光通信新技术

光 传 送 网 新 技 术

光通信技能鉴定补充教材

2010-05-17

目 录

第一章 ASON技术 .................................... 3 1.1 光传送网发展历程 .............................. 3 1.2 ASON基本框架 .................................. 8 1.3 ASON的控制协议 ............................... 13 1.4 ASON网络技术 ................................. 15 1.5 典型ASON设备介绍 ............................ 22 第二章 OTN技术 .................................... 26 2.1 概述 .......................................... 26 2.2 OTN的定义 .................................... 27 2.3 华为OSN 8800设备概述 ........................ 34 第三章 PTN技术 .................................... 35 3.1 概述 ......................................... 35 3.2 PTN的定义 .................................... 36 3.3 分组传送网（PTN）技术应用 .................... 38 3.4 PTN的关键技术 ................................ 44 3.5 典型ＰＴＮ设备介绍 ........................... 52

第一章 ASON技术

自动交换光网络(ASON，AutomaticSwitchedOpticalNetwork)的概念最早是在2000年3月日本召开的会议上，由国际电信联盟电信标准化部门(1TU~T)的Q19／13研究组正式提出的，并将它形成了Gason的建议草案。之后，在各界的共同推动下，ASON得到快速发展，成为智能光网络的主流发展方向。ASON的出现是光传送网发展中的一场，拉开了光传送网自动化的序幕。

1.1 光传送网发展历程

1.1.1 电信行业的发展

1．电信行业面临的挑战

统计数据显示，因特网上的主机数目每年递增30％，主机连接数目每年增加70％，更为重要的是网络正在经历从窄带服务到宽带服务的转变，所有上述因素都使网络业务量每年仍然以高达50％～100％的速率持续增长。但正是蕴藏在电信行业发展之中的强劲内动力，使整个行业从业者普遍感觉到前所未有的发展压力。电信行业目前面临的真正问题在于，虽然电信业务量已经获得而且仍将获得持续增长，但这种业务的持续高增长并没有转化为运营商收入的相应持续高增长，这种情况使得整个电信行业表现出令人尴尬的“增量不增收”的情况。

从运营商的角度出发，导致出现这两种增长不一致的重要原因在于，由于因特网的发展，运营商网络接入收入扁平化，现有窄带用户即使升级为宽带用户也不会给运营商带来更大的额外收益。另外，特别是针对具体光传送网络而言，由于各大运营商在前阶段通信膨胀的泡沫时期在基础设施及设备上的过度投资，光传送网络容量过度膨胀。虽然这种过剩情况将在最近几年时间中随着电信业务的增长而逐渐被消化，但由于这些业务增长主要集中在不能直接带来大量收益的数据业务，运营商的收入增长仍将在较低水平徘徊。因此，网络运营商面临的真正困难主要集中在以下两个方面：其一是如何有效地开发出能带来利润的新业务以弥补话音业务增长的不足，其二是在于怎样有效降低成本并构建出能承载上述新业务的下一代网络。

作为信息社会的支柱产业，整个电信产业实际上是一个包含网络运营商、服务提供商、 设备制造商、产品以及器件供应商在内的价值链条。对作为电信价值链源头的网络运营商而 言，目前的实际情况是，尽管已经采用了诸如新型高速接口和WDM等技术以降低网络成本，但这种成本的降低还不足以充分保证运营商收入的提高。在当前竞争愈加激烈的市场环境下，为获得长久持续的发展，电信价值链上的每一企业都需具备良好的发展策略。这里存在一种包含两个关键要点的普适原则：其一是采用新技术以大幅降低网络构建开销成本(CAPEX，CapitalExpenditure)及网络运营维护成本(OPEX，OperationalExpenditurc)，另一个更为重要的要点在于要能不断发掘并提供能带来收入增长的新型服务业务。为满足上述指导策略的要求，电信价值链上的所有企业都必须做出改变。这种改变必将导致整个电信行业商业运作模式的转变（比如电信运营商就由只关心电信网络的建设与运营转变为更加关心其能提供的业务及服务），同时也将导致当前电信网络的网络规则的巨大变化。

2．电信行业规则的改变

随着电信行业技术进步及整个行业价值中心的转移，电信行业的网络规则也在发生巨大变化。从传统意义上讲，电信行业是一种为处于不同物理地点用户提供通信连接的服务，并根据服务来进行收费的行业。但最经随着电信新服务的广泛应用以及因特网的快速膨胀，用户已经把注意力从原先关注不同地点的物理连接性转移到关注网络运营商所能提供的业务及服务上，同时，电信行业的服务也出现了越来越同物理地域无关的变化趋势。上述这两种变化趋势均导致电信行业的收入越加扁平化，而这种收入扁平化的趋势终导致网络运营商的收入更多依靠其所提供的服务来决定。 除去上述网络收入规则的转变以外，电信行业的市场运作规则也已发生了巨大改变。随着技术的进步及网络容量的飞速提升。电信行业已经从保障通信需求转变为鼓励消费者使用，电信市场正在经历从卖方市场到买方市场的巨大转变。在这一转变过程中，电信行业为持续获得更多的收入就需要鼓励消费者更多地使用网络，同时，消费者在需求增长的条件下也对网络的使用及服务提出了更高的要求，二者的综合作用使得电信行业在网络服务及使用水平方面获得了持续增长。目前，这种增长更多地体现为网络接入方式的更新与接入速率的提高，特别是体现在宽带接入方式的使用与推广上。除去宽带用户数目上的增长外，更为重要且影响更为深远的在于这种由窄带接入升级到宽带接入的速度正在加快。除去xDSL技术之外，在可预见的将来。基于FTTH技术的超宽带接入技术必将成为接入技术的主流。另外，未来消费者对移动宽带服务的需求也将是另外—个需求亮点，这种移动宽带技术将使个人随时随地无缝接入因特网成为可能。

除去宽带用户在数量上的增长，网络宽带服务在应用方面也获得了巨大的发展与提升，宽带服务已经催生出一系列新型网络服务及应用，这将极大地改变我们的工作和生活模式。在商业应用方面，基于Internet和Web的业务协作方法已经改变了从事商务活动和职业培训的模式；而利用基于宽带通信和无线技术的供应链管理（SCM，SupplyChain& Management）模型，我们能极大地提升整个生产流程的效率。同样，使用客户关系管理(CRM，Customer Relationship Management)模型。将极大改善我们在客户关系管理、单对单市场开拓以及群体协作方面的工作业绩。除去在商务市场上的应用，新型网络业务与服务还能极大地丰富消费者的日常生活，可以构建出多种多样的虚拟社区，提供远程教育、远程医疗、电子商务，以及其他基于移动位置的服务。在这种应用服务模式下，网络的作用已经转变为提供多种交流的开放式平台，这种虚拟互动将在改变大众生活方式的同时为电信网络运营商带来新的利润增长。图1-1具体表述了宽带网络新技术能带来的新服务及新应用。

丰富提升个人 生活质量 电子商务 单对单的市场应用服务 IDg 商业应用革新 电子政务 IDd 基于位置的应用服务 IDc IDe IDf 网络计算 个人应用 协同办公应用 IDh IDi 校园e教学应用 IDb 电子采购 满足兴趣爱好的网络应用 IDa IDj 企业虚拟局域网 所有应用的基础—光网络 图1-1 宽带网络中的新服务及新应用

综上所述，基于宽带技术的新应用不仅将改变网络，而且从这些具体网络应用中体现出来的消费者对网络应用及服务的关心更具现实意义。对网络运营商而言，能否提供这样的网络服务已经成为决定网络运营能否成功的关键。 3．电信网络演进的动力

电信行业最近几十年以来一直是一个高速增长并充满变化的行业，同时电信行业又是一个同电信基础网络密切相关的行业。技术的进步推动了基础网络的变化，而基础网络的变化又作用于整个电信行业，这就造成电信行业中非常明显的技术与市场发展之间、网络架构与运营服务之间的共生互动影响．在影响网络发展的因素之中，市场的力量无疑是最根本的和最为强大的，它不断推动网络的升级换代，促使网络架构（不论是光网络还是无线网络）大约每10年就出现一次大的变化。于是，20世纪80年代我们看见SONET／SDH网络的广泛应用，看见模拟移动通信的商业运营以及X.25数据网络的大范围使用；而在90年代，我们则又见证了密集波分复用系统以及第二代无线网络和因特网的成功商用。

在具体分析电信网络演进的整个历程后我们可以发现，有3种因素对于网络演进进程影响非常巨大，这3种因素分别是业务的增长、新业务的发展以及新技术的进步。上述3种影响因素并不是互相的，它们相互综合作用于网络，共同推动网络向新的方向演进。例如设备供应商之间的竞争以及技术的进步必将导致通信设备及系统价格的降低，而这种价格的降低又将刺激业务的增长，推动新型通信业务的发展，从而产生出新的通信需求。图1-2简要表示出了这3种影响因素之间的相互作用关系。

业务增长 新业务 新网络需求 图1-2 电信网络架构的演进

新网络架构 技术进步

虽然电信行业现在处于调整时期，但内蕴与行业内的发展动力仍然是非常强劲的。这种发展动力推动着电信网络向更新的架构发展，这种发展在移动通信领域体现为向宽带移动通信的发展；在数据通信领域体现为向具有QoS保证的数据网络发展；而在光通信范围内，这种发展则表现为传统光网络向智能光网络的演进。

1.1.2 光网络的演进历程和趋势

1．光通信与光网络演进历程

从过去20多年的光通信发展史看，光传送系统经历了从低速到高速、从准同步数字序列系统(PDH，Plesiochronous Digital Hierarchy)到同步数字序列系统(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)再到光传送网(OTN，Optical Transport Network)的历程。就网络传输速率而言，光传送网络的传输速率已从44Mbit/s增加到40Gbit/s，不少实验室正在开发160Gbit/s的系统。然而，考虑到单路波长传输速率终究是有上限的，因而现实光传送网络中都是采用基于光波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)的技术来进一步扩展光传送网络在传输容量上的潜力。采用WDM技术后，光传送网络的传输容量有了巨大提高，超高速容量系统的记录不断被刷新。

虽然现在传送网络在传输能力上取得了如此巨大的发展，但网络的现实情况并不仅仅是由传输技术所单独驱动的。目前，尽管光网络中的话音业务继续保持稳定增长，但增长幅度已有所减缓，同时随着数据业务的飞速膨胀，现有业务中IP业务所占比重已变得越来越大。对运营商而言，现实情况决定了当前传送技术必须是整合了IP技术、SDH技术和WDM技术的综合传送技术。

SDH技术最初是为传递kbit/s的话音业务而设计的，具有严格的同步复用结构。它的最小复用速率为155Mbit/s(STM-1/OC-3)，现在SDH的传输速率已经高达10Gbit/s(STM-/OC-192)甚至是40Gbit/s(STM-256/OC-768)。除去传输容量的增加与提升外，网络业务的进一步增加以及WDM技术的成热与广泛应用，均推动越来越多的SDH传送网络构建于WDM系统之上。随着光传送技术的发展与完善，光复用传送技术已经在光传送网络占据了越来越重要的地位，它不仅承载着传统话音业务，而且还担负着为相邻IP客户设备(诸如IP路由器)建立大容量传输链路的作用。

就目前的WDM系统而言，它仍然是由手工配置的，其网络组成结构比较僵化和固定。但随着可重复配置的光分插复用器(OADM，卸，Optical Add-Drop Multiplexer)以及光交叉连接器(OXC，Optical Cross Connector)的使用，这种固定WDM系统已向波长路由网络(WRN，Wavelength Routed Network)发生了转变，即光网络已不再仅仅局限于传送功能，它已具备了网络交换及组网功能。同时现在光器件技术的进步也赋予光网络以新的动力；光分播复用器和光交叉连接器的引入推动着当前光网络由环状网向网状网转变，这种变化类似于当年SDH网络中分插复用器(ADM，Add-Drop Multiplexer)和数据交叉连接器(DXC，Data Cross Connecter)推动SDH网络由环状网向网状网转变。

在上述这种转变过程中，OXC将起到非常重要和关键的作用。对OXC而言，它又根据交换矩阵中这种交换是否经过光/电转换被划分为全光OXC(All Optical OXC)和光／电转换OXC(OEO OXC)。由于在全光OXC中省去了昂贵的光/电接收转换模块，因此全光OXC的成本比经过光/电转换的OXC节省很多。

但目前由于大规模纯光交换矩阵技术尚不成熟，并且现在仍需对信号进行再生整理，因此对器件技术来说仍然需要光/电转换．同时如果全部采用纯光交换势必导致光网络中出现波长连续性受限问题，这将给本已非常复杂的网络控制与管理问题又增加了复杂度，因此这些现实的局限性和需求都决定了目前所应用的OXC仍然是光/电转换OXC。 2．光网络迈向智能化的趋势

从对数据业务的承载方面来讲，传统的光网络是为传送话音业务而设计的，承载话音业务的连接建立之后很少发生变动，所以传统的光网络通常采用集中式的控制模式，通过网管系统来静态地配置光通道，周期通常为几天，甚至数周。显然这对于具有很强突发特性的数据业务来讲是无法接受的。为了有效地承载数据业务，光网络要能够根据用户实时的需求动态地创建、拆除和修改连接，能够接受的时间约束通常只有几秒到几分钟。另外，传统的以环网为主的光网络在应对高速增长的数据业务的同时，会遇到可扩展性的问题。首先，环网的建设周期较长，使得在竞争激烈的市场上往往失去最好的投资机会；第二，在网络扩容时，某些节点之间可能并不需要太大的容量，但是建设环网通常要求所有相邻节点之间都要配置相同的资源，这样势必造成环网某些资源的闲置；此外在管理那些跨越多个环网的业务时，方案的实现也非常复杂。

