无线传送网络（共7篇）
无线传送网络 篇1
1 引言
下一代有线数字电视传送网络以“传送与节目分离、业务提供与用户驻地分离”为基本建网理念,有线电视台不依赖于唯一的传送网络,用户不依赖于唯一的有线电视台。在网络结构设计上划分为光传送城域骨干网[1]、10GEPON或GPON接入网[2]、用户驻地网和有线电视增值业务综合平台支撑网3部分[3]。下一代有线数字电视传送网络的协议基于以太网协议加强[4]。城域骨干传送网络物理层采用光分组交换协议[5],以保证高清电视数据流按用户请求的质量要求传送。下一代有线数字电视传送网络的调度、管理、计费等由BOSS构架规划[6]。用户驻地网和有线电视增值业务综合平台支撑网由万兆以太网和10GEPON接入技术完成[7]。
为适应未来市场的需要,下一代有线数字电视传送网络应能接入多种传感器信息并实现物物相连,因此,无线传感器网络技术的引入成为必然。无线传感器网络是信息技术的前沿和交叉领域,正处于起步阶段,将成为电话网、电视网、计算机网三网融合之后网络向前延伸过程中新的竞争亮点。到目前为止,无线传感器网络在家庭生活、社会管理、工农业生产等领域的应用仍然处于探索阶段,随着技术的不断进步,无线传感器网络将渗透到社会生活的各个方面。
2 无线传感器网络结构
基于下一代有线数字电视传送技术的无线传感器网络结构如图1所示,其构建原则为:1)是下一代有线数字电视传送网络的扩展和延伸;2)可提供用户在生活、生产中除高速宽带业务需求之外的基于无线传感器的其他综合服务。
网络由有线环境和无线环境两部分构成。有线环境以光纤网络为物理传媒,以Ethernet协议为基础,以高清电视、网络电话和网络数据为基本业务,透明地传送多种信息与Internet互通。由于传感器业务相对其他业务信息量并不大,速率要求也不高,因此对已经构成的有线环境没有影响。无线接入环境将最大限度地提供用户在多种场景中的灵活应用,它由多个相互平等的节点自组网构成,分布在家庭环境或生产场所,每个节点既可作转发,也可作终端。为了最大限度地发挥下一代有线数字电视网络的高速宽带优势,在有线与无线的接口设置一个特殊的接入点,以便良好地适配高速业务的无线接入和传感器低速业务的无线接入。
3 无线传感器网络拓扑
基于下一代有线数字电视传送技术的无线传感器网络由传感节点、汇聚(Sink)节点、自组网链路以及目标感知视场4要素组成,通过定义外部网络和远程任务来完成系统任务。网络采用异构节点组成的、层次化的自组织方式构造,大量传感节点随机部署,协同形成对目标的感知视场。基于下一代有线数字电视传送技术的无线传感器网络拓扑如图2所示。
自组网链接描述了网络的根本属性,其节点不需要预先安装或预先决定位置,具有自组织、自愈、多跳等特点,任何一个传感节点的退出或进入都不影响其他节点的正常通信。自组织方式的最大特点是每个节点既是终端,也是发节点,它们按照协议和策略,向离自己最近的节点以多跳传输的方式发送信息,一直到达观测节点,同时计算并选择需转发的信息的路径[8]。
目标感知视场描述了分布的传感节点所服务的范围,它随着传感器的增减和移动而发生变化,根据任务部署要求来决定它的大小。这里定义目标为服务对象所能感觉的属性,这种属性有时会以不同的信号方式体现,传感器节点通过收集获取目标产生的震动波或热辐射波以及声、光、电波等信息,来判断监测对象的运动以及与之有关的速度和方向等参数,或者读取并判断监测对象自身属性的变化参数。众多传感器节点构成的一个对目标监测服务的范围称为该节点的感知视场,当传感器检测到的目标所发出的信息超过监测预定的值时,就把这一信息提交给汇聚节点,这一节点被定义为有效节点。
传感节点由传感单元、处理单元、通信单元以及电源部分4个基本单元组成。此外,可以选择的其他功能单元,包括定位系统、运动系统以及发电装置等。传感节点完成原始数据采集并作本地信息处理,实现无线数据传输并与其他节点协同的工作,依据应用需求还可能携带多种中间件模块来完成综合任务。
汇聚节点最为特殊。一方面,在无线传感器网络内作为接收者和控制者,被授权监听和处理网络的事件消息和数据,可向传感器网络发布查询请求或派发任务;另一方面,面对Internet外作为中继和网关完成传感器网络与外部网络间信令和数据的转换,是连接传感器网络与其他网络的桥梁。
4 无线传感器网络协议体系
基于下一代有线数字电视传送技术的无线传感器网络协议由固定网络使用的以太协议和无线网络协议两大部分构成,其协议体系如图3所示。
固定网络使用的以太网增强协议设计已经完成[5],本文不再讨论。传感节点通过自组网链接与汇聚节点之间的无线通信协议,网络层到高层应用基于Zigbee技术增强[9],主要完成跨节点和跨网之间的可靠通信。数据链路层和物理层基于IEEE802.15.4协议标准增强。汇聚节点加装IEEE802.15.4到802.3协议转换,以完成无线网络到固定网络的转换。
网络层控制传感节点接收和发送过程中特殊的多跳无线路由协议。以自组网方式构成的无线传感器网络,在上电启动之初,路由器是空白且动态生成的。首先以广播的方式向相邻传感器节点发送侦测信息,并且计算出最佳路由。为防止广播风暴的出现,协议中要设定多跳寿命,若超过多跳寿命还没有找到目标时,播出的信息将被丢弃。另外,无线传感器网络对目标感知视场的监测是以确定的阈值为基础的,因此,只需要对比阈值门限,而不必一定关注无线传感器收集的数据细节。
数据链路层负责无线传感器数据由一个节点到另一个节点之间的可靠通信,可分解为逻辑链路控制(LLC)子层和媒体访问控制(MAC)子层,除了对数据帧进行检测、对媒体接入进行控制之外,数据链路层设计的重点是MAC子层[10]。
MAC子层协议处于无线传感器网络协议的底层部分,用于在传感器节点间公平有效地共享通信媒介,直接影响着无线传感器网络的性能,成为无线传感器网络有效通信的关键网络协议之一[11]。典型的MAC子层协议首先控制网络构建,其次为全网配置资源,前者为自组网结构建立稳定的链路基础,后者为各个节点平等地分配网络资源,以便有效地控制网络延迟和吞吐量。因此,设计一个性能优越的MAC协议算法成为无线传感器网络研究的一个热点问题。
物理层定义了无线传感器网络的传输介质,可以是空气、水、电缆和光缆等,无线传感器网络主要使用空气介质以无线方式传输。
无线传感器网络自发建网示意图如图4所示。上电启动以后,自组网的建立由所有节点平等地发起。首先向相邻所有节点发送信道能量(ED)检测帧,以评估周围消耗最小节点,这个节点即为近邻节点,以它作为首选信道,并且向该信道发送信标请求帧beacon,该帧的主要作用是交互近邻节点无线传感器网络参数。对端节点收到beacon帧后,分配自己控制的网络资源,包括开辟寄存器地址,确定网络信道标号和其他软硬件参数。当通信进程发起以后,还要判断自己是Sink节点还是终端节点,以决定是向汇聚节点转发还是接收。如果是汇聚节点,既要起到上述作用,还要发挥协议转换和与有线数字电视网络连接的功能。
5 无线传感器网络业务扩展
无线传感器网络将开拓通信网络中物物互联的全新业务。现在的通信网络实现的是人人互联,而无线传感器网络解决的是物物互联。著名法国咨询机构IDATE提供的报告显示,2006年全球范围内基于传感器网络的物物互联市场容量已达200亿欧元,而到2010年将达到2 200亿欧元,年复合增长率达49%。
基于下一代有线数字电视传送技术的无线传感器网络,主要服务于家庭环境和生产场所,除有线数字电视、电话、数据这三大传统业务之外,无线传感器网络扩展的业务主要集中在以下领域:
1)人类日常活动环境的监测和保护。
通信业是直接服务于用户的行业,人类日常活动环境包括了生活、生产环境,是用户活动的承载主体。生活水平越高的区域,对环境的关注程度越高,需要监测的环境数据也越多。大体分两类,环境适宜和安全防护。环境适宜主要监视人们的生活环境是否在最佳状态,并且控制相应的设备以使环境达到适宜程度,包括温度、湿度、光照、噪声等。可控制的设备包括空调、冰箱、热水器、灯光等全部家用电器。安全防护主要监视非法入侵、火水灾害、放射性、有害气体和液体等,可控制的设备包括各种报警系统和救助系统。
