下一代光传送网及管理

1、新一代光传输网SDH/WDM PTN/OTN2011.6.1目录一、SDH/WDM简介二、下一代光传输网的特征三、PTN技术和网络四、OTN技术和网络 D igital 数 字 S S ynchronous 同 步DH H ierarchy 系 列 SDH同步数字系列本质上是一个传输系统一、SDH/WDM简介 SDH概述 11101101100100110001复用ch1ch2ch3ch4 01011001110110101010CH1CH2CH3CH4将线路用于传输的时间划分成若干个时间片TS，每个用户分得一个时间片，在其占有的时间片内，使用线路的全部带宽。既可传数字信号又可传模拟信号。高速

2、复用信道低速支路信道一、SDH/WDM简介 SDH概述 上/下话路(ADD/DROP)-电路分配 环(RING)-自愈性/生存性交叉连接(CROSS CONNECT)-容量管理 带宽管理 保护路由多样化SDH的优点（一） .同步网络. 复用过程简单 易于从复接的高速信号中提取支路信号一、SDH/WDM简介 SDH概述 SDH的优点（二） .开销比特. 实现高级网络管理故障管理 (Fault management)配置管理 (Configuration management)性能管理 (Performance management)安全管理 (Security management)计费管理 (

3、Accounting management)一、SDH/WDM简介 SDH概述 SDH比特率SDHG.707 注: 1、 SDH建议已明确将51.84Mb/s作为中小容量卫星与无线SDH系统 的数字段接口速率,但不作为SDH的级别或NNI速率,为STM-0,但 并不代表SDH的一个基本速率等级. STM-1 155 .520Mb/s STM-4 622.080Mb/s STM-16 2488.320Mb/s STM-64 9953.280Mb/s 整 数 倍一、SDH/WDM简介 SDH概述 虚容器是不是SDH 系统准备好的一个个的大小不等的盒子呢？ 可以这么说。但这种盒子只是一个逻辑上的概念

4、，并不是物理实体。 虚容器实际上是ITU-T定义的一些标准格式，原始信息首先被装载进这些虚容器，也就是变成这些标准格式，这个过程称为映射SDH的几个新概念（虚容器VC 、通道、段）虚容器（一） 一、SDH/WDM简介 SDH概述 虚容器-Virtual container-VC不同的PDH 原始信息对应于不同的VC： 低阶虚容器(单个结构）-Lower order VC 1.5Mb/s-VC-11(北美、日本） 2Mb/s-VC-12（中国、欧洲） 6.3Mb/s-VC-2 高阶虚容器（可由多个TU或TUG组成） -Higher order VC 34Mb/s或45Mb/s-VC-3 140M

5、b/s-VC-4 虚容器（二） 一、SDH/WDM简介 SDH概述 虚容器（三） 那么，虚容器里除了原始信息以外还有什么呢？我们不妨画一个图来表示VC的构成：原 始 信 息 塞入比特调整控制POH即通道开销，可见VC是与通道这个概念是紧密相连的。一、SDH/WDM简介 SDH概述 复接结构 STM-NAUGTUG-3TUG-2C-4C-3C-2C-12C-11N173713134139264kb/s44736kb/s34368kb/s6312kb/s2048kb/s1544kb/sTU-3TU-2TU-12TU-11AU-4AU-3VC-3VC-2VC-12VC-11VC-4VC-3指针处理映

6、射定位、校准复用指针调整下的同步复接一、SDH/WDM简介 SDH概述 我国的SDH基本复用结构（指针调整下的同步复接）STM-NAUGTUG-3TUG-2C-4C-3C-12b/s44736kb/s34368kb/s2048kb/sTU-3TU-12AU-4VC-3VC-12VC-4指针处理映射定位、校准复用AUGSTM-1+LPOH+TU PTR+AU PTR+RSOH MSOH+HPOH一、SDH/WDM简介 SDH概述 SDH的帧结构 SDH帧结构是一种以字节为基本单元的矩形块状帧结构，其由9行和270N 列字节组成。 帧周期为125s。帧结构中字节的传输是由

