城域传输范文（精选7篇）
城域传输 第1篇
3 G传输的基本概念
前两代移动通信 (模拟移动通信和数字移动通信GSM/CDMA) 的业务主要以语音通信为主。3G除了支持语音通信外, 还要满足最终用户宽带数据接入的移动性要求。由于数据业务的流量特征与语音业务相比有较大差异, 而且3G在不断发展, 支持数据业务的能力和方式也在不断变化, 这使得3G网络相比于2G网络, 对传输网有了更高的要求。
目前国际上3G的三大主流制式标准包括WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA。从传输网的角度来看, 不同的3G标准, 传输要求基本类似, 三种网络制式的主要区别在空中接口 (U-U) 部分, 其余部分的网络逻辑架构基本相同。
目前WCDMA比较成熟的主要是R99、R4和R5三个版本, 在测试和试验网中主要采用了R4。3G网络在不同的技术发展阶段可以采用不同的承载技术, 包括TDM、ATM、IP等。由于数据业务流向的不确定性, 使TDM技术很难为3G业务的承载提供一个高效可靠的平台。因此, 到目前为止, 3G主要应用的传输接口技术以ATM和IP为主。以WCDMA R4网络为例, 从功能上看, 分为核心网络 (CN) 和无线接入网络 (UTRAN或者RAN) , 核心网 (CN) 与无线接入网络 (UTRAN) 中的RNC相连, 而RNC控制若干个Node B, RNC与Node B之间通过有线连接。因此, 3G网络对于传输的需求主要包括以下三个方面:核心网内的业务传输、接入网和核心网之间的业务传输、接入网内的业务传输。
以上业务传输均包括了语音和数据业务的传输, 均可以分为用户数据流 (可以理解为语音或者数据业务的内容) 和控制流 (即为了进行语音通话、数据通信而进行的通信连接建立/拆除等控制信令) 的传输。用户数据流和控制流一般也称为用户平面和控制平面。核心网络 (CN) 和无线接入网络 (UTRAN) 使用的传输网则分别对应于传输网中的骨干层和汇聚、接入层。和R99相比, R4在无线接入网 (UTRAN) 部分和R99基本相同, 区别主要是R4在核心网引入了软交换系统, 建立了统一的全分组化的核心网。R99则和现有2.5G系统一样, 语音业务和数据业务在电路型传输网和分组传输网上分别传输。
R5相比于R4, 主要的变化是在核心网中引入了IP多媒体子系统 (IMS) 的概念, 在接入网 (U-TRAN) 上定义了ATM和IP两种传送方式, R5的系统可以选择用ATM或者IP中的任何一种来进行业务传送。R5同时规定, 支持IP的U-TRAN节点必须通过对ATM/IP双协议栈的支持, 或者通过内置/外接的互通模块, 实现与纯ATM U-TRAN节点的互通。目前, 业界很多厂商的3G系统在支持R5的时候也能支持ATM传送的方式。
综合分析WCDMA R99、R4和R5等不同的演进版本, 我们可以看到, 随着3G技术的演进发展, 数据业务的速率、网络结构等发生了一些变化, 会对传输产生不同的要求。从传输接口类型来看, TD-SCDMA R99、R4和R5版本在接入网接口类型和传输模式上与WCDMA基本相同, CDMA2000和WCDMA在对传输的要求上也很相似。
3 G对城域传输网的要求
以TD-SCDMA R4为例来进行分析。在3G核心网 (CN) 中, 由于业务已经经过收敛和汇聚, 传输颗粒较粗, 只需要解决有限的一些点之间大容量传输的问题, 采用SDH透传方式较为直接和简单, 可以直接将TDM、ATM、IP over SDH、WDM网络进行大容量业务传输。目前, 3G网络中RNC的处理能力向大容量方向发展, 在一个城市中RNC数量非常有限, RNC和RNC之间 (Iur接口) , 以及RNC连接到CN (Iu接口) , 都是有限几个点之间155M或者622M的传输, 通过城域传输网很容易解决。而Node B处于网络的边缘, 实现完全覆盖通常在一个大城市中要达到上百个甚至数百个节点的规模, 数量庞大且布置分散, 因此解决Node B与RNC之间的传输是整个3G传输网络的关键。
总结它对城域传输网的要求有以下几个特征:
要求传输网提供ATM或者IMA (ATM反向复用) 接口, 即2Mbit/s的IMA, 155Mbit/s或者622Mbit/s的ATM接口, 最好具有ATM的接入、汇聚 (统计复用) 和交换能力;
移动网络的特征之一是覆盖性, 网络要求传输是广覆盖的, 也就是在移动网基站覆盖的地方, 都要具备上述传输条件;由于3G网络的建设不可一蹴而就, 这就要求3G传输网应该适应网络逐步部署的需要, 初期投资小, 可扩展性好;
3G技术本身是在不断发展演进的, 这就要求传输网具有较好的适应性, 可以随着技术的发展而演进, 从而保护投资, 节省资源;
因为3G要同时支持实时性高的语音和突发性强的数据业务传输, 因此要求传输方案能较好地提供QoS保证的能力。
移动城域传输网的安全建设思路 第2篇
1.1城域传输网的概念及城域网的基本特征
城域传输网是指覆盖城市及其郊区范围、为城域多种业务和通信协议提供综合传送平台的网络, 是承载城域范围内的固定、移动和数据等多种业务的基础传送网络。城域网应以多业务传送网络为基础, 实现话音、数据、图像、多媒体、IP等的接入。
城域网是高度竞争和开放的网络环境, 受用户和应用驱动, 基本特征是业务类型多样化, 业务流向流量的不确定性。它不仅是传统广域网与局域网的桥接区或传统长途网与接入网的橇接区, 也是底层传送网、接入网与上层各种业务网的融合区, 还是传统电信网与数据网的交叉融合地带和未来的三网融合区, 因而各种不同背景的技术在此碰撞交融, 往往会在复杂的融合过程中产生新的衍生体。多样化将是城域网有别于长途网的重要特点, 而丰富的应用需求是城域网有持续发展的真正原动力。
城域网应用是以宽带光传输网为基础平台, 因此城域网的定位是在解决传输距离和网络容量问题的同时, 为城域应用提供多业务传送的综合解决方案。
1.2城域传输网在整个传输网中位置
根据传输网分层、分割的原则, 将中国移动传输网分为省际骨干传输网、省内骨干传输网和本地传输网和本地传输网三层, 如图1所示。
1.3城域传输网所承载的各种业务
城域传输网是本地传输网覆盖中心城市的部分, 是本地传输网的一个子网, 两者属于同一层面。城域传输网具有业务需求密集、业务量大等特点, 它是发展宽带IP网络的基础。城域传输网主要负责为同一城市内的交换机、基站控制器和路由器等业务节点提供传输电路。
(1) 基站接入。基站接入业务主要指, 通过城市宽带传输网的传输层面为基站与BSC以及BSC与MSC之间提供业务信号传输通道。
(2) 固定用户接入业务。面向企事业和居民用户以社区宽带网运营商, 提供高速率的国际互联网和本地网络等站点的访问业务。主要的应用层业务包括WWW浏览、E-mail、高速文件传输等。
(3) 虚拟专用网业务 (VPN) 。面向集团用户提供多点之间的宽带IP数据传输通道, 构建企业内部各分支机构之间的虚拟专用网。初期阶段, 可以实现城域内的VPN业务能力, 待MPLS协议能够互通后, 实现全国范围内的MPL-VPN业务。
(4) IP电话。面向企事业用户和居民用户提供基于IP分组的话音和传真业务, 随着技术的发展利用Softswitch实现电信级话音和传真业务, 切入话音业务市场。
(5) 专线接入业务。TDM专线主要是在传输层面开展的业务。面向的用户主要是商业用户, 为其提供具有Qo S保证的企业网互连业务和因特网的专线接入业务。
(6) 视频业务。面向企事业和居民提供基于IP的多种视频交互和广播业务, 例如视频点播、数字视频广播、视频会议、远程医疗、远程购物、运程监控、远程教学等。
(7) IDC业务。IDC业务将是在互联网开展的主要业务之一。城域网主要提供IDC到用户的连通性。
(8) 智通小区业务。智能小区业务主要用于满足居民的生活娱乐需求, 对于智能小区业务, 目前通用的解决方案是10M到户, 百兆到楼和千兆 (GE) 到小区。建设智能小区需要关注两个问题, 一是带宽问题, 二是多业务问题。