2)健康护理。
无线传感器网络进一步向用户延伸,将体现在对用户的健康探测与护理。进一步的可穿戴传感器将帮助用户监测重要的生命体征,了解慢性病用户的血压、血糖、血脂等多项指标,更加精确地管理用户的治疗和康复[12]。
3)社会事务监测与保护。
包括了除环境、安全、健康之外的所有事物,电表、水表、气表的无接触抄送,冰箱内食物的缺量配送以及家用电器或生产设备的运转状态等。这些无线传感器可以镶嵌在设备之中,帮助用户有效地管理社会事务。
6 小结
第三代移动通信技术承载无线传感器网络信息的瓶颈效应渐渐显现。基于下一代有线数字电视传送技术的无线传感器网络不失为一种新的途径,既可发挥固网光纤的宽带优势,又能显著的提高网络的增值效益。系统的组建包括固定网络和无线网络两部分,仔细地设计无线传感器网络MAC子层协议以及有效解决无线网络与有线网络的互联成为设计的关键。本文设计了网络构架和协议体系,并且配置了部分业务,为下一步网络仿真建立基础。有关网元和协议细节将另文讨论。
参考文献
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[2]孙友伟.基于GPON技术的下一代数字有线电视接入网络[J].电视技术,2008,32(10):51-53.
[3]孙友伟.下一代有线数字电视用户驻地网结构仿真[J].电视技术,2008,32(1):8-10.
[4]孙友伟.有线数字电视光分组交换网络物理层协议配置[J].电视技术,2006,30(3):61-65.
[5]孙友伟,孙书娜.有线数字电视光分组交换网络构成[J].电视技术,2005,29(6):62-66.
[6]孙友伟.下一代有线数字电视网络BOSS的安全策略[J].电视技术,2005,29(9):1-3.
[7]孙友伟,孙书娜.CATV以太网组网方案[J].西安邮电学院学报,2005,10(3):88-91.
[8]孙友伟.现代通信新技术新业务[M].北京:北京邮电大学出版社,2004.
[9]王锐华,于全.浅析ZigBee技术[J].电视技术,2004,28(6):33-35.
[10]马新华,容晓峰.无线传感器网络实时性能分析[J].西安邮电学院学报,2009,14(1):112-115.
[11]崔逊成,赵谌.无线传感器网络的领域应用与设计技术[M].北京:国防工业出版社,2009.
[12]马新华.一种基于Agent的无线传感器网络医学监控模型[J].西安邮电学院学报,2008,13(5):108-110.
基于无线传送的室内通信系统 篇2
1 系统结构
本系统首先通过电话线利用DTMF收发电路芯片MT8880实现远程访问, 再利用主单片机AT89C51的串口把各种访问、控制信息, 传送给无线数传MODEM芯片PTR2000, 通过PTR2000实现数据的无线传送;而作为智能家电的接收端, 首先通过外接PTR2000接收到主机发送的控制和访问信息, 然后传送给从单片机AT89C51以实现各种功能的控制。系统原理电路, 如图1所示。
2 电话远程访问的实现方法
本系统远程访问利用DTMF收发芯片MT8880实现电话远程访问, MT8880是CMOS大规模集成电路, 功耗低, 并且将发送和接收电路集中在一块芯片内, 容易与微机接口, 使用方便。由于发送部分采用开关电容式D/A变换器, 因此DTMF信号失真小, 频率精度高, 片内计数器对双音频模式的占空时间进行精确定时。并且能检测电话信号音[1]。
主单片机AT89C51的P1.0～P1.3分别接入MT8880的D0～D3;单片机AT89C51的P1.4～P1.7分别接入MT8880的RSO、CS、R/W、∅2, 单片机AT89C51的P3.2接MT8880的IRQ/CP, 具体电路, 如图2所示。
3 无线传送的实现方法
本系统采用超小型、超低功率、高速率无线数传MODEM芯片PTR2000, 实现数据的无线传送。PTR2000工作频率为国际通用的数传频段433 MHz, 采用FSK调制, DDS+PLL频率合成技术, 具有两个频道, 工作速率最高可达20 kB/s, 可直接与单片机串口相连, 低工作电压 (2.7 V) , 低功耗, 同时采用低发射功率 (+10 dBm) 、高接收灵敏度 (-105 dBm) 设计, 使用无需申请许可证。
PTR2000简单可靠, 只有7个外接引脚, 其各引脚控制功能如下:
Pin1:VCC正电源, 2.7～5.25 V;
Pin2:CS 频道选择, CS=0选择工作频道1 (433.92 MHz) , CS=1选择工作频道2 (434.33 MHz) ;
Pin3:DO 数据输出;
Pin4:DI 数据输入;
Pin5:GND 电源地;
Pin6:PWR 节能控制, PWR=1为正常工作状态, PWR=0为待机微功耗状态;
Pin7:TEXN 工作模式选择, TEXN=1时模块为发射状态, TEXN=0时模块为接收状态[2]。
主单片机AT89C51与其外接PTR2000的接口电路, 如图2所示。PTR2000的CS直接接地, 利用工作频道1, 即433.92 MHz。PTR2000的Pin6与单片机的P2.0相连, PTR2000的Pin7与单片机的P2.1相连。主单片机AT89C51的TXD、RXD分别接PTR2000的DI、DO端。从单片机与其外接PTR2000的接口电路与此相同。
主单片机AT89C51根据控制要求发送数据到PTR2000, 再由PTR2000将数据经过FSK调制后发送出去, 而从机AT89C51的外接PTR2000接收到FSK调制信号后, 首先解调输出控制信息给从机AT89C51, 再由从机AT89C51控制智能家电的工作。
由于单片机AT89C51具有多机通信功能, 因此利用单片机AT89C51的串口实现多机通信[3]。当一个AT89C51单片机的SM2位为1时, 该单片机只接收地址帧, 对数据帧不予理睬, 而当SM2位为0则接收发来的所有信息。若主机欲与某目标从机通信, 则主机置其外接PTR2000的Pin7=1, 发送一帧该目标从机的地址信息给所有从机, 然后主机置其外接PTR2000的Pin7=0, 以便接收从机发送的应答信息。各从机接收到地址帧后响应串口中断, 把自身地址与目标从机地址相比较。若两者相同, 则该从机为目标从机, 置该从机外接PTR2000的Pin7=1给主机发送应答信息, 然后置该从机的SM2=0、外接PTR2000的Pin7=0以便接收后续控制信息和数据。若两者不同, 则该从机不是目标从机, 仍维持该从机的SM2=1, 外接PTR2000的Pin7=0, 对主机发送的控制信息和数据不予理睬。主机接收到从机发送的应答信息后, 则开始发送控制信息和数据。
4 软件设计
主机通信子程序流程图, 如图3所示。
从机通信子程序流程图, 如图4所示。
5 系统测试
由于PTR2000属于无线高频通信, 一定要充分考虑系统的抗干扰问题, 同时无线通信环境的不确定性, 各种环境下的传输效果是不尽相同的, 路径损耗、人体影响、建筑物影响、外界干扰、多径现象和周围环境的吸收等都会对传输的距离产生一定的影响。
因此在设计PCB图时, 用地线把时钟电路部分包围起来, 让其周围电场趋近于零;同时每个集成电路均增加一个去耦电容, 提高系统的抗干扰能力。在测试的过程中, 发现数据传输正常, 只是由于室内墙体的阻隔, 加之各种家居的成在, 使信号有所衰减, 通信距离小于室外空旷地带, 但能很好满足室内通信要求。
通过对系统数据传输能力的测试, 该系统发送和接收数据正确、可靠, 各元件工作正常。实验证明该系统可以长时间稳定可靠地工作。
6 结束语
设计的基于无线传送的室内通信系统功耗低、成本少, 除了可以应用到智能家电远程控制系统中, 还可以应用于防盗报警系统以及其他一些短距离无线通信领域。
参考文献
[1]Mitel公司.Mitel公司技术手册——模拟卷[Z].天津:Mitel公司, 1993.
