传输网技术概述.ppt

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1、传输网络技术概述中国联通四川分公司网建部2015年年01月月12日定稿日定稿目录1基础知识概述2传输技术概述1.1 传输网络的概念传输系统作用：为需要进行信息交互的设备之间提供信息传递的通道广义：连接各种终端设备和交换设备之间的通道（例如：手机至交换局之间所有的路径）狭义：只包括传输设备和传输线路。设备：如MSTP设备、光电收发器等；不含路由器，网络交换机等线路：光缆、管道、杆路等传传输输系系统统用用户户终终端端交交换换系系统统1.2 传输网络在电信网络中的位置接入网接入网CPNCPN 用户所在地网 络交换机交换机传输网用户所在地网 络1.3 传输网络的演进历史DWDM 开始建设开始建设SDH

2、逐步成为逐步成为传输主力设备传输主力设备DWDM规模建规模建设，全光网试验设，全光网试验 SDH标准完善，标准完善，PDH仍为主力仍为主力PDH产品开始产品开始规模使用规模使用实用化实用化产品出现产品出现高锟提出高锟提出光传输理论光传输理论196680年代年代94年年99年年90年代初年代初98年年1976城域网兴起、城域网兴起、OADM、OXC、ION将会逐渐使用将会逐渐使用2002年以后年以后PDH：准同步数字传输系统；SDH：同步数字传输系统；DWDM：密集波分复用系统；OADM：光分插复用系统；OXC：光交叉连接系统；ION：智能光网络大容量、宽带化大容量、宽带化1.4 传输网络的发展

3、方向光传送网络向大容量、宽带化发展：传输业务激增，导致光网络速率不断提升，由PDH-SDH，由SDH的155/622-2.5G-10G-320G(波分)-更高。目前的骨干网基本是基于波分复用的传输网络。多种业务接入MSTP：数据业务的迅速增加，使SDH/DWDM与ATM/IP技术日趋融合，光网络成为统一的多业务传送平台，不同的业务采用不同的组网方式。统一的网络管理平台 提供分层分级的网管管理平台网络保护机制完善，兼容不同的同步数字传输体制 PP、MSP、SNCP、DNI多种网络保护方式并存 兼容SDH/SONET体制，全球适用光传送网络向智能化、全光化发展的特征日趋明显 OADM、OXC、IO

4、NPDHSDH 传统SDH MSTPWDM DWDM CWDMOTNPTNASON.1.5 同步和异步的概念同同步步复复用用：所有被复接支路信号的时钟来自同一个时钟源，而且被复接的各支路信号与本机定时信号是同步的（即同一时钟源），这样的支路复接称为同步复用。采用同步复接的系统称为同步数字系列。异异步步复复用用：如果被复接的支路信号的时钟来自不同的时钟源（即各自有自己独立的时钟），各支路信号与本机定时信号是异步的，这样的复接称异步复用。对异源信号，各支路信号的数码率都可以在标称值上下有偏差，所以又称准同步信号。现在通信中使用的时分多路复用传输系统主要有两类，：即 准同步数字系列（PDH：Pseu

5、do chronous Digital Hierarchy）同步数字系列（SDH：Synchronous Digital Hierarchy）。1.6 面向连接和非连接的概念非连接：多路径面向连接：单一路径1.7 二层和三层的概念物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层静态到动态二层三层二层：对应于OSI网络参考模型的数据链路层和物理层，或IP网络参考模型的网络接口层，主要功能是提供信息编码及可靠的数据传输。三层：对应于OSI网络参考模型的网络层，或IP网络参考模型的网际层，主要功能是负责网络间的寻址和路由，通过综合考虑来决定最佳路径。静态，面向连接动态，非连接1.8 为什么需要三层？1

6、、业务加速IP化，包括业务动态化、业务池组化、未来的业务不再是静态的点到点，点到多点的连接。2、从网络建设的角度考虑，三层引入，使得多业务承载成为可能。3、从维护的角度考虑，三层的引入可降低配置的复杂程度，从而快速调整业务路由。4、LTE的X2接口和S1接口，都需要IP化。5、3G基站IP化，有利于基站归属调整。6、城域网内L3VPN用户接入的需求。7、IPTV需要核心网CS到边缘ES之间路由可达，实现三层组播。物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层1.9.1.1三种交换方式：电路交换（circuit Switching）（1）通信双方线路独用，数据直达，时延小。（2）通信一旦建立，双