从网络的控制方式来讲，传统光网络中的控制和管理一般都是集中式的，如果控制节点发生故障，将有可能导致全网瘫痪。虽然在设计这种集中式网络控制系统时，可以采取一些备份措施来克服这些问题，但是集中式控制生存特性和扩展性还是远远不如分布式控制。

从提供给用户的服务质量方面来说，传统的光网络为用户提供多种QoS服务的能力是有限的。虽然以环网为主的SDH网络和WDM网络可以为建立的连接提供多种保护措施，但是无法提供更多不同的QoS服务。

从业务的保护恢复机制上来考虑，传统光网络所提供的保护机制主要是环网保护，这种方式虽然能够快速地实现业务保护，但它是以牺牲网络50％的资源换得的，因此会给运营商带来竞争上的压力。同时，面对网络上承载的越来越多的不同类型业务，这些业务对保护恢复的要求是不同的，比如话音业务要求在50ms以内得到恢复，而电子邮件等非即时业务能够容忍的恢复时间就非常长，这就要求光网络能够提供更多的保护恢复方式，特别是提供更加灵活的恢复机制，不仅能在较短的时间内恢复中断的业务连接，而且能够有效地节省网络资源。

最后从市场竞争的角度来讲，运营商期望能够进一步降低光传送网的运行和维护成本，深入挖掘光传送网的价值，希望能够直接在光层提供诸如带宽贸易以及OVPN等新的增值业务。但是由于传统光网络缺乏智能的控制功能，所以业务提供的成本非常高，另外也缺少支持部署新业务的能力和手段，比如计费能力、策略控制能力等。

综上所述，在当前以IP为主的数据业务快速增长和电信市场竞争日趋激烈的形势下，传统的光网络已经不能适应用户的需求，迫切需要一种能提供动态的连接管理，具有基于格状拓扑的保护和恢复功能的，具有更强的抗毁能力的，能为用户提供不同带宽和不同QoS的区分服务的，以及能提供和快速部署多种增值业务的新型光传送网--ASON。

ASON的概念最早是在2000年3月日本召开的会议上，由国际电信联盟电信标准化部门(1TU-T)的Q19/13研究组正式提出的，并由此形成了G.ason的建议草案。之后，在各界的共同推动下，智能光网络相关标准的制定工作进展迅速。目前，有关ASON的体系结构、

网络功能需求、路由架构、分布式连接管理以及自动发现机制等建议已经发布，人们对智能光网络的认识也已基本达成一致。

ASON在ITU-T的文献中定义为“通过能提供自动发现和动态连接建立功能的分布式(或部分分布式)控制平面，在OTN或SDH网络之上，实现动态的、基于信令和策略驱动控制的一种网络”。智能光网络除继承了光传送网的主要特点外，还具备以下一些突出优点。

① 智能光网络可实现流量工程要求，允许将网络资源动态、合理地分配给网络中的连接。

② 智能光网络具有灵活多样的恢复能力，使网络在出现故障时仍能维持一定质量的业务，特别是能实现分布式快速恢复功能。

③ 智能光网络能很好地利用光层资源满足数据业务动态、灵活的连接请求，提供了一个响应快、成本低的智能化底层光传输网络。

④ 智能光网络可提供多种新型的光层业务，如按需带宽分配(BOD，Bandwith On Demand)和光虚拟专用网(OVPN，Optical Virtual Private Network)业务等。 3．主要特征

 在不需要人为管理和控制的作用下，可以依据控制平面的功能，提供动态连接的能

力，自动选择路由，并通过信令控制实现业务连接的建立、修改、拆除，自动保护和恢复，自动发现等功能。

 支持网络朝多信道、高容量、可配置和智能型的方向演进。 4．主要功能

 基本功能：构成了智能光网络控制平面的基础，它是实现智能光网络智能的基础。

包括路由功能、信令功能、链路管理功能和单元接口技术。

 核心功能：是实现智能光网络智能的核心。包括网络连接控制、保护/恢复、业务处

理、策略管理。

智能光网络被认为是传统光网络概念的重大突破，是具有高灵活性和高扩展性的基础网络设施。智能光网络是从IP、SONET/SDH、WDM环境中升华而来的，将IP的灵活和效率、SONET/SDH的保护超强生存能力以及WDM的容量，通过创新的分布式控制系统有机地结合在一起，形成以软件为核心的，能感知网络和用户服务要求的，能按需直接从光层提供业务的新一代光传送网络。

1.2 ASON基本框架

1.2.1 分层结构

ITU-T的G.8080和G.807规范定义了一个与具体技术无关的自动交换光网络分层结构，它包括3个的平面，即控制平面(CP)、传送平面(TP)和管理平面(MP)。图1-3体现了3个平面为支持在分层网络中进行连接交换而进行互操作的高层视图。图中还包括了数据通信网(DCN，Data Communications Network)，它是一个负责路由、信令、链路资源管理以及网络管理信息传送的信令通信网(SCN，Signaling Communications Network)。

不同于传统光网络的是，ASON中引入了控制平面，其目的如下。

①在ASON中引入控制平面可以快速和高效地配置传送层网络连接，从而既支持交换式连接又支持软永久连接。

②在ASON中引入控制下面可以重配或修改支撑已建立业务的连接。 ③在ASON中引入控制平面可以执行恢复功能。 对于控制平面结构来说，一个好的设计可以在快速可靠地建立业务的同时，使得业务提供商对他们的网络具备足够的控制力。控制平面自身应该是可靠的、可扩展的和高效的。控制平面框架应该通用，从而可以支持不同的技术、不同的商业需求和不同的功能分布（不同的设备厂商可能将控制平面的功能进行不同的组合封装）。

图1-3 ASON的分层结构

控制平面是整个ASON的核心部分，它的引入是光传送网发展中的一场。控制平面应支持用户请求（交换式连接）和网管系统请求（软永久连接）的建立和拆除。此外，控制平面还应支持重建故障连接（恢复）。连接信息（如故障、信号质量等）由传送平面检测，并提供给控制平面。控制平面基于链路信息（如邻接、可用带宽、故障信息）进行连接的建立、拆除与恢复。详细的故障管理信息或性能监测信息通过传送平面（利用开销）或管理平面（包括DCN）进行传送。

传送平面由一系列的传送实体组成，用来为不同的用户传递业务信息。这些信息的发送可以是单向的，也可以是双向的，为此传送平面需要实现客户信号的适配，随路开销信息的

插入和提取，传输链路上的功率均衡，色散补偿以及链路和通道性能的监测等。除了传递用户信息以外，传送平面还可以传递部分控制信息和网络管理信息。

管理平面用来对传送平面和控制平面进行管理并对各平面的操作进行协调。管理平面可以对网元和网络进行管理，也可以对业务进行管理。通常，管理平面在智能性上不如控制平面，其部分的管理功能被控制平面所取代。ASON的管理平面与控制平面互为补充，可以实现对网络资源的动态配置、性能监测、故障管理以及路由规划等功能。ASON的管理系统是一个集中管理与分布智能相结合，面向运营商的维护管理需求与面向用户的动态服务需求相结合的综合化的光网络管理方案。

虽然各个平面的功能，但由于这些平面都是对某些共同的资源进行操作，因此它们之间就必然存在一定的相互操作。从图1-3中可以看出，这些操作分为3种类型：一是管理平面与传送平面的互操作，二是控制平面与传送平面的互操作，三是管理平面与控制平面之间的互操作。

1.2.2 智能光网络原理

数据业务对光传送网提出更高的带宽需求和服务质量要求，驱使光网络从传统的仅提供原始固定带宽的方式向更易于管理和控制更加灵活和智能化的可运营方向发展。

智能光网络体系结构正是基于这样的技术需求、背景而提出的。它通过对业务进行分类，依据网络资源业务流量进行智能化的配置。并且在网络出现故障时提供强大的网络生存能力。由此赋予了光传送网实时的提供可配置带宽和动态的端到端连接管理能力。

智能光网络的核心在于明确的提出了光传送网的控制平面。通过控制平面的方式并引入信令控制的交换能力，来实现连接配置的管理。因此控制平面的信令协议，对于智能光网络的尤为重要。

智能光网络包括三种接口协议，如图1-4所示：UNI（User Network Interface）、I-NNI（Internal Network to Network Interface）、E-NNI（External Network to Network Interface）。

UNI：定义了用户到智能光网络设备的接口协议。

E-NNI：定义了光网络侧不同厂家设备互通的协议，其信令协议以GMPLS为主体。 I-NNI：是由厂家自定义的内部协议，尽管可以自定义，但为了向最终的对等模型平滑过渡，也应该遵循标准的GMPLS、OSPF（Open Shortest Path First）等协议信令，为以后的升级、对接提供方便。

光网络1UNII-NNIE-NNI光网络2路由器TDM客户设备智能光网络节点

图1-4 智能光网络原理模型

1.2.3 节点结构

传统的光节点由单纯的电交叉连接设备或光交叉连接设备和光线路传输设备构成，不具备智能。电交叉设备包括SDH和SONET交叉设备．如分插复用器(ADM)、数字交叉连接器(DXC)，近年来出现了基于被分复用的光交叉连接设备，如光分插复用器(OADM)、可重构的光分插复用器(ROADM)，光交叉连接器(OXC)。这些光节点的配置和重构都要通过网元网管系统和网络管理系统完成，需要人力的介入。费时费力，还容易出错。因为网络中的设备可能是不同厂家生产的，即便是同一厂家的设备也可能是不同的版本，再加上一个连接可能跨越多个自治的网络管理域，所以网管系统不能统一，光连接的提供速度极为缓慢，配置一条光通道有时要花费几个星期，甚至几个月的时间。

自动交换光网络(ASON)问世以后，控制平面采用信令和路由机制控制传送实体，从而实现了光节点和光传送网的自动化和智能化。控制平面功能的实现方式是在传统光节点上增加一个控制节点，一般采用一块ASON智能控制板卡来实现控制节点的功能。ASON节点包括两个部分，即光传送节点和控制节点。图1-5所示 ASON的设备结构

图1-5 ASON的设备结构示意图

ASON传送节点的结构与传统节点结构基本一样。控制节点分别通过连接控制接口(CCI)和网络管理接口(NMI)与传送平面及管理平面通信。CCI可以采用以太网方式通信，通过此接口完成控制节点向传送平面发送建立，删除和查询连接等命令。NMI是网元管理代理和控制单元之间的接口，使用以太网方式，采用TCP/IP进行通信。

图1-6 ASON的功能结构示意图

为了保证智能光网络各个实体之间信息的传递，ITU-T定义了不同的逻辑接口来规范通信规则。如图1-6所示，图中定义了连接控制接口(CCI)、网络管理A接口(NMI-A)和网络管理T接口(NMI-T)。CCI是控制平面和传送平面之间的接口，它负责将交换控制指令从控制平面发送到传送平面网元以及将资源状态信息从传送平面网元发送到控制平面。NMI-A和NMI-T是实现管理平面对控制平面和传送平面管理的接口，其中对控制平面的管理主要是对信令、路由和链路资源等功能模块进行配置，监视和管理；而对传送平面的管理包括基本的传送平面网络资源的配置，日常维护过程中的性能检测和故障管理，等等。

1.3 ASON的控制协议

ASON的控制协议是控制平面的重要组成部分，也是实现控制平面各项功能的重要手段。ASON 协议标准主要来自 ITU-T（国际电联标准化部门）、IETF（互联网工程任务组）和 OIF（光互联论坛）。

ITU-T 传统上是制订光传送网标准的组织，在 ASON 方面侧重于明确需求、制订结构和协议无关的结构组件，在具体的协议设施方面则需要与其他标准组织（如 IETF）合作解决

IETF 传统上侧重于互联网协议的发展，其制订的多协议标准交换协议（MPLS）作为下一代数据传送标准的基础已经得到业界的认同。通用的多协议标签交换协议（GMPLS）是从带流程工程扩展的 MPLS（MPLS-TE）技术自然扩展而来，作为统一多交换技术控制平面：支持传统MPLS支持的分组交换和二层交换，还可以支持传统上属于传送网络的 TDM、波长交换和端口交换等。

OIF 是光网络运营商和设备商就光层互联互通而组织的论坛，不是一个正式的标准化组织。该组织结合 ITU-T ASON 结构和IETF GMPLS 协议来定义光 UNI 和 E-NNI 接口，实现不同厂商设备的互操作。

总之，ITU-T 是电信方面的国际标准的主要制定者，以它在光网络标准方面的基础，推动的智能光网络体系 － 自动交换光网络（ASON）－ 得到运营商和设备商的广泛重视。

目前协议实现其最快的方法，是采用现有的数据网络协议，现在ITU-T及各个国际标准化组织准备采用GMPLS协议作为ASON的控制协议，它是由MPLS协议扩展而成，有许多种选择，其中ASON使用了一部分，并进行扩展， 以适应于ASON。它主要包括：链路管理和发现协议LMP；扩展的开放最短路径优先协议OSPF或RSVP、IS-IS、RIP静态路由协议；扩展的基于约束的标签分发（信令）协议RSVP-TE或CR-LDP；基于GMPLS控制平面路由算法库。

ITU-T G.7713建议了三种信令协议，即PNNI、RSVP-TE和CR-LDP。 PNNI协议起源于传统的电信信令协议（Q.2931、Q.931、 SS7），可靠性较高，但灵活性不够，且无法与GMPLS协议互通，PNNI协议仅适用于软永久连接；

