传输网络技术讲义

传输网络技术讲义省网出口81核心层接入层Node

BRNCCS域CEPS域CESGSN接入PTN汇聚PTN县核心

PTN

县OTN节点县市OTN骨

干层

市核心

PTN市OTN节点ARAR省干波分

网络BRCE

城域传送网汇聚层DNS

GGSNIP专用承载网

FWCMNET省网

Iub接口业务流Iu-CS接口业务流Iu-PS接口业务流

Gi接口业务流IDC无线网

MGW核心网核心网

省网汇聚路由器

第

三

方

出

口

INTERNET互联网传输网所处位置什么是传输网络？光传送网络系统的基本组成①

光发射机

光发射机，即发端光端机，主要作用是将来自于电端机的电信号转变为光信号，并将光信号送入到光纤中传输。②

光纤光缆

光纤是光纤通信的传输介质，主要作用是将光信号由发端传送到收端。③

光接收机

光接收机，即收端光端机，其主要作用是将光纤传送过来的光信号转变为电信号，然后经进一步的处理在送到接收端的电端机去。④光中继器

光信号在光纤中传输一定距离后，由于受到光纤损耗和色散的影响，光信号的能量会衰减，波形也会产生失真，从而导致通信质量恶化。为此，在光信号传输一定距离后就要设置光中继器，其作用是对衰减了的光信号进行放大，恢复失真了的波形。

82光发射机光中继器电信号LD光接收机电信号PIN光纤光纤n1n2n1>n2包层纤芯涂覆层

套塑•光纤的构造纤芯主要采用高纯度的SiO2二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，提高纤芯的光折射率n1；包层也是高纯度的二氧化硅，也掺杂一些掺杂剂，主要是降低包层的光折射率n2；涂层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。光缆是多根光纤放在放在一个松套管内，内冲石油膏和钢丝形成的。海底光缆内还有电源线，主要为中继站的放大器等提供电源。

83

传输网基础知识——光纤光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂层三大部分组成84多模光纤：50μm单模光纤：8-

光纤

10μm缓冲层

光纤一次涂覆层

油膏一次涂覆层二次涂覆层

松套管(a)紧套光纤(b)松套光纤按光纤中传输模式数量来分

①

多模光纤

多模光纤就是可以传输多个模式的光纤。多模光纤的折射率分布可采用阶跃型和渐变型，前者称为阶跃型多模光纤，后者称为渐变型多模光纤。

②

单模光纤

单模光纤就是只能传输一种模式的光纤。单模光纤只能传输基模，不存在模式色散，具有比多模光纤大得多的带宽，故单模光纤使用大容量、长距离传输。传输网基础知识——光纤

纤芯的直径••••①

G.652光纤(常规单模光纤)②

G.653光纤(色散位移单模光纤)③

G.654光纤(1.55μm性能最佳单模光纤)④

G.655光纤(非零色散位移单模光纤)G.652光纤：在1310nm波长窗口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。••在1310nm处，色散小，衰耗大；在1550nm处，色散大，衰耗小；G.653光纤：在1550nm波长，衰耗和色散皆为最小值，可实现大容量长距离传输。因

出现四波混频效应(FWM),限制了它在WDM（波分复用）方面的应用。G.654光纤：1550nm损耗最小光纤，主要用于长再生中继距离的海底光缆。G.655光纤：克服了G.652光纤在1550nm处色散受限和G.653光纤在1550nm处出现四波

混频效应的缺陷，适用于WDM系统。WDM是波分复用系统，是一种可以提高光

纤频率带宽利用率的系统

85

传输网基础知识——光纤•

光纤的类型为了使光纤具有统一的国际标准，ITU-T制定了统一的光纤标准。86基于TDM传送技术基于包交换传送技术PDHSDHOTNASON（控制协议为GMPLS）WDMAON全光网ROADM/WSS

