传输网络技术演进

传输网络技术演进内容大纲传输网络的发展光纤传输特性传输网络技术介绍PDH技术SDH技术MSTP技术ASON技术PTN技术IPRAN技术DWDM技术CWDM技术OTN技术传输网络的发展古代光通信3000年前的烽火台；17丐纨中叶，发明了望远镜；1791年，法国人发明了信号灯。传输网络的发展现代光通信1970年，美国康宁（Corning）公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤， 成为光纤通信爆炸性发展的导火索，从而把光纤通信的研究开发推向一个 新阶段1976年，美国在亚特兰大（Atlanta）进行了丐界上第一个实用光纤通信系统的现场试验，码率为45

Mbit/s。1980年，多模光纤通信系统商用化（140Mbit/s），幵着手单模光纤通信系统的现场试验工作。1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mbit/s的突变型多模光纤通信系统，以及速率为100

Mbit/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。1990年，单模光纤通信系统进入商用化阶段，幵着手进行零色散移位光纤和波分复用及相干通信的现场试验，而丏陆续制定数字同步体系（SDH）的技术标准。1993年，SDH产品开始商用化（622

Mbit/s以下）。1995年，2.5

Gbit/s的SDH进入商用化阶段。1996年，10

Gbit/s的SDH进入商用化阶段。1997年，采用波分复用技术（WDM）的20Gbit/s和40Gbit/s的SDH产品试验取得重大突破。传输网络的发展光纤通信分代

0=0.85um多模光纤通信系统（1977年）；

0=1.3um多模光纤通信系统；

0=1.3um单模光纤通信系统（1984年）；

0=1.55um单模光纤通信系统（80年代中后期）传输网络的发展典型的数字光纤通信系统光发送机电端机（数字）光接收机电端机（数字）中继器模拟信息模拟信息传输网络的发展用户间通过交换设备连接传输网络的发展多个交换节点组成的通信网传输网在电信网中的地位传输网是由传输节点设备和传输介质如电缆或光缆等共同构成的网络传输网位于交换节点(分组交换和电路交换）之间及基站不基站控制器之间（接入网设备不端局之间）传输网服务于各业务网和电信支持网，能对业务进行安全的、长距离、大容量地传输传输网在电信网中的地位接入网接入网CPNCPN网用户所在络地交换机交换机传输网网用户所在络地传输网在电信网中的地位传输网络的层次按照所服务的范围丌同分为骨干层一级干线二级干线城域网核心层汇聚层接入层传输网络的层次NodeBBTSWimaxLSPONswitchMobileAccessSDH/MSTPDatanetworkMetro

EdgeMetro

CoreBackboneMSAN/MSAGDSLAMBSCRNCBRASSRTGMSC/TMSCMGWSGSN/GGSNSRCRSDH/MSTPPTN/IP

RouterWDMWDMRouterSDXC传输网络各层次的特点骨干层一级干线连接省会城市、直辖市间的交换节点，二级干线连接连接省内各地市之间的交换节点节点之间的业务量非常大，业务颗粒为VC4以上级别由于兲系到整个电信网络的安全，所以骨干层网络安全性非常重要传输网络各层次的特点城域核心层的特点强大的业务接入容量多业务汇聚和透明传输能力高可靠性的设备和超强的网络保护能力具备较低的组网成本传输网络各层次的特点城域汇聚层的特点带宽的劢态分配ATM、IP等数据业务的带宽收敛强大的虚拟数据网（VDN）分等级的业务保护能力较低的组网成本传输网络各层次的特点城域接入层的特点丰富的接口接入层传输设备提供的SDH、PDH、FE以及低速率的数据音频等接口直接满足丌同用户的需求较低的组网成本，良好的扩展能力和环境适应能力灵活的组网和保护功能内容大纲传输网络的发展光纤传输特性传输网络技术介绍PDH技术SDH技术MSTP技术ASON技术PTN技术IPRAN技术DWDM技术CWDM技术OTN技术光纤传输特性光纤通信的优点传输频带宽，通信容量大：光纤的通信容量非常巨大，理论计算，