RSVP协议起源于IPCoS技术，具有较好的资源同步、差错处理功能，能更好地处理掉电等异常情况，更容易实现多播，可以实现控制平面与数据平面的完全分离，具有较好的灵活性，但为了能够应用于ASON，需要进行较大的扩充与改进，且可靠性不如 PNNI，ITU-T G.7713.2规范的RSVP-TE协议，重点规范了UNI和E-NNI，通常也适用于I-NNI，但还需要进一步规范，同样支持软永久连接，也支持域内的交换连接；

CR-LDP协议起源于IP MPLS技术，实现多播困难，同样需要进行较大的扩充与改进，ITU-T G.7713.3规范的CR-LDP协议，适用于UNI、E-NNI和I-NNI，可以进行与ASON有关的自动呼叫和连接操作。

相比之下，RSVP比CR-LDP更成熟，因此，绝大多数的厂家均采用RSVP协议。 路由协议：ITU-T尚未定义具体的路由协议，域内路由协议有OSPF和IS-IS两种；域间路由协议有BGP、OSPF、PNNI和DDRP，现在，绝大多数厂家采用OSPF-TE协议

1.3.1 具体技术协议

1．OSPF控制平面开放的最短路径优先

OSPF是一种基于链路状态和SPF算法的动态路由协议。通过在邻居间交换链路状态来

学习网络（AREA内部）的拓扑信息，并使用SPF算法计算出到AREA内所有目的地的路由。

OSPF路由模块的目的是收集网络的拓扑信息，包括控制层拓扑信息和用于计算业务约束路由的业务拓扑信息，还负责收集网络保护信息，并根据收集到的控制层拓扑信息计算出路由，用于控制层面的路由表。

2．CSPF（Constrained Shortest Path First）业务平面基于约束的最短路径优先

通过OSPF协议收集到整个AREA业务平面拓扑后，调用CSPF算法实现业务路径的搜索。要考虑的约束条件包括：链路最大带宽、链路可用带宽、共享链路风险组、必经节点（或不能经过的节点）、SLA业务等级协定、光路距离等。

CSPF计算的路径不仅包括端到端的业务工作路径，也包括对应的业务保护路径。为能真正起到保护的作用，保护路径同工作路径除两端端点外，中间不应有节点或链路相交。在计算出工作路径后，为计算保护路径，一种简单的方法是从现有的网络中将工作路径所覆盖的节点及链路（不包括源、目的节点）裁减掉，然后在裁减后的网络中重新找一条从源到目的的路径。

由于计算过程中要考虑各种约束条件，因此算法的效率会受到较大的影响。衡量一种算法的好坏，不仅要关注其结果，还要关注其计算的效率。 3．GMPLS广义多协议标记交换

基于经MPLS扩展后的通用多协议标签交换GMPLS 协议集的智能光网络控制协议主要包括路由协议、信令协议以及链路管理协议LMP（Link Management Protocol）。

信令协议（RSVP-TE 、CR-LDP）路由协议(OSPF/IS-IS)LMPLMPLMPLMPLSP

图1-7 智能光网络的GMPLS协议

其中路由协议主要有：

  

具有流量工程能力扩展的开放最短路径优先OSPF-TE。 具有流量工程扩展的中间系统-中间系统路由协议(IS-IS-TE)。 约束最短路径优先路由协议CSPF。

具有流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE（RSVP with Traffic Engineering extensions）。

信令协议主要包括：





约束路由标签分发协议CR-LDP(Constrained Route-Label Distribution Protocol)。

LMP运行于邻接节点之间的传输平面上，用于进行链路的提供，并管理节点间的双向控制信道。它包括以下核心的功能：控制信道管理、链路连接性验证以及故障定位/隔离。

1.4 ASON网络技术

电信运营商ASON 网络结构如图1-8所示。ASON 网络的规划、建设和管理与现有传送网（如SDH 和DXC 网）相对，即采用重叠建网的方式。

图1-8所示 电信运营商ASON 网络结构

网状网结构，包括长途网和本地网两个部分。ASON长途网负责155Mb/s 及以上颗粒电路的调度，对VC-12 的调度和汇聚原则上在本地网完成。

为了提高网络的可靠性，长途网在重要的节点城市设置两个或多个ASON 节点设备，并与本地网采用双节点互联，实现负荷分担和节点保护，可以根据业务的发展，逐步实施。在一个控制域内，业务量大的节点之间应实现直接互联，以减少中间节点设备的端口需求。 在ENNI 技术和标准成熟之前，不同控制域之间可以采用传送平面静态互联的方式。以后根据ENNI 标准的发展情况，再逐步引入ENNI 互联方式。

1.4.1 ASON的生存技术

为了实现网络的可恢复性，在ASON中存在两种机制：保护和恢复。保护机制是指为了对一条或多条工作连接进行保护，而预先建立起一条或多条保护连接的机制。这些用于保护的容量即使未被使用也不能被重路由利用，而且中间节点用于保护的交叉连接已事先完成配置，在保护时不需要进行改变。ASON的保护机制有两种实现方式，分别是基于传送平面的保护和基于控制平面的保护。基于传送平面的保护的配置由管理平面完成；而基于控制平面的保护的配置由控制平面完成。

恢复机制是指通过重路由机制建立新的连接以代替失效连接的机制，这些新连接会占用网络中冗余的共享容量。与保护不同，当故障发生进行恢复时，网络中支持该连接的部分或全部交叉连接会发生变化。一个连接是否可采用恢复机制是在呼叫最初建立时进行协商确定的。重路由业务包括硬重路由和软重路由两种方式。硬重路由业务为呼叫提供故障恢复机制，因此是对故障事件的响应。软重路由业务是为呼叫提供用于管理维护目的的重路由机制，该

操作一般由管理平面发起，并且是先建立替换路由连接，然后再释放原来的连接。 1．保护和恢复的应用方式

ASON 网络中的故障主要包括域内故障、域间链路故障和域间节点故障。根据保护恢复方式应用范围的不同，可分为域内保护恢复、域间保护恢复和端到端保护恢复。

当某个控制域内部发生故障时，应首先启动本域内的保护恢复。当域内保护恢复机制失败时，再启动域间保护恢复或端到端保护恢复。

在长途网和本地网之间采用1＋1MSP 保护。对于域间链路故障，应优先启动传送平面的1＋1 复用段保护。当1＋1 复用段保护失败时，再启动域间保护恢复或端到端保护恢复。 对于域间节点故障，可以采用域间保护恢复或端到端保护恢复。

图 1-9 域内和域间保护

2．保护和恢复要求

为了使业务尽量少的受到传送平面故障的影响，对其上的保护和恢复提出以下具体的要求：

1) 所采用的保护和恢复机制应与传送网所承载的业务无关。

2) 所采用的保护和恢复机制必须满足网络的可扩展性，即随着网络规模的扩大，保护恢复时间仍应满足性能要求。

3) 应支持以下保护和恢复方式：

a) 必选方式：1＋1MSP、SNCP、环网保护、永久1+1 通道保护(或1＋1 通道保护结合恢复)、动态重路由恢复

b) 可选方式：1：N 保护、预置路由恢复等

4) 应支持1+1MSP 与端到端保护恢复的结合，端到端保护恢复的启用需要有一个等待延迟时间以防止与复用段保护发生冲突。

5) 应支持以下保护倒换准则：信号失效（如LOS、LOF、AIS 等）； 信号劣化（如BER 过限）；人工倒换；强制倒换。

6) 不同保护恢复方式的时间应符合相关标准的要求。

7) 当受故障影响的连接无法恢复时，应释放未完成的恢复连接所占用的全部资源，并通知上下游节点和网管系统。

8) 应支持故障清除后的返回机制，返回等待时间应可设定。

9) 应支持对保护和恢复参数的在线修改。

10) 应支持不同的恢复优先级。对连接的保护恢复操作应高于连接建立请求。当有多点故障发生时，可以按恢复优先级的不同对业务进行恢复，即首先恢复高优先级的业务。 3．保护类型

 1+1保护：业务在工作链路和备用链路上同时传送，在接收端选择质量最好的信号。  1:1保护：业务只在工作链路上传送，保护链路不传送业务或传送低优先级的业务。

当工作链路发生故障时，业务倒换到保护链路上，而保护链路上的低优先级业务被放弃。

 M:N保护（M＜N）：N条工作链路共享M条保护链路。保护链路可以承载优先级

的业务。两组链路间的对应关系事先不确定，但M与N的值可以预先设置。一条工作链路发生故障时，其承载的业务被转移到一条可用保护链路上，而保护链路上的低优先级业务被放弃。如果有超过M条工作链路同时出现故障，则保护优先级最高的M条业务。

 复用段保护环、复用段保护链。

1.4.2 ASON的演进

光网络的智能化演进应分为以下四个阶段，这里我们将网络的层次按照典型的模型进行划分，即干线网、城域核心层、城域汇聚层、城域接入层。

 第一阶段 :干线网逐步智能化

 第二阶段 :部分大城市城域网的核心层实现智能化；中小城市城域网的核心层通过

UNI接口接入智能骨干网络

 第三阶段 ：城域汇聚／接入层网络通过UNI接口接入智能核心层网络  第四阶段 ：城域汇聚／接入层网络实现智能化

1.4.3 ASON组网方式

 组网：

ASON组网时通常采用Mesh方式。可实现所有ASON功能。

图1-10

 通过UNI与传统光网络混合组网：

在这种方式中，传统光网络作为ASON的客户信号接入，这种模型适合于现有城域网与新建ASON骨干网的混合组网。组合的网络内部采用UNI，不能再采用UNI面向用户。因此不直接支持客户的软连接（SC）业务。

图1-11

 通过NNI与传统光网络混合组网：

ASON通过NNI与传统光网络混合组网，通过对传统光网络设置NNI代理，实现带外分布式ASON。以提供SC业务。ASON与现有网络分别进行管理和配置，无法实现全网的统一管理和调度。

图1-12

1.4.4 ASON业务介绍

1．业务定位

基于ASON所具有的特性，ASON可以同时作为承载网和业务网。ASON作为承载网，可以为各种业务网络提供可靠的传送服务。ASON作为业务网，可以直接为客户提供高品质的专线、BoD和OVPN等业务。随着ASON 技术的成熟和成本的降低，现有SDH网络将逐步向ASON演进。

ASON长途网A平面的业务带宽以155Mb/s、622Mb/s、GE、2.5Gb/s等颗粒为主，B平面的业务带宽以2.5Gb/s、10Gb/s 和40Gb/s 等大颗粒为主。A平面初期提供的业务类型包括出租专线（155Mb/s 及以上），BoD和OVPN等新业务，以及退网SDH设备所承载的业务。

ASON本地网的业务带宽以2M、FE/GE和155Mb/s等业务颗粒为主。主要承载各种业务网的中继电路和出租专线等。 2．连接类型

根据连接建立方式的不同，ASON网络应支持以下3种网络连接类型： （1）永久连接（PC）：这种连接不需要网络具有自动路由和信令能力，由网管系统负责连接的建立。永久连接的建立沿用传统SD H系统的电路配置方式。

（2）交换连接（SC）连接的建立请求由客户端设备通过UNI信令接口发起，使用网络的路由和信令功能自动建立。 （3）软永久连接（SPC）：这种方式的连接是在网络的边缘提供永久连接，在网络内部提供交换连接，以实现端到端的连接。此连接由网管系统发起连接建立请求，不需要UNI信令。 3．业务类型

ASON网络的业务类型主要包括：增强型专线业务、按需带宽分配业务（BOD）和光虚拟专用网业务（OVPN）。 (1) 增强型专线业务

增强型专线业务提供增强的专线业务，采用SPC连接，具有以下业务特性： ① 连接请求由网管发起，由控制平面建立连接，支持跨域的连接建立。

② 如果客户需要修改连接属性，如链路带宽的调整，需要通知网络操作者，由网管进行修改，客户没有此权限。

（2）按需带宽业务（BOD）

按需带宽业务（BOD）是指依托于ASON网络，客户可以根据需要实时或非实时地请求带宽的专线业务。具有以下业务特性：

① 用户或用户设备可以直接通过UNI或网管系统发起连接建立和修改请求。 ② 根据网络管理策略不同，客户对ASON 网络可以具有一定的可见性，如分离路由和保护恢复方式等。

③ 客户可以在合同允许范围内对连接属性进行修改而无需告知网络操作者，可修改的参数包括连接带宽和服务质量等级等。

(3) 光虚拟专用网（OVPN）

OVPN业务在ASON网络中为特定的用户组提供虚拟专用网业务，连接类型可以是SPC或SC。它具有以下特性：

① 支持一般VPN的封闭用户组概念，在同一OVPN 中的用户端口之间可以在合同范围内按需建立连接。

② OVPN业务应支持独享和共享两种资源配置方式：独享方式是指明确为每个OVPN划分专用的网络资源，共享方式即多个OVPN可以共享传送网网络资源。

③ 在客户业务合同允许的范围内，客户具有对其自身网络的可见性和控制能力，如OVPN 的逻辑拓扑结构。

④ OVPN业务应该支持各种OVPN拓扑结构，如星形、网状网和任意形式的拓扑。

⑤ OVPN业务可以为用户提供客户端网管，用户可以通过客户端网管向ASON网络请求建立连接，可查看属于其OVPN域的网络拓扑和资源，可实时查询其OVPN域内的告警和性能。

