淺議移動網(wǎng)絡中傳輸承載技術的發(fā)展與應用綜述

1、四川郵電職業(yè)技術學院業(yè)論論文（設計）題目：淺議移動網(wǎng)絡中傳輸承載技術的發(fā)展與應用班 級： 2014 級移動通信技術二班 姓 名：楊子賢學 號：1411302205指導教師：楊一荔時間：四川郵電職業(yè)技術學院畢 業(yè) 設 計（論文）任 務 書班級2014 級移動 通信技術二班姓名楊子賢學號1411302205論文題目淺議移動網(wǎng)絡中傳輸承載技術的發(fā)展與應用指導教師 姓名楊一荔指導教師 專業(yè)技術職稱副教授一、設計（論文）內(nèi)容與方法1、分析城域網(wǎng)傳輸技術發(fā)展趨勢 ,2、重點對 MSTP、 PTN 傳輸技術的技術優(yōu)勢與缺陷進行分析。 3、對各種傳輸技術在中國移動城域網(wǎng)組網(wǎng)中的應用給出合理化建議。 二、設計（

2、論文）寫作要求1、收據(jù)的資料要真實2、計算的數(shù)據(jù)要正確 3、論點明確，論據(jù)充實，中心思想集中鮮明4、層次清楚，結構完整 5、圖表要科學、規(guī)范、合理而整潔 6、內(nèi)容要翔實，語言簡潔流暢，邏輯性要強 7、不得由他人包辦代替或抄襲他人作品 8、要做到理論聯(lián)系實際，結合企業(yè)實際情況撰寫論文 9、采用定性分析與定量分析技術相結合，運用圖表等直觀表現(xiàn)手法 10、設計（論文）字數(shù)在 5000 字左右三、設計（論文）寫作步驟 1、到學院網(wǎng)站的教務管理系統(tǒng)中下載論文相關表格，了解論文格式要求，并填寫畢業(yè) 設計相關表格。2、準備從圖書館或網(wǎng)絡上收集相關資料并將這些資料列入?yún)⒖嘉墨I目錄。 3、按照設計要求擬定論文提

3、綱及目錄。4、進行調(diào)研或實踐獲得相關數(shù)據(jù)或設計參數(shù)。 5、整理所收集的資料及數(shù)據(jù)，進行論證或方案設計，得出自己的看法。6、按照規(guī)定格式進行論文的撰寫。論文字數(shù)在5000 字左右。7、論文初稿上交截止時間 2017年 3月31前，定稿時間截止 2017年 5月20日，逾期 拒收，后果自負。主要參考文獻、資料：1PTN 建設中的問題分析 J.郵電設計技術 劉銳，陳君 編 （2009年1月 3日）2PTN 組網(wǎng)模式下的 TD-SCDMA 基站同步問題探討 J. 光通信研究 羅建虹 , 范志文等 編 （2009 年 1 月 3 日 ）3城域網(wǎng)技術淺析 J.中國數(shù)據(jù)通信 李東穎 編（ 2003年 11月

4、 14日）4MSTP 、PTN 和 P-OTN 在網(wǎng)絡中的定位及思考 J. 城市建設理論研究 （電子版 ） 蔣俏峰 陸偉 編 （2012 年 1 月 6日 ）完成時間2017 年 5月 20 日四川郵電職業(yè)技術學院淺議移動網(wǎng)絡中傳輸承載技術的發(fā)展與應用楊子賢【內(nèi)容摘要】 ：現(xiàn) 21 世紀的通信網(wǎng)的傳輸中，為了實現(xiàn)電信網(wǎng)的高速化、數(shù)字化、綜合化 以及智能化的發(fā)展，傳輸承載技術在這個領域中起著重要的作用。本文先從大體上論述了 中國城域網(wǎng)技術概念和發(fā)展趨勢，然后從移動通信領域針對MSTP技術與 PTN技術做比較詳細的對比和分析，論述兩種技術在該領域中的作用以及差異對比。之后再從中國移動城域 網(wǎng)方面論

5、述下其他傳輸技術以及對該領域的發(fā)展和趨勢做分析及建議?！娟P鍵詞】：城域網(wǎng) 分組傳送網(wǎng) 多業(yè)務傳送平臺 組網(wǎng)技術目錄第一章城域網(wǎng)傳輸技術簡介 . 1第一節(jié)城域網(wǎng)傳輸技術的概述 1第二節(jié)城域網(wǎng)傳輸技術的發(fā)展趨勢 1第二章MSTP技術與 PTN技術 3第一節(jié)兩種技術方案的總體概述 32.1.1. MSTP定義 32.1.2. MSTP關鍵技術及原理 42.1.3. PTN定義 72.1.4. PTN關鍵技術及原理 8第二節(jié)MSTP與 PTN的主要概念和關鍵差異 112.2.1. 關鍵差異 122.2.2. 兩種技術在網(wǎng)絡層次中的定位 13第三節(jié)兩種技術的常用特性對比 142.3.1. 1588 V2

6、 時鐘 142.3.2. 同步以太網(wǎng) 142.3.3. TOP 142.3.4. Tunnel/PW APS 152.3.5. MSP和 TPS 15第四節(jié)保護策略對比 152.4.1. 小結 152.4.2. 綜合分析 16第三章中國城域網(wǎng)組網(wǎng)中運用的其他傳輸技術與建議. 18第一節(jié)其他傳輸技術 18基于以太網(wǎng)的城域網(wǎng)方案 183.1.2. 基于 ATM的多業(yè)務平臺 193.1.3. 彈性分組環(huán)（ RPR） 19第二節(jié)對中國移動城域網(wǎng)組網(wǎng)技術應用的建議 21中國移動城域網(wǎng)在網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡安全上的不足 21中國移動城域網(wǎng)優(yōu)化方案建議 22參考文獻 26第一章 城域網(wǎng)傳輸技術簡介第一節(jié) 城域網(wǎng)傳