[2]讯通科技公司.PTR2000超小型、超低功耗、高速率19.2 K无线收发数传MODEM[Z].哈尔滨:讯通科技公司, 2002.
无线传送网络 篇3
1 发射设备技术分析
随着资源节约型、环境友好型社会建设进程的日趋完善, 目前无线数字发射设备也朝着节能环保、安全高效的方向发展, 并且大都使用了非常先进科学的功放技术, 电视信号传输的发射设备整体利用效率已经超过了20%, 部分频率发射的设备传输率已经接近了40%。尤其是随着功放技术的持续改进, 由于普遍应用了功率放大和预校正的措施, 并且符合线性标准以及调制误差比率的要求, 所以无线数字发射的功放效率得到了有效的改善。而且目前由于很多广播电视台在无线信号发射传送的时候, 都使用了功率比较高的电源设备, 供电效率通常都超过了95%, 满足了发射设备的电力需求。但是在技术把握上应当注意以下几方面要求。
1.1 确保无线数字传送节目安全性、稳定性的技术要求
随着信息化时代的到来, 很多电视用户普遍关心的是电视节目接收信号的安全、稳定, 这就要求发射设备的功放系统和电源设施必须要与之相适应, 并且需要将关键的链路单元实行备份存储。而利用功率放大技术和预校正功放的措施, 对无线数字传输和模拟失真进行提前预判, 可以有效地对功放的线性指标进行改进, 并且提升调制误差的比例系数, 有效地增强功放性能。通常与传统的均衡化的功放系统相比, 应用这种功率放大的技术, 可以使得功放的功率超过35%, 而且这两种模拟失真技术也能够使带肩功率达到10分贝, 峰均的比例数值达到8分贝, 调制误差增进到8分贝, 从而保证电视节目传送的及时、准确、稳定。
1.2 确保无线数字发射设备精确性和高效性的技术要求
广播电视台向无线数字发射站传送节目, 主要是通过发射设备对音频和视频的信号进行压缩、编码, 连同相关的数据信息共同组成TS流, 在进行了无线数字预校正之后, 建立一组中频信号数据, 利用发射频道放大射频以后传输给天线系统。所以对于发射设备来说, 必须配置高功率和线性指标的宽频放大设施, 也就是保证动态峰值的情况下, 无线数字调制信号具备优良的线性指标, 而且由于发射频率比较稳定、精确, 噪音比较小, 也能够实现信号传送的误码和信噪比较小。另外, 由于激励设备也输入了TS流信号, 并且通过了射频切换模块, 能够实现智能和人工操作, 对信道进行切换处理, 保证电视信号接收的及时性和稳固性;而且电视节目的传送信号在模块切换的作用下, 由分路设施进行了变频处理, 一般参照功放设计的大小和功率的档位, 通常都变频为至少1路的无线数字信号, 由于功放设备的功率比较大, 能够保证传输信号的不断增大, 并经由合路设施, 输送给滤波设施, 利用无线微波天线传送给千家万户。同时, 发射设备应当多模化。由于采用多模的无线数字发射设备, 可以保证在电视信号传送的后期实现模数制式切换向着软切换的方式转变, 避免经常更换发射设备或者不定期的进行测试, 以减少费用支出, 提高电视节目信号的传送效率。比如, 可以结合当地无线数字发射站的客观情况, 选择1千瓦27频道的无线数字发射设备, 并且这种发射设备要包括激励、供电、监控、射频、散热等结构组件。
1.3 确保无线发射激励功能及时性、有效性的技术要求
无线数字发射的激励设施通常是对TS流进行输入, 实现信道编码、误差调制和变频处置, 利用信号模拟的形式, 经由射频处理模块切换、锁定TS流, 确保从ASI端口输入的2路TS流信号达到无缝对接, 以此来实现信道编码调制处理和节目传送的及时校正。所以对于激励设施来说, 信道编码系统和映射反应系统是主要的组成模块, 在扰码、编码和映射等方面要加强技术管理, 严格遵守相应的指标规范, 实现电视信号传送的及时、有效。
2 天馈系统技术分析
无线数字发射的天馈系统, 是实现电视信号传送真实、完整的重要保障。通常是将电视发射信号由发射设备的输出口, 传输到天线塔桅的固定部位, 并且以相应的相位和幅度标准, 覆盖到天线设施的每个单元, 实现高频信号向电磁波的准确切换, 确保电视传输信号功率的真实性。通常在天馈系统的选用上, 比较适合的是缝隙天线设施, 而且天线里面使用合金铝板实现1个面是长槽、其它3个面闭合为缝隙的矩形结构, 组成天馈系统的辐射设备, 完成电视信号的及时传送。并且地面接收电视信号的接收设备, 可以使用拉杆天线就能够实现对无线数字输送的电视节目信号, 但是这种无线数字信号仅限于没有经过加密处理的。
3 结语
综上所述, 广播电视台向无线数字发射站远程传送节目, 一定要结合当地的客观情况, 统筹考量地质环境、天气条件和网络运行等情况, 加强信号发射等设备的科学选用和技术管理, 确保节目传送的及时、稳定、安全、快捷, 确保广大用户对电视节目收看的实际需要。
参考文献
[1]范磊.地县广播电视台向无线数字发射站传送节目的技术方案[J].中国有线电视, 2014 (3) .
[2]王洪峰.数字时代广播电视无线发射技术相关问题的探讨[J].通讯世界, 2015 (10) .
[3]林青华.浅谈无线数字电视发射技术[J].辽宁广电网络与传输技术, 2014 (2) .
