器均衡，将引起接收端某些波长通道功率过小或过高，产生严重误码或接收机过载。

3.2 光纤的色散

光纤色散使光信号脉冲展宽、光接收灵敏度下降，导致均衡困难、误码率增加，因此要保证通信质量，就不得不减少传输距离，加大码间距，也就是说色散限制了传输中继距离和传输速率。从色散的机理来看，有色度色散和偏振模色散两种。当信号的传输速度大于等于10 Gbit/s时，必须考虑这两种色散的影响，现已研究了多种方法对光纤的色度色散实现有效的补偿，例如线性啁啾光栅可消除数千公里的长途传输色散，而偏振模色散具有随机性，对它的测量、补偿不是很容易。目前PMD的补偿尚处于研究、探索阶段。另外，不管采用什么方法补偿色散，所引入的插入损耗均会限制传输距离。

3.3 非线性效应

组成OTN的有源、无源器件都会引入非线性影响。光纤的非线性影响较严重，它包括了四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)、受激布里渊散射(SBS)和受激喇曼散射(SRS)等，其中XPM将信号的相位调制转化为强度调制，产生的影响最大，通过增加光纤的有效面积，可减轻这种影响。FWM的影响也不小，当采用的光纤工作波长区域有较小的色散时，FWM的危害会起作用。光放大器同样也引入XPM、FWM、SRS等非线性影响，而且XPM的影响比来自光纤的影响还要大， FWM的影响在L波段中要大于在C波段中，需要精心设计EDFA使其FWM最小化。另外，研究表明可采用最佳的光信号脉宽来抑制因XPM引入的非线性。

3.4 EDFA的噪声积累

当EDFA放大各波长通道光信号时，对自身能级间的自发跃迁所产生的自发辐射同时也放大了，而且所引入的各波长通道噪声指数不一致，从而导致信噪比降低，这种自发辐射噪声还随着EDFA的级联数增加而增加，所以利用EDFA是无法改善信号质量的。在现有技术条件下，光电转换对于消除噪声积累是行之有效的。

3.5 线性串扰

OTN的基本网络单元(如OADM、WDM器件、光开关、滤波器等)中的非理想滤波，将引起信号功率泄露，产生主信号与串扰信号处于相同或不同频带的同频或异频串扰，其中异频串扰可以通过滤波器滤除，而同频串扰在传输过程中将有相应的积累和相关性，它们引起各波长通道的功率变化、误码率增加。当波长通道数增加，通道间隔减少时，这种线性串扰的影响就更严重，即这种串扰限制了OTN的传输容量和规模。

这些传输限制对OTN的影响极大。当前OTN传输技术和器件的进步为解决上述传输限制作出了一定的努力。例如，为抑制光纤的色散、损耗和非线性效应而不断研制出新型光纤：更低损耗的非零色散光纤、大有效面积光纤、低色散斜率光纤等；为降低线性串扰而采取了通过提高OTN基本网络单元器件性能的措施：借助于EDFA与Raman光纤放大器混合使用，来改善其噪声特性、提高信噪比。

4 结束语

本文所研究和确定的工作波段、波长信道传输速率等传输性能指标反映了OTN基础技术(DWDM)的特点，能够对OTN的传输性能给予主要、基本的评价。所分析的OTN主要传输限制是当前十分关注的研究课题。而对OTN的传输限制还有光源的线宽及啁啾性、光放大器带宽及增益、信号编码类型及码长、输入功率等，因篇幅所限，这里从略。

以DWDM技术为基础的OTN向着超大容量、超长距离、超高速率的方向发展，它将充分利用DWDM的网络资源和技术优势，使传输技术和网络设施跃上新台阶。现阶段的研究和应用已显示出OTN的发展活力和优势，在传输性能方面已有显著提高[9,10]：在国外，单信道传输速率10 Gbit/s已经商用并正向40 Gbit/s迈进；在国内2.5 Gbit/s已经商用并正在扩大10 Gbit/s的应用。几十路的波长通道数已广泛应用，实验室水平则达到了上百、上千路，对应地信道间隔也从3.2 nm发展到0.4 nm(有报道现正在研究0.2 nm的相关问题)。实用系统的传输容量已达到几百吉比特每秒，实验室研究水平突破了太比特每秒的水平。OFC‘2001会议上报道DWDM传输容量已达10.92 Tbit/s。传输距离也从几百公里到上万公里。当前不断更新的通信新技术、新器件和通信新业务的商业需求是发展OTN的巨大驱动力，在全球范围内的多种OTN研究、实施方案正在不断地向前推进，对OTN发展中的新问题、新限制尚需不断地去认识，去解决。OTN的新进展必将在不断的努力中产生。 □

参考文献

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5 Katsumi Emura. Multi－terabit/s DWDM: Technologies and perspectives. OFC2001,ML1,2001

6 Sahara A,et al. 40 Gbit/s return－to－zero transmission over 500 km of standard fiber using chirped fiber Bragg gratings with small group delay ripples. OFC2001, ThF5, 2001

7 Eiichi Shinbano, et al. 96x11.4 Gbit/s transmission over 3 800 km using C－band EDFA and non－zero dispersion shifted fiber. OFC2001, TUN2, 2001

8 Garrent L D,et al. Dispersion management in optical network. IOOC/ECOC97 Technical Digest,1997(3): 73－76

9 Proceedings, OFC2000: TUN2, WDD45, ME3, TuJ7, WM28, WW3, WDD38, TUG4, WS2

10 Proceedings,OFC2000: TuE, TUG4, TuJ2, ThA4

(收稿日期：2001－10－10)

作者简介

PTN技术及其在传送网中的应用 第7篇

随着网络的IP化和技术的IT化,互联网、有线电视网、移动网和固网的界限正在变得模糊,分业经营的格局正在逐渐融合,业务综合化将成为未来通信服务业的竞争焦点。互联网的应用,视频的应用,ICT综合解决方案,固定移动的融合将成为运营商综合信息服务的重点拓展领域。

由于各种新的IP应用业务的推动,如三重播放,优先或无线IP视频和以太网数据业务,网络中的业务流量正在从传统的以TDM为主向以分组数据业务为主的方向发展。但是在另外一方面,虽然IP业务所占用的带宽高速的增长,但传统的语音业务收入仍然是运营商最主要的收入来源,因此有必要建立一个新的传送网络体系结构,使其既可以面向包括传统语音业务在内的各种业务接口,也可以经济有效地支持大容量的IP业务。

分组传送网(PTN)技术既具有MSTP网络在多业务、高可靠、高质量、可管理和时钟等方面的优势,又具有低成本和统计复用的特点,是同时具有分组特性和运营级网络特性的新型网络,也将是现在传送网建设的首选。