7、輸技術的概述城域網(wǎng) (Metropolitan Area Network , MAN) 的概念源于數(shù)據(jù)通信 , 是 20 世紀 80 年代后期引入的。 MAN 面向企事業(yè)用戶和居民小區(qū) 用戶 ,需要支持多種協(xié)議和速率的客戶層信號 ,連接不同方式的接入設 備,最大可覆蓋城市及其郊區(qū)范圍。城域網(wǎng)應該具有很強的帶寬管理 功能 ,為不同帶寬和時延要求的業(yè)務迅速、高效地提供所需傳輸帶 寬。隨著骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)容量的大幅度提升帶寬和距離的矛盾越來 越明顯地集中于幾十公里的數(shù)量級。近年來， MAN 中引入了很多先進技術 ,速率不斷提高 ,業(yè)務趨于 多樣化。MAN 所提供的帶寬已 經(jīng)從 155Mbit/s 、

8、622Mbit/s 向 2.5Gbit/s 及 10Gbit/s 發(fā)展。 MAN 現(xiàn)在正在朝著一個能承載話音、 數(shù)據(jù)和視頻等所有比特流的業(yè)務網(wǎng)演變 ,將成為一個需要包容所有協(xié) 議、速率和業(yè)務的中間環(huán)節(jié)。第二節(jié) 城域網(wǎng)傳輸技術的發(fā)展趨勢 現(xiàn)今桌面型電腦以及移動終端都普遍連接百兆以太網(wǎng)絡。同樣 在連接這些終端的設備也在普遍的相互連接，利用百兆或者千兆構 成的網(wǎng)絡結構，連接用戶與服務供應商節(jié)點( POP)之間的通信成 為通信領域的進展瓶頸，于是繼光長途網(wǎng)、以太網(wǎng)的大規(guī)模建設之 后，建立高效經(jīng)濟的支持多業(yè)務的城域網(wǎng)已經(jīng)成為各運營公司的共 同努力目標。網(wǎng)絡業(yè)務的日趨高速發(fā)展，為各運營商建數(shù)據(jù)和差UN 通

9、業(yè)務并重的成語傳輸網(wǎng)提供了歷史性的契機，隨著中國電信 業(yè)務的逐漸發(fā)展，城域網(wǎng)傳輸技術成為各運營商搶占市場的主戰(zhàn) 場。城域網(wǎng)業(yè)務類型現(xiàn)在從以單純的 TDM 業(yè)務為主、 2Mb/s 為顆粒 向數(shù)據(jù)業(yè)務為主、寬帶接口過度。業(yè)務類型的變化必然帶來物理層 基礎網(wǎng)絡的變化。運營商面臨著對城域傳輸網(wǎng)絡重新規(guī)劃和設計建 設的任務，如何進行有效的規(guī)劃，保證從過去單純滿足以話音傳輸 為主，相對靜態(tài)的網(wǎng)絡過渡到支持多業(yè)務、動態(tài)可擴展性強的網(wǎng)絡 是各個運營商都關心的問題，多功能、低成本、傳輸與業(yè)務提供向 結合是城域網(wǎng)的主要特色。目前城域網(wǎng)中的關鍵技術有：基于 SDH 的多業(yè)務傳送平臺；基 于 WDM 的多業(yè)務傳送平臺

10、 MSTP ；彈性分組環(huán)（ RPR）；軟交換； 多業(yè)務換；稀疏波分復用（ CWDM ）；分組傳送網(wǎng)（ PTN）。第二章 MSTP技術與 PTN技術第一節(jié) 兩種技術方案的總體概述2.1.1. MSTP定義MSTP是指基于 SDH平臺，同時實現(xiàn) TDM、ATM、以太網(wǎng)等多種業(yè) 務的接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務節(jié)點。城域網(wǎng) MSTP建設方案是介于傳統(tǒng)的“ SDH+AT”M方案與未來全 光智能網(wǎng)絡之間的一種目前現(xiàn)實可行的城域網(wǎng)建設方案。 MSTP明顯 地優(yōu)于 SDH，主要表現(xiàn)在多端口種類，靈活的服務提供，支持WDM的升級擴容，最大效用的光纖帶寬利用，較小粒度的帶寬管理等方 面。由于它是基于現(xiàn)

11、有 SDH 傳輸網(wǎng)絡的，可以很好地兼容現(xiàn)有技 術，保證現(xiàn)有投資。由于 MSTP可以集成 WDM技術，能夠保證網(wǎng)絡的 平滑升級，從某種程度上也是 Metro-WDM的低成本解決方案之一。MSTP系列設備為城域網(wǎng)節(jié)點設備，是數(shù)據(jù)網(wǎng)和語音網(wǎng)融合的橋 接區(qū)。 MSTP可以應用在城域網(wǎng)各層，對于骨干層：主要進行中心節(jié) 點之間大容量高速 SDH、 IP 、ATM業(yè)務的承載、調(diào)度并提供保護；對 于匯聚層：主要完成接入層到骨干層的 SDH、 IP 、ATM多業(yè)務匯聚； 對于接入層： MSTP則完成用戶需求業(yè)務的接入。由于 MSTP是基于 SDH技術的，所以 MSTP對于傳統(tǒng)的 TDM業(yè)務 可以很好的支持；技術

12、的難點是如何利用 SDH來支持 IP 業(yè)務，也就是如何將 IP 數(shù)據(jù)映射到 SDH幀中去早期的 MSTP利用 PPP(RFC166、1 RFC1662、 RFC2615)來完成對 IP 數(shù)據(jù)的映射；它通過“ IP 包->PPP 分組->HDLC封裝->SDH 相應 VC”過程來實現(xiàn) IP over SDH (或 Packet over SONET-POS)，這種 方法技術成熟，適于多協(xié)議環(huán)境，但由于它不是專為SDH設計的，在幀定位時開銷較大，且傳輸效率與傳輸?shù)膬?nèi)容有關，因此效率較 低。現(xiàn)在主流的 MSTP產(chǎn)品均采用 G.7041 中定義的 GFP協(xié)議來實現(xiàn) 將高層信號映射到同

