随着中国社会经济的迅猛发展和信息化进程的快速推进,人们对信息的需求急剧增加, 信息量呈指数增长。业务的IP化和大宽带化,推动了整个传输网的结构转型,朝着髙带宽、 高可靠性、和强大支撑能力的方向发展。在此背景下,一批诸如GPON技术、PTN技术和OTN 技术的传输网新技术应运而生。 文章对能够支撑网络发展的3种主流的新技术(GPON技术、PTN技术和OTN技术),从技 术的发展背景、技术特点和应用场景进行了全面地介绍,并且重点分析阐述了新技术对呼市 移动专线业务发展起到的促进作用。 报告根据呼市移动传输网的现状,及集团专线网络接入现状进行研宛,深入分析了呼市 移动传输网当前面临的承载压力,和集团专线业务发展的资源瓶颈,进而阐述了GPON网络、 PTN网络和0TN网络在呼市移动建设的必要性。 本文从呼市移动集团专线业务发展现状和传输网的现网情况出发,重点针对传输网对专 线业务的支撑能为进行了深入分析,并且进一步确定了为了专线业务的发展所配套的传输网 络建设的必要性。在此基础上,报告对GPON技术、PTN技术和0TN技术进行了详细论述,并 设计了本期呼市移动网络建设工程的方案和规模。最后,针对呼市移动本期工程取得的效果 及未来传输网的延续发展,做了总结和展望。 关键字:集团专线、传输网、門N技术、GPON技术 3 内蒙古大学工程硕±学位报告 FEASIBILITYSTUDYREPORTOF LAR化BANDWIDTHCMNH ABSTRACT WiththefastdevelopmentofChineseeconomyandthebi呂advancementof informationtechnology,peopleneedmuchmoreinformation.TheallIPandlarge broadbandnetworkstructure,restructurethetransmissionnetworktothedirection ofhighspeed,highstability,andpowerfulsupportingability.SuchastheGPON technology,thePTNtechnologyandtheOTNtechnology,there过resome打ewkindsof transmissionnetworktechnologyemergeinthiscontext. Thearticleintroducestheback呂rounds,thecharactersandthenetworkstructures ofthreekindsofnewmainstreamtechnology(theGPONtechnology,thePTNtechnology, andtheOTNtechnology)particularly,whicharethegoodsupporttothetransmission network,andanalysisthefacilitationofthenewtechnologytotheCMNETnetwork specially. BasedonthedevelopmentofCMNETbusinessandthecurrentsituationofthe transmissionnetworkoftheBrachCompanyinHohhotofCMCC,thearticleanalysis thestrengthofthe1化1151111551〇11networkandthebottleneckofdevelopingtheCMNET businessdeeply,toimprovethenecessityofbuildingtheGPONnetwork,thePTN network,andtheOTNnetworktothecompany. FromthedevelopmentofCMN目Tbusinessandthecurrentsituationofthe transmissionnetwork,thearticleanalysisthesupportabilityofthetransmission networktotheCMNETbusinessparticularly,andconfirmsthenetworkconstruction scheme.Atthesametime,thearticlediscussestheGPONtechnology,thePTN technology,andtheOTNtechnologyindetails,anddesignsthenetworkconstruction project.Atthelast,thearticleevaluatesandsummarizestheeffectoftheproject, 4 内蒙古大学工程硕±学位报告 andmakesanexpectationofthedevelopmentofthetransmissionnetworktechnology inthefuture. 化YWORDS:CMN巧Transmissionnetwork,GPON,PTN 5 内蒙古大学工程硕±学位报告 目录 m-mmti 1.1选题背景:传输网的现状描述 1 1.2选题背景:集团专线的现状描述 2 1.3选题煮义:解决传输网对专线业务的制约问题 3 1.4报告的章节剝t4 第二章3种主流的传输网发展背泉 5 2.1PON网络的发展背最简述 5 2.2PTN网络的发展背最简述 5 2.3OTN网络的发展背最简述 6 第H章3种主流的传输网关键技术 8 3.1无络光网络技术8 3.1.1PON网络的体系架构 8 3.1.2PON网络的关键技术 9 3.1.3PON网络的应用案例 13 3.2分组传送識技术14 3.2.1PTN网络的基本原理 14 3.2.2PTN网络的关键技术 化 3.2.3PTN网络的应用案例 18 3.3光传送网络技术19 3.3.1OTN网络的体系架构 19 3.3.2OTN网络的关键技术 21 3.3.3OTN网络的应用東例 巧 m四章传输晴扩容方案25 4.1专线业务占用资源需求预測 25 4.2传送网扩容方案的设计思路 25 4.3传送网扩容方案的项目规模 巧 4.3.1PON网络扩容方案 29 4.3.2PTN网络扩容方案 巧 4.3.3OTN网络扩容方案 30 第五章总结和展望32 33 mm34 6 内蒙古大学工程硕±学位报告 第一章绪论 1.1选题背景:传输网的现状描述 传输网是公司主要业务的传送和承载平台,城域传输网覆盖城市了及农村,采用多种接 入技术,负责盟市范围内的业务接入、汇聚和传送。城域传输网向上与一干、二干相连,向 下负责综合业务接入,为核也网与基站提供电路、为数据网提供丰富的业务接曰,同时为集 团客户提供光纤和电路。 公司的传输网分为核也层、汇聚层和接入层。基站和集团专线的接入和汇接主要由汇聚 层和接入层解决,核也层负责业务的上联。PON网络通过城域传输网OTN、PTN或裸纤方式上 联到CMNET城域网。 ‘ 核屯、巧瓜GV局廉中EPC 技SC....——峭.CIMSSBC^.SGWJIM^' V … iT、 — 、 、 — — -%- —. — 一 一 — 一 春 — 个个 sjcfe\ 蘭I;祿品為城山层K為_ri域——t — —j.―I——|___L /_ 网f 屬化了 育. w,.1 T 11 胃 ^ — 夫itNodeBBTS重要集困客户_;’; 4,I 家處客户重要集团客户 图1.1呼和浩特城域传送网分层结构示意图 Fig1.1Current別ructureoftransmi巧ionNetwork 1 内蒙古大学工程硕±学位报告 核屯、层位于传输网H层网络中的最上层,一般由盟市交换局组成,负责连接汇聚层各个 主要业务节点之间的传送通道,提供较大容量的业务调度能力和多业务传送能力。