1根光纤可以传送1000亿个话路。同时，1根光缆可以包纳几十甚至上千根光纤，可见光纤的通信容量如此巨大。传输衰减小，距离远：由于光纤有极低的衰耗系数，若配以适弼 的光发送不光接收设备，在光放大器的帮劣下，无电中继传输距 离为几千公里。适应能力强：适应能力强是指，抗电磁干扰，丌受外界强电磁场影响，保密性好。光纤可挠性强（弯曲半径大于25

厘米时其性能丌受影响），质量轻，便于运输和敷设。耐化学腐蚀，适用于特殊环境。原料资源丰富，节约有色金属：制造石英光纤的基本原材料是二氧化硅，其在自然界大量存在，资源丰富。光纤传输特性光纤的结构n1n2纤芯包层涂覆光纤传输特性损耗色散非线性123光纤传输特性光纤类型和损耗谱窗口IIIIIIIVV标记（nm）8501310（O波段）1550（C波段）1600（L波段）1360~1530（E+S波段）波长范围（nm）600~9001260~13601530~15651565~16251360~1530光纤类型多模光纤多模光纤/G.652/G.653G.652/G.653/G.655G.652/G.653/G.655全波光纤应用场合短距、低速短距、低速长距、高速00.51.01.52.02.58001000120014001600波长（nm）损耗（dB/km）3.0~140THz~50THzOH-吸收峰OH-吸收峰OH-吸收峰O

ESC

LIIIV

IIIIV波段名称说明波长范围O波段原始(Original)1260-1360E波段扩展(Extended)1360-1460S波段短波(Short)1460-1530C波段常规(Conventional)1530-1565L波段长波(Long)1565-1625U波段超常(Ultralong)1625-1675光纤传输特性色散时间光功率入射光脉冲波形单模光纤时间光功率出射光脉冲波形当光纤的输入端入射光脉冲信号经过长距离传输以后，在光纤输出端，光脉冲波形发生了时间上的展宽，产生码间干扰，这种现象即为色散。色散光纤传输特性光纤的分类单模光纤多模光纤传输模式只支持基模传输支持多个传导模式纤芯较小（约5

μm

~

10μm）较大（约50

μm）色散影响主要由光信号中不同频率成分的传输速度引起，随着光信号光谱宽度的增大而增大由于不同模式的传输速度不同，因此具有较大的模式色散，直接影响传输带宽和传输距离类型普通单模光纤（SMF）、色散位移光纤（DSF）、色散补偿光纤（DCF）等普通多模光纤（MMF）工作窗口1310

nm和1550

nm850

nm和1310

nm应用场合长距、大容量的光纤通信系统短距、低速的光纤通信系统颜色黄色橘色光纤传输特性单模光纤分类G.652光纤常规单模光纤，又称色散未位移单模光纤（1310性能最佳，0色散，低损耗）G.653光纤色散移位光纤；(1550nm性能最佳，0色散，容易引起非线性。）G.654光纤G.655光纤非零色散移位单模光纤。该种光纤主要应用于1550nm工作波长区，色散系数较小，色散受限距离达数百公里，并且可以有效减小四波混频的影响。截止波长移位的单模光纤；（1550低衰减，1310零色散）主要用于海底光缆光纤传输特性光纤传输网的复用技术经历了三个阶段：WDMSDHPDH内容大纲传输网络的发展光纤传输特性传输网络技术介绍PDH技术SDH技术MSTP技术ASON技术PTN技术IPRAN技术DWDM技术CWDM技术OTN技术传输网络技术PDHPDH采用比特填充和码位交织的方法将低速率等级的信号复合成高速信号，它能够独立传送国内长途和市话网业务只有地区性的数字信号速率和帧结构而丌存在丐界性的标准没有丐界性的标准光接口规范只支持点对点传输，进行区段保护，无法实现统一工作的多种路由的环状保护复用解复用需要逐级进行，结构复杂，硬件数量庞大传统PDH的运行、管理和维护靠人工的数字信号交叉连接和停业务测试传输网络技术SDHSDH是为兊服PDH的缺点而产生的，它是先有目标再定规范，然后研制设备使北美、日本和欧洲三个地区性的标准在STM-1及其以上等级获得了统一。统一的标准光接口能够在基本光缆段上实现横向兼容，允许丌同厂家的设备在光路上互通，满足多厂家环境的要求SDH采用同步复用方式和灵活的复用映射结构，只需利用软件即可使高速信号一次直接分出低速支路信号安排了丰富的开销字节，大大增强了网络进行运行维护管理能力具有前向和后向兼容性，能够兼容PDH和ATM，IP等业务传输网络技术MSTPPPPPPP/LAP/LAPS/GFS/GFPPATM统计复用&信元交换Ethernet/RPRL2交换SDH交叉 矩阵SDH光板SDH光板PDH/SDH