PTN融合了现有的光网络和IP/MPLS/Ethernet网络的特点,是一种以承载运营级以太网(CE)业务为主,同时兼容传统TDM、ATM等业务的综合传送技术。它继承了SDH传送网面向连接、端到端资源指配(Provisioning)、操作维护与管理OAM、强大的生存性、同步定时等运营级网络的基本特性,同时引入了分组交换、统计复用、智能信令控制协议、多业务支撑等数据网络的灵活高效性。

PTN能容纳不同的业务,具有多业务处理的能力,可将各种业务映射到具有业务分类和统计复用能力的处理单元中。PTN吸收了数据网络的差异化处理和统计复用功能,如数据领域中所使用的VLAN、MPLS EXP和DiffServ等机制,能够在资源受限的情况下给予不同的业务不同的处理,可以应对用户种类繁多的业务差异化服务的处理需求。

PTN将网络分成信道层、通路层和传输媒质层。其网络分层结构如图2,是通过GFP架构在OTN、SDH和PDH等物理媒介层上。

(1)分组传送信道层(PTC,Packet Transport Channel)

把客户信号封装进虚容器(VC),并传送到虚信道,提供端到端OAM、端到端性能监控和端到端的保护,保证客户端信号端到端的传送。

(2)传送通路层(PTP,Packet Transport Path)

把虚电路封装并复用进虚通道,传送和交换虚通路(VP),提供多个虚电路业务的汇聚和可扩展性,如分域、保护、恢复、OAM等。

(3)传送网络传输媒介层

包括分组传送段层(PTS,Packet Transport Section)和物理媒质,段层提供了虚拟段信号的OAM功能。

这种新的传输体系既可以面向包括传统语音业务的多种业务接口,又可以经济有效的支持大容量的多种业务的应用,对光网络带宽实行动态分配和调度,实现有效的网络优化,减少光网络中所需光接口和相应波长数目,降低了建网成本,提高了带宽利用率。

PTN将功能平面划分为三个平面:传送平面、管理平面和控制平面。

传送平面提供两点之间的双向或单向的用户分组信息传送,控制和网络管理信息的传送,信息传送过程中的OAM和保护恢复功能。

客户信号通过分组传送标签封装,加上PTC标签,形成分组传送信道PTC,多个PTC复用成分组传送通道PTP,通过GFP封装到SDH、OTN或以太网物理层进行传送。网络中间节点交换PTC或PTP标签,建立标签转发路径,客户信号在标签转发路径中进行传送。

管理平面提供图形化的网管作为业务配置和性能告警管理。

端到端业务配置和性能告警管理可以采用与SDH网管使用方法类似;而路由器、交换机的业务配置和性能警告管理采用命令行界面,则需要技能较高的维护人员。管理平面要提供的功能主要包括性能管理、故障管理、配置管理、计费管理以及安全管理等,执行传送平面、控制平面以及整个系统的管理功能,并提供平面间的协同操作。

控制平面由提供路由和信令等特定功能的一组控制元件组成,由信令网络支持。

控制平面功能包括:通过信令连接建立、拆除和维护端到端的连接;通过选路为连接选择合适的路由;当网络发生故障时,执行保护和恢复的功能;自动发现邻接关系和链路信息,发布链路状态信息以支持连接建立、拆除和恢复等功能。

PTN是面向分组的、支持传送平台基础特性的下一代传输平台,其最主要的特点是分组和传送。PTN以IP为内核,为L3/L2乃至L1层用户提供以太帧、MPLS(IP)、ATM VP和VC、PDH、FR等符合IP流量特征的各类业务。

PTN保留了SDH传送网的一些特征,如提供了良好的网络可扩展性、故障管理和性能管理等OAM功能、可靠的网络生存性、灵活配置并提供业务等功能,还具有一些具有分组特性的基本特征:

①支持基于分组的统计复用功能,为分组业务的突发性提供高效的统计复用;

②通过面向连接的网络提供面向分组业务的可靠的QoS机制;

③支持运营级以太网业务,通过电路仿真支持TDM、ATM等传统业务;

④通过分组网络的同步技术提供频率同步和时间同步。

目前PTN实现的主流技术主要有:T-MPLS/MPLS-TP(Transport-Multiple Protocol Label Switch/Transport Profile for MPLS,传输多协议标记交换/MPLS网络构成)和PBB-TE+PBB (Provider Backbone Bridge-Traffic Engineering,运营商骨干桥接流量工程)

(1) T-MPLS/MPLS-TP

T-MPLS技术基于ITU-TG.805传输网络结构,消除IP控制层,简化了MPLS以及增加了传输网络所必需的OAM和管理功能。T-MPLS基于MPLS,面向连接分组传送,不支持无连接模式,易于运行和管理;T-MPLS取消了MPLS中与L3和IP路由相关的功能特性,满足运营商对低成本和大容量分组网络的需求,并继承了现有电路交换网的体系架构、管理和运行模式。

(2) PBB-TE

PBB-TE源于IEEE802.1ah,增加了业务的流量工程和1:1的50ms快速保护等面向连接的传送特性。PBB具有面向连接的特性,通过网络管理系统或控制协议进行连接配置,并可以实现快速保护倒换、OAM、QoS、流量工程等电信级别的传送网络功能;PBB建立在已有的以太网标准之上,具有良好的兼容性,可以基于现有以太网交换机实现,这使得PBB具有以太网所具有的广泛应用和低成本特性。

这两大主流技术结合了以太网和MPLS的优点,可提供一种扁平化、可运营、低成本的融合网络结构,可以满足运营商面向连接、可控和可管理的以太网传送要求。其区别在于T-MPLS注重解决IP/MPLS的复杂性,PBB-TE则着眼于解决以太网的缺点,运营商可以根据自己的网络结构和管理模式做出适当的选择。

2 PTN在传送网中的应用

PTN可作为分组业务的接入、汇聚和交换,应用于城域网的接入、汇聚和交换中,比如DSLAM Backhauling、Wireless Backhauling等;PTN也可以应用在城域核心网和骨干网中代替核心路由器的分组转发功能,进行高效的二层分组业务的转发,同时增强网络的OAM和生存性。

(1) PTN在城域核心网和骨干网中的应用

城域核心网是由IP/MPLS路由器组成,而骨干网由路由器+WDM/OTN设备组成。对于中间路由器LSR来说,其功能是IP包的转发,其转发基于三层IP的,协议的处理复杂;PTN同样可以完成LSR分组转发的功能,但是,是基于二层的转发,如图3,协议处理层次低,转发的效率高于中间路由器LSR转发。

基于三层路由器建设的承载网,考虑到网络的健壮性和网络保护,常采用“双归属”和“Mesh”方式组网,要使用大量的路由器端口,网络建设成本居高不下;IP业务对网络的智能性提出新的要求,需要一个智能的控制平台实现业务更好的疏导和调度,已有的路由器/交换机存在着“固有”的缺陷;IPTV等新业务,需要组播功能的支持,将涉及到网络中多个厂商设备间的互联互通,仍然会涉及大量网络升级费用的问题;PTN技术具有强大的数据转发、保护和OAM,能够在已有网络的基础上升级功能,降低网络运营的成本,满足新业务的增长,减少升级的费用。