传送网络“双平面”建设探讨 篇4
1.1 “双平面”的概念
其实, “双平面”并没有一个严格意义上的定义, 有时候也称之为“AB平面”, 如图1所示, 主要是指在一定区域内, 构建相互独立的两套传送网络, 这两套传送网的站点设置可以按照新业务的承载需求基于不同的站点, 也可以采用完全重合的方式建设, 同站址部署双节点;这两套传送网的站点可以接入相同的业务, 也可以接入不同的业务。在网络应用中, 一方面, 可以利用两个相互独立的网络对同类型的业务进行物理承载路由的备份或分担, 从而降低网络失效所带来的损失和风险, 提高网络的健壮性;另一方面, 也可对不同类型的业务进行物理层面的分化, 从而优化维护可管理。
随着中国移动业务IP化的逐步开展以及3G规模建设的临近, 改造或新增的业务对传送网络的建设和优化需求也随之显著。现有传送网络对新增业务的支持能力有限, 而对现有网络实施大幅度优化和改造存在较大的难度, 并对网上业务的安全性形成较大的风险。而“双平面”的建设可以解决3G和数据业务发展带来的优化需求和容量瓶颈, 同时可以解决单节点失效带来的网络安全瓶颈, 因此, “双平面”的建设思路非常符合目前中国移动网络现状和业务发展。
1.2 “双平面”的安全性考虑
但同时我们要看到, 采用“双平面”的建设模式只是在传送平面实现了备份, 但是底层的光缆线路系统由于自身的特点, 很难实现所谓的双平面。因此业务路径虽然经过分离走到了不同的传送平面, 但实际上在物理光纤上仍然走的是一个平面, 发生管道故障或是光缆故障会同时影响到两个平面的互为备份的业务, 在安全性上还是存在隐患。如此说来, “双平面”的建设如果仅仅是建设两套传送平面, 只能称之是建设了一个“双系统”, 并不能称之为真正的从传送平面到线路平面的“双平面”。因此, 在“双平面”的建设中, 我们还应关注线路的不断优化完善, 也可以通过在新建平面中选用一些新的技术, 比如基于ASON技术的MESH组网, 来实现对业务的真正保护。
2 为什么要建设“双平面”
众所周知, 光传送网络是电信的基础设施, 一个强大的传送网为各大运营商业务运营的高速发展作出了积极的贡献。从目前来看, 经过这几年的大量基础传送网络的建设, 中国移动已经具备了一套颇具规模的基础传输网络。然而, 在经历了相当长时间的网络业务和技术发展之后, 面临着业务IP化的发展以及3G、数据业务的需求, 对现有传送网络的优化改造成为中国移动建设精品网络需要面对的问题, “双平面”成为符合中国移动网络发展的建设思路。以下主要从两个方面阐述中国移动进行“双平面”建设的理由。
2.1 业务发展的需要
2.1.1 语音业务IP化的发展
目前中国移动的省际长途话音业务已经全部割接到IP承载专网上, 实现了省际长途话音的IP化。随着IP专用承载网省内延伸工程的开展, 各省市IP专用承载网的省干网络已经基本建成, 当前主要承载MGW和MSCSERVER之间的信令业务, 今后会将省内长途语音业务 (如17951) 逐步割接到省干IP承载专网。最终会逐步的实现BSC上行, 甚至BTS上行业务的IP化, 最终目标是建设以IP/MPLS为核心的融合网络, 原有的语音业务逐渐承载在IP网络上, 同时还可以基于这张统一的IP网络不断地开发新业务。
现有SDH网络作为GSM/GPRS移动网络的配套中继电路传输网, 它的特点是完全按照TDM电路需求设计的网络, 无法很好的满足语音业务IP化后产生的大量大颗粒、宽带化的数据业务需求。
2.1.2 3G业务的发展
3G R4版本的传送网相对于GSM/GPRS传送网有如下变化: 首先, 从基站覆盖来看, NodeB基站与目前90%以上的BTS基站可共站设置, 对于传送网来说, 接入层应该尽量考虑2G/3G两张网共站设置。
其次, 从接入带宽来看, 考虑到今后HSDPA的部署, 3G基站传输须提供开展数据业务的大量带宽, 基站带宽由现有的2~4个E1提升到8~16个E1, 所有基站业务都将穿越整个城域传输网终结于核心层RNC, 而且数据业务的特点在于60%左右的业务是需要上到长途的 (话音业务70%以上都是本地业务) , 城域网汇聚层、核心层同样会面临着4倍左右的带宽提升。
3G网络需要高效的多业务承载平台, 而且3G基站具有高密集性, 原有的基站传输网络规划无法满足接入需求。现有SDH网络需要在接入层改造提速以适应接入3G基站后带宽需求变化, 核心层节点会更加集中, 业务调度更为复杂, 需要重新构建。
2.1.3 大客户专线业务的发展
如果说进军3G移动领域是中国移动树立“移动信息专家”品牌的常规战争, 那么进入大客户专线服务领域则是帮助中国移动重新找到产业价值链中高利润区的非常规的“蓝海战役”, 其契机在于大客户专线已经走出DDN/FR/X.25提供的低速点对点简单互连时代, 逐渐向高速的、多样化的大客户专线网络转变。
大客户专线的可靠性完全依赖传送网, 对传送网可靠性要求高于GSM/GPRS网, 要求提供优于原SDH网络的保护方式。差异化的带宽运营理念也需要在大客户承载网中体现, 通过对每一类大客户提供不同的带宽服务和安全策略, 在满足服务质量的基础上, 同时节约传送网资源。大客户传送网还需要考虑从组网模式上适配业务流向, 网络扁平化, 简化专线调度层数, 克服调度瓶颈, 提高业务转接效率。大客户传送网的布局要根据客户分布情况实现充分覆盖, 保证1km以内接入, 对于个别偏远客户用拉远方式接入。大客户总部的出口带宽一般要求一个或多个155M。
现有的SDH网络无法满足大客户接入的覆盖密度、接口速率、安全策略、差异化服务和端到端服务的需要。
2.2 网络优化的需要
随着技术的发展和业务演进的需求, 现有传送网络存在一些问题, 简要列举如下。
2.2.1 网络分层造成端到端调度的瓶颈
由于传统的传输网络着重跟随交换组网, GSM/GPRS网络本身的分层、分域结构和业务处理方式决定了其配套传输的网络分层、电路分段的建设方式。已有的传送网络层面设置复杂, 层间大量的落地及转接业务严重制约着网络效率的提升, 同时提升了端到端业务管理的实施难度, 业务的开通和维护效率低, 维护工作量大。
2.2.2 网络结构复杂, 网络层次不够明晰
目前很多省市的传送网络还是两层结构, 这种网络建设模式使MSC (BSC) 站点的传输设备调度和落地职能重合, 骨干/汇聚层网即要承担业务的汇聚和传输, 同时又要承担大量2M业务的上下, 使得设备的低阶处理能力以及业务槽位数量非常紧迫。
2.2.3 网络安全性需要加强
目前中国移动大部分接入环还是采用的单节点汇聚, 部分接入环所带基站数量太多, 单节点失效的风险非常高;同一汇聚节点下所挂的接入环过多, 需要改变归属点, 进行风险分担。
2.2.4 多业务的支持能力有限
现有部分SDH设备对多业务的支持能力有限, 难以实现便捷的多业务演进。无法有效地支持数据业务以及未来3G业务的承载。
2.2.5 设备和网络的扩展性能差
网络设备容量和功能的可扩展能力较差, 部分核心节点的槽位数和交叉资源 (特别是低阶交叉资源) 已经不足, 严重限制了业务端到端调度。
3G和数据业务的不确定可能导致传输网络相对频繁的升级, 对原有网络和业务会带来较大影响, 严重影响网络的安全性。
2.2.6 扩容困难
面对宽带业务、3G业务引入所带来的巨大带宽容量需求, 接入层网络的带宽容量和网络拓扑规划面临较大幅度的调整。部分接入层网络无法通过升级扩容方式为3G和数据业务提供足够的富余带宽, 必须要对原网络进行裂环或者新建接入层。