核也层是 整个传送网的核也部分,对于业务的传送能力、安全性、可靠性、可扩展性要求最髙,公司 传输网的核私层目前采用10G/40GE设备组环。 汇聚层弁于核屯、层与接入层之间,对接入层上传的业务进行汇聚、整合,并向核也层节 点进行转接传送。汇聚层利用设备的交叉连接能力,对接入层业务颗粒较为分散的业务,按 其通路组织方向进行归并整理。公司传输网的汇聚层采用10G/40GE设备组环。 接入层位于整个输网网络结构的最底层,由基站、数据和其他的业务接入点组成,采用 MSTP/PTN技术完成多业务的接入和传送。公司传输网的接入层采用622M/巧5MH和GE^OGE 设备组环。 经过多年的建设和发展,公司传输网已具一定规模,具有较高的覆盖率,其中SDH网络 覆盖率为98%,PTN网络覆盖率为45%,0TN网络和GP0N网络部署于核也和汇聚基站,覆盖率 分别为18%和21%。 1.2选题背景:集团专线的现状描述 集团专线业务,是承载于公司传输网,从距离客户地理位置最近的基站引接光缆,将公 司传输网络延伸到客户机房,通过电路实现客户接入互联网或者接入客户指定网络的集团信 息化产品之一。业务具有速率高、信息量大、实时性强、使用国际通用的G.703、STM-1等标 准接口,通用性强、网络通道物理隔离,端到端连接等安全保障和网络通道物理隔离,端到 端连接等优势,特别适合于党政军、各企事业单位的信息化接入。 按用途分,集团专线主要可分为互联网专线和数据专线两大类。互联网专线是满足政企 客户高速接入互联网的需求。数据专线是向企事业单位提供数字电路、光纤等线路的租用和 维护服务,企事业单位可W自由选择2Mbps-2.5化PS带宽通道及多种接口类型,建立安全、 可靠、高速的专用数据通道环境,承载语音、数据、视频等各类业务。 按照接入方式不同,集团专线可通过SDH/MPST、PTN、P0N、0NT和裸纤等技术的接入方 式进斤引接。各种技术的接入方式都有自身的优缺点,主要提供的业务接口也不尽相同。目 前,现网专线又WSDH/MSTP方式接入的最多,占比55%。表1.1是目前呼市移动专线业务接 入方式的和对应接入数量的统计。 2 内蒙古大学工程硕±学位报告 表1.1集困专巧现网接入方《比较 Tab1.1ComparingthedifferentkindoftechnologyofCMNET 序接入方式 接口类型 技术优势 缺点现网比重 号 1WDM/0TN/巧纤STM-16、STM-64、 大颗粒、长距离传送能力 投资成本高㈱ 化、10化 2SDH/MSTP E1、 支持灵活的组网需求,共备良好的TDM时陈紧张,扩55% STM-1/4/16/64.业务承载调度能力及完善的保护机制容难度欠 巧、GE、10GE 3 PTN E1、托、GE、10化支持义活的组网需求,具备良好的分组 20% 业务承载调度能力及较完善的保护机制 4 GP0N E1、FE、GE、xDSL、 建网成本低、接入接口丰富 保和机制較19% POTS,WLAN 差 1.3选题意义;解决传输网对专线业务的制约问题 带宽用来标识单条集团专线所能传送数据的能力,即在单位时间内通过网络中某一点的 最高数据率,常Mbps表示(简称M)。经过业务分析,目前绝大部分集团客户需求专线带 宽为10M200M,而呼市移动一半上区域只能提供220M带宽的专线接入能力,所队认技 术角度分析,带宽不满足是制约业务发展的关键因素。 造成带宽不足的原因有很多。通过分祈集团专线网络结构,发现属于SDH/MSTP方式接入 的专线占比最大,达55%,且PTN网络覆盖率仅为45%,而沈H/MSTP又是扩容难度最大的网 络,巧W沈H/MSTP方式接入集团专线业务,是造成业务带宽无法满足客户需求的直接原因。 SDH同步数字体系网络,由贝尔通信技术研究所提出来,是一种将复接、传输和交换功 能融为一体、并通过统一的网管系统进行操作的综合信息传送网络。MSTP指基于S抓平台实 现了TDM、ATM和从太网等业务的接入、处理和传送,提供了统一网管的多业务节点。做为呼 市移动基础网络,SDH/MSTP网络具有统一比特率、强大的网管能力和迅速的网络自愈保护能 力等优点,为公司无线语音、数据业务提供了高效、稳定的支撑。 SDH/MSTP网络通过时分复用方式,为业务提供硬通道式的带宽,即不管通道上是否 传输数据,带宽始终会为该通道保留,且不会被其他业务使用,这就造成了S抓/MSTP网络对 3 内蒙古大学工程硕±学位报告 传输资源极大的浪费。同时,呼市移动为接入层基站部署的SDH,绝大部分属于巧5M/622M 环路,在环的业务共享环路带宽。集团移动专线业务发展起步晚,在整个传送网规划中并未 单独预留传输资源。业务发展与自有无线语音数据业务形成竞争关系。与此同时,SDH时隙 紧张,导致单站点可W给集团专线使用的带宽越来越小,大带宽客户的需求无法满足。 由于SDH/MSTP子网时隙紧张,无法满足大颗粒集团专线的引接,业务需要通过其他接入 方式实现。PTN网络、OTN网络和排ON网络,作为同样支撑公司各种业务的基础传送网络, 又由于资源覆盖率较低(其中PTN网络覆盖率为45%,0TN网络和GP0N网络仅部署于核必和 汇聚基站,覆盖率不足15%),造成通过PTN、0TN和徘ON网络引接的单条专线工程造价偏高。 同样是一条20M的互联网专线的需求,呼市移动进行专线引接的成本平均为4.3万元/条,而 竞争对手有可能仅需要2万元2.5万元的成本就能实施。所W移动公司在和客户关于专线 的溢价空间变窄,失去了谈判的优势,在同行业处于劣势,所W单条专线的预算(工程造价) 相对较高是制约业务发展的第二个因素。 既然呼市移动S抓/MS胖网络承载的业务己接近于75%的饱和状态,且根据总公司要求预 留30%的资源做应急保障,考虑到直接对洲H/MSTP网络进行设备升级扩容工程造价高,实施 难度大,可扩展性差等因素,公司战略规划已经确定不再对SDH/MSTP网络进行建设。通过 SDH/MSTP方式继续接入集团专线,无法满足日益增长的客户对更大带宽的需求,不能更好的 支撑业务发展,公司需要通过其他技术的接入方式来满足集团专线业务的有效支撑。 1.4报告的章节安排 报告W公司的集团专线业务发展现状和传输网的现网情况为背景,详细对GP0N技术、PTN 技术和0TN技术进行了论述,同时结合公司网络现状,设计规划了本期呼市移动网络建设工 程的建设方案和工程规模。报告主要包括W下几个部分! 第一章、绪论 第二章、3种主流的传输网技术概述 第H章、公司传输网络扩容方案 第四章、总结和展望 4 内蒙古大学工程硕:t:学位报告 第二章3种主流的传输网发展背景 2.1PON网络的发展背景简述 PON是无源光网络技术的简称,是一种点对多点的光纤网络接入技术。PON网络由局端机 房的OLT光线路终端设备、用户侧的ONU光网络单元和ODN光分配网络组成。无源指的是在 整个0DN的网络中,不含有任何有源电子器件和电子电源,全部由类似光分路的无源器件组 成。 GP0N网络由院AN在2002年9月首次提出,且ITU-T在此基础上在2003年3月完成了 ITU-TG.984.1和G.984.2的制定,在2004年2月和6月完成了G.984.3的标准化。形成 GP0N网络的标准族。 无源网络(P0N)是一种纯介质网络,它可W有效避免雷电影响和电磁干扰,降低故障率, 节省维护成本,并且提高系统可靠性,是一种很有发展前景的通信技术。与有源网络相比, P0N无缘光网络具有节省带宽资源共享和光缆资源、节省机房的投资、较高的设各安全性、 网络的快速部署和较低的网络建设成本等优点。 2.2PTN网络的发展背景简述 PTN作为分姐交换传送网络的缩写,表示数据通过全IP化的分组传送方式,达到和类似 于SDH性能一样的电信级传送网络。