光傳送網(wǎng)的發(fā)展歷程： 傳輸網(wǎng)主要分為三層：接入層、匯聚層和骨干層。 本地傳輸網(wǎng)由傳輸系統(tǒng)、光纖網(wǎng)、管道/光交、匯聚機(jī)房組成，其中，傳輸系統(tǒng)指SDH/PTN/OTN和PON網(wǎng)絡(luò)。
PDH，準(zhǔn)同步數(shù)字系列。 PDH主要有兩大系列標(biāo)準(zhǔn)： 1）E1，即PCM30/32路，2.048Mbps，歐洲和我國(guó)采用此標(biāo)準(zhǔn)。 2）T1，即PCM24/路，1.544Mbps，北美采用此標(biāo)準(zhǔn)。 原理： PCM脈沖調(diào)制，對(duì)模擬信號(hào)采樣，8000個(gè)樣值每S，每個(gè)樣值8bit，所以一個(gè)話路的速率為64kbps。E1有32個(gè)時(shí)隙，TS0用來(lái)同步，TS16用來(lái)傳送信令，其中30路用來(lái)傳話音信號(hào)的，32個(gè)話路的速率為2.048Mbps，即PCM基群，也叫一次群?！麄兊乃俾适撬谋蛾P(guān)系。 T1的采樣與E1相同，只是有24個(gè)話路，其速率為64kbps*24 = 1.544Mbps 四個(gè)一次群復(fù)用為一個(gè)二次群，當(dāng)然一個(gè)二次群的速率比四個(gè)一次群的速率總和還要多一些，用于同步的碼元。四個(gè)二次群復(fù)用為一個(gè)三次群，依次類推。 E1=2.048、E2=8.448、E3=34.368Mbps …… PDH的缺點(diǎn)： 1）沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)（歐洲、北美和日本的速率標(biāo)準(zhǔn)不同）。 2）沒(méi)有世界性的標(biāo)準(zhǔn)光接口規(guī)范。 3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，硬件數(shù)量大，上下電路成本高，也缺乏靈活性。 4）網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、維護(hù)和管理能力差。 因此，要滿足現(xiàn)代電信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，SDH作為一種結(jié)合高速大容量光傳輸技術(shù)和智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新體制，就在這種情況下誕生了。
隨著以微處理器支持的智能網(wǎng)元的出現(xiàn)，使得高速大容量光纖傳輸技術(shù)和智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合，SDH光同步傳輸網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。 SDH全稱為同步數(shù)字傳輸體制，它規(guī)范了數(shù)字信號(hào)的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級(jí)，接口碼型等特性。同時(shí)，SDH改善了PDH的不利于大容量傳輸缺點(diǎn)。 SDH的優(yōu)點(diǎn)： 1）速率和光接口統(tǒng)一。 2）管理能力強(qiáng)。 3）上下電路方便。 基站里的SDH設(shè)備 基站綜合柜里的SDH設(shè)備連接關(guān)系圖 SDH幀結(jié)構(gòu) SDH的幀結(jié)構(gòu)為塊狀幀結(jié)構(gòu)。 信息凈負(fù)荷(9行×261列) STM-N幀中放置各種業(yè)務(wù)信息的地方。 2M/34M/140M等PDH信號(hào)、ATM信號(hào)、IP信息包等打包成信息包后，放于其中。然后由STM-N信號(hào)承載，在SDH網(wǎng)上傳輸。若將STM-N信號(hào)幀比做一輛貨車，其凈負(fù)荷區(qū)即為該貨車的車廂。 在將低速信號(hào)打包裝箱時(shí)，在每一個(gè)信息包中加入通道開(kāi)銷POH，以完成對(duì)每一個(gè)“貨物包”在“運(yùn)輸”中的監(jiān)視。 段開(kāi)銷 段開(kāi)銷完成對(duì)STM-N整體信號(hào)流進(jìn)行監(jiān)控。