OBS/OPS2010下一步未来光层技术电层技术控制技术PTNMSTPL2RPR传送网的演进方向总体上说就是从TDM技术向包交换传送发展、从电层交叉技术向全光交叉技术发展、从手动控制平面往智能控制平面发展传输网基础知识——设备演进路线87利用OTN和10GEPTN下沉等手段,引入40G和100GOTN等新技术跨越式提升传送网带宽增加带宽丰富接口精细管理战略储备通过丰富的接口类型（GE/FE/E1、电口/光口等）实现基站/wlan/集客多种业务的丰富接入和承载PTN/OTN/PON中采用的QOS、Vlan、VPN等机制能对业务实现精细化的运维管理和接入承载为实现光缆的随时随地接入，做好各种业务的灵活承载，需加强管道和核心站点机房等战略资源储备512k2M16/20M50/100M2000

2005

2011单端口速率201510G40G100G2.5G2000

2005

2011

2015

每用户带宽200020112015

2005业务类型GSMEDGEGSMEDGEGSMEDGEGSM专线TD专线TDIPTVLTE基础传送网建设目标传输网基础知识——设备演进路线（需求促进）

视频流量移动业务

时间video业务64Kb8Mb度成本业务流量

MPLS波长“互联网”时代向“云”时代发展OTN组网点对点波分穿通流量使成本猛增OTN与光协调发展降低整网成本“OTN+光”向“OTN与光协调”发展

＋链路调扁平化需要“处理中心”及“宽带池”的支撑，同时，需要实现”IP+光“的协同发展，实现整网建设成本最低。

88传输网基础知识——设备演进路线（需求促进）固定接入

宽带

大客户

IPTV

……移动接入

2G

3G

WLAN

……

用户NOP/资管系统多媒体业务平台

应用智能承载云

承载泛在的接入能力，清晰的网络拓扑、快速的网络扩展能力

89传输网演进路线

OSS/BSSPDH：准同步数字传输系统；

SDH：同步数字传输系统；

MSTP：多业务传送平台DWDM：密集波分复用系统；

PTN:数据交换网络；OTN：光传送网络

SDH的主要优势：接口规范，同步复用

，运行维护管理（OAM）功能强大，互联互通兼容性好

DWDM主要优势：超大容量，对数据率“透明”按光波长复用和解复用，平滑扩容，兼容光交换

90容量增加/业务多样化DWDM

开始建设

98年SDH标准完善PDH仍为主力

90年代初实用化产品出现

1976

94年SDH逐步成为传输主力设备

80年代PDH产品开始规模使用

1966高锟提出光传输理论

99年DWDM规模建设，全光网试验MSTP

02年

21世纪OTN/PTN传输网基础知识——设备演进路线•

网络生存性

高•

强大的OAM

功能•

复用、解复

用方便，信

号损伤小•

能和其他厂

商对接统一的标

准接口标准复用

路线

组网灵活，强大的自愈能

力固定帧结构，丰富

的开销

SDH基本概念

SDH产生背景

是一整套可进行同步数字传

输、复用和交叉连接的标准

化数字信号的等级结构。

通信网传输、交换、处理大量

信息，向数字化、综合化、智

能化、个人化发展。

作为通信网的承载体传输网要

求：

宽带化——信息高速公路

规范化——世界性统一的标

准接口

91

SDH四个特点传输网基础知识——设备（SDH简介）92城域固定网络流量

洲际海缆流量移动宽带流量

骨干网络流量

随着业务应用越来越广，已从原有的单一的话音服务提供到宽带、多媒体、应用软件等等。对传送网络的带宽需求也日渐增加。

SDH劣势显现：光缆资源紧张；速率的升级缺乏灵活性；对于更高速率的时分复用设备，成本较高，并且40Gbit/s的TDM设备已经达到电子器件的速率极限。传输网基础知识——设备（DWDM简介）的巨大传输能力。WDM四个优势：1、超大容量、超长距离传输2、对数据的“透明”传输3、系统升级时能最大限度地保护已有投资4、高度的组网灵活性、经济性和可靠性

