光传送网资源规划研究(共3篇)
光传送网资源规划研究 篇1
现代社会是一个数字化的信息社会, 信息和通信技术 (CIT) 的服务需求将是信息服务市场成长初期的主要拉动力量, CIT的快速发展极大地推动了现代社会数字化的进展。从网络技术发展的趋势来看, 有线通信系统中的光传送网络 (OTN) , 以其可承载Tbit的带宽潜力和灵活的带宽分配, 成为下一代信息基础设施的主流骨干承载平台。
本论文将主要对光传送网的规划方法展开分析探讨, 以期从中找到合理可行的光传送网。
1 光网络在工程上的规划探讨
1.1 光传送网络的站点选取
既然光传送网是基于骨干层面, 网络的组成在宏观战略上是有一定约束的。在区域性的网络或一级干线上, 主要考虑的是省会城市和重要的大业务地市。在二级干线上, 运营商必然考虑的是所有的地市及省会城市纳入网内, 而不会考虑将次一级的地市纳入规划。比较常见的情况是一个城市有两个重要的关口局。
在本地城域网中, 传统运营商通常就会把ASNO站点的位置考虑在汇接局节点上, 只有上海、南京之类的大城市才会考虑将光传送网的功能延伸到汇聚层。所以, 在多数情况下光传送网站点的部署是个已定的条件。
1.2 自动光网络 (ASON) 的资源规划
在ASON站点已经确定的情况下, 接下来必须考虑的就是ASON资源的规划。从ASON的传送资源来看, 光纤资源路由方向的约束条件、业务需求与局站上ASON网元的矩阵的选取和ASON网元的端口部署都是相当重要的事情。
首先是光纤资源的约束, 这是物理上的限制, 也是网络拓扑规划的第一步。对于ASON网络而言, 连接度越多越好, 网络生存性较佳。在城域网的情况下, 建议骨干层采用full-mesh的网状网格局, 如果有汇聚层可以考虑以双节点接入的模式汇接入骨干层。在干线上, 因为光缆路由比较难以规划, 可能有先天的物理限制, 只能建议尽量提供丰富的路由资源, 这将成为ASON网络设计的拓扑约束层。在连接度不足的条件下, 会出现采用更多的设备或端口资源来弥补的情况, 当然线路情况也会影响到物理端口的选取。
设备资源的选取主要考虑ASON系统的矩阵容量和端口规划。目前商用的ASON设备通常提供160G/320G/64G0三种容量, 比较特殊的有1.2T8和2.5T6的方式。矩阵容量的增大固然说明ASON网络能力的上升, 但也意味着投资的追加。按需规划是最为合理的建网投资模式, 一般是建议选取可以实现在线矩阵扩容端口提速的成熟商用A S O N产品, 以提高网络建设投资性价比。
2 光网络规划工程应用分析
2.1 工程概况介绍
为了使本论文的分析更具有针对性和应用性, 这里以我公司承接的陕西光网络省干传输网建设工程为例进行分析。根据需方未来五年业务的发展预测, 省干传输网的线路带宽将以每年5G~10G左右的需求速度增长, 目前西安、宝鸡等节点干线带宽需求已经超过了10G, 需方现有的SDH省干传输网已无法满足目前和未来的业务需求。为解决目前以及未来业务传输的需求, 需方通过调研和分析, 认为建设技术先进、经济合理、符合业务发展并基于现有光缆线路的新一代省干光传输网是势在必行。
需方按照广电总局下一代广播电视网 (NGB) 的总体规划思路, 积极借鉴行业经验, 并遵循运营商基础传输网的技术演进路线, 将此次工程定位为建设新一代光传输网OTN, 并逐步向基于O N T的智能光网络A S O N演进。
需方OTN省干光传输网将按照统一规划、统一招标、分步实施的原则进行。建成后的OTN省干光传输网, 要求不仅可承载TDM业务 (模拟/数字有线电视、2M/155M电路出租等) , 还要更适合承载IP业务, 特别是适合承载大颗粒、高带宽、突发性的IP业务, 为NGB的部署奠定坚实的基础。
2.2 光传送网规划技术方案分析
需方目前的SDH传输网设备 (除延安本地网) 大部分型号较老, 无法通过改造直接升级到O T N, 加之S D H网承载着大量核心业务, 不适宜进行大范围的业务割接。因此OTN网采用独立新建的方式, 与现有S D H网保持相互独立。
在业务传送平面, O T N适合G E/2.5 G以上的大颗粒业务, 对小颗粒业务的支持不如SDH, 在接入层和部分汇聚层暂时还无法取代S D H/M S T P。因此, O T N将作为于大颗粒业务及IP数据的传输平台, 原有S D H网将作为小颗粒T D M业务的传输平台。
在现有业务中, 数字广播、IP骨干、集团干线等大颗粒核心业务将迁移至O T N网, SDH网继续承载数据专网专线等小颗粒业务。在SDH网饱和度达到80%左右, 考虑对OTN进行扩展, 提升O T N网络对小颗粒业务的支持能力。
2.3 OTN省干陕北规划的实现
2.3.1 网络结构
OTN省干陕北光传送网由两个环网组成:陕北A环和陕北B环, 陕北A环包括:延安、榆林和子长共三个R O A D M (动态光分叉复用) 站点, 站点之间由G.652光纤双纤相连, 任意相邻站点之间的光缆路由不能有重叠部分。
陕北B环包括:延安、铜川和渭南共三个ROADM (动态光分叉复用) 站点, 站点之间由G.652光纤双纤相连, 任意相邻站点之间的光缆路由不能有重叠部分。
2.3.2 保护方案
O T N的保护分为设备保护和网络保护。
设备保护:基于OTN设备的冗余设计, 对关键模块采用备份保护。
网络保护:基于OTN网络的的波长和子波长保护, 提供如1+1、1:1、1:N、Mesh保护, 满足50ms的保护倒换时间。可以实现基于单个光通道的保护、基于光复用段的保护和基于环网的保护。
2.3.3 波道划分
省干陕北环网的系统容量初期为40波×10Gbit/s, 可承载数字电视广播业务、数据宽带互联业务和大颗粒集团专网等业务。波道划分从第一波开始启用, 按照业务需求顺延配置。在40波系统里, 前30波作为业务波道, 后10波作为备份和保护波道。
五个业务站点和A、B环网波道划分需求如下。
第一波:承载SDH、数字电视等TDM业务, 速率为4×STM-16;
第二波:承载IP骨干网, 速率为10GE;
第三波:承载数据宽带互联业务, 速率为8×GE;
第四波:承载互动电视等新业务, 速率为8×GE;
第五波~第三十波:空余, 用于未来扩容;
第三十一波~第四十波:备份波道。
陕北环网中的渭南—铜川段与关中环共纤传输, 延安—子长段A环与B环共纤传输, 因此这两段的波道具体划分如下。
渭南—铜川段:第一波~第四波为关中环网业务波道, 第五波~第八波为陕北环网业务波道, 第九波道~第三十波道为空余波道, 第三十一波道~第四十波道为备份波道。
延安—子长段:第一波~第四波为陕北A环业务波道, 第五波~第八波为陕北B业务波道, 第九波道~第三十波道为空余波道, 第三十一波道~第四十波道为备份波道。
2.3.4 设备配置
OTN设备配置要求集成度高, 槽位密度大, 高可靠性, 模块化设计, 关键部件可通用, 核心板件必须冗余配置。提供基于电层的子波长交叉调度和基于光层的波长交叉调度, 支持GMPLS控制平面的加载, 易构成基于OTN的ASON网络。设备的板位图、功耗、环境、安装要求等须符合需方的相关规范。
为了可以直接承载2M、100M等小颗粒业务, 要求在OTN站点侧挂M S T P设备。每台MSTP提供一块2M业务接口板 (63×2M) 和一块多端口的FE业务接口板 (8×FE) 。
3 结语
光传送网技术作为一种新兴的技术体制, 逐步获得诸多厂商和运营商的认可, 也逐渐在网络应用中得以建设。随着国内各大运营商开始建设或规划自动光交换网络, 如何进行光通信及光传送网络的部署也成为了讨论的热点。本论文从光传送网资源配置的角度对网络规划进行了初步的探讨分析, 并给出了一些初步的优化设计建议, 对于进一步提高我国光通信网络的资源规划及配置是有一定借鉴和推广意义的。
摘要:光传送网以其独有的通信及成本方面的优势而迅速受到广泛关注与研究, 本论文从网络资源规划的角度对光传送网进行了初步的探讨与分析, 在分析探讨了光传送网资源规划的基础上, 结合实际的光通信网络改造工程, 给出了工程的改造技术方案, 并结合实际情况给出了具体的省干光传送网规划实现方案, 对于技术实现的细节问题等也展开了讨论, 进行了分析, 对于进一步提高我国光通信及光传送网的资源配置规划研究具有一定借鉴意义。
关键词:光通信,网络规划,光传送网
参考文献
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[4]陕西省广电传媒股份有限公司省干OTN网络规划.
光传送网技术发展趋势的研究 篇2
光传送网技术近年来也在不断地发展和演进过程中,主要呈现三个方面的发展趋势:一是大容量光传送系统,如DWDM、ROADM、OTN等;第二是分组传送,面向更小颗粒的处理技术;第三是智能化的发展方向,主要在于控制平面的发展基于前两个方面述及的技术作为传送平面。
一、向大容量传送系统发展
为了解决数据业务的处理和传送,光传送网在SDH技术的基础上演进为MSTP设备,并已经在网络中大量应用,满足了数据业务的传送功能。但是随着数据业务颗粒的增大,网络中GE、10G不断增加,传送网要提供更高的传输带宽,这时ITU-T提出的OTN(光传送网络)技术提供了新的解决方案,它解决了SDH基于VC-12/VC4的交叉颗粒偏小、调度较复杂、不适应大颗粒业务传送需求的问题,也部分克服了WDM系统故障定位困难,以点到点连接为主的组网方式,组网能力较弱,能够提供的网络生存性手段和能力较弱等缺点。OTN技术在电域为OTH,在光域为ROADM。
OTN,通常也称为OTH(光传送体系),是通过G.872、G.709、G.798等一系列ITU-T的建议所规范的新一代"光传送体系"。OTN跨越了传统的电域(数字传送)和光域(模拟传送),成为管理电域和光域的统一标准。换言之,OTN处理的基本对象是波长级业务,将传送网推进到真正的多波长光网络阶段。
从电域看,OTN保留了许多传统数字传送体系(SDH)行之有效的方面,如多业务适配、分级的复用和疏导、管理监视、故障定位、保护倒换等。同时,OTN扩展了新的能力和领域,如提供对更大颗粒的2.5G、10G、40G业务的透明传送的支持,通过异步映射同时支持业务和定时的透明传送。
从光域看,OTN第一次为波分复用系统提供了标准的物理接口(服务于多运营商环境下的网络互联),同时将光域划分成光信道层、光复用段层、光传送段层三个子层,允许在波长层面管理网络并支持光层提供的OAM(运行、管理、维护)功能。为了管理跨多层的光网络,OTN提供了带内和带外两层控制管理开销。
OTN的优势:
*更高传送容量:单波长带宽扩展到10G/40G,系统传送和交叉容量扩展到几十个Tbps。
*多业务适配和带宽效率:提供更高容量和带宽效率的映射和封装结构ODU,使OTN既能前向兼容SDH/SONET、ATM业务,又能高效承载IP/MPLS、Ethernet、存储和视频等大颗粒业务。
*端到端的业务连接和高的Qo S保障:提供任意的波长和子波长业务的交叉连接、业务疏导、管理监视和保护倒换,提供从城域到长途干线无缝的端到端的连接。
*电信级的自动保护/恢复能力:为多层、多颗粒的网络提供低于50ms的自动保护倒换。专有或共享保护覆盖了光纤、波长组、波长和子波长等不同级别,可以显著降低数据网络在保护方面的投资。
*对WDM的优化:传统的波分复用设备包括点到点的WDM和城域OADM环网,本质上是扩展容量的线路复用技术,而添加了OTN功能的WDM网络才成为真正意义上的光网络。
OTN的组网
DWDM系统是当前最常见的光层组网技术,通过复用/解复用器可以实现数十波甚至上百波的传送能力,其本质上还是一个点到点的线路系统。可重构光网络ROADM是一种类似于光层中的SDH ADM网元,通过提供节点的重构能力使得DWDM网络可以方便地配置,在无需人工现场调配的情况下实现任意两点间的连接和波长级的上下路及直通配置,有效地满足了业务需要。此外,实现WSS(波长选择开关)的ROADM成熟商用后,至少支持3~5个光方向;并且解决了线路功率自动控制、波长功率动态均衡、自动色散补偿、网络规划软件等应用关键问题之后,OTN才能真正实现多环、网状网以及星形的灵活组网能力,快速适应未来业务网的动态特性和组网需求。
OTN的管理
DWDM系统的子网管理功能比较薄弱,基本只能实现资源呈现功能,端到端业务配置、性能监控和管理能力的严重不足使得IPover WDM网络的运维面临着巨大压力。而OTN提供了丰富的开销,使得光层具有强大的管理能力;此外,在OTN网络中,支持跨越多个管理域或网络的端到端光信道监控和管理,实现光功率监控、告警相关性检测、故障定位、Qo S确认和保护倒换触发等功能。
OTN技术是适应IP业务的光联网技术,具备GE/10GE汇聚和调度能力和多波长传送,配合交换机和路由器完成大带宽业务的传送。OTN在光层中引入开销功能,提高光传送网的可管理性和互通性,同时可提供任意拓扑下的完善组网、保护和端到端管理,有效地支撑传送网对成本、带宽、组网、效率和可靠性的要求,是传送网发展的趋势。
二、向分组化演进
有咨询机构预测到2010年时一个典型城域网络的业务带宽将比2008年增长6倍,同时各类业务的比例也将发生很大的变化三重播放、电信级以太网/可管理的VPN、Vo IP、高速因特网接入和3G等应用位于前列。业务承载的IP化趋势已经在业内形成共识,未来的光传输网络将主要负责IP/以太网流量的传送,向着智能的、融合的、宽带的和综合的分组传送网(PTN)发展。
然而光传送网业务的分组化趋势并不意味着传送网的完全IP化,在经济有效地光层带宽复用和调度技术出现之前,仍然需要一个智能的传送层面将各类业务高效、灵活地填充到光纤巨大的带宽通道中去,IP层与传送层的融合焦点依然是承载效率和业务的可靠性、可管理性和可扩展性。同时,尽管传统TDM业务的比例正逐步减少,但其绝对业务量仍保持继续增长的态势,并将在一个相当长的时期内仍是运营商重要的收入来源。从TDM向分组演进过程中各类流量的发展变化过程也难以预测。PTN分组传送网络是用一个有连接的、支持类SDH端到端性能管理的网络,来实现网络从当前向下一代平滑演进。PTN一方面继承了面向MSTP网络在多业务、高可靠、可管理和时钟等方面的优势,另一方面又具备以太网的低成本和统计复用的特点,是下一代网络核心部件。TDM话音、专线业务和IP接口传送需求长期存在,采用MSTP到PTN的演进是一种低成本和稳妥的方式。
分组传送网(PTN)作为传送网满足下一代网络分组传送需求的解决方案,采用T-MPLS技术,T-MPLS是一种面向连接的分组传送技术,T-MPLS在传送网络中将客户信号映射MPLS帧,利用MPLS机制(例如标签交换、标签堆栈)进行转发。它选择了MPLS体系中有利于数据业务传送的一些特征;抛弃了I-ETF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;增加了ITU-T传送理念的保护倒换和OAM功能;解决了IP网络扩展性和生存性的问题;增加了故障定位,性能监测等功能;增强了保护和恢复能力,能够满足多业务承载。T-MPLS承载的客户信号可以是IP/MPLS、以太网以及TDM。
T-MPLS将具有和传统传送网络相似的OAM&P能力,端到端的维护、保护和性能监测,能够融合任何L2和L3的协议,构建统一的数据传送平面,能够利用通用的控制平面GMPLS以及现有的传送层面(波长和/或TDM),CAPEX和OPEX将低于MPLS。在城域汇聚网可以率先采用支持完全分组能力的PTN传送节点,彻底打破传统传输网和二层数据网的界限,构建融合的统一网络,承载网络中现有业务和将来可能出现的各种新业务,所有业务都在同一平台上传送,从而形成最佳性能价格比的演进方案。
三.网络向智能化演进
对于通信运营商所要建设的光传输网络,首先要考虑建设一个经济高效的网络基础架构,即充分利用光层的技术,提高系统的容量,降低系统的成本;其次提供多业务的城域接入平台,扩展用户范围,增强业务收入能力;然后发展智能光传输网络,增强网络的适应能力,提供全新的网络业务,提高市场竞争能力。
随着城域网业务和应用的不断发展,其接口呈多样性,流量具有不确定性,这都要求网络具有智能化,能动态分配资源,自动建立连接。自动交换光网络(ASON)是智能光网发展的主流方向,目前国际电信联盟(ITU-T)、IETF、OIF等国际性标准化组织和论坛都在研究智能光网技术,并提出了一些相关的建议或草案。ASON网络结构最核心的特点就是支持电子交换设备动态向光网络申请带宽资源,可以根据网络中业务特性动态变化的需求,通过信令系统或者管理平面自动建立或者拆除光通道,不需要人工干预。
智能光网络具有以下特点:
(1)根据业务特性的变化,动态地自动建立连接;
(2)多粒度交换,充分利用网络资源,为用户快速、高质量地提供各种带宽服务:
(3)支持业务流量工程,适合波长、带宽出租业务,支持灵活VPN的组网;
(4)具有很强的互操作性和可扩展性;
(5)较低的成本和增强的网络功能迎合了城域网的发展方向。智能光网络的特征在于能根据用户的需求动态分配光通道。由于控制平面的引入,使光网络中原本固定静态的连接逐步演变成3种类型:永久性连接(PC)、软永久性连接(SPC)和交换连接(SC)。PC和SC都可由控制平面中的信令和路由技术来实现,唯一的差别在于SPC是在网络边缘存在永久连接,利用网络内部的SC来提供网络边缘PC之间的端到端连接。
智能光网络中,将由控制平面快速有效地配置SPC和SC。正是由于SC的引入,才有了根据用户需求产生恰当光通道的能力。这种能力与ASON中控制平面的作用息息相关,如果没有控制平面,ASON就不具备自动交换能力,就没有智能化的灵魂。控制平面由信令网络支持,它由多种功能部件组成,包括一组通信实体和控制单元。这些功能部件主要用于调用传送平面的资源,以提供与连接的建立、维持和拆除(释放网络资源)有关的功能。
在开放系统互连参考模型(OSI)中,传输层、链路层和网络层相互独立,各自用自己的语言在本层内的设备间沟通,形成各自的标准体系。在GMPLS的体系结构中,没有语言的差异,只有分工不同,GMPLS就是各层设备的共同语言。GMPLS虽然统一了信令,但并没有抹杀网络设备的功能差异,也就是说,GMPLS承认并接受网络设备用户平面的差异。GMPLS把交换划分为分组交换(PSC)、时分复用、波长交换(LSC)和光纤交换(FSC)4种类型。一个网络节点可以只完成其中1种或几种交换功能,人们仍习惯地把GMPLS网络简单地划分为路由网络和光网络二层结构,这两个网络间不再重叠,而是对等的,它们平等地用相同的信令进行沟通。GMPLS协议族包括3个主要组成部分:链路管理协议(LMP和LMP-WDM)定义链路管理功能;路由扩展协议(OSPF-TE和ISIS-TE)定义域内路由功能;标签分发协议(RSVP-TE和CR-LDP)定义信令功能。这些协议族定义完整的协议状态机制和管理信息库。GMPLS要求所有网络节点都必须运行GMPLS才能实现GMPLS功能。
智能化作为传送网发展的必然趋势,从初期的基于SDH和OTN的自动交换光网络概念逐步延伸,进一步将PTN等都作为传送平面纳入进来,对GMPLS协议进行不同的扩展和延伸,以便能够对多种传送颗粒进行控制,达到传送网智能化的目标,同时通过智能路由算法进一步提高网络保护恢复的性能。
四、总结
光传送技术多年来进展相当之快,将传送速率数十上百倍地提高,为上层网络提供了大容量的传输管道,同时传送网也开始面向分组化和智能化的方向发展,但是向全光网络和分组传送过渡的过程中在技术等方面还面临着一些亟待解决的问题,这也是今后传送网发展的热点和难点。
摘要:通信网的发展正在由技术驱动向业务驱动演进,IP业务逐渐成为网络中的主流业务。传统的SDH光传输网络也通过不断的技术创新、标准完善来适应网络的发展,并努力对IP业务进行有效的承载。针对光传送网技术发展趋势,本文将从大容量、分组化和智能化三个方面重点进行研究。
关键词:传送网,OTN,PTN,智能
参考文献
[1]《下一代网络技术与应用》.万晓榆.人民邮电出版社
光传送网资源规划研究 篇3
关键词:分组增强型传送网,发展现状,光通信
一、引言
最近几年,伴随着移动数据、宽带以及新型的OTT技术的快速发展,传统的城域网在信息传播过程中所受到的压力越来越大,根据CAGR数据分析可知,在2012-2017年间,仅亚太地区的数据流量就将以27%的年增长率迅速递增。所以,为了因对即将面临的巨大压力以及为广大用户提供可靠的信息传播,运营商会对现有的数据网络进行扩容以及对传送网的传送结构进行优化改进。分组增强型光传送网系统是通过对以太网、OTN和multi-protocol label switching transport profile等技术进行整合,增加传送过程中的层间分配,使传送结构更加层次化。为了数据传输领域,将会形成以100G为代表的具有高速传输功能的板卡技术、智能控制技术和以POTN为代表的多业务复合技术。这将成为光传送领域一个新的研究热点。
二、分组增强型光传送网技术
所谓的分组增强型光传送网是指具有分组交换、光通路交叉、虚容器以及光通路单元交叉等数据处理和分析能力的一种新型复合数据传送技术。该技术可以实现时分复用和分组的统一数据传送能力。原有的板卡式分组交换技术在面临数据扩容和传送结构升级过程中有着较大的弊端,而新型的分组增强型光传送网技术则可以更好的解决这个问题,因此,POTN技术在未来信息传送领域更被人们看好。
目前。分组增强型传送技术的研究较快,主要包括以下几个部分:业务接口、交换单元、线路适配、光传送段处理等。根据传送平台的不同,分组增强型光传送网可以分为板卡式和集中交叉式两种。
板卡式分组增强型的特点是在支路的地方增加了VC适配和交叉、数据交换和处理等模块,这不仅可以提高设备对于数据传输的精确性还可以增强对于数据高效处理能力。一般比较流行的传输商都会提供支路板卡,具有分组功能的支路板卡对以太网具有更好的实用性。
集中交叉式传送设备的主要特点是VC交叉和分组等功能的实现是在交叉板上完成的。和板卡设备相比较,集中交叉式设备在传送的功能和性能等方面的优势更加突出。在业务的协调性上更加灵活可靠。
而集中交叉式设备由于交叉方式的不同又可以分为多核交换结构和统一交换结构两种。
三、分组增强型光传送网面临的挑战
分组增强型网实现了可以在同一个设备下,同时支持VC4、ODUK和PACKET的交换的能力。从而大大减缩了现有传送设备的繁琐、复杂和效率低等弊端。分组增强型光传送网不仅拥有传送数据的灵活性的特点而且还具有高数据流通下的有效传送能力,这使得运营商可以更具自身的需要提升传输能力,满足对新业务的需求。
POTN平台技术在与板卡技术的结合过程中优势互补,相得益彰。POTN技术对于VC4和ODU4的传送都具有高效性,可以使板卡技术更好的发挥大管道作用。对于超100G/S的单板技术来说,多种技术路线有利于在攻克技术困难时获得优势,有利于探索新的研究方向,但是由于其产业链条过多也会在一定程度上阻碍超100G/s的发展。另外,在芯片的研究仍然是目前面临的最大挑战,只有拥有更加完善的传送技术和基础设备的支持,才能在未来传送技术发展中拥有更广阔的市场和发展前景。
结语:分组增强型光传送网结合了PIN和OTN功能,有效的消除了两者在传送技术方面的弊端,不仅简化了传送网络层次而且还有效的降低了设备建设成本,进而实现了分组和TDM业务的综合应用,为以后光传送网络的发展奠定了良好的基础。
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