在移动运营商中,PTN骨干网主要采用大容量PTN设备组建10GE骨干网(如图3),用于解决骨干节点间之间的电路转发,以及实现异地基站的归属调度和核心节点间互联业务,同时PTN骨干层可将来自各汇聚环的基站和大客户业务收敛到指定的RNC、BSC、SR/BRAS等业务端口,起到节省带宽和端口的作用。

(2) PTN在城域接入网、汇聚网中的应用(如图4)

目前城域接入网中有多种组网的方式,最常见的是以太网、ATM、xDSL、Cable Modem等多种组网方式。未来接入网将是一个多业务的、需要严格QoS、可靠的、可扩展和低成本的网络,现有的接入网络还不能很好的满足未来接入网的发展。另外,3G/B3G、移动+互联以及“ALL IP”的趋势,对基站回传的承载和传送网络提出了更高的要求。将PTN应用于城域网的汇聚接入层,可以很好地解决城域接入网多业务承载、严格的QoS、运营级可靠性和网络扩展性的需求。同时,PTN在降低网络成本和提高网络传输速率方面也具有很大的优势。因此,PTN将是未来城域接入网、汇聚网的建设方向。

汇聚、接入层采用PTN设备组成传送网络,PTN设备作为CE设备形态可接入高品质固定宽带数据业务,同时实现2G/3G业务的综合接入;接入层最终实现固定与移动的融合、传送与数据的融合,并根据业务需求实现差分服务,如图4所示。

3 结束语

随着数据业务的高速增长,宽带多业务的传送、端到端的宽带提供等模式的出现,传统的网络技术(SDH、IP、Ethernet等)都不能适应下一代网络对传送和承载的全方位需求。而作为一种面向连接的传送技术,PTN集合了SDH技术中完善的倒换保护、丰富的OAM、良好的同步性能以及强大的网管特性,同时融合MPLS/Ethernet的QoS管理、分组交换、伪线技术等思想,可以很好地适应下一代的网络要求,极具发展前景。根据IDC的预测,在未来几年,PTN传送网市场将超越传统SONET/SDH设备市场,受到下一代宽带应用业务的推动,大部分的运营商最终将从MSTP网络逐步迁移到PTN。

参考文献

[1]龚倩徐荣李允博田沛,分组传送网,人民邮电出版社, 200g年1月第一版

[2]唐剑锋徐荣,PTN-IP化分组传送,北京邮电大学出版社, 2009年10月第一版

OTN技术在传送网中的应用分析 第8篇

目前, 随着4G以及光宽带小区业务的进一步发展, 对于现有传送网的承载能力提出了更高的要求和挑战。在带宽、光纤资源、网络结构、网络安全以及业务维护等方面都逐步显现出了矛盾。以IP为中心的业务发展带来带宽需求的快速增长, 城域网可能成为全网带宽的瓶颈。OPT作为传统传送网络的演化, 对SDH和WDM现有优势和特点进行了有效的集成和结合, 逐步实现“一张网络, 多业务承载”的能力。

2 OTN的关键技术

2.1 客户信号承载的开放性

OTN定义的数字包封 (DW) 结构, 可将任意客户业务包含SDH/SONET、ATM、Ethernet、SAN、Video业务适配到数字包封结构中;加上OTN设备上集成Any-ADM特性, 还可提供任意速率业务的疏导功能, 使得IP网络配置更加灵活, 业务传送更加可靠。在IPTV节目源的承载中, 通过ROADM、OTN调度和Any-ADM可实现业务直接在光层广播和保护, 从而进一步降低网络建设的总成本。

2.2 灵活的光电层调度疏导

OTN交换技术, 以2.5G或10G为颗粒, 可在电层上完成大容量的业务调度。采用OTN交换技术的新一代WDM只在传统WDM上增加一个交换单元, 增加的额外成本极少。如果将ROADM与OTN结合, 形成“光+电”混合交换结构, 就可构建一个大容量、大范围、端到端的WDM网络。

2.3 大颗粒业务的可靠保护

基于OTN交换的WDM设备不仅具备传统WDM设备支持的1+1光线路保护 (<50ms) , 1+1光通道保护 (<50ms) 及波长环路共享保护 (50~150ms) 的能力, 而且还可实现波长或子波长级的Mesh保护加恢复、Mesh恢复, 子波长SNCP (<50ms) 、子波长环网共享保护等, 如同SDH/ASON一样丰富、灵活、可靠。

2.4 增强的运维管理能力

OTN定义了丰富的开销字节 (Over-head) , 具备了SDH相似的运维管理能力。此外, 一个端到端的OTN网络可由多个设备商共同组建。如果出现误码, 可在接收终端通过检查TCMi来识别出哪个设备商的子网出现了故障。

3 OTN技术在传送网建设中的演进

在超宽带城域网时代, SDH及MSTP的使用正逐步缩减, 传统波分也在向OTN演进, 并统一向IP化发展, 端到端业务需求明显。通过城域OTN的部署, 核心层交叉容量进一步增大, 汇聚层集成度进一步提升, 同时采用PID技术进一步促进波分网络下沉, 保证城域网络的延展, 实现端到端的规模部署。

3.1 业务需求带动带宽增长, OTN城域波分成为必然

大宽带业务的迅速发展, 对传送网的带宽提出了更为迫切的需求。当前, 家庭宽带接入正从2Mbit/s接入向30Mbit/s, 甚至100Mbit/s迈进, 以及4G业务、高清视频和实时游戏等业务形成的特殊流量模型, 将导致整个网络业务朝着高用户体验和高Qo S的反向发展, 大带宽、低收敛比已成为必然。

根据业务带宽的需求, 未来接入层带宽将实现几倍至几十倍的增长, 核心层带宽将以数十倍甚至上百倍的速度增长。这将使得传送网络大容量业务支撑采用OTN波分调度成为必然, 同时结合终端用户的业务需求, 网络层面也将逐步下移, 形成统一的传送平台。

3.2 OTN促进城域网络扁平化发展

在满足了带宽需求之后, 网络结构将进一步扁平化。在骨干层通过引入T-bit OTN构建光电一体化大颗粒调度网络, 实现IP与光的融合, 在降低网络设备投资和功耗的同时提升网络的扩展性、可维护性和可靠性。

传统数据网络的五层结构Qo S较差, 保护能力和安全性能也不够。在从原来的五层结构变为三层后, 面对大业务需求, 减少了IP路由之间的转发带来的时延和抖动, 实现了网络的扁平化, 但同时增加了大量的光纤调度和端口汇聚需求, 导致出现新的问题。