(9) 3G移动业务。目前, 第三代移动通信的标准日趋成熟, 欧洲一些国家已经发放运营许可证, 很多电信运营商正在着手3G传输网的规划和选型测试, 我国也会很快开展这方面的实验。3G业务相对于2G业务来说, 主要区别是带宽业务, 流量具有统计特性, 如果简单采用目前窄带SDH设备传输, 效率会很低, 因此, 在当前即将开始的大规模的城域传输网建设中, 如果要考虑未来的3G业务, 其网络必须具备统计复用特性。
(10) 带宽出租业务。随着网络业务的进一步发展, 传输网络将作为一个基础传输平台而独立发展和运营 (这一点在北美、香港等地区都得到了验证) , 传输网的业务收入将逐渐与接入等外围设备分离, 带宽出租将成为传输收入的主要来源。在形成自己完善的庞大传输网后, 可利用自己的传输网向第三方提供电路出租, 将可获得很大的业务收入。
1.4城域网用户需求分析
(1) 基站。2G基站的BS与其归属的基站控制器BSC之间需要透明的2M传输, 每个基站根据载频的不同分别需要1-3个2M接口。
3G基站与其归属的基站控制器之间需要的传输接口, 根据所采用技术的不同分别需要2M接口或10M/100M以太网接口。
(2) 大用户。大用户是宽带城域网的主要服务对象, 应首选光纤作为接入媒介。80%的普通用户, 创造20%的产值;20%的电信大用户, 创造80%的产值。大用户的选择按如下八种类型:政府、金融保险、文教、大型工商企业、高档宾馆、综合写字楼、医院、智能小区。
传输是连接业务节点和用户的, 城域网建设着要考虑的是传输网建设:有线 (光缆、电缆、架空、直埋和平管道) 和无线传输 (微波、大气光通信等) 。
2. 城域传输网建设的需求研究
建设光传输网络, 尤其是建设城域传输网, 应考虑管道网、光缆网及设备组网三个方面内容。
2.1城域网管道建设基本原则
城域网管道主要应满足交换局、基站和数据大用户的需求, 管道应采用分层建设, 即按主干管道和配线管道分层建设。
主干管道沿主干街路敷设, 尽量覆盖交换局、基站、大用户以满足业务需求;主干管道应能满足环型传输系统组网的需求, 在用户密集地区按格状结构设计。配线管道要求满足现有基站和可预见的待建基站, 配线管道管理孔还要考虑大用户接入的需求。
2.2城域网光缆建设思路
城域网光缆分层建设, 一般可分为三层。
核心层中继光缆:是用于连接目标局所之间的中继光缆。中继光缆沿主干管道敷设, 按环型结构、最短路径路由组织。中继光缆单独成缆, 以保证局间中继传输系统的安全可靠。
按入网主干光缆:是用于连接目标局所和主干光缆开口点之间的光缆。
接入网配线光缆:是用于连接主干光缆开口点和基站之间的光缆。配线光缆原则上不采用带状光缆。配线光缆原则上应沿配线管道敷设。
城域网主干光缆网络结构一般有两种:环形结构和格状结构。环形结构适用于局所、管道资源丰富的传统运营商;格状结构适用于局所、管道资源缺乏的新兴运营商。
城域网主干光缆开口点的设置原则主要有:面向有源化的原则, 随着设各组网技术的不断发展, 未来的城域网建设和使用过程中, 有源化开口点将是城域网中重要的支撑体系, 是需要投资保障的重要节点。有源化开口点可以起到带宽汇聚、疏导和保护的作用, 同时也自然成为周边业务流量的汇聚中心, 所以有源化开口点的位置选择也应该重点参照以下两方面的原则:相对地理位置均匀分布的原则和优选用户流量集中的热点地区。
2.3城域传输网设备组网建设思路
2.3.1城域传输网技术
城域传输可采用技术有SDH、WDM、多业务专输节点技术、RPR技术和光纤直连接技术。SDH技术因其技术的成熟性, 以及具有标准的光接口和统一的复用映射结构, 有横向兼容性, 是目前支撑城域传输的主要技术。随着城域网业务的突飞猛进, 逐步引入WDM技术满足日益增长的容量需求。为适应数据业务的发展需要, 以及支持ATM、IP和以太网业务的接入, 不断融合ATM和路由交换功能, 以SDH为基础的多业务专输节点 (MSTP) 技术成为关注的热点。
MSTP (多业务传送平台) 是对传统的SDH设备进行了改进, 在SDH帧格式中提供不同颗粒的多种业务、多种协议的接入、汇聚和传输能力, 是目前城域传送网最主要的实现方式之一。其特点有:综合SDH/WDM和RPR等形成的新的城域输送技术, 融合了SDH优良的实时业务传送能力RPR的统计复用动态带宽管理能力;有统一的平台, 传送层与业务层合一, 统一的网管;简化了节点结构, 网络结构扁平化, 每个节点只需一套MSTP设备;节省投资;完全兼容SDH/WDM设备, 继承网上现有大量SDH/WDM设备投资, 兼顾技术革命和网络演进的平衡, 过去现在和将来原平衡;组网灵活, 即可单独组网, 又可以采购原有MSTP+IP/ATM/MPLS混合组网方式, 混合组网传输由民用接入专业时, IP/ATM/MPLS交换设备既可以采用POS口与MSTP互连, 又可采用ATM155M/622M、10/100M、FE、GE等接口与MSTP互连。
基于SDH的多业务传输节点除应具有标准SDH传输节点所具有的功能外, 还具有以下主要功能特征:具有TDM业务、ATM业务和以太网业务的接入功能、传输功能、点到点传送功能, 能够保证业务的透明传输, 具有带宽统计复用功能, 映射到SDH虚容器的指配功能, 并且具备以太环网功能 (RPR) 。建设移动城域传输网宜采用MSTP技术。
2.3.2城域传输网分层结构
根据电信网络的特点, 城域传输网可分为三层结构:核心传输层、汇聚传输层、接入传输层。城域传输网宜采用整体规划、分布实施的原则, 根据城市规模及业务发展的具体情况, 采取胜更适当的网络结构和传输技术, 在满足3-5年发展需要的基础上, 适当超前发展城域多业务光传送网络。应从传输角度将多业务的特性贯穿接入层、汇聚层和骨干层, 即在构建不同层面的设备中都应该具备多业务接入的特性, 这样建成的网络才能满足TDM/ATM/IP多种业务的接入, 避免因某一层面的接入能力受限而产生瓶颈, 从而使整个网络的能力稳步升级。在初期业务量少时, 可分两层建设。
2.3.3城域传输网组网原则
(一) 核心层和汇聚层
传输网的核心层和汇聚层对应于核心节点之间以及汇聚层节点和核心层节点之间的传输网络。传输网的核心层和汇聚层通常可统一考虑。
城域网核心传输层和汇聚传输层可选用的技术有WDM、SDH、多业务传送节点技术和光纤直连技术。如果节点间光纤比较富裕, 优选SDH方式或多业务传送节点技术。如光纤资源十分紧张或业务量巨大, 可采用WDM技术;光纤直连技术建网比较迅速, 适合于城域网初期或传输网未建成阶段, 待传输网建设完善可升级为SDH技术, 光纤直连技术可提高城域网建设速度, 在业务量比较小时也可节省投资。
核心传输层原则上采用两个节点作为与省内传输网双节点交叉互连。核心层和汇聚层在应用SDH技术时, 可采用STM-16和STM-64, 网络结构采用环形结构。考虑到通道保护或光复用段共享保护机制提高网络的安全性。
采用MSTP技术, 可以实现在传输设备上直接提供以太网或ATM接口, 降低传输成本, 适合作为网络边缘的融合节点, 支持混合型业务量特别是以TDM业务量为主的混合型业务量, 可以应用在局间或POP间, 乃至大型企事业用户驻地。以SDH为基础的多业务平台可以更有效地支持分组数据业务, 有助于实现从电路交换网向分组网的过渡。
传输网的节点设置, 网络布局应充分考虑IP城域网、GSM、GPRS等网络的元素的分布, 以满足传送网对各种业务网络的综合承载。
(二) 接入层
传输网接入层主要对应于城域网汇聚节点以下的网络, 包括中国移动拥有的社区宽带网。可采用的传输技术主要有SDH、光纤直连、LMDS、3.5G固定无线接入、微波等。
SDH技术和光纤直连技术主要应用于光缆网络到达的区域。SDH有利于提供集团用户TDM专线业务和基站接入。
每个汇接节点所属的接入层传输根据配线光缆路由的不同分别组成环型、线型或星型网络结构。
传输设备按STM-1等级配置 (集成型)
LMDS和3.5G固定无线接入适合于光纤无法到达的区域或光纤接入技术应用之前的过渡措施。微波可作为光纤没有到达时或无法达区域的基站接入。
中卫市城域传输网络建设规划
近年来, 中国移动宁夏公司区内本地传送网络在覆盖范围、网络容量、接口能力等方面都有了显著提高, 基本上可以满足本地网业务的汇聚与传输。但随着移动通信业务种类、用户数量及大客户的不断增加, 特别是集语音、数据、图像等多种综合业务为一体的宽带智能化业务的快速发展, 对基础传送网在功能及安全等方面的要求也日益提高, 各项业务的稳定发展需要更完善、更迅捷、更安全的传送网络作为支撑。为适应未来多业务发展特别是3G业务的需求, 进一步提高网络的安全性, 扩大网络覆盖范围, 需要对现有的传送网进行扩容、调整和优化, 使本地传送网络逐步向目标网络过渡和演进, 逐渐构建成一张能够满足2M、155M、FE等多业务传送需求的大容量综合传送网络, 中卫市城域传输网络也急需进行优化改造。
