光傳送網基礎知識概要

2006.081/30/2024城域傳送網的概念城域傳送網是指在一個本地電話網范圍內、為各種業務提供傳輸通道的傳送網絡。構成范圍包括各種有線的、無線的傳輸設施。城域傳送網的有線設施主要包括：各種傳輸設備（PDH、SDH、WDM、xDSL、PLC、Cablemodem等）、各種纜線（光纜、用戶電纜、樓宇布線）、管道、桿路等；一般意義上的城域傳送網特指一個本地電話網范圍內SDH光傳送網（包括SDH光傳輸系統、光纜、管道/桿路等），有時包括少量的PDH系統和微波系統。1/30/2024城域傳送網承載的業務管道、桿路光纜DWDM、CWDMSDH/MSTP光傳送系統話音業務/低速數據業務IP城域數據網1/30/2024

DWDM

開始建設SDH逐步成為傳輸主力設備

容量增加DWDM規模建設，全光網試驗SDH標準完善，PDH仍為主力PDH產品開始規模使用

實用化產品出現高錕提出光傳輸理論196680年代94年99年90年代初98年1976ASON/OADM將會逐漸使用2003年以后光纖傳輸發展路標1/30/2024PDH標準ETSI標準

2M?8M?34M?140M?565M 30ch120ch480ch1920ch北美標準

1.5M?6.3M?45M?N*45M 24ch日本標準

1.5M?6.3M?32M?100M?400M1/30/2024PDH復用解復用過程PDH硬件復用/解復用解復用光/電140Mb/s光信號140/34Mb/s解復用34/8Mb/s解復用8/2Mb/s復用2/8Mb/s復用8/34Mb/s復用34/140Mb/s電/光140Mb/s光信號2Mb/s1/30/2024

PDH特點簡介PDH主要是為話音業務設計，而現代通信的趨勢是寬帶化、智能化和個人化。PDH傳輸線路主要是基于點對點連接，缺乏網絡拓撲的靈活性。存在著相互獨立的三種地區性標準，造成國際互通難以實現。PDH技術體系中只有基群信號采用同步復用，其高速等級信號均采用異步復用，因而上下話路困難。沒有統一的標準光接口規范，無法實現橫向兼容。PDH技術體系中沒有安排很多的用于網絡運行、管理、維護和指配（OAM&P）的比特，維護管理比較困難。目前主要應用在網絡邊緣，并且在逐步萎縮。1/30/2024

SDH特點簡介統一光接口標準和幀結構--世界兩大數字速率體系（三個地區標準）在STM-1等級上統一；不同廠家的產品可以在光路上互通。一步復用特性--可直接從STM-N幀結構中分插低速支路信號，上下話路簡單，降低成本，提高可靠性和穩定性。強大的OAM能力--5%左右的信息作為開銷，用來對設備和網絡進行操作、管理、維護和配置。增強網絡的生存性和安全性--能組成各種自愈網；另設備的智能化使得實現全網的故障定位。前向/后向兼容--兼容PDH各種速率信號，并能兼容新業務信號。1/30/2024

SDH復用解復用過程SDH軟件復用/解復用1/30/2024

SDH&SONET標準SDH標準SONET標準等級速率容量等級速率STS-152Mb/sSTM-1155Mb/s63*2MSTS-3155Mb/sSTM-4622Mb/s4*63*2MSTS-12622Mb/sSTM-162.5Gb/s16*63*2MSTS-482.5Gb/sSTM-6410Gb/s64*63*2MSTS-19210Gb/sSTM-25640Gb/s256*63*2MSTS-76840Gb/s1/30/2024段開銷（SOH：SectionOverhead）區域：RSOH（1-3行與1-9XN列；MSOH（5-9行與1-9XN列）STM-N凈負荷（Payload）區域管理單元指針（AUPTR）區域SDH幀結構1/30/2024STM-1SOH字節安排A幀定位字節，用來識別幀的起始位置B誤碼檢測D數據通信通道E公務字節

F1使用者通路K自動保護倒換通路S1同步狀態字節

M1復用段遠端差錯指示ZO備用字節J0再生段蹤跡字節Z01/30/2024

SDH的一般映射結構容器（C）虛容器（VC）支路單元（TU）支路單元組（TUG）管理單元（AU）管理單元組（AUG）同步傳送模塊（STM-N）1/30/2024

單字節間插復用加入AU-4指針直接置入單字節間插復用加入TU-3指針加入POH加入POH加入POH單字節間插復用單字節間插復用加入塞入比特加入TU-1指針中國采用的復用映射結構1/30/2024SDH設備類型－TM終端復用器TM

應用在線型網的端站，把PDH/SDH支路信號復用成SDH線路信號，或反之。PDH支路信號SDH支路信號OAM線路信號STM-NTM1/30/2024分插復用器ADM

應用在線型網的中間節點或環型網上的節點，完成直接上、下電路功能，并組成SDH環路。PDH支路信號SDH支路信號OAM東側線路信號西側線路信號STM-NSTM-NADMSDH設備類型－ADM1/30/2024再生器REG