7、方可随时通信，实时性强。（3）既可以传输模拟信号，也可传输数据信号。（4）交换设备及控制简单。包括呼叫建立、传送数据（通话）、释放连接三个过程（1）呼叫建立时间长。（2）物理通道独占，资源利用率低。（3）不同类型，不同速率的终端无法互通，难以进行差错控制。（4）有呼损。建立过程 优点 缺点 TDM（Time DivisionMultiplexing）：就是时分复用，就是将一个标准时长（1秒）分成若干段小的时间段（8000），每一个小时间段（1/8000=125us）传输一路信号；三种交换方式：电路交换示意图交换节点交换节点交换节点交换节点终端终端 电路独占三种交换方式：报文交换（1）不需建立专

8、用的通信线路，用户可随时发送报文。（2）通信双方不固定占有一条通路，线路利用率高。）以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式。（1）数据需要存储转发，时延加大，实时性差。（2）只适用于数字信号。（3）由于报文没有长度限制，要求结点有较大的缓冲区。建立过程 优点 缺点 1.9.2.2 三种交换方式：报文交换示意图交换节点交换节点交换节点交换节点终端终端123456789101112131415报文在交换节点存储转发，走不同的路由到达目的地。三种交换方式：分组交换（Packet Switching）（1）带宽可变。动态分配传输带宽，对通信链路是逐段

9、占用。（2）统计复用、资源利用率高。（3）可提供多种速率。（4）无阻塞(业务量大时，时延长）（5）由于分组较短，更适合于采用优先级策略，便于及时传输一些紧急数据。（1）在发送端把要发送的报文分隔为较短的数据块。（2）每个块增加带有控制信息的首部构成分组（包）。（3）依次把各分组发送到接收端。（4）接收端剥去首部，抽出数据部分，还原成报文。（1）分组在各节点存储转发需要排队，会造成时延，Qos无保障。（2）协议和控制比较复杂。（3）分组必须增加一个分组“头包”，从而增加一部分开销，降低了通信效率。（4）可能出现失序、丢失或重复分组。建立过程 优点 缺点 1.8.3.2 三种交换方式：分组交换过程

10、示意数 据数 据数 据数 据分组11010011101 11010011101 00101001110 00101001110报文发送端首部分组数 据首部分组首部数 据发送发送发送接收端数 据首部数 据首部数 据首部11010011101 11010011101 00101001110 001010011102、加包头4、去包头1、拆报文3、传送5、还原1.8.3.3 三种交换方式：分组交换示意图交换节点交换节点交换节点交换节点终端终端123456789101112131415将报文分成若干数据包，并加上包头，走不同的路由到达目的地1.9.3.4 三种交换方式：分组交换的两种方式 用户传输数据

11、前,先发送呼叫请求建立端到端的虚电路。虚电路不同于电路交换的物理连接,而是逻辑连接。虚电路并不独占线路,在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路,以达到资源共享（1）线路利用率低。（2）当网络中线路或设备出现故障时，可能导致虚电路中断，需要重新连接。缺点缺点（1）面向连接方式。（2）呼叫期间路由固定。（3）时延小，控制简单，不需排序。优点优点1、虚电路VC（Virtual Circuit）：适用于两端需长时间的交互式数据通信1.9.3.5 三种交换方式：分组交换的两种方式不需预先建立逻辑连接，不需预先建立逻辑连接，而是按每个分组头的目而是按每个分组头的目的地址独立地寻找路由的地址独立地寻找路由（

12、1）控制复杂。（2）时延大需要排序，不能保障顺序到达。（3）在目的地需要重新组装报文。缺点缺点（1）无连接方式。（2）通信期间路由可变。（3）线路利用率高。（4）如有故障点可绕过。优点优点2、数据报DG（Data Gram）:不需要采取可靠性措施或流量控制，不需要预先建立逻辑的连接路径,它在遇到网内拥塞等情况时，可以迅速改变路由，因而适用于各种不同类型的网络。1.9.3.6 三种交换方式：分组交换的两种方式1.10 虚电路交换和电路交换的区别统计时分复属于某个特定用户的信息并不一定在信道上周期地出现,信道上的资源统计复用，动态分配，而同步时分复用会周期性出现1.11 三种交换方式：总结（1）数

13、据量大，传送时间远大于呼叫时间，适合电路交换。（2）端到端的通路由很多段的链路组成，适合分组交换。（3）报文交换的信道利用率高于分组交换。（4）分组交换适用于计算机之间突发式的数据通信。目录1基本知识概述2传输技术概述2.1 帧中继帧中继特点 复用方式 连接方式 采用协议 概念 帧中继是在OSI参考模型第二层的基础上采用简化协议传送和交换数据的技术，因第二层数据单元是帧，故称帧中继。帧中继采用永久虚电路逻辑连接方式向用户提供面向连接的链路层数据服务。帧中继在数据链路层采用统计复用技术。帧中继特别适合用于传递突发性和大业务量的高速数据业务（64K34M），适用于计算机网络互连。帧中继采用简化的X