随着全业务的开展及基站IP化的逐步深入,未来的业务 将向IP化发展,因此从技术角度出发,分组化乃大势所趋,从核屯、网至接入网均往IP化方 向发展。目前IP规范化正在通信行业中蔓延,传送网承载的两项业务:IP与TDM,原有TDM 业务为主的架构己经逐渐向IP为主倾斜。随着电信业务的不断发展,能够进巧多业务承载, 0AM和电信级保护的分组传送技术,并且提供有效传递分组业务的传送技术将存在大量的市 场需求。随么PTN即分组传送网的开始萌芽。如下图所示; 5 内蒙古大学工程硕±学位报告 I ‘譜墓 差‘RAN二>.M日W.闺;RAN . 1:, fjUJ-..-':。於 /--某 !p :奋旅一每- (P 巧粋1,..'.; ' . …’’’ U古, 為讀嘶分■樂 {<■' 户;.— 呼>所■。;/, — ‘‘-基:、1r焦、 , V旅‘、‘‘J\亦、'麟’,J Ill.' —. I 图2.1PTN网络承载示意图 Fig2.1PTNNetwork 就实现方案而言,T-MPLS和PBB-TE为代表的PTN技术,作为IP/MPLS或W太网承载 技术和传送网技术相结合的产物,具有如下属性。 1.其传送特征面向连接属性。 2.实现电信级W太网(沈)业务的五个基本属性(可扩展性、标准化的业务、可靠性、严 格的QoS和运营级别的0AM),是目前CE的最佳实现技术之一。 2.30TN网络的发展背景简述 0TN被称为光传输网络,概念和整体技术架构在1998年由口U.T正式提出,2000年规范 了0TN和SDH采用相同的基本思想。在G.872基于分层结构,分别从所述网络节点接口(709), 物理层接口(G.959.1),网络抖动性能(G.8巧1)和的定义的其他方面的光网络0TN。此后, 下一代数字系统的0TN光纤传输技术,经过近10余年的发展发展日趋完善,已形成了一系列 的框架标准。 0TN技术包括一个完整的体系结构光层和电层,每一层都有相应的网络管理和监控机制。 光层和电层具有网络生存机制。0TN技术提供了强大的0AM功能,并能实现至多6个串联连 接监测(TCM)功能,提供改进的性能和故障监测。0TN的主要优点包括:多种客户信号封 装和透明传输,支持SDH,ATM,太网。正在开发其他服务:大颗粒带宽复用,交叉和配置, 可根据层0DU(为2.5Gb/秒),0DU2(的10化/S1)和0DU3(的40化/S),比SDH的 VC12和VC4更大,强大的开销和维护管理能为,并且増强组网和保护。 作为一种新的传送网技术,0TN是不完美的。目前不支持的映射和调度的2.5Gb/S或更 小的颗粒服务的最典型的缺点,正在开发标准。此外,并没有过多考虑0TN标准最初制定的 6 内蒙古大学工程硕古学位报告 ^ W太网完全透明传输问题,导致了目前的超频方式后10GELAN位透明传输业务,一直没有和 0抓2率用的0抓2e颗粒一致,40GE也面临同样的问题。OTN网络存在透明度不够或不匹配的 传输颗粒互操作问题。OTN标准化工作目前主要集中在W下几个方面: 1、适应框架结构阳/甜等低速信号的传输,比如最近提出的ODUO。 2、透明的10GE-LAN传输,如超频的0TU2e方法。 3、更高速传送40GE/100GE信号,如被限定抓U4。 4、0-DUK共享保护环互联。 5、FEC多个应用程序产生的。 国内H大运营商都开展应用研充和试验,W验证0TN技术。一些省或城域传送网也基于 0NT网络的,网络节点是基于0TN技术的跨层0TN设备分布部署,基于ROADMOTN设备。目 前在国内获得应用支持0TN电交叉的设备主要有华为0SN6800/0SN8800,中兴通讯ZXMPM800 和火焰F0肥T3000等设备,设备容量电交叉段已达到tb/s量级。 7 内蒙古大学工程硕±学位报告 第H章3种主流的传输网关键技术 3.1无缘光网络技术 3.1.1PON网络的体系架构 PON技术遵循标准PON网络P2MP结构,由位局端机房的OLT光线路终端设备、用户侧的 ONU光网络单元和ODN光分配网络组成。网络架构如下图所示; 点川■ S纷. 瓣VV:-- 授浏 贼灣 ‘ ! ,mM/■ I ;ServiceWe—OLT.筆e耀 L \:_^ —S一 图义1GPON网络架构示意图 Fig3.1GPONNetworkStructure PON网络遵循口U-TG.984.1、ITU-TG.984.2、ITU-TG.984.3、ITU-TG.984.4的国际标准, 波长范围为1310nm(上斤)和1490Nm(下行)。接入设备的ONU/ONT,支持1.244M(上行) 和2.488M(下行)的业务带宽,从0NU/0NT设备到0LT设备的线路(光缆)敷设距离临界值 为20疆。分光器可W将0LT的一个下联光曰通过分光技术最大复用为128路,支撑128个末 端设备(0NllA)lNT)。通过P0N可W支持数据业务,VoIP语音业务,IPTV视频业务和仿真的 TDM业务。 P0N网络通过上行和下行采用不同的波长来实现单纤的双向传输,其中下行中也波长为 149化化上行1310nm。业务传输下行采用广播方式,所有的0NU/0NT都能同时收到相同的数 据,ONU/ONT通过GEM化門ID过滤接收只属于自己的数据;上行采用TDMA方式,上行链路 被分成不同的时隙,0NU/0NT根据分配的时隙发送数据,避免冲突。 8 内蒙古大学工程硕±学位报告 巫卖转接嚴暴 0脚1巧J. 口,0顚口:;J , --〇咖2国谨,＊心7'JEp-LU^:fc==_fn—;妨姑2国'5^. W。據r—。 ’ ,、,' \'今'。絹回.破 .OKU3巧绛 图3.2P0N业务传输原埋示意图 Fig3,2TransmissionprincipleoftheGPONNetwork 3.1.2PON网络的关键技术 3.1.2.1PON数据的顺结构 GEM顿是GPON的业务传输单元,巾贞长12加s,所有数据封装在陆M巾贞中进行传输。T-CONT 是GPON系统上行业务流控制单元,一个0NU的GPON接曰包含多个T-C0NT,—个T-C0NT可 承载多个GEMPort。 GEM巾贞分两部分,顿头和净荷。有两种峽中信息,分别是数据信息和控制信息。其中控制 信息分为PL0AM、0MCI和E0AM。数据信息都在净荷中,控制信息有的分布在顿头中,有的在 净荷中。下行峽的净荷部分有两种,分别是ATM信元与陆M信元。上行峽的净荷部分有H种, 分别是DBA、ATM信元和GEM信元。 T巧转 ^.口5识 — — 师ressss^峭W Dawt成对氷Mapl;.-a….11.-心 ^ 仁V。作二:,OKU1; 二 丫j.[^iaeiy\imIIAfesaujStaHjfcrefI / [1」 . 品 ]/\■'—…一'-一一…',>Jj ^ 1[r-cSf2~1t\II(omji).'I I(ONUi\.!I\ 旅船-汾j % \ .!谢 .旅 ‘ 微饼\ \ 一\ I ＊ 品访i JPL〇^]品如 一 f兵々feastsI晶苗f H端 图义3GEM愤结拘示意图 Fig3.3GEMFrameStructure GTC上行提供业务流的媒体接入控制功能,下行利用控制字节完成对上巧方向ONU发送的 T-C0NT进行控制。PCBd的USBWMap字段用来对0NU/0NT发送数据进行授权,并且指示哪个 AllocID(—个0NU/0NT可W对应一个AllocID或多个ID)何时可W开始发送数据,何时 9 内蒙古大学工程硕±学位报告 停止发送。一般来说,上行时的任意时刻只允许一个ONU/ONT发送数据。USBWMap字段的 指针所代表的数值从字节为单位,系统W64化A的上行带宽进行分配。每个顺都要进斤对上 行峽的授权,即使没有下行的数据,系统也要发空的下行顺对上行峽进行授权。 PON网络的下行是同步的,每隔12加S为一个下行晌。顿长为固定125US,38880字节(约 为2.5Gbit/s)。每个下行顿W广播的形式发往多个0NU/0NT。