传输系统基础知识-SPN

传输系统基础知识-SPN技术原理技术背景SR关键技术应用场景技术背景–5G灵活连接带来的思考RRUCloudBBCUDUDCIeCPRIF1XnX2X2CNS1DRAN场景基于承载网的跨站协同CRAN场景基于CloudBB的协同5G无线云化带来灵活连接的诉求现有技术应对灵活连接各有不足LDP&IGP不同步会导致流量黑洞握手机制加大开销LDP创建灵活连接，但路径不可控，且有流量黑洞RSVP规划路径，但配置复杂，且灵活性差FullMesh维护tunnel状态数：N2RSVP-TE配置复杂100%保护技术背景–SR，设备与控制器深度配合，带来全新体验不维护中间状态全局算路无黑洞首节点一次获取路径标签无需握手机制，减少开销P节点不维护路径状态无流量黑洞Ti-FRR理论100%全保护ABCEDPCEP/NetConfIGP/BGP-LSIGPIGP/BGP-LSIGP/BGP-LS控制器下发路径标签IGP/BGP-LS收集网路TOPO控制器SR（SegmentRouting）是基于控制器强大的计算能力，实现路径控制及转发的新一代隧道技术。技术原理技术背景SR关键技术应用场景SegmentRouting(SR)的概念由Cisco联合部分运营商在2013年3月份通过IETF向业界推介：IETF86（2013年3月）：Juniper率先提交了IGP分配标签的草案。Cisco联合多方紧急推出SegmentRouting的草案。IETF87（2013年7月）：Cisco联合多家运营商、Juniper等基于SegmentRouting成立了STATUS工作组，后更名为SRPING（SourcePacketRoutinginNetworking）工作组。MPLS/SDNSummit（2014年3月）：DavidWard（Cisco

CTO）宣讲了MPLSSDN解决方案，SegmentRouting成为其重要组成部分。IETF100（2017年11月）：在会议上提出PathSR议案，对SROAM进行扩展。SR的提出和SDN大背景有关系，通过简化控制面和数据面，差异化竞争，改变游戏规则。PCECC：PCE-central-controlforSR-TE，PCECC方案采用控制器分配SR（SegmentRouting）标签的方式，进行链路SR标签的分配CISCO75%以上的草案都已经实现。目前仍然非常活跃；华为前期的策略是主推PCECC的方案，更加彻底，都由控制器进行整网的控制。技术原理–SR(SegmentRouting)标准进展技术原理–SR(SegmentRouting)基本模型ABCEDPCEP/NetConfIGP/BGP-LSIGPIGP/BGP-LSIGP/BGP-LS控制器下发路径标签IGP/BGP-LS收集网路TOPOSR简化组网模型控制器控制器收集计算下发收集网络拓扑和各个节点和邻接体的label基于全局进行路径计算下发SR标签栈给首节点设备配标签扩散转发配置节点和邻居体label并以此生成转发表项扩散标签信息接收控制器下发的标签栈信息并进行报文封装和转发托管创建SRtunnel，并上报给控制器托管技术原理--SR基本模型下两种转发方式SR-BE，最短路径转发SR-TE，带流量工程规划路径转发到某个节点的最短路径；如果存在多条，则进行负载分担(ECMP)。依据规划用户指定或者根据带宽、时延等约束计算或者无任何约束100110041007data1007datadata100310021004100510061007ABDEFCdataABDEFC节点前缀标签=65FECFPush65Swap6565dataPop6565datadata

100110041007data途径点均知道终到点每一站均维护到终点的最短路径转发表转发标识即节点ID:Sid途径点只知道下一步走哪条路，如1001为路径标签不知道终点是哪里，每站维护邻居转发表转发标识为邻接ID:AdjSid，即1001,1002…技术原理--两种转发路径下的基础概念域1--沈阳铁路局域2--武汉铁路局域3--广州铁路局站名1站名2站名3站名4SR基础概念：PrefixSID：前缀标签，域内唯一。如：站名1、站名2…SID通过IGP在整个域内进行扩散，最终域内每个节点形成特定的IngressLSP以及TransitLSP站名1站名2站名3站名4站名1站名2站名3站名4AdjSID：