即對(duì)STM-N“車廂”中所有“貨物包”進(jìn)行整體上的性能監(jiān)控。 ●再生段開(kāi)銷(RSOH)—完成對(duì)STM-N整體信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控 ●復(fù)用段開(kāi)銷(MSOH)—完成對(duì)STM-N中的復(fù)用段層信息結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)控 ●RSOH、MSOH、POH組成SDH層層細(xì)化的監(jiān)控體制 ●二者區(qū)別：宏觀（RSOH）和微觀（MSOH） 管理單元指針——AU-PTR ●定位低速信號(hào)在STM-N幀中(凈負(fù)荷)的位置，使低速信號(hào)在高速信號(hào)中的位置可預(yù)知。 ●發(fā)端在將信號(hào)包裝入STM-N凈負(fù)荷時(shí)，加入AU-PTR，指示信號(hào)包在凈負(fù)荷中的位置，即將裝入“車廂”的“貨物包”，賦予一個(gè)位置坐標(biāo)值。 ●收端根據(jù)AU指針值，從STM-N幀凈負(fù)荷中直接拆分出所需的低速支路信號(hào)；即依據(jù)“貨物包”位置坐標(biāo)，從“車廂”中直接所需要的那一個(gè)“貨包”。 ●由于“車廂”中的“貨物包”是以一定的規(guī)律擺放的——字節(jié)間插復(fù)用方式；所以對(duì)貨物包的定位僅需定位“車廂”中第一個(gè)“貨物包”即可。 SDH 的幀傳輸時(shí)按由左到右，由上到下的順序排成串型碼流依次傳輸，每幀傳輸時(shí)間為125us，每秒傳輸8000 幀，對(duì) STM-l 而言每幀字節(jié)，8 比特／字節(jié)×(9×270×1)字節(jié)=19440比特，則 STM-l 的傳輸速率為19440×8000 = 155.520Mbit/s。同理， ●STM-4——622.08Mbit/s ●STM-16——2488.32Mbit/s（2.5G） ●STM-64——10Gbit/s PDH的E1信號(hào)也是8000幀/秒。但是，SDH的幀周期恒定，使STM-N信號(hào)的速率有其規(guī)律性。比如，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。但是，PDH中的E2信號(hào)速率≠E1信號(hào)速率的4倍。所以，SDH簡(jiǎn)化了復(fù)用和分用技術(shù)，上下路方便，特別適用于大容量的傳輸情況。 SDH的復(fù)用 SDH的復(fù)用包括兩種情況：一種是低階的SDH信號(hào)復(fù)用成高階SDH信號(hào)；另一種是低速支路信號(hào)（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s）復(fù)用成SDH信號(hào)STM-N。 復(fù)用是依復(fù)用路線圖進(jìn)行的，ITU-T規(guī)定的路線圖有多種，但通常一個(gè)國(guó)家或地區(qū)僅使用一種。 第一種情況，復(fù)用的方法主要通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用方式來(lái)完成的，復(fù)用的個(gè)數(shù)是4合一，即4×STM-1→STM-4，4×STM-4→STM-16。在復(fù)用過(guò)程中保持幀頻不變（8000幀/秒），這就意味著高一級(jí)的STM-N信號(hào)是低一級(jí)的STM-N信號(hào)速率的4倍。在進(jìn)行字節(jié)間插復(fù)用過(guò)程中，各幀的信息凈負(fù)荷和指針字節(jié)按原值進(jìn)行間插復(fù)用，而段開(kāi)銷則會(huì)有些取舍。在復(fù)用成的STM-N幀中，SOH并不是所有低階SDH幀中的段開(kāi)銷間插復(fù)用而成，而是舍棄了一些低階幀中的段開(kāi)銷 第二種情況用得最多的就是將PDH信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N信號(hào)中去。 C－容器、VC－虛容器、TU－支路單元、TUG－支路單元組、AU－管理單元、AUG－管理單元組
