和记奥普泰公司PTN产品线技术交流.ppt

PTN技术交流,PTN 技术交流,和记奥普泰通信技术有限公司 Hutchison Optel,目 录,H-Optel公司简介 (35分钟) PTN发展背景 PTN技术原理 建网思路 H-Optel公司PTN产品,企业介绍,股权组成,同年在中国首家推出了真正意义上的智能多业务传送平台（IMTP）,2002年，与国际知名通信公司建立战略合作关系，提供光通信产品的ODM/OEM服务,2005年，获某国际知名通信公司的战略投资,2006年，发布新一代MSTP产品MatrixEdge 系列，和第一代EPON产品,2010年，发布面向下一代网络的PTN产品,2009年，发布电力EPON产品,2000年，世界500强和记黄埔投资奥普泰，和记奥普泰通信技术有限公司成立,技术实力,奥普泰在光网络领域掌握众多核心技术、专利，并推出多款自主研发的核心芯片,光传输技术正在经历从MSTP向PTN的演变,通过研发核心芯片，提供更可靠、性价比更高产品,以高可靠性满足海外市场需求,截止2010年12月31日，已有 68,953 套 MSTP 设备销往全球 44 个国家,涉足电信运营商及电力、石油、铁路等多个行业市场,海外市场设备返修率仅为千分之二，为国际领先水平,以高可靠性满足电力用户需要,截止2010年12月31日，共有17,935套MSTP设备在30个省电力客户处使用,吉林,西藏,四川,内蒙古,湖北,山西,甘肃,吉林,河南,浙江,河北,山东,安徽,湖南,江西,宁夏,重庆,云南,OPTEL品牌,OEM品牌,奥普泰光网络产品系列之一 MSTP,Edge,Access,Aggregation,Metro Core,ME3050,ME2050,ME1010,ME2010,ME510,ME810,从155M到10G的全系列光传输产品，广泛应用于电信、电力、铁路等领域,奥普泰光网络产品系列之二 PTN,多层次H-QoS 基于硬件OAM 时钟和时间精确同步 电信级TDM/ETH业务 超强业务汇聚 MPLS-TP技术 线性/环网/双规/设备保护机制,PTN系列产品特性,30 Gbit/s,5 Gbit/s,MssEdge 40,MssEdge 30,MssEdge 20,奥普泰光网络产品系列之三 EPON,目 录,H-Optel公司简介 PTN发展背景 PTN技术原理 建网思路 H-Optel公司PTN产品,智能电网与通信网,智能电网的6个环节: 发电、变电、输电、配电、用电、调度 “智能” 技术特征 信息化、数字化、自动化、互动 长距离、大容量输电的特高压电网是核心环节 智能电网光传输的考虑重点 安全性、实时性、经济性、灵活性 电力专网与公网的区别 实时性和可靠性要求高（如继电保护信号、安全自动装置信号、远动信号） 通信站点设置密度大，总体通信容量和业务颗粒小 通信线路走向沿电厂和变电站等电力设置，不处于城市中心区域 电力传输通信面临的问题 1)带宽容量：国家电网骨干网以2.5G或10G为主，不能满足智能电网大量信息传送；省以下地市网以2.5G以下带宽，不利于智能电网对智能化测量和终端传送到需求。 2)生存性：目前以环为主，采取环加链的拓扑，不能抵御多次故障 3)多业务：管理业务对多业务能力的要求，要求传输设备IP化，业务多样化。 4)集成与网络优化：设备分层过多，统一管理、维护和优化有困难,引自PTN技术在智能电啊中的应用温州电力局调度通信中心 郑文斌,电力通信业务,三个业务网: 调度数据专网、调度交换网、行政交换网 7个应用系统: 会议电视、线路继电保护、变电站间稳控、变电站五防、变电站集控、故障信息远传、调度中心局-变电站PCM 等,引自下一代光传送技术在电力通信中的应用前景分析天津市电力公司电力通信分公司 吕国远,电力通信网络结构,核心层,汇聚层,接入层,500KV+,220KV 发电厂 地市公司,110KV 35KV 开闭所,传 输,接 入,台变 专变 电表 各种终端,电话,视频业务,业务IP化的主要驱动力： 数据通信的业务量已超过总带宽需求的80% 