由于上述网络局限性的普遍存在, 现有传送网络已无法良好地保障网络的运营质量和效率、保持网络的持续发展、提升运营商的总体市场竞争力。
面对上述的矛盾, 传输网络“双平面”建设理念给我们提供了一种有效的解决方案, 并为整个传送网提供了更为广阔的持续发展空间。
3 如何建设移动传输网络的“双平面”
面对转型的压力, 移动运营商需要保持领先优势和持续的竞争力, 必然要向全业务运营商转变, 构建弹性高效的网络架构是能否抢占未来全业务竞争战略制高点的关键, “双平面”建设理念给我们提出了一种建网选择。那该如何建设这张弹性高效的第二平面呢?个人认为应从以下几个方面予以考虑。
3.1 “双平面”建网的指导思想
第二平面网络的建设是面向未来业务发展的, 必须要保证技术先进性及持续发展的能力。
3.1.1 新平面技术选择要充分考虑先进性
新平面的建设不是一个简单的网络叠加, 必须仔细规划, 选用先进可持续发展的技术, 以适应今后业务发展的需要。
在承载大颗粒数据业务时, 可关注具备OTN功能的NG WDM设备, 采用OTN技术体制的NG WDM设备吸取了SDH灵活的交叉调度和WDM的大容量传送特性, 面向ODUk (2.5G/10G/40G) 大颗粒业务的端到端调度、管理、性能、监视, 能同时完成原SDH层 (安全与调度) 和波分层 (大容量远距离传送) 的功能, 使调度和传送合一。
ASON实现了对网络的智能控制, 支持MESH组网能力, 提供直达路由, 比较适合于3G核心层面或者IP承载网路由器双归组网的业务网状网调度需求。
3.1.2 新平面设备指标充分考虑可发展性
新平面建设的设备性能指标必须足够强大, 才能满足业务持续发展的需要;3G业务模型是集中汇聚型的, 对基站到基站控制器的业务端到端调度能力要求更强, 传输设备的组网能力 (涉及到槽位数量、DCC能力、集成度、高阶交叉能力等) 和低价交叉能力必须加以关注, 核心层、汇聚层设备至少需要20~40G低阶交叉能力;
承载的以太业务会越来越多, 语音业务的IP化并不会降低对可靠性的要求, 因此, 需要支持基于以太业务接入的保护能力等。
3.1.3 新平面需考虑安全可靠性
新平面的建设必须要考虑网络的安全可靠性, 如前文所述, 目前的“双平面”建设一般只是实现了传送系统的双系统, 光缆线路系统还很难做到双平面。
因此考虑到业务承载的安全可靠性, 一方面可以对光缆系统进行优化完善, 使两个平面的传送网络尽量在物理路由方面也能实现备份;另一方面可以在建设新平面的时候采用新的技术, 如建设基于ASON的MESH网络, 利用更多的路由方向来实现业务的更安全可靠的承载。
3.1.4 新平面需考虑重点发展, 并逐步成为主要的业务承载平面
新平面的建设是在持续的发展中不断完善的, 因此, 在建设初期只是承载部分业务, 随着新平面网络的不断完善, 承载的业务量会越来越多, 特别是新兴的3G、NGN等IP化的业务能够在新平面中更好的承载。而原有的旧平面更多的是用来承载传统的TDM语音业务, 随着这些业务的不断萎缩, 新的平面将会成为主要的业务承载平面, 如图2所示。
3.2 分层分步的实施
第二平面在不同网络层次有不同的建设需求, 必须分层次逐步的实施。
(1) 省干长途平面
无线语音业务的IP化趋势已经非常明确, 中国移动各省分公司很快就会将语音业务也割接到省干IP专网上承载, 省干带宽会迅速增加, 因此一般省干IP专网的路由器端口都是按照2.5G POS部署的。针对2.5G POS以上的大颗粒业务传送, 可以采用传统波分设备承载, 但是传统波分在调度、管理、保护方面还存在着弊端, 因此建设省干第二平面时可考虑采用具备OTN技术体制的WDM设备。基于OTN的WDM设备能同时完成原SDH层 (安全与调度) 和波分层 (大容量远距离传送) 的功能, 使调度和传送合一, 可以基于大颗粒进行管理和调度, 效率更高, 非常适合面向大颗粒宽带业务承载的省干平面的建设。
(2) 城域 (本地) 网层面
对于3G业务, 核心层承载业务类型多样、带宽差别大, 其中信令和Iu-R软切换业务安全性要求极高, 电路业务连接局向多, 分组域业务大容量向交换中心汇聚;对于IP城域网业务, 这个层面是汇聚路由器到核心路由器的汇聚型连接, 以及汇聚路由器之间的分散型互连, 主要是GE颗粒;如果需要同时承载大客户专线, 这个层面会有就近2M、FE等小颗粒业务接入和调度。这个层面呈现MESH的业务流向, 需要MESH的承载网模型适应;网络抗毁能力要求高;业务网的扩容需要传输网络具备一定弹性。可考虑新建第二平面采用具备ASON特性的大容量设备构建, ASON特性的引入可以保证核心层网络扩展扩容更安全、更灵活、更便捷。
汇聚层是整个网络的支点, 维持着整张网络的均衡发展, 对于3G, Node B到RNC连接的局向整合和颗粒整合在本层完成, 同样会有大客户节点的就近接入调度需求。汇聚层需要实现承上启下的作用, 对于城域内的业务进行调度, 对于出城域的业务进行业务梳理整合, 以减轻核心层压力、保持核心层稳定, 起到隔离作用。因此这个层面更加关注网络弹性和业务处理能力, 因为汇聚层面涉及面较广, 并不需要全面新建第二平面, 可以考虑初期在一些重要的节点新建, 采用具备更大的交叉能力 (特别是低阶交叉能力) 和接入容量的设备, 并且具备升级到ASON的能力, 也可以考虑直接升级ASON, 形成核心汇聚统一的ASON网络。
接入层根可根据用户情况发展, 采用在第一平面上通过网络提速、升级MSTP或者局部新建等方式改造现网, 满足3G基站接入的接口、带宽和覆盖要求。
4 结语
广电传送网络建设模式探讨 篇5
1.1 业务发展迅猛
在中国下一代广播电视网 (NGB) 规划与建设指引下, 全国各省市广电网络已经铺开末端双向数字化改造, 建设OTN/WDM骨干网络替代早期的2.5G/10G SDH省级干线, 目前很多省、市、区域已经完成了这项工作, 为今后运营业务扩大至音视频类、信息类、娱乐类、应用业务、消息类五大类32个子类的全NGB业务奠定了基础。当前, VOD业务是各省市广电公司投入较大的项目, 高清节目也在不断的开展, 这两类新业务预期可以给广电公司带来的较大收益;其次使用广电有线网络Internet业务的客户虽然竞争激烈但也在平稳增长;随着广电网络本身带宽增长及覆盖的完善, 部分省份专线客户业务的发展也比较快, 成为另一大块主要收入收入来源。这些业务的增长使得网络带宽需求增长迅速, 部分已建T-bit级OTN/WDM传送网络的省广电公司, 扩容速度非常快, 可见业务发展对基础传送网络带宽消耗的速度。总体上, 应用层面的业务开展处于较早期, 未来网络带宽需求将进一步增长。
1.2 省间互联互通
当前, 国内各省广电网网络完全独立运行, 业务发展水平参差不齐, 无法在全国范围内实现资源共享, 大大制约了广电网络运营的发展。有鉴于此, 2010年初, 由陕西广电发起友好网互联互通项目, 开始着力于解决这个问题, 加入单位从最初的10省市扩展到现在的19个省, 显示各省级广电公司对互联互通的重视。而互联互通需求必然驱使骨干互联网络带宽扩展, 灵活高效且面向未来的解决方案是广电运营商最佳的选择, 可以简化网络互联方式, 降低传送网设备投资成本。
2 传送网解决方案的演进