(4) 用户接入

在业务接入方面，不同的业务类型需要不同的接入方式。

对于PC和SPC业务，客户设备和ASON网络不需进行控制平面的连接，只需进行传送平面的连接。接入方式有：

① 客户直接接入ASON网络的传送平面。 ② 对于不能直接接入ASON网络的客户设备，可以通过传统传送网接入ASON网络的传送平面，传统传送网作为接入ASON网络的延伸方式。

对于SC 业务，客户设备和ASON网络之间需要进行控制平面和传送平面的连接。接入方式有：

① 客户直接接入ASON网络的传送和控制平面。在UNI接口优先采用带内DCN，当无法提供带内DCN时采用带外DCN。

② 对于不能直接接入ASON网络的客户设备，可以通过传统传送网接入ASON网络的传送平面，并通过外部DCN接入ASON网络的控制平面。

为了增强网络生存性，重要业务可以采用双归接入，通过两条分离路径接入ASON网络。当一条路径失效时，可以采用另一条路径进行接入。ASON设备应支持双归接入方式。 对于重要的大客户，可以直接接入ASON长途网，而不需要通过本地网的转接。 4．业务等级

 建立优先级：指业务的建立响应时间，分别为在天、小时或分钟内建立业务连接。  保持优先级：指在出现其他系统故障时，业务连接链路是否会被空闲出来承载更重

要的业务，业务连接本身有没有保护。

 恢复优先级：指系统出现故障时的恢复时间和恢复等级（如恢复业务百分比）。  业务连接等级：专用连接（1+1和1:1）；共享保护（1:N和M:N）；不保护（在主用

链路上传送）；不保护业务（在保护链路上传送）

业务类别 SDH业务 OTN业务 光波长业务 以太网业务 存储域网络（SAN）业务 业务级别 保护恢复策略 实现技术 钻石级 保护与恢复 SNCP 详情 支持G.707定义的SDH连接颗粒VC-n和VC-n-Xv 支持G.709定义的OTN连接颗粒ODUk和ODUk-n-Xv 透明或不透明的光波长业务 10 Mbit/s、100 Mbit/s、1 Gbit/s和10 Gbit/s的以太网业务 基于光纤连接（FICON）、企业系统连接（ESCON）和光纤通道（FC）的存储域网络（SAN）业务 金级 保护与恢复 虚拟环 银级 恢复 重路由 铜级 无保护、无恢复 － 铁级 可被抢占 虚拟环 被抢占后业务中断，抢占恢复后业务恢复 － 极高 极低 技术体现 只要有网大概率事件为络可用带实时计算，不用预保护，小概率事宽，就提供先设置保护通道 件为恢复 永恒保护 业务保护业务保护时间业务恢复时间＜2时间＜＜50ms，恢复时秒 20ms 间＜2秒 低 极高 中 高 高 中 － 性能指标 带宽利用率 资费 － 极高 低 银行、证一般客户IP数据券、重要政PSTN、GSM话临时业务需适用业务类型 专线，小区上网业临时业务需求 府部门专音业务 求 务 线 等级 钻石级 金 级 银 级 铜 级 铁 级

业务保护方式 业务恢复时间 1+1+重路由，即当业务通路中一段光纤中断后，业务立即倒换到备用通路，同时网络寻找新的保护通路，< 30 ms 当光纤二次失效时仍可恢复 1:1保护，预置路由保护 重路由保护，实时计算恢复路径 无保护，不保证恢复 额外传送业务，可能被高优先级业务抢占 < 50 ms 100 ms ～ 2 s 不保证 不保证（可能被迫中断） 1.5 典型ASON设备介绍

1.5.1 华为OptiX OSN 9500设备

 说明：

OptiX OSN 9500需要额外购买并安装智能软件系统，才具有相应的智能特性。

图1-13

OptiX OSN 9500智能光交换系统如图1-13所示，提供一套运行的智能软件系统，该软件系统可实现带宽的动态交换分配，可完成业务的智能寻找路由和配置等功能，使用起来十分方便和灵活。有效地提高网络带宽的利用率。 主要功能有：

   

提供SLA服务。 端到端业务的自动配置。

提供流量工程控制，全网流量均衡，提高带宽利用率。

提供分布式的Mesh（网格）组网保护，包括实时重路由保护方式。支持区段和端到端的保护，提高网络的可扩展性。

1．OptiX OSN 9500智能业务应用

光网络的发展从以前的仅提供传输通道的配套网逐渐向业务运营网演变。实施了智能特性的光网络能为用户提供多种高质量的带宽应用及服务：带宽出租、带宽批发、带宽贸易、流量工程、SLA服务等。 （1） 业务SLA服务 ① SLA业务的划分原则

业务SLA，从保护的角度将业务分成多种级别（高级业务、中级业务、重路由业务、

无保护业务等），不同级别的业务，费用不同，这样可以更灵活地满足多种不同用户的需求。业务的划分原则如下：

 

高级业务：提供类似1+1的保护，倒换时间： 0～50ms。

中级业务：提供类似M：N的保护（如：二纤复用段），倒换时间：0～50ms。

 

重路由业务：实时重新计算路径，切换时间：100ms～分钟。 无保护业务：故障下不提供保护能力。

② 基于SLA的不同业务级别的保护

OptiX OSN 9500智能光交换系统通过提供SLA服务，使运营商能够细分市场，获得更多的客户，提高服务质量，客户在得到满意的服务的同时，节约了成本。

对不同的业务级别的差异化保护

服务业务级别 钻石业务 金级业务 银级业务 铜级业务 保护级别 高级保护 中级保护 重路由保护 无保护 业务 质量 依次 升高 服务业务质量

钻石业务主要满足于银行、证券、重要机关等用户的业务需求；而金级业务主要满足语音、多媒体、视频等业务需求；银级业务主要适合于一般数据业务传输；铜级业务适合于一般的普通家庭上网等应用。

钻石业务的提供如0，首先为一对接入设备提供一端到端带保护（双发选收）的业务（图中只示意单向业务，双向业务类似），正常情况下，接收端从上面虚线侧接收业务，当出现链路或节点失效，接收端会倒换到下面虚线侧接收业务。也可以不预先定义通道环，由光网络业务接入边缘节点计算两条不相交的端到端路径，首节点双发，接收端选收，从而实现这种钻石业务的提供。

业务末端选业务首端双发

图1-14 钻石业务的组网保护

金级业务必须预先定义逻辑虚拟复用段环，如0中的环1、环2，虚拟环的带宽根据用户的需求确定，可以只是光纤最大带宽的一部分。复用段环的一半时隙被用来保护另一半时隙。为了使金级业务具备类似于M：N的保护能力，光网络的业务接入边缘节点计算出的

业务路径的每条链路应属于其中的一个虚拟复用段环，这样当这条业务路径上的每条链路或节点失效时，才能提供迅速的复用段环倒换保护。0中的端到端业务路径的每条链路都属于环1或环2，当其中的一个节点失效，环2能快速倒换到环上的备用路径。

环倒换路径Ring2Ring1 图1-15 金级业务的提供示例

银级业务是指当失效发生后，在收敛后的实时拓扑上，重新计算新的业务路径。由于网络收敛需要一定的时间，因此，重路由的业务损伤时间大于前两种业务的倒换时间。

相比于前两种业务，它的优点是不需要预留恢复带宽，能够较高程度地提高网络带宽利用率。0中当业务链路上链路失效，重新搜索出新的路径，完成业务的恢复。

重路由有两种方式：恢复式与非恢复式。恢复式是指当故障恢复后，业务恢复到原有路径上；而非恢复，正好相反，故障恢复后，业务并不恢复到原有路径上。

重新计算后的路径 图1-16 银级业务的应用

多种等级业务的提供，既可以充分继承传统SDH网络环网快速保护倒换的优点，又可以发挥Mesh网灵活、高带宽利用率特性。 （2）端到端的业务自动配置

可以通过在网管上的进行以下几个简单操作，就可以实现端到端业务的快速自动生成和保护：

    

选择源节点。 选择目的节点。 选择需求的带宽。 选择业务级别。 自动建立业务连接。

（3）Mesh组网

Mesh组网与Ring组网相比：带宽利用率高、扩展性好、生存力强。适合业务量很

大分布又比较均匀的地区。Mesh组网结构不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点间有许多路由可选，可靠性很高。0中的网络拓扑结构就是Mesh组网。 （4）流量工程

OptiX OSN 9500产品通过在网络中实施流量工程，可使网络负载均衡，从而方便了网络规划，提高带宽利用率。

(1)(2)

(2).具备流量工程的网络

(1). 不具备流量工程的网络

图1-17 流量工程智能特性在网络中的应用

如图1-17所示具有流量工程的智能网路具有以下功能：

   

避开拥塞路径、节点。 避开高风险的路径、节点。 网络业务负载自动均衡。 业务负载分担。

（5）综合智能业务应用

OptiX OSN 9500的智能业务通常是以上智能特性的综合应用：SLA、流量工程、Mesh组网、端到端业务的在网管上的点击配置。

   

动态业务（支持SLA）申请。 端到端业务的点击配置。

基于流量工程，计算满足要求的最优业务路径。采用的主要技术：CSPF。 GMPLS信令在业务路径上建立连接。采用的主要技术：RSVP-TE、CR-LDP。

第二章 OTN技术

2.1 概述

2.1.1 OTN网络的引入

承载网向IP over WDM演进，传送网演变成宽带传送网；宽带业务的迅猛发展，包括 SDTV, HDTV, Online Game，VOD等新业务的应用, 使得传送网接入业务带宽急剧变大，IP核心网和城域汇聚网，带宽容量需求井喷。

目前，SDH作为一种基于TDM业务承载的数字传输技术，由于带宽，经济性因素，将逐步退出传送干线和骨干网。IP over WDM成为主流：波分在传送网中将扮演更重要的角色，IP将直接承载到波分上。后SDH时代，WDM需发挥更多的作用。 1．WDM/OTN 技术和标准的演进 （1）X-WDM

 90年逐步涵盖DWDM和CWDM的ITU-T技术标准  容量和距离是其重要的特点 （2）面向SDH承载的OTN

 1999年完善成为ITU-T技术标准  全面继承了SDH技术理念

 交叉颗粒定义了ODU1和ODU2  有完善的业务管理和保护机制  仅有OTH电交叉

（3）面向ALL IP承载的OTN

 2006年开始成为主流设备

 在全面继承第一代OTN标准的基础上进行了大量扩展  定义了ODU0(GE)/ODU2e(10GE)/ODU4(100GE)等颗粒  引入了IP业务交换和汇聚技术（L2）

 全面适配GMPLS/ASON标准接口，具备智能化控制平台

 新一代OTN技术融合了OTH、ROADM、L2Switch、ASON/GMPLS等 目前，新一代OTN设备为全面适配IP业务颗粒进行了技术扩展。 (4) 中国首次主导OTN标准的制定 2008年12月 ITU—SG15全会成果：由华为、中国电信和中国移动主导的OTN设备国家标准在2009年内发布。

类别 1.25G ODU 10G ODU 技术点描述 正式承认ODU0定义 TTT+GMP映射1GE到ODU0 映射2路ODU0到ODU1 进入标准 主导单位 G.709正文 华为、中国移动 G.709正文 华为、中国移动 G.709正文 — 正式承认基于G.sup43第7.1节定义的ODU2e G.709正文 华为、中国移动、 NTT等 比特透明承载10GBASE-R 到OPU2e 通过Transcoding映射10G FC到OPU2e G.709正文 — G.709正文 Cortina, Nortel 基于G.sup43第7.3节定义的通过GFP-F映射G.709正文 A_L, Nortel, AT&T 10GBASE-R的帧和控制码字到ODU2 40G ODU ODU3y支持混合映射所有LO ODU,确定相应G.sup43 的ODU3y规格(速率因子：243/217，帧结构：2.5G/1.25G时隙，复用映射：GMP) ODU3ye仅支持4路ODU2e（速率:基于10GE G.sup43 LAN速率，帧结构：2.5G时隙，复用映射：AMP） OTU4 OTU4速率和帧格式 G.709 中国移动、中国电信、传输所、华为 NTT/KDDI, A_L 华为 AT&T, 2.2 OTN的定义

OTN（Optical Transport Network）由ITU-T G.872、G.798、G.709 等建议定义的一种全新的光传送技术，它包括光层和电层的完整体系结构，对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存性机制。

由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络，能够提供承载客户信号的光信道的传送、复用、路由、管理、监控以及保护（可生存性）。OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关，即客户无关性。

（1）光信号是由波长来表征，光信号的处理可以基于单个波长，或基于一个波分复用组。 （2）OTN在光域内可以实现业务信号的传递、复用、路由选择、监控，并保证其性能要求和生存性。

（3）OTN可以支持多种上层业务或协议，是未来网络演进的理想基础。

2.2.1 OTN的主要特点

1、OTN是一种全新的传送网络（OTH，Optical Transport Hierarchy）

 满足数据带宽爆炸性的增长需求；

 通过波分功能满足每光纤Tb/s传送带宽需求；  提供2.7Gb/s、10.7Gb/s乃至43Gb/s高速接口；

 透明传送各种客户数据，如SDH/SONET、以太网、ATM、IP、MPLS、

甚至OTN信号自身（ODUk）；

 提供于客户信号的网络监视和管理能力，有效解决国际以及运

营商之间网络争端问题；

 提供多级嵌套重叠的TCM连接监视；  支持灵活的网络调度能力和组网保护能力；

 满足未来骨干网节点的Tb/s以上的大容量调度；

 具有与SDH/SONET同样的健壮性，对于SDH信号完全的透传能力，

包括SDH开销和定时；

 支持虚级联传送方式，以完善和优化网络结构；  后向兼容能力：使运营商充分利用现有网络资源；

 前向兼容能力：提供对未来各种协议的高度适应能力（完全透明）；  提供强大的带外FEC功能，有效的保证了线路传送性能。

2、OTN的技术特性：

 完善的性能监视、

 带外FEC、大容量、粗颗粒的调度，  适合骨干网络的应用；

3、OTN的实现方式：

（1）为实现T比特传输，传输层采用DWDM技术（OMS层）。 （2）定义3种G比特网络速率接口2.5G，10G，40G。

（3）SDH/SONET，ETHERNET，ATM，IP，MPLS，GFP业务都可以透明传输。 （4）减少了网络的层次(IP/TDMOTN Fiber)。 4、OTN交叉方案与传统WDM方案对比：