93

传输网基础知识——设备（DWDM简介）

WDM波分复用是将不同速率（波长）的光混合在一起进行传输。

举例：高速公路:光纤；巡逻车:监控信号；加油站:光中继（放大）站；灰色汽车:不同的客户侧业务；彩色汽车:不同通道（波长）内的承载业务；车道:光波长

可以将一根光纤看作是一个“多车道”的公用道路，传统的TDM系统只不过利用了这条道路的一条车道，提高比特率相当于在该车道上加快行驶速度来增加单位时间内的运输量。而使用DWDM技术，类似利用公用道路上尚未使用的车道，以获取光纤中未开发SDH网络

ATM网络Ethernet网络SDHRingMSTP

VP-RingRPRingMSTP

(Multi-Service

Transport

Platform)

多业务传送平台，MSTP是SDH网络的延伸，是现有SDH网络的前向推进；MSTP可以针对多种不同网络的业务接入与传送提供不同的解决方案，包括

PSTN、数据网、商业网、3G、DSLAM等网络。

94传输网基础知识——设备（MSTP简介）G.8251光传送网络（OTN）内抖动和漂移的控制G.8201光传送网络（OTN）误码性能参数和指标G.873.1光传送网（OTN）：线型保护G.873.2光传送网（OTN）：环型保护G.874光传送网元的管理特性G.874.1光传送网（OTN）管理信息模型95

前所未有的光传送体系新的数字传送体系数字段层光通道层

光物理段层数字通道层光通道净荷单元（OPUk）光通道数据单元（ODUk）光通道传送单元（OTUk）

光通道（Och）

光通道复用

光复用段（OMS）

光传送段（OTS）

光传送媒介构，G.874定义了设备管理，G.873定义了网络保护，G.8080定义了ASON架构。作为前所未有的光传送体系,OTN替代传统的WDM,构建真正的多波长光网络，构成端到端智能光联网．1、OTN借鉴SDH的开销思想，引入丰富的开销，使OTN真正具有OAM&P能力；2、OTN定义了OCH、OMSn、OTSn三个光层概念，其中OCH通过数字域的三个子层OPUk、ODUk、OTUk来实现；3、OTN定义了网络接口（域内、域间）；4、OTN引入了带外FEC，增强了线路的容差性；5、对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关，

IP/MPLS

Ethernet

ATM光层边界

光传送网络体系设备功能块特征

传送设备特征-描述方法和一般功能

光传送网接口（OTN）

通用成帧规程（GFP）虚级联信号的链路容量调整机制（LCAS）

光传送网络的物理层接口

用于局内系统的光接口

光传送系统的光安全规程和需求

光传送网络的架构

自动交换光网络（ASON）的架构

光传送网的层次结构

G.798

G.806

G.709

G.7041

G.7042G.959.1

G.693

G.664

G.872

G.8080网络保护设备功能

特征

结构与

映射

物理层

特征

架构

SDH设备管理

抖动和

性能

传输网基础知识——设备（OTN简介）

OTN是一系列标准的组合，G.872明确了网络的功能需求,定义了OTN网络结构，G.709则定义了接口和数据映射结96•N路波长复用系统单元包括以下功能单元：

–

光波长转换单元

(OTU)

–

交叉单元

(XCS)

–

光复用及解复用单元(OM/OD)

–

光放大单元

(OA)

–

光监控单元

(OSC)OM/OAOA/ODOSCOSCOSCOAXCSOTUOTUOTUXOTUC

OTUSOTU传输网基础知识——设备（OTN简介）97

Packettechnology

SDH

Transport

体验

L2/L3

Service提供

Future

oriented，易扩展

PTN

PacketTransport

Network

时钟同步

硬件

OAM

&

快速保护倒换

强大的NMS，端到端业务部署

。。传输网基础知识——设备（PTN简介）

•

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，高的可扩展性。

•

基于SDH维护特性设计的PTN，使移动承载网从SDH到IPbackhaul平

滑演进风险最小化，利益最大化。

PTN

=

分组技术+SDH

Operation体验

统计复用＋高性能QOS应用

WAPSGSN98专线接入PSTNBSC

PCU

BS

SMSCTDMGSM

GMSC

GPRS

GGSNCMNetWLANSVR

Web

SVR

MMS移动数据应用SMSC

GWWDM/DWDMSDH/PTN同步网预付费,

位置服务,...