邻接链路标签，本地有效。如：站名1

站名2的链路，站2

站3的链路…SegmentList：SID或者AdjSID的列表，标识一条完整的路径栈。该列表的最大深度决定了路径转发的最大跳数。当栈深度不够时，需要采用标签粘连。SRGB（segmentroutingglobalblock）：预留的本地标签集合，全局有效，在SR域内所有节点上使用相同的SRGB。如站1分配SRGB为[1000，2000]，SRGB的范围决定了域内范围的节点最大数量。管控范围[10000]管控范围[10000]粘连标签：似于普通MPLS转发中的入标签交换的概念，唯一对应一个本地标签或标签栈。标签栈深度不足，通过粘连标签继续转发。管控范围[10000]SR-BE的OAM基于IGPBFD/ping等,SR-TE的OAM与MPLSOAM无差异。技术原理—SR的隧道重路由控制器下发路径标签IGP/BGP-LS收集网路TOPOABCEDPCEP/NetConfIGP/BGP-LSIGP控制器1231通过OAM发现链路或网元故障2通过IGP/BGP-LS上报给控制器3控制器重新计算路径并通过PCEP下发给首节点Ti-FRR适用于SR-BE，SR-TE下的保护配置与MPLS-TE保护基本相同。技术原理—SR的Ti-FRR保护控制器下发路径标签IGP/BGP-LS收集网路TOPOABCED控制器F1隧道生成时自动生成最优路径和保护路径，域内有效2故障时，将业务倒换到保护路径3路由收敛，隧道源节点重新算路，将隧道切换到最优路径快速收敛用收敛后的路径作为备份路径，无中间态无流量黑洞，100%保护技术原理-再次扩展SR-TE，SR-TP实现端到端SR隧道管控100110041007data1007datadata100310021004100510061007ABDEFC100110041007data100610061007data1007data宿节点难以区分不同源节点的业务？？A?D?增加一层源点标签，实现隧道端到端10011007SR-TPAdataSR-TPAdata100310021004100510061007ABDEFC100110041007SR-TPAdata100610061007SR-TPDdataSR-TPDdata10041007SR-TPAdata1007SR-TPDdataSR-TP在SR-TE基础上增加一层源点标签，域内有效，实现隧道端到端管理技术原理-SR-TPOAMSR-TPOAM支持功能：CC、CV、LB、LM、DMSR-TPOAM遵循MPLS-TPOAM标准，基于PathSegment提供OAM能力，通过SR-TPOAM提供端到端的隧道连通性故障检测和网络性能监控能力。技术原理-SR-TPAPSSR-TPAPS支持功能：故障倒换、手工倒换、练习倒换SR-TP隧道支持1:1APS保护能力。SR-TP隧道通过SR-TPOAM检测隧道连通性，当工作隧道OAM检测到故障时倒换到保护隧道，完成中间节点、链路的故障保护。技术原理技术背景SR关键技术应用场景应用场景–SR-TP面向无连接，eX2/X2调度自动规划协调流量与基站相邻位置相关,承载网无法提前规划路径SR-TP面向非连接隧道，自动规划路径FullMeshSR-BE隧道FullMeshSR-BE隧道FullMeshSR-BE隧道IGP1IGP2IGP3基站间协同流量流向不定，路径难规划自动规划协同通道，无需感知协同站点SR-BETi-LFA保护，任意节点、链路故障可保护应用场景–SR-TP面向连接，S1业务可管可控MCEMCE骨干汇聚/本地DC边缘DC核心/中心DCMCES1流量流向固定，是业务质量的直接载体SR-TP源头一次创建隧道，业务质量可控可管MCEL0L1L2L3L3L2L1L0SR-TPTnldataL3L2L1SR-TPTnldataL3L2SR-TPTnldataL3SR-TPTnldataSR-TPTnldata

启动tunnelOAM及业务OAM，端到端管理隧道和业务应用场景–现网SR-TP下域的划分及业务部署建议

域1

域2

域4

域5接入节点与核心节点、接入汇聚与核心汇聚节点部署SR-TP隧道，并部署L3VPN业务承载S1业务核心点、核心调度、骨干汇聚划分为1个IS-IS域；接入汇聚往下每个接入环划分为1个IS-IS域。