（1）直接将Client signal (e.g. STM-N，GbE)放到波长上，没有完善的网络监控能力。 （2）或者采用非介入的检测方式，在网络的各个节点尤其是中继节点上需要对不同业务作不同的检测，网络设备的复杂程度增加很多。

（3）不同业务的特殊信令的处理更是一个不可完成的任务。（如AIS处理等） 灵活性 传统WDM方案 OTN方案 固定连接，不灵活，业务提供和业务提供和调整可远程完成，业务上下或调整必须完全手工参与 穿通可任意调整 支持由点对点网络向环网和MESH网的平滑演进 可扩展性 仅支持点对点的组网模式 投资保护 同一配置仅支持单一业务，业务线路和支路单元分离，客户侧或波分侧速需求变化时需要更换整个OTU板率升级（10G->40G->100G）后，单板均卡。 可重复利用，保护投资。 OPEX 固定连接，分段的管理，业网络化的管理模式，端到端的业务配置和务提供周期长，维护成本高 告警性能管理，维护成本低

2.2.2 OTN的相关标准及其相互关系

G.709建议是ITU-T对OTN（ OPTICAL TRANSPORT NETWORK，光传送网）接口的标准化，可用做OTN设备的UNI（ User to Network Interfaces，用户网络接口）及NNI（Network Node Interfaces，网络节点接口）接口单元，仅界定了对操作管理光层子网所必须的开销功能，对与光技术发展相关的方面接口未加限定。OTN相关的标准及其关系如下所示。

项 目 建议的框架 元件和子系统 功能特性 物理层 总体结构 结构和映射 管理

OTN G.871 G.661, .662, G.663, G.671 G.681, G.798 G.691,G.692, G.6,G.959.1 G.872, G.873 G.709 G.874, G.875 OTN 相关标准

2.2.3 OTN技术原理

1．OTN概述与分层结构

从技术上看，目前实现全透明网还有不少难处，例如直接在光域上对网内的业务信号进行监控、光域组网与运营，相应的标准还需研究开发。另外，由于半透明光信号处理可以利用，所以为避免技术与运营上的困难，ITU-T决定按光传送网(OTN)的概念来研究光网络技术及制定相应的标准。OTN是根据网络的功能和主要特征来定义的。它不网络的透明性，其最终目标是全透明的全光网络。OTN不仅仅可以将传送容量提高到Tbit/s甚至十多Tbit/s量级，更重要的是可以在光层对信号进行处理。例如光信号的复用与解复用、光信号的分插、光波长的转换、光波长交换、光通路建立/拆除以及提供光波长出租业务等，与电层网络相比发生了质的变化。

正如SDH网络按分层概念可以分为通道层、段层和物理层。其中，通道层又分为低阶通道层和高阶通道层2个子层，段层又分为复用段层、再生段层和光段层3个子层。光传送网是在光域对客户信号提供传送、复用、选路、监控和生存性功能的实体。从某种意义上讲，我们可以将光传送网看成传送SDH信号的光段层的扩展，由于是光网络，因此不再称为光段层而叫做光层，又可以将光层分为若干子层，即OTN可分为光通路层(OCH)、光复用段层(OMS)和光传输段层(OTS)，如图2-1所示。

Clients (e.g. STM-N, ATM, IP, Ethernet)OPUkODUkPODUkTOTUkVOTUkOTUkVOTUkODUkOChOChrOMSnOPSnOTSnOTM-n.mOTM-0.m, OTM-nr.m

Full functionalityReduced functionality图2-1 OTN的分层结构 OTM interfaceOTM interface 分层：OCH、OMSn、OTSn；

 接口：OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.m；

n表示最高容量时承载的波数；

m表示速率，取值范围为1、2、3；

r表示该OTM去掉了部分功能，这里表示去掉了OSC功能；0表示单波； OTM-nr.m加上OSC信号就变成了OTM-n.m。

OPU：Optical Channel Payload Unit，光通道净荷单元，提供客户信号的映射功能； ODU：Optical Channel Data Unit，光通道数据单元，提供客户信号的数字包封，OTN的保护倒换，提供踪迹监测，通用通信处理等功能；  OTU：Optical Channel Transport Unit，光通道传输单元，提供OTN成帧，FEC处理，

通信处理等功能；

 OCh：Optical Channel Section，光通道层，对OTU信号调制，形成特定波长信号，

添加通道相关的开销；

 OMS：Optical Multiplex Section，光复用段层，对多个OCh信号进行复用，添加复

用段相关的开销；

 OTS：Optical Transmission Section，光传输段层，对OMS信号进行放大，色散等处

理，送给物理介质传输；

 OTM：Optical Transmission Module，光传输模块，由OTN层结构形成，在OTN网

络单元之间传输的信息，其物理特性由G.959.1规定。

光通路层为透明传送(如SDH、PDH、ATM信元等各种格式的客户信号)的光通路提供端到端的联网．光通路层又可以细分为3个子层；光通道数据单元层、光通道传送单元层和光通道层，光通道数据单元层还可再细分出光通道净荷单元子层。光复用段层提供多波长(或



    

OChsubstructure多个光时隙或多码号)的光信号，也包括单波长通路的联网功能。光传输段层为光信号分为3个区域：净负荷域、光信道开销(OH)域、前向纠错(FEC)域。OCH复帧结构如图2-2所示。

（ b ）

图2-2 OCH复帧结构

光信道净负荷域包括客户信号净荷和将客户信号映射到净负荷单元所需要的开销。采用通用组帧程序(GFP)协议，可以方便、高效地将任意类型的客户信号封装到净负荷单元。最常见的如SDH、ATM、以太网、IP等。`

在OCH基帧中，只有第一行16字节作为光信道开销，其中包括6个帧定位字节，所以不能满足光信道层的管理需要，因此采用4个基帧组成一个复帧以满足OCH开销的需求．其中第一基帧的16字节用于帧定位和传输开销，其余3x16字节用于光信道数据开销．传输开销提供错误检测、校正和段层连接监控功能。数据开销包含用于维护信号(MS)的字节，用来指示端到端光信道的连续性，如告警指示(AIS)、开路指示(OCI)或锁定(LCK)，用于6级串联监控(TCM)的部分．一个复帧中，有4x256个字节用于FEC。

在帧结构中数字净负荷信息处于开销和FEC之间，如同被封住，因此OCH帧结构又称为数字封装技术。数字封装技术实现了OAM，与SDH相比具有一定的优越性。首先，数字封装技术只使用了16个字节的开销。仅占基本帧结构的0.392％，远小于SDH的开销比例3.33％。其次，数字封装技术将不同格式或速率的客户层信号装入容器内，使光数据网直接在光层承载基于分组的业务流如ATM、吉比特以太网，很好地实现了“服务透明性”。最后，数字封装技术使用FEC。大大提高了系统的性能．SDH中的BIP-8算法，报告给网络管理员的只是一种误比特率(BER)。而采用FEC算法，网络管理员可同时了解光信道的实际误比特率以及FEC校正后的误比特率。因此，采用FEC降低了对光纤的要求，延长了中继器之间的距离。当线路数据升级时，使用FEC可以保持原有的中继器之间的距离。最重要的一点是使用FEC的系统提高了传送业务的BER性能，这种BER性能改进几乎接近于5dB光信噪比的增益，系统性能提高了很多。

在OTN中，还采用了专门的载波波长信道进行维护管理，这就是光监控信息技术(OSC)，这是一个相对的子系统。OSC用于光复用段层(OMS)和光传输段层(OTS)开销的物理传输，同时还承载非相关的光信道开销以及用来进行通用管理通信。采用OSC的优点是可以减少用于网络监控所耗费的光带宽，同时也避免了在DWDM系统中占用净负荷的光带宽。OSC由帧定位信号(FAS)和净负荷组成，OSC的净负荷分为维护信号和管理消息两类。

原则上讲，狭义的OTN仅是一个传送平面，必须加上管理平面才能进行配置、监控、

运行维护管理，这和电层网络是相似的．在OTN传送平面和管理平面的基础上，如果再加上控制平面以及能为管理平面与控制平面的信息提供传送的数据通信网络(DCN)，则OTN就发展到其高级形式——自动交换光网络(ASON)。所以可以说，广义的OTN是包括ASON在内的光层网络。如果其中的光信号处理能全部以光形式来实现的话，就可以实现人们所希望的全光网。 2．OTN的管理

从功能和结构上看，光传送网的网络管理功能与SDH传送网基本一致，同样采用了面向目标和分布处理技术，但与SDH网络管理系统相比，光传送网网管系统有以下特点。

① 由于光传送网是在光域内完成对信号的处理，因此，其网瞥系统必须适用光层管理的特点和要求。

② 光传送网中存在一些与SDH设备功能和特性截然不同的管理实体，如OXC和OADM。

③ 光传送网需要有自己的管理信息结构和开销方案，这是由其透明性决定的。 ④ 光传送网需要考虑与现有SDH、ATM、IP等网管系统的配合问题，能够支持SDH、ATM、IP网络，并与电路层信号相。

⑤ 光传送网网络管理系统实现难度更大。

光传送网网络管理系统应具有端到端故障管理、配置管理和性能管理功能(不管是在一个管理城内，还是两个管理域之间)，此外它还应提供误连接的检测和通知功能，再有，还应具有以下特性：

① 确保传送网络实体的互连接，这些网络采用兼容的适配或特征信息。 ② 检测故障、隔离故障，并且启动恢复工作，提供单端维护的条件。 ③ 业务层信号发生中断时，应通知其上游和下游网络。 ④ 能够检测性能劣化(以避免故障)，并检验业务质量。 ⑤ 能够支持远端维护人员间，操作系统与远端之间及便携终端与本地或远端网之间的通信，这些通信也可由光传送网的外部通道实现．

光传送网的网管通信用通道主要有两种形式，一种是在光信号中嵌入信息的方式，另一种是专用光通道方式(如专用波长信号和低频光信号调制)。光传送网的网管系统应能够检测并显示来自电路层网络信号的丢失，同时还能够防止不必要的，无效的或相互冲突的生存动作，这需要在层内、业务层和客户层间引入保护等待时间和告警抑制方法。除此之外，全光网络的网管系统还应具有结构管理功能(在光子域内实现网络重构)和物理性能管理功能(实现光功率、噪声、色散和波长对准管理，并维持连接性能和实现差错管理及保护倒换)及网络质量监测功能(光信噪比、光功率，光频率值及其变化量，通过在线和不在线方式实现)。一般来讲，光通道层处理的有关管理信息是输入/输出信号状态(功率、调制百分比)、温度、色散管理状态、级连接状态、通道路径识别、矩阵连接状态．光复用段层处理的有关管理信息是输出信号状态(功率)、LD状态、波长转换器状态、信号质量、LD温度、波长转换器、温度、复用通道识别。光传输段层处理的有关管理信息是泵浦源电流，输出信号状态，温度、色散管理状态，输入/输出信号功率。另外，OTN网络管理系统同样面临着多厂家设备互操作问题。

3．OTN生存性

为适应各种业务信号日益严格的要求，OTN必须具有极强的可生存性，这就要求OTN必须采用保护和恢复技术。

同SDH传送网一样，为适应各种业务信号日益严格的要求，OTN必须具有极强的可生存性，这就要求OTN必须采用保护和恢复技术．

OTN采用了两种保护体系，即路径保护和子网连接保护。光路径保护是端到端保护机

理，可用于各种网络结构(如网状网、环形网或两者混合结构)，它既可以是单向形式工作，也可以是双向形式工作，适用于光通道层和光复用段层。在光传输段层中使用路径保护，保护方式既可以是“单向1+1”，也可以是“l：1”，但“1：l”工作时，保护通路可以支持低等级业务。子网连接保护同样适用于各种网络结构，可以用于保护网络连接的全部或其中的一部分，使用内在监控方式(SNC/I保护业务层中的故障)。倒换和故障检测过程由两个相邻层完成，业务层提供故障检测过程，客户层接收业务层产生的业务信号故障(SSF)。同时，子网连接保护还使用非介入式监控(SNC/N)，使用客户层信息，保护业务层中的故障检测及客户层的故障和劣化检测．光传送网中的子网连接保护有以下几种方式。

①“1+1”SNC/N适用于光通道层和光传输段层．在光传输段层中使用时，“1+1”SNC/N仅限于网络连接保护，而不是子网连接保护，因此，仅可用于没有线路放大器的短距离光线路系统。

②“1+1”SNC/I适用于光通道层网络。 ③“1+1”光通道SNCP。 ④光通道共享保护环。 ⑤光复用段共享保护。

OTN各种保护技术的优劣，请见表2-1。

表2-1 OTN保护技术的比较 保护技术 光复用段 光通道SNCP 光通道共享保护环 光传输网分布恢复 OTN的网络恢复技术是基于光通道的交又连接实现的，原理与SDH传送网没有太大区别，有两种方式，一种是集中控制式，另一种为分散控制式，同样需要重选路由的恢复算法，恢复算法也有预置路由和动态实时计算两种。与SDH传送网网络恢复技术相比，OTN的网络恢复容量更大，恢复速度更快。 4．前景展望