2.4中卫传输网络现状
2.4.1中卫市城域传输网络现状
现阶段中卫市城域传输网由中卫——中宁——同心 (REG) ——海原——兴仁——中卫5个节点组成的STM-16二纤双向复用段保护环, 主要完成中卫市城域传输网内接入层节点传输电路的汇聚与转接。
中卫市接入传输目前共有15个STM-4环, 实现中卫市传输网络的业务接入。
2.4.2中卫市城域传输网络存在的问题
根据中卫市城域传输网络结构及网络资源使用现状, 结合中卫市现有基站分布位置可知, 现有中卫市城域传输网络主要存在以下问题:
(1) 中卫市城域传输网汇聚层环由中卫市、吴忠市节点共同组成, 造成各地市网络界线不清晰, 业务归属混乱;
(2) 中卫市城域传输网汇聚层环是一个STM-16二纤双向复用段保护环, 容量不能满足日益发展的业务需求;
(3) 中卫接入1-1-1、1-1-2、1-1-3、1-1-4、1-1-17环上节点数量过多, 需要裂环;
(4) 现阶段中卫接入1-1-8环 (逻辑环) 上业务均通过中卫接入1-1-7环转接;
(5) 中宁铝厂等基站采用STM-1链路组网, 网络安全性差;
(6) 兴仁岔路口等基站采用STM-4链路组网, 网络安全性差;
(7) 滚泉-白马-恩和-中宁段等光缆纤芯资源紧张。
2.5中卫市城域传输网络光缆建设方案
2.5.1光缆建设目的
(1) 将采用支路方式接入的基站在具备条件的前提下纳入环网;
(2) 为沿途采用微波或租用电路方式的基站进行光缆接入;
(3) 补建中卫市传输网络光缆资源匮乏或不足的光缆段落;
(4) 满足中卫市传输网络优化裂环、新建环网及结构调整对光缆的需求;
(5) 满足部分移动自有营业厅及大客户单位光缆接入需要。
2.5.2中卫市城域传输网络光缆建设内容
根据中卫市光缆网络与传输网络现状, 结合中卫市传输网络存在的问题, 依据中卫市城域传输网络光缆建设原则, 本期通过新建部分光缆对中卫市传输网络进行优化, 需要新建部分通信管道, 具体规模如下表:
根据以上光缆建设路由分析, 按照分阶段实施的原则, 本期工程新建光缆路由长度373.4公里, 合计8019.2纤芯公里。
2.6中卫市城域传输网络设备组网方案
2.6.1中卫市城域传输网络汇聚层建设方案
根据上文中业务发展对本地传输网络提出的要求, 本期对中卫市城域传输网络汇聚层传输网络提出了优化方案, 具体内容如下:
方案一:对中卫市城域传输网络汇聚层进行裂环
考虑汇聚层网络结构的稳定性, 根据接入层网络组网需要对现有汇聚层进行分裂并增加汇聚节点, 在工程实施中不影响网络业务的中断。
根据业务需求分析, 农村信息化与大客户专线业务对本地传输网络尤其是汇聚层网络的压力比较大, 本期考虑对中卫市本地网汇聚层传输网络进行裂环。为满足本期中卫市传输网络接入层优化的需要, 需将关桥、中卫新局2个节点纳入中卫汇聚层2.5G环。优化后中卫市本地网汇聚层传输网络结构为2个相交的2.5G环, 具体网络组成为:
中卫汇聚1-1环 (2.5G) :中卫1——中卫2——中卫新局——中宁——中卫1;
中卫汇聚1-2环 (2.5G) :中卫1——中卫2——中卫新局——长山头——关桥——海原——兴仁——中卫1。
2.6.2中卫市城域传输网络接入层建设方案
针对中卫市本地传输网络目前存在的问题, 结合本期工程光缆建设情况, 本期中卫市城域传输网络进行优化建设, 具体如下:
(1) 新建中卫接入1-1-4环、中卫接入1-1-18环、中卫接入1-1-22环
(2) 原中卫——中宁间SDH环 (中卫接入1-1-1环) 裂成2个环
(3) 原中卫——兴仁间SDH环 (中卫接入1-1-5环) 裂成3个环
(4) 原中卫接入1-1-2环裂成2个环
(5) 原海原下挂SDH环 (中卫接入1-1-3环) 裂成2个环
3. 结束语
网络和数据业务的高速发展, 使城域传输网的建设成为个运营商争取终端用户、把握经营机遇的焦点, 移动公司构建宽带城域传输网应主要考虑管道网、光缆网及设备组网, 而设备组网技术宜采用MSTP技术, 多业务的解决方案。
参考文献
[1]韦乐平.《华为技术》华为技术有限公司.2006年出版第12期3页.
城域光传输网技术动态和生存性研究 第3篇
城域光传输网成为业界最为关注的焦点，一方面是由于运营商在大规模建设长途骨干传输网和宽带高速接入网后，急需解决两者之间通过城域网进行互联时的带宽瓶颈问题，另一方面是由于运营商急需通过建设城域光传输网来开发新业务，创造业务收入的新增长点。同时，在城域光传输网领域中新技术和新产品也不断涌现，众多厂商的推动也是使城域光传输网成为热点的主要原因之一[1]。
网络生存性是指网络在经受各种故障时仍能维持可接受的业务质量等级的能力，是现代网络规划设计和运行的关键因素，也是网络完整性的重要组成部分[2]。
2. 城域光传输网的技术动态与生存性
从传统意义上来讲，网络的生存性是指在网络发生故障的情况下，能够继续提供服务的能力。在超高速、超大容量的光传输网中，当发生网络故障时，一条链路的损坏将影响大量的应用业务，如果不能及时对网络进行修复，将会造成巨大的影响和损失，这使网络的可靠性和生存能力受到很大的挑战。因此，光网络的生存性问题成为光网络研究的热点。
目前城域光传输网的技术主要有：RPR(弹性分组换)、MSTP(多业务传送平台)、SDH(同步数字序列)和WDM(波分复用)。下面分别对这些技术的特点和生存性进行分析。
2.1 RPR的技术特点与生存性
2.1.1 RPR技术特点
RPR技术能够有效地处理环形拓扑上的数据流问题，实现的方法是通过在环形网上增加一个新的MAC层协议来解决城域网的瓶颈问题。
RPR一般采用双环结构，由2根反向光纤组成环形拓扑结构。其中1根顺时针，1根逆时针，其节点在环上可从2个方向到达另一节点。每根光纤可以同时用来传输数据和同向控制信号，RPR环双向可用。利用空间重用技术实现的空间重用，使环上的带宽得到更为有效的利用。
RPR致力于实现带宽的高效利用(不带静态保护带宽预留的空间重用)，基于数据包的阻塞控制(公平控制)和服务等级(CoS)用以在环中支持不同质量的连接业务，兼容SDH/SONET/WDM和MPLS等其它技术。IEEE 802.17制定了RPR标准。
RPR技术适合于以数据业务为主、TDM业务为辅的网络环境。它可以作为中小城市组网的手段，特别适合于新运营商在竞争区域开展业务。但是它仅支持环网结构和相对简单的网管系统，这限制了它在更大范围的应用。
2.1.2 RPR技术的生存性
目前RPR生存性的研究已经成为一个热点问题。单环的RPR具有WRAP或源重选路由可提供类似SDH/SONET的环网保护能力。
RPR采用环状拓扑，网络的拓扑结构采用环型拓扑，是为了保证其生存性。为了有更好的生存性，RPR拓展环技术得以研究，这种技术是相切环的应用。目前，扩展结构中有一种形式为相切环的RPR拓扑结构已经有众多文献给出相应的论证，这种相切环的拓扑结构基于以太网结合结构，也就是将802.3以太网帧格式简便地映射到802.17帧格式中，再修改帧结构来做拓扑扩展。拓扑扩展后也有其它的拓扑结构，这些结构也是一个研究的热点方向。
2.2 SDH的技术特点与生存性
2.2.1 SDH技术特点
SDH/SONET技术以其在可靠性、传输质量和标准化等方面的优势，依然在城域网应用中占据重要位置。目前SDH技术已经是一项成熟的技术。在华为等厂商中SDH基本进入了维护阶段。SDH加上光纤传输，是比较理想的传输方式，在通信网的过去和现在都发挥了巨大的作用，据估计，至少还有2—3年的生存周期。
基于SDH/SONET技术的多业务传送平台(MSTP)技术正在广泛的使用，MSTP技术既能够很好地支持TDM语音业务，又能够高效地支持数据业务，是现在城域网组网的主要技术之一。
MSTP比较适合于已经敷设大量SDH网运营公司，它可以方便有效地支持分组数据业务，实现从电路交换网到分组交换网的过渡，适合支持混合型业务，特别是以TDM为主的混合型业务。
2.2.2 SDH技术的生存性