统一网络协议，简化网络层次，降低TCO 便于提供各种类型的新业务，实现综合业务运营,Email,多媒体业务,调度电话 会议电话 生产管理电话,会议电视 工业视频,信息检索 电子邮件 可视图文 多媒体会议,数据业务,线路继电保护 电网安全自动装置数据 调度自动化数据,电力市场数据、管理信息系统 办公自动化系统信息数据,ALL IP发展趋势,RTU/DTU,RTU/DTU,智能电表,FE,FE,集中器,采集器,PLC,pulse,脉冲电表,前置处理器,MIS,DAS,NMS,SCADA,抄表服务器,传送层,E1,时间同步,时间服务,子站层,终端层,主站层,电话交换,FE RS-485/232,FE RS-485/232,传统的承载网络主要有以下3种方式： MSTP/SDH：电路交换核心，承载IP业务效率低，带宽独占，调度灵活度差 交换机：缺乏OAM故障检测机制，QoS能力不足，网络管理手段严重缺乏，多业务承载和同步传送能力差 路由器：投资效率低，网络保护能力偏弱，网络管理手段严重缺乏，同步传送能力差，语音业务承载能力弱。对网络维护人员技能要求高,业务向ALL IP转型对承载网的需求,时间同步,时间同步,时间同步,OA,视频,终端,IP电话,FE,安全、可靠、实时 的传输网,以太网交换机应用于传输网有什么问题？,IP核心骨干网,SR,SR,无连接的业务路径，延时、抖动、丢包率无法保证,由于缺乏有效的OAM检测机制，导致保护无法快速有效的完成。,缺乏有效的维护手段，网络监控困难,以太网在电力通信保护、多业务承载、OAM、网络管理等方面 存在较明显的缺陷，无法满足电力网络管理的要求。,Core,Access,在可靠性，实时性，多业务，可管理方面存在问题,缺乏快速可靠的网络保护和OAM故障检测机制。 无实现时钟、时间同步传送的有效机制。 难以提供多业务的接口，尤其是TDM接口,CORE,Metro,SR,SR,Routers,IP核心骨干网,IP/MPLS, 路由器应用于传输网有什么问题？,在可靠性，实时性，可维护方面存在问题,路由器 是具备一定的多业务承载能力，采用可编程转发引擎，支持L2/L3功能；采用流量控制单元，为业务提供层次化调度功能；交换单元采用等长信元交换，可以保证高优先级业务优先通过。 但是 网络操作维护体验: 缺乏基于硬件的OAM监控手段, 仍然大多通过软件轮询方式，无法确保快速的故障检测以保证在50ms内完成网络保护，尤其是当大量的业务同时发生故障时 设备和网络的管理体验: 缺乏端到端的业务配置，一键式业务操作手段，无法和现有的传送网络统一管理，增加了管理维护的成本. 缺少全面的同步传送解决方案，尤其在传输继保时信号时是必须的. 具有少量的设备级、网络级保护措施，但是在应用中还是显得非常缺乏。 缺乏良好的网络可扩展性：复杂的信令协议限制了网络可扩展性，不太适应大规模的网络。 在所有备选的解决方案里是对投资要求最高的，但大多的功能在城域网中是用不到的。,路由器方案缺乏良好的网络操作、管理、维护体验，同时无法 提供电力承载所必需的同步传送能力,主要承载子站业务，具备设备级和网络级快速倒换保护，端到端的网络管理和维护，具备良好的OAM机制，操作维护简便有效，但是 不是面向未来的技术: 网络很难扩展到ALL IP，MSTP虽然在IP化前进了一步，但不够彻底，IP化体现在用户接口，内核仍然是电路交换；导致传送分组业务时效率低 SDH/MSTP还不能对以太业务提供足够的QoS能力，实现以太业务的公平性接入 SDH/MSTP不具备动态的路由发现功能，路径采用静态机制，不利于分组业务的调度和扩展,电话交换机,SCADA/DAS,抄表服务器,电话,光纤,SDH/MSTP的传送网,配电,抄表,刚性通道,SDH/MSTP有什么问题？