在OTN技术发展过程中，首先要定义好规范的光UNI和NNI接口，解决好网管信息的标准化和OSC信道的定义和规划，利用OTDM或光孤子与WDM技术的结合，提高OTN传输容量，解决好波长通道的颗粒性大的问题，进一步提高光通道层带宽利用效率。

采用波长色散自动补偿机制，对不同波长通道进行色散、非线性和噪声的在线监测、管理和自动补偿，降低高速长距离全光传输色散积累和噪声对系统性能的影响。

另外，级联的放大器的噪声和光传输非线性的积累也需要监测和管理机制。网络的规划、管理、保护、网络的互通和网管信息的传递和互通等问题，也是建立高效统一OTN所面临的阻碍和研究课题。

恢复速度 100ms以内 100ms以内 100ms以内 几百毫秒 冗余度 100% 100% 低于100% 低于100% 最少 灵活性/选择性 线形拓扑 线形和/或环网 线形和/或环网 可在网状网中使用 可在网状网中使用 光复用段共享保护环 100ms以内 2.3 华为OSN 8800设备概述

 光层：

 9维×80波 ROADM

 720个波长调度，每波10G～100G

 电层：

 支持80×40G 1500km无电中继传输，可升级到单波100G  1.28T ODU0/1/2/3交叉，可升级到2.56T

 管理能力

 提供完整的OTN端到端性能监控  光、电层统一智能控制(ASON)

 支持和OSN 6800混合配置和统一管理

 高可靠：

 电源、交叉单元、控制单元、风扇等均提供1+1保护  支持各层次专有/共享网络保护和ASON恢复

 高密度设计：

 1柜2框，300mm深机柜可容量个业务槽位，128*10G上下能力  所有单元都能做到1+1保护，无需更多槽位（如M:N）

 容量最大的OTN设备：1.28T通用交叉，可以升级到2.56T  单面2层，共32个业务槽位

 通用业务槽位，每个槽位40G，可升级到80G

第三章 PTN技术

3.1 概述

各种新兴的数据业务应用对带宽的需求不断增长，同时对带宽调度的灵活性提出了越来越高的要求。作为一种电路交换网络，传统的基于SDH的多业务传送网难以适应数据业务的突发性和灵活性。而传统的面向非连接的IP网络，由于其难以严格保证重要业务的质量和性能，因此不适宜作为电信级承载网络。

移动宽带数据业务占用更多的带宽资源导致承载网的带宽大幅增长，同时导致了基站带宽的迅速增长，骨干网面临着带宽增长需求和成本之间的矛盾冲突。如何降低骨干网的成本对运营商来说是个巨大的挑战。同时，各种业务（TDM/ATM/Ethernet）将在很长一段时间内共存。全IP化的骨干网必须具有运营等级的能力，用以保证移动业务平滑发展。

从3G接入网IP化发展趋势上来看，目前无线接入网（RAN）接口的承载主要基于SDH，但是随着IP技术的发展，它已逐步成为未来RAN接口承载的方向。RAN网络的IP化使得承载和传送层面面临业务类型由TDM为主，向以IP/ETH分组为主转变，业务接口由E1向FE变化，业务粒度由2Mbit/s向10Mbit/s至100Mbit/s发展等挑战。IP化的业务呈现出带宽突发性、很高的峰均值比等特点，传统基于电路交换的MSTP传送网以刚性管道为特点，不能很好地满足这些分组业务的传送需求，MSTP的分组处理或IP化程度不够彻底，其IP化主要体现在业务接口IP化，内核却仍然是电路交换。这就使得MSTP在承载IP分组业务时效率较低，并且无法适应以大量数据业务为主的3G和全业务时代的需要。随着TDM业务的相对萎缩及全IP环境的逐渐成熟，传送设备需要由现有“以TDM电路交换为内核”向“以IP分组交换为内核”演进。

目前，提出的分组传送网络（PTN）可以很好地解决移动网络由2G向3G演进背景下，由TDM业务向IP业务的逐步过渡，满足2G/3G基站回传业务的统一接入和传送，被认为是下一代城域传送网的一个重要发展方向。

图３-１PTN产品网络定位－新城域传送设备

3.2 PTN的定义

PTN：Packet Transport Network（分组传送网）是一种以分组作为传送单位，承载电信级以太网业务为主，兼容TDM和ATM等业务的综合传送技术。

支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道；点对点连接通道的保护切换可以在50毫秒内完成，可以实现传输级别的业务保护和恢复；继承了SDH技术的操作、管理和维护机制，具有点对点连接的完整OAM，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力；完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通，无缝承载核心IP业务；网管系统可以控制连接信道的建立和设置，实现了业务QoS的区分和保证，灵活提供SLA等优点。

MPLS QoS管理 多播 ACL 分组交换 伪线 PTN 保护倒换 SDH OA时钟 层网络架网络管理 图３-２ＰＴＮ特点

3.2.1 PTN技术特性

分组传送网在垂直网络协议中位于一层的物理层和三层的IP层之间，能够对分组业务提供高效统计复用传送，网络结构支持分层分域，具有良好的可扩展性，可以提供可靠的网络保护及OAM管理功能，具备完善的QoS功能，兼容传统TDM、ATM、FR等业务的综合传送网技术，支持分组的时间及时钟同步，分组传送网需要具备多种功能来实现上述业务的传送，这其中既有继承的原来SDH传送网的功能需求，也有针对分组业务提出的新的功能需求。目前，T-MPLS/MPLS-TP和PBT（PBB-TE）技术是分组传送网的代表技术，可以较好地满足分组传送网的功能要求。 1．（T-MPLS/MPLS-TP和PBT/PBB-TE）两种PTN技术比较：

（1）T-MPLS是在MPLS技术上结合传送性发展起来的一种分组传送技术。 ① 去除MPLS与IP相关的无连接特性（如PHP、LSP合并、ECMP等）。

② 具有类似的SDH的OAM机制，包含告警管理，性能管理和配置管理功能，网络管理习惯与SDH相似，可实现端到端的网络监控。

（2）PBT是在以太网技术上结合传送性发展起来的一种分组传送技术。 ① 去除以太网的无连接特性（如Mac地址学习、STP等）。 ② 利用Mac-In-Mac技术隔离客户信息，保证了透明性。 ③ 增强了以太网的OAM和保护功能。 2．PBT技术简介

（1）PBT（Provider Backbone Transport）是北电和BT推出的新型以太网技术，在IEEE 802.1ah PBB的基础上进行了扩展，已经在IEEE进行标准化（称为PBB-TE）。

（2）PBT关闭了MAC地址学习、广播、生成树协议等传统以太网功能，避免广播包的泛滥。

（3）具有面向连接的特征，通过网络管理系统或控制协议（ASON/GMPLS）进行连接配置，以便实现保护倒换、OAM、QoS、流量工程等电信级传送网络的功能。 （4）使用IEEE 802.1ag CFM进行OAM和50ms保护倒换。 3．PBT的优势

（5）简单安全：运营商网络MAC对用户MCA而言是不可见的，骨干网也无需处理用户MAC，运营商网络根据外层MAC进行转发；

（6）可靠性高：PBT可以提供低于50ms的恢复时间，与SDH保护技术相似； （7）扩展性好：I－SID突破VLAN ID的，可支持16M（24-bit）的业务实例； （8）可管理性强：以太网连接由网管系统进行配置，与SDH运营方式类似；

（9）成本低：没有复杂的信令机制，在交换机上可以实现，与MPLS方式相比设备和运维成本优势明显。

4．T-MPLS与PBT的相似性大于差异性

（1）相似性：

①目标相同：构造电信级的面向连接的分组传送网络 ②都提供类似SDH的性能、OAM和网络管理方式 ③相同的业务感知和QoS机制。 ④采用PWE3实现对多业务的支持

（2）差异性：

① T-MPLS着眼于解决IP/MPLS的复杂性，在电信级承载方面具备较大的优势；PBT着眼于解决以太网的缺点，在数据业务承载上成本相对较低。 ② 转发机制的差异：T-MPLS按照局部标签转发分组; PBT按照全局标签转发分

组。

总之，真正的挑战是如何满足运营商对网络的经济性、可管理性和可靠性的需求。 3．目前运营商PTN技术选择

根据Infonetics Research公司2008年8～10月对19个运营商的调研：

⑴ 大部分运营商更倾向于考虑采用MPLS-TP技术，这主要是由于绝大部分运营商都拥

有IP/MPLS核心网。

⑵ 如果目前MPLS-TP已经完成了标准化，约80%的运营商将会考虑MPLS-TP，而只

有53%的运营商会考虑PBB-TE。

⑶ 约1/3的运营商已经决定不会部署PBB-TE，同时只有5%的运营商决定不会部署

MPLS-TP。

⑷ 作为传送网技术，大部分运营商希望在传送网设备中实现PTN技术：68%支持

MPLS-TP，42%支持PBB-TE。同时有53%的运营商希望电信级以太网交换机能够支持PBB-TE，42%的运营商希望路由器能够支持MPLS-TP。

⑸ 83%的运营商希望PTN技术能够实现与其它L2和L3技术的互联互通，以便于提供

端到端的连接。

4．PTN技术选择建议

⑴ 通过以上分析和比较， 虽然从技术的角度来看，PBB-TE和T-MPLS/MPLS-TP 两种技术的相同点要大于不同点，目标都是提供新一代的分组传送网。

⑵ 但是在设备厂商和运营商的选择方面，MPLS-TP要明显强于PBB-TE。另外由于目

前北电的企业经营状态不佳，已经处于破产保护之中，更是为PBB-TE技术的发展蒙上了一层阴影。

⑶ 因此在PTN技术选择上以MPLS-TP为主，同时关注PBB-TE技术和产业的发展。

3.3 分组传送网（PTN）技术应用

3.3.1 PTN组网需求和应用场景分析

1．城域网现状如下图所示：

图３-３

城域/本地网主要采用MSTP/SDH/WDM组网，MSTP主要用于传送TDM话音和大客户业务，WDM提供海量带宽。

⑴ MSTP网络主要应用了EOS技术，带宽静态配置，难以满足IP业务的动态承载需求，缺乏传送资源的统计复用能力。

⑵ MSTP 的数据处理能力和汇聚能力不够。

⑶ 城域WDM无数据交换能力，难以实现数据业务的汇聚和收敛，组网能力受限。 2．宽带接入网二层汇聚网络现状和问题分析

以以太网交换机组网为主，主要承载公众上网业务，以及来自AG的VOIP业务 存在以下问题：

⑴ 主要采用树型组网，浪费光纤资源。

⑵ QoS能力不足，难以保证实时业务的性能要求。 ⑶ 缺少Mac-in-Mac技术，网络的可扩展性存在问题。

⑷ 缺乏时钟的同步传送功能，无法满足3G业务的承载需求。 ⑸ 缺乏电信级OAM和保护倒换机制，可靠性低。 ⑹ 难以提供TDM和ATM等多业务接口。

总之，现有的城域以太网无法满足3G等电信业务的承载需求。 3．IP城域网现状和问题分析

（1）跨域MPLS VPN实现复杂、维护定位较难，对网络维护人员技术要求高，增加维护成本

（2）IP城域网设备类型多，对VPN的支持情况各异 （3）采用L3技术实现L2点到点传送成本高，效率低

（4）缺乏时钟的同步传送功能和TDM业务支持能力，无法满足3G等多业务的承载需求。

随着宽带业务的进一步普及，光进铜退的进一步深化，城域网络带宽需求保持快速增长，促使城域核心路由器的持续扩容，一些城域网从最初的两层发展到现在的三层甚至四层网络

结构，城域网变得越来越复杂，路由计算/业务质量/网络的可靠性等变得更加复杂而不可控，而整个路由网络的成本也越来越高。 4．目前，城域网发展面临的困惑

在电信业务IP化的驱动下，传送技术和数通技术彼此借鉴，逐渐趋向融合。当前困扰运营商和设备厂家的问题是：需求的复杂性和承载网技术路线的不确定性。

图３-４

（1）目前城域骨干网相关设备 ①核心路由器CR

a) CR位于城域网的核心层

b) CR主要完成城域网与长途骨干网设备的出口对接，完成对城域网内部的SR/BRAS 的汇接。

② 业务路由器SR

a) SR位于城域网的业务接入控制层

b) SR主要完成专线用户的接入及充当城域网的PE设备。

c) 随着全业务的运营，主要满足CDMA核心网电路域、分组域和业务网承载

需求的CE设备，其设备技术要求与SR基本一致

③ BRAS

a) BRAS是面向公众用户宽带网络应用的接入网关，是城域网的业务接入控制点，位

于IP城域网的骨干网内的业务接入控制层。

b) BRAS主要完成公众用户PPP拨号接入、IPOE接入、专线用户的接入及充当城域

网的PE设备。

c) 下一代BRAS发展的方向是MSE（Multi-service Edge)，融合BRAS 、SBC（session

Border control）防火墙、DPI等多种产品，具有更强的业务感知和控制能力，为用

户提供单边缘的接入控制。

④ 汇聚交换机

a) 汇聚交换机是IP网络业务的接入设备，位于城域网的接入层，用于公众业务的接

入与汇聚，并传送至三层网络。

b) 随着FTTx用户的发展，汇聚交换机还需提供下联PON接口，具备OLT的功能。

汇聚交换机将演进为具备交换机和OLT两种设备形态的融合汇聚交换机。

⑤ 园区交换机

a) 园区以太交换机是IP网络业务的接入设备，位于城域网的接入层，起到业务接入

和汇聚功能。

b) PON口支持，具备ONU能力 ⑥ DSLAM

a) DSLAM是IP网络业务的接入设备，位于城域网的接入层。它是DSL接入复用设

备，位于DSL宽带接入的局端。 b) ADSL2+/VDSL2/EPON接口支持 5．城域网发展面临的新需求

（1）中高端家庭客户- 我的e家

①套餐捆绑的多业务提供推进了Tri-Play业务的发展，自有或者合作的互联网增值服务推进了差异化宽带服务的需求，也为中国电信带来新的业务增长点 ②新的业务类型促进了宽带公众客户对带宽的需求（16Mbps~20Mbps），也促进了对不同类型业务提供QOS保障的需求