7、左到右逐行进行。 对于STM-1而言，其信息结构为9行270列的块状帧结构，传输速率：fb=927088 000=155.520Mbit/s。 从结构组成来看，整个帧结构可分成3个区域，分别是段开销区域、信息净负荷区域和管理单元指针区域。一、SDH/WDM简介 SDH概述 图12-2 STM-N帧结构一、SDH/WDM简介 SDH概述 STM-1的帧结构线路码流.(1)(2)270 bytes. . .(9) 行、列块状帧结构RSOHAU PTRMSOH1359261125us净负荷（Payload )VC-4POH2619TU Pointer1263POHPOHPOH一、SDH/WDM简介

8、SDH概述 注：1、 为国内使用保留字节， 用于具体传输媒质的特殊功能 2、未标注字节为将来国际标准确定 开销（段开销）净负荷99261STM-1A1A1A1A2A2A2J0B1E1F1D1D2D3B2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2Z1Z1Z2Z2一、SDH/WDM简介 SDH概述 A1, A2 帧定位B1BIP-8C1(J0)C1:STM 识别符J0:再生段跟踪E1公务F1用户信道D1-D3DCCrB2BIP-NX24K1, K2APS, MS-AIS, MS-RDI(FERF)D4-D12DCCmS1同步状态M1 段REI(FEBE)E2公务 Z1,

9、Z2空闲备用RSMS如果连续5帧以上找不到A1、A2图案，则进入OOF帧失步状态；如果OOF状态持续一定时间，则设备进入LOF帧丢失状态。一、SDH/WDM简介 SDH概述 应用示例 例如，一个2.048Mbit/s和一个139.264Mbit/s信号的映射复用过程如下：一、SDH/WDM简介 SDH概述 一、SDH/WDM简介 SDH概述 一、SDH/WDM简介 SDH概述 一、SDH/WDM简介 SDH概述 一、SDH/WDM简介 SDH概述 环 几种常见的网络拓朴结构具有高度的自愈性、可靠性点对点TE多点（线型）TETEADMADMTE环形REGADMADMADMADM一、SDH/WDM

10、简介 SDH概述 开放式WDM系统G.957G.692一、SDH/WDM简介 WDM 概述 一、SDH/WDM简介 WDM 概述 WDM全光网的分层结构全光网分层结构IPSDHATMIPSDHIPATMIP光 信 道 层光 复 用 层光 传 输 层光层光 接 口应用层电电 光 层 光信道层光复用段层光传输段层WDM光传送网的分层结构一、SDH/WDM简介 WDM 概述 光传送网的组成光交叉连接器(OXC)光分插复用器(OADM)光纤线路系统光放大器一、SDH/WDM简介 WDM 概述 光分插复用器(OADM：optical add/drop multiplexer) 光分插复用器结构示意图一、

11、SDH/WDM简介 WDM 概述 OADM的基本形式分波器+波长交换单元+合波器基于解复用器和光开关的OADM基于解复用器和开关阵列的OADM一、SDH/WDM简介 WDM 概述 DXC的基本概念 DXC (digital cross connect equipment)是一种具有一个或多个标准的数字端口，并可以根据控制信号对任一端口与其它端口进行连接和再连接的设备。 1:m解复用1:m解复用m:1复用m:1复用交叉连接矩阵DXC简化结构示意图一、SDH/WDM简介 WDM 概述 OXC的功能结构OXC的功能结构一、SDH/WDM简介 WDM 概述 全光网的构成一、SDH/WDM简介 WDM

12、概述 All IP转型对传送网的挑战Backbone面向All IP业务的传送网Metro对传送网的需求业务宽带化大流量业务的调度和传递流量突发性动态带宽调整接口种类减少简化承载网，提高承载效率网络智能化业务感知能力网络安全性电信级的OAM和可靠性利润最大化降低CAPEX/OPEX骨干网二、下一代光传输网的特征下一代光网络的要素网络资源网络控制网络管理业务应用构造光网络的物质基础下一代光网络基本操作手段 光网络的终极目标二、下一代光传输网的特征9/29/2022传送网络的发展趋势 纯IP承载GMPLSOTNPTNWDM(OXC) TDM(SDH)TDM 承载Packet Over Transp