,当业务IP化后，通道效率存在问题,Packet：分组内核，多业务处理，层次化QoS能力 Transport： 类似SDH的保护机制：快速、丰富，从业务接入到网络侧以及设备级的完整保护方案；类似SDH的丰富OAM维护手段；综合的接入能力、完整的时钟同步方案 Network：业务端到端，管理端到端,Packet Transport Network,电话交换机,SCADA/DAS,抄表服务器,电话,TDM/ETH PWE3,配电,抄表,面向分组承载的PTN技术,SDH的可靠性、实时性和可维护性，包交换的带宽效率,基于包传送方式的PTN能满足电力通信的要求吗？,Q1: 系统可靠性和稳定性如何? Q2: TDM仿真性能能否满足线路继电保护/稳控等电力关键业务要求? Q3: 时钟同步能性能能否满足要求? Q4: 互联互通问题? Q5: 维护与操作及网管问题?,目 录,H-Optel公司简介 PTN发展背景 PTN技术原理 建网思路 H-Optel公司PTN产品,E1/E3/STM-1,FE/GE,STM-N,GE/10GE,TDM PW,Eth PW,Packet Based Switch MPLS-TP,TDM DXC,NativeTDM,EOS,FE/GE,PTN原理框图,PWE3 Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge（端到端的伪线仿真）,CE1,CE2,伪线仿真业务,Tunnel,伪线（PW）,PTN 网络,伪线表示端到端的连接，通过Tunnel隧道承载；PTN内部网络不可见伪线 本地数据报表现为伪线端业务(PWES)，经封装为PW PDU之后传送；边缘设备PE执行端业务的封装/解封装 客户设备CE感觉不到核心网络的存在,认为处理的业务都是本地业务,PTN关键技术：PWE3,通过业务分类（Classification）、流量调节（Policer）、队列管理（Queue）和流量整形（Shaper）和拥塞处理相关的队列调度（Scheduler）等功能实现业务的服务质量控制,Classifier,Drop,ACL,Other Process,Drop,CAR,TD WRED,Drop,SP WFQ,Shaper,Drop,业务分类,速率控制,流量调节,拥塞避免,拥塞管理,PTN关键技术：QoS机制,继电保护,办公自动化,话音,稳控,PTN具备类似SDH网络的操作、管理、维护能力 分层架构，如SDH的 RSOH、MSOH、POH，等等 端到端的OAM理念， 如SDH的端到端OAM监控 反馈机制，如SDH的RDI机制等 基于硬件的OAM，如SDH的OAM由硬件检测和处理,IEEE 802.3ah,EFM,IEEE 802.1ag /ITU Y.1731,Service Layer OAM（UNI to UNI）,ITU G.8114/Y.1731,LSP,PW,EFM,PTN,PTN,PTN,PTN关键技术：OAM机制,电话,配电,抄表,调度交换机,SCADA/DAS,抄表服务器,面向连接的通信方式， 具备强大的OAM机制,Section,Section,CFM,采用类SDH的时钟同步方案，通过物理层串行比特流提取时钟，实现网络时钟同步。 同步以太网时钟精度由物理层保证，与以太网链路层负载和包转发时延无关。 实现频率同步,SSM,SSM,自动化设备,GE,GE,Master Clock,Slave Clock,G.8261 频率同步,PTN关键技术：同步以太网及IEEE 1588 V2,PTN为分组网络带来保护能力的革命性提升,全面的网络级保护、网络边缘保护、设备级保护,Trail protection (G.8131),SNC protection (G.8131),Steering (G.8132),Wrapping (G.8132),需要在工作通道和保护通道都检测告警，并根据告警来触发自动倒换 支持与SDH类似的1+1保护功能。 小于50ms的业务倒换时间， 提供1:1保护功能。 支持与SDH通道保护类似的手工倒换功能，包括闭锁，强制，人工等。,需要在环上的每两个相邻站点之间都检测段级告警，并根据告警来触发自动倒换。 故障信息不会通知到除故障段两节点外的环上其他节点。 支持与SDH类似的Wrapping保护功能。 小于50ms的业务倒换时间。 支持与SDH环网保护类似的手工倒换功能，包括闭锁，强制，人工等。