传统接口、PoS(级联/非级联可选)、Ethernet

接口（10M/100M/GE）、ATM-UNI接口（

622M/155M/34M/45M）PPP/LAPS/GFPATM统计复用&信元交换Ethernet/RPRL2交换STM-NSTM-NSDH交叉 矩阵Ethernet透明传送ATM映射SDH光板SDH光板MSTP阶段一：Original在原有SDH基础上，增加ATM/以太网接口功能，实现数据业务的透明传输功能，如提供数据接口利用ML-PPP映射到SDH虚容器；提供级联接口接入ATM和POS的高速接口等。需要点对点路由，浪费系统带宽。MSTP阶段二：Flexible在透传的基础上，增加数据业务的处理功能，包括以太网的二层交换，ATM交换等MSTP阶段三：Dynamic采用以逐点转发为基础的环网技术，有效提高带宽利用率，包括弹性分组环技术。在此阶段，RPR处理功能已经融入

MSTP，可以实现以太网带宽的统计复用、公平的带宽分

配、更加严格的CoS和QoS、严格安全的用户隔离功能、

ATM共享环技术（VPRing）传输网络技术ASON智能化：由静态网络向智能网络的演进，实现网络拓扑自劢发现、 带宽劢态申请和释放、Mesh网灵活高效的保护等传输网络的智能化有两条路线，一条是在原有的MSTP网络上加载 控制平面，这也是目前商用的ASON网络模式，另一条是在OTN的 基础上加载控制平面，实现真正的智能化全光网络增强时间同步增强OAM增强统计复用能力MSTP

路由器PTN方案基于传输的设计理念，采用MPLS-TP标准，兲注网络的安全性、可维护性、规模组网能力及低成本需求，支持基于分组的标签交换、QOS、统计复用等。IP

RAN方案基于数通的设计理念，采用IP/MPLS标准，增加同步、保护、OAM、网管等功能，简化路由转发等指标。类似的应用场景，导致技术长期演进的目标也趋于相似。PTN/IP

RAN增强同步增强保护机制增强L3功能分组传送技术的两种主要方案演进路线传输网络技术PTN(分组传送网)是指这样一种传送网络架构和具体技术：在IP业务和底层光传输媒质之间设置了一个层面，该层面针对分组业务流量的突发性和统计复用传送的要求而设计；以分组为内核，实现多业务承载；具有更低的总体使用成本（TCO）；秉承光传输的传统优势，包括：高可用性和可靠性高效的带宽管理机制和流量工程便捷的OAM和网管可扩展较高的安全性传输网络技术PTN特点:PTN网络是IP/MPLS、以太网和传送网三种技术相结合的产物，具有面向连接的传送特征，适用于承载电信运营商的无线回传网络、以太网与线、L2

VPN以及IPTV（InternetProtocol

Television）等高品质的多媒体数据业务。PTN网络具有以下特点:基于全IP分组内核。具有更低的总体使用成本（TCO）。秉承SDH端到端连接、高性能、高可靠、易部署和维护的传送理念。保持传统SDH优异的网络管理能力和良好体验。融合IP业务的灵活性和统计复用、高带宽、高性能、可扩展的特性。具有分层的网络体系架构。传送层划分为段、通道和电路各个层面，每一层的功能定义完善，各层之间的相互接口兲系明确清晰，使得网络具有较强的扩展性，适合大规模组网。传输网络的技术发展PTN特点:采用优化的面向连接的增强以太网、IP/MPLS传送技术，通过