13、ort(MSTP)EOSMPLSRPRIP OVER WDM(ROADM)混合业务2001-20102011-1997-2001比例IP 业务流TDM 业务流二、下一代光传输网的特征二、下一代光传输网的特征分组传输；控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离；业务提供与网络分离，提供开放接口；利用各基本的业务组成模块，提供广泛的业务和应用（包括实时、流、非实时和多媒体业务）；具有端到端QoS和透明的传输能力；通过开放接口与传统网络互通；具有通用移动性；允许用户自由地接入不同业务提供商；支持多样标识体系，并能将其解析为IP地址以用于IP网络路由；同一业务具有统一的业务特性；融合固定与移动业务；

14、业务功能独立于底层传输技术；适应所有管理要求，如应急通信、安全性和私密性等要求。新一代光传送网常见形式智能光网络ASON（Automatically Switched Optical Network）多业务传送平台MSTP（Multi-Service Transport Platform）光层组网OTN （Optical Transport Network）超长距离传输系统ULH （Ultra Long Haul）分组传送网PTN（Packet Transport Network）分组化传送 ：SDH PTN大容量传送：10G 40G 100G，SDH OTN智能化传送：ASON 二、下一代光

15、传输网的特征3GPTN OTN大客户3GSGSN/GGSNMSC/TMSCSRRNC承载用户业务业务应用与控制家庭应用e-NB3 Play实现2G、3G、LTE、 大客户、家庭用户、WLAN、Triple-Play的统一承载。业务IP化，承载网络扁平化。PTN+OTN在接入汇聚层面实现统一承载，其中PTN为基于标准化协议的广义分组传送网接入层业务分离：在业务处理终端处根据业务应用本身的不同需要进行分类，如可以划分为：语音VLAN、视频VLAN、数据VLAN等，实现不同业务的逻辑分离网络边缘：具备业务感知和控制能力IP over OTN/WDM业务全面IP化，PTN+OTN构建统一承载网，网络扁

16、平化、智能化二、下一代光传输网的特征网络体系架构网络体系架构示意图光纤/WDMASON/OTN长途骨干传送层长途骨干IP承载层开放的业务环境智能化、多业务终端多业务承载骨干承载网API业务1业务2业务3业务4城域网接入网业务和网络支撑系统提供多种接入手段传送层：大容量的智能光网络承载层：具有QoS和安全保障的高可信IP分组网业务层；智能化多业务环境纵向骨干网：IP承载网，光传送网城域网：IP承载与光传送逐步融合，城域以太网是方向接入网横向骨干网中IP承载网和光传送网独立，而在城域网（尤其是汇聚与接入层）两者呈现融合趋势二、下一代光传输网的特征新一代PTN融合传送平台IEEE1588Native

17、 IP transportMPLSG.8261L2/L3 VPNPWE3MPLS-TPEthernet switchingGMPLSNetworkPlanning ToolNMS包交换核心端到端QOS,OAM和网管多协议、多技术支持多业务支持VPLST-MPLSBFDMetro Ethernet三、PTN技术和网络PTN技术从MSTP到PTN网络管理面向连接更低的TCO生存性基于分组 增强的OAM 支持多种业务PTNSDHMPLSEthernetQoS管理多播ACL分组交换虚通路OAM保护倒换时钟层网络架构WDM光高带宽三、PTN技术和网络PTN协议栈分组传送网（PTN）分层架构三、PTN技术

18、和网络硬件 OAM & 快速保护倒换时钟同步5级 H-QoSPTNPacket Transport NetworkSDHTransport体验Packettechnology统计复用，高带宽利用率面向未来基于MPLS分组内核的架构设计，使组网和业务部署更加灵活，带宽利用更充分, 更高的扩展性。基于SDH电信机传送特性设计的PTN，使承载网从SDH到分组平滑演进风险最小化，利益最大化。强大的NMS，端到端业务部署 。PTN = 分组技术 + SDH Operation 体验三、PTN技术和网络T-MPLS与PBT：ITU-T的分组传送网的二种方案T-MPLS：在IETF的MPLS基础上发展起来，

