传输网知识培训.pptVIP

传输网知识培训 顾生华,目录,一. 传输网基本知识,1,二. 传送网的现状与发展趋势,2,2,4,通信业务的迅猛增长主要体现为对线路传输带宽的需求，光纤通信以其独特的优越性、巨大的传输带宽成为当今最主要的信息传输方式。,概 述,传输技术的演变,一、业务类型的变化,九十年代以来，以Internet为代表的信息技术革命正在深刻地改变传统电信概念和信息传输体系,话音图像数据宽带综合业务B-ISDN 世界电话业 务年增长 率为 10%，数据业务年增长 40% 中国 话音业务 14% 的增长率，数据业务 1800% 增长,二、容量需求的变化,二十一世纪的传输要求： Tbit / s 容量到骨干网 Gbit / s 容量到局域网 Mbit / s 容量到个人或桌面,三、传输方式的变化,支持信息传输的三大媒介： 1.光纤传输 2.数字微波传输 3.卫星传输 以光波为信号载体，以光导纤维为传输介质的通信方式。 目前，百分之八十以上的信息通过光纤传输 全国各运营商(中国移动、电信、网通、联通、铁通）及专网（广电、军网、高速等）光缆线路长度已达250万公里以上,光纤传输的特点,传输带宽达数百THz，通信容量极大。 传输衰减低，中继距离长。 光缆重量轻、尺寸小，便于敷设与维护。 抗电磁干扰。 无信号间串扰，保密性好。 材料来源广，相对成本低。,光纤通信的发展与现状,1966年：高锟的论点 1970年：光纤（康宁）、器件（贝尔）、1976（中国武汉） 系统建设：市话（1982）、长途（1987）、八纵八横骨干 专网部门：广电、电力、计算机网、军用网、高速 波长应用：850nm1310nm1550nm（S、C、L） 光纤应用：MMSM新型：G.655、LEAF、EDF、DCF 信号类型：模拟数字（PDHSDH） 传输速率：8M、34M、140M、155M、622M、2.5G、10G 波长数目:单一波长波分复用 密集波分复用(DWDM)-粗波分复用(CWDM) 传输延伸：FTTC、FTTB、FTTH,光纤通信技术涉及的产品,光传输设备：光端机.中继机.波分复用.分插复用机 光纤.光缆及附件：接头盒、终端盒、光配线架 光电器件：有源器件：光源、光探测器、光放大器等 无源器件：连接器、隔离器、耦合器、衰 减器、波分复用器等 测试仪器与专用工具： 误码抖动仪、光谱分析仪、光时域反射仪（OTDR）光源、光功率计、光纤熔接机、米勒钳、切割器等。,光纤传输的应用类型,电信网：长途干线系统、本地网系统 移动网：骨干网.交换-基站.光纤直放 专用网：广电、电力、军事、高速 广电网：HFC图象传输（CATV） 计算机网：城域网、局域网 用户接入：EPON、GPON、光纤接入等,光缆传输的不同应用网络,干线光网络,SDH基本概念（一）,SDH基本概况 . 等级与速率,等 级,STM-1,STM-4,STM-16,STM-64,速率(Mb/s）,155.520,622.080,2488.320,9953.280,含2M数量,63,252,1008,4032,SDH vs PDH,2、SDH的优势 1). 速率统一：155Mb/s、622Mb/s、2.5Gb/s、10Gb/s 2). 光接口统一：帧结构一致 3). 一步复用特性：可用软件一次性提取/接入低速信号 4). 强大的OAM能力：容量的 5% 用于OAM 5). 组网灵活、具有自愈功能：复用段、通道保护等,1、PDH的缺点 1). 无国际统一的速率标准：两大体系(1.5M、2M)、三个 地区标准(欧洲、北美、日本) 2). 无国际统一的光接口规范 3). 上下电路成本高、结构复杂 4). 网络OAM能力差,SDH帧结构,SDH的映射结构,SDH基本概念 (二),SDH设备 . 终端复用器 TM 在线形网的端站，把PDH / SDH 支路信号复用成 SDH线路信号，或反之。