然后通过部署OTN网络, 使城域网内路由设备更为集中, 缓解了网络扁平化带来的光纤调度和传送距离的问题。另外, 利用OTN设备的L2汇聚功能, 实现了接入节点GE/10GE业务到10GE业务的端口汇聚, 减少了核心节点路由器端口的压力。

3.3 3G/LTE时代移动回传网络需求

基于3G/LTE网络的组建, 基站接入IP化带宽进一步加大, OTN的部署已经实现核心层10 Gbit/s级业务调度, 但新增基站和带宽需求不断增加, 接入容量成倍增长, OTN的部署已经引入汇聚层, 以实现各节点10 Gbit/s业务的端到端调度。LTE时代的到来, 基站带宽需求预计在300 Mbit/s以上, 10 Gbit/s速率汇聚层带宽显然已不能满足业务需求, 对分组域带宽进行分类的需求逐步显现。

面对LTE的大带宽需求, 汇聚节点内的GE/10GE业务颗粒实际上已经在汇聚接入层或接入层进行了收敛, 带宽饱满, 可以进行统计复用的空间很小。通过路由方式将会大量增加汇聚和核心层的数据端口, 而该部分流量又占用了大量的IP承载网资源, 出现矛盾。

基于上述问题, 采用OTN建设核心层和汇聚层移动回传网络, 末端通过IP处理, 中间通过OTN透传。末端接入后, 通过OTN直达核心机房调度、处理, 而汇聚层分组域带宽分流通过OTN传送GE直达RNC机房, 进一步推进3G/LET基站回传网络的扁平化。

3.4 OTN技术在传送网中的应用

OTN设备的组网形式主要遵循以下几个原则:

⑴汇聚式业务由一个中心节点与多个边缘节点之间分别形成点到点业务, 其业务类型通常为以太网业务。这种情况下建议选择环形组网, 利用子波长调度能力共享波长资源。对于环形, 环网节点数不宜过多, 通常在4-8个节点, 且尽量减少两个环网共用某光路的情况, 避免形成业务瓶颈。

⑵规避“单节点失效”问题, 实行双平面组网。由于OTN节点独立完成业务的交叉调度和落地, 所以OTN节点失效将造成所有落地业务中断。通过双平面组网 (既可以逻辑上划分, 也可以实现物理上划分) 有效规避此问题, 同时提升系统容量。

OTN设备的组网结构拓扑图如图1所示:⑴城域网骨干层的设备之间以交叉形式组网, 可以实现快速的调度业务。以太网或数据业务通过骨干层的OTN设备落地。⑵汇聚层的OTN设备以环形式组网, 通过汇聚环环端的两台OTN设备直接上联至不同骨干层设备, 实现环路保护。⑶城域接入层:对于带宽需求量不大的情况下, 可以组建IP RAN或PTN接入环, 采用10GE或GE容量的设备;对于带宽需求量大的情况下, 将OTN技术下层, 组建OTN接入环。

4 结束语

OTN作为新型的光传送网技术, 继承了SDH和WDM技术的诸多优势, 同时拓展了新型的大颗粒调度和传送、多级的TCM等新型功能。OTN传送平台解决了网络容量、距离问题并提供网络保护, 简化了网络层次, 使数据设备集中化、扁平化部署, OTN的广泛应用将光网络的传送能力推向了一个新的高峰。

参考文献

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[2]胡卫, 沈成彬, 陈文.OTN组网应用与进展[J].电信科学, 2008, (9) :1-5.

[3]李曦.OTN技术在本地传输网络应用探讨[J].电信技术, 2010, (1) :55-60.

传送网技术 第9篇

1 SDN的本地综合承载传送网技术应用现状

目前,SDN的本地综合承载传送网技术应用还存在很大的难题,虽然可以解决网络带宽的分配,提高网络运行速度,但是由于网络结构的复杂性,3G/LTE网络要想更好的融合到宽带技术中,还需要技术人员对技术进行大量的基站部署,这就增加了分组传送网络的边缘节点数量,网络结构及网络拓扑图的设计会相对复杂,需要投入大量的人力物力。路由器的配置也比较复杂,根据传统路由器设备的命令对其进行配置,发现本地综合承载网络根本不能使用配置命令,路由器无法启动,这时需要技术人员对网络节点的配置进行调整,但是繁多的节点,要想全部重新配置路由器存在较大难度。网络运营的后期运维管理也非常复杂,UTN设备的发散结构,大大提高了网络运行的维护难度,OPEX也会提高运行压力;其次,逐渐造成网络业务开通复杂度及维护难度大等现象[1]。IP网络在运行的过程中,需要合理设置网络带宽,使网络可以具备更优秀的信息传输能力,基于此,应用SDN本地综合承载传送网技术对网络运行粒度进行调整,可以充分体现出网络带宽的分配原则,也可以解决网络节点过多、网络不稳定等问题。SDN本地综合承载传送网技术与现代化网络技术的融合,会解决传统的网络容量,使其在数据交互的过程中,提供更大的平台对数据信息进行保护,同时保障了交互信息的完整性和可靠性,本地承载的传送网技术更加适合大多数网络使用者的使用要求,所以在我国未来网络技术发展中,SDN本地综合承载传送网技术一定会体现出更多的优势和功能,彻底释放出网络空间,供数据信息的传递和流通。

2 SDN技术概述以及引入过程

2.1 SDN技术概述

SDN技术是Emulex网络的一种新型网络创新架构,其核心技术是Open Flow,在实际使用的过程中,SDN技术会通过将网络设备控制面与数据面的分离,实现对网络流量的灵活控制,关于网络安全与管理的项目Ethane,SDN技术利用自身的稳定结构,通过集中式的控制器,让网络处于管理员时刻监管的状态下,进而提高网络运行环境的安全性和稳定性。SDN技术与安全策略的融合,大大提高了对网络设备的管理能力,网络可以在安全控制的范围内运行,目前,基于Ethane及其前续项目Sane的启发,研究人员已经提出了Open Flow的详细应用模式,综合计算机技术,Open Flow可以体现出强大的网络控制能力。根据Open Flow的工作原理,技术人员模拟了使用Open Flow的网络环境,发现Open Flow可以在现有网络中,根据网络运行情况,对网络运行程序进行编程,通过对程序的运行,确定程序差错存在的运行环节,进而找到网络危险点。Open Flow在Wire-shark抓包分析 工具上支 持插件、Open Flow调试工具(li-boftrace)、Open Flow虚拟计算机仿真(Open Flow VMS)的使用,并可以更加具有针对性的对网络安全性进行检测,与网络控制协议的比较,也说明了Open Flow的功能。可见,SDN技术为现代计算机网络的安全运行做出了巨大贡献,也与计算机得到了同等革新的对待,可以全面应用在城域网、局域网等网络环境中。