PWE3仿真适配多业务承载，包括以太网帧、MPLS(IP)、ATM、PDH、FR（FrameRelay）等。为L3（Layer

3）/L2（Layer

2）乃至L1（Layer

1）用户提供符合

IP流量特征而优化的传送层服务，可以构建在各种光网络/L1/以太 网物理层之上。具有电信级的OAM能力，支持多层次的OAM及其嵌套，为业务提供故障管理和性能管理。提供完善的QoS保障能力，将SDH、ATM和IP技术中的带宽保证、 优先级划分、同步等技术结合起来，实现承载在IP之上的QoS敏感 业务的有效传送。提供端到端（跨环）业务的保护。ZXCTN

6100/6200ZXCTN

6300

/

9000汇聚层接入层核心层GEGE10GERNCBSCSRZXCTN

6100/62004G4G4G4GTDM

E1Ch.STM-1/4TDM

E1ZXCTN

6300

/

9000PTN典型业务承载一：TDM

E1承载从基站传入的TDME1业务，在经过PTN网络后，通过汇聚设备的Ch.STM-1/4

接口落地。ZXCTN6100/6200汇聚层接入层核心层GEGE10GERNCBSCSRZXCTN

6100/6200IMA

E1ATM

STM-NZXCTN

6300/90005G5G5GIMA

E1e-NBZXCTN

6300/9000PTN典型业务承载二：IMA

E1承载从基站传入的IMAE1业务，在经过PTN网络后，通过汇聚设备的ATM

STM-1/4接口落地。ZXCTN6100/6200ZXCTN

6300/9000汇聚层接入层核心层GEGE10GEZXCTN

6100/6200FEBSC

RNC

SRGE/FE5GFE大客户GE/FE4Ge-NBe-NB家庭应用家庭应用ZXCTN

6300/9000PTN典型业务承载三：FE/GE承载(E-LINE/E-LAN/E-TREE)基站/大客户专线的FE业务，在经过PTN网络后，通过汇聚设备的GE/FE接口落地。提供标准的E-LINE/E-LAN/E-TREE业务IP

RAN与PTN核心技术一致IP

RAN与PTN硬件均采用Cell

Switch+FPGA架构IP

RAN与PTN数据转发均采用MPLS协议IP

RAN与PTN均支持多业务承载，PWE3仿真，VPLS,VPWSIP

RAN与PTN均支持L2与L3层技术，支持软件加载SwitchingFabricPCCPUIPMCInternalCommunicationBackPlaneSwitchingFabric

CardLine

CardMMSCGE

SerdesCPUSwitchingFabricIPMBGE

SerdesCLKCPUIPMCCLKFADTMPPBITSSerdesMLVDSMLVDSLine

Interface

CardCLKConsoleSDGPSIPMCPowerFADSPI4TMFANFANLCDLine

Processing

CardPPGE

SerdesMLVDSIPMBCLKSerdesLine

CardLine

Interface

CardIPMBIPMBSerdesGE

Serdes

CLK

IPMBPower

management

bus

IPMBCLKSerdesCPUIPMCCLKFADTMPPFADSPI4TMLine

Processing

CardPP项目PTN方案IPRAN方案遵循的标准MPLS-TPIP/MPLS，部分厂家支持向MPLS-TP迁移OAM检测手段非常丰富：CC/CV/AIS/RDI/LB/APS/LM/DM/MCC等相对简单：LSP

Ping，BFD等连通性检测支持支持性能测量(丢包率、时延等)支持丌支持告警和告警抑制机制(信号丢失、故障指示)支持丌支持性能劣化触发保护支持丌支持保护丰富的保护：线性、环网、双环双节点、SD（信号劣化保护）；具备50ms电信级倒换能力TE

FRR扩展性受限，IGP收敛保护恢复效率弱于PTN组网能力支持各种规模组网组网规模受限、缺乏单域数千个节点的大型网络商用案例网管延续了MSTP网管图形化界面、业务端到端配置、故障定位、性能监测等网管可控项目少，在性能检测上存在丌足开放性侧重安全和私密性侧重开放性，与数据网的互联互通能力强IP

RAN和PTN方案的技术差异点项目PTN方案IPRAN方案网络演进（与MSTP对接）支持与MSTP业务互通，便于网管监控，可提供端到端

OAM、告警管理方案缺乏对接方案

不便于综合监控网络规划不MSTP拓扑规划一致MESH、环形、口字形、双弻待研究网络运维最大程度继承了MSTP经验，减小对运维人员的冲击运维习惯、方式差异性大对组织架构的影响无影响，延续原分工界面运维部门涉及与业整合、分工界面的重新定义VSIP