13、步物理傳輸網(wǎng)絡的通用方法，完成多種業(yè)務數(shù) 據(jù)向 SDH 幀中的映射，它定義了兩種映射方式：Transparent 和Frame mapped。前者有固定的幀長度，可及時處理而不用等待收到 整個幀，更適合處理實時業(yè)務如視頻信號 (DVB)和塊狀編碼的信號如 存儲業(yè)務 (Fiber Channel ， FICON，ESCON；) 而后者沒有固定的幀 長，接收到一完整的幀后再進行處理，可以用來封裝 IP/PPP 或以太 網(wǎng) MAC幀?，F(xiàn)在也有少數(shù) MSTP產(chǎn)品利用 LAPS(X.86 )協(xié)議來實現(xiàn)業(yè)務數(shù) 據(jù)向 SDH幀中的映射， LAPS是基于 SDH/SONET的，不需要鏈路初始 化，也不需要像

14、PPP那樣需要重啟定時器( Restart Timer )，所以 LAPS 具有較高效率和更高的性能保證能力。但是這種MSTP實現(xiàn)方式在應用中并不多見。2.1.2. MSTP關鍵技術及原理虛級聯(lián)VC的級聯(lián)概念是在 ITU-T G.7070 中定義的，分為相鄰級聯(lián)和 虛級聯(lián)兩種。 SDH中用來承載以太網(wǎng)業(yè)務的各個 VC在 SDH的幀結構 中是連續(xù)的，共用相同的通道開銷（ POH），此種情況稱為相鄰級 聯(lián)，有時也直接簡稱為級聯(lián)。 SDH中用來承載以太網(wǎng)業(yè)務的各個 VC 在 SDH的幀結構中是獨立的，其位置可以靈活處理，此種情況稱為 虛級聯(lián)。從原理上講，可以將級聯(lián)和虛級聯(lián)看成是把多個小的容器組合 為

15、一個比較大的容器來傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務的技術。通過級聯(lián)和虛級聯(lián)技 術，可以實現(xiàn)對以太網(wǎng)帶寬和 SDH虛通道之間的速率適配。尤其是 虛級聯(lián)技術，可以將從 VC-4到 VC-12 等不同速率的小容器進行組合 利用，能夠做到非常小顆粒的帶寬調(diào)節(jié)，相應的級聯(lián)后的最大帶寬 也能在很小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。虛級聯(lián)技術的特點就是實現(xiàn)了使用 SDH 經(jīng)濟有效地提供合適大小的信道給數(shù)據(jù)業(yè)務，避免了帶寬的浪費， 這也是虛級聯(lián)技術最大的優(yōu)勢。通用成幀規(guī)程GFP是在 ITU-T G.7041 中定義的一種鏈路層 字節(jié)同步的鏈路中傳送長度可變的數(shù)據(jù)包，又可以傳送固定長度的 數(shù)據(jù)塊，是一種簡單而又靈活的數(shù)據(jù)適配方法。GFP采用了與 AT

16、M技術相似的幀定界方式，可以透明地封裝各 種數(shù)據(jù)信號，利于多廠商設備互聯(lián)互通； GFP引進了多服務等級的 概念，實現(xiàn)了用戶數(shù)據(jù)的統(tǒng)計復用和 QoS功能。GFP采用不同的業(yè)務數(shù)據(jù)封裝方法對不同的業(yè)務數(shù)據(jù)進行封 裝，包括 GFPF和 GFPT兩種方式。 GFPF封裝方式適用于分組 數(shù)據(jù)，把整個分組數(shù)據(jù)（ PPP、 IP 、RPR、以太網(wǎng)等）封裝到 GFP負 荷信息區(qū)中，對封裝數(shù)據(jù)不做任何改動，并根據(jù)需要來決定是否添 加負荷區(qū)檢測域。 GFP封裝方式則適用于采用 8B/10B 編碼的塊 數(shù)據(jù)，從接收的數(shù)據(jù)塊中提取出單個的字符，然后把它映射到固定 長度的 GFP幀中。鏈路容量調(diào)整機制LCAS是在 IT

17、U-T G.7042 中定義的一種可以在不中斷數(shù)據(jù)流的 情況下動態(tài)調(diào)整虛級聯(lián)個數(shù)的功能，它所提供的是平滑地改變傳送 網(wǎng)中虛級聯(lián)信號帶寬以自動適應業(yè)務帶寬需求的方法。LCAS是一個雙向的協(xié)議，它通過實時地在收發(fā)節(jié)點之間交換表 示狀態(tài)的控制包來動態(tài)調(diào)整業(yè)務帶寬?？刂瓢鼙硎镜臓顟B(tài)有固 定、增加、正常、 EOS（表示這個 VC是虛級聯(lián)信道的最后一個 VC）、空閑和不使用六種。LCAS可以將有效凈負荷自動映射到可用的 VC上，從而實現(xiàn)帶 寬的連續(xù)調(diào)整，不僅提高了帶寬指配速度、對業(yè)務無損傷，而且當 系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以動態(tài)調(diào)整系統(tǒng)帶寬，無須人工介入，在保證 服務質量的前提下顯著提高網(wǎng)絡利用率。一般情況