（2）政企客户 – 商务领航

①政企客户的增值业务需求（DDoS防护、大客户VPN互访、运营商代管服务）能够为电信运营商带来更高的利润回报

②电信需要依托城域网、CN2、ChinaNet为政企客户提供基础网络和互联网应用服务

③网络需要根据用户需求提供不同等级的SLA、端到端关键业务QoS保障、冗余链路接入等可靠性服务

（3）个人客户 – 移动无线接入

①提供广泛而连续的移动接入覆盖，以及热点区域无线高速接入的灵活切换； ②为自营业务（C网/NGN）提供端到端的冗余备份路径，保证故障切换时间； ③为自营业务网络和设备提供有效手段防范各种非法攻击和病毒冲击；

④基站同步要求提供时钟频率精度要求小于0.05ppm，时钟相位同步要求小于3us

3.3.2 PTN应用场景分析

1．PTN在二层汇聚网络中的应用

作为宽带接入网的二层汇聚网络，提供电信级以太网业务的承载。 （1）DSLAM到BRAS的业务汇聚 （2）OLT到BRAS的业务汇聚

在目前主要还是以普通互联网业务为主的条件下，与以太网交换机相比，PTN用于宽带接入网在成本方面不具有优势，引入PTN的迫切性不是很强。PTN是否能够在这种应用场景中得到应用，需要综合考虑所承载的业务类型（上网业务、IPTV、VOIP等）和网络建设/运营成本等因素。

2．PTN作为高质量城域分组传送网络

作为高质量城域分组传送网络，提供高质量分组业务的传送；IP城域网主要用于承载普通宽带上网业务。

（1）提供CN2 MPLS VPN业务接入

（2）提供城域以太网专线和L2 VPN业务 （3）3G基站到RNC的回传业务 （4）软交换和IPTV等业务承载

与IP路由器组网相比，PTN用于提供高质量分组业务（以太网专线/L2 VPN、CN2 VPN接入、3G IP RAN承载）在技术和成本两个方面均具有优势

３．PTN技术与其他技术的比较

PTN IP城域网 MSTP/SDH 数据业务支持 保护恢复 支持 支持 较差 1+1/1：N，<50ms FRR/路由协议收敛/以太SDH保护机制 环网（～100ms） 以数据业务为主 不支持 TDM, ATM, Ethernet 频率同步 多业务支持 TDM, Ethernet，ATM 时钟同步 频率同步和时间同步 OAM能力 类似SDH的端到端的IP/MPLS维护配置复杂；OAM能力完善 OAM机制 以太网OAM能力差 QOS

MPLS/Diffserv 轻载/DiffServ 严格保证 3.4 PTN的关键技术

3.4.1 MPLS－多协议标签交换

MPLS－Multi-Protocol Label Switching 多协议标签交换，Multi-Protocol：支持多种三层协议，如IP、IPv6、IPX等。Label Switching：给报文打上标签，以标签交换取代IP转发。

IP MPLS ATM

面向无连接的控制平面 面向无连接的转发平面 面向无连接的控制平面 面向连接的转发平面 面向连接的控制平面 面向连接的转发平面

1．原理

MPLS（Multi-Protocol Label Switch）最初是用来提高路由器的转发速度而提出一个协议，但是由于MPLS在流量工程（Traffic Engineering）和VPN这两项在目前IP网络中关键技术中的表现，MPLS已成为扩大IP网络规模的重要标准。

在MPLS域中报文转发是基于标签的。IP包在进入MPLS网络时，MPLS入口的边缘路由器分析IP包的内容并且为这些IP包选择合适的标签，然后MPLS域中的中间节点都是依据这个简短标签来作为转发判决依据。当该IP包最终离开MPLS网络时，标签被出口的边缘路由器分离。

MPLS网络的典型结构如图所示。MPLS的基本组成单元是MPLS标签交换路由器（LSR）。由MPLS LSR构成的网络区域称为MPLS域，位于MPLS域边缘与其它网络或用户相连的LSR称为边缘LSR（LER），而位于MPLS域内部的LSR则称为核心LSR。LSR

既可以是专用的MPLS LSR也可以是由ATM等交换机升级而成的ATM-LSR。MPLS网络与传统IP网络的不同主要在于MPLS域中使用了标签交换路由器，域内部LSR之间使用MPLS协议进行通信而在MPLS域的边缘由MPLS边缘路由器进行与传统IP技术的适配。一个数据流，在不同的节点被赋予确定的标签，数据转发按照这些标签进行。数据流所走的路径就是LSP。

报文在MPLS域内进行标签交换的时候是通过唯一确定的LSP，在IP网络中报文转发路径是不确定的，可能同时存在多条路径。 LSR：Label Switch Router（标签交换路由器） LER：Label Edge Router（标签边缘交换路由器） LSP：Label Switch Path（标签交换路径）

3.4.2 PWE3: Pseudo Wire Emulation Edge to Edge. （端到端的伪连线仿真）

PWE3是在IP或MPLS等PSN包交换网络上模拟如以太网，ATM，TDM等电信业务的关键技术。随着IP网络的发展，IP网络本身的可拓展、可升级以及兼容互通能力非常强。而传统的通信网络的升级、扩展、互通的灵活性则相对比较差，受限于传输的方式和业务的类型，并且新建的网络共用性也较差，不宜于互通管理。因此在传统通信网的升级和拓展过程中应考虑建立重复的网络还是充分利用现有或公共网络资源。

PWE3正是将传统通信网络与现有分组网络结合而提出的解决方案之一。PWE3是一种二层业务承载技术，主要用于在分组交换网络PSN中尽可能真实地模拟TDM电路、ATM、帧中继、以太网和SONET（Synchronous Optical Network）/SDH等业务的基本行为和特征。通过PWE3技术可以将传统的TDM网络与分组交换网络互连起来，从而实现资源的共享和网络的拓展。

TDM E1 ATM E1

PW 10 PW 14 Tunnel FE/GE/10GE STM-N OTN WDM ML-PPP E1 PW 15 PTN PWE3支持如下的业务接口：

（1） TDM (E1) （2） ATM （3） Ethernet

1．原理

为了使两个客户CE设备能够在PSN网络上面通信，两个PE设备（PE1、PE2）之间需要提供一个或者多个PW伪连线通道。对于核心网络来说，PW是不可见的，对于CE设

备来说，核心网络也是透明的。原始数据单元（比如比特、信元、数据报文等等）通过AC传送而到达PE，并且被封装进PW报文，然后通过下层PSN网络承载。PE设备的功能是对PW报文进行封装、解封装，以及其它象报文顺序或者定时等PW伪连线技术需要的功能。

（1）PW（Pseudo Wire）伪连线－从一端PE传送仿真业务到PSN网络对端PE的一种机制。

（2）CE（Customer Edge）用户边缘设备－发起或终结业务的设备。CE不能感知也不需要感知正在使用的是仿真业务还是本机业务。

（3）PE（Provider Edge）供应商边缘设备 －向CE提供PWE3隧道传输机制的设备。通常指骨干网上的与CE相连的设备，负责VPN业务的接入。PE负责完成报文从私网到公网隧道、从公网隧道到私网的映射与转发。

（4）AC（Attachment Circuit）接入链路－连接CE和PE的物理电路或虚拟电路。ATM VPI/VCI、以太网接口、VLAN、MPLS LSP都可以作为AC链路。

（5）Forwarder 转发器－本端Forwarder是一个选择PW来传输AC上收到的净载荷的PE子系统，对端Forwarder负责从指定PW接收净载荷并传输到AC链路上。

（6）Tunnel 隧道－隧道技术是在网络上透明承载信息的一种机制，例如隧道用于承载PW。隧道是一条本地PE与对端PE之间的直连通道，完成PE之间的数据透传。一条隧道上可以承载多条PW，一般情况下为MPLS隧道。如果将PWE3、MPLS Tunnel的关系和SDH传输技术中的虚容器VC12、VC4之间的关系作简单的类比的话，PW可以看作是VC12，MPLS Tunnel可以看作是VC4。

（7）PSN（Packet Switching Network）－包交换网络。

3.4.3 L2VPN－二层虚拟专用网

VPN（Virtual Private Network）－虚拟专用局域网，是利用公共网络来构建的企业专用网络。其特点是：

（1）专用性：VPN资源只能被该VPN的用户使用，不能被网络中其他用户所使用，并且可以提供QoS功能，对VPN用户提供不同等级的服务质量保证。 （2）安全性：VPN数据受到安全保护，不会受到窃听和攻击破坏。

（3）虚拟性：VPN用户内部的通信是通过一个公共网络进行的，而公共网络不是专用的。 1．VPN分类方式

（1）按照网络协议模型层次划分：L1VPN、L2VPN、L3VPN （2）L2VPN、PWE3、VPLS都属于L2VPN

（3）L2VPN特指CCC、SVC、BGP方式的点到点的L2VPN （4）PWE3特指LDP、RSVP建立的点到点的L2VPN （5）VPLS则是LDP、BGP建立的多点到多点的L2VPN

L2VPN技术是为了充分利用IP/MPLS网络资源来支持数据业务而推出的，用IP/MPLS网络为二层数据链路包（如ATM信元、FR帧、以太网帧）提供传送通道，以便实现IP网和数据网的融合。从用户的角度来看，这个PSN网络就是一个二层的交换网络，通过这个网络，可以在不同站点之间建立二层的连接。

3.4.4 QoS－服务质量

随着网络技术的飞速发展，互联网中的业务越来越多样化，目前互联网中传输的数据不再是当初的Email、FTP、WWW等简单的业务，多媒体业务、电子商务等新业务迅速发展，一些实时性强的业务如涉及语音和视频的IP电话、在线电影、多媒体游戏等要求网络有足够的带宽和低的转发时延。网络的普及，业务的多样化，使互联网流量激增，产生网络拥塞，转发时延增加，严重时还会产生丢包，导致业务质量下降或不可用。如何解决日益增长的流量在有限的带宽上产生的拥塞，如何在有限的带宽上提供有效的服务，如何在网络中控制不

同业务的流量，如何为语音、视频等实时性业务提供低时延的转发，成为当今网络技术的重要课题。这些问题都直接影响着业务提供的质量，QoS技术就是在这种背景下发展起来的，QoS是Quality of Service（服务质量）的简称，QoS技术在当今的互联网中应用越来越多,其作用越来越重要，如果没有QoS技术，业务的服务质量就无法保证。 1．QoS的基本概念

QoS：Quality of Service（服务质量）是指网络通信过程中，允许用户业务在丢包率、延迟、抖动和带宽等方面获得可预期的服务水平。 2．QoS目标：

（1）避免并管理网络拥塞 （2）减少报文的丢失率 （3）网络的流量

（4）为特定用户或特定业务提供专用带宽 （5）支撑网络上的实时业务 3．实现技术

（1）报文分类及标记

①报文分类及标记是QoS 执行服务的基础 ②报文分类使用技术：ACL和IP优先级

③根据分类结果交给其它模块处理或打标记（着色）供核心网络分类使用流分类就是通过对报文的头部信息和一定的规则进行匹配，从而把具有某类共同特征的报文划分为一类。流分类是提供有区别服务的前提和基础。

（2）PTN设备支持两种流分类方式：简单流分类、复杂流分类。

①简单流分类

将接入报文所带优先级直接映射到指定的PHB（Per Hop Behaviors）服务等级上，使得报文穿越DS域中各节点时能得到统一的PHB服务。简单流分类通常作用于DS域的内部节点。一个DS域中所有节点的简单流分类规则应保持一致。

PTN设备支持接入以太网、IP、MPLS报文，支持VLAN Priority、IP DSCP、MPLS EXP与PHB服务等级间的相互映射。 ②复杂流分类

运用ACL（Access Control List）接入控制列表规则，为匹配规则的流量指定PHB服务等级。复杂流分类通常作用于DS域的边缘节点。

PTN设备支持对以太网报文、IP报文进行复杂流分类处理，为用户提供更细致、更灵活的流量划分。

4．流量监管

（1）CAR (Committed Access Rate):约定访问速率 （2）令牌桶算法 （3）对流量进行控制

①整形（shaping）使业务流输出的速率符合业务模型的规定 ②丢弃（dropping）根据特定规则丢弃分组

③打标记（marking）设置报文的DS域（或IP优先级）

（4）流量监管TP（Traffic Policing）就是对流量进行控制，通过监督进入网络的流量速率，对超出部分的流量进行“惩罚”，使进入的流量被在一个合理的范围之内，从而保护网络资源和运营商的利益。