每个0NU/0NT收到下行峽后, 先处理倾头PCIkl,再取出净荷部口属于自己化rtID的GEM的顿。 I＊Tp-fbame-12511S-—-Tp.fRAMC=125uS PCB [ (_’ovrageofribW P3ync:I。即t ^if-t;Idf-L。《^,技&We口4bytes4bytes匿＊_13的古叫!bytes 4 .N＊9bvf气s, . . . -, FEChe!feseve。ISv。#—-frameCwrU肿'、.I.＊ I 1-地L胃胃化iri—細江I j-I Ii- . ; ' ■ . Es爾療邸sfatemg腺la 图3.4GPON下行愤结构 Fig3.4DownloadFrameStructureofGPON 上行峽的峽长为1巧us,峽格式的组织由下行峽中usBWMap域确定。它没有特有的 公共晌头顿尾,一个上行峽包含一个或者多个0NU/0NT的数据。USBWMap通过时隙的授权, 决定了上行顿中各0NU/0NT的子倾的次序,同时也决定了每个0NU/0NT的子峽格式。 每个子顿可W由日个域组成。PLOu指上行物理层开销,指突发同步,在0LT初始化0W/0NU 时设置长度,包含阳C指示、化OAMu、BIP、定界符和前导码。化Su用于调整光功率,长度 是120字节,为光功率进行测量序列。化OAMu用于承载上行化0AM信息,包含0NUID、Message ID、Message及CRC,长度口字节。DBRu用于申请业务的上行带宽,长度是2字节,包含 DBA(动态带宽调整)域和CRC域。Payload域用来填充ATM信元或GEM顿。 并不是所有子顿都需要五个域都同时存在。其中化Ou和净荷是必要的,PLSu,PLOAMu, DBRu是选择性需要的,即OLT在对下行顿进行授权时,决定是否需要发送S个字段。OLT通 - 10 内蒙古大学工程硕±学位报告 tUSI州Map中的每个ONT对应的Flag进行指明。 简言之,上行峽长1巧S没有特定顿的意义,仅说明OLT对上斤发送数据的授权W125 15为单位(每次只授权1巧115的时隙)。同时,1巧^5也仅是为了和下行侦的时间进行对 F。换言之,系统没有上行峽实体,只是各ONU/ONT的上行子巾贞实体。 , —— — — —— ——…UpsireamFrame- - … … … ―… ―— — — -＊1 —, —. —一■ 一 … ONTA———-■■’―—■ 一 —〇f^ ＊ r3—.占 朽孔OAMuIPLSu[DBRti乂IPayT品dY顯屬聲PayloadY||jPLOii|D目Rui|轉pill胃 ; / i 1 而＊cr〇3 i ‘ 、 ' - 、 ‘ 、 ' . 'V'。'＊','I!/ i i \三>-’ / . . j :Si如■巧|;1-)!;础防&沾‘、.、、.、 ' : It‘挂曲’.'.''1。刖。|m如DM巧站叫州c|fii娜III邮o^'i瑞Igi-dedi IPf础mbieIDflWer!BfPIOWIMDI沁dj[ATM'Celt]ATMCel!j......|Padifnepde^jj a!>'/￥bbytes1byt<~,1bytej1fcyts＊ ＊-‘ ^ ; i ffeSMHead掛手F巧meFi~agmenrG臣MHeaderFrameFragme姑GEM.HeaderfmxmFragment曲 图义5GPON上行愤结拘 Fig3.5uploadFrameStructureofGPON 3.1.2.2业务承载能力 在GPON系统中,其业务承载主要分为H层:GTC、GEM、E化ernet/TDM。 SNl[OLTIIONTIUNI mm<—— ~ r ! ‘ …而平三II培劑化<＊I T-CONT…IsI数巧北奔视频业务 ^Qw ~'iI一輔▼IForward＊＊f＊＊＊f＊＊^nJ和＊囊吝 I ,r賛…I’lg本…朴共线去 ^^。如'T-CONT ’ ' 化＊ rp__I !I I pfH/1rETH/IETH/ ~ |ETH7]ETH/I<—ITDMI—H—TDM-X-TDM TDM—TDM|—= GEM G削 G閒 GTC 图3.6GPON系统业务构架 Fig3.6SystemInfrastructureoftheGPONNetwork 11 内蒙古大学工程硕±学位报告 GTC层负责GEM顿的传输,GEM顿的成顿和适配处理,下行数据的安全性保证和上行业 务的QoS工作,主要传送数据的控制单元是T-CONT。 ' GEM层通过GEM化标识0NU/0NT不同的业务流。每个GEMPo^可{^承载单业务,也可 W支持承载多业务方式。GEM口〇的可料做为标识客户业务流的逻辑承载管道,所有的业务转 发和Q施处理,都是基于GEMPo承载的业务流进行处理。GEMPort对多业务的支持,解 决了ONII/ONT不能对用户业务进巧精细流分类的问题。即使通过同一个GEM化n,0NU/0NT 把所有的用户业务流都发送给0LT,0LT也能对用户业务流重新进斤分类识别,并且进巧相应 的转发和QoS处理。 E1:hernet/TDM层(W太网层)主要是基于VLANTag进行业务转发和QoS处理,TDM层主 要是处理E1/T1端曰和业务的转发。 系统的管理和业务发放作为一个完整的解决方案,为运营商提供部署规划、建设、运维 等全流程建议,包括0DN的规划和建设,0LT和0NT的业务规划和部署、业务发放,运维管 理等。由于协议只定义了0LT与0NT之间的透明曾理通道,对于其他领域并没有定义,因此 这是一个开放系统,需要根据实际的应用场景确定具体的解决方案。 3.1.2.3QoS业务保障能力 P0N网络的业务保障能力指针对P0N网络的H个业务承载层(GTC、GEM、ETH/TDM),分别 具备相应的QoS处理机制。 P0N系统架构是下行方向为广播方式,上行方向为TDMA时分复用方式,因此在GTC层, 系统仅对上行方向的业务流进斤QoS处理。QoS的最小控制单元是T-C0NT,T-C0NT可W看作 是上行业务流的承载容器,所有的犯M化的必须映射到T-C0NT汇聚后才能向上传送。 一个T-C0NT对应一种带宽的业务流,包含自己的Qos特征,体现在带宽保证上。QoS保 证方式可分为固定带宽,保证带宽,保证/不保证带宽,尽力转发和混合方式五种。 T-C0NT之间的调度机制是SBA(静态带宽分配)或DBA(动态带宽分配),SBA/邮A的主 要实现原理是检测所有0NU/0NT对T-C0NT的带宽申请状态,根据T-C0NT的带宽和优先级完 成T-C0NT的带宽授权,实现整个GP0N系统上行业务流的带宽分配。 0LT侧的GEM层QoS主要完成基于GEM化的业务流分类,业务流的带宽控制,优先级 调度等处理,ONU/ONT侧主要是完成用户业务流到GEM化的映射和GEMPort到T-C0NT的 映射。 3.1.2.4DBA动态带宽分配技术 DBA动态带宽分配技术采用集中的控制方式。所有0NU/0NT的上行信息de发送,都需向 12 内蒙古大学工程硕±学位报告 OLT申请对应带宽。OLT根据请求,依照指定的算法给予带宽占用授权,ONU根据分配到的时 隙发送信息。 算法的基本思想:ONU/ONT利用上行可分割时隙,反映信元到达的时间分布并且请求带 宽;OLT根据各个ONT的请求分配带宽,同时考虑对超载、信道误码和信元丢失等情况的处 理。 3.1.3PON网络的应用案例 PON网络由于无源化带来的低维护成本,和节约机房建设产生的经济效应,越来越受到 行业欢迎。目前现网众多的光纤接入技术中,PON技术更适合巧TII类型业务的大规模发展。 FTTx用来范指FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH、FTTO、m’F等接入范围,最主要的是FTTB光 纤到楼、巧TC光纤到路边和FTTH光纤到户这H种形式。