,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,线路信号,STM-N,TM,SDH基本概念 (三), . 分插复用器 ADM 设在网络的中间局站，完成直接上、下电路功能。,PDH支路信号 SDH支路信号,OAM,东侧线路信号,西侧线路信号,STM-N,STM-N,ADM,SDH基本概念 (四), . 再生器 REG 设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下电路。,OAM,东侧线路信号,西侧线路信号,STM-N,STM-N,REG,SDH基本概念 (五), . 数字交叉连接设备 DXC 兼有同步复用、分插、交叉连接、网络的自动 恢复与保护等多项功能的SDH 设备。,PDH支路信号,STM-N,STM-N,SDH支路信号,DXC,SDH设备结构,1、线路接口 完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理单元的指针处理；生成 / 终结段开销等。,2、支路接口 完成上、下业务信号。 PDH：2M、34M、45M、140M； SDH：155M、622M。,3、交叉矩阵 按需求对线路信号、支路信号中的VC进行交叉连接，实现线路-线路、线路-支路、支路-支路间的交叉连接；满足上、下电路等功能。,5、通信与控制 采集设备各单元的数据；通过DCC通道传到网关； 接收网管系统的命令并执行。,4、定时电路 对内：向设备的各单元提供定时信号； 对外：外定时；提取定时；保持/自由运行方式；定时基准倒换。,6、公务 提供公务联络电话。,SDH设备的典型组网,更多的电缆/光缆 业务疏导能力弱 可靠性差,灵活的业务疏导能力 高可靠性,MADM 设计,单子架, 实现多ADM（MADM） 低成本,SDH设备完善的保护方式,一、网络级 1）通道环网保护(单向、双向) 2）复用段环网保护(专向、共享(2F/4F MSP) 3）线形保护(1+1 MSP、1:N MSP) 4）SNCP 5）共享光纤虚拟保护 6）ET-Ring 7）VP-Ring 8）RPR 二、设备级 1）电源1+1； 2）交叉1+1 3）时钟1+1 三、单板级 1）支路单元 TPS 2M、34M/45M、155M 1:n保护(单独、混合等),PP环网保护,单向通道保护环的特点： 优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最快（50ms）。 缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较小；不能传送额外业务。 环传输容量：STM-N。,2F MSP & 4F MSP,快速、可靠区段保护倒换 大容量、大颗粒业务调度 区段倒换练习：维护、测试、环回，网络故障预先定位 倒换安全性高、保护倒换时间短、业务影响小等特点,优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。 备用通道PI、P2可传送额外业务。 缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。 环传输容量：k/2STM-N (k为网络中的节点数)。,共享光纤虚拟路径保护,ADM,ADM,ADM,ADM,ADM,STM-64 MSP Ring,STM-2.5G PP Ring,光纤,VC-4/VC-12,PP,SNCP,MSP,NP,PP,SNCP,MSP,NP,分布型业务,集中型业务,共享光纤虚拟 路径保护,设备引入逻辑子系统，采用专有的共享光纤虚拟路径保护技术，可将一根物理光纤等效为多根逻辑光纤，在一根光纤中可同时支持多种保护方式，支持各种单环保护方式在同一光纤上组合，保护级别可按VC12或VC4级别设置，实现业务分类保护和复杂网络的保护。 可广泛应用于末端网、接入网的应用。 