18、下，系統(tǒng)可以實 現(xiàn)在通過網(wǎng)管增加或者刪除虛級聯(lián)組中成員時，保證“不丟包”； 即使是由于“斷纖”或者“告警”等原因產(chǎn)生虛級聯(lián)組成員刪除 時，也能夠保證只有少量丟包。2.1.3. PTN定義PTN（分組傳送網(wǎng)， Packet Transport Network ）是指這樣一種光 傳送網(wǎng)絡架構和具體技術：在 IP 業(yè)務和底層光傳輸媒質之間設置了 一個層面，它針對分組業(yè)務流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復用傳送的要求而 設計，以分組業(yè)務為核心并支持多業(yè)務提供，具有更低的總體使用 成本（ TCO），同時秉承光傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)優(yōu)勢，包括高可用性和可靠 性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的 OAM 和網(wǎng)管、可擴 展、較高的

19、安全性等。PTN 支持多種基于分組交換業(yè)務的雙向點對點連接通道，具有 適合各種粗細顆粒業(yè)務、端到端的組網(wǎng)能力，提供了更加適合于 IP 業(yè)務特性的“柔性”傳輸管道；具備豐富的保護方式，遇到網(wǎng)絡故 障時能夠實現(xiàn)基于 50ms 的電信級業(yè)務保護倒換，實現(xiàn)傳輸級別的 業(yè)務保護和恢復；繼承了 SDH 技術的操作、 管理和維護機制 （OAM ），具有點對點連接的完美 OAM 體系，保證網(wǎng)絡具備保護 切換、錯誤檢測和通道監(jiān)控能力；完成了與 IP/MPLS 多種方式的互 連互通，無縫承載核心 IP 業(yè)務；網(wǎng)管系統(tǒng)可以控制連接信道的建立 和設置，實現(xiàn)了業(yè)務 QoS 的區(qū)分和保證，靈活提供 SLA 等優(yōu)點。另外，

20、它可利用各種底層傳輸通道（如SDH/Ethernet/OTN）?？傊?，它具有完善的 OAM 機制，精確的故障定位和嚴格的業(yè)務隔 離功能，最大限度地管理和利用光纖資源，保證了業(yè)務安全性，在 結合 GMPLS 后，可實現(xiàn)資源的自動配置及網(wǎng)狀網(wǎng)的高生存性。2.1.4. PTN關鍵技術及原理PWE3PWE3即端到端的偽線仿真，又稱 VLL (Virtual Leased Line ) 虛擬專線，是一種業(yè)務仿真機制。它指定了在 IETF 特定的 PSN上提 供仿真業(yè)務的封裝 /傳送/ 控制/ 管理/ 互聯(lián)/ 安全等一系列規(guī)范， PWE3 是在包交換網(wǎng)絡上仿真電信網(wǎng)絡業(yè)務的基本特性，以保證其穿越 PSN而

21、性能只受到最小的影響 , 而不是許諾完美再現(xiàn)各種仿真業(yè)務。 簡單來說，就是在分組交換網(wǎng)絡上搭建一個“通道”，實現(xiàn)各種業(yè) 務的仿真及傳送。其原理是在隧道端點建立和維護 PW，用來封裝和傳送業(yè)務。用 戶的數(shù)據(jù)報經(jīng)封裝為 PW PDU之后通過隧道 Tunnel 傳送，對于客戶 設備而言， PW表現(xiàn)為特定業(yè)務獨占的一條鏈路或電路，我們稱之為 虛電路 VC，不同的客戶業(yè)務由不同的偽線承載，此仿真電路行為稱 作“業(yè)務仿真”。偽線在 PTN內(nèi)部網(wǎng)絡不可見 , 網(wǎng)絡的任何一端都不必去擔心其所 連接的另外一端是否是同類網(wǎng)絡。邊緣設備 PE執(zhí)行端業(yè)務的封裝 / 解封裝，管理 PW邊界的信令、 定時、順序等與業(yè)務相

22、關的信息，管理業(yè)務的告警及狀態(tài)等；并盡 可能真實地保持業(yè)務本身具有的屬性和特征?？蛻粼O備CE 感覺不到核心網(wǎng)絡的存在 , 認為處理的業(yè)務都是本地業(yè)務。圖 2-1 PWE3 的仿真原理MPLS技術多協(xié)議標簽交換（ MPLS）是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的 體系，它為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量提供了目標、路由地址、轉發(fā)和交換等能 力。更特殊的是，它具有管理各種不同形式通信流的機制。在運營 MPLS的網(wǎng)絡內(nèi)（即 MPLS域內(nèi)），設備之間運行標簽分 發(fā)協(xié)議（如 LDP、RSVP等），使 MPLS域內(nèi)的各設備都分配到相應的 標簽。IP 數(shù)據(jù)包通過 MPLS域的傳播過程如下：1. 入口邊界 LER接收數(shù)據(jù)包，為數(shù)據(jù)包

23、分配相應的標簽，用標 簽來標識該數(shù)據(jù)包；2. 主干 LSR接收到被標識的數(shù)據(jù)包，查找標簽轉發(fā)表，使用新 的出站標簽代替輸入數(shù)據(jù)包中的標簽；3. 出口邊界 LER 接收到該標簽數(shù)據(jù)包，它刪除標簽，對 IP 數(shù) 據(jù)包執(zhí)行傳統(tǒng)的第三層查找。標簽IP（LER） 傳統(tǒng)IP轉發(fā)標簽 IP（LSR）IPIPMPLS域標簽轉發(fā)圖 2-2 MPLS 的工作原理MPLS-TP技術MPLS-TP： MPLS Transport Profile ，是一種從核心網(wǎng)向下延 伸的面向連接的分組傳送技術。2008 年 4 月起由 IETF 和 ITU-T 共同成立了聯(lián)合工作組 （JWT） ， 負責聯(lián)合開發(fā)， IETF 負責標