19、该技术同样是希望将MPLS网络发展为与电路传送网SDH功能类似的分组传送网，T-MPLS使MPLS网络具有了与传统传送网相似的OAM&P、端到端的维护、性能监测和保护恢复等能力，但同时也对MPLS做了部分简化，去掉了一些与传送无关的IP处理功能PBT （Provider Backbone Transport） ：PBT是对PBB的简化和增强，关闭了传统以太网复杂的MAC地址学习、广播和生成树协议，转发信息不再靠泛洪和学习，而是通过网管/控制平面进行操作，即将以太网改造成为了面向连接、许多功能与SDH类似的分组传送网。三、PTN技术和网络多协议标志交换MPLSMPLS是由IETF制定的一种多协议

20、标签交换标准协议，它利用2.5层交换技术将第三层技术（如IP路由等）与第二层技术（如ATM、帧中继等）有机地结合起来，从而使得在同一个网络上既能提供点到点传送，也可以提供多点传送；既能提供原来以太网尽力而为的服务，又能提供具有很高QoS要求的实时交换服务。三、PTN技术和网络端到端业务的快速部署支持LSP静态配置，在网管上选择管道的源和宿节点，指定所经过的节点或策略，即可完成LSP 端到端建立。支持LSP动态配置，采用LDP、BGP、等协议。支持业务的快速配置，只需要选择创建业务的入端口和出端口，同时指定业务在承载在哪条LSP上，即可实现端到端业务的创建CE1CE2OSS/EMS静态LSP动态

21、LSPPEPEPP三、PTN技术和网络统一的网络管理采用统一网管平台UMP，实现PTN、 OTN、 SDH/MSTP、WDM统一管理。提供端到端的路径创建和管理功能，提供全面的QOS、OAM管理功能。PTNMSTPPTN EMSPTNMSTP NMSOSS标准北向接口WDM EMS EMS三、PTN技术和网络端到端QoS流量工程PTNPTNNodeBRNC1,识别用户业务，流量监管。2, 将业务优先级映射PHB表，按照PHB表进行报文队列调度。3.根据PHB表修改隧道优先级。隧道优先级映射到PHB，根据PHB表进行报文队列调度。建立网络拓扑和资源数据库，实现PW和LSP的接纳许可控制PBTPi

22、pe模型三、PTN技术和网络SR/BRAS电信级网络和设备冗余保护设备级保护功能：时钟、交换、控制处理 单板1+1热备份；电源、风扇 1+1热备份网络侧保护功能：T-MPLS（MPLS-TP） 路径保护T-MPLS（MPLS-TP） SNCP保护T-MPLS（MPLS-TP）环网保护MPLS-TE FRR保护以太网保护网络边缘侧保护功能：链路聚合（ LACP ）IMA保护 BTS/NodeBe-NBBSC/RNCAGW 全面的网络级保护、网络边缘保护、设备级保护功能 针对不同业务提供不同保护机制PTN网络三、PTN技术和网络LSP (Tunnel) 保护提供50ms的电信级保护倒换1+1/1:

23、1 Tunnel保护。50msBTS/NodeBResidentialBusinessE-NBBRASSRBSC/RNCaGW工作路径保护路径业务流向三、PTN技术和网络BSC/RNCSGSNMGWaGWMSCBTSeNBNodeBNodeBCTN 6100/6200 CTN 6300 CTN 6300 CTN 9000 CTN 6300 CTN 6100/6200 CTN 6100/6200 CTN 6100/6200 CTN 9000 E1E1/FEE1/FEGEMMET-MPLS(MPLS-TP) 环网保护配置简单，效率高，尤其是LSP数量庞大时，更体现出优势倒换时间快（50ms），安全

24、可靠，类似SDH复用段保护，避免因光纤中断引起的大量LSP保护拥塞。OAM开销小，节省带宽，设备负荷小。当LSP = 1000条时，采用LSP1+1保护，则OAM的总带宽是1000*0.2=200M; 采用环网保护，则OAM的带宽是1*0.2=0.2M。段层的多个LSP弹性保护通道LSP1+1 的OAM业务流环网保护 的OAM业务流三、PTN技术和网络PTN 产品在数据城域网及OLT上行业务的应用 PTN组网应用三、PTN技术和网络中国移动实验局建设3G Core Network2G Core NetworkMGWSGSNGGSNBSCSGSNGGSNSR/BRASUMSCMSCRNCGbE