2.2 SDN技术的引入

SDN技术自2006年由斯坦福大学提出后,已经成功应用在很多网络领域中,SDN技术包括ONF、IETF、ITU-T及国内CC-SA等标准组织,SDN技术的引入,可以在技术网络架构的基础上,将网络的控制面与数据转发面进行分离,不同的控制层面负责处理不同的网络问题,这种分解模式非常适用于大规模的网络。SDN技术的引入,使计算机系统可以更加集中和统一的控制网络运行模式,同时也实现了可编程化的控制要求,整体网络可以在控制层的管理下,更加灵活的对网络功能进行实时调度,实现网络对于业务种类和流量的自动适应和调整。将SDN技术应用在数据中心的建设中,可以更好的处理UTN现有网部署问题,实现网络的控制转发分离功能,有利于集中路由器,提高网络运维和管理能力,降低网络的CAPEX和OPEX[2]。

3 基于SDN的本地综合承载传送网技术研究

3.1 基于SDN的本地综合承载传送网技术网络架构

本文设计的网络架构分为四个部分,分别为:OF转发设备、SDN控制器、统一控制器、运营商级应用,OF转发设备中分为Open Flow,网管接口两个部分,Open Flow与SDN控制器中的UTN Controller进行通信,网管接口与SDN控制器中的UTNEMS进行通信。SDN控制器汇总的信息会流入到统一控制器中,统一控制器的网络资源管理功能会对信息进行处理和分类,路由计算功能会自动分配带宽,避免因为信息量的巨大而影响到承载传送网络的运行速度。最后控制策略功能和业务感知功能会通过网络虚拟器的作用,流入到运营商级的用户中,用户可以根据实际的需求,选择业务开通的模式,网络系统会对业务进行保护,流量工程和业务监控会对业务进行管理。基于SDN的本地综合承载传送网技术网络架构更加贴合实际的网络运行需求,集中控制对象,加大对业务的监控能力,在实际运行的过程中,一个SDN域内,应按照热备用方式部署至少2台控制器,以此来提高网络运行的稳定性[3]。基于SDN的本地综合承载传送网技术的网络架构本身就具备良好的结构和性能,网络架构的层次需要通过IP网络的运行规模确定,如果在SDN域中,需要对台网络控制器设备,网络架构的层次就要深入到所有的设备保护层中,这样可以在IP网络中形成统一的保护模式,本地信息在网络中的传播通过信号的确定而信任网络平台,进而完成数据信息交互过程。

3.2 基于SDN的本地综合承载传送网技术的组网模型

基于SDN的本地综合承载传送网技术的组网模型中SDN控制器的运行必须要独立,并确保组网服务器不参与网络业务流量的转发。组网模型中新建的接入环采用SDN转发设备组环,避免SDN控制器运行业务繁忙而出现延时。组网模型设计的核心层、汇聚层、接入层要准确设置路由器的数量,使网络的转发控制由主服务器进行集中控制与处理,SDN域负责划分主服务器与备服务器之间的功能和协议,网络信息只需要在操作中完成流通即可,简化了信息处理的过程[4]。基于SDN的本地综合承载传送网技术的组网模型负责对网络带宽的划分,根据网络拓扑图的相关结构,技术人员需要明确路由器的运行管理范围,确保路由器可以正常启动的情况下,利用IP网络的实际运行效果,对现有的计算机网络进行带宽的划分。这样可以体现出网络的可用性和安全性,使网络流量可以稳定的协助数据流通,组网模型结构需要与网络设备类型保持一致,网络核心层和汇聚层要设置良好的防火墙结构,这样才能确保组网模型的顺利应用。

4 结束语

通过上文的分析,笔者明确了基于SDN技术的本地综合承载传送网技术应用存在的难题,以及SDN技术的进步进程,所以在网络架构和组网模型设计中,技术人员应该充分了解到技术控制的重要性,对网络进行合理的规划,找到网络安全性的薄弱环节。在此基础上,SDN技术可以与现代计算机技术进行融合,使路由器、服务器、控制器等设备可以全面控制宽带流量,确保网络运行的畅通,提高运行稳定性。

参考文献

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传送网技术 第10篇

当前, 中国通信业务飞速发展, 互联网、电子商务、移动业务发展迅速, 3G、NGN等新业务不断出现, 宽带、IPTV、视频业务的发展, 使互联网业务需求呈现爆炸式增长, IP骨干网流量的增速每年高达56%~80%, 相当于近5年带宽需求增加10~20倍, 而网络扁平化、应用多元化及三网融合的发展趋势, 更对传送网络提出了新的要求。一方面传送网络要求能够提供海量带宽以适应业务增长, 且由于数据业务量本身的不确定性和不可预见性, 对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。另一方面要求大容量大颗粒的传送网络必须具备高生存性高可靠性, 可以进行快速灵活的业务调度, 完善便捷的网络维护管理 (OAM) 功能。光传送网技术的兴起与逐渐成熟恰好满足了业务与应用的需求。

2、光传送网 (O T N) 技术介绍

OTN (OpticalT ransportN etwork) 是由ITU-T G.872、G.798、G.709等建议定义的一种全新的光传送体制, 它包括光层和电层的完整体系结构, 对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。

2.1 OTN的体系结构

早在1998年, 针对DWDM系统的不足, 以及全光网实现的难点, ITU-T就提出了基于G.872的OTN标准。OTN系统可以说是DWDM的发展与面向全光网技术的过渡技术, 在实际应用中, 可以在核心层采用OXC实现波长级配置调度, 在汇聚节点则采用基于GE和ODUk的OTH电交叉模块, 以实现更小颗粒的业务调度能力。OTN系统的体系结构如图1所示。

2.2 OTN的功能和分层

采用ITU-T G805建议所规范的术语、功能体系和图表形式来定义OTN的功能, 可将其分为电路 (客户) 层网络、光通道层网络、光复用段层网络、光传输段层和媒介层网络。

(1) 客户层:由各种不同格式的客户信号 (如SDH、PDH、ATM、IP等) 组成, 将来自用户的业务信号转换成适合在光传送网中的传送形式, 反之亦然。

(2) 光通道层 (OCH) :具有光通道端到端联网功能, 透明转换不同格式 (如STM-N、PDH 565Mbit/s、ATM信号、IP信号等) 的来自电路层信号, 不修改来自电路层的信号, 产生和插入有关光通道配置的开销, 如波长标记、端口连接性、载荷标志 (速率、格式、线路码) 以及波长保护能力等, 此层包含O X C和OADM相关功能, 在光传送网输入/输出处对电路层信号进行监测和维护。

(3) 光复用段层 (OMS) :为多波长光信号提供联网功能, 包括插入确保信号完整性的各种段层开销, 并提供复用段层的生存性, 波长复用器和高效交叉连接器是属于此层。

(4) 光传输段层 (OTS) :为光信号在各种不同的光媒体 (如G.652、G.653、G.655光纤) 上提供传输功能, 光放大器所提供的功能属于此层。

(5) 物理媒质层:指物理媒介网络, 由光纤类型决定, 是光传输段层的服务者。

2.3 OTN的技术优势

与传统的SDH、DWDM系统相比较:

OTN可以对光域中光通道进行管理, 允许管理穿越多个网络的每一条光纤中的每一个波长, 而SDH/SONET只关心在单条光纤中单个波长的数字性能。

OTN可以传送任何数字信号, 与客户信号的特性无关。比SDH和DWDM更具业务多样性。

OTN能提供更大颗粒的交叉。SDH支持的交叉颗粒为VC-12、VC-3、VC-4等, OTN支持的交叉颗粒为2.5Gbit/s、10Gbit/s和40 Gbit/s。

OTN较SDH对定时的要求要低很多。

OTN具备更强的FEC (ForwardErrorCorrection, 前向纠错) 能力。OTN的带外FEC比SDH的带内FEC更强, 可以将纠错性能提高3~7 dB, 提高了误码性能, 增加了光传输的跨距。

OTN具有多级串联连接监视 (TCM) 功能。监视连接可以是嵌套式、重叠式和/或级联式, 可以支持跨不同运营商网络的通道性能监视。

OTN增强了OEM保护, 对业务检测、故障的管理在开销里有充分定义, 具有丰富的开销字节, 其OAM/P功能比WDM更强。

OTN具有统一的标准方便各厂家设备在OTN层互联互通。

通过以上比较可以看出OTN解决了SDH基于VC12/VC4的交叉颗粒偏小, 调度较复杂, 不适应大颗粒业务传送需求的问题, 也部分克服了WDM系统故障定位困难, 以点到点连接为主的组网方式, 组网能力较弱, 无波长/子波长业务调度能力, 能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点。同时具备了SDH/SONET灵活可靠, 便于维护和WDM的大容量、长距离、透明传输的优势。

3、应用环境

3.1 城域传送网网络概况

城域传送网的作用是衔接干线网与接入网, 在城域范围内为数据网络节点、交换网络节点、移动网络节点、大客户和企业用户等提供传输电路。同时将采用不同的协议类型、具有不同速率等级和QoS需求的各类业务流量直接或间接地在城域范围内汇聚、分流, 进出干线网络。

城域传送网的结构可以分为核心层、汇聚层和接入层, 应用的主要传输设备类型为SDH设备和DWDM设备。核心层完成整个网络的高速信息交互, 完成与省际传输网互联互通, 具有大容量的业务调度和多业务传输能力, 网络结构为网状网或环行网。汇聚层和接入层主要负责汇聚分散的接入点, 完成各种类型用户和业务的接入, 拓扑结构以环形为主、个别为链型、星型结构。

3.2 承载的业务类型

随着应用需求和通信技术的不断发展, 城域传送网业务主体正在发生深刻变化, 业务类型从单纯的TDM业务为主、2Mbit/s为颗粒向数据业务为主、宽带接口转变。

(1) 数据业务。主要承载IP城域网中继电路, 长途IP承载网的本地段延伸, 此类业务为GE/10GE、10GPOS的大颗粒宽带业务, 局间接口的频带宽度要能够随着终端用户对带宽的要求的不断增长而扩展才可能避免网络拥塞问题, 对可扩展性的要求较高。

(2) 出租业务。直接面向企业级客户提供专线互联业务或带宽出租。业务接口类型不同 (G.7 0 3、V.3 5、以太网等) 、速率不等 (2Mbit/s、155 Mbit/s、多个VC12捆绑等) 。此类业务需要根据客户的具体需求为客户提供具有高可靠性和高可用性、高QoS的各种电路, 并需要网络提供良好的业务管理能力。

(3) 交换业务。为交换网承载的业务有传统的语音电路、智能业务及信令电路, 多以2Mbit/s和155Mbit/s为主。

(4) 移动业务。包括移动语音业务及移动数据业务, 速率要求从12.2Kb/s的普通语音业务到64K视频电话, 从384Kb/s的WCDMA数据业务到21Mb/s的HSPA+业务, 乃至4G的百兆速率。移动业务, 尤其3G及LTE的迅猛发展要求网络有较强的可扩展性, 及对高带宽需求的适应性。

(5) 其他业务。如会议电路, 党政专网电路, 多为2Mbit/s、155Mbit/s业务, 但此类业务因特殊的政治性和实时性要求, 必须具有高可靠性。

3.3 现有技术的不足

目前, 城域传送网所使用的SDH和DWDM技术都存在一定的局限性。

SDH采用时分复用技术, 以电路为基础, 为音频和数据提供固定带宽的TDM传送通道, 随着IP承载网所需的电路带宽和颗粒度的不断增大, 以VC调度为基础的SDH网络颗粒度比较小, 对于高速信号 (GE以上信号) 效率较低, SDH对网络同步要求较高, 增加了网络的复杂性, 信号帧结构中开销大、环保护和网络恢复成本过高, 无法满足业务的快速增长。

DWDM解决了大颗粒业务的带宽问题。但作为点到点的系统, DWDM系统没有交叉能力, 支路和线路绑定, 业务间的调度主要依赖ODF上的物理调度, 无法进行动态调整, 资源利用率不高, 业务调整灵活性不够。组网及业务的保护功能较弱, 网管只有对光层的性能进行监控, 排查故障手段较少, 维护难度较高。无法满足业务高效、可靠、灵活、动态的传送需要。

3.4 OTN在城域传送网的应用

从电域看, OTN保留了许多SDH的优点, 如多业务适配、分级复用和疏导、管理监视、故障定位、保护倒换等。同时OTN扩展了新的能力和领域, 例如提供大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送, 支持带外FEC, 支持对多层、多域网络进行级联监视等。

从光域看, OTN将光域划分成OCH (光信道层) 、OMS (光复用段层) 、OTS (光传送段层) 三个子层, 允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM (运行、管理、维护) 功能。为了管理跨多层的光网络, OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。

它结合了光域和电域处理的优势, 提供巨大的传送容量、完全透明的端到端波长/子波长连接以及电信级的保护, 极其适合传送宽带大颗粒业务。

相对于OTN在干线中的长距离传输能力, OTN可在城域传送网中发挥更重要的作用, 包括交叉能力、保护机制以及调度特性。在城域传送网中, OTN可实现城域汇聚路由器、本地网C4 (区/县中心) 汇聚路由器与城域核心路由器之间大颗粒 (主要为GE/10GE, 也可为2.5G/10G POS) 宽带业务的传送。还可接入其他宽带业务, 如STM-0/1/4/16/64 SDH、ATM、FE、ESCON、FICON、FC、DVB、HDTV、ANY等;可实现波长/各种子波长业务的疏导, 实现波长/子波长专线业务接入;可实现带宽点播、光虚拟专网等。从组网上看, 还可重整复杂的城域传输网的网络结构, 使传输网络的层次更加清晰。