随着Softcore软交换技术与光缆技 术的进一步成熟,FTTH光纤到户会成为通信接入方式的最终目标。 上海电信公司在嘉定四高小区,利用华为GP0N设备升级原有H3的ETON设备,解决了 3000多户的光纤宽带接入。同时为了节省投资成本,公司利旧原有的LSW设备,采用华为小 型GP0N终端HG81:沁,下联LSW的方式实现。 经过一年的试运行,发现GTON设备运行稳定,性能良好。项目不仅解决了老旧设备的替 换问题,提高了带宽,改善了用户的上网体验,同时验证了GP0N技术的成熟性和稳定性。 — …. — … — — ;^评 . — / /^G813GLSW PC ^internet>— MA5680T1:32 HG813GLSW PC \ \ /讓PC HG813GLSW PC 图3.7上海电信嘉定四高小区阳N网络接入拓扑图 Fig3.7GP0NNetworkToplogyofJiaDingcommunityinShanghai 嘉兴移动公司通过采用GPON技术承载方案,统一承载多种业务。上行业务通过OLT把 数据和语音接入移动网络。其中数据业务直接接入移动城域网,语音业务通过软交换,系列 化终端应用于各种入户铜缆资源。 13 内蒙古大学工程硕±学位报告 !被也机房I iI —....... i i : 户公>巧应麵.\SW’swi。 部/雞'—'<備'成GEi賊嚴添T; i ' ' - ■ ,PC'' I! ^ ^L—….——I^'Me 图3.8嘉兴移动GPON多业务承載系统架构图 Fig3.8SystemInfrastructureofMulti-serviceintheGPONNetwork 3.2分组传送网络技术 3.2.1PTN网络的基本原理 PTN是IP/M扎S、W太网和传输网的混合体。核也技术具有IP化,智能化,扁平化的特 征,分组技术作为核屯、,增加了独立控制面,提高传输效率。PTN分组传送网从具体形式 来说,有两个组要技术分支,即T-MPLS/M化S-TP和PBB-TE/PBTwM4ayM9AWiiiw義M細麵I■…iwo麵■—曜旧巧802.化如…一職》 國龍齡^!^ZII:ZI:ZZIIZIIzr ＊ii‘,Swtio4 4IIIIII誦II44 图义10层次化0AM示意图 Fig3.100AMInfrastructureofthePTNNetwork 3.2.2.4智能感知业务 业务感知有助于根据不同的业务优先级采用合适的调度方式。 对于ATM业务,服务感知的基于细胞的VPI/VCI标识映射到不同的伪线的过程中,优 先级(包括丢弃优先级)可レッ被映射到防P字段伪线。 对于W太网业务,可W根据外层化ANID或IPDSCP进行业务感知。 对于更高的实时延迟,感知敏感的固定速率的TDME1业务。 3.2.2.5端到端QoS设计 PTN网络使用DiffServ的QoS机制,通过预先建立的资源预留,而各节点的通路进行准 入控制操作,W确保真正的网络资源可用,实现端到端的QoS。 上由H-QoS细微差异化服务质量提供该业务,W识别用户的服务,访问控制;在业务优 先级的网绝侧映射到隧道的优先级。在转发节点,使用PQ,PQ+WFQ和其他方式,根据该隧 道优先级调度;标签出口的网络层,减少了自己的业务进行QoS信息弹出隧道。 3.2.2.6全程电信级保护机制 PTN网络能够实现电信级的业务保护,分为设备级和网络级保护两大类。设备级保护有 TPS保护、主控和通信处理单元的1+1保护、交叉时钟处理单元的1+1保护和电源板的1+1 保护。网络级的保护包含MLSP保护、LAG保护、M化SAPS保护、IMA保护、M^PPP保护、PW APS保护、双规保护和OffLoadAPS保护。 17 内蒙古大学工程硕±学位报告 ,幽 在、蝴＊'.麵麵 圆 t r 焉/、、'、.s’。＊. ;\ ;、、 \ 、 \ ; ' ' 咖滅原括功能:- 、 w '占…保折功璋:.’、’;’/'设餐级减脚傭:,..、、’, ; |麵搭窗霞合(LAG).:Iitl+ILSP护’―■I■提供詞'鉢、交換、控制处理.i I■晴护.ii＊:i胤賊.II单卵热窗份;‘I ; M-WSNCP保护,i!■貴供电憑'巧扇贈单疆‘i! II Ii1+1热毎. 軍 V、 二-二1!N-C谭f-‘-一,/ ’ ’ ’ ' 、＊!￡纖拉‘ —— —_ ,/ ' 图3.11电信级保护示意图 Fig义11TelecommunicationlevelProtectTechnologyofthePTNNetwork 3.2.3PTN网络的应用案例 深圳的TD-LTE试验承载网采用L3-PTN组网解决基站回传,并成功应用于大运会火炬 传递即摄即传的报道,效果良好,成为国内首例完成L3PTN承载网现网测试与业务承载的 应用。 落地设备及核屯、层PTN设备通过升级方式支持L3VPN功能,落地设备和核也层交叉容 量均大于320加it/s。核也层和汇聚层采用10GEOTN+巧N组环。接入环仍WGE设备为主, GE设备交叉容量不小于5Gbit/s,单个GE接入环建议接入46个基站。带宽无法满 足需求时,优先通过调整接入环节点数量满足带宽需。 因此,结合集团专线的网络特点与PTN技术优势,确定通过PTN技术引接集团专线,是 一个很好的解决方案。但由于巧N设备相对于GP0N设备造价偏高,且需要占用双抵光纤进行 数据传输,拟定PTN网络接入集团专线时,要根据专线业务级别进行差异化部署,尽可能将 PTN网络部署在重要的数据专线上。 随着全球信息化加快推进,高清视频,云计算等业务的步伐,带来了思着増加网络容量, 我们需要进行网络具有足够的容量,承载网络扩容和平滑升级成为的重要工作之一宽带提速。 全业务运营是电信运营商未来的发展,W支持移动的唯一途径,固话,网络等多业务传送平 台技术的发展趋势。分组数据包服务交付平台,支持多核也和服务供应商,同时继承了光传 输的传统优势,如高可用性和可靠性,便捷的网络管理,保护和同步,易于扩展,业务隔离 与高安全性等。满足全业务运营的要求。正因为如此,PTN传送网技术作为新一代涌现,在 过去的两年中,获得大规模商用部署在全球各大运营商网络。随着加快A化IP过程和时代的 18 内蒙古大学工程硕±学位报告 全业务运营的到来,PTN分组传送为一体的新一代网络技术的发展前景无疑是广阔的。 3.3光传送网络技术 3.3.1OTN网络的体系架构 OTN的分层对于OTN网络,从垂直方向可分为H个独立的分级网络具有一定的内部关系, 自顶向下的光路层0細,OMS复用段层和光传输段层的OTS。构成的两个相邻层之间的 Client^erver层。光路层可W细分为H个子层,光通道数据单元层,光信道传输单元层和 光沟道层,光通道数据单元层可W被细分为子层光信道有效负载单元。 没户(树撤STM—N,ATM,化脚im成狎N0孤W —JZJ J一' ‘ — _ I i o抓k《些峨- \QDUkT 0如 OTUkVOTUk OTUkV饥Uk乎搪构 〇州 OC虹 OMSn — — OFSn OTS。 j ^I OTM.m OTM—0＊脱OTM…;ar.m 金巧能crrM後口 銜化々焦OTM辕口 图义12OTN网络分居结构 Fig义12theOTNNetworkInfrastructure OTN层的典型传送系统,如图2.13所示。 ^ OCh 乂 OMS ji A0了S _OTSOTS^义I iljh\ fI m JI器 /强g I I I 又 义 图3.13OTN^iid^ 一 . … …. …; Fig3.13thetransmissionsystemoftheOTNNetwork 19 内蒙古大学工程硕±学位报告 光通路层网路:各种格式的客户层信号的光路的光路层网络传输是透明的端到端网络。光 路的主要传输实体层有一个网络连接,链路,子网连接和路径。光交叉连接设备,通常提供 了层交叉连接等网络功能。 