24、準的制定， ITU-T 負責提出傳 送的需求。MPLS-TP構建于 MPLS技術之上，它的相關標準為部署分組交換 傳輸網(wǎng)絡提供了電信級的完整方案。更重要的是，該技術基于 IP 核 心網(wǎng)，對 MPLS/PW技術進行簡化和改造，去掉了那些與傳輸無關的 IP 功能, 更加適合分組傳送的需求。 為了維持點對點 OAM的完整 性，引入了傳送的層網(wǎng)絡、 OAM和線性保護等概念，可以獨立于客 戶信號和控制網(wǎng)絡信號，符合傳送網(wǎng)的需求。態(tài)控制平面支持、較 低的 CAPEX+OP。EX在 MPLS-TP網(wǎng) 絡中，面向連接的特性是通過偽線（ PW）技術實 現(xiàn)的。偽線允許服務供應商在一個基于分組技術的匯聚網(wǎng)絡中傳送

25、基于電路的網(wǎng)絡的傳統(tǒng)業(yè)務，同時也可以傳送新興的業(yè)務。10傳送過程：客戶邊緣設備 CE1與服務提供商邊緣設備 PE1 相 連，PE1 對要傳輸?shù)脑紭I(yè)務進行打包封裝處理，再通過偽線進行 傳輸。在接收端， PE2 對接收到的業(yè)務進行幀校驗、重新排序等處 理，還原成原始業(yè)務，交給客戶端設備 CE2。如下圖所示：圖 2-3 MPLS-TP 的傳送原理第二節(jié)MSTP與 PTN的主要概念和關鍵差異2.2.1. 概念差異PTN 即為分組傳送網(wǎng)，這里分別針對“分組” 、“傳送”關鍵詞 說明其特點：“分組”說明其交換核心為包交換，相對 MSTP 的電路交換， 可統(tǒng)計復用交換帶寬，針對未來高突發(fā)統(tǒng)計分部的數(shù)據(jù)業(yè)務

26、，實現(xiàn) 不同業(yè)務的貸款共享，提高帶寬利用率；“傳送”說明其具有高可靠性（完善的保護） 、可運營（用戶可 精確控制配置，可以定制 QoS）的傳統(tǒng) SDH 承載網(wǎng)絡的特征；PTN 采用 MPLS 或 IP 等作為 Tunnel 承載層，能簡化端到端業(yè) 務配置，路由自動發(fā)現(xiàn)、故障時 FRR/重路由保護；11而 MSTP 即為多業(yè)務傳送平臺，這里針對“多業(yè)務” 、“傳送平 臺”關鍵詞說明其特點：“多業(yè)務”說明其相對傳統(tǒng) SDH 設備只提供 STM/SONET 接口 等高低階復用接入接出設備相比，新增一臺、 ATM 、PRP、FR 等鏈 路層業(yè)務接入?yún)R聚，在 1 個設備上實現(xiàn)了多種業(yè)務的接入?yún)R聚并通 過

27、統(tǒng)一的封裝層 SDH 承載，實現(xiàn)了傳統(tǒng)以太 /ATM 設備與 SDH 設備 的結合，豐富的接口滿足了傳統(tǒng) SDH 設備進入網(wǎng)絡環(huán)境復雜的城域 網(wǎng)環(huán)境；“傳送平臺”說明其具有高可靠性、可運營型，通過完善多層 次的保護方案實現(xiàn)故障時 50ms 回復；另外， MSTP 通過 ASON 實 現(xiàn)了業(yè)務傳送路徑的自動發(fā)現(xiàn)、重路由保護等，引入了動態(tài)機制， 能進一步提升 SDH 網(wǎng)絡的可靠性。2.2.1. 關鍵差異PTN 與 MSTP 相比最關鍵的差異是引入了包交換的核心，適用 了 ALL IP 的要求，同時在封裝層引入了 PWE3，多種不同老技術， 比如： ATM 、FR、 PDH、 MLPPP 等在包交換

28、網(wǎng)絡中統(tǒng)一適配承 載，實現(xiàn)多網(wǎng)歸一，降低網(wǎng)絡運營成本。PTN 提供 Tunnle/PW 等軟管道，實現(xiàn)帶寬大小的精確控制；而 且 PTN 支持 1588V2 等 PSN 時鐘時間傳送技術，可以消除對 GPS 時鐘的需求，降低成本，滿足移動承載網(wǎng)絡 LTE 演進的要求；對于 MSTP， MSTP 具有電路交換的核心，給指定用戶分配的12 帶寬固定，即使該用戶無業(yè)務流量，任然固定占用該帶寬，不能和 其他業(yè)務共享，不能統(tǒng)計復用，設備交換帶寬利用率較低，不能適 應數(shù)據(jù)業(yè)務高速增長高突發(fā)的帶寬需求；MSTP 提供的是 VC 應管道，帶寬固定分配，能滿足傳統(tǒng)語音 通訊業(yè)務要求；但是不支持 1588 等 P

29、SN 時鐘 /時間傳送技術，對于頻率同步， 能通過 SDH 時鐘機制高質量的實現(xiàn)；但對時間同步，沒有解決方 案，在需要時間同步的移動承載領域，必須使用 GPS 時鐘。2.2.2. 兩種技術在網(wǎng)絡層次中的定位 從長途網(wǎng)層面來說，目前主要有核心路由器互聯(lián)構建而成，以 及傳送層所對應的優(yōu)選技術是大容量長距離的波分復用系統(tǒng)，輔佐 以波長級別的超大顆粒掉地。設備類型以10G、 40G 和 100GDWDM 為主。如果是針對于本地網(wǎng)的核心層面，也和長途網(wǎng)類似，也主要由 路由器互聯(lián)構建，業(yè)務量也相對均勻分布，同樣，對傳送層面的需 求主要是大顆粒直連和相對大顆粒的調(diào)度功能，相對應的設備類型 為廣義的 P-OT