在两环相交情况下可以通过其中一个环共享另一个环的相交段的光纤，利用其剩余的容量做虚拟光路，从而节省光纤资源。,SDH to MSTP 技术发展适应网络发展潮流,宽带城域传送网发展的驱动力,其他数据接口,IP,ATM,业务,155,10G,40G,MADM,SDXC,容量,调度,体积,框式,盒式,单板,TDM,竞争驱动：竞争驱动网络发展 业务驱动：城域宽带数据业务增长，低成本，个性化服务 技术发展：标准融合、网络格局、系统容量、业务特征、集成度,业务网对传输网络的要求,组网要求： 大规模网络的组网能力 完善保护机制 具有动态提供带宽的能力、提高带宽利用率 接口要求： 能够完整传送TDM、ATM、IP的技术，目前来看唯有MSTP（多业务传送平台）。 提供各种速率、各种跨距的接口，用于组网 支持全业务（SDH/DDN/IP/ATM.）接入、处理和传送 带宽要求： 大容量接入能力，提供廉价带宽 对多种业务实现统计复用，提高带宽利用率,业务承载决定的传输技术,Why MSTP ? 以SDH技术为基础，继承SDH优点； 提供ATM统计复用和IP统计复用技术，提高带宽利用率； 适合网络初期低成本快速业务竞争。,MSTP,SDH,VP Ring,IP Ring,Why NOT SDH ? SDH的固定带宽分配，不适应数据业务面向统计复用的动态连接。,Why NOT ATM ? 支持电路型及IP业务成本高。 主要竞争ATM专线。,Why NOT IP ? QoS能力弱。 不支持TDM和ATM业务 主要竞争IP专线。,城域传送网的演进路标,TDM透传特性,带宽指配特性,多业务汇聚交换特性,运营支撑特性 多逻辑平面带宽共享,智能特性,演进,基础传送网,带宽运营网,光纤商业网,专线业务网,运营模式,主要作为窄带业务网的配套传输，提供2M/ 155M（o/e）/622M（o/e）中继业务。,支持IP/ATM业务的接入、传送、汇聚、共享。,用户的需求和技术的发展，推动网络迅速演进，传送网向运营网发展。,MSTP（I-ADM）,MSTP（B-ADM）,MSTP （Convergence-ADM）,MSTP（Access-ADM）,多业务接入特性,MSTP系统的基本功能模型,MSTP= SDHETRVPR RPR,通过VLAN实现用户隔离和流量控制。 二层交换完成带宽的统计复用，提高带宽利用率。 内嵌RPR，环网带宽范围从155M到2.5G，调整步长为155M。实现大带宽共享。 VPRING实现ATM业务的汇聚、保护，实现3G接入网等传送需求。,QoS保障 带宽静态支配，不共享,VLAN隔离，流控 带宽静态指配共享,VLAN隔离，流控 带宽交换式收敛共享,多QoS，双层保护 带宽动态公平共享,10/100M,10/100M,接入层环网,10/100M,汇聚层环网,骨干层核心调度网, POS专线 IPPPPVC4，点到点，独占VC4, TRUNK专线 IPPPPNx2M，点到多点，共享VC4, 交换式TRUNK专线 IPL2SPPPNx2M，ETR共享VC4, RPR专线 IPMAC封装L2S，RPR共享线速带宽,L2/L3 Router,IP OVER SDH 技术支持多种 IP业务,ATM OVER SDH 解决 DSLAM/3G基站接入,ADSL通过DSLAM上行，在接入层可以统计复用到1155M的带宽中； 3G业务可以采用ATM 155M的方式，实现接入、汇聚层带宽统计复用。