OTN的发展由来.docx
- 文档编号:20172876
- 上传时间:2023-04-25
- 格式:DOCX
- 页数:14
- 大小:487KB
OTN的发展由来.docx
《OTN的发展由来.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《OTN的发展由来.docx(14页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
OTN的发展由来
发展路线图
PDHSDHMSTPASON/PTNOTN
第一部分:
PDH准同步数字系列
(1)PCM30/32路即E1欧洲和我国采用此标准
(2)PCM24/路即T1北美采用此标准
一、E1和T1
PCM脉冲调制,对模拟信号采样,8000个样值每S,每个样值8bit,所以一个话路的速率为64kbps。
E1有32个时隙,TS0用来同步,TS16用来传送信令,其中30路用来传话音信号的,32个话路的速率为2.048Mbps,即PCM基群,也叫一次群。
…,他们的速率是四倍关系。
T1的采样与E1相同,只是有24个话路,其速率为64kbps*24=1.544Mbps
四个一次群复用为一个二次群,当然一个二次群的速率比四个一次群的速率总和还要多一些,用于同步的码元。
四个二次群复用为一个三次群,依次类推。
E1=2.048、E2=8.448、E3=34.368Mbps……
二、在传送网上传送时,
现在的PDH体制中,只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号是同步的,其他速率的信号都是异步的,需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。
由于PDH采用异步复用方式,那么就导致当低速信号复用到高速信号时,其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性。
也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置,而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在。
所以在传送过程中,难于从高次群信号中直接分出低次群甚至基群的信号,也就是说四次群必须先分接为三次群,而不能直接分接为一次群,这就使得在对中继站上、下话路时,需要进行多级的复用分接,使得上下话路不方便,而且较多的接口对于信号的损伤非常大。
使得提取的时钟出现不一致。
也增加了设备的复杂性,降低了效率和可靠性。
又存在多个制式,接口不统一,这就促成了PDH发展为SDH——数字同步系列。
此部分介绍了PDH中的E1,和PDH组网的缺陷。
第二部分:
SDH数值同步系列
一、SDH的帧结构
SDH的帧结构为块状帧结构。
段开销SOH(3+5个字节):
是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的,供网络运行、管理和维护OAM使用的字节。
包括两部分:
|再生段开销RSOH—负责对整个STM-N信号的监控管理。
|复用段开销MSOH—负责对STM-N中每一个STM-1信号的监控管理。
管理单元指针AU-PTR(1个字节):
指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准确位置,以便在接收端正确地分解。
其中STM-N,N=1,4,16,64
以STM-1为例,下图中的N=1
SDH的帧传输时按由左到右,由上到下的顺序排成串型码流依次传输,每帧传输时间为125us,每秒传输8000帧,对STM-l而言每帧字节,8比特/字节×(9×270×1)字节=19440比特,则STM-l的传输速率为19440×8000=155.520Mbit/s。
同理,
|STM-4——622.08Mbit/s
|STM-16——2488.32Mbit/s(2.5G)
|STM-64——10Gbit/s
ITU-T规定对于任何级别的STM等级,帧频是8000帧/秒,也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。
PDH的E1信号也是8000帧/秒。
对于任何STM级别帧频都是8000帧/秒,帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。
想想看PDH不同等级信号的帧周期是否恒定?
由于帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性。
例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍,STM-16恒定等于STM-4的4倍,等于STM-1的16倍。
而PDH中的E2信号速率≠E1信号速率的4倍。
SDH信号的这种规律性使高速SDH信号直接分/插出低速SDH信号(或者低速SDH支路信号)成为可能,特别适用于大容量的传输情况。
也就是说低速SDH信号以字节间插方式复用在高速SDH信号的帧中的位置是固定的、有规律性的。