25、Access Ring10GE 汇聚环ZXCTN 6300ZXCTN 6300ZXCTN 6100三、PTN技术和网络分组时钟多业务统一承载分组业务的分组传送绿色网络节能环保降低CAPEX降低OPEXPTN简便的网络管理统计复用传输带宽优化高精度同步定时QoS电信级保护/OAM层次化管理维护层次化服务质量端到端网络管理统一维护多业务统一承载PTN价值体现低TCO三、PTN技术和网络光传送网的演进：PDHSDH WDM OTNOTN：引入OXC（光交叉互连），在光层实现组网功能，为客户层信号提供主要在光域上进行传送，复用，选路，监控和生成性处理的功能。OTN的一个重要出发点是：在子网内全光透明，

26、在子网边界采用O/E/O技术。PDH:准同步数字体系，标准化程度不足（光接口规范，速率，帧结构，复用方式等），帧结构中缺乏管理，维护开销。SDH：同步数字体系。标准化，配置灵活，管理维护开销丰富，带宽较小WDM：带宽大，传输成本低，提供点到点的传输四、光传送网OTNOTN相对SDH的改进 OTN是作为网络技术提出的，许多SDH传送网功能和体系都可仿效，因此在包括帧结构、功能模型、网络管理、信息模型、性能要求、物理层接口、开销安排、分层结构等方面，都同SDH有相似之处，其改进有： SDH的帧频和帧周期固定为125S，不同速率等级的帧字节数不同。而OTH不同速率等级，帧字节定长，帧频帧周期不同。

27、引入了规范化的前向纠错规范FEC编码，解决透明信道时光信噪比的恶化问题， 规定了TCM监控功能，一定程度上解决了光通道跨多自治域监控的互操作问题 类似于SDH的VC通道，OTH标准化了大颗粒的光通道ODUk等级，业务调度颗粒度更大四、光传送网OTNOTN、WDM、SDH的关系四、光传送网OTNOTN（optical transport network)：基于OTH的光传送网G.709 OTNOTN继承了SDH和WDM技术的主要优势，采用了大带宽颗粒调度、多级串联连接监视（TCM）、光层组网等更多的新型功能，满足大带宽业务传送与调度需求OTN的四类设备类型：OTN OTM （支持G.709帧结构

28、的WDM）、OTH（ODUk的交叉）、ROADM、OTH+ROADM四、光传送网OTNG.709定义的OTUK帧结构四、光传送网OTNOTN设备介绍目前OTN设备主要有3种设备形态，分别为OTN终端复用设备 、OTN电交叉设备 、OTN光电混合交叉设备 。 （1） OTN终端复用设备 OTN终端复用设备即为支持OTN接口的WDM设备，这里的OTN接口包括线路接口和支路接口。 目前主流厂家的波分系统在线路侧已基本上采用了OTN结构，并均已支持符合G.709标准的OTN接口，因此都属于OTN终端复用设备。四、光传送网OTN （2）OTN电交叉设备 类似于现在的SDH交叉设备，OTN电交叉设备完成O

29、DUk级别的电路交叉功能，为OTN网络提供灵活的电路调度和保护能力。OTN电交叉设备可以独立存在，类似于SDH DXC设备，对外提供各种业务接口和OTUk接口（包括IrDI接口）。也可以与OTN终端复用功能集成在一起，同时提供光复用段和光传输段功能，支持WDM传输。四、光传送网OTN（3） OTN光电混合交叉设备 OTN电交叉设备可以与OCh交叉设备（ROADM或PXC）相结合，同时提 供 ODUk电层和OCh光层调度能力。波长级别的业务可以直接通过OCh交叉， 其他需要调度的业务经过ODUk交叉。两者配合可以优势互补，又同时规避各 自的劣势。这种大容量的调度设备就是OTN光电混合交叉设备。这种设备