應用在網絡的中間站點，目的是延長傳輸距離，但不能上、下電路。OAM東側線路信號西側線路信號STM-NSTM-NREGSDH設備類型－REG1/30/2024數字交叉連接設備DXC

兼有同步復用、分插、交叉連接、網絡的自動恢復與保護等多項功能的SDH設備。PDH支路信號

STM-NSTM-N

SDH支路信號DXCSDH設備類型－DXC1/30/2024光纖作為光信息的傳輸媒質是構成光通信系統的重要組成部分。由于單模光纖具有衰減小、帶寬寬、成本低等優點，國內外都得到廣泛應用。G.652光纖(Characteristicsofasingle-modeopticalfibreandcable)：目前廣泛使用的單模光纖，稱為1310nm波長性能最佳光纖，在1310nm波長區域內色散系數低達3.5ps/nm.km以下，衰減系數為0.3-0.4dB/km。光纖1/30/2024G.653光纖(Characteristicsofadispersion-shiftedsingle?modeopticalfibrecable)：稱為1550nm波長性能最佳光纖，又稱色散移位光纖。1550nm色散系數低達3.5ps/nm.km以下，衰減系數0.19-0.25dB/km。在1550nm波長很適合單波長、高速率信息的傳輸。但用它傳輸WDM系統，出現四波混頻效應（FWM）。非線性產物限制了它在DWDM系統中的應用。由于歷史原因，G.653光纖沒有在我國如G.652光纖那樣得到廣泛應用，這種狀況很有利于DWDM技術在我國的迅速推廣。（日本國則由于已敷設了大量G.653光纖，DWDM建設則需另敷設非G.653光纖）光纖1/30/2024

G.654光纖(Characteristicsofcut-offshiftedsingle-modeopticalfibreandcable)

：稱為1550nm波長衰減最小光纖，在1550nm波長區域，衰減系數低達0.15-0.19dB/km,主要應用于需要中繼距離很長的海底光纖通信。G.655光纖(Characteristicsofanon-zerodispersion-shiftedsingle-modeopticalfibreandcable)：非零色散移位單模光纖，適用于密集波分復用(DWDM)系統的應用。光纖1/30/2024

G.652光纖應用范圍

G.652AG.652BG.652CG.652DG.691STM-16STM-64與G.652A類似,但允許使用1360nm～1530nm擴展波段與G.652B類似,但允許使用1360nm～1530nm擴展波段G.692STM-64G.693STM-256STM-256G.957STM-16G.959.1STM-256其他10

Gbit/supto40km(Ethernet)1/30/2024

單模光纖主要類型1/30/2024固定電話本地傳輸網平面/分層結構各本地網經過多期工程的建設，一般均有不少于2個廠家的SDH設備，加上還在使用的PDH設備，自然形成了多個傳輸平面；由于業務網一般采用了雙歸的網絡結構，網絡本身已經具備了良好的安全性，根據各傳輸平面的特點承載盡可能多的業務或者是同一種業務分散到不同傳輸平面承載，對進一步提供網絡的安全可靠性有著較好的作用，但主要還是錦上添花、并非雪中送炭。接入層網絡一般根據業務發展的需要逐步建設，同時滿足不同的業務需求，一般一個業務節點只有一套接入傳輸系統，寬帶IP的接入網單獨建設較多、但不適宜承載其他業務，因此接入層很難實現分層面地傳輸。1/30/2024接入層匯聚層核心層A平面C平面B平面LSMSMS/TS核心層路由器匯聚層交換機邊緣層交換機RSU/ONUBTS/NodeB固定電話本地傳輸網分平面/分層拓撲結構圖1/30/2024MSTP使用前景基于SDH的多業務傳送平臺MSTP，在國內的發展已三年有余，歷經了三個技術發展階段。第一代的MSTP：在原有SDH傳輸平臺的基礎上，提供了ATM和Ethernet接口，業務最小顆粒度受限于VCl2，達到能夠透明傳送數據業務的目的。這一時期的MSTP主要提供的技術細節為：級聯、ML-PPP封裝、LAPS封裝。部分廠家還提供基于SAN的FICON/ESCON/FibreChannel透明接口。

