01什么是SDH?
TDM是時分復用,就是將一個標準時長(1 秒)分成若干段小的時間段(8000),每一個小時間段(1/8000=125us)傳輸一路信號。
SDH系統(tǒng)就是傳統(tǒng)的電路調度,電路調度是以TDM為基礎。
早年的網(wǎng)絡都是傳輸語音的,電話網(wǎng)絡的基礎就是TDM。SDH系統(tǒng)的電路調度均以 TDM為基礎,所以看到很多人說 SDH業(yè)務就是TDM業(yè)務,就是傳統(tǒng)的電路調度,這是有理論依據(jù)的。
在通信領域里SDH(同步數(shù)字體系 Synchronous Digital Hierarchy)是一面旗幟,他完善了早期PDH(最早的光端機)的諸多不足,把時鐘從“準同步”變成了“同步”。
PDH的光傳輸只能是點對點,連續(xù)背靠背傳輸容易出現(xiàn)時鐘不同步(PDH在點對點的情況下是有時鐘的),而且在市場行業(yè)內標準不統(tǒng)一。
也就是說,不同廠家之間的PDH很難互通,帶寬一般在155M,下放E1(2M)接口數(shù)最多有63個,SDH的出現(xiàn)解決了上述所有的問題,而且可以組成鏈形或環(huán)形網(wǎng),極大的豐富了組網(wǎng)方式,業(yè)務接口封裝標準,傳輸帶寬從155M一直擴展到40G(目前最大)。
然后,聰明的光纖通信先人們對組網(wǎng)做出了新的構架。
曾幾何時,SDH+PDH的組網(wǎng)方式大紅大紫,無人能撼動,即使是現(xiàn)在還有很多地區(qū)(多為專網(wǎng)用戶)在沿用這一組網(wǎng)方式。
SDH負責主傳輸層的業(yè)務,PDH負責從傳輸層向下延伸業(yè)務,直至落實到最終業(yè)務下放點。
02什么是MSTP?
SDH呼風喚雨,現(xiàn)在又多出一個業(yè)界新貴“以太網(wǎng)”,還有不服輸?shù)腁TM技術,強強聯(lián)手,賺取更大的利潤,似乎一時間成了可阻擋的潮流。
果然,三方很快建立了合作,MSTP(基于SDH 的多業(yè)務傳送平臺 Multi-Service Transfer Platform)誕生——MSTP的組成就是SDH+以太網(wǎng)+ATM。
我們把MSTP比喻成一個股份制有限公司,在MSTP公司中,股份分配不太均勻:SDH占股70%,以太網(wǎng)占股20%,其它包括ATM占股10%。
可以看出來,掌權的還是SDH,內核還是TDM,TDM的一切劣勢都依舊保留,如剛性管道。以太網(wǎng)和ATM因為股權問題,都沒有拿出像樣的東西,只是虛有其表(提供相應接口)而已。
隨著互聯(lián)網(wǎng)的大力普及,電腦、手機、電視等終端都能上網(wǎng)了,帶寬需求增長和現(xiàn)網(wǎng)資源出現(xiàn)激烈的矛盾。
如何解決這一矛盾?
SDH標準化的工作模式非常可靠,但是,過于死板的工作風格帶來了諸多問題。
形象的描述一下,你也許就會明白。
SDH的工作方式是這樣的,比如:北京的二環(huán)路(一條光纖)批給我開車拉貨用,那么二環(huán)就不允許有其它車輛經(jīng)過,上面就我一輛車(多么刻板)。
剛開始我這個車能拉 1個客人(1個STM-1),那么二環(huán)的效率就是(155M),后來車噸位升級了,我能拉 64個客人(64個STM-1),那么二環(huán)的效率就是( 10G),這就是SDH環(huán)速率,目前最大是 40G。
如果有時沒有運貨任務,那么我就空跑,兜兜風,看看風景啊、美女什么的,這時二環(huán)路的效率就是0,其它道路就是堵死了也和我無關。
如此固執(zhí),在業(yè)務上也是十分刻板。
比如我的車能裝 64位客人,但現(xiàn)在有65位客人要走,對不起我只能裝 64人,以后有更大的車再說,這種低效率運作方式我們叫做剛性管道。
所以,MSTP公司不做出改變,市場就會淘汰你!
迫于無奈董事長召開緊急會議,解決目前的情況。大家經(jīng)過了激烈的討論,大體總結出了三個解決方案:
方案一:多修幾條路(新建光纜),進行人員分流;優(yōu)點:解決一部分現(xiàn)存問題,可以修到七環(huán)啊,那,修到了七環(huán),業(yè)務還不夠怎么辦?最后修到一百環(huán)??!缺點:成本高,周期長?。ㄑ院喴赓W)
方案二:升級汽車噸位(提高速率);缺點:還沒研發(fā)出更大載重的車輛(電子元器件受限)
方案三:將二環(huán)(光纖)劃分成多個車道(波道),那么寬的路,跑一輛車是不是有點太奢侈了,多個車輛共享道路。
董事長看后,立即批示:提出第三個方案的人“升職”。
方案三切入角度犀利,可執(zhí)行度高(這個公司也真是水平堪憂,正常人都該想到的吧),立即執(zhí)行。
至此,WDM波分誕生。
03什么是WDM?