30、N 設備，可以配備光層波長級別的調(diào)度，也可以配置 ODU 電層的調(diào)度組網(wǎng)。而從本地網(wǎng)的匯聚層面來看，調(diào)度需求加大，現(xiàn)有的三層路由 設備、二層 PTN 設備以及一層 MSTP 設備都能很好的滿足建網(wǎng)需 求。同時隨著業(yè)務量的加大， P-OTN 也漸漸引入。13到了本地網(wǎng)的接入層面，主要也是以二層 PTN 設備以及一層MSTP 設備為主，三層路由雖然也能滿足絕大多數(shù)要求，但是考慮 到成本較高，實際的網(wǎng)絡情況中卻少有使用。第三節(jié) 兩種技術的常用特性對比2.3.1. 1588 V2 時鐘PTN 作為綜合接入網(wǎng)，需要接入 TD-SCDMA 、CDMA2000 、 LTE 等要求時間同步的無線基站，因此需要

31、具備將基站控制器的時 間分發(fā)到各個基站的能力，這就需要 1588.而傳統(tǒng)的 MSTP 不支持 1588 V2 時鐘同步，接入需要時間同步 的基站時，采用 GPS 提供基準時間，相對來說成本就會比較高；2.3.2. 同步以太網(wǎng)PTN 同步以太網(wǎng)是通過 Phy 實現(xiàn)頻率同步，要求全網(wǎng)儀態(tài)物理 層均支持，才能實現(xiàn)端到端的頻率透穿，該機制與 SDH 物理層時鐘 頻率采用相同的方式；MSTP 就不支持同步以太網(wǎng)，采用 SDH 網(wǎng)進行時鐘同步；2.3.3. TOP通過 PTN 的 TOP/ACR 協(xié)議，跨越異步網(wǎng)絡實現(xiàn) NodeB/BTS 與RNC/BSC 的頻率同步14而 MSTP 不支持 TOP 時鐘

32、2.3.4. Tunnel/PW APSPTN 的 Tunnel/PW APS 為 1+1/1：1 APS 保護，使用 MPLS OAM 的 CV、 FFD 等實現(xiàn)快速故障檢測，實現(xiàn) 50ms 快速保護倒 換，鏈路故障時業(yè)務快速恢復，實現(xiàn)業(yè)務的高可靠性，方便實現(xiàn)業(yè) 務端到端的保護；MSTP 則支持 SDH 1+1/1：1/1：N 的 MSP/SNCP 保護，實現(xiàn)類 似功能2.3.5. MSP和 TPSPTN 支持 STM-1 光口 1+1/1： 1/1：N 的線性復用段保護，支持 帶 E1 接口板的 MQ1 子卡的 TPS 保護，實現(xiàn)板級故障保護。而 MSTP 支持更多類型的復用段保護，也支持

33、帶 E1/E3 等接口 板的 SDH 支路板的 TPS保護，實現(xiàn)板機故障保護。第四節(jié) 保護策略對比2.4.1. 小結PTN 組網(wǎng)保護策略與 MSTP 網(wǎng)絡相比，最大變化是匯聚層不再 采用環(huán)網(wǎng)保護方式，而是選用線性端到端保護機制，有點類似 SDH 網(wǎng)絡中的全程 SNCP 保護。這種結構的優(yōu)點非常明顯：減少業(yè)務調(diào)15 度層次，得到了網(wǎng)絡扁平化的效果，減少了很多穿通節(jié)點，提高了 路由管理效率。同時，為了增強網(wǎng)絡的安全性，避免單節(jié)點失效帶 來的業(yè)務丟失，接入層與匯聚層的互連建議采用雙節(jié)點保護組網(wǎng)方 式。雙節(jié)點組網(wǎng)方式在 MSTP 網(wǎng)絡中已有大量應用，大大增強了網(wǎng) 絡安全性，建議對于當前光纜資源還不具備

34、雙節(jié)點互連的接入環(huán)， 應積極進行光纜路由雙節(jié)點改造。對于核心層 PTN 設備的保護，一端核心層 PTN 設備的業(yè)務可 能需要送到分屬不同機樓的多個不同 RNC，因此核心層需要具備業(yè) 務調(diào)度功能。該調(diào)度功能有兩種實現(xiàn)方式，一種方式是通過核心層 OTN 網(wǎng)絡波長資源來進行調(diào)度，主要適合調(diào)度業(yè)務量較大的網(wǎng)絡； 另一種方式是將核心層 PTN 設備組建成一個 10GE 調(diào)度環(huán)，環(huán)上節(jié) 點兩兩之間均可能存在業(yè)務需求，業(yè)務為分散方式，這有利于發(fā)揮 環(huán)網(wǎng)保護的優(yōu)勢。因此在設備能夠支持的情況下，可采用 Wrapping 環(huán)網(wǎng)保護技術，利用該環(huán)的調(diào)度功能實現(xiàn)業(yè)務靈活調(diào)度。2.4.2. 綜合分析綜合分析來看， PT

35、N 保護技術沿襲了 SDH 網(wǎng)絡保護技術的成功 經(jīng)驗，并根據(jù)自身特點提出多項保護方式的補充，形成了一套適合 PTN 網(wǎng)絡的完善保護技術和策略。在進行 PTN 網(wǎng)絡建設過程中，應 恰當?shù)厥褂眠@些保護技術和策略，才能發(fā)揮 PTN 網(wǎng)絡的最大優(yōu)勢。當然，任何一項新技術的應用推廣都是循序漸進的，在今后的 PTN 網(wǎng)絡規(guī)劃建設工作中還需要不斷總結經(jīng)驗，繼續(xù)完善全網(wǎng)的保16護機制和策略17第三章 中國城域網(wǎng)組網(wǎng)中運用的其他傳輸技術與建議第一節(jié) 其他傳輸技術基于以太網(wǎng)的城域網(wǎng)方案 作為城域傳送網(wǎng)的最初形態(tài) ,以太網(wǎng)直連被看作是最簡單的城域 傳輸組網(wǎng)方式 ,它只需要少量的規(guī)劃、設計和測試工作。作為一種標 準技