光复用段层:光路成多波长复用光信号的复用段层,并提供多波长光信号,波长转换并 负责管理网络功能。主要的传输实体具有网络连接,链路和路径。光交换设备通常提供了层 交叉连接等网络功能。 光传输段层:OMS光传输段层不同类型的光传输介质的对各种优惠如放大的光信号发送, 获得均衡和其他基本传递函数。主要的传输实体具有网络连接,链路和路径。 OTN的峽结构包括电层和光层,电层由肌化组成,OTUk有一种墓本的侦结构。W不同的 速率a=l,2,3)的情况下,0TN巾贞格式是固定的,传输速率不同需要不同的时间框架。SDH 的0TUK晌结构有很大的不同。SDH同步复用系统是,较高的速率,帖结构将相应扩大,例 如,该巾贞结构的STM-16的STM-1的比率的16倍大。0T服多路复用不同的是,对于0TUI, 0TU2,0TU3信号虽然客户信号的速率携带不同,但它的峽结构保持不变,高阶的存在0TU固 定填充字节,减少了每顿可W携带的字节数,只通过减少循环时间顿,顿速率加快的方式来 完成有效的传送客户端信号时,客户信号更商的速率的,较小的OPUk的周期。但两者之间的 关系并不顿周期0PUI/0PU2/0PU3脚大约4倍的关系的整数倍。 0TN顿结构如下图所示; — <〇々0也S巧爱 . 戾资.…'导、 ■ - 巧iJ工 … :r:j 2f 2 二■^号 .onj/f! 3 ;' 口U&香 F巨CI 推晋亭賴軍 I故rV — . . 編賴i … ICHentSignal客户僖号 r羽OPUk化巧道净荷单元1k=0/1/2/3.分别对应 ODUk光賴數握单元GE/2.5G/10GM0G速率 [□0丽細驅S单元>日’ r ~ I颇定巧 图3.140TN的顿结构示《图 Fig3.14theOTNFrameStrucUire 与SDH对客户信号复用的原则一样,肌N信号是一级一级复用映射形成的。最开始是用户 信号,最后成为0TM-n.m:。用户信号或光通路数据单元支路单元群(ODTUGk)被映射到OPUk, 20 内蒙古大学工程硕±学位报告 OPUk被映射到光通路数据单元(0抓k),0抓k映射到光通路传送单无(OTUk[V]),OTUk[V]映射 到光通路(〇Ch[r]),0Ch[r]被调制到光通路载波脱C[r]),最后成为OTM-n.m信号。 目前,0TN用户信号分为3种类别,分别是2488320忱it/s化5Gbit/s), 9953280kbit/s(10Gbit/s)和398131201cbit/s(40Gbit/s),但是在每一阶段中,又具有不同 的速率。W用户信号为2.5Gbit/s为例,最初为0PU1,初始速率为2488320kbit/s,第一步 映射为孤1]1,经过即(:编码,速率变为2498口5.12化13^/5(239/2382488320比11:/5),此 时孤叫有三种映射或复用方式继续下去。 其一,可W直接映射到0T叫,经过邱C编码,速率变为2666057.143化it/s(25日/238 248832(M)it/s),0TU1进一步映射成为0加和OCc,再经过映射成为OCG-n.m,最后复用成 为0TM-n.m〇 其二,在孤U1映射成为OT化前,ODUl也可W经过复用成为〇PU2(4个OD叫复用成为1 个0PU2),在经过一级级映射复用成为OTM-n.m。 其H,在OD叫之后,Omn也可W经过复用成为0PU3(化个ODUl复用成为1个0PU2), 在经过一级级映射复用成为OTM-n.m。用户信号至此可在物理线路上进行传输。 3.3.20TN网络的关键技术 3.3.2.1G.709协议 0TNG.709定义的倾结构,该网络的每一层的成本函数,和0TN映射,复用,虚级联。其 地位类似于SDH为G.707。当OTU峽结构完整(0PU,孤U和0TU)时,ITUG.709提供开销支 持的0AM&P功能。0TN倾结构是相似的SDH的复的规定,有各种开销字节对0AM,和SDH设 备具有相似持征,支持映射子速率的服务,多路传输和交叉连接,虚级联。 从客户服务适配层到光信道(〇細)0TN,信号处理是在电域中,包括业务负载映射重用, 0TN开销插入,这部分的信号处理的,在时分多路复用(TDM)范围内。从光沟道层(0CH) 到光传输段(0TS),在光域中执行信号处理,它包括一个光信号复用,放大和光管理信道(00S/ 胎C)加入,这部分信号的在波分多路复用(WDM)范围内处理。 G.9煎.1定义了简化功能光传送模块的物理接口,分别是单跨距单波长接口 (0TM-0.1/2.5G,OTM-0.2/10G和0TM-0.3/40G)及单跨距化波长接曰(〇TM-16r.1/2.5G, 0TM-1化.2/10G),物理接口的标准化使得域间互通成为可能。功能齐全的光传输模块(OTM-nm) 为还没有统一的标准,因为送种接口在部分光学透明的区域定义,通常包括由同一设各提供 的网络元素,而设备制造商往往有自己的物理层技术规范包括:传输技术,光学参数,波长 21 内蒙古大学工程硕王学位报告 数等指标。此外,不同的制造商使用不同的设备的OSC信息结构,和光信道传送单元 (OTUK[V]),这使得该装置的不同设备制造商很难一个全功能的光传输模块该层上进行通信。 在纯粹的WDM传输系统,包装及客户服务G.7090TN开销插入一般波长转换光盘(光转换 单兀)来完成这些过程包括从客户端层0細(R)层处理。输入信号是电或光接口来访问客户 的业务,则输出为一个G.7090TUK[V]的WDM波长晌格式。OTUK称为完全标准化的光通道传 送单元,同时个OTUkV是标准化的光通道传送单元的功能。一个明确的定义G.709OTUK倾格 式,如下图所示: - ~L U 3824\3825 408〇\ 倾定位OTUk — /开销开销Q 2 — U OPUk—— OTUk 3〇占篇kK载荷 - FEC开销 鉛 — T3H U II 图3.巧OTUk的巾贞格式 Fig3.15theOTUkFrameStructure 应当指出的是,对于G.7090TUk信号,即具有相同尺寸OTUl,0TU2和0TU3顿,即不同 的速率,是44080个字节,每峽期间是不同的,与SDHSTM-不同N帖。SDHSTM-N侦周期125 是微妙的,它的侦速率信号的不同大小不同。G.709定义了0TU1,0TU2和0TU3制定了0TU4 速率的速度仍在进行中,尚未最后确定。 当通过0TN网络节点接口(NNI)或0TN用户G.7090TN信号-网络接口(UNI)时,0TN 开销应正确终止和再生,图5湿示了G.709的0TN0TNNNI信号时的附加开销字端部的情况。 标记为绿色,字节透明传输开销。它标志着的红色字节所需的端部和再生的成本。黄标是基 于协商终止或透明传输开销确定。目XP标记为蓝色开销字节用于其自己的目的,(;.709也无 法实现标准化,用户或网络运营商可W决定如何使用这种在自己的内部网络开销,这种开销 字节可能是在顺1覆盖。标准明兰绿两色系列现己监视(^^下谈话)(TCM)相关的开销,这 取决于决定终结点或完成配置。 当0.7090TN信号0TNUNI,巧化(故障类型和故障位置)字节必须结束和再生,治疗与 通过NNI相同的信号剩余的字节。当非G.709的0TN信号,如客户的iCXJbELAN通过UNI, 所有的0TN开销和阳C信号必须结束。 3.3.2.2R0ADM技术 R0ADM是一种类似于細HADM光层的网元,它可W在一个节点上完成光通道的上下路 22 内蒙古大学工程硕古学位报告 (A加/化op),W及穿通光通道之间的波长级别的交叉调度。它可W通过软件远程控制网元中 的R0ADM子系统实现上下路波长的配置和调整。目前,R0ADM子系统常见的有H种技术:平 面光波电路(PlanarLightwaveCircuits,PLC)、波长阻断器(WavelengthBlocker,WB)、 波长选择开关(WavelengthSelectiveSwitch,WSS)。 