1/30/2024MSTP使用前景第二代的MSTP：在第一代MSTP的基礎上提供了強大的交換能力，該交換能力并不僅僅指SDH的交叉連接能力，更重要的是提供了以太網的L2交換能力和ATM的交換功能。通過劃分VLAN，有效而安全地完成用戶隔離。同時，還可組建ATM的VP-Ring和利用以太網的STP保護。第三代的MSTP：這一時期的MSTP最大的特點就是引進了GFP封裝機制、LCAS鏈路容量調整方案和虛級聯技術，使得MSTP對數據業務的支持能力進一步加強。同時，一些廠商將RPR內置在MSTP內部，使得部分VC可在二層成環，提高環路利用率。1/30/2024從目前各廠商的產品來看，不同的第三代MSTP相互之間仍有很大區別，特別是國外廠商產品的支持力度較小。因此，第四代MSTP提上了議事日程，第四代MSTP的首要任務將是充分完善第三代MSTP的功能，并進步在以下三個方面得以突破：?增強ATM處理功能，加強對3G業務支持，在傳輸層面提供ATM的匯聚、統計復用、IMA功能（InverseMultiplexingforATM，將ATM集合信元流分接到多個低速鏈路上，再在遠端將多個低速鏈路復接起來恢復為原來的集成信元流）。?提供部分L3路由能力、實現MPLS-VPN，支持本地不同VLAN間實現通信，并有效地隔斷廣播風暴。?與ASON互為融合，增強傳輸網的靈活性、安全性，實現智能化的網絡管理。MSTP使用前景1/30/2024MSTP使用前景在數據網的核心層、匯聚層，中繼電路的流量、帶寬相對穩定，對MSTP的二、三代功能依賴性較小，因此對傳輸網的要求主要還是透傳功能。結合3G網絡的建設，本地傳輸網的覆蓋密度將大大加強，以基站傳輸為依托，將為發展數據用戶、大客戶提供更為便捷的條件。在接入層實現傳輸網、數據網的融合，一方面可以節省工程建設投資，另一方面加強了網絡的競爭實力。因此，在今后的傳輸網絡建設、特別是3G傳輸網絡建設中應充分考慮MSTP的引入。1/30/2024RPR基礎(1)RPR是為基于在2個(或更多個)反方向的環上傳輸分組數據而優化的一種二層技術，RPR中的雙環都可用于數據和控制信息的傳輸RPR定義了一個和以太網MAC不同的新的MAC層重用了現有的物理層接口—以太網和SDH/SONET物理層RPR可以承載IP/MPLS/以太網幀RPR可以提供電信級的城域網RPR通過動態帶寬管理來保證環路接入控制，環上RPR節點的公平性支持不同的服務類別高的帶寬利用率RPR基于自動拓撲發現機制來進行網管和保護倒換RPRMACRPRMACRPRMACRPRMACRPRMAC1/30/2024RPR基礎(2)RPR的保護倒換機制可以提供50ms的業務層保護倒換保護可對節點和鏈路失效進行保護可對多點失效進行RPR支持OAM&PRPR沒有定義具體的物理層實現1/30/2024RPR特征RPR允許155Mbps~10Gbps的速率接入RPR環至少支持63個節點(最大可到255)RPR使用現有的物理層以太網物理層(1Gbps,10Gbps)SDH/SONET物理層(155Mbps~10Gbps)，GFP或PPP做為調和子層RPR通過對單播分組采用目的節點剝離的方式實現空間重用RPR對組播/廣播分組采用源節點剝離對單點失效，達到50ms保護倒換環回(Wrapping，和SDH/SONET中的MS-Spring一樣原理轉向(Steering)，在業務源節點選擇另外一條路由(源路由)1/30/2024RPR特征RPR環為全分布式接入，環上節點均同等對待，沒有Master和Slave之分環路帶寬按權重公平在各節點間進行分配支持不同的業務類別實現高的帶寬利用率RPR支持OAM&P用于監測環上兩節點間在MAC層上的可達性1/30/2024ASON支持的業務SDH業務，支持G.707定義的SDH連接顆粒VC－n和VC－n－Xv；OTN業務，支持G.709定義的OTN連接顆粒ODUk和ODUk－n－Xv；透明或不透明的光波長業務；10Mb/s、100Mb/s、1Gb/s和10Gb/s的以太網業務；基于光纖連接（FICON）、企業系統連接（ESCON）和光纖通道（FC）的存儲域網絡（SAN）業務。1/30/2024ASON支持的連接類型ASON網絡支持3種業務網絡連接類型：永久連接（PC）、交換連接（SC）、軟永久連接（SPC）。PC和SPC連接都是由管理平面發起的對連接的管理。PC和SPC的區別在于光網絡內建立連接是利用網管命令還是實時信令，這兩種方式都是由運營商發起建立的業務連接。SC連接通過UNI信令接口發起，用戶的業務請求通過控制平面（包括信令代理）的UNI發送給運營商，即由用戶直接發起建立業務連接。業務等級1/30/2024ASON使用前景ASON的建設將給傳輸網絡的安全性帶來革命性的突破：現有傳輸網層間電路的轉接主要以單點轉接為主，雖然ITU-T制定了雙節點互連的DNI標準，但實施起來難度較大，不能有效地解決轉接電路設備單點失效的問題；ASON采用網狀/格狀拓撲結構建設，一旦某個網元發生故障，傳輸電路將很快得到恢復，有效地克服了SDH網絡的不足。ASON是一個比較新興的技術，各廠商產品均在不斷完善之中，同時橫向互連的問題還沒有解決。因此在傳輸網的建設過程中，一方面需要積極考慮ASON產品的引入，逐步提供網絡的靈活性、安全性；另一方面ASON的建設將是一個較為長期的過程，首當其沖應該是標準的完善和統一。1/30/2024城域WDM主要指OADM設備兩個OADM節點之間不采用光線路放大器支持的業務SDH業務：STM-N（N=1、4、16、64）ATM業務：STM-N（N=1、4、16）POS業務：STM-N（N=1、4、16）以太網業務：FE、GE將來：10GE、FibreChannel、ESCON(EnterpriseSystemConnect