波分,就是波分復用,WDM。
波分就是把上述的二環(huán)路(光纖)劃分了成了多個車道(波長),供不同的車輛行走(傳輸設備)進行傳送。
這里又根據(jù)車道間隔大小,分為兩類:
車道間隔為20nm的,為稀疏波分,又稱粗波分。
車道間隔小于等于0.8nm的,同樣寬的公路,車道就更多了,為密集波分。
這樣帶寬就成倍增加了,暫時解決了帶寬不足的問題。
WDM得到重用后,各地紛紛采用,現(xiàn)在不僅在城市主干道里使用 WDM(城域波分),還在跨市、跨省道路上使用 WDM(長途波分)。
當然,波分設備特別貴,不是一般單位買得起,波分設備廠商主要有華為、烽火等,客戶為運營商、公安、BAT這類單位居多。
隨著人們需求的不斷增加,車道數(shù)也由剛開始的16或32一下子擴充到40、80、160,目前已經(jīng)突破200個車道數(shù)(波道)。
在董事會做出執(zhí)行第三方案后,SDH的公司地位大不如前,上文說到,SDH雖然工作刻板,但是職業(yè)、標準的工作態(tài)度讓人覺得踏實,是金子總會發(fā)光的。
隨著市場應用的深入,WDM波分遇到了問題,(摩爾定律:有隱患的位置,就一定會暴露出來)。
WDM雖然解決了帶寬不足的問題,但是沒有考慮到帶寬提高后,管理也要跟上的癥結所在。
所以,線路管理對于WDM來說,堪稱災難:
1. 線路狀態(tài)信息傳遞不暢
2. 調度不夠靈活
3. 容易堵死(保護不夠)
諸如此類與管理有關的問題,悉數(shù)出現(xiàn),可以想象業(yè)務量大到一定程度的時候,這樣的問題會讓人感到一種無力感。
果然,市場的抱怨達到了頂點,公司必須做出改變。
熟悉的緊急會議又開始了,各部門負責人都要求改革,忙的WDM是焦頭爛額,最后總結出下列一定要改革的要求:
1. 為所有上路車輛(傳輸設備)增加監(jiān)控設備以及必要的安全管理員——增加OAM開銷。、
2. 在交通樞紐節(jié)點增設調度樞紐,增加業(yè)務調度(車道間調度【光層調度】和貨物或乘客間調度【電層調度】)。
3. 依托調度樞紐,加上在道路上預留一部分車道或一部分車輛,為所有車輛提供完善的保障——完善保護機制。
WDM對于公司提出的要求,難以完成,會議進入了僵局,董事長得不到想要的答案。
這時候他無意間看到了坐在角落里的SDH,它竟然在微笑……
SDH也同時注意到了董事長的目光,它笑道:這還用改革,我以為有什么大的困難,原來如此簡單,爾等鼠輩不知,最強管理已在陣中,我的管理天下第一!
于是他們握手言歡,優(yōu)勢互補,一個全新的制度誕生了—OTN。所以簡單的說:OTN=WDM+SDH。
在董事長難以抑制的喜悅中,OTN誕生了。
04什么是OTN?
OTN(光傳送網(wǎng)Optical Transport Network)是在WDM基礎上,融合了SDH的一些優(yōu)點,如豐富的OAM開銷、靈活的業(yè)務調度、完善的保護方式等。
OTN對業(yè)務的調度分為:光層調度和電層調度。
光層調度可以理解為是WDM的范疇;電層調度可以理解為SDH的范疇。
但OTN的電層調度工作方式與SDH還是有些不同的地方:
1. 統(tǒng)一發(fā)車頻率,1秒發(fā)車8000次,制度規(guī)定,無法更改(沿襲PDH制度)。
2. 通過研發(fā)更大噸位的車輛來提高容量,高容量的車一般是由4輛低一個容量級別的車拼接而成,所以不同容量的車結
OTN電層調度的工作特點:
1. 所有車輛的大小、規(guī)格、容量均統(tǒng)一,外形尺寸:4*4080。
2. 根據(jù)需求提高發(fā)車頻率。
優(yōu)點:
1. 無需不斷研發(fā)更大容量的車,減低開發(fā)成本。
2. 統(tǒng)一結構,便于管理。
3. 跨區(qū)域運輸方便(異廠家互通方便)。
4. 理論上,可以通過提高發(fā)車頻率就可以無限提高容量,實現(xiàn)方式更簡單明了。
05什么是PTN?