对于SDH而言，有两种保护机制，一种是通道保护(1+1)，一种是复用段保护(MSOH) (1∶1)。这两种保护机制都是SDH自愈保护，也是SDH的特色，目前已经非常成熟。但是随着业务的增长，对于实时可靠的业务，1+1和1∶1的保护在成本和必要性方面都不可行。而目前采用虚级联保护级联技术与LCAS技术的结合的链路容量动态调节结束使数据业务的传送效率和质量得到了提升。其中LCAS(链路容量调整技术)是MSTP的新亮点，属于ITU-TG.7042规范。但是LCAS跟SDH的通道保护和复用段保护之间的协调问题需要重视，目前解决的方式尚未出台。
2.3 WDM的技术特点与生存性
2.3.1 WDM技术特点
WDM技术不仅可以充分利用光纤中的带宽，而且其多波长的特性具有将光通道进行直接联网的优势，促使WDM技术由传统的点到点传输系统(第一代光网络)向波长路由光网(第二代光网络)的方向发展。
第二代光传送网的核心设备是光的交叉连接设备(OXC)和分插复用设备(OADM)，它们可以实现光信号的交叉连接和分插复用，而无需将其转换到电域上进行相关处理。
在传统点到点的光网络中，业务在每个中间节点需要经过光—电—光转换，最终传送到目的节点。在这种网络中，业务传输速率受限于中间节点的电处理速率这一瓶颈，同时也使得传输变得不透明。
使用WDM技术的波长路由光网络能够在业务的源、目的节点间建立一条全光通路，借助于波长实现路由，同时消除了中间节点的电子瓶颈，已成为下一代骨干网的必然选择。
2.3.2 WDM技术的生存性
WDM光网络的生存性可以分为保护倒换和利用OXC重新选路进行业务恢复，前者适用于线路应用和环形网络，后者适用于含有OXC的网状网;前者的实现可以基于光通道层，也可以基于光复用段层，后者一般基于光通道层。
现有的WDM技术多以采用NSNFET骨干网络的物理拓扑结构(NSFNET骨干网络包含了14个节点，22条链路)作为分析对象拓扑为研究背景，并且通过算法仿真来研究路由的选择和优化。
2.3.3 WDM网状网（MESH网）技术特点
网状网是解决带宽的最佳方案，而且宽带城域光缆网应该建立在现有的本地光缆网基础上。为此，我们必须根据光网状网的拓扑要求，在现有光缆网的物理拓扑基础上，对光纤类型和组网方式进行合理且有预见性的规划和完善。虽然光网状网尚未进入实用阶段，但是，光网状网是解决城域网带宽的最佳方案是毫无疑问的。
2.3.4 WDM网状网的业务疏导问题的研究现状
业务疏导的定义业务量疏导就是将低速业务连接(或者业务流)汇聚到一个波长上传输，低速业务流可以通过一条光路到达目的网络节点(单跳业务量疏导，single-hop traffic grooming)，也可以通过多跳光路到达目的网络节点(多跳业务量疏导，Multi-hopartffiegl coming)。
近几年来业务量疏导作为光网络的一项关键技术已经引起了业界的广泛关注与研究。由于环网具有很强的自愈能力，很多网络是采用环形结构来组网的。前几年业务量疏导研究主要基于SDH/WDM环网。近一年来，由于网状结构能够提供快速和有效的容量配置，良好的抗毁能力现已成为长距离骨干网的主要组网方式，光城域网也开始由环形网向网状网过渡。网状网中的业务量疏导成为关注的热点。
2.3.5 WDM网状网的生存性
未来的光网络将是网状网，光网状网的生存性问题比环网要复杂得多。光网状网络生存性是通过相关OXC的重新配置(重选路由)来实现的，也分为保护和恢复两种类型[3]。
保护是在网络建立时预留好保护路由，网络故障时将受损业务直接重选路由到预先分配好的保护路由上。根据保护资源能否共享，保护机制可分为专用保护和共享保护。
恢复是按重选路由的计算和执行原理，可以分为集中式和分布式恢复;按重选路由的类型，分为基于通道(Path-based)和基于链路(Link-based)的恢复方法;按失效发生后路由计算的时效性，分为实时和预计算的恢复[4]。
3. 结语
本文详细分析了RPR、SDH、MSTP、WDM的特点，同时分析了各种网络的生存性。结果表明：网络生存性是一个系统工程，在下一代光网络中，随着网络技术的发展，WDM网状网和RPR技术都是值得我们考虑的关键技术。
参考文献
[1]任海兰.光传送网设备[M].北京:北京邮电大学出版社, 2003.
[2]VINODKRISHNAN Kulathumani, CHANDHOK Nikhil, DURRESi Arjan, et al.Survivability in IP over WDM networks[J].Journal of High Speed Networks, 2001, 10:79-90.
[3]王健全, 张永健, 顾畹仪.WDM光网络中的共享通道保护方法[J].电子学报, 2004, 3:32-33.
基于PTN的城域传输网建设的探讨 第4篇
1 PTN在城域网中的定位
(1）技术对比
基于电路交换的SDH/MSTP网络是通过刚性的分配机制和单板级别的IP化来保障以TDM业务为主、以太网数据业务为辅的高质量、高安全的传输，因此其带宽利用率较低。内核IP化的PTN技术，具备强大的带宽统计复用能力，在面对突发性强、流量不确定的业务冲击时更具生命力，但是相比MSTP网络，PTN的劣势在于TDM业务的接入，PTN也可以通过仿真支持TDM业务，但接入能力有限，只能作为TDM业务承载的补充手段，所以用于承载高QoS需求的IP化业务才能真正体现和发挥PTN的优势。与传统的以太网相比，PTN良好地继承了传统SDH/MSTP网络的端到端的OAM管理能力，并可根据不同的Qo S机制提供差异化的服务，这正是传统以太网所欠缺的，PTN的主要劣势在于成本方面，PTN短期内和传统以太网的经济性仍有很大的差距。
与IPoverWDM/OTN技术相比，IPover WDM/OTN技术注重于解决IP业务的超长距离、超大带宽传输问题，可以为大量的2.5Gbps、10Gbps甚至40Gbps等大颗粒业务提供点到点的传输通道，这是PTN难以达到的。但是IP over WDM/OTN的带宽分配也是刚性的，带宽利用率不高，同时，OTN设备并不具备二层汇聚收敛功能，因此，PTN的优势体现在小颗粒IP业务的灵活接入、业务的汇聚收敛上，而并不擅长对大量的点到点大颗粒业务的传送。
(2）网络层面
面对城域网汇聚接入层大量的IP化业务需求，采用SDH/MSTP或者传统以太网都无法同时兼顾传输效率和传输质量的问题。PTN设备IP化的内核可以有效完成大量小颗粒业务的收敛和传输，非常适用于城域网汇聚接入层IP化业务量大、突发性强的特点。同时PTN继承了传输设备的强大保护能力和丰富的OAM，为业务提供了电信级的保护和监控管理。
在城域网的核心骨干层以及干线，以各专业网元间互联的大颗粒数据业务点到点的传送为主，由于此类业务不再需要进一步的收敛，因此PTN技术不适合在骨干层以上应用。因此，PTN技术的引入，将主要借助于它在业务接入的灵活性、二层收敛、统计复用的优势，聚焦于解决城域传输网汇聚接入层面上，IPRAN以及全业务的接入、传送问题。
2 PTN与其他网络的关系
PTN能够承载的业务类型既包含高Qo S要求的基站业务和专线业务，又包含高带宽、突发性强的数据业务，这与中国移动城域网目前已部署或已经开始建设的SDH/MSTP网、IP城域网以及全业务接入网有着密切的联系和区别。
(1) PTN与城域MSTP网
经过多年的发展，在2G业务的承载方面，SDH/MSTP网络的结构成熟、稳定，网络规模也比较庞大，考虑到SDH/MSTP也具备相当的IP业务承载能力，而且短期内的2G业务仍然会持续发展。在PTN大规模部署前，传统的小颗粒2G业务以及零星的、小规模的专线业务仍然可以由SDH/MSTP网络进行承载，以充分利用前期已配置的网络资源。
在基站IP化进程完成后，大量由TDM方式承载的基站改为由IP方式承载，此时，城域MSTP网络将出现大量的空闲资源，考虑到MSTP网络优秀的业务保护能力和OAM能力以及经过多年建设形成的广泛的覆盖能力，可以将MSTP网络作为PTN的有效补充，为带宽需求不高，但是安全性和私密性要求较高的客户提供专线接入，同时可覆盖PTN暂时无法到达的区域。
(2) PTN与IP城域网及全业务接入网
PTN、IP城域网以及以PON技术为代表的全业务接入网，三张网络在二层以下是统一的、融合的网络，只是面向的业务对象不同。