14、.25协议,把其中的分组层省略了，以二层的帧为基础实现统计复用和交换，由于简化了传输处理过程，所以其传输速率数x.25的10倍。X.25网是采用X.25协议实现的第一个面向连接的公用数据网。X.25协议可以实现在分组层向用户提供可靠地面向连接虚电路。2.2.1 ATM技术：基本概念12345678123788511帧STM：各路原始信号周期性出现ATM：每个信元头表示其所属的信号路数（1）同步STM方式在N路信号复合而成的TDM信号中，各路原始信号都按一定时间间隔周期性出现，接收端只需根据根据时间即可现在接收的信号属于那一路信号。（2）异步ATM方式各路原始信号不是按照固定的时间间隔周期出现，

15、因而需要附加一个标志来表明接收端接收的某段信息属于哪一段原始信号。2.2.2 ATM技术：什么是ATMATM适用面广 特点 异步的概念 寻址方式 概念 ATM（Asynchronous Transfer Mode）是指异步传输模式ATM的“异步”是指其统计复用性质，即某一用户的信元不是重复出现不是周期性的ATM采用固定长度（53Byte）的信源为单位进行统计复用、交换和传输，其中前5字节为信元头，48字节为净载荷。ATM是一种新的交换方式，适合于语音、数据及其他业务ATM是一种面向连接的技术，根据建立起来的逻辑虚电路中的虚通道标识符（VPI）和虚信道标识符（VCI）进行寻址，可以看做是电路交换

16、和分组交换的结合。ATM是电路交换和分组交换技术的结合2.2.3 ATM技术：VPI和VCI的理解VP：路 VPI：路名VC：某条路上的车道 VCI：路上的车道号固定信元长度可使交换效率更高，还可使交换机制的硬件实现更为容易2.2.4 ATM技术：ATM的优缺点1、采用统计时分复用技术，实现网络资源的按需分配。2、吸收了电路交换的优点，具有时延小，实时性好，能满足多媒体通信的要求。3、提供多种业务、多种用户接口。4、吸收了分组交换灵活性强的优点，接入方式多样，可实现任意速率的接入，改变速率方便灵活。5、适合于高带宽、低时延或高数据突发的应用。ATM1、信元首部（5字节）开销太大2、硬件异常昂贵

17、。3、技术复杂。优点优点2.3 面向连接技术演进X.25网是第一个面向连接点对点的公共数据网。其分组数据包含3个头字节和128字节净荷。强调可靠性。速率n核心网取消了CS(电路域)，全IP的EPC支持3GPP、非3GPP各类技术统一接入，实现固网和移动融合（FMC），灵活支持VoIP及基于IMS多媒体业务网络架构扁平化网络结构全IP化引入了两个接口nX2是相邻eNB间的分布式接口，主要用于用户移动性管理；S1 Flex是从eNB到EPC的动态接口，主要用于提高网络冗余性以及实现负载均衡n取消了之前定义的RNC，eNB（Evolved NodeB）直接接入EPC,从而降低用户可感知的时延，大幅提

18、升用户的移动通信体验2.10.8 联通典型城域网现状60主要包括城域传送网、IP城域网、宽带接入网等城域传送网：DWDM（北方普遍）+MSTP，承载2G/3G、大客户专线等IP城域网：承载软交换、3G 核心域，互联网、高等级IP业务等宽带接入网：LAN、xDSL、FTTx接入等宽带接入网IP城域 骨干网城域数据网城域传送网2.10.9 城域网逻辑架构基站高档住宅小区客户集团客户OTN/SDH/MSTPIP专网OTNSDH/MSTP分组化城域传送网SDH/MSTP分组化城域传送网干线传送网城域传送网核心层城域传送网汇聚层城域传送网接入层IP骨干网IP城域网分组化城域传送网A网/B网IP/MPLS

19、PON/WLAN接入网传送网IP承载网接入网2.10.10 IPRAN的业务承载定位eNodeB回传2G/3G基站回传二层点到点通道类业务2.11 PTN和IPRAN的异同2.12.1 DWDM：密集波分技术（1）90年代后期，大家开始把目光转向WDM，对于长距离大容量传输节省光纤资源和成本。（2）DWDM：密集波分复用系统（32、40、80、96、160、176波等等）32/40波系统波长间隔为0.8nm（100GHZ）80/160波系统波长间隔是50GHZ（3）DWDM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（4）