曾幾何時,以太網(wǎng)和ATM進行過激烈的會戰(zhàn),結果以太網(wǎng)以入門簡單,用戶眾多的優(yōu)點贏下了天王山之戰(zhàn),最后,ATM雖不服氣,但是也握手言。
雖說有矛盾,但是在利益面前任何問題都不是問題,以太網(wǎng)和ATM為了抵抗當時如日中天的SDH,選擇了合作。
果然,敵人的敵人就是朋友。
兩人經(jīng)過數(shù)月秘密商討,并在一年之后,共同研制成了一本武功秘笈—MPLS(多協(xié)議標簽交換)。該部武功秘笈后來被改編為多個版本,是其它武功的重要基礎。
以太網(wǎng)的聲勢越來越大,又和ATM一起開發(fā)出了武林秘籍MPLS,逐漸有了可以抗衡SDH的實力,所以才有了SDH與以太網(wǎng)和ATM的初步融合,誕生了MSTP。
但MSTP因為股權問題,還是SDH主導,以太網(wǎng)、ATM只能是配角,以太網(wǎng)作為圈內大哥并不高興,發(fā)誓要把場子找回來……
以太網(wǎng)回憶,他以前為了對抗SDH陣營,以太網(wǎng)大力發(fā)展自己的勢力范圍,走農(nóng)村包圍城市的策略,先將末端IP化(業(yè)務側IP化)。
在MSTP誕生前,以太網(wǎng)就利用IP來作為SDH的貨物,通過SDH進行傳輸(放個間諜先)。
但是,問題接踵而至。
SDH當初開發(fā)時就對貨物有嚴格的外形要求,必須是“塊狀結構”,而且大小也是標準的,每一個座位也是按照這個要求做的,這樣運輸?shù)男首罡摺?/p>
而IP這種長相奇特(格式不同)的貨物越來越多,很難在SDH里混了,總算是后來開發(fā)出了MSTP。
說白了,MSTP就是在SDH車輛上給IP和ATM留了幾個專座而已,IP還是不能很好的運輸。
原因是IP是以太網(wǎng)門下的得意門生,以太網(wǎng)就是因為簡單、無拘無束、盡力而為等特點為其宗旨。
所以IP也有此特性,有的小巧,有的肥大(IP幀長可變)。如果SDH/MSTP中的IP較少,問題不大。
如果IP占到一半以上,恐怕車輛的改造成本就太大了。
這時以太網(wǎng)陣營內部出現(xiàn)了兩大派系:
一種認為我們自己成立的運輸公司不讓SDH的客戶(TDM業(yè)務)上車。
如果一定要進來,必須改頭換面-偽裝(仿真)成為我們的以太網(wǎng)形式,同時我們沒有時間上的保證(無時間同步),我們純粹為我們以太網(wǎng)服務,我們的公司名叫IP-RAN。
第二種認為我們應該吸收一些SDH的客戶。
SDH經(jīng)營了這么多年,它的客戶還是很多的(還有很多TDM業(yè)務需求),同樣進來后還是要改頭換面-偽裝(仿真),不同的是出來后再去掉偽裝還原成自己原來的TDM模樣,這個公司取名叫PTN,PTN(分組傳送網(wǎng)Packet Transport Network)誕生。
PTN最簡單的方程式為:PTN=MPLS+OAM+保護-IP,其增強了開銷(吸取了SDH的優(yōu)勢)、對業(yè)務的保護(吸取了SDH的優(yōu)勢),“-IP”可以簡單的看做是“對MPLS的簡化”,去掉我們不需要的東西(例如復雜的各種握手協(xié)議等)。
從傳輸單元上看,PTN傳送的最小單元是IP報文,而SDH傳輸?shù)氖菚r隙,最小單元是E1即2M電路。PTN的報文大小有彈性,而SDH的電路帶寬是固定的。這就是PTN與SDH承載性能的最本質區(qū)別。
應用上,PTN主要用在對QoS要求高而且沒有動態(tài)路由要求的網(wǎng)絡,最典型的就是無線承載網(wǎng),把基站和基站控制器連起來。
MSTP+(Hybrid MSTP)可以看做是SDH向以太網(wǎng)的妥協(xié)方案,不得已而為之。
隨著相互學習融合,IP-RAN和PTN現(xiàn)在已趨于一致,差別不大了,所謂分久必合合久必分,它們是IP/以太網(wǎng)向SDH發(fā)起的全面挑戰(zhàn),現(xiàn)在看來它們是勝利了。
說到這,IP-RAN/PTN戰(zhàn)勝了SDH,也就是數(shù)通戰(zhàn)勝了傳統(tǒng)通信,運營商骨干網(wǎng)完全IP化,這也算我們網(wǎng)絡人的勝利。
看到這里,文中涉及的技術,身為網(wǎng)工,你又真正能懂得多少呢?
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:解密傳輸網(wǎng)技術:SDH、MSTP、OTN和PTN的差異揭秘!
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