首先，PTN采用了二层面向连接技术，而且集成了二层设备的统计复用、组播等功能，可以基于LSP实现端到端的电信级以太网业务保护、带宽规划等，因此在高等级的业务传送、网络故障定位等方面，与传统的二层数据网相比优势明显，特别适用于高等级的基站类业务、大客户专线类业务的承载。
由于用户业务的Qo S保障、网络安全性等方面的不足，IP城域网主要通过低成本、扩展性好的优势，采用二层交换设备接入互联网等实时性、可靠性要求不高的低等级IP业务。
全业务接入网则侧重于密集型普通用户接入，根据用户群体的不同需求，常见的解决方案有PON+LAN、PON+PBX、PON+交换机等，全业务接入网主要完成OLT以下语音和数据的接入、汇聚。在初期业务量不大的情况下，OLT上行接口可通过PTN或者交换机最终进入IP城域网，在全业务发展的爆发期，IP over WDM/OTN必将进一步下沉，承载OLT的上行业务。
3 PTN的建设策略
在现网结构的基础上，城域传输网PTN设备的引入总体上可分为PTN与SDH/MSTP独立组网，PTN与SDH/MSTP混合组网以及PTN与IP over WDM/OTN联合组网三种模式。在混合组网模式中，根据IP分组业务需求和发展，PTN设备的引入又可以分为四个演进阶段，下面将分别介绍并分析。
依托原有的MSTP网络，从有业务需求的接入点发起，由SDH和PTN混合组环逐步向全PTN组环演进的模式称之为混合组网模式。混合组网模式可分为四个不同的阶段。
阶段一：在基站IP化和全业务启动的初期，接入层出现零星的IP业务接入需求，PTN设备的引入主要集中在接入层，与既有的SDH设备混合组建SDH环，提供E1、FE等业务的接入。考虑到接入IP业务需求量不大，该阶段汇聚层采用MSTP组网方式仍然可以满足需求。
阶段二：随着基站IP化的深入和全业务的持续推进，在业务发达的局部地区将形成由PTN单独构建的GE环。考虑到部分汇聚点下挂GE接入环的需求，汇聚层的相关节点(如节点E、F)可通过MSTP直接替换成PTN或者MSTP逐渐升级为PTN设备的方式，使此类节点具备GE环的接入能力，但整个汇聚层仍然为MSTP组网，接入层GE环的FE业务需要在汇聚节点E、F处通过业务终接板转化成E1模式后，再通过汇聚层传输。
阶段三：在IP业务的爆发期，接入层GE环数量剧增，对汇聚层的分组传输能力提出了更高要求。该阶段汇聚层部分节点，如B、E、F节点之间在MSTP环路的基础上，再叠加组建GE/10GE环，满足接入层TDM业务、IP业务的同时接入和分离承载。
阶段四：在网络发展远期，全网实现全IP化后，城域汇聚层和接入层形成全PTN设备构建的分组传送网，网络投入产出比大大提高，管理维护进一步简化。
前三个阶段，业务的配置类似于SDH/MSTP网络端到端的1+1PP方式，只是演进到第四阶段的纯PTN组网，业务的配置转变为端到端的1:1LSP方式。总体上，混合组网有利于SDH/MSTP网络向全PTN的平滑演进，允许不同阶段、不同设备、不同类型环路的共存。投资分步进行，风险较小，但在网络演进初期，混合组网模式中由于PTN设备必须兼顾SDH功能，导致网络面向IP业务的传送能力被限制并弱化，无法发挥PTN内核IP化的优势。在网络发展后期，又涉及到大量的业务割接，网络维护的压力非常大。鉴于此，除了现网资源缺乏(如局房机位紧张、电源容量受限、光缆路由不具备条件)确实无法满足单独组建PTN条件的，或者因为投资所限必须分步实施PTN建设的，均不推荐混合组网模式进行PTN的建设。
(1）独立组网模式
从接入层至核心层全部采用PTN设备，新建分组传送平面，和现网(MSTP)长期共存、单独规划、共同维护的模式称之为独立组网模式。该模式下，传统的2G业务继续利用原有MSTP平面，新增的IP化业务(包含IP化语音、IP化数据业务)则开放在PTN中。PTN独立组网模式的网络结构和目前的2G MSTP网络相似，接入层GE速率组环，汇聚环以上均为10吉比特以太网速率组环，网络各层面间以相交环的形式进行组网。
独立组网模式的网络结构非常清晰，易于管理和维护，但新建独立的PTN一次性投资较大，需占用节点机房宝贵的机位资源和光缆纤芯，电源容量不足的局房还需进行电源的改造。此外，SDH/MSTP设备具备155Mbps、622Mbps、2.5Gbps、10Gbps的多级线路侧组网速率，可从下至上组建多级网络结构，相比之下，PTN组网速率目前只有GE和10吉比特以太网两级，如果采用PTN建设二级以上的多层网络结构，势必会引发其中一层环路带宽资源消耗过快或者大量闲置的问题，导致上下层网络速率的不匹配。
同时，在独立组网模式中，骨干层节点与核心层节点采用10吉比特以太网环路互联，在大型城域网中，核心层RNC节点较多，一方面骨干层节点与所有RNC节点相连，环路节点过多，利用率下降，另一方面，环路上任一节点业务量增加需要扩容时，必然导致环路整体扩容，网络扩容成本较高，因此，独立组网模式一是比较适应于在核心节点数量较少的小型城域网内组建二级PTN，二是作为在IPoverWDM/OTN没有建设且短期内无法覆盖到位的过渡组网方案。
(2）联合组网模式
汇聚层以下采用PTN组网，核心骨干层则充分利用IPoverWDM/OTN将上联业务调度至PTN所属业务落地机房的模式称之为联合组网。该模式下，业务在汇聚接入层完成收敛后，上联至核心机房设置两端大容量的交叉落地设备，并通过GE光口1+1的Trunk保护方式与RNC相联，其中，骨干节点PTN设备，通过GE光口仅与所属RNC节点的PTN交叉机连接，而不与其他RNC节点的PTN交叉机以及汇聚环的骨干PTN设备发生关系。
尽管独立组网模式中核心骨干层组建的PTN 10吉比特以太网环路业务也可以通过波分平台承载，但波分平台只作为链路的承载手段，而联合组网模式中，IP over WDM/OTN不仅仅是一种承载手段，而且通过IP over WDM/OTN对骨干节点上联的GE业务与所属交叉落地设备之间进行调度，其上联GE通道的数量可以根据该PTN中实际接入的业务总数按需配置，节省了网络投资。同时，由于骨干层PTN设备仅与所属RNC机房相联，因此，联合组网模式非常适用于多个RNC机房的大型城域网，极大地简化了骨干节点与核心节点之间的网络组建，从而避免了在PTN独立组网模式中，因某节点业务容量升级而引起的环路上所有节点设备必须升级的情况，节省了网络投资。
当然，联合组网分层的网络结构，前期的投资会因为IP over WDM/OTN建设而比较高。联合组网模式适用于网络规模较大的大型城域网，考虑到联合组网模式的诸多优势，除了在没有IP over WDM/OTN或者短期内IP over WDM/OTN无法覆盖至骨干汇聚点的地区，均建议采用联合组网的方式进行城域PTN的建设。
4 结束语
城域传输 第5篇
IP技术是随互联网的出现、发展而产生与发展的, 而互联网采用非连接、尽力而为的方式、不具备Qo S功能, 一度被认为非电信级网络。但随着NGN技术的快速发展, IP技术不断发展, 基于IP网络的MPLS技术、Qo S技术、MPLS TE/MPLS FRR保护技术、OAM技术等, IP网络已经演化成传统电信运营商的基础网络平台, 成为人们可以接受的电信多业务承载网平台。
近年来, Internet业务、Vo IP、网络视频、IPTV等IP业务发展迅速, 且全部实现了IP化。PON网络的全面覆盖, 电话业务也正在IP化, IP业务已占传输网络所承载业务量的绝大部分, 通信业务的IP化已成为不争的事实。
网络IP化是业务网络的发展趋势, 从核心层的IMS和软交换的应用, 到移动网络的IP化, 网络IP化减少了网络层次、降低了网络处理复杂度、提升了网络性能、减少了网络成本、增强了网络扩展灵活性、降低了网络管理复杂度。同时基于IP的应用, 可快速灵活地推出新业务并便于向未来平滑演进。面对业务IP化和网络IP化, 如何高效地承载IP业务是传输网络必须面临的问题。
2 城域传输网与IP网络关系
电信级IP网和Internet网的理念不一样, 电信级IP网必须能够支持所有的通信业务, 包括宏观范畴的公用或专用VPN业务、固定业务、移动业务和从业务特性划分的单一媒体或多媒体业务, 固定比特率或可变比特率业务, 实时或非实时业务, 单播或组播业务等。这就要求电信级IP网络要保证服务质量, 要有足够的安全性、可靠性和可运营可管理能力。Internet则不一样, 其主要任务是实现计算机互联, 用户在此基础上可以获得一些服务, 网络是以“尽力而为”提供传输服务准则, 无服务质量保证, 安全问题由用户自行解决。本文所讨论的IP网是指电信级IP网络, 并非Internet网络。