,3G NodeB 基站上行带宽收敛,ADSL通过 DSLAM上行带宽汇聚,DWDM-解决资源问题,光纤应用区间由 C_band扩展到 C+L_band，波长间隔由100GHZ缩小到 50GHZ，单波长速率向 10Gb/s 甚至 40Gb/s 发展.,传输网络容量的扩展,应用DWDM降低中继成本、节省光纤资源,.,应用DWDM前,应用DWDM后,EDFA,EDFA,1,2,n-1,n,1,2,n-1,n,OTM,OTM,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,STM-16,EDFA 掺铒光纤放大器 DWDM 密集波分复用设备,DWDM 系统原理框图,OLA,.,OLA,理论上，一根光纤在15401565nm的带宽范围内传输容量约为4Tbit/s 利用单模光纤低损耗区的巨大带宽，将不同波长的光信号混合在一起传输 将一根光纤当作多根光纤使用,OTU,OTU,WPA,1,n,合 波 器,OTU,OTU,1,n,OTM,OLA,OTM,DWDM的原理模块图,WBA,波长转换,合波器,光放大,分波器,波长转换器（O T U）的功能是完成G.957光信号到G.692固定波长光的转换。 合波器和分波器完成G.692固定波长光信号的合波和分波。 光放大器包括BA、PA、LA。BA是功放，通过提升合波后的光信号功率，从而提升各波长的输出光功率；PA是预放，通过提升输入合波信号的光功率，从而提升各波长的接收灵敏度；lA是线放，完成对合波信号的纯光中继放大处理。 OSC（光监控信道）通常采用1310nm和1510nm，负责整个网络的监控数据传送。,分 波 器,OSC,OSC,OSC,DWDM系统的类型,优缺点比较： 尽管节约一半光纤，但容量只有一半， 且不适合于Raman放大,输入光,DWDM系统单元-OTU,DWDM系统单元 -光放大单元(EDFA),主要指标：放大波长区间、增益平坦度、噪声系数、输入功率范围、输出功率范围、通路增加/移去增益响应时间（功率稳定时间）、通路增益等。,DWDM系统单元 -光监控单元(OSC),用一个新波长传送有关WDM系统的管理和监控信息。监控信道与业务信道完全独立，互不影响。 工作波长：1510nm或1310nm。 速率：2Mb/s (不用EDFA也能超长传输) 接入和解出：在OM与BA之后接入、 在OD与PA之前解出监控信息,一、光监控信道（OSC） 用一个新波长传送有关WDM系统的管理和监控信息。监控信道与业务信道完全独立，互不影响。 工作波长：1510nm或1310nm。 速率：2Mb/s (不用EDFA也能超长传输) 接入和解出：在OM与BA之后接入、 在OD与PA之前解出监控信息 二、其他 公务：提供3路公务系统，可与SDH网络实现公务互通，全网统一编号,系统的管理与控制,波分复用技术优点,不需要新敷光纤，利用原有光纤可大规模扩容； 采用光纤放大器，长途传输中可省去大量的光电再生设备，降低了网络建设投资； 突破了色散和电子技术等“瓶颈”对高速传输容量和传输距离的限制； 网络可随时升级扩容，以满足用户及未来新业务的需要； 信号传输比特率及调制格式透明。 传输容量可达Tb/s量级，极大的提高了光纤的利用率。 全光传输或光传送网成为可能。 与IP技术相结合，将会简化网络结构。,DWDM的应用,目前大量利用主要是点对点形式和物理环。 未来将普遍使用，网络拓扑主要为环网和格形网。,目前WDM网络,SDH,Router,ATM,OADM环,发展中的WDM网络,目录,一. 传输网基本知识,1,二. 传送网的现状与发展趋势,2,2,4,光传输网络发展趋势,光网络成为核心基础网络，是未来三大通信网之一；新的技术推动新的网络运营模式 业务流量的增长主要取决于数据业务的增长，光网络的发展以优化数据的传送为主要目标，导致SDH/DWDM融合ATM/IP技术，光网络成为统一的多业务传送平台 光网络由业务传送网向服务提供网络发展：客户化、服务差异化、网络智能化的特征将日趋明显 传输业务的激增，只有DWDM才能满足业务流量增长的需求，单位比特的成本逐渐趋“0”,传输网向核心基础网演进,传输网由配套网向核心基础网演进,配套网：PSTN的配套，建设规模、网络配置受到了交换网发展的制约 基础网：承载话音、数据、多媒体、图像等多种业务，提供带宽颗粒、网络元素的出租；,SOHO,住宅用户,大型企业,可运营的核心基础传输 网,GSM/ CDMA,骨干网的变化,传送主要业务的变化,SONET/SDH,TDM Voice, Leased Line,Voice-Optimized,Multiservice Frame Relay, ATM,IP,Optical,Data-Optimized Optical Internetworking,减少电路交换投资； 增加高速数据包/信元交换投资。