显然, 传统的SDH/MSTP骨干网络虽然仍可以承载数字电视业务, 但已经很难满足未来广电新业务 (如VOD等) 传送的需求。NGB规划提出T-bit骨干/城域/接入网络架构更能符合广电网络业务的发展。
2.1 骨干传送网
骨干传送网络首要的需求在于提供长途传送能力, 覆盖全国、全省的巨大带宽, 实现大带宽的灵活调度, 并且和IP业务无缝对接。图1是典型的骨干组网方案图。
OTN技术作为当前主流的骨干传送网技术, 具备超大容量, 超长距离传送, 灵活调度, 并且具备ASON网状网组网保护能力, 管理维护能力和SDH/MSTP一脉相承。如华为公司OSN 8800/6800 OTN/WDM产品系列已可以提供一对光纤10T传送容量, 单波容量40G/100G系统无电中继传送距离可达2000km, 传统10G系统则可达5000km。OTN网络结合传统SDH设备可以继承传统电视节目的广播方式传送, 并可以支持高速发展中的高清节目, 实现小颗粒业务的带宽调配, 提升骨干OTN网网络的带宽利用效率。未来三网融合应用场景下, 骨干OTN/WDM网络也可以为全国/全省范围内的业务互联互通提供基础承载管道。
2.2 城域传送网
当前, 广电普遍缺乏在城域内专用传送网络, HFC CMTS是广电主要的接入/城域网架构, 带宽限制比较大。随着新业务的开展, 广电城域专用传送网络存在需求, 采用何种技术依赖于最终的带宽需求。而短期内广电城域网的带宽需求取决于大带宽业务需求量, 即突发模式为主
的VOD业务量。简单计算一下城域传送网带宽需求, 假设某大中城市数字电视用户10万户, 高峰时期的开机率80%, VOD用户占25%, 每户保证高清VOD节目带宽需求8Mbit/s, 则总带宽需求为100, 000×80%×25%×8M=160Gbit/s。小城市用户数较少, 假设数字电视用户仅1万户, 其他假设条件不变, 总带宽需求为10, 000×80%×25%×8M=16Gbit/s。从上述带宽估计值可以看到, 带宽需求依赖于最终的用户数。对于城域传送网, 大中城市必须要采用OTN/WDM技术建网, 而对于小城市MSTP技术就可以满足带宽的需求。
图2显示了一个典型的省级广电网络的传送网组网图。OTN/WDM作为骨干传送网技术, 按业务需求提供必要的带宽, 也可以和IP网络无缝结合, 为新业务的开展提供带宽基础。原有的SDH省级干线, 少部分的城域SDH网络仍可以用来承载广播业务, 专线业务等小颗粒高质量的业务。
2.2.1 OTN+PID:简捷高效的城域网大带宽传送网解决方案
传统波分系统包括光发送机 (Transmitter) 、AWG合波器、分波器、梳状滤波器 (Interleaver, ITL) 、光放大器、光接收机 (Receiver) 等各种板卡/部件, 部件之间通过光纤连接, 光纤数量多, 同时需要对光功率、色散、OSNR等多个光学参数进行调节匹配, 网络才能正常工作。如果用在城域承载网中, 因业务点分散、业务上下频繁, 需引入光分插复用器 (OADM) , 则波分系统配置、调节更加复杂。
PID (Photonic Integrated Device) 把光发送机、AWG合波器、光接收机等最复杂部分集成在一起, 单根光纤连接即可完成全部12通道的连接, 无需其他部件即可组建一个120G的波分网络。避免了设备繁杂、光纤连接众多、难以维护的难题, 极大的简化了系统配置、运行维护。是最简洁、易维易用的波分系统 (见图3) 。
另外, 通过简单的合波器/梳状滤波器, 可以非常方便的将1至8组PID合并起来, 实现12波~80波可灵活扩展的更大容量传送系统。
城域网应用中, 相邻节点间距离不超过80km情况下, 各个节点在上下业务的同时提供天然的电再生中继功能, 不需要考虑对光纤模拟参数的适配, 成10倍的减少了各功能单元之间的光纤连接, 有效节省了传统波分光层如光放、DCM等的规划和配置, 可以极大地加快网络建设速度, 快速提供业务。
华为公司基于OTN支线路分离的架构可构建象SDH一样灵活方便、易维易用的城域网。OTN具有和SDH一样强大的运维管控、Qo S保证、业务保护能力, 业务的变更调整只需增加合适的支路卡即可、完全无需进行线路调测、资源规划等繁复的工作。以PID 120G容量为单位的大容量线路接口, 加上支线路分离的OTN交叉调度设备, 构成数字化的城域传送网, 既具有波分系统的大容量传送能力, 又具有SDH般的易维易用能力。实现城域网单一网络、统一承载。
2.2.2 Hybrid MSTP:融合现在, 承载未来
华为MSTP产品可通过升级TDM交叉单元到TDM/分组双平面交叉单元, MSTP网络形态可以转变为Hybrid MSTP, 同时支持GE/10GE和STM-16/64组网 (见图4) 。
这种建网模式可以把数据平面, TDM平面合二为一, 减少投资, 使网络更加扁平化。图5为典型的基于Hybrid MSTP的广电传送网结构。
突发业务如VOD, 上网业务可以用Hybrid MSTP的数据平面承载。相比于传统MSTP, 集中数据交换的Hybrid MSTP业务调度更灵活, 交换容量远大于比MSTP方案。
在分组平面的管理上, Hybrid MSTP可提供SDH-LIKE的管理方式, 继承传送网运维工程师的习惯, 避免继承路由器网络管理的复杂化和维护工作量成倍增长。分组业务配置方面, Hybrid MSTP也提供了端到端可视化业务配置, 避免繁琐的基于命令行逐站式业务配置。Hybrid MSTP引入最新的标准MPLS-TP OAM, 该系统基于硬件实现, 结合以太层面的OAM标准 (如IEEE 802.1ag, IEEE 802.3ah) , 比传统的路由器使用的MPLS OAM完善, 故障定位速度大大快于传统路由器网络软件查询分析方式, 可实现可视化端到端的告警发现及自动分析定位。基于上述特性, 可见Hybrid MSTP的设备维护能力远优于传统数据网络。
基于Hybrid MSTP结合OTN+PID技术的城域网传送网解决方案, 可以提供高效、经济的任意带宽。
3 结论
广电网络处于大发展的阶段, 从骨干到城域网都有着巨大带宽提升的需求。基于ASON的OTN/WDM当然成为国家骨干, 省级骨干网络建设的标准技术, 用于提供可靠、高效、经济、灵活的长途大带宽业务。城域传送网应用中, OTN+PID技术, Hybrid MSTP技术都有其应用场景, 满足新业务承载需求, 除此之外, 还可以继承类似SDH网络的简单, 易维护特性, 大大降低运维成本和故障定位处理速度, 提升客户应用体验满意度。
摘要：本文介绍了飞速发展的广电业务对基础传送网络的驱动和压力, 并基于实际需求提出了基于ONT/WDM技术的国家/省级骨干传送网络的建设方案。在城域层, 需要改变传送网络缺乏的状况以适应VOD, 高清电视等新业务的发展, OTN+PID组网技术适合用于建设大城市的城域网, 而具备向ALL-IP演进的Hybrid MSTP技术可用于建设小城市的城域网。
无线传送网络 篇6
传统的传输网络在世界范围内对支持SDH、ATM和FR等业务起到了至关重要的作用。但是随着IP应用,以太网环境的快速普及和迅速发展,传统SDH业务的需求逐步退化。目前多数的业务量都是基于分组的,全球运营商都迎来了电信史上的一个转折点。当今经常被问到的问题就是“我们应该继续在传统的传输基础设施上投资还是应该在基于分组的传输网络上投资?”
