光传送网的演进从SDHMSTP到PTN.ppt
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1、Solid partners.Flexible solutions.,CELQ-054-FORM-46 Rev 6,光传送网的演进从SONET/SDH,MSTP到PTN July 6th,2009,Index,光传送网概述SONET/SDH的产生技术背景SONET和SDH的区别SDH/SONET的优势和劣势SDH/SONET的主要拓扑SDH/SONET的形象描述MSTP的产生技术背景MSTP的演进阶段PTN的产生技术背景什么是MPLS基于T-MPLS/MPLS-TP的PTN的特征基于T-MPLS/MPLS-TP的PTN技术实现PTN的优势和前景总结,Celestica Confidential
2、|December 2008,2,光传送网概述,作为整个通信网体系中的最低层传输层,在最近20年经历了三种传输介质:铁线、铜缆和光纤。随着社会的进步和人们对通信服务质量(QOS)期望的不断提高,铁线、铜缆逐渐被光纤所替代。光纤通信的优点:频带宽损耗低抗电磁干扰无串音干扰,保密性好光纤线径细、重量轻、柔软 光纤的原材料资源丰富,用光纤可节约金属材料 本文不讨论应用于DWDM系统的OTN。,SONET/SDH的产生技术背景,最早的数字传输系列技术是PDH准同步数字系列(PDH)的系统,是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟,这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高,但
3、总还是有一些微小的差别。为了保证通信的质量,要求这些时钟的差别不能超过规定的范围。因此,这种同步方式严格来说不是真正的同步,所以叫做“准同步”。网络需要实现互联互通;PDH只有地区性电接口规范,没有世界性光接口规范:,SONET/SDH的产生技术背景,SONET/SDH的产生技术背景,PDH采用异步复用不能直接从告诉信号插/分出低速信号,增加了设备成本、功耗与复杂性,降低了设备可靠性,使传输性能劣化,限制了信号速率的提高。,传输网的分层管理、性能监控、告警分析、业务实时调度、带宽配置等需要更多开销字节,PDH不能满足要求。,SONET/SDH的产生技术背景,PDHPDH是数字光通信第一代产品,
4、传输速率没有国际统一的速率标准。主要有以下几种:2M系列:2M、8M、34M、140M、565M;1.5M系列:北美:1.5M、6.3M、45M、274M;日本:1.5M、6.3M、32M、100M;PDH的速率低,没有统一的光接口规范;PDH采用点对点传输,OAM网络管理能力弱,业务保护,组网能力差。,SONET/SDH的产生技术背景,SONET:光同步网络SDH:同步数字系列SDH从1986年贝尔实验室提出SONET开始,1988年CCITT接受SONET概念,命名为SDH,1988年至1998年ITU(原CCITT)完成SDH的31个标准。SDH体制有一套标准的信息结构等级,基本的信号传
5、输结构等级是同步传输模块;对网络节点接口(NNI)作了统一的规范,规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。SDH采用字节间插复用方式,灵活的映射方式实现直接从高速信号中分/插出低速信号。SDH信号拥有丰富的开销,大大加强了OAM功能。,SONET和SDH的区别,SONET和SDH的差异可以溯源到PDH中T1(1.544Mbit/s)和E1(2.048Mbit/s)两大系列的不同。SONET的提出是基于北美的PDH环境(T1系列),开发之初并没有考虑到要兼容欧洲PDH(E1系列)。SDH虽然是在SONET概念的基础上导出的,但它兼容了T1和E1两大系列,并作出一些改