目前城域IP网络和城域传输网络分别组网, 即传输网与IP网络节点设备分离。IP网络规划好之后, 再配置相应的传输链路, 或通过光纤直连, 传输网络提供一个传送通道, 提供点到点的传输。传输链路在这种叠加的网络构架中IP网络对传输层提供的物理通道拓扑结构是不可见的, 也不区分传送层面是否具有丰富的链路连通度和网络可用性保护机制。这样造成IP网络规划并没有考虑如何更好地利用传输资源, 造成传送资源的浪费。其次, IP骨干网并未做到真正网状互连, 这种情况下, 路由器需要处理大量的中转业务, 随着业务量的迅速增加, 单台路由器的容量可能有70%~80%处理中转业务, 从而造成IP层的不必要浪费。
3 目前城域传输网络承载IP业务方式及特点
目前IP业务主流承载方式有:IP Over Fiber、IP Over SDH/MSTP、IP Over PTN、IP Over WDM/OTN。
IP Over Fiber:指光纤直连承载IP网络, 省略了传输设备, 路由器或交换机光模块直接经光纤连接, 是目前最为简单、便捷的连接方式。但光纤承载网不能给IP业务提供保护, 保护需要IP网络自身通过路由协议的方式实现, 电路中断后恢复时间在秒级以上, 难以满足电信级网络倒换不大于50ms的时间要求。
IP Over SDH/MSTP:SDH网络最初为承载TDM窄带业务设计, 在IP业务的驱动下, 虽然基于SDH的多业务传送平台 (MSTP) 技术得到了长足发展, 提出了VC虚级联、链路容量调整方案 (LCAS) 、通用成帧规程 (GFP) 、弹性分组环技术 (RPR) 和Martini MPLS等技术, 形成了多业务传送平台 (MSTP) 设备。
MSTP利用TDM的机制, 将SDH中的VC指配给以太网端口, 独享SDH指定的线路带宽, 业务的带宽、安全隔离有保证, 适合有较高Qo S的以太网租用业务和核心层应用。但这种方式基于固定时隙结构, 不具备动态带宽分配特性, 无法实现流量控制、业务统计复用和带宽共享, 难以适应IP业务突发性与速率可变性的特点, 业务带宽利用率较低, 缺乏灵活性。MSTP设备所改善的只是接口和传送能力, 设备的核心结构仍然为时隙交换, 不能有效地利用分组技术统计复用的优点, 难以满足以分组业务为主的应用需求。
IP Over PTN:PTN是基于分组交换的、以分组处理作为技术内核、面向连接的多业务统一传送技术。PTN分组内核提供了统计复用能力、强大的弹性管道, 带宽利用率高, 更适应分组业务突发性强的特点。PTN以承载电信级太网业务为主, 同时继承了类似SDH的传输网络特性, 包括快速的业务保护和恢复能力、端到端的业务配置和管理能力、便捷的OAM和网管能力、严格的QOS保障能力等的同时, 还可提供高精度的时钟同步和时间同步。目前国内通信网络运营商建设PTN网络主要是解决IP化基站的电路回传以及重要的大客户电路传送。PTN网络很好地解决了中、小颗粒IP业务电路传送的需求, 但目前PTN设备组网只支持10GE、GE两种速率组网, 受PTN设备网络侧带宽的限制, PTN网络对大颗粒、大规模的IP业务需要采用网络叠加的方式组网, 比较浪费光纤、设备槽位资源。
IP Over WDM/OTN:基于WDM的IP承载解决了核心层传输带宽的问题, 但由于受WDM技术自身特点的限制, 不具备开销处理能力, 无法对通道运营质量实施有效监控, 配置通道保护时灵活性较差, 也不具备交叉功能, 无法进行组网运用。OTN技术就是针对WDM的不足而开发出来的。由于OTN加入光开销实现了对各类通道的质量监控, 具备了光波道、ODUk不同等级颗粒的交叉能力, 且可加载自动交换光网络智能控制平面, 因此基于OTN的IP承载的适应性得到了很大拓展, 但由于目前商用化的OTN设备在电层主要是继承了SDH技术, 采用时隙交叉, 对IP化分组业务处理能力不够。
4 业务、网络IP化对传输网络的要求
4.1 分组化
面对通信业务的加速IP化以及多样化的业务环境, MSTP设备通过端口IP化和相关技术的应用, 解决了MSTP网络承载IP业务的问题, 但这种承载方式, 是一种粗旷性的承载, 是一种过渡。采用MSTP网络承载IP业务, MSTP网络配置处理复杂、带宽效率低、成本高、网络扩展性差, 不能有效地利用分组技术统计复用的优点。随着TDM业务在网络中占的比重逐渐下降及“全IP环境”的逐渐成熟, 传送设备要从“业务接口IP化”转变为“传输设备内核IP化”。
从网络IP化的发展路径来看, 网络IP化应该逐步实现接口IP化、内核IP化、业务IP化、全架构IP化。网络IP化对传输网络的要求也是逐步提高的, 首先是对接口的支持, 进一步是对IP化业务的分组处理传送功能的需求, 最终将是传输网络和IP网络的融合组网, 在联合设计之下实现传输网络和IP网络的效率、生存性和成本的最优化。
4.2 大容量化
随着3G移动网络的大规模部署、建设, 大量移动业务的应用以及高速下载给用户带来了新的感知和体验, 用户逐渐接受这些新的应用并形成习惯, 大量平板电脑、手机和其他智能设备终端入网, 同时高速增长的互联网用户和更高宽带接入速度, IPTV、VOD、网络视频业务、P2P下载等, 以上这些变化在传输网络核心层体现的就是大容量带宽需求, 而且带宽需求逐年递增, 且有指数增长的趋势, 传输设备大容量化、传输网络带宽大容量化是满足新增业务需求的前提。
4.3 智能化
由于IP业务的分配不像过去电话业务流量比较均衡, 它动态性、突发性强。作为通信网络运营者, 很难对瞬时的业务量作出恰当评估。这就需要网络智能化, 能根据用户需求作出响应, 动态地建立传输路由, 将业务量的突变与光路由的建立联系起来, 实现网络资源的动态分配, 更迅速地引入各种新的业务。当网络出现故障时, 它能够根据网络拓扑信息、可用的资源信息、配置信息等动态地实现最佳恢复路由。
5 传输网与IP网络融合探讨
为顺应网络IP化, 作为业务承载的传输网络设备接口IP化、内核分组化是网络发展的必然趋势。而在传输网络演进的过程中, 城域传输网与IP城域网又是怎样的关系?是网络的替代、网络的叠加还是功能的融合?这是传输网络演进必须思考的问题。
业务需求是网络发展的动力, 网络现状是基础。在传输网络接入层, PON接入技术很好地解决了用户最后一公里接入的问题, 但是PON技术主要是针对普通用户, 解决了用户语音、Internet上网和普通大客户组网等需求。但PON网络采用星形结构组网, 网络安全性、可靠性不高, 不能满足对网络安全有要求的大客户接入。针对网络安全有要求的大客户IP业务需求, 通信网络运营商主要采用MSTP或PTN方式接入, 对于中小颗粒、规模不大的电路需求, 以上两种技术都能很好解决用户接入需求, 但随着用户带宽的增加, MSTP网络会过快消耗网络资源, 最终不能满足业务需求。为了解决传输网络带宽、带宽利用率的问题, 必然会形成一种整合传输和IP技术的综合产品。PTN、IPRAN目前主要是为解决3G基站以及未来的LTE电路回传和中小颗粒大客户业务接入, 但并不能解决目前所有业务的接入, 是传输网络IP化的一种过渡产品。
采用不同的接入技术和不同的网络来接入不同的业务, 这是目前的接入网络现状。从通信网络运营商保护现有投资的角度考虑, 这种现状有可能会持续一段时间。但随着技术的发展、传输网络的IP化, 特别是传输网络已具有1层和2层的功能, 采用一张接入网络面向所有的业务, 不同的业务根据业务的Qo S要求, 对业务SLA管理是传输接入网络发展的必然趋势。
在城域网核心、汇聚层业务进行汇聚、收敛, 传输网络需要解决的是带宽问题, 必须有足够大的带宽才能满足业务的承载。IP业务经过汇聚后, 并发率明显高于接入层, 但为充分利用传输带宽, 设备具备分组功能也是必需的。随着业务的带宽不断增加, 可能现有速率的一个波长不能满足业务的带宽要求, 为了避免网络的叠加建设, 设备具备WDM能力也是网络发展的必然趋势。通信网络运营商为满足不断增长的IP业务承载, 近几年也加大了OTN设备下沉的力度, 但现网配置的OTN设备在电层大量继承了SDH技术, 基于时隙交叉, 随着IP业务的所占的比重逐渐提升, 基于分组的OTN设备 (POTN) 会很好适应未来网络的发展, 并且能满足未来所有业务一张网络承载的需求。