H种ROADM子系统技术,各具特点,什么样的技术,主要是根据不同的应用。根据北美 操作者的统计,7〇%W上的需求仍是二维的应用,并且只有约10%的脱ADM节点将使用4维 或多个节点。因此,基于R0ADM的肥/PLC上,可W充分利用现有的成熟技术,在网络上的 影响微乎其微很容易从二维F0ADMR0ADM升级,具有极高的性价比。在WSS基于R0ADM,粒 径可W在所有方向上提供波长信道,可W通过远程端口上下重新配置的所有端口,适合的方 向之间的多环互连,并建立网状网络。 3.3.30TN网络的应用案例 随着长途传输网络进行流量不断增长和大客户业务颗粒的増加,灵活调度和网络服务日 益突出的生存能力。为了提高网络运行质量。更有效地利用传输网络资源。提高中继电路的 利用率,在长途骨干节点。有必要使用大容量的作为调度中也。大容量0TN交叉连接设备的 嵌入式AS0N/GMPLS控制平面后分散,它可提供多种保护和恢复优先级抢占,从而大大提 升长途传输网络的可靠性。采用大容量的0TN交叉连接设备,可W实现大颗粒的快速开通波 长通道业务,提高业务响应能力;使用单独的线路和分支0TU的商业模式,带宽池的形成, 有效地提髙网络带宽利用率。由美国电气跨渠道服务交付,W方便后期调整:0TN透明传输 信号的路由器,而无需使用昂贵的P0S接口,和其他数据有利于大量使用10站接曰。 同时,在城域网,IP网络设备和使用光纤互联更直接相连。随着IP网络带宽的不断增长, 该设备侧端曰的骨干甚至达到10加/S的速率。裸光纤直连的商业模式承载大颗粒的缺点逐 渐显露出来。首先,路由器的10Gb/S接口,物价上涨指数增加传输距离;其次,可管理性和 安全性相对较弱,光路径故障耗时,耗力。因此,城域WDM(波分复用)系统,裸光纤在游 戏点之间的距离较长的部分替代的建设,可W解决问题的大颗粒传输IP业务。 尽管该系统是大大改进的WDM光纤传输效率。能够支持的业务的大颗粒的传输,而是由 WDM技术的局限性,波长可W被配置为指向的形式,不能动态调整,资源利用率不高,业务 重狙灵活性是不够的,一旦流的业务变化,这是非常复杂的调整。WDM的业务调度,网络管 理和安全性不如SDH。WDM业务之间的调度主要靠物理调度孤F,网络层只光学性能监控, 故障排除意味着更少的维护更加困难。0TN多波长传输,大颗粒的调度,结合的SDH和WDM 巧 内蒙古大学工程硕±学位报告 的可光层和电层交叉调度波长和副波长的服务中实现的优点,并实现业务的接入,封装,映 射,复用级联,保护/恢复,管理和维护,大颗粒宽带业务具有大容量传输网络的形成。在地 铁使用的OTN交叉连接设备,由OADM/ROADM的波长级调度和保障实施,通过完成子波长的 OTN交叉连接设备级(GE,为2.5Gb/S)的调度和保护是一个比较可行的应用模式。 、 ’ IP.赵沟 核也网 一-一--- 、 ' . 緣也屢 ’ #fr 《 户。饼^＊画81; 觀接人控赖履 B气 測《綱 ^i .昇 可 ;5; 綾入遲 WA 给8^批麵咚蜘-取輸;01樹I脚 》#如靡 Mm&TSmm 图3.16OTN网络部署示意图 Fig3.16theOTNNetworkDeployment OTN网络能提供超大容量的带宽资源,但考虑集团专线的网络架构和业务需求,结合OTN 设备费用和现网部署情况,当前不准备将OTN网路用在集团专线接入使用,OTN网络还作为 承载调度进行扩容规划。 24 内蒙古大学工程硕±学位报告 第四章传输网络扩容方案 4.1专线业务占用资源需求预测 业务预测是呼市移动各种业务网络基础建设规模的重要依据,它直接关系到工程建设的 规模和投资,W及工程建成投产后的经济效益,因此既要反映客观需要,又要考虑现实条件。 本业务预测的基本原则是:W集团公司的总体发展战略为依据,既充分考虑内蒙古移动 具有的优势,又要考虑其他网络运营商的运营政策,同时还要根据内蒙古移动目前城域传送 网网络的现状、自身现有通信基础设施的基本情况和投资能为做出正确地预测。 根据内蒙古有限公司呼和浩特分公司2015-2017年业务与网络发展规划,呼和浩特 分公司各业务网新増网络规模如下: 表4.13年新增业务规摸表 Tab4.1thesizeofnewaddedbusiness 数量 业务种类 备注 20巧年2016年 2017年 集团客户 532 711 998 表4.2呼和浩特PTN和P0N巧络传输容量需求表(单位:Mb/s) Tab4.2化eTransmissionCapacityof化6PTNNetworicandtheP0NNetwork(Mb/s) 容量需求 PTN网缉 PON网络 (单位: 20巧年20化年2017年20巧年2016年2017年 Mb/s) 集团专线5720 6460 7500 9120 13560 12300 4.2传送网护容方案的设计思路 在项目资金紧张的前提下,工程优先考虑业务需求巧盛,但网络覆盖薄弱的地方进行投 入,做到合理建设,按需建设,避免重复建设和无谓建设。 专线业务 发展部口需要进行详细的市场调查,尽可能准确地提供业务需求分布情况,做到前后台工作 的协同,提高建设与生产效率。待传送网建设到一定规模,集团专线单条接入的工程造价就 巧 内蒙古大学工程硕±学位报告 会大幅下降,继而提高前台业务谈判的成功率,更好的支撑业务的发展。 扩容工程与现网密切结合,基于现网分布情况做设计,做好与现网的无缝衔接,同时, 把握按需建设的理念,工程建设部口加强与业务部口的合作,做到精准建设和按需建设。 根据对PTN/OTN和GPON网络的技术特点,结合呼市移动传送网现状和集团专线的发展情 况,可得出,传送网需要更好的支撑业务的发展,就必须结合实际情况,通过适当扩容工 程,来满足对专线业务高带宽和低预算的支撑。 与此同时,根据GPON网络的星形、密集型网络结构,和灵活部署、快速开通的技术特点, 确定GPON网络适合在集团客户密集的区域进行部署。OLT设备通过核也层PTN与互联网业务接 入路由器SR对接,实现客户通过GPON方式接入互联网专线。所W,本期传送网扩容工程考虑 大力建设GPON网络,支撑业务发展。 I CMN巨T ^ CPTN汇聚居 汇巧机房A nzmtumB 。宇 L 图例: ffiBSBSSSSaSSWSW J亡 I 同轴电缴 oNui — ~五类线 图4.1GPON网络接入互联网拓扑图 Fig4.1UsingGPONtoconnect化化eIn化metofCMNET PTN网络W灵活的组网方式和高可靠性的传送能力,更适合传送数据专线,实现客户自由 数据的安全传输。下图是通过PTN网络接入互联网专线的拓扑图。 26 内蒙古大学工程硕±学位报告 J^ — —— — ^ 怯械 ^PTN汇巧层PTN汇巧层J 汇鶴声4~'^'￡|5雅—^￡絮机刺 ^PTN接入层^^PTN接入层^P , -/Tt^^.\...,IPTN化/'-'!‘I ＊^或!:/別;I 搏例! : : 小巧化I!约斜I —同轴电巧i交换化i ^9^交换机: 五类线【I 巧户分支巧点 图4.2PTN网络接入数据专巧拓扑图 Fig4.2UsingPTNtechnologytoconnectto化0transmissionnetworkofCMNET 如上图所示,部署在客户总部机房的PTN设备通过线路(光缆)双路由连接到就近基站的 PTN设备,姐成PTN小环,实现单纤阻断时业务不中断。客户分支点机房的PTN设备通过线路(光 缆)单路由连接到就近基站的PTN设备,接入PTN传输网络。最终客户自有的重要数据移动通 过PTN网络,完成从总部机房到分支点机房的安全、高效传输。所W本期扩容工程也将大面积 建设PTN网络,大力提高FTN网络的覆盖率,支撑业务发展。 0TN网络目前作为承载性网络,结合工程造价和业务需求等因素,本期扩容工程仅考虑部 分汇聚基站的建设,不应盲目扩大建设。 