域3接入环内各节点间生成SR-BE隧道，并部署各节点间L3VPN业务承载eX2业务域划分，以接入汇聚为分层点业务部署以静态L3VPN为承载技术技术原理SDNbasedL3VPN技术原理：SDNbasedL3VPN业务模型现网通过部署NCE，管理、控制L3VPN基于网络层次，L3VPN划分为不同的层次/管理域。单个L3VPN管理域内的节点之间，用户部署VRF及L3VPN业务信息后，控制器基于业务自动部署管理域内fullmesh的业务关系技术原理：SDNbasedL3VPN路由扩散NCE自动生成、扩散路由，减轻部署工作量SDNbasedL3VPN路由扩散采用控制器集中扩散，不使用BGP协议。转发器A引入一条路由（接口路由，静态路由）之后：控制器会将该路由扩散给管理域1内的其他转发器；管理域1内的其他转发器收到转发器A扩散过来的路由，不在管理域1扩散；管理域1内的其他转发器收到转发器A扩散过来的路由，往其他管理域扩散；如E/F将该路由在管理域2内扩散技术原理：SDNbasedL3VPN路由迭代通转发器自动为L3VPN迭代到SR-BE隧道，减轻eX2业务的部署工作量网络内设备使能SR-BE功能后，转发器会自动生成到IS-IS域内其他节点的SR-BE隧道。转发器部署L3VPN后，控制器会自动生成L3VPN管理域内的业务关系。路由迭代原则：当转发器上存在可用的SR-TE隧道时，控制器会将路由迭代到SR-TE隧道；当转发器上无可用的SR-TE隧道，存在可用的SR-BE隧道时，转发器将路由路由迭代到SR-BE隧道；当重新部署了可用的SR-TE隧道后，可将路由重新迭代到SR-TE隧道上光电检测器是光纤通信系统中的另一个核心器件，主要完成光信号到电信号的转换功能，要具有灵敏度高、响应时间短、噪声小、功耗低、可靠性高等优点。常用的光电检测器有：PIN光电二极管（PIN-PD）和雪崩光电二极管（APD）PIN二极管主要用于短距离、小容量的通信系统，APD二极管主要用于长距离、大容量的通信系统。光电检测器按光模块的封装形式分SFF、SFP两种，对于以太网封装的光模块还有一种GBIC。按照波长分850nm、1310nm、1550nm波长光模块。按模式分为多模和单模，而传输距离也不一样，多模传输距离为275～550m，单模则可以达到2Km、10Km、15Km、40Km、70Km，甚至100Km或以上。光模块SFP（SmallForm－factorPluggable）光模块，其收发分开，采用LC光纤，支持热插拔。ESFP（EnhancedSmallForm－factorPluggable）光模块相比SFP增加了对光模块电流、电压等性能的监测功能。SFF与SFP一样，唯一区别只是SFF为固定式。SFPESFPGBIC（GigabitInterfaceConverter）以太网封装的光模块，其收发分开，采用SC光纤接头，多模的波长为850nm，单模有1310nm和1550nm，支持热插拔。GBIC光耦合器是将光信号进行分路或合路、插入或分配的一种器件。光耦合器按其结构不同可以分为棱镜式和光纤式两类。其中光纤式耦合器体积小，工作稳定可靠，与光纤连接比较方便，使目前比较常用的一种。按照光纤型号分，有多模耦合器和单模耦合器。从工作带宽的角度分，有单工作窗口的窄带耦合器、单工作窗口的宽带耦合器和双窗口的宽带耦合器。光耦合器光耦合器原理双锥耦合结构球透镜耦合结构自聚焦透镜耦合结构插入损耗：表示光耦合器损耗的大小。定义为输出光功率之和相对全部输入光功率的减少值。一般要求小于0.5dB。分光比：定义为各输出口的光功率之比。隔离度：指某一光路对其他光路的中的信号的隔离能力。隔离度越高意味着线路之间的“串话”越小。一般要求大于20dB。光耦合器的特性光耦合器输入输出0dBm-12dBm1：16光分路器原理光分路器每分一次光功率衰减3dBm光衰减器按照其工作原理可以分为：耦合型光衰减器、位移型光衰减器和衰减片型光衰减器。按其衰减量的变化方式可以分为固定式光衰减器和可变式光衰减器。可变式光衰减器通过人为调整衰减片的角度，改变反射光与透射光比例来改变光衰减的大小，可变衰减器有步进式和连续可调式两种。光衰减器光纤1光纤2光纤3（a）耦合型衰减器光纤1光纤1(b)横向移位和轴向移位型衰减器连接器连接器输入光纤输出光纤透镜透镜光衰减片(c)衰减片型光衰减器光接口类型一般是用代码表示，不同的字母和数字代表不同的含义，格式如：S1.1型光口

