传输网和综合业务接入技术基础客串讲座.ppt
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1、传输网组网技术,内容,概述 骨干传输OTN组网方式 城域传输PTN组网方式 设备日常维护常见故障分析案例,传输网络的基础性地位,传输好比一条宽阔的高速公路,其跑的车辆即为各种通信信号,是贯穿现代通信网的大动脉。,传输网络安全性至关重要。,传输网络为其它业务网络提供通道,是各种上层业务网的承载体,传输是通信的基础。,传输网的业务承载,传输的分类 按传输媒质分类 有线传输 电缆、光纤 无线传输 微波、卫星因为光纤传输容量大、传输速度快、传输距离长、可靠性高,目前通信行业以光纤传输为主,光纤和光缆,光缆简介光缆为光纤提供可靠的机械保护,使之适应外部使用环境,并确保在敷设与使用中光缆的光纤具有可靠的传
2、输性能。光缆特性:光缆虽有一定的强度和抗张力,但经不起过大的侧压力与拉伸力。光缆在短期内可接触水,当时间过长会增加光纤的衰耗。光缆分类:架空光缆、直埋式光缆、铠装光缆、海底光缆、阻燃光缆等等。,光源器件分类,发光二极管LED发光机理:自发幅射发光优点:线性度、温度特性好、价格低、寿命长、使用简单缺点:谱线较宽、与光纤的耦合效率低应用:小容量、短距离的光纤通信;用于对线性要求高的模拟传输。激光二极管LD发光机理:受激发光优点:发光谱线窄(15nm)与光纤的耦合效率高(可达90),调制速率高应用在大容量、长距离的数字光纤通信,光检测器件类型,PIN光电二极管:特性参数:灵敏度、响应时间优点:噪声小
3、、工作电压低缺点:没有倍增效应。PIN的光接收机灵敏度不高,适宜用于短距通信。APD光电二极管:特性参数:倍增因子G(平均增益),倍增噪声因子APD光二极管的最大优点是倍增效应,即输入同样大小的光功率信号能获得比PIN光二极管多几十倍的光电流,大大提高了光接收机的灵敏度(比PIN光接收机提高约10dB以上)。,传输专业对应的是物理层规定了激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。传输为通信系统提供了一个传输数据的物理媒介。数据的单位为比特(bit)。,传输专业与OSI传输层是否对应?,传输网络层次结构示意图,海口,阜新,哈尔滨,长春,沈阳,大连,青岛,济南,天津,
4、北京,石家庄,郑州,合肥,南京,无锡,上海,杭州,厦门,深圳,长沙,重庆,成都,拉萨,林芝,昌都,西安,太原,大同,张家口,呼市,银川,兰州,西宁,乌市,格尔木,哈密,昆明,贵阳,广州,南宁,湛江,11/40,10/40,10/40,10/40,16/40,17/40,11/40,76/120,77/120,67/120,110/120,93/120,61/120,75/120,90/120,86/120,108/120,105/120,71/120,22/40,20/40,12/40,18/40,104/120,77/120,104/120,75/120,7/40,7/40,18/40,10
5、/40,18/40,21/40,44/120,38/80,36/80,29/40,104/120,10/40,9/40,(27/32),(27/32),9/40,19/40,40/80,17/40,32/40,5/40,(15/32),(19/32),(27/32),(27/32),5/40,5/40,沧州,开封,59/120,59/120,0/40,9/40,22/40,24/40,59/120,59/120,59/120,68/120,南昌,福州,武汉,中国移动一级干线传送网,江西移动干线光缆路由图,本地传输网模型,155M或622M SDH/MSTP,2.5G或10G SDH/MSTP,
6、10G SDH 或DWDM,本地传输网组网上饶,核心层,汇聚层本地网,接入层,光纤通信系统,光纤通信的最大中继距离受光纤衰耗的限制,称为衰耗受限系统;光纤通信的最大中继距离受传输色散的限制,称为色散受限系统。在PDH及SDH(STM-16以下)通信中,码速率不高(一般最高为140Mb/s),色散造成的影响不大,多数为衰耗受限系统。在SDH(STM-64或以上)通信中,码速率很高,光纤色散影响很大,系统可能是衰耗受限系统,也可能是色散受限系统。,传输技术体制音频模拟载波(FM)准同步数字系列(PDH)同步数字系列(SDH)波分复用(WDM)光传送网(OTN)分组传送网(PTN)无源光网络(XPO
7、N),传输技术新发展1、骨干传输OTN技术;2、城域传输PTN技术;3、光接入PON技术,内容,概述SDH和MSTPWDM和OTNPTNPON,SDH基本网络拓扑结构,SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的,网络节点(网元)和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性(信道的利用率)、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。,光SDH网络的保护设备支路单元的1:N保护设备核心单元的11保护光网络(复用段、通道)系统保护,网络管理系统,主要管理功能 1)故障管理功能 2)性能管理功能 3)配置管理功能 4)安全管理功能,基