6、进。不过后来SONET和SDH的标准都有过修改,渐渐的靠拢融合,兼容性大有提高。现在的SONET和SDH设别基本上可以做到硬件平台完全相同,只有软件区别。主要的不同之处:系统速率,复用结构,映射支路的速率,开销的定义和用法,性能判据以及术语,SONET和SDH的区别,SONET和SDH的区别,SONET和SDH的区别,SONET复用映射结构,SONET和SDH的区别,SDH复用映射结构,SONET和SDH的区别,SONET帧结构,SONET和SDH的区别,SDH帧结构,SDH/SONET的优势和劣势,优势接口方面:SDH体制有一套标准的信息结构等级,即有一套标准的速率等级。基本的信号传输结构等
7、级是同步传输模块STM-1,相应的速率是155Mbit/s。高等级的数字信号系列,通过字节间插同步复接而成。复接的个数是4的倍数。复用方式:由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的,这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中的位置是固定的有规律性的,也就是说是可预见的。节省了大量的复接/分接设备(背靠背设备),增加了可靠性,减少了信号损伤、设备成本、功耗、复杂性等,使业务的上下更加简便。运行维护方面:SDH信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护(OAM)功能的开销字节,使网络的监控功能大大加强,也就是说维护的自动化程度大大加强。有网络自愈功能。兼容性:SDH有很强的
8、兼容性,这也就意味着当组建SDH传输网时,原有的PDH传输网不会作废,两种传输网可以共同存在。也就是说可以用SDH网传送PDH业务,另外异步转移模式的信号(ATM)、FDDI信号等其他体制的信号也可用SDH网来传输劣势频带利用率低指针调整机理复杂软件的大量使用对系统安全性的影响,SDH/SONET的主要拓扑,SDH/SONET的形象描述,在SDH网中,SDH的信号实际上起着运货车的功能,它将各种不同体制的信号(例如E1、T1等)象货物一样装入到不同大小的包(虚容器)中,然后装入货车(装入STM-N帧中),在SDH的主干道上(光纤上)传输。在收端从货车上卸下打成货包的货物(虚容器),然后拆包封,
9、恢复出原来体制的信号。这也就形象地说明了不同体制的低速信号复用进SDH信号(STM-N),在SDH网上传输和最后拆分出原体制信号的全过程。,MSTP的产生技术背景,MSTP:Multi-Service Transport Platform多业务传送平台,国外也有叫MSPP。广义上的MSTP不只有基于SDH的,还有基于OTN技术,以太网技术的MSTP。狭义上指的是基于SDH的多业务传送平台。在20世纪末21世纪初,数据业务的逐渐增多,传送带宽的需求越来越大,光通信网络已从过去纯粹满足骨干网长途传输的需要向城域网、接入网拓展。而且SONET/SDH的刚性管道式的业务传送模式以及静态配置业务的方式非
10、常不适宜传送IP业务,例如IP包带宽与SDH虚容器带宽不匹配;不适宜IP环境的开销等。而且在可预见的未来,面向TDM业务的SDH传输体制将继续存在。基于SDH的MSTP的出现给电信运营商提供了一个过渡的方案。,MSTP的演进阶段,MSTP的演进过程分为三个阶段,MSTP的演进阶段,第一代:以支持以太网透传为主要特征,包括以太网MAC帧、VLAN标记的透明传送。以太网业务透传功能是指来自以太网接口的信号不经过二层交换,直接进行协议封装和速率适配后,映射到SDH的虚容器,然后通过SDH设备进行点对点传送。第一代MSTP只是在SDH设备上增加支持以太网业务处理的板卡,仅解决了数据业务在MSTP中“传
11、起来”的问题。通过点对点方式向高层数据网提供固定的带宽,无法实现业务通道间的带宽共享和统计复用,势必导致资源消耗严重。而且完全依赖于SDH提供的物理层保护,无以太网业务层的保护。,MSTP的演进阶段,第二代:以支持以太网二层交换为主要特征。以太网交换功能是指在一个或多个用户以太网接口与一个或多个独立的基于SDH虚容器的点到点通道之间,实现基于以太网链路层的数据包交换。第二代MSTP保证以太网业务的透明性,以太网数据帧的封装采用GFP/LAPS或 PPP;传输链路带宽可配置,数据帧的映射采用虚容器通道的相邻级联/虚级联来保证数据帧在传输过程中的完整性。相比较于第一代MSTP的优势主要在多用户/业