N个STM-1复用组成STM-N,SDH简化了复用和分用技术,可以直接接入到低速支路,而不经过高速到低速的逐级分用,上下路方便。
SDH的复用:
SDH的复用包括两种情况:
一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号;另一种是低速支路信号(例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s)复用成SDH信号STM-N。
第一种情况,复用的方法主要通过字节间插复用方式来完成的,复用的个数是4合一,即4×STM-1→STM-4,4×STM-4→STM-16。
在复用过程中保持帧频不变(8000帧/秒),这就意味着高一级的STM-N信号是低一级的STM-N信号速率的4倍。
在进行字节间插复用过程中,各帧的信息净负荷和指针字节按原值进行间插复用,而段开销则会有些取舍。
在复用成的STM-N帧中,SOH并不是所有低阶SDH帧中的段开销间插复用而成,而是舍弃了一些低阶帧中的段开销
第二种情况用得最多的就是将PDH信号复用进STM-N信号中去
C-容器、VC-虚容器、TU-支路单元、TUG-支路单元组、AU-管理单元、AUG-管理单元组
VC4是与140Mbit/sPDH信号相对应的标准虚容器,此过程相当于对C4信号再打一个包封,将对通道进行监控管理的开销(POH)打入包封中去,以实现对通道信号的实时监控。
虚容器(VC)的包封速率也是与SDH网络同步的,不同的VC(例如与2Mbit/s相对应的VC12、与34Mbit/s相对应的VC3)是相互同步的,而虚容器内部却允许装载来自不同容器的异步净负荷。
虚容器这种信息结构在SDH网络传输中保持其完整性不变,也就是可将其看成独立的单位(货包),十分灵活和方便地在通道中任一点插入或取出,进行同步复用和交叉连接处理。
也就是说SDH的最小单元是个容器,其大小是固定的。
SDH是专门为语音设计的,可应用于固定速率的业务。
也就是说用固定的容器传送固定速率的话音业务。
用VC传固定速率的语音,带宽利用率较高,但是对于数据业务这种不固定速率的业务,SDH的利用率较低。
容器的大小是固定的,用来装水可以满满的,用来装石头则间隙比较大,空间利用率要小。
SDH采样二纤双向复用段保护环组网,一个很大的优点是采用自愈混合环形网结构。
SDH有抗单次故障能力,采样双向复用保护环。
一个通道出现故障,可以从另外一条保护通道进行传输。
承载网的现状如下图。
环形组网的自愈能力是SDH的一个很重要的特点。
SDH只能管理单个波长的通道,可以进行电交叉,是环形组网。
WDM光分复用,管理的是多个波长,光交叉。
OTN=SDH+WDM(在一定程度上这样讲),OTN同时管理多个波长上的多个业务电路,有电交叉,也有光交叉。
SDH除了上述提到的不能适应数据业务的发展,还不能对传输的质量进行保证,也不能对性能进行监控,也就是说不能进行网管。
IP技术的发展,对动态的带宽提出了要求,SDH也就向前发展到了MSTP——多业务传送平台。
此部分介绍了SDH的帧结构、STM-N速率、SDH的复用、和SDH的优缺点。
第三部分:
MSTP
MSTP=SDH+以太网(二层交换)+ATM(传信令)
也就是在SDH的用户侧增加了以太网接口或ATM接口,实现IP化接口。
IPoverSDH。
MSTP的核心仍然是SDH,在SDH的基础上进行了改进。
MSTP的关键技术:
(1)协议封装
我们知道IP是三层协议,也就是网络层,而SDH属于物理层,那么IPoverSDH就需要在IP和SDH之间有一个二层的东西进行转换。
也就是说需要把IP包封装为帧在SDH上进行传送。
协议封装有三种
●PPP/HDLC点对点协议/高级数据链路控制
●LAPS链路接入规程由武汉邮科研究院提出
●GFP由ITU-T提出的通用成帧规程
先介绍EOS(EthernetoverSDH)
EOS是把数据封装为以太帧再映射到SDH的虚容器的方法。
66246~15004
目的MAC源MAC长度数据FCS
以太帧长在64~1518字节之间,IP包最大长度为65535字节。
从实现上来说,是将以太网的数据流通过某种封装方式来映射到SDH的通道中,SDH的通道颗粒可以是VC12、VC4。
以太网板卡可以将以太网业务,如10M、100M、1000M通过封装后映射到一个或多个VC中并由SDH系统进行传送。
对于三种协议封装方式:
PPP/HDLC:
需要建立物理连接,再逻辑连接也就是数据链路层的连接。
需要三次握手,所以时延比较大,适用于155Mbps。
LAPS:
从本质上说也是HDLC协议族的一种,是一种简化的PPP-HDLC。
它没有链路层控制协议和网络层控制协议,只规定了数据传输规程,所以不需要连接建立过程,直接连通。
适用于2.5G——STM-16
GFP:
(1)具备低延迟的传输与处理能力,适合高速广域网的应用(如存储区域网络SAN);
(2)支持可用于宽带传送的业务适配协议;(3)提供高效的QOS保证机制,能够将物理层或逻辑链路层信号映射到字节同步的信道中;(4)具备客户端管理能力,支持基本的客户端控制功能;(5)采用和ATM技术相似的帧定界方式,减小了定位字节开销,避免传输内容对传输效率的影响;(6)打破了链路层适配协议只能支持点到点拓扑结构的局限性,可以实现对不同拓扑结构的支持。