智能网应用

短消息中心

BTS

BTSPON/传输网集团客户公众客户LMDS

其它PLMN

接入网

业务网HLR

交换网

NO.7运营支撑系统

OSS

传输网网络结构—网络中的位置定位

传输网对应OSI系统模型的物理层和数据链路层。传送网络是各种业务网络的承载体，传送网络直接影响和支撑其它业务网络的发展。传输网络在由线路和设备组成的庞大基础网络，承载移动和固定用户终端与业务应用层网络之间的通信业务。传输网的安全是决定用户的通信安全和客户感知的重要因素之一。

99本地传输

（PTN）宽带接入（GPON）干线网络

（OTN）LTE移动用户

GSM

固定用户CDMAUMTS传输网网络结构—网络中的位置定位

业务应用

层网络省干传送网省干传送网为跨地州之间的业务提供调度传送承载网体系结构集团公司统一定义架构

城

域

传送功能，并为IP城域网、核心

骨

干

骨

传

干

送

汇

网

聚

层

核心层负责提供核心机房间的

传

各类业务调度；汇聚层负责各

送

类业务的汇聚和疏导。

有

线

接

入

网

户专线和家庭宽带等各类业务

提供接入，主要包括PON、

PTN等系统设备，以及主干接入

光缆、分纤点、末端接入光

缆、光分路器等光缆线路设

施。构成接入层。汇聚节点是指用于单个汇聚区域业务收敛或多个汇聚环业务转接的城域骨干传送网汇聚层节点，设置在汇聚机房，主要配置10GEPTN、10G/2.5GSDH/MSTP、OTN等设备。汇聚节点和汇聚光缆构成汇聚层。核心节点是指用于核心机房之间业务调度的城域骨干传送网核心层节点，设置在核心机房，主要配置10GE

PTN、10GSDH/MSTP、OTN等设备。核心节点和核心光缆构成核心层。综合业务接入区是为满足全业务接入需求，结合自然区划和路网结构，将城市和乡镇农村划分成多个能独立完成业务汇聚的区域。传输网网络结构—分层结构GSR软交换3G交换PSTN/2G交换SDH专线数据大客户专线ESCON/FICON/FCATM交换DVB长途波分系统

NGN高效大颗粒IP业务接入:

GE

10GE

2.5GPOS

10GPOS

WDM主要用于长途传输组网，实现对SDH业务、ATM业务、SAN业务、DVB业务以及

宽带数据IP等业务综合承载和长途传送；

提供GE、10GE、2.5GPOS、10G

POS等多种业务接口，为3G业务、

NGN业务、大

颗粒数据专线以及逐渐兴起的万兆路由器业务实现强有力的支撑。

102传输网网络结构—DWDM组网应用10134M/45MDDN网C&C08E1ModemPSTNMA(ONU)V.35Router155MATM交换机iSIPP(OLT)E1BSCE1E1MSCE1SGWPSTNE1MA(ONU)V.35终端