12、务的带宽共享和隔离方面有所改进,包括基于802.3x的流量控制,用户隔离与VLAN划分以及基于STP/RSTP的业务层保护等。仍有缺陷:二层交换适合星形网络,在环形物理拓扑种交换效率低,二层交换面向无连接,不能提供好的QoS支持;基于STP/RSTP的业务层保护速度太慢。,MSTP的演进阶段,第三代:以支持以太网业务的QoS为特色。第三代MSTP在以太网和SDH之间引入智能的中间适配层(如RPR和MPLS技术),并结合多种先进技术来提高设备的数据处理能力与QoS支持能力。通过GFP完成以太网帧到SDH虚容器的封装映射,同时利用虚级联和LCAS技术增强虚容器带宽分配的灵活性和效率。,PTN的产生
13、技术背景,PTN:Packet Transport Network,分组传送网分组传送网的产生背景和MSTP一样,仍然是数据业务量在电信网络中的比例持续上升导致的。之前的MSTP采用SDH的架构来传送IP数据是因为TDM业务和数据业务的比例大致相当,而且为了保护投资,才采用在SDH上面传数据的方式。但是当数据业务的比例增加到远远大于TDM业务的时候,SDH的天然不适合传送数据的特性(刚性管道,效率低,带宽无法统计复用等)成为了MSTP产品的瓶颈。在这样的需求驱动下,业界提出了分组传送网(PTN)的概念,打造一个适合分组业务为主的传送网。分组传送网的主要技术有两种:PBB/PBT和T-MPLS/
14、MPLS-TP,PTN的产生技术背景,PBB:Provider Backbone Bridge,运营商骨干网桥。PBB采用MACinMAC封装,即将终端用户以太网数据帧再封装成运营商以太网帧头,形成两个MAC地址,在运营商核心网中,只按照后一个封装的MAC地址进行流量转发 PBT:Provider Backbone Transport,运营商骨干网传输,是在运营商骨干网桥(标准之上改进而来的。PBT相对于PBB最大的特征在于,它允许对流量工程进行配置,以及采用有效的点到点的业务保护策略,可以在标准的PBBN上直接添加路由配置,在关闭MAC地址学习功能时,能够对广播功能进行管理,也可以避免MAC
15、泛洪效应。T-MPLS:Transport MPLS,传送多协议标记交换。在传送网络中,将客户信号映射进MPLS帧并利用MPLS机制(例如标签交换、标签堆栈)进行转发,同时它增加传送层的基本功能,例如连接和性能监测、生存性(保护恢复)、管理和控制面(ASON/GMPLS)。总体上说,T-MPLS选择了MPLS体系中有利于数据业务传送的一些特征,抛弃了IETF(Internet Engineering Task Force)为MPLS定义的繁复的控制协议族,简化了数据平面,去掉了不必要的转发处理。MPLS-TP:MPLS Transport Profile,MPLS传输轮廓。T-MPLS是ITU
16、-T根据IETF组织的MPLS标准基础上改进而成的,由于T-MPLS和MPLS存在互操作兼容性问题。因此ITU-T和IETF在2008年2月成立了T-MPLS联合工作组(JWT),促进T-MPLS和MPLS的融合,改名为MPLS-TP。ITU-T需要根据最终的结果修改T-MPLS的相关标准。MPLS-TP标准预计2009年底完成。,PTN的产生技术背景,支持PBB/PBT和T-MPLS/MPLS-TP的厂商由于支持PBB/PBT的厂商比较少,而且PBB/PBT的一些缺点(只能支持环形组网,其灵活性甚至不如RPR,而且尚没有确定的公平算法机制,因此对于突发性、大规模业务应对能力较弱)以及标准制定
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