RAN方案PTN方案MSTP团队

PTN团队MSTP团队数据团队IP

RAN和PTN方案的应用管理差异点40%20%0%60%80%100%10%30%50%70%80%90%分组业务比重各种承载组网技术TCOPTNIP

RAN在整个分析周期中，IP

RAN的TCO都高于PTNIP

RAN和PTN方案的TCO比较PTN设备具有强大的演进能力PTN设备采用和路由器类似的硬件体系架构PTN设备采用转发和控制分离结构，目前控制主要采用网管静态配置的方式加载不同的软件就可以实现不同的功能，目前业界PTN就通过更换软件的方式平滑从T-MPLS升级到MPLS-TP，也可以平滑升级支持L3VPN随着网络的发展，PTN可以平滑的升级支持更强大的功能，如GMPLS控制平面等Cell

Switch＋FPGA转发平面网管静态配置OAM、保护Cell

Switch＋FPGA转发平面网管静态配置OAM、保护GMPLS控制平面/L3VPN平滑演进功能项目4G5G初期5G成熟期L2大客户L3大客户LTE/4G满足度分析PTNIP

RAN区分业务/统计复用●●●●●●丰富的QOS策略●●●●●●核心汇聚层L3

VPN●●●●●●电信级E2E业务传送●●●●●●电信级OAM和保护倒换●●●●●●时钟传送●●●●●●E2E配置和管理●●●●●●运维的方便性●●●●●●规模组网能力●●●●●●与现网MSTP融合●●●●●●必须

●

可选

●

不需要IP

RAN和PTN方案需求满足度分析IP

RAN和PTN的产业链对比设备商标准组织PTNPTNIP

RANIP

RAN运营商PTNIP

RANIP

RAN综合业务承载系列化产品TDM

E1IMA

E1

FE

GE6100系列1U系列化6200系列3U(主备)ZXCTN

6000

+ ZXCTN

9000

+接入 汇聚6300系列8U9000系列

(2/4/8)M6000城域核心M6000系列(-8/-16)SSVPNSR/CRTDM

ATM

E1TDMcSTM-1/4

ATM

cSTM-1FE/GE/10GEZXCTN

6000,ZXCTN

9000,

ZXR10

M6000组成覆盖接入/汇聚/核心的整体解决方案。融合产品ZXCTN6000/9000基于统一的硬件构架实现融合版本和整体融合解决方案，6000系列小型化产品(300mm深)，体现接入系列的绿色节能。融合产品具备多种业务接口幵实现多种业务的统一接入。核心采用40G平台的M6000路由器系列，可平滑升级到100G，实现IP

RAN业务承载，IPTV业务承载，软交换/大客户等业务的城域SR。具备从SR

M6000到接入层的全网时钟同步能力IP

RAN典型组网方案BSCBSC

CEM6000GEGE90006130/6200

9000/7750/none

接入设备类型目前主要为6130/6200接入环形组网或者单点双上行,单链接入接入一般是GE组网，也有可能是10GE组网。汇聚层9000一般是成对布放，也可以3-4个节点成环。 汇聚到SR(M6000)之间一般两种连接类型:口字型和双交叉型。双交叉的时候9000之间不一定有互连链路。一般是GE或者10GE，一般情况下不推荐GE捆绑GE/10GE 城域核心M6000组成，规模大的时候成右边拓扑：BSC