SDH接入层（PP/MSP）

E1

SDH汇聚层（PP/MSP/SNCP）C&C08E1ATM交换机155MCATV34M/45MBTSBTSE1E1

SDH接入层业务节点有线电视台用户

传输网网络结构—SDH组网应用•

传统的SDH网络的对外业务接口一般为E1/E3/E4/STM-1，并对接入业务进

行透明传送和调度，提供良好的传输质量监控和业务保护措施。

CATV一站式购齐/端到端管理微波

MSTP/PTNOTN1588V2端到端精确时钟传送端到端

QoS

设计NNI(DS-TE)UNI(H-QOS)SDH-Like

MC-LAG

105OTNOTNOTNCPRI

over

OTNPTN

Dual

engine

of

TDM/PacketPTNLTE

ATM/ETH3G/HSPA

ETHaGWRNC

E1

BSC2G传输网网络结构—OTN+PTN组网应用103智能小专线业务基站、ONU接入宽带接入业务区综合接入POP点

城域传送网Internet

接入省二级骨干传输网移动自有2\3Gh和专线接入高QOS要求的分组接入InternetIP城域/骨干网

不同要求的用

户上网业务MSTP：SLA分层服务的大客户专线

MSTP完成核心交换网络和骨干网络到城域用户的综合业务接入，提供城域网综合业

务接入平台；

城域业务的发展出现分化，QOS要求的不同，业务流向的不同对业务的隔离、安全、

时延要求出现区分，MSTP提供SLA的业务承载方案，为不同用户不同业务类型情况下

的城域网提供解决方案；传输网网络结构—MSTP组网应用ISPR8R9GSRNMSLH

WDM

Metro

WDM

R2

SDH：提供了多种业务的传输功能：PDH、IP、Ethernet，提供丰富的保护、

管理功能；但不能满足未来骨干网节点的Tbit以上的大容量业务调度；

WDM：提高了带宽利用率，实现业务透明传输，但缺少对网络的监控管理，网

络生存能力差不能灵活调度和组网

随着网络规模的发展，网络层级较多，维护管理复杂，为了网络扁平化演进，需要将WDM功能和SDH功能合二为一，OTN的诞生解决了网络扁平化的需求，将网络变得简单，可控。

104传输网网络结构—OTN组网应用

CPN2106政府政府上网高速上网高速上网家庭智能商业大厦

企业网互连

电子商务

高速上网

IP

电话

MetropolitanArea

Network

酒店、宾馆

IP化酒店

高速上网/VOD

VPN小区、SOHO学校、医院学生宿舍上网分校互连

客户群多样化客户需要一站式解决方案

远程教育

随着Internet的高速发展，各种宽带接入和应用逐渐兴起，越来越多的新兴公司由于办公地点多元化需要进行高速互连，原有的窄带数据通信已不能满足需求，需要充分考虑GPRS、3G移动业务及数据业务的发展，满足不同用户（移动/固定）对话音、数据、专线和各种宽带多媒体业务的需求。

业务网络的接口更加丰富，如何使用传输网络将这些接口进行连接，使各个接口之间能够互相通信成为传统传输网络所要面临的最大挑战。传输网网络结构—多业务接入海量带宽

融合与演进系统架构

承载质量合理成本基于IP内核设计的系统架构超大的带宽提供能力前、后兼容的扩展能力继承传统传送网的高品质

优化的成本结构固定和移动宽带业务的风行，使网络流量以每年>30%的速度增长，而运营商获得的每比特/每公里的收入，却以10％的速度下降，问题只能通过从面向的TDM到面向的IP网络设备转型解决。传输网络需要做出相应转变应对！

107传输网网络结构—IP化108图例分插复用器分插复用/交叉连接设备终端复用器ADMTMADM/DXCADMTMTMTMTMADM/DXCTMTMADMADMADMADMADMADM/DXCADM/DXCADM/DXCADM/DXC(a)链型

TM(b)星型TM(c)树型

ADM(d)环型(e)网格型

传输网网络结构—常见拓朴类型

传输网是由传输设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网格形。109传输网实际组网：主要由环和链（链型和树型）组成。传输速率主要有155/622M，2.5G/10G，GE/10GE，目前现网已逐步使用40G/100G单波。提供的业务速率一般有2M，155M，FE，GE，2.5G等。传输网网络结构—组网案例1105G对传输网带来的冲击1115G对传输网带来的冲击1125G对传输网带来的冲击1135G对传输网带来的冲击1145G对传输网带来的冲击1155G对传输网带来的冲击PTN基站#1SQ1FQ1-

Voice-

EF

CIR

20M

PIR

20MFQ2

-Video-AF3

CIR

20M

PIR

50MPTN

10GE基站#2SQ2CIR

27MPIR

213M端口OLT

SQ3

FQ1

-Voice-

EF

CIR

100M

PIR

100MCIR

1G

PIR:2.5GLSP

2总结：1、配置CIR，无法抢占。LSP

1GE接口1GE接口3

GE接口2

PTN当LSP1设置为CIR=PIR=1G时，LSP2的CIR受接口3容量限制只能设为0，但是PIR可以设为1G。现假设LSP2

一直有1G的流量，则有下面结果：1.

如果LSP1

没有流量，LSP2

的1G流量可以无