,支持数据传送网的结构,Improved efficiency and control,面向通道的WDM光网络和数据网络 波分复用光网络利用物理通道 数据网络利用逻辑通道 产生和分配逻辑和物理通道 管理光接口和服务,WDM Optical Network,ATM,SONET/SDH,SONET/SDH,IP,IP,IP,ATM,IP,Intelligent Layer Internetworking,IP over DWDM接口适配,利用SDH帧结构； 简化了的SDH帧结构； 千兆比以太网接口； 未来ITUU或其它组织将定义的接口。 目前采用的接口： 2.5G SDH接口； 千兆比以太网接口。,技术驱动-网络智能化,基于交换的网状网络： 低建设成本 网络平滑扩展能力 快速的端到端业务提供 快速的网络保护和恢复,软件驱动的智能网络： 光通道带宽的调度和管理 网络带宽的有效利用和扩展 根据需求的自动网络业务提供,多种网络业务融合于IP/MPLS，支持IP层QOS 光层智能， 在光层支持QOS、COS 光层增加IP业务感知能力，业务层、光层信息交互 简化设备层次，降低网络成本，支持多业务 可直接将数据中心连接到骨干网上,光业务交换技术,MPS,可运营的智能光网络,智能光网络与传统光网络的对比,技术驱动-业务节点集成化,路由器,多种设备技术融合，形成统一的多业务传输服务平台,波长业务 SDH/SONET GE/10GE Fibre Channel ,电路业务 SDH/SONET PDH 10M/FE/GE ATM POS .,SWITCH,ADM,ATM,OADM,DCS,业务节点,城域传输网现状及存在问题,城域传输网业务经营处于窄带向宽带演进的一个过渡阶段 过渡阶段面临的问题： 技术需要融合 业务处理模式的复杂化不可避免地导致多种技术的出现，包括原有的SDH，新ATM、幀中继、IP、以太网等技术，但每种技术自身固有的缺点，无法完全解决网络需求，而同时互补的优点又决定了如果有一种能够融合各种技术的新的技术方式将是解决未来城域网业务传输的最佳方式 网络需要融合 目前IP、ATM、TDM业务由不同的传送网络承载，导致重复投资、网络复杂、带宽利用率低，网络运营管理困难，融合技术的网络是网络发展的趋势 融合SDH、ATM、IP技术的MSTP平台为城域网多业务特征提供网络保证，同时为未来智能传输网络平台提供演进方案。,支持多业务传送及运营：波长、多等级电路出租，二层VPN（PVC、VLAN）业务 实现对2G、3G基站和宽带数据业务的综合传送 一纤解决DDN接入、企业高速互连、高速上网、话音中继传输等多种应用,构建城域公共传输平台,BSC/RNC,ATM/IP,2G BTS,3G Node-B,APON,Ethernet E1,LAN,Metro,Metro,Metro,Metro,Metro 6000/3000/1000,E1,ATM/IP,Ethernet,APON,PSTN/DDN,Metro,光网络的目标,发展灵活、可靠、低成本、具有开放结构的光网络,未来的光网络,OXC:光交叉连接设备,光分插连接器（OADM）,点对点WDM中间节点需要背对背光终端设备上下光信号。 光信号直接上下WDM链路提高效率和降低费用。 提供WDM组网和保护机制。 推进WDM系统的发展。 利用OADM的点对点系统。,光交叉连接器的研究,利用空分交换和SOA等技术实现光信号的交叉连接理论上可行的。 一些设备研制厂商已经研制出设备原型。 对于共同波长交叉，可以采用光学手段，