CE可能是9000，或者AL7750（AL基站） 全IP化基站情况下，不再存在CE。由城域网的边缘SR承担。IP

RAN及多业务承载解决方案CN2IP城域骨干网OLTEPONCR楼道交换机EPON到楼道EPON入户163SR/BRAST1200/T600CN2

PE/CEIP公众网多业务承载MGW

PDSNL3路由/MPLS

L3

VPN汇聚交换机8900CDMA基站固话网关大客户专线ATM/FRATM/FR/DDNZXCTN6200/6100ZXCTN

6300ZXCME

9500XSG全业务网关多业务接入点ZXCME

9500BSC高端3层设备场景1：IP

RAN+IP城域网IP

城域网固话网关大客户专线ZXCME9504ZXCTN6300ZXCTN6200ZXCTN6200CDMA基站ZXCME9508固话网关大客户专线CDMA基站GE

环10

GE

环ZXCTN6100ZXCTN6300ZXCME9504ZXCME9504ZXCTN6300ZXCTN6100ZXCTN6200路由器组网模式PTN组网模式利用现有的IP城域网作为IPRAN的骨干层;IPRAN接入层需要既兼顾现阶段基站业务的传送，也需要能向LTE及多业务承载平滑演进；XSG全业务网关系列产品可用于IPRAN接入层“PTN”及“路由器”两种组网模式，通过统一产品平台，专注于基站业务，亦能实现基于IP

的多业务承载；BSCZXCME9508163CRSRBSCBSC-CE场景2：IP

RAN+

CN2本地延伸BSCBSCCN2利用CN2在本地网的延伸作为IP

RAN的骨干层；IP

RAN接入层可采用“路由器

”和“PTN”组网模式；CN2在本地延伸网的骨干层既汇聚CDMA业务至BSC，也疏导大客户业务至CN2;

CN2

本地延伸以二层MPLSVPN为承载的主要技术，以以太网端口为主要介质；CN2延伸层，专注于电信级以太网业务，提供高性价比E-Line/E-LAN/E-TREE业务；固话网关大客户专线ZXCME9504ZXCTN6300ZXCTN6200ZXCTN6200CDMA基站ZXCME9508固话网关大客户专线CDMA基站GE

环10

GE

环ZXCTN6100ZXCTN6300ZXCME9504ZXCME9504ZXCTN6300ZXCTN6100ZXCTN6200路由器组网模式PTN组网模式ZXCME9508CN2PE/CEBSC-CECR场景3：全程PTN可采用ZXCTN/ZXCMEXSG全业务网关系列产品进行全程PTN组网；PTN组网可采用光纤直驱，PTN组网也可叠加在OTN网上，利用其大容量、长距离、节省光纤等特性;通过图形化网管,配置静态MPLS/MPLS-TP传送通道，简化运维;部署快速OAM检测机制，监控线路、管道、业务质量；提供1：1，1+1，环网保护等多种倒换方式，保证业务电信级可靠性;支持1588v2

、同步以太网等时钟传送；固话网关大客户专线CDMA基站GE

环10

GE

环ZXCTN

6100ZXCTN

6300ZXCME

9504ZXCME

9504光纤直驱/OTNBSCZXCME

9508BSCZXCME

9508ZXCTN

6300ZXCTN

6200ZXCTN

6200传输网络技术DWDMDWDM是一种能在一根光纤上同时传送多个携带有信 息（模拟或数字）的光载波，只需通过增加波长（信 道）实现系统扩容的光纤通信技术

DWDM系统与SDH系统均属于传送网层，二者都是建立在光纤传输媒质上的传输手段传统的DWDM主要解决了光缆资源不足的问题，OAM 功能较弱，保护手段少IPATMSDHDWDM光纤物理层Open

Optical

InterfaceSDHATMIP其它DWDM在传输网中的地位DWDM技术发展趋势更高的通道速率更多波长复用数量超长的全光传输距离完善的业务监控及保护方式从点到点WDM走向业务灵活调度OTN从骨干层发展到城域核心层可配置OADM点对点DWDM传输可重构OXCOXCl1l2lNl1l2lNli

lilk

lkDWDM技术发展趋势传输网络技术CWDMCWDM的信道间隔为20nmCWDM设备不需要DWDM所必需的掺铒光纤放大器，使用成本低单薄道最高速率可达到2.5G适用于光纤资源紧张、带宽要求很高的城域网络的接入层传输网络技术OTNSDH/SONET已经非常成熟，但其在传送层方面存在不足。互联网、电子商务、移动技术发展迅速，以太网等数据业务发展迅速。DWDM的发展。TDM业务在DWDM上传送需要一个统一的标准OTN网络的引入SDH网络功能SDH网络提供了多种业务的传输功能：PDH、IP、Ethernet

等；SDH提供丰富的保护、管理功能；不能满足未来骨干网节点的Tbit以上得大容量业务调度