大量不同的技术和网络架构的存在往往给运营商的选择造成困扰,导致网络建设无法实现最优选择。本文将对现有各种技术和网络架构的优缺点进行探讨,尤其是普通的IP网和典型分组演进网络的区别。同时总结了Tellabs在分组传送网络演进和迁移中的定位,以及Tellabs在PTN网络演进中具备的优势。
PTN技术和网络架构
T-MPLS
T-MPLS通常是在传统的MSTP或者MSPP平台上增加一部分以太网的支持能力。MSTP和MSPP平台上的T-MPLS一般包括静态的标签转发路径配置能力,通常支持静态标签的PWE3,具备ITU-T 1711 OAM功能。然而,虽然标准化组织进行了大量的工作,但是目前T-MPLS隧道一般只能支持以太网业务。由此带来的问题是,T-MPLS技术无法满足传统传输网络迁移的需求。ATM、TDM、FR业务仍然具有很大的业务量,并且目前还是运营商主要的收入来源。另一个则是T-MPLS没有解决与广泛使用的MPLS互通的问题。
PBB-TE
PBB-TE已经由IEEE 802.1Qay进行了标准化。根据目前的草案,只有以太网业务可以通过PBB-TE隧道进行承载。这和T-MPLS的情况基本一致。由于TDM、ATM和FR业务长期内还将与分组业务共存,演进后的分组网也必须要考虑到这部分业务。与T-MPLS一样,一些厂家也提供一些私有的解决方案提供传统业务的承载。PBB-TE组建未来的分组传送网络还存在另外的风险。假设由100000个节点构成的网络,一般通过将网络分割成几个子网。每个子网内进行独立的保护和端到端的服务质量管理。
MPLS-TP和MPLS
MPLS-TP是ITU-T和IETF共同定义的,是T-MPLS和MPLS融合的结果。这个标准的初衷是实现跨多个域的网络管理。这个网络范围包括接入网、汇聚网和核心网,每一个子网都可以运行自己的MPLS和MPLS变种(动态的或者静态的MPLS)。MPLS对于传统的TDM、ATM和FR的支持已经进行很好的标准化,并且具备大量的商用案例,这是未来MPLS-TP技术具备的巨大优势。这些能力对于支持传统业务的迁移是非常关键的。MPLS-TP引入了多样的标签结构和GE-ACH OAM分组。这对于端到端,跨多个MPLS子网的OAM是非常关键的。在ITU-T 1711中引入了一个标签栈底S=1的路由告警标签,这个标签的格式由Y1731进行定义,用于端到端的OAM连接性管理和性能管理。
最新标准动态倾向于使用OSPF作为路由,RSVP作为信令构成MPLS-TP的动态控制平面。未来几个月的标准会议将就这些问题进行更详细的探讨。目前MPLS普遍的做法是OSPF和RSVP作为控制平面,数据转发平面仍然使用二层传统的ATM、TDM、FR和以太网。
PTN静态和动态网络的选择
在使用分组网络替代SDH网络的过程中,另外一个关键的技术抉择是:是否在分组网络中引入动态控制平面。就传统的SDH技术来说,一般是采用静态的方式进行业务部署,没有使用动态的路由协议和信令建立用户通道。因此,是否在PTN中引入动态控制平面,进行用户通道的发现、建立和保护存在疑问。从网络架构的角度看,越靠近网络的核心,流量特征越呈现动态,相反,越靠近网络接入部分,网络流量的特征越呈现静态,如图所示。
目前,我们假设用户的传输模型都是点到点的,用户的流量通常汇聚到集线器或者星型网络的中心,从而实现多点处理。静态部署网络的好处是配置非常简单(一般通过NMS),但是保护路径和实时网络资源利用的优化,准确度和速度都不是最优。分组网络意味着“面向无连接”,any-to-any是分组网络与生俱来的特性。虽然,端到端PTN的理念对真正的分组网络进行了简化,但是,它也因此丧失了分组网络真正的潜力——“面向无连接”。动态控制平面在很多方面可以更好地利用分组网络的潜力。对从协议设计者到架构设计者来说,如何将面向连接的业务映射到面向无连接的平台是一个巨大的挑战。这个工作一直以来就非常困难。
PTN需要运营商介入控制和管理时,点到多点或者any-to-any网络的扩展性也是很大的挑战。动态路由协议在这种情况下对网络没有多大的帮助,因为流量工程路由协议的扩展性不如传统的SDH网络。另外,MPLS信令的跨域问题也不容易解决。一个大规模的anyto-any的PTN网络需要非常熟练的网络设计师进行精心设计。是否在PTN中引入控制平面,可围绕以下关键问题进行决策:是否将维持以前SDH网络的可控制,可管理能力;网络的运行是否会变得更复杂;网络是否能根据用户的带宽自动进行网络优化;网络是否可以在50ms内实现保护恢复;网络具备可持续发展的能力,是否能够承载未来的IP应用。
Tellabs对PTN演进的观点
Tellabs PTN解决方式包括Tellabs8600和Tellabs 8800产品系列,设计之初就是为解决传统传输网络的演进问题,这已经被其硬件和软件体系设计和其所能够提供的功能所证实。Tellabs专注于该领域已经有5年以上的历史。
Tellabs PTN解决方案采用了多种方法和机制保证传统业务的演进:传统传输网络的界面和体验得到延续;诸如TDM、ATM、FR等所有传统业务在PTN网络上传送的机制都基于标准进行;确保PTN网络的保护都能够在50ms以内,就如传统传输网络所能够提供的;确保PTN能够提供类似SDH网络网管的方式;确保PTN网络提供了可媲美传统传输网络的恢复时间和性能,可靠实现了对时延、抖动高敏感的TDM业务;Tellabs使用真正的分组交换技术实现了上述所有的功能,并能够顺利提供MPLS-TP在其标准化完成后的功能。
虽然Tellabs非常关注传统业务的演进,但Tellabs不会忘记PTN演进的原动力,是提供可持续发展的分组传送网。Tellabs解决方案在以下这些方面的业务提供能力将会在未来的实际网络运营中得到证实:为全IP的3G移动和小区宽带提供ELAN和EVC业务;为企业客户提供ELINE和EVC业务;为小区宽带和企业客户提供ELAN和EVLAN业务;为移动电视、IPTV和商业组播提供ETREE业务;VPLS;L3-VPN;利用IP路由、EVLAN或EVC实现LTE演进;高级城域以太业务;数据中心互联。
城域骨干传送网波分网络结构探讨 篇7