更重要的是O T N是完全的向后兼容, 它可以建立在现有的SONET/SDH管理功能基础上。它不仅提供了存在的通信协议的完全透明, 例如, IP, PoS和GFP, 而且还为DWDM提供端到端的连接和组网能力;为ROADM提供光层互联的规范, 并补充了子波长汇聚和疏导能力。OTN还有能力支持40 Gbit/s和未来的100 Gbit/s线路传送能力, 更能适应未来网络的发展。

4、结语

目前, 各大运营商的骨干网带宽已较富裕, 各种高速宽带接入业务的蓬勃发展, 使得现有的城域网成为带宽瓶颈, 因此城域网成了各大运营商的建设重点。而更加切合未来城域光网络特点的OTN技术正在为越来越多的人关注与肯定。

摘要：从光传送网 (OTN) 的体系结构、技术优势等方面对光传送网 (OTN) 技术做了简介, 阐述了城域光网络现有技术的不足, 并对光传送网 (OTN) 技术在城域传送网的应用环境做了一定分析。

关键词：OTN,城域传送网,应用环境

参考文献

[1]刘国辉.光传送网原理与技术.北京邮电大学出版社.

[2]李维民.全光通信网技术.北京邮电大学出版社.

[3]张继军, 杨壮.新一代城域光传送技术.北京邮电大学出版社.

传送网技术 第11篇

关键词：OTN；PIN；技术特点；联合组网的优势

1 OTN的技术特点

OTN技术长于解决IP业务的超大带宽和超长距离的传输问题，可为2.5Gbit/s、10Gbit/s、40Gbit/s等大颗粒业务提供传输通道，必将成为大颗粒业务传送的主流技术。OTN技术快速端到端开通，适应大带宽，高品质业务，并提供各种高速业务接口；简化复杂的光层处理，提高系统集成度，易于维护；支持多业务统一承载，提升网络通用性；高网络生存性与可靠性，实现智能保护；具备综合时钟传送能力，满足3G和未来LTE网络端到端时钟同步、时间同步。OTN在物理层仍然采用波分复用（WDM）技术，同时引入了丰富的开销管理、前向纠错编码（FEC）和交叉连接能力，实现对业务进行端到端配置、监控和管理。

2 PTN的技术特点

PTN（Packet Transport Network）是业界经过多年的讨论后逐步得到认可的下一代传送平台。从名称上我们可以看到其最重要的两个特性，即Packet和Transport。PTN组网初期以环形网络为主，拓扑结构清晰。对于大中型城域网，PTN网络按核心层、汇聚层和接人层组网。部分小型城域网中只有汇聚层和接人层。组网方式可以是独立组网、叠加组网、替换组网或联合组网。但考虑到目前叮N接口以GE和10GE速率为主，还未引人40GE。GE可满足接人层容量需求，10GE可满足汇聚层容量需求。PTN将是一个面向分组的、支持传送平台基础特性的网络解决方案。

3 采用OTN+PTN联合组网的优势

PTN与OTN相互融合又各自延伸，在接人汇聚层面，通过PTN建设高价值接人传送平面，PTN负责业务接人并完成大量小颗粒业务收敛和汇聚。同时OTN下沉到汇聚层，OTN除负责业务承载外，还负责PTN骨干节点与核心落地之间的业务进行调度，业务接人容易做到按需配置。同时还可以配合PTN接人建设公众业务接人传送平面，从模型上满足全业务接人和传送的要求。此外，还可以在PTN落地设备与OTN之间增加一个PTN大容量调度层，满足大量GE业务的进一步汇聚疏导，降低落地PTN设备的压力。OTN优势在于擅长解决IP业务的超长距离、超大带宽传输问题，可以提供大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送，这是PTN难以实现的。但OTN的特点决定了它很难处理较小颗粒业务。PTN对于小颗粒IP业务的灵活接入、业务的汇聚收敛上体现优势，而对大颗粒业务的大量传送并不擅长。OTN+PTN联合组网模式可以使运营商的基础网络设施获得最大的技术优势，增强未来快速部署新应用的灵活性和降低成本。

4 OTN+PTN联合组网中应考虑的问题

在实际组网中作为新的技术形态的OTN和PTN，长时间的大规模的组网经验还有待积累，两者之间相互独立，相互依存。因此，在采用OTN+PTN联合组网需要考虑很多的问题，既有技术本身的限制，又有设备之间相互牵联，需要进行周密的规划建设。

4.1 OTN与PTN之间的设备互通性

OTN+PTN联合组网技术，利用OTN的光、电交叉功能灵活实现波长级别和子波长级别调度，提供统一的透明传送平台，实现接入网、传输网、数据网的协调发展，满足未来IP化、宽带化需求，对于承载业务是客户-服务的关系，相互独立，类似于IPoverWDM和SDH网络的关系，OTN为汇聚层及接入层的PTN提供传送通道，两者的智能控制平面应支持互通，还应具备保护-恢复协调机制。

4.2 OTN与PTN组网的时间同步

在OTN+PTN时间同步过程中，OTN设备部署在网络的骨干核心层，PTN设备部署在汇聚和接入层，首先，时间源从卫星定位系统获取时钟信号，通过接口将时钟信号接入OTN设备；OTN设备内部通过ESC通道（带内开销方式）实现IEEE1588v2时间信息传递；PTN设备之间通过10GE/GE接口以带内方式传送时钟信息，实现基站时间时钟同步。透传方式和带内开销方式都表现出了较稳定的时间信息传输性能，但均无法规避FEC、调制等带来的时延波动，在更高速率是它们的时间信息传输性能需进一步考虑。带内开销方式对OTN标准体系影响较大，需要定义OTN保留字节，缓存的控制算法也需要标准。

目前主流PTN均支持时间同步，OTN进行核心层的骨干业务传送，为了减少PTN汇聚层部署大量的时间同步源，利用OTN传递时间同步是必须解决的问题，由于BITS上移到OTN设备，OTN设备需要提供1PPS+ToD接口，两者之间通过以太接口进行IEEE1588v2对接，也可由1PPS+ToD接口与PTN设备对接，这些都是需要考虑的问题。

4.3 OTN与PTN之间的保护

目前OTN和PTN完全独立，属于两层网络，采用PTN+OTN的组网模型，并不是融合型的网络，网络资源利用效率和调度效率相对较低。对网络的安全性要求较高，需要对网络的保护进行统一的考虑。OTN和PTN之间有大量的业务互通和调度，对于业务需要端到端或分段的保护。

5 OTN+PTN组网模式

针对业务网发展趋势，建设过程中要始终贯彻保证通信网具备“完整性、统一性、先进性和经济、高效、安全”的基本原则。组网中，通常根据城域结构，将市区分为几个区域，分区组建汇聚环，同时联合汇聚层OTN设备将PTN汇聚后的业务调度到核心机房落地。建设分期进行，初期自上而下新建PTN平面，OTN按需建设，后期EOS按需割接，OTN下沉承载更多PON等大颗粒业务，最终形成未来网络统一承载。OTN和PTN都是本地城域傳送网的组网技术，其组网策略及组网架构对后续网络结构演进具有重要影响，在网络建设初期即需要予以明确。全业务GPON网络的规模部署，未来几年带宽型业务将成爆炸性增长，大颗粒业务的调度向汇聚层伸趋势。方式主要有PTN接入环在骨干节点集中汇聚；PTN接入环在各汇聚节点分散汇聚；PTN接入环在落地层节点集中汇聚。

6 结 语

城域传送网中OTN+PTN联合组网模式极好地满足了当前城域传送网的要求，将为新型的网络传送提供重要的基础。在今后，应加大对OTN+PTN联合组网模式的应用，使其发挥较大的作用。

参考文献

[1]张卫，王能，俞黎阳，陆刚.计算机网络工程「M〕.清华大学出版社，2004年8月.