8、于SDH的多业务传送节点(MSTP)是指,基于SDH平台,同时实现TDM业务、ATM业务、以太网业务等的接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。基于SDH的多业务传送节点除应具有标准SDH传送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;具有TDM业务、ATM业务和以太网业务的传送功能;具有TDM业务、ATM业务和以太网业务的点到点传送功能,保证业务的透明传送;具有ATM业务和以太网业务的带宽统计复用功能;具有ATM业务和以太网业务映射到SDH虚容器的指配功能。,MSTP概述,MSTP功能方框图,以太网业务处理:,10M/100M/1000M
9、,传输网络,支持点到点透传,点到多点汇聚支持二层交换,实现环网带宽共享,二层交换,段开销处理,STM-N光接口,协议封装、映射,FE/GE业务接口,SDH交叉连接 业务传送VC,以太网技术,包括以太网业务的透传、二层交换与以太环网功能以及流量控制等,内容,概述SDH和MSTPWDM和OTNPTNPON,把不同波长的光信号复用到一 根光纤中传送的技术主要功能(线路技术、模拟信号)多波长复用高速长距离传输光层监控和管理WDM将携带不同信息的多个光载波复合到一根光纤中进行传输(早期使用1510/1310两波长系统),WDM波分复用,lN,l2,l1,lN,l2,l1,lN,l2,l1,光复用器,光解
10、复用器,光纤放大器,什么是DWDM(波长角度),DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)在1550nm窗口(该窗口光放商用化),采用更多波长进行波分复用(8,16),TDM系统,120 km,120 km,120 km,什么是DWDM(系统角度),DWDM系统的基本结构,光转发器1,输入,信道1,信道N,信道1,信道N,1,n,光转发器n,光合波器,BA,光分波器,1,n,接收1,接收n,s,s,s,s,光监控信道接收/发送,光监控信道发送器,光监控信道接收器,输出,网络管理系统,光发射机,光中继放大,光接收机,光发射光接收光中继,光监控网络管理
11、,1530 nm,1540 nm,1550 nm,1560 nm,1570 nm,1580 nm,1590 nm,1600 nm,BLUE BAND蓝带,RED BAND红带,INFRA-RED BAND红外带,196.0,199.0,195.0,194.0,193.0,192.0,191.0,1505,1510,1530,1535,1540,1545,1550,1555,1560,1565,1570,OSC信道151010nm,C-Band,(nm),L-Band,DWDM光波长区的分配,DWDM光波长区的分配,中心频率间隔:200GHz(8波)100GHz(16,32/40波)中心频率偏差
12、(寿命终了值):20GHz 波长稳定度(环境温度-1060):3GHz,OTN技术,OTN光传送网络通过引入电域子层,为客户信号提供在波长/子波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术。特点(节点技术、数字化、交叉)线路上采用WDM技术采用G.709封装和开销管理,提高管理和互通能力对波长/子波长进行交叉连接。提高组网、保护和调度能力,IP over OTN,IP/MPLS 包,OTN Switch,波长、ODU管道,小的延迟消除抖动大容量,可扩展,ITU-T G.872定义的OTN分层结构,将整个光层细分为:光信道层(OCh)、光复用段层(OMS)、光传输段层(OTS)光信道层又分为三
13、个电域子层:光信道净荷单元(OPU)、光信道数据单元(ODU)、光信道传送单元(OTU),Optical Channel layer network光信道层(OCh),Optical Multiplex Sectionlayer network光复用段层(OMS),Optical Transmission Sectionlayer network光传输段层(OTS),客户层,光层,光信道净菏单元(OPU),光信道数据单元(ODU),光信道传送单元(OTU),光信道OCh,光域,3个电域子层,IP、ETHERNET、ATM、SDH/SONET,点到点WDM,+光层调度模块=ROADM,基于光层O
14、TN设备,+G.709,接口化OTN设备(WDM),+光层&电层调度模块光电联合调度OTN设备,OTN设备是一种新型光传送网设备,在全面继承了WDM设备大容量优势的基础上,全面采用了OTN标准技术体制,引入了波长/子波长交叉连接功能,为客户信号提供在光层的传送、复用、交换、监控和保护恢复。OTN技术的优势体现在交叉能力、管理开销、标准帧、TCM和保护能力等方面,OTN技术原理与对应关系,+电层调度模块=SWXC/OTH,基于电层OTN设备,设备总体框图维护,OTN设备类型示意图,OTN OTM设备,SWXC设备,ROADM设备,SWXC+ROADM设备,SWXC理论上没有任何光层功能,需要配合