20、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（5）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。2.12.2 DWDM的原理模块图OTUOTUWPA1n合波器OTUOTU1nOTMOLAOTMWBA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

21、，完成对合波信号的纯光中继放大处理。分波器OSCOSCOSC2.12.3 CWDM：粗波分技术（1）波长间隔为20nm。（2）采用无制冷激光器，允许激光器波长随温度变化的自然漂移，因而大幅度降低了成本，成本大约是DWDM的40%60%。（3）设备体积小，功耗低。（4）容量小，传输距离近，但是在城域网建设这种特殊应用环境中有其独到的技术优势和价格优势。为了降低成本，将波分复用系统引入城域，出现了波长间隔为20nm的粗波分复用系统（CWDM）2.13.1 OTN技术（1）能解决传统WDM网络无波长/子波长业务调度能力、组网能力弱、保护能力弱等问题。（2）OTN以多波长传送（单波长传送为其特例）、大

22、颗粒调度为基础，综合了SDH的优点及WDM的优点，可在光层及电层实现波长及子波长业务的交叉调度，并实现业务的接入、封装、映射、复用、级联、保护/恢复、管理及维护。（3）OTN完全的后向兼容性及完全透明的通道使他成为整合多种技术的最佳框架技术。OTN：光传送网，英文全称Optical Transport Network，OTN由一系列光网元经光纤链路互联而成，按照G.872的要求提供有关客户层信号的传送，复用，选路，管理，监控和生存性功能的网络称为光传送网。OTN定义优点大颗粒大容量传送2.13.2 OTN与SDH、DWDM的对比对比OTNSDHDWDMDWDM系统提高了带宽利用率、业务透明传输

23、。（1）OTN是面向传送层的技术，特点是结构简单，内置标准的FEC，具有丰富的维护管理开销，只有很少的时隙，只适用于大颗粒业务的接入。（2）OTN的设计初衷就是把SDH作为净荷完全封装到OTN中，以弥补SDH在面向传送层时的功能缺乏和维护管理开销的不足。（3）OTN可看作是传送网络向全光网演化过程中的重要过渡。（1）SDH网络提供了多种业务的传输功能，如PDH、IP、Ethernet.。（2）SDH主要是面向接入和汇聚层，结构较为复杂，有丰富的时隙，对于大小颗粒业务都适用，无FEC，维护管理开销较为丰富。（3）SDH提供丰富的保护、管理功能。OTN可看成是DWDM+SDH2.14.1 ASON

24、：自动光交换网络 自动交换光网络（ASON）是指在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代的智能光网络，也可以看作是一种具备标准化智能的光传送网。ASON不同于传统光传送网的根本点是引入了控制平面，在逻辑上由传送平面、控制平面和管理平面三个平面组成。ASON的核心技术主要包括信令、路由和自动发现等，以及标准化的控制接口（UNI和E-NNI等）。大容量带宽交换设备（1）电核心的带宽交换设备可根据需要基于STS-1、STM-1等各种粒度的交换。（2）光核心的带宽交换设备只能基于波长级别的交换。智能光网络路由协议、信令（1）控制拓扑自动发现（2）路由协议自动搜索端到端路径（3）端到端GMPLS信令

25、建立业务连接交换平面 控制平面 交换平面 控制平面 两大关键组件2.14.2 ASON网络结构OCCSwitchSwitchSwitchSwitchSwitch控制平面控制平面业务平面业务平面管理平面管理平面NMINMISNMPQXTL1NMI 网络管理接口 OSPF 开放的最短路径优先CCI 连接控制接口 OCC 光连接控制 CSPF 基于约束最短路径优先CCIGMPLSOSPFCSPFOCCOCCOCCOCC2.14.3 ASON的优势（1）ASON技术可采用信令和路由自动创建电路，它的引入将大大缩短电路的提供时间，增强传送网对新建电路业务的反应能力，创造利润。（2）ASON技术的引入使多种保护恢复机制得以实现，特别是引入灵活快速的网状网恢复机制可以大幅度的提高传送网的资源利用率，增强网络自身的生存性，而且多种保护恢复机制为利用传送网提供具备SLA的电路奠定了基础。（3）ASON技术的引入可促使传送网向业务网发展，使传送网摆脱只作为物理承载网络的地位。ASON网络可提供的业务包括OVPN业务，带宽按需分配业务和增强的带宽出租业务等。OSPOSP调度调度调度调度 智能化智能化智能化智能化ASON谢 谢