36、術 ,以太網(wǎng)互連操作性好 ,具有廣泛的軟硬件支持 ,成本低。它是 一種與可適應多種媒體的技術 ,可以提供與銅線對、電纜和各種光纖 等不同傳輸媒體透明的接口 ,避免了重新布線的成本 , 具有良好的擴 展性, 支持 10Mbit/ s、100Mbit/ s、1Gbit/ s 和 10Gbit/ s 的速率,以端 到端的形式出現(xiàn) ,消除了網(wǎng)絡邊界處的格式變換 ,減少了網(wǎng)絡的復雜 度。以 太 網(wǎng) 技 術 用 于 MAN 主 要 有 3 種 方 式 : EoS ( Ethernet overSDH) 、 EoD( Ethernet over DWDM) 和 EoRPR( Ethernet over RP

37、R) ,傳統(tǒng)廠商基本選用前兩種方式 ,而以數(shù)據(jù)業(yè)務為主的新興廠商 選擇后一種方式。但是當以太網(wǎng)應用到城域網(wǎng)時 ,它的 QoS 就得不到保證 ,無法提 供實時業(yè)務所需的 QoS 以及多用戶共享節(jié)點和網(wǎng)絡所必需的記費統(tǒng) 計功能;缺乏安全機制保證 ,在 MAN 中利用上層來處理安全需求是不 能接受的 ;網(wǎng)絡管理能力很弱 ,目前只有網(wǎng)元級管理系統(tǒng) ;由于是點到18 點的直連 ,省掉了交換設備 ,無法提供故障定位和性能監(jiān)視 ,不支持回 環(huán)測試和倒環(huán)保護。所以只有解決了上述主要問題 ,以太網(wǎng)才可以順 利地應用于 MAN 和 WAN 。3.1.2. 基于 ATM的多業(yè)務平臺ATM 的固有設計已經(jīng)充分考慮了業(yè)

38、務的 QoS（服務質量 ） 問題 , 因此可以為 IP 或其他任意信號提供面向連接的、帶寬可控、安全性 好、延時小的高質量業(yè)務 ,特別是 ATM VP 技術可以使 SDH 網(wǎng)更有 效地承載數(shù)據(jù)流。但是其缺點也是很明顯的 ,主要包括 : 網(wǎng)絡體系結構復雜 ;傳輸效 率低下 ;速率難以提高 ;信令建立復雜 ,選路靈活性不高 ;硬件投資高 ,運 行維護管理復雜 ;有較大的帶寬損失 ;不適應大型 IP 骨干網(wǎng)應用。所 以以 ATM 為基礎的多業(yè)務平臺不是一個長遠的解決方案。3.1.3. 彈性分組環(huán)（ RPR）市場的需求推動人們?nèi)パ芯?、尋找新的技術。 SDH 和 ATM 技 術成功地應用于 MAN ,但

39、是其技術復雜、價格昂貴。以太網(wǎng)技術在 局域網(wǎng)中得到了廣泛應用 ,走的是低價、簡單的技術路線 ,但是缺乏有 效的 QoS、網(wǎng)絡恢復與保護和網(wǎng)管機制 ,不能滿足 MAN 的可靠性和 擴展性方面的要求。人們于是很自然地想到了在城域范圍內(nèi)構建新 的環(huán)形拓撲結構 ,通過傳輸類似以太網(wǎng)結構的分組來提供各種增強型 業(yè)務 ,在不降低網(wǎng)絡性能和可靠性的前提下提供更加經(jīng)濟的WAN/MAN 解決方案。 RPR 技術正是在這一背景下提出的 ,很快受到了多 個國際化標準組織、研究機構和網(wǎng)絡設備廠商的重視。目前基于19RPR 環(huán)網(wǎng)協(xié)議的標準化目標的大致輪廓已經(jīng)形成 ,各界已就幾個方面 的問題達成共識概括下來有如下幾點 :

40、1、靈活性?？捎行У貍魉驼Z音、數(shù)據(jù) (包括 IP 突發(fā)業(yè)務 ) 、圖 像等多種類型的業(yè)務 ;支持業(yè)務等級協(xié)定 (SLA) ,提供多等級、可靠的 QoS 服務;支持 Layer2 和 Layer3 功能 ;具有拓撲自動識別功能 ,支持 動態(tài)的網(wǎng)絡拓撲更新。2、可靠性。具有完善的網(wǎng)絡性能監(jiān)測、錯誤定位等網(wǎng)管功能;應能夠檢測出比特傳輸錯誤并具有一定的糾錯能力 ,即要求在幀結構 的頭部開銷和擴展開銷中含有校驗位 ;支持 50ms 環(huán)保護恢復功能 ,當 光纖中斷時提供可靠的業(yè)務保護 ,并對高優(yōu)先級的業(yè)務優(yōu)先保護 ;網(wǎng)絡 拓撲自動更新時不影響或盡量減少對在線業(yè)務的影響 ;具有防止分組 死循環(huán)的機制。3、兼

41、容性。能夠承載 IP、SDH、TDM 、ATM 、以太網(wǎng)等多種協(xié) 議的業(yè)務 ;具有 T1/ E1 、DS3/ E3 、OC - 3 、 OC - 12 、PoS、 10/ 100BT 、GBE 等多種速率端口 ; 應能兼容多種物理傳輸媒質 ,在是否 應該兼容多種物理拓撲結構的問題上還有待于進一步研究。4、可擴展性。能夠方便地擴展網(wǎng)絡規(guī)模 ,增加傳輸線路、傳輸帶 寬或插入新的網(wǎng)絡節(jié)點 ,將來出現(xiàn)新的業(yè)務、協(xié)議或物理層規(guī)范時可 以平滑地升級。 RPR 的媒質接入控制 (MAC) 層應該能無縫地嵌入 IEEE802工程協(xié)議棧中 ,對下支持 802. 3 和SONET/ SDH 物理層,對 上支持 8