随着智能手持终端的广泛普及, 网上娱乐、网上购物、IPTV、远程控制等新业务大量出现, 通信网络承载的业务已经从传统的语音业务向数据业务转变, 4G网络和FTTH网络正在成为近期中国三大运营商建设的最重要网络设施, 业务与网络的变化也促使城域传送网从以往承载小颗粒TDM电路快速向承载大颗粒IP化电路演进。与话音业务时代相比较, 数据业务时代用户ARPU值正在变得越来越低, 在竞争激烈的市场环境中, 如何引进新技术、降低运营成本和提高市场竞争力是所有运营商面临的首要问题, 如何正确建设城域骨干传送网, 成为各个通信运营商关心的热点话题。
2 波分网络在城域骨干传送网中的定位
2.1 城域传送网结构简介
城域传送网主要负责各类业务接入并传送到相应的业务节点或省内/ 省际出口节点。城域传送网分为有线接入网和城域骨干传送网两部分。城域骨干传送网一般分为核心层和汇聚层。核心层负责提供核心机房间的各类业务调度, 汇聚层负责一定区域内各类业务的汇聚和疏导, 核心层/ 汇聚层应具备较大的业务汇聚能力及多业务传送能力。有线接入网负责汇聚节点以下到基站和各类客户的业务提供接入, 有线接入网应具备丰富的业务接入端口能力。
城域传送网网络结构如图1 所示:
2.2 波分网络在城域骨干传送网中的定位
传统的WDM波分网络主要是帮助运营商解决传送网光纤资源紧张、系统容量不足和长距离通信问题, 但是, 传统的WDM系统在网络恢复和业务接入灵活性方面也存在明显不足, 而OTN波分系统把传统WDM波分系统长距离和大容量优势与SDH网络高灵活与完善的OAM机制优势相融合, 即解决了不同颗粒业务的承载, 也提供了高可靠的保护措施。OTN设备的单波道速率正在从10G向100G过渡, 但OTN无法满足业务多样性的接入需求, OTN网络在城域骨干传送网中主要承载GE以上大颗粒业务并为高速率PTN系统组网提供通道, OTN/PTN叠加网络结构在一段时间内将是城域骨干传送网建设的主流方式。
高宽带、分组化、智能化是未来光通信网络建设和发展的主导方向, 正在研发中的POTN技术融合了WDM/OTN/SDH/PTN各技术的优点, 传送网又向智能光网络迈进了坚实的一步, 并将成为下一代传送网的核心技术。
3 城域骨干传送网波分网络结构探讨
波分网络是现阶段城域传送网承载大颗粒业务的理想平台, 但波分网络存在多种结构, 每种结构都存在相应的优势和缺点, 在城域骨干传送网建设中, 应根据不同的场景需要, 选择适合的网络结构。
3.1 独立波分环网络结构
以核心局所为中心与汇聚机房分别组成独立波分环, 网络结构简单, 是波分网络初期建设和中小型地市普遍采用的建设方案。
如图2, 各个波分环之间相对独立, 环间资源不能复用, 网络资源总体有效利用率低。各个波分环分别与核心局所组成环型网, 安全性高, 但占用核心机房空间、机房电源、光纤资源多, 投资较大, 容易造成基础资源枯竭。网络建设受限的往往不是资金而是基础资源, 该网络结构对后期新技术引进和网络建设影响较大;跨环间的业务调度需要手工操作完成, OTN交叉能力强的优势没有得到充分发挥, 无法适应快速建网、快速提供业务的要求。
3.2 调度环与双跨环网络结构
以核心局所为节点组成核心调度环, 以汇聚机房为节点分别与核心调度环上的两个局所组成波分环, 网络结构清晰;是波分网络近期建设和大中型地市普遍采用的建设方案。
如图3, 核心局所间组成核心调度环 (或网状网) , 负责局所间的业务调度, 各波分环通过双跨方式与核心调度环相连接, 安全性高, 可以节约核心机房空间、机房电源资源、光纤资源等, 投资较少, 有利于后期引进新技术和网络建设。该结构充分利用OTN交叉能力强的优势, 各节点通过核心调度环实现全网业务调度, 网络资源总体有效利用率高。
3.3 网状网与栅格网网络结构
核心局所间也可以组成网状网, 网状网是指点点互联, 又称为Mesh网络。汇聚机房按一定的地理区域进行划分, 并在区域内组成栅格网 (相邻的点彼此互联) 。受到光缆建设条件的限制, 城市主城区宜组成密集栅格网 (各个汇聚机房分别与相邻的3~4 个汇聚机房相连) , 郊县宜组成大栅格网。在每个区域内选择条件适合的汇聚机房与2~3 个核心局所组成栅格网, 虽然这种网络结构比较复杂, 但随着业务与网络IP化进程的加速, 它将成为波分网络远期建设和大型城市采用的目标网建设方案。
为满足IP化业务的爆发式增长, 传输设备速率正在大幅提高, 传送网环型结构已经无法满足IP类业务发展需要。智能光网络会成为下一代传送网网络演进的最终目标, 网络数据配置智能化将主要依靠软件升级完成, 而网络抗多点失效要依靠多节点、多路径实现, 所以, 加强汇聚机房布局和栅格状光缆网建设是当前需要循序渐进部署的工作, 也是传送网向未来目标网演进所必须的资源储备。节点的多路径导致网络结构更加复杂, 此时波分网络的管理与业务配置需要引入ASON功能, 同时, 波分网络也由传统的按环路建设改变为按段落建设, 有利于工程工期和成本的控制。随着可重构光分插复用 (ROADM) 和ASON技术的不断完善和应用, 网状网与栅格网网络结构正在展现前所未有的发展空间。
栅格网具有快速建网和提供业务、智能业务调度、抗多节点失效等特点, 网络优势十分明显, 更适合IP类业务的发展需要。但随着网络节点的不断增加也给网络管理带来复杂性, 甚至难以管理, 所以特大型城市和大型城市可把城市划分多个区域, 把一个区域内的节点组成栅格光缆结构, 满足未来传送网向栅格网演进需要。
结束语
按目标网络结构建设现在, 用现在的建设保障未来, 符合城域传送网建设的发展规律。加强核心局所间光缆网状网结构和汇聚机房间光缆栅格网结构建设是非常必要的, 一方面可以满足现有技术组成环网结构需要, 让现有PTN/OTN环网路由选择更丰富, 业务更安全;另一方面也可满足未来城域骨干传送网向理想目标网络结构演进的需要。可以预计, 骨干层网状网与栅格网网络结构, 并结合ASON技术的应用将成为城域传送网演进发展的最终目标。
参考文献
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