IP网络和传输网络都具有保护、恢复功能。从故障恢复的速度、复杂度来说, 传输网络的保护和恢复机制优于IP网络, 特别是对于一些点到点、业务量大的场合, 光网络的保护方式优点比较明显, 可以在很短的时间 (<50ms) 内应对光纤切断等故障, 而且无须高层协议和信令的介入。但是对于传输节点瘫痪等故障, 传输网络的保护和恢复机制无法处理, 必须依靠IP网络的保护和恢复机制参与。因此, 在一个规模大、节点多的网状 (Mesh) IP光网络中, 采用传输网络和IP网络联合保护机制。首先从光网络层进行保护, 若在某个确定的计时期间内无法恢复再转由IP层进行恢复是较为可行的一种方法。
6 结语
网络IP化促使传输网络IP化, 采用一张传输网络来承载所有业务, 根据业务Qo S要求, 对业务进行SLA管理是未来传输网络的发展趋势。即使如此, 传送层和IP层也会长期以重叠网络方式共存, IP层应注重节点的、端口的保护。传送层重选路由时带宽颗粒大, 恢复方法更有效, 尤其是对于光缆切断之类的大故障, 传送层的恢复快而且简单。
摘要：随着IP业务、IP技术的迅猛发展及大量应用, 业务网络IP化是业界公认的一种发展趋势。面对网络IP化这一发展趋势, 作为承载主体的传输网络如何来顺应这一发展趋势、如何来承载IP化业务的需求是当前传输网络发展必须思考的问题。本文从国内通信网络运营商传输网络承载IP业务的现状着手, 进行优缺点分析, 同时结合IP业务的特点、现有城域传输网络与IP城域网络的关系, 分析未来传输网络必须具备的特点以及传输网络分组化的演进进行探讨。
关键词：OTN,PTN,MSTP,POTN,QoS,SLA
参考文献
[1]光传送网 (OTN) 多业务承载技术要求[S/OL].[2011-10-15]http://wenku.baidu.com/view/21e36552f01dc281e53af03b.html
[2]唐剑锋, 徐荣.PTN-IP化分组传送[M].北京:北京邮电大学出版社, 2010
城域传输 第6篇
中国移动城域网内业务在移动互联大发展的趋势下, 已逐渐呈现出分组化、大容量化及分布分散化等特征。分组业务将逐步成为城域网内主要业务, 同时其带宽需求呈现出快速增长态势。为适应业务分组化、大颗粒化承载需求, 业界近年来陆续推出了PTN、IP RAN及POTN等技术, 同时在城域网范围内引入OTN技术。为满足新形势下业务的承载需求, 中国移动城域传输网需积极进行转型, 尽快向支持未来业务承载的下一代传送网进行演进。
传送网技术特点
近10年来, SDH技术一直是城域传输网的主流应用技术, 随着业务的快速发展, 分组业务逐渐成为城域网内业务的主要构成, 相应城域传输网领域逐渐涌现出OTN、PTN、IP RAN及POTN等技术。
SDH/MSTP技术是最为成熟、应用最为广泛的城域传输网技术, 但仍基于电路交换, 对分组业务适配能力较差, 不能适应未来业务承载需求。目前SDH技术发展已经趋于停滞。
适合综合业务承载, OAM功能强的PTN技术虽然在国内外运营商都获得了规模商用, 但PTN标准仍不够完善, 今后在OAM、网络保护等方面仍需进一步完善。此外, PTN设备后期需支持三层交换功能, 设备端口需向40G进行扩展。
随着分组业务带宽的快速发展, OTN技术逐步在向40G、100G、400G等更大容量进行发展。
IP RAN技术对分组业务具有天然的适配性特征, 在业务承载方面具有较好的前后兼容特征, 但缺乏严格统一的技术标准体系, 在OAM、网络保护等方面功能有待进一步完善。
POTN技术是在OTN技术基础之上增加了分组交换功能 (MPLS-TP, 以太网) , 对大颗粒分组业务都具有较好的适配性, 采用统一的交换平台, 同时支持分组及电路交换, 此外还具备对光层的承载及调度功能。该技术目前还处于标准制定阶段, 还有较长的路要走, 预计实现规模商用还需要3~5年时间间
中国移动城域传输网现状
中国移动自2000年成立以后, 为满足GSM等业务承载需求, 开始建设自有传输网, 按照骨干、汇聚及接入三层结构进行建设。经过多年建设, 在城域网范围内已经构建起SDH、PTN及OTN三张并存的传输承载网络, 城域传输网整体网络层次结构清晰, 覆盖范围广, 可靠性高, 可以满足多业务的综合承载。
2009年起中国移动逐步开始引入OTN、PTN技术进行组网。其中OTN技术首先在骨干层引入, 主要定位与大颗粒分组业务承载, 随着IP城域网建设的开展, OTN网络正逐步向汇聚层延伸;PTN技术主要定位于3G业务承载, 兼顾部分2G及专线业务, PTN技术参照SDH网络架构独立组网, 按照骨干、汇聚及接入三层结构进行搭建。经过近两年建设, PTN网络在骨干汇聚层架构已经搭建完毕, 接入层覆盖尚不够完善, 仍在逐步完善之中。
城域传输网业务承载需求
根据城域网内业务类型及业务归属关系, 移动城域网内业务大致可以分为2G/3G、TD-LTE、C-RAN、IP城域网/IP专网及宽带接入网几类, 其中2G/3G等业务在城域网内已经存在, TD-LTE、C-RAN等业务为城域网内未来几年才可能会大规模出现。各种业务承载需求简要分析如下。
(1) 2G/3G基站。2G、3G基站类业务在业务流向上比较相似, 都是从某一个基站产生, 单归属至某一BSC或RNC。在业务颗粒上, 2G基站主要以2M为主, 单个基站需求约为1~6个2M电路;3G基站同时支持TDM电路及分组电路, TDM电路将逐步被分组电路替代, 业务接口为FE, 单站带宽需求约为8M~30M左右。
(2) TD-LTE基站。TD-LTE基站业务与2G/3G相比在业务流向、带宽需求、业务性能、基站规模等方面都有较大变化。在业务流向方面, 由于TD-LTE采用扁平化组网结构, 部分原基站控制器功能下沉到基站侧, 相邻基站之间存在X2接口互联需求, 基站至核心网元的S1接口呈现出flex归属特点, 需要承载网支持三层调度功能;在带宽需求方面, TD-LTE单站平均带宽需求将达到80M~120M, 峰值带宽可以达到120M~450M;在业务承载性能方面, TD-LTE业务相比与2G/3G在时延、同步等方面均有所提高;在基站规模方面, 预计TD-LTE基站规模将是2G/3G基站的1.5~2倍。TD-LTE网络预计在2~3年将开展规模建设。
(3) C-RAN。C-RAN为采用集中化处理、动态资源分配等技术产生的新型无线接入网架构, 采用集中式BBU+分布式RRU, 实现基站信号延伸, 2G、3G及TD-LTE均可以应用。C-RAN对传输提出的承载需求主要为RRU至BBU之间的射频数据回传, 带宽需求可以达到1.25G~9.8G, 业务颗粒较大, 实时性要求高, 对承载网提出较大挑战。目前, C-RAN技术仍在试验之中, 其应用场景尚不明确, 有待继续探讨。
(4) IP专网/IP城域网。IP专网主要部署在核心层, 即与传输网的骨干层相对应, 主要承载语音、信令等移动自有业务。IP城域网主要部署在骨干层及汇聚层, 主要承载WLAN、互联网专线等业务。IP专网及IP城域网对城域传输网的承载需求主要为GE、10GE等大颗粒业务。随着数据业务的快速发展, 预计远期IP城域网/IP专网带宽需求将逐步向40G、100G发展。
(5) 宽带接入网。宽带接入网为中国移动自2008年进入全业务运营后才逐步开始开展建设, 主要采用GPON技术进行组网, 满足WLAN、集团及家庭宽带等业务接入需求。宽带接入网部署在接入层, 从业务网络角度来看, 宽带接入网向上主要与IP城域网衔接, 其对传输网提出的承载需求主要为OLT与IP城域网间的上联需求, 目前主要为GE颗粒, 将来随着业务的快速发展, 将逐步过渡到10G等更大颗粒。
根据以上业务需求分析来看, 中国移动城域网内未来业务发展趋势明显呈现出以下几点特征:一、分组化, 大部分业务均向分组化发展, 目前只有2G基站及专线业务为TDM电路;二、大容量, 随着移动互联网、移动视频等业务的快速发展, 对承载带宽需求越来越大, 远期城域网内将逐渐出现40G、100G颗粒业务;三、接入节点分散化, 随着TD-LTE、物联网等新技术的引入及应用, 基站等末端接入节点将快速增加, 逐步呈现出分散分布特征。