,需要在环上的每两个相邻站点之间都检测段级告警，并根据告警来触发自动倒换 故障信息将被通知到环上所有节点。 支持与SDH类似的Steering保护功能。 小于50ms的业务倒换时间。 支持与SDH环网保护类似的手工倒换功能，包括闭锁，强制，人工等。,核心/骨干层,汇聚/接入层,500kv变电站,220kv变电站,地市公司,发电厂,电力通信网业务传输特点主要是汇聚；各地市公司汇聚大量IP业务至省公司 依托各500 kV变电站建立骨干层，骨干层采用Mesh组网方式 各地市公司、220 kV变电站、发电厂则通过500 kV站接入骨干传输网。 利用PTN技术对客户和业务流进行精细管理 OTN+PTN的结合使用，有效地解决了下一代电力通信业务IP化的需求。,OTN,PTN,PTN,电力传输网发展趋势 OTN+PTN,现状,未来,电力承载网的发展,目 录,H-Optel公司简介 PTN发展背景 PTN技术原理 建网思路 H-Optel公司PTN产品,调度中心,MSTP,MSTP,PTN产品面试，实验室组网测试 主要验证功能对需求的符合度，关键技术指标,GE/10GE,PTN实验室测试,PTN建网思路阶段1（实验室测试）,PTN开始引入，进行小规模现网验证 验证现网业务承载所要求的各项指标,调度中心,MSTP,MSTP,GE/10GE,PTN建网思路阶段2（小规模现网验证）,调度中心,MSTP,MSTP,PTN实现规模商用，主要承载配电和用电业务 PTN与MSTP独立组网，长期并存,MSTP,GE,10GE,GE,FE/GE STM-N,PTN建网思路阶段3（规模商用）,目 录,H-Optel公司简介 PTN发展背景 PTN技术原理 建网思路 H-Optel公司PTN产品,H-QoS Hardware based OAM IEEE1588V2 Linear/Ring/dual homing Protection Carrier level TDM/ETH services Supper mixed services congregation and switch MPLS-TP,Key features：,30 Gbit/s,MssEdge 30,Application,IPTV, VoD, VOIP,EVPL, EVPLAN,2G/3G/4G backhaul,5 Gbit/s,MssEdge 20,320 Gbit/s,MssEdge 40,H-OPTELs PTN product overview,MssEdgeTM 产品系列,MssEdgeTM 系列 PTN产品特色,TDM,E1,PWE3,TDM,E1,TDM,ETH,802.1Q,IP,ETH,PWE3,802.1Q,IP,ETH,802.1Q,IP,TDM E1/STM-1,Ethernet,TDM E1,Ethernet,Tunnel,Tunnel,PHY,PHY,TDM to PWE3 透传透明传输 在透传模式下，不感知TDM业务结构，将TDM业务视作速率恒定的比特流，以字节为单位进行 TDM业务的透传,PTN,CE,CE,TDM of PDH/SDH,TDM of PDH/SDH,基于PWE3技术实现多业务业务承载,MssEdgeTM 系列 PTN产品优势,E1 业务延时符合继保、稳控设备要求 E1业务时延小于10ms，线性保护和环网保护倒换时延均在50ms以内,丰富的时间同步接口 带外 1PPS+TOD接口；IRIG-B(可选) 带内以太网接口；,Transport Network,Clock Synchronization Path,PTN,PTN,/ 北斗,卫星接收机,硬件实现1588协议中精确时戳的插入和提取，有效提高时间同步精度； 1588协议可以灵活部署 独立使用 可以穿越普通不支持1588协议的二、三层设备； 采用1588结合同步以太网技术 在物理层频率同步基础上使用1588，可以加快协议收敛时间；可以减少1588协议报文频度，减少带宽需求，每秒1个报文即可保证时间精度；,更优秀的时钟/时间同步技术,服务器,IEEE1588v2时间同步优于 