代码的第一位字母表示应用场合：I表示局内通信，传输距离0～2km；S表示短距离局间通信，传输距离2～15km；L表示长距离局间通信，1310nm波长传输距离为15～40km，1550nm波长传输距离为40～80km。字母后的第一位数字表示STM的速率等级，例如1表示STM-1，4表示STM-4，16表示STM-16。第二个数字（小数点后的第一个数字）表示工作的波长窗口和所有光纤类型：1和空白表示工作窗口为1310nm，所用光纤为G.652光纤；2表示工作窗口为1550nm，所用光纤为G..652或G.654光纤。光接口分类及接口指标平均发送光功率：发送机的发射光功率和所发送的数据信号中“1”占的比例有关，“1”越多，光功率也就越大。当发送伪随机信号时，“1”和“0”大致各占一半，这时测试得到的功率就是平均发送光功率。消光比：光数据全部为“1”时，平均光功率为A；光数据全部为“0”时，平均光功率为B，则消光比为：EX=10lg(A/B)

消光比太大，则引起啁啾声，频谱变宽，色散变大；消光比太小，则接收机很难将光的“1”和“0”分开，因此消光比不能太小，也不能很大，在协议上只规定了最小消光比。光发送机眼图：眼图把信号的上升时间、下降时间、脉冲过冲、脉冲下冲以及震荡等特性都反映出来了。这个眼图可以这样来理解：时间轴为一个周期的长度，眼图由四个部分组成：常“1”，“1”电平，“0”电平，常“0”电平。“1”电平和“0”电平并不是理想中的方波，而是有一定的上升和下降坡度，因此将这四种波形叠加起来，则就形成上面的眼图。光接口指标激光器工作波长

：激光器的工作波长不是光谱的峰峰值对应的波长，而是将光谱对应的波长进行加权平均得到的。最大均方根谱宽

：这是发光二极管（LED）和多纵摸（MLM）激光器的参数，根据协议，应该指光谱中比主峰小20dB的谱宽。最大-20dB谱宽：这是单纵摸（SLM）激光器的参数，是用中心波长的幅度下降到20dB处对应的波长宽度来表示。最小边模抑制比：这是单纵摸（SLM）激光器的参数，指主纵模的平均光功率与最显著边模的光功率之比的最小值，如果太小，那么经过长距离的传输，可能会引起比较大的色散。

光接口指标接收机灵敏度：这个参数指接收机在达到规定的比特差错率（对于STM1、STM4、STM16规定的比特差错率为10，对于STM64，规定的比特差错率为10）所能接收到的最低平均光功率，考虑到余度，一般要求出厂的灵敏度比要求的还要小3dB，比如：L-16.2接收机的灵敏度为-28dBm，余度为3dB，因此出厂的接收机的灵敏度的指标应该为-31dBm。接收机过载功率：这个参数指接收机在达到规定的比特差错率（STM1/STM4/STM16为10，STM64为10）；所能接收到的最高平均光功率。光通道代价：光通道代价代表了由于反射、符号间的干扰、模式分配噪声、激光器的啁啾声等引起的总的色散代价。由于发送机发出来的光不是理想的激光，而且在激光器处存在反射等等都引起了光的色散，在接收机处要对色散加以