城域传输网发展策略
业务承载策略
根据业务的承载质量要求不同, 城域网内业务总体上可以分为承载等级要求高和承载等级要求低两类, 由于业务服务要求有所区别, 所以在承载的时候需区别考虑, 业务承载示意图如下图1所示。
一类业务服务等级要求相对较高, 实时性强, 不许出现长时间中断, 需要传输网层面提供高可靠性承载, 这类业务主要包括2G、3G、TD-LTE基站及集团专线等。此类业务建议主要通过SDH、PTN网络来进行承载, 可以较好地保证业务的承载质量。
另一类业务服务等级要求低, 业务的实时性一般, 在传输网层面可以不提供网络保护, 主要包括WLAN、集团及家庭宽带等。此类业务一般通过GPON网络接入, 骨干汇聚层通过IP城域网进行承载, GPON上联及IP城域网将主要通过OTN网络进行承载。GPON在组网时一般为双上联, IP城域网交换机与BRAS/SR一般也为双上联, 业务网在组网时本身已有保护, 所以在OTN层面建议不再额外配置网络保护。
城域传输网发展与演进策略
随着业务在向分组化、大容量化发展, 传输网也需要积极向面向分组化承载进行转型及演进, 目前中国移动城域传输网正处于演进变革时期。原有SDH网络仍然承载着大量2G及专线业务, 但其作用正逐步弱化, 新建的PTN网络、OTN网络在城域传输网内的作用逐渐凸显, 将逐步成为城域网内业务的主要承载平台。由于中国移动已经选择PTN技术构建分组承载网, IP RAN与PTN具有很高的同质性, 基本可以判断移动在城域网范围内不会再引入IP RAN进行组网。另外, POTN技术刚刚起步, 其技术定位、应用场景等尚不明确, 其应用策略本文暂不探讨。根据移动城域网内业务承载需求及网络现状, 以下重点探讨SDH、PTN及OTN三张网络的发展与演进策略。
●SDH网络
SDH网络是城域网范围内覆盖范围最广, 最为成熟稳定的传送承载网。随着2G基站逐步利用PTN网络承载, SDH网络承载业务量逐渐下降, 网络建设已经趋于停止, 今后将重点需要考虑资源优化利旧问题。对SDH网络提出以下两点演进策略:
(1) 逐步将2G基站向PTN网络进行割接, 利用PTN网络统一承载, 腾空部分SDH系统以便于实施整体的SDH网络资源优化与调整;
(2) 进入全业务运营以来, 集团专线业务发展迅速, 业务承载需求旺盛, 建议考虑利旧部分SDH网络资源构建集团专线承载专网。另外, 对于部分投产时间较长的SDH系统考虑实施退网, 退网后可以腾出宝贵的机房装机空间及电源资源。
●PTN网络
PTN作为中国移动近年新引入的分组承载网, 主要定位于满足3G及TD-LTE基站承载, 同时兼顾2G基站及部分集团专线, 是未来城域网范围内重点发展的承载网。经过近两年建设, PTN网络骨干汇聚层架构以及搭建完毕, 接入层覆盖逐步趋于完善。但目前PTN技术在容量、保护及互联互通等仍存在一些缺陷, 需尽快进行完善。针对PTN定位及现状, 中国移动提出如下演进策略。
骨干层:骨干层分骨干调度及楼内调度两个层面, 建议近期重点完善楼内调度资源建设, 由于PTN线路容量有限, 骨干调度建议借助OTN网络完成;为满足TD-LTE业务承载, 后期需在骨干调度层引入支持三层交换的40G PTN设备, 与OTN融合组网构建MESH型网络, 满足跨机楼业务的调度及承载。
汇聚层:与骨干调度层相似, 建议汇聚层维持现状, 不再继续扩建;汇聚层新增业务承载与调度建议通过汇聚OTN系统完成, PTN业务在汇聚节点完成汇聚, 通过OTN系统的GE或10G波道直接传送至PTN楼内调度系统。
接入层:接入层继续扩大PTN网络覆盖范围, 满足新增业务接入及承载需求;另外, 为支持TD-LTE基站承载, 建议接入层选用可以平滑升级至10G设备进行组网, 使网络保持较好的可扩展性。
●OTN网络
OTN网络是为满足大颗粒业务承载在城域网范围内新建的传送承载平台, 目前主要部署在骨干及汇聚层。OTN网络远期将建设成城域网内所有大颗粒业务统一的承载平台, 根据业务承载需求及OTN技术发展趋势, 中国移动也提出三条演进策略。
骨干层:骨干层业务承载需求增长较快, 建议在大中型本地网逐步考虑引40G进行组网, 在组网结构方面逐步向MESH型过渡, 满足骨干层所有大颗粒业务的调度及可靠承载。
汇聚层:目前各本地网汇聚层OTN网络部署还不够完善, 近期汇聚层OTN重点需完成网络资源整体布局, 实现对所有汇聚节点全覆盖;汇聚层OTN资源布局需重点考虑网络的整体架构组织, 确保网络具有较好的稳定性及可扩展性。
接入层:接入层目前基本未开展OTN网络建设, 但随着宽带接入等网络与业务的快速发展及OLT节点下沉, OTN网络近期将逐渐向接入层延伸, 构建接入层大颗粒业务统一的承载平台, 建议初期重点在OLT节点进行部署。
演进与变革关键
PTN技术在城域传输网中的应用 第7篇
PTN作为分组传送网,它在继承SDH优势的基础上融合了分组技术,主要为数据业务的传输服务。其核心是以通用的多协议标记交换协议(T-MPLS)或电信级核心网传送协议(PBT),实现网络端到端灵活管理。具有面向连接的传送特征,对于小颗粒IP业务的接入和业务汇聚收敛有明显优势,适合用于本地传输网、回传网络、以太网专线、L2 VPN以及IPTV等高品质的数据业务。PTN技术优点如(表1)所示:
2 网络现状及需求
现有传输网基于TDM业务搭建,主要承载2G和3G基站回传业务,并兼顾承载综合业务接入(家庭客户的宽带接入)。随着全业务运营和业务的IP化,业务正在从干线IP化、城域核心网IP化向接入网IP化演变,业务粒度由小颗粒向大颗粒转变,传统的E1需求将逐渐减少,100M、GE、2.5G、10G带宽增多,而传统的SDH/MSTP技术难以满足多业务统一承载和高速业务传输的发展需求。PTN以分组为主要承载对象,实现对传统业务和各种新兴业务的统一承载,具有类似SDH的OAM机制、业务和线路保护机制,能实现弹性的带宽分配,能为3G数据业务等分类提供QoS服务,完成TDM到IP的平滑演进,是目前被业界看好的解决业务IP化传送的新技术,已逐渐成熟,得到越来越多的推广应用。
3 系统组网方案
3.1 PTN独立组网
业务通过PTN接入环/链接入,经过PTN汇聚层完成汇聚后直接连接到RNC(图1)。
优缺点:工程简单、初期投资较少,网络清晰。但PTN环网保护,带宽只能占用50%。随着IP业务的发展,承载的压力会逐步显现而且扩展不便。因此,PTN独立组网不适合大规模组网。适用于如片区分公司的小规模网络。
3.2 PTN+OTN联合组网
业务通过PTN接入环接入,经过PTN汇聚层完成汇聚后由核心层OTN上传到本地业务节点(图2)。
优缺点:能组建大型网络,网络层次清晰,能充分利用PTN技术优势,网络稳定安全,业务的带宽复用和灵活QoS调度。能满足长远期全区的业务发展需求。并对汇聚层光纤资源不形成直接压力。OTN目前不支持1588v2,但同步问题通过联合组网方式仍然可以实现。
3.3 方案比较
传输网的建设方案优劣势对比如(表2)所示。
根据以上方案比较,结合XX移动前期PTN工程汇聚层已建成OTN+PTN联合组网模式,本次工程采用在OTN+PTN联合组网基础上对XX地区进行全区PTN网络延伸。
4 结语
PTN作为分组传送网,它在继承SDH优势的基础上,融合分组技术,主要为数据业务的传输服务。随着LTE基站带宽的需求及IP RAN的演进,建设PTN网络来承载大容量数据业务也迫在眉睫了。PTN传送网主要能解决目前日益紧张的传输网络资源,通过业务类型及容量分析,PTN能很好的解决本地传输网络资源瓶颈的问题。同时,PTN技术以其自身对分组业务的适配、组建大规模电信级网络的能力和可平滑演进支撑全扁平化LTE移动网络架构的特点成为运营商建设分组传送网络的主流选择。
摘要：基于MSTP/SDH技术的城域传输网在网络容量及业务方面难以满足当前需要,如何构筑引领IP化趋势的新一代分组传输网络是各运营商急需解决的问题。本文首先介绍PTN技术优势,在根据XX移动具体应用场景的基础上对不同的组网策略进行探讨,并做对比分析。
关键词：PTN网络,IP,分组传输,MPLS-TP
参考文献
[1]中国移动通信集团XX有限公司编制的《2013~2015年网络发展滚动规划》.
[2]王晓义.基于PTN城域传输网建设策略探讨.电信技术,2009.