15、WDM组网,三个平面的功能,传送平面是产品的主体,传送平面可分为电层和光层,电层包括支路接口单元、电交叉单元、线路接口单元和光转发单元,主要完成子波长业务的交叉调度,而光层包括光分插复用单元(或光合波和分波单元)及光放大单元,主要完成波长级业务的交叉调度和传送,电层和光层共同完成端到端的业务传送。管理平面的实体即OTNM2000 网管系统,能够完成M.3010 中定义的管理功能,包括性能管理、故障管理、配置管理、安全管理等。控制平面对应实体即具备控制平面功能的相关机盘。通过加载控制平面 将能够实现资源的自动发现、自动端到端的业务配置,并能提供不同等级的QoS 保证,使业务的建立变得灵活而便捷,
16、由其构建的网络即基于OTN 的智能光网络(ASON)。,OTN关键技术:交叉能力,OCh光交叉连接,OTS,OMS,MUX/DMUX,OA,光层,客户侧信号-OTUk适配,STM-N/GE/10GE/2.5G POS/10G POS/ATM/SAN等,ODUk OTUk适配,客户侧信号 ODUk映射,电层,线路适配,业务适配,电层交叉连接,ROADM:光层交叉为核心,光层交叉连接,对波长/子波长交叉、调度、组网(ODU1/ODU2(e)/ODU3/波长颗粒),功能特点,优良的可扩展性良好的稳定性高度的可靠性强大的可维护性,产品功能,交叉调度能力传输容量传输距离业务接入能力管理和辅助接口保护能力
17、网管监控,OTN电交叉设备SWXC/OTH,主要优势支持G.709管理开销,提供比WDM更强大的维护管理能力支持ODUk子波长汇聚、交叉和传送组网不受传送距离限制,支持灵活组网、调度和保护恢复能力可支持智能控制平面,ODU0/ODU1/ODU2/ODU3交叉,强大的OTN开销支持能力(SMOH/PMOH),支持灵活组网能力和可靠的保护恢复能力,组网不受传送距离限制,可支持智能控制平面,需要关注的问题更大交叉容量(Tbit级)ODU0/ODU1/ODU2/ODU3交叉GE/10GE/40GE/100GE等业务高效透明传送更多保护方式智能控制平面成熟度,OTN光交叉设备ROADM,IP/MPLS/
18、以太网/SDH等,IP/MPLS/以太网/SDH等,IP/MPLS/以太网/SDH等,波长级别交叉,纯光处理,可引入智能控制平面,CD/PMD/非线性/OSNR保证?,主要优势支持G.709管理开销实现纯光域组网,2维或多维,业务透明性更好无OEO变换,降低网络成本子波长汇聚和波长级大颗粒业务调度(10Gb/s/40Gb/s),需要关注的问题解决传输距离限制问题(CD、PMD、非线性、OSNR等)波长阻塞和变换MEMS等开关器件动作时间,提高保护能力解决GE/2.5G等子波长业务的高效传送,5.OAM:丰富的开销,完备的故障和性能管理机制 降低维护成本,1.端到端业务调度 波长调度 子波长调度
19、,3.支线路分离提高接入业务灵活性(多业务接入)保护投资和快速开通,4.子速率汇聚、疏导 节约波长去掉SDH层面,节约投资,2.保护 提供50ms快速保护 SNCP和环网保护能够提高效率,OTN的技术优势,10G any,40G,OTN网络,Client Line,2.5G*any,OTN带宽资源池,多业务灵活接入,业务接入带宽池方式,10G OTN,40G OTN,100G OTN,40G OTN,10G OTN,N*GE,GE,40G,40G,GE,带宽资源池部署,业务侧和网络侧解耦,业务接入不用考虑网络速率、距离、色散等;在源宿两端加入客户侧单板即可;OTN网络完成其余工作。,任意业务,
20、自由接入!,更多保护类型,电信级保护,WDM网络(2002 2009),OTN网络(2009-),网络和业务规划,光纤和设备安装,ODU带宽池配置和测试,带宽池平台完成,业务需求,业务配置和测试,业务商用,业务规划,设备安装,业务需求,业务配置和测试,业务商用,显著提前业务商用时间,OTN为业务提前部署带宽池,带宽池建设,缩短业务开通时间,端到端时间,端到端时间,从提出业务需求到开通至少100天,从提出业务需求到开通小于30天,一波多备,快速启用,一波多备:一个波道,配置一块线路板和多种支路板,可以给多种业务做备波。快速启用:通过网管完成端到端通道建立,避免全程多站手工连纤。,10G POS,
21、客户侧(白光),线路侧(彩光),2.5G POS,GE,?,OTU,分合波,10G POS,客户侧(白光),线路侧(彩光),2.5G POS,GE,OTU,分合波,?,城域网引入OTN的建议成本,集成交叉的WDM:2 次 O/E 转换,Integrated XC,集成交叉的WDM设备,PtP WDM+OCS:6次 O/E转换,2种网元,集成电交叉功能的OTN是最有效的解决解决方案!10GE接口是10G POS价格的1/31/2。,100%,125%,95%,2 类设备,2 个维护团队,复杂连接,比方案1节省80%维护成本 比方案2节省30%建设成本,Capex分析,O-E-O,O-E(彩光),
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