1us，满足电力设备对时间同步的要求,MssEdgeTM 系列 PTN产品优势,基于MPLS-TP SNC 的业务保护 1+1单向/1:1双向路径保护(ITU-T G.8131/G.8031) 1+1/1:1子网连接保护(ITU-T G.8131) 环保护(ITU-T G.8132) MSP线性保护,SNCP路径保护 1+1单向不可恢复 1+1单向不可恢复 汇集型设备的硬件冗余功能 主控单元、交换核心、时钟处理 1+1冗余 系统电源模块1+1冗余 风扇单元2+1冗余 频率同步源 频率同步源保护 可恢复式 倒换时间: 定时源选择200ms+定时源切换300ms 符合电网要求的可靠性 浪涌保护、ESD保护、工频磁场抗扰、长时间电网供货记录和低故障率,可靠性与稳定性是电网对通信网的要求,MssEdgeTM 系列 PTN产品优势,完美的传输类图形化管体验 端对端的业务配置，简便的操作 支持与传送设备的统一管理 支持接入产品统一网管平台 全网统一拓扑、告警、性能、安全、北向接口,TMaster 2000网管系统,PTN,SDH/MSTP,xPON,统一的网络管理系统,MssEdgeTM 系列 PTN产品优势,外形尺寸 482mm(W)*230mm(D)*800mm(H) 交换容量 320G packet switch 业务接口 64xE1 per PKG, 512xE1 per sub-rack 24xFE per PKG, 288xFE per sub-rack 20xGbE per PKG, 320xGbE per sub-rack 2x10GbE per PKG, 320*10GbE per sub-rack 16xSTM-1 per PKG, 192xSTM-1 per sub-rack 4xSTM-4 per PKG,48xSTM-4 per sub-rack 同步与定时 2MBits/2MHz GbE/10GbE 1PPS+TOD G.813 G.8261/G.8262 IEEE 1588 V2 设备级保护 1+1 PWR PKG 1+1 Fabric Switch PKG MCP PKG 网络级保护 G.8131: GbE/10GbE, G.8132: GbE/10GbE,支持业务 E(V)P-Line, E(V)P-LAN, E(V)P-Tree E1(SAToP/TDM) cSTM-1/4(SAToP/TDM) OAM Ethernet: EEE802.3ah/IEEE802.1ag/Y.1731 MPLS-TP: G.8114 QoS CAR: RFC2697,RFC2698 Queue: WFQ, SP,WRED HQoS,MssEdgeTM 40,外形尺寸 482mm(W)*273mm(D)*220mm(H) 交换容量 30G mesh packet switch 业务接口 32xE1 per PKG, 96xE1 per sub-rack 8xFE per PKG, 56xFE per sub-rack 4xGbE per PKG, 32xGbE per sub-rack 1x10GbE per PKG, 2*10GbE per sub-rack 4xSTM-1 per PKG, 32*STM-1 per sub-rack 1xSTM-4 per PKG, 8*STM-4 per sub-rack 同步与定时 2MBits/2MHz STM-1/4,GbE/10GbE 1PPS+TOD G.813 G.8261/G.8262 IEEE 1588 V2 设备级保护 1+1 PWR PKG 1+1 Switch & Management & Timing PKG 1+1 E1 TPS 1+1 FE TPS,网络级保护 G.8131: GbE/10GbE G.8132: GbE/10GbE 支持业务 E(V)P-Line, E(V)P-LAN, E(V)P-Tree E1(SAToP/TDM) OAM