[2]黄晓庆，唐剑峰，徐荣.PIN-IP化分组传送[M].北京：北京邮电大学出版社，2011.

[3]荆瑞泉，张成良.OTN技术发展与应用探讨[M].邮电设计技术.2008，（5）.

传送网技术 第12篇

目前, 随着3G网络及移动互联网的进一步发展, 3G业务除了原来的GSM语言业务外, 其他业务需求不断丰富, 业务发展也不断的涌现出来。无线网络中数据业务的速率不断增长, 原来以TDM为主导的移动传送网络已经越来越不能满足数据业务的发展。目前的现状是运营商往往同时具备数据网和传输网多个独立的网络, 不同的业务分别承载在不同的网络上, 这给多业务承载能力的实现和维护带来一定的困难, 同时也带来了成本的压力。而IP RAN的出现, 可以有效地解决这一问题。

二、本地传送网现状

目前本地传送网主要采用MSTP (多业务传送平台) 技术, MSTP是在传统的SDH传送平台上集成了2层 (数据链路层) 以太网、ATM等处理能力, 以此将SDH对实时业务的有效承载和网络2层、甚至3层技术所具有的数据业务处理能力有机结合起来, 增强了传送节点对多类型业务的综合承载能力。MSTP继承了SDH技术的诸多优点, 如良好的网络保护倒换性能等, 并且在不同的层次可以不同的业务保护机制。

目前本地传送网所采用的技术, 归根结底是SDH的发展和延续, 这种技术有一定的局限性。其对网络同步要求较高, 增加了网络的复杂性, 另外颗粒度比较小, 对于高速信号 (GE以上信号) 效率较低, 同时成本较高, 无法满足业务的快速增长。

三、IP RAN技术

IP RAN (IP RADIO ACCESS NETWORK) , 泛指IP化无线接入网, 意指GSM、GPRS、CDMA接入网部分IP化。

IP RAN是针对基站回传应用场景进行优化定制的路由器、交换机整体解决方案。IP RAN采用了MPLS技术体系, 可实现无缝衔接, 能够很好地满足各种业务包括传统互联网业务、语音业务、视频类业务、大客户专线类业务和3G/LTE等业务的高质量传送要求。

IP RAN具备电路仿真、同步等能力, 提高了OAM和保护能力。

IP RAN采用的技术主要包括以下几种:

1、MPLS技术

MPLS (多协议标签交换技术) 是一种用于快速数据包交换和路由的体系, 它为网络数据流量提高了目标、路由、转发和交换等能力, 它具有管理各种不同形式童心流的机制。MPLS独立于第二和第三层协议, 诸如ATM和IP。它提供了一种方式, 将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签, 用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协议的接口, 如IP、ATM、帧中继、资源预留协议 (RSVP) 、开放最短路径优先 (OSPF) 等等。

2、VPN技术

VPN (虚拟专用网络, Virtual Private Network) 指的是在公用网络上建立专用网络的技术。其之所以称为虚拟网, 主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路, 而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台, 如Internet、ATM (异步传输模式) 、Frame Relay (帧中继) 等之上的逻辑网络, 用户数据在逻辑链路中传输。具有安全保障、服务质量保证、可扩充、灵活性和可管理性等特点。

信令基于TCP链接实现, 外层隧道封装可使用PSVP-TE、LDP、GRE等多种技术进行, 通过这些隧道在IP/MPLS承载网络上实现VC穿越, 实现两点CE之间的互联, 一个或多个VLL业务的VC可承载在一个外层隧道上, 这不需要PE路由器和CE路由器之间交互人和信息, CE中的数据流传送到PE后如同放入一个管道, 直接送到对端CE所接入的PE上。

3、VPLS技术

VPLS是以太网技术和MPLS技术优势的集成, 实现了对传统LAN技术的仿真。VPLS具有以下优点:

(1) VPLS在面向用户网一侧使用以太网接口, 简化了LAN/WAN边界, 可以支持快速和灵活的服务部署;

(2) VPLS将用户网络的路由策略控制和维护权力交给了用户, 简化了运营商网络的管理;

(3) VPLS服务内的所有用户路由器CE是相同子网的一部分, 简化了IP寻址规划;

(4) VPLS服务既不需要感知, 又不需要参与IP寻址和路由。

5、PW技术

PW建立在GRE或者MPLS (LSP和CR-LSP) 等隧道上, 是一种实现VPLS通信的隧道。

四、IP RAN技术在哈尔滨本地传送网中的应用

IP RAN的网络设计主要遵循以下几个原则:

(1) 层次化设计:通过层次化设计, 将原有单一的物理网络进行分层处理, 增强网络扩展性并分摊了网络的复杂性。

(2) 冗余性设计:通过冗余性设计, 增强网络链路的可靠性, 减少了链路或设备失效的影响。

(3) IP RAN组网原则:

(1) 传送网核心层

传送网核心层采用现有数据网的一对核心路由器 (SR) 作为IP RAN传送网的核心节点。

(2) 传送网汇聚层

汇聚路由器 (B) 布放2套, 分别放置于不同的汇聚机房内, 2套设备之间采用互为备份方式;汇聚路由器采用口字型上联至SR, B与SR间根据流量测算采用GE或10GE上行, 当流量超过链路带宽的60%进行扩容。

(3) 传送网接入层

接入路由器采用环型组网方式上联到1对汇聚路由器 (B设备) , 速率以GE为主。

五、结束语

目前, 通信网络的IP化趋势已经日渐明朗, 作为通信网络的基础设施, 本地传送网络必然要向IP化发展, 且现有MSTP技术已经无法满足数据业务、专线业务等的发展需求, 因此IP RAN技术也将成为运营商搭建传送网络平台的首选。

参考文献

[1]邵羽中.IP RAN关键技术浅析和应用展望, 现代电信科技, 2012 (Z1) .

[2]徐伟民.IP RAN网络及其试商用规划设计探讨.通信技术, 2012 (06) .