（5）PTN设备借助令牌桶机制来实现流量监管。令牌桶可以看作是一个存放令牌的容器，它有一定的容量，桶中的令牌数目决定了允许进入的流量速率。

（6）PTN设备按设定的速率向令牌桶中放置令牌，通过控制投放令牌的速率来实现承诺访问速率，即CAR（Committed Access Rate）。当桶中令牌满时，多出的令牌溢出，桶中令牌不再增加。

（7）使用令牌桶控制流量速率时，一个令牌相当于kbit/s的转发权限，计算流量时除了包含用户信息外，还包括VLAN帧头信息。若桶中存在足够数量的令牌用来转发报文，则称流量遵守或符合速率，否则称为不符合或超过速率。 （8）用于测量流量速率的令牌桶参数包括： ①CIR（Committed Information Rate）：承诺信息速率，是向桶中放置令牌的平均速率，即允许的流平均速率。

②CBS（Committed Burst Size）：承诺突发尺寸，表示令牌桶的容量，即每次突发所允许的最大流量尺寸。

③流量监管依据不同的评估结果，实施预先设定好的监管动作。具体动作包括：

转发：对测量结果为“符合”的报文继续转发； 丢弃：对测量结果为“不符合”的报文进行丢弃。 5．拥塞管理

（1）当时延敏感业务要求得到比非时延敏感业务更高质量的QoS服务时，而且网络中间歇性的出现拥塞，此时需要进行拥塞管理。

（2）拥塞管理一般采用排队技术，使用不同的调度算法来发送队列中的报文流。根据排队

和调度策略的不同，拥塞管理技术也不同。每种调度算法都是为了解决特定网络流量的问题，并对带宽资源的分配、延迟、抖动等有着十分重要的影响。

（3）网络拥塞时，保证不同优先级的报文得到不同的QoS待遇，包括时延、带宽等。 （4）将不同优先级的报文入不同的队列，不同队列将得到不同的调度优先级、概率或带宽保证。

3.4.5 CES电路仿真业务

CES（Circuit Emulation Service）电路仿真业务业务是一种二层业务承载技术，它可以在分组交换网络传输中尽可能的仿真TDM信号。PTN支持通过PWE3技术仿真TDM业务，即在源节点接入TDM业务，将TDM信号封装在PW中传送至宿节点，再还原出TDM信号，完成TDM业务的仿真。

上图中，E1表示2G/3G无线接入业务帧。PDU（Protocol Data Unit）表示仿真TDM业务的原始分组， PW表示PWE3帧头，M表示MPLS帧头，E表示。接入链路AC为TDM电路，可以是E1专线。从BTS（或NodeB）节点发出的数据流为TDM格式，一帧包含多个时隙。本端Forwarder将接收到的TDM时隙按照一定数目捆绑为分组，并先后封装两层标签，内层标签用于标识PW，外层标签用于标识MPLS传输的Tunnel隧道。然后Forwarder将其转发给PSN网络内的下一台PTN设备。PSN网络中间的PTN设备接收到分组后，只根据外层MPLS标签进行转发，并不解析内层标签。对端的Forwarder接收到分组后，弹出封装的两层标签并将分组解封装，重建TDM流，转发给目的接收者RNC。

PTN设备支持结构化仿真模式和非结构化仿真模式的CES业务。 （1）CESoPSN（Structure-aware TDM Circuit Emulation Service over Packet Switched Network）结构化仿真模式，在此模式下：

设备感知TDM电路中的帧结构、定帧方式、时隙信息，处理TDM帧中的开销，并将净荷提取出来，然后将各路时隙按一定顺序放到分组报文的净荷中，因此在报文中每路业务是固定可见的。每个承载CES业务的以太网帧装载固定个数的TDM帧。在结构化仿真模式下，PTN设备提供TDM E1信号中的空闲Kbit/s时隙压缩功能，节省传输带宽。 （2）SAToP（Structure-Agnostic TDM over Packet）非结构化仿真模式，在此模式下：

设备不感知TDM信号中的任何结构，而将TDM信号看成恒定速率的比特流，整个TDM信号的带宽是被仿真的。TDM信号中的开销和净荷都被透明传输。

3.4.6 ML-PPP－多链路点到点协议

PPP（Point-To-Point Protocol）点到点协议。作为一种提供在点到点链路上承载网络层数据包的链路层协议，处于TCP/IP协议栈的第二层，主要被设计用来在支持全双工的同异步链路上进行点到点之间的数据传输。我们可以将IP包放在各种数据链路层中进行传输，数据链路层可以是SNAP，PPP，Ethernet等。如果利用PPP协议，可以在1.5Mbit/s的T1以及kbit/s的ISDN B通道上传输IP包。

PPP协议是在SLIP（Serial Line IP串行线IP协议）的基础上发展起来的。由于SLIP协议只支持异步传输方式、无协商过程（尤其不能协商如双方IP地址等网络层属性）、只能承载IP一种网络层包文等缺陷，在以后的发展过程中，逐步被PPP协议所替代。

ML-PPP（MultiLink PPP）多链路点到点协议，是出于增加带宽的考虑，将多个PPP通道捆绑使用产生的。这多个PPP通道捆绑成一条PPP链路使用，从网络层来看就只是一个逻辑通道、一条PPP链路。这种处理方法有些类似于SDH中的VC4级连。这里的PPP通道，习惯上把它叫做MP通道，这里的逻辑通道（PPP链路），习惯上把它叫做MP链路（有时也叫做MP父通道或者MP bundle）。

总而言之，MP里面连接PPP上下两层是个一对多的结构，连接PPP网络层的是这个一，连接PPP下层的是这个多；这个层次结构的理解是理解MP的一个关键。 1．MP的作用主要有下面几个：

（1）增加带宽，可以做到动态增加与减小 （2）负载分担

（3）利用分片减低时延

3.5 典型ＰＴＮ设备介绍

OptiX PTN 3900/1900是华为公司面向分组传送的新一代城域光传送设备。

1．OptiX PTN 3900主要定位于城域传送网中的汇聚层和核心层，负责分组业务在网络中的传输，并将业务汇聚至IP/MPLS骨干网中。

２．OptiX PTN 1900主要定位于城域传送网中的接入层，负责将用户侧的以太网/ATM/CES业务接入到以分组为核心的传送网中。

3.5.1 设备简介

1．OptiX PTN 3900设备外形

２．OptiX PTN 1900设备外形

３．OptiX PTN 3900子架

主控板区 接口板区 电源板区

风扇区

交换网板区 业务处理板区 风扇区

４．OptiX PTN硬件系统架构

OptiX PTN设备的系统功能模块包括业务处理模块、管理和控制模块、散热模块以及电源模块。其中：

（１） 业务处理模块包括客户接口、网络接口、时钟模块以及交换平面。 （２） 通过客户接口，设备能够在设备侧接入CES E1，IMA E1，ATM STM-1，FE/GE

等多种信号；通过网络接口，设备能够在网络侧接入POS，GE，ML-PPP E1 等多种信号。业务也能够通过MDA 卡上的接口接入。设备侧和网络侧接入的信号，通过交换平面进行处理。

（３） 时钟模块为系统各单板提供系统时钟，为外时钟接口提供时钟信号。时钟模块

支持处理和传递SSM（同步信息状态字）。

（４） 管理和控制模块通过多套总线对系统进行管理和控制。管理和控制模块通过总

线实现板间通信的管理，单板制造信息的管理，开销管理，以及主控和单板之间的通信管理。支持带内DCN 管理、NSF（不中断转发）等功能。提供完备的辅助管理接口，包括网管接口、告警输入输出接口、告警级联接口、F&f 等。

3.5.2 OptiX PTN 3900/1900支持的业务类型

根据对接设备的不同，PTN设备的业务在UNI侧和NNI侧具有不同的层次模型。UNI侧与用户设备（CE）对接，负责将用户业务接入PSN网络。业务模型UNI侧各层次的功能如下：

（１） 物理层

（２） 物理层提供PTN设备与传输媒介（如电缆、光纤）之间的接口。

①在CE->PE方向，物理层处理由用户设备送来的物理信号（电信号或光信号），从中提取信息，送往业务接口层。 ②在PE->CE方向，物理层接收由业务接口层送来的信息，转换成适合在传输媒介上传输的信号，通过物理通道发往用户设备。

（３） 业务接口层

①在CE->PE方向，业务接口层接收物理层上送的信息，区分业务类型，并发往相应的本地业务处理层进行处理。 ②在PE->CE方向，业务接口层接收由本地业务处理层送来的业务信号，选择合适的物理通道类型将数据送往物理层。

（４） 本地业务处理层

（５） 本地业务处理层按照用户的要求，对不同业务进行相应处理。

（６） NNI侧与PSN设备对接，完成用户业务在PSN网络中的传输。业务模型NNI

侧各层次的功能如下： （７） 仿真业务层

（８） 仿真业务层对应于将要被封装入PW的净荷。一条仿真业务对应于一条PW。

这是一个抽象的逻辑层次，PTN设备在此层次不进行具体操作。 （９） PWE3封装层 （１０） PWE3封装层针对不同的仿真业务采用各自的封装方式，统一封装成PWE3

报文，或者从PWE3报文中解封装出不同的仿真业务。 （１１） MPLS层 （１２） MPLS层包括两层MPLS标签：

①外层MPLS标签为Tunnel（隧道）标签，用于在业务两端的PE站点之间建立和维护一条穿越MPLS网络的Tunnel，以便承载PW。

②内层MPLS标签为PW标签，用于在同一Tunnel中区分不同的PW。

（１３） 数据链路层与物理层 （１４） 数据链路层与物理层作为MPLS的承载层，为MPLS层提供传输数据的链路。

OptiX PTN 3900支持以下网络侧链路类型：

①以太网链路（GE接口）

②POS链路（STM-1/STM-4接口）

③ML-PPP链路（E1接口或通道化STM-1接口）

（１５） UNI与NNI之间的转发器将UNI侧经过本地处理后的业务和NNI侧的仿真业

务进行相互转发。

1．以太网业务

OptiX PTN 3900/1900支持多种形态的以太网业务，提供了完善的L2VPN解决方案。VPN（Virtual Private Network）即指利用公共网络构建的私人专用网络。L2VPN就是基于链路层技术实现的VPN。在公共网络上组建的VPN可以跟企业现有的私有网络一样提供安全性、可靠性和可管理性。对于服务提供商而言，向企业提供VPN这种增值服务，可以充分利用现有网络资源，提高业务量，同时也加强了与企业的长期合作关系。 OptiX PTN 3900/1900提供的以太网业务主要有四种形态： （１）点对点的业务，即E-LINE业务

PW承载的用户侧到网络侧的以太网业务。

A、B 两个公司在City1和City2两地均有分部，各公司分部之间需要进行通信，公司和公司之间业务需要隔离。此时可以配置PW承载的用户侧到网络侧的以太网业务来满足A、B公司分部之间的通信需求，同时由于不同的业务采用不同的PW承载，也做到了公司之间业务的相互隔离。

在这种情况下，用户侧接入的公司业务被封装到PW 中，然后由Tunnel承载。由于不同公司的专线业务可以通过不同的PW承载，送往网络侧的同一个端口。这样不仅节省了网络侧端口，而且提高了带宽利用率。在用户侧上行方向，还可以对数据报文进行层次化的QoS。

（２）多点对多点的业务，即E-LAN业务

以太网专网业务的组网形式如图所示。

三个用户侧网络分别通过FE接入运营商网络，各用户侧网络带有自己的VLAN标签，要求能够互相访问。通过配置以太网专网业务，可以满足各用户网络彼此通信的要求。

在每个PE节点，接入的数据通过目的MAC地址或者目的MAC地址+VLAN 进行转发。数据在网络侧通过已经创建的MPLSTunnel透传到对端PE设备。

在这种情况下，整个传送网络相当于一台二层交换机，对于不同的用户侧数据进行交换。即传送网络对于其用户侧网络而言是透明的。在每个PE节点的用户侧上行方向，可以对数据报文进行复杂流分类，并基于流分类使用不同的QoS策略。 （３）点对多点的业务，即E-Tree业务

如下图所示，需要通过以太网提供IPTV服务。IPTV Server提供的视频业务流通过BRAS（Broadband Remote Access Server）连接至OptiX PTN 3900/1900，接入以太网。PTN产品将视频业务流进行多播，直到送至每一个IP DSLAM/L2 DSLAM，最终达到IPTV用户。

（４）多点对点双向汇聚业务，即E-Aggr业务

如下图所示，建设3G网络，需要将各NodeB的业务汇聚并传送到RNC处。每个站点连接的NodeB的业务在站点汇聚到网络侧的PW上，汇聚有多个站点的NodeB业务的Tunnel在连接RNC的站点再次汇聚，传送给RNC。

２．CES业务

CES业务主要应用在无线业务和企业专线业务中，如图所示，包括UNIs-NNI 和UNI-UNI两种业务类型。

（１）UNIs-NNI CES业务：PTN 设备分别通过TDM或通道化STM接口接入客户的TDM业务，PTN设备间可以建立CES PW来仿真端到端的TDM业务。在客户看来，与真实的TDM 业务近似。

（２）UNI-UNI CES业务：PTN设备在单点完成TDM业务的接入。

目前PTN只支持点到点的CES业务类型，即只支持一个E1接口的业务映射到一个PW中，不支持多个TDM接口的业务汇聚映射到一个PW中。

CES电路仿真技术在分组传送网络上实现TDM电路交换数据的业务透传。OptiX PTN 3900/1900支持对TDM E1业务和通道化STM-1业务的仿真透传。根据对接设备的不同，PTN设备的业务在UNI侧和NNI侧具有不同的层次模型。