42、02. 1 高層和互操作規(guī)范 ,并能與 802. 3 MAC 層互相兼容。RPR 主要面向城域純環(huán)狀網(wǎng)絡拓撲傳輸 ,雖然 RPR 采用了較多20 的新機制（如空間重用 ,公平的動態(tài)帶寬管理等 ） 以提高環(huán)網(wǎng)資源的利 用效率 ,但是純環(huán)結構在一定程度上會造成帶寬的浪費。比如一個 RPR 網(wǎng)中有 20 個節(jié)點 ,環(huán)網(wǎng)帶寬為 10G 容量,那么平均每個節(jié)點所 分配的容量只有 10G/ 20 = 0. 5G,資源利用效率不高。彈性分組環(huán)技 術由于采用純環(huán)結構 ,面向城域傳輸時更多的是應用在城域接入層網(wǎng) 絡,應用的范圍有限。第二節(jié) 對中國移動城域網(wǎng)組網(wǎng)技術應用的建議中國移動城域網(wǎng)在網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡安全上的

43、不足 目前中國移動城域網(wǎng)常見的組網(wǎng)應用中，在網(wǎng)絡容量和網(wǎng)絡安全 上還存在一些不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：1、接入環(huán)容量不足。移動城域網(wǎng)大量采用 155M 接入環(huán)，同時 受光纜資源影響，每個 155M 接入環(huán)上節(jié)點數(shù)量比較大，有的甚至 超過 30 個基站節(jié)點，造成目前 155M 接入環(huán)負載率特別高。尤其是 在市區(qū)每個基站節(jié)點電路需求大， 155M 速率接入環(huán)除提供基站業(yè)務 外，對附近大客戶數(shù)據(jù)業(yè)務的接入已經(jīng)無能為力了。2、骨干節(jié)點壓力過大?；窘尤氕h(huán)通過 2.5G 速率骨干環(huán)進行 業(yè)務匯聚并傳送到中心節(jié)點的組網(wǎng)方式，是目前中國移動絕大部分 城域網(wǎng)組網(wǎng)形式。由于移動主要以匯聚型業(yè)務為主，最大能處

44、理縣 到市 16 個 VC4 容量，隨著基站數(shù)量的增加，基站載頻增加，對骨 干環(huán)網(wǎng)容量造成很大壓力。特別有些地區(qū)光纜資源有限，骨干環(huán)內(nèi)21 節(jié)點多，于是分配到每個節(jié)點的帶寬就更小。3、融合的骨干匯聚層網(wǎng)絡效率低?，F(xiàn)有網(wǎng)絡主要以一種二層模 型進行組網(wǎng)，即 2.5G 骨干匯聚環(huán)帶 155M 接入環(huán)。這種簡化的二層 組網(wǎng)方式存在一定的不合理性，造成網(wǎng)絡調(diào)度能力降低、網(wǎng)絡匯聚 能力不足等。而一個標準的三層模型包含骨干、匯聚、接入三個不 同的層面，各自有不同的網(wǎng)絡定位，有機融合，效率更高。4、網(wǎng)絡安全存在隱患。網(wǎng)絡安全是移動網(wǎng)絡中的重點關注點問 題，一方面是網(wǎng)絡保護，如常見的復用段保護、子網(wǎng)連接保護等；

45、 另一方面對于重要節(jié)點的保護，對于雙節(jié)點保護主要應用于骨干節(jié) 點和匯聚節(jié)點，這些節(jié)點在網(wǎng)絡中擔當不可估量的重要功能，一旦 由于外部環(huán)境如電源、交接箱、多段光纜或節(jié)點本身失效，都將造 成災難性的故障，損失是不可估量的。中國移動城域網(wǎng)優(yōu)化方案建議隨著 10G SDH 技術的成熟，移動網(wǎng)絡對大容量 SDH 的應用逐 步放開，近幾年 10G SDH 在各城域網(wǎng)上大量應用。然而我們知道原 有 2.5G 已經(jīng)搭建了縣到市的骨干網(wǎng)，甚至是多個平面的骨干網(wǎng)，如 何安全、高效應用新建的 10G SDH 解決網(wǎng)絡中的容量和安全性是一 個極為重要的問題。傳輸網(wǎng)絡中容量與安全性是矛盾的兩個方面：提高網(wǎng)絡安全性 以犧牲

46、網(wǎng)絡容量為代價，同時提高網(wǎng)絡容量，單節(jié)點負荷增大，節(jié) 點失效造成的影響面更大。而且網(wǎng)絡中不存在絕對的安全性，我們 需要針對機房環(huán)境差、維護力量薄弱縣級節(jié)點從技術力量上保障其22 安全性，對終結業(yè)務的終端節(jié)點只能從負荷分擔、環(huán)境本身進行改 造和優(yōu)化。新建 10G 骨干環(huán)與現(xiàn)網(wǎng) 2.5G 網(wǎng)絡的融合是解決網(wǎng)絡容量與安 全的重要方式，如圖 3-2 所示新建 10G 骨干環(huán)將原有 2.5G 環(huán)分為兩 個部分，在交換節(jié)點機房終結業(yè)務的設備連接在兩個骨干設備（同 一機房或不同交換機房）上，原 2.5G 設備按光纜分布分地域下掛在 兩個 10G 骨干節(jié)點上，一般為相鄰縣級節(jié)點。這種雙歸屬網(wǎng)絡是在 保證網(wǎng)絡容量的同時，提高網(wǎng)絡安全性的重要舉措。在保護方式上可以采用靈活的配置，由于接入層要求調(diào)度靈 活，接入數(shù)量不確定，所以一般都采用子網(wǎng)連接保護（SNCP）方式；骨干層和匯聚層業(yè)務形式主要是基站業(yè)務匯聚，采用復用段保 護（ MSP）方式或 SNCP 保護方式都可實現(xiàn)。方案一：三個層面采用 SNCP+MSP+SNCP 保護方式，