SDH傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)各種業(yè)務(wù)信號(hào)要進(jìn)入SDH的幀都要經(jīng)過(guò)映射、定位和復(fù)用三個(gè)步驟：映射是將各種速率的信號(hào)先經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器（C），再加入通道開(kāi)銷 （POH）形成虛容器（VC）的過(guò)程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移；定位即是將幀偏移信息收進(jìn)支路單元（TU）或管理單元（AU）的過(guò)程，它通過(guò)支路單元指針（TU PTR）或管理單元指針（AU PTR）的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)；復(fù)用則是將多個(gè)低價(jià)通道層信號(hào)通過(guò)碼速調(diào)整使之進(jìn)入高價(jià)通道或?qū)⒍鄠€(gè)高價(jià)通道層信號(hào)通過(guò)碼速調(diào)整使之進(jìn)入復(fù)用層的過(guò)程。 VC4是與140Mbit/sPDH信號(hào)相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)虛容器，此過(guò)程相當(dāng)于對(duì)C4信號(hào)再打一個(gè)包封，將對(duì)通道進(jìn)行監(jiān)控管理的開(kāi)銷（POH）打入包封中去，以實(shí)現(xiàn)對(duì)通道信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 虛容器（VC）的包封速率也是與SDH網(wǎng)絡(luò)同步的，不同的VC（例如與2Mbit/s相對(duì)應(yīng)的VC12、與34Mbit/s相對(duì)應(yīng)的VC3）是相互同步的，而虛容器內(nèi)部卻允許裝載來(lái)自不同容器的異步凈負(fù)荷。虛容器這種信息結(jié)構(gòu)在SDH網(wǎng)絡(luò)傳輸中保持其完整性不變，也就是可將其看成獨(dú)立的單位（貨包），十分靈活和方便地在通道中任一點(diǎn)插入或取出，進(jìn)行同步復(fù)用和交叉連接處理。 也就是說(shuō)SDH的最小單元是個(gè)容器，其大小是固定的。SDH是專門為語(yǔ)音設(shè)計(jì)的，可應(yīng)用于固定速率的業(yè)務(wù)。也就是說(shuō)用固定的容器傳送固定速率的話音業(yè)務(wù)。用VC傳固定速率的語(yǔ)音，帶寬利用率較高，但是對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)這種不固定速率的業(yè)務(wù)，SDH的利用率較低。容器的大小是固定的，用來(lái)裝水可以滿滿的，用來(lái)裝石頭則間隙比較大，空間利用率要小。 SDH組網(wǎng)
有個(gè)形象的比喻： 把sdh理解成沿著環(huán)形鐵路線運(yùn)行的火車，先不考慮保護(hù)。 假設(shè)北京、上海、廣州間用stm-16組成sdh環(huán)網(wǎng)。 北京附近的地區(qū)用stm-4組成環(huán)網(wǎng)，作為北京stm-16網(wǎng)元的子網(wǎng)，以此類推，stm-4環(huán)網(wǎng)下面再有stm-1組成的子網(wǎng)。 把stm-1組成的環(huán)網(wǎng)，想象成一節(jié)火車車廂，里面有3個(gè)集裝箱，每個(gè)集裝箱里有7個(gè)小柜子，每個(gè)柜子里又有3個(gè)小箱子?；疖囓噹褪莢c4，小箱子就是vc12. 火車沿著環(huán)路不停運(yùn)行，每到一站，車站就根據(jù)做的業(yè)務(wù)，打開(kāi)小箱子，把vc12里的信息取出，或者放進(jìn)2m，占用的是一個(gè)stm-1中的vc12時(shí)隙。 … SDH采樣二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)組網(wǎng)，一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是采用自愈混合環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)。
SDH有抗單次故障能力，采樣雙向復(fù)用保護(hù)環(huán)。一個(gè)通道出現(xiàn)故障，可以從另外