与此同时,网络规划要把握好可靠性原则、可扩展性原则、经济性原则和可管理性原则 等几个基本原则。 可靠性原则,体现在网络的稳定运行。通过线路环网保护机制,实现光纤单向阻断但是 业务不中断。如下图所示,存在一条数据专线,从26343-杭州大厦华浙店到3978-钱广传媒, 数据传输经过接入环华浙广场-新世纪大厦-城域学院路。倘若从环华浙广场基站到新世纪大 厦基站的光纤阻断,专线会将业务路径自动切换到环华浙广场-城域学院路-新世纪大厦方向, 实现业务的连续稳定运行。 27 内蒙古大学工程硕女学位报告 . .. 赋樹掘齡級梅…磯窃含激＊,'锦 24,讀舞餐絡2 3201-擎輸離瓣诚 %一.….—I—' I 脚 ':'■ 4召谷;-1耐豫磯鶴 \ ' 仁'33 3411-潑錠離1 32^1-g^iH-‘私%340CHV!A＊嫉前2￥强鶴般繫^則1 国4.3业务环路保护示意图 Fig4.3CircleNetworkPrefect 可扩展性原则就是满足网络建设完毕,不仅支撑当前业务需求,而且考虑到业务扩容的 便利性。举例说明,客户要开通一条100M的互联网专线,网络规划时,如果采用P0N方式接入, P0N终端设备支持24阳端口,可W直接满足客户需求;但如果客户要将网络扩容到200M,P0N 终端由于不提供千兆W太网业务端曰,无法满足扩容需求。巧N支持千兆太网电曰/光曰, 可W满足最大1000M的带宽需求,所W网络建设建议直接使用PTN技术接入,避免后期扩容成 本大,建设周期长,资源复用性低,成本浪费严重,同时满足经济性原则。 可管理型原则要求网络建设完毕,必须有完善的网管平台进行业务的监控和管理。规划 不能出于经济性原则而一味的压缩经费,减少必要投资,其中网管平台就是很关键但又很容 易被忽视的因素。网管平台不尽要求要有,而且必须实用,在业务监控,尤其是故障处理时, 起到关键作用。网管平台就是网络维护人员最有力的工具。 證孟mmmammmv揣msfm稱丰 寻游;巧虽鸣^谢a沿巧淹役史S梅出辛码巧受U定气间宙-'巧巧妒处 ,煉麗 奴批、‘^4!重n壬>。〇片、、’H — 韻1 I游玉接巧立巧Xi I 进巧麵诚i械拓;卿' -於 、、S 一 打L— t:lI,J;虽。陆径矜:否亂4树>-;支1她na 巧 棚 - I辭 纷,。化孩畏宋巧帳r 分1〇化虫巧巧々巧 . ^m-m N為斯 :巧iow巧甫工m苗 话’f _純蝶^ 絲 、| 争t . .. _. ,. 一 —. 图4.4呼和浩特PTN网管示意图 Fig4.4HohhotPTNNetworkManagementPlatform 28 内蒙古大学工程硕±学位报告 W呼和浩特北方联合电力公司新増8条10M数据专线为例,考虑到业务的重要性,总部 机房设计为光缆双路由,保证单向光缆阻断,业务不中断,如下图所示。 麵课P麥r巧 ,: ■ ; I;;/ , 移动一枢紐Q-嫂.磁祐:巧黯;V味I I.旅义'.冷心 ,々 这^.. f,诵花圆%'四书气—'满都懲么:a' 盡S U:又巧^濟舜\編--巧囊謎知'I'.'擬…:....灭化類《81粒潑持:一 辑 I: 1誦賺义潛處 ■ :% -V;:—: ' : . . 一1户＊^.^蕊祕皆. 辦 ’夫 … 一》＊＊^^' ' ;^V: 舊]賴繫爛緣郝丸1■ ＊5|i^s! \ - 鮮大邏 : .-iSi 记I;,鋼到^祐A民 ' \ 力. 呼局■'大溜皮占~ J ' IJO'' ' 訓,匯.巧电彌-巧類 …% 图4.5光缆路由图 Fig4.5Theline民outeMap 同时,出于经济性和可扩展性考虑,设备采用PTN组网,满足客户现网需求,并且平滑过 波到100M的扩容冗余。PTN设备支持U2000的统一网管,设备状态和网络拓扑能够直观反映到 网管平台,为后期维护和故障处理提供了强有为的支撑工具。 4.3传送网扩容方案的项目规模 4.3.1P0N网络扩容方案 本期工程将根据集客业务分布情况,新部署32端0LT设备,新增化套光交系统,扩容 板卡90块,进一步加大GP0N网络的覆盖率,满足集团专线业务接入需求。 4.3.2PTN网络扩容方案 (1)巧N核屯、层优化 本期工程将原有10GE系统通过插板扩容方式升级为40犯系统;另外,新增2对L2/L3 设备,1对用于本地网4G基站的承载,1对用于对市区业务实现分担,提高网络安全性。 29 内蒙古大学工程硕±学位报告 (2)PTN市区汇聚层优化 将市区进行汇聚区域划分,市区PTN按区域进行沮网调整,业务按汇聚区域接入、汇 聚,优化网络结构;新增汇聚化房扩容相关PTN设备并加入到市区PTN汇聚环,新增设备2 端。 (3)PTN本地网汇聚层优化 20巧年,本地网4G基站将超过700个,为满足本地网4G基站业务需求,将本地PTN汇 聚层通过10組叠加方式升级为20地系统;本地网武川环因愉树店方向光缆故障率髙,影响 网络安全性,将愉树店部分进行调整,西乌兰不浪改为乡镇二级汇聚,本地网武川北部新增 乡镇汇聚节点。 (4)专线汇聚层 呼和浩特作为全区的政治、经济、文化中也,集团客户的总部基本都位于呼和浩特市区, 专线带宽需求较大,为满足未来业务需求,新建专线汇聚环4个,新増设备20端,用于大颗 粒专线接入。 (5)PTN接入层优化 因原汇聚机房少等原因,原有PTN接入层架构不合理,存在长物理路由接入环,本工程 根据汇聚区和汇聚层调整情况进行接入层调整,接入层网络巧区域进行汇聚,减少跨区业务。 接入层目前仍存在大环和长链等安全问题,本工程进行大环拆分和长链改造。星光大厦 至移动一枢纽间经常性突发大颗粒业务,对网络影响较大,2015年新増接入层10GEPTN设 备2端,满足相关业务需求。 本工程共新增PTN大中型设各31端,小型10甜设备2端,扩容板卡90块。 4.3.30TN网络扩容方案 (1)因一、二枢纽间管道及光缆路由少,且管孔资源不足,考虑40姐PTN承载需求和 未来云计算建成后的大颗粒专线需求,为节约管道、光缆资源,满足业务增长需要和网络调 整需求,将原有一、二枢纽间80＊10G局间OTN系统通过插板扩容方式升级为100G系统; (2)为满足20巧年CM肥T需求(賊麟北辰-二枢纽2＊10G,华口世家-二枢纽2＊10G,一 枢纽-二枢纽7＊10G)和OLT上行需求,对原有0TN环路进行波道扩容; (3)本地网南环环路过长,本期工程考虑将本地0TN南环拆分为2个环,王左、托县I 个环,和林、清水河1个环;另外,本地网PTN由10GE环扩容为20G目环,通过本地网OTN 30 内蒙古大学工程硕±学位报告 承载,扩容相应波道。 共计新建OTN设各2端,OLA设备1端,扩容各类板卡217块。 31 内蒙巧大学工程硕±学位报告 第五章总结和展望 通过基于对集团专线业务发展情况现状分析,从技术角度剖析制约呼市移动集团专线业 务的发展瓶颈,并根据掌握知识,通过查阅大量资料,寻找问题解决办法。最终,通过扩容 工程方案的制定和项目的实施,PTN网络资源覆盖率达82%,GPON网络覆盖率达73%,解决了 集团专线在带宽和预算的瓶颈。 扩容完成后的网络,可W满足集团客户1000M的带宽需求,和单条专线预算降低到2.1 万元,对业务发展起到了至关重要的促进作用。 与此同时,通过方案的编制和项目的设施,对呼市PTN、OTN、GPON传送网络增进了了解, 也掌握了很多新的技术知识,为日后开展工作起到巧极的促进作用。今后的工作中,无论遇 到什么样的困难,我们都会通过强大的科学技术进行问题的分析及解决。 Novonet是中国移动未来电信网络的愿景。它旨在利用NFV、SDN等技术构建更加灵活、 智能、可管理及可编程的移动网络、数据中也网络、IP网络和传输网络,使得我们可根据 用户需求和市场业务发展,实现网络的快速部署、业务的快速更新和上线W及网络负载和连 接的灵活调度。让我们期待这一天早日到来。 32 内蒙古大学工程硕±学位报告