GFP最常见的应用就是在MSTP设备中,直接将IEEE802.3的EthernetMAC帧映射入GFP帧中。
这也是所有业务将来必选的协议。
EOS的接口速率和以太的速率相同,10Mbps、100Mbps、1Gbps、10Gbps,还有40Gbps和100Gbps
(2)级联技术
在上面提到,IP的包可能会很大,在封装时需要进行分片,而容器相对于大速率来说太小,由此引出了级联技术,复用成一个更大的容器。
VC12、VC3、VC4,它们分别对应着2M、34M/45M、140M/155M,相对于以太速率来说不是很匹配。
有两种级联技术
●相邻级联VC12-5C
这种级联技术,在应用时需要所有的设备都支持才可以。
将SDH帧中相邻的5个VC12虚容器级联起来。
一个Vc12是2M,5个级联起来就是10M,这种级联需要在同一帧内完成
●虚级联VC12-5V
虚级联可以使不连续的5个VC12,也可以跨帧,所以这就只要求在传送两端的设备支持此种级联即可
(3)LCAS链路容量调整机制
这是个信令技术,由网管发出LCAS指令,改变虚级联的个数来调整带宽。
本部分主要介绍了MSTP的关键技术
第四部分:
ASON—自动交换光网络和PTN
由用户发出请求,根据用户要求灵活调整带宽。
基于SDH/MSTP的ASON解决<40G传输
基于OTN的ASON解决40G、100G传输
ASON=SDH/MSTP+IP在传送平面SDH的基础上增加了控制平面和管理平面
传统的IP技术TCP/IP是不可管理、不可控制的
MPLS:
不像传统的IP一样到达一个节点后需要经过第三层查询路由表转发,而是直接根据第二层的标记由硬件进行转发。
使得IP和ATM结合的更好:
IP在ATM主干网传送时,路由器不再维护庞大的映射表。
MPLS=ATM+路由器技术
MPLS中的标签是对电域打标签,将其扩展到光域标签,即GMPLS,这也是ASON控制平面的主要技术。
GMPLS有以下几部分组成:
1.信令协议
●RSVP-TE基于流量工程的资源预留这是目前主要使用的
●CR-LDP基于约束路由的标签分配协议
●PNNI专用网络网络接口协议
2.路由协议
●OSPF-TE开放最短路径优先协议目前主用的,支持流量工程
●IS-IS-TE中间系统-中间系统
●BGP4边界网关版本4
3.链路管理协议LMP
工作过程:
路由协议经过链路管理协议选择好路由,再由信令协议建立链路
PTN分组传送网=router+SDH
一个是PBB-TE/PBT北电,一个是T-MPLS(MPLS-TP)
ITU-T提出了T-MPLS传送的多协议标签交换=MPLS-IP+OAM
但是MPLS是由IEEE最先提出的,所以T-MPLS改名为了MPLS-TP传送轮廓
T-MPLS/MPLS-TP的组成:
1.信令协议RSVP-TE
2.路由协议OSPF-TE
3.链路管理协议LMP
4.伪线仿真PWE3(Pseudo-WireEmulationEdgetoEdge)在分组网络中建立点到点的虚电路来传话音
不同颗粒的IP包在入口处需要有拥塞控制和流量控制,2.5G以下的颗粒通过PTN来实现,2.5G以上的颗粒调度则需要OTN。
SDH网络在城域网中正逐渐被PTN边缘化,在省际干线中,也在被OTN、WDM边缘化。
本部分介绍了ASON和PTN的关键技术
前面提到OTN=SDH+WDM
其中WDM是物理层技术,多个波长在发送端合为一起
每个波长带宽10G,WDM的带宽为80Gbps。
WDM能够远距离传送,600km—2000km
所以WDM可以起到一个大容量、远距离的作用,但是WDM不能组成环,这就需要利用SDH
OTN交换:
OTN包括光域和电域,光域完成光交叉,电域完成电交叉。
(1)光纤交换两个OTN的光纤信号与光纤信号进行交换
(2)波带交换
(3)波长交换
(4)某个波长上的SDH帧交换TDM交换子波长交换属于业务交换
(5)SDH上的帧交换
(6)SDH帧中的IP包分组交换
前三个属于光交叉,后三个属于电交叉,电交叉也叫ODU交换,ODUk(k=123)
1代表2.5G颗粒,2代表10G颗粒,3代表40G颗粒
所以OTN的上层可以说是具有WDM的特性,属于光层,下层具有SDH的特性,属于电层。
OTN吸收了SDH的优点,用ODU颗粒封装业务,可以交叉调度
OTN吸收了WDM的优点,可以长距离传送合波—放大—分波
OTN与SDH的区别:
1、复用技术不同,但都面向连接
2、由于DWDM技术独立于具体的业务,光纤上不同波长的接口速率和数据格式独立,一个OTN支持多种业务
3、SDH是单波长,OTN是多波长
4、小于GE的小颗粒业务可以用SDH,大于GE的大颗粒业务可以用OTN
OTN信号映射和分层结构:
OTU加上OCh层非随路的开销,完成OTU到OCh层的映射,并将其调制到一个光信道载波上传输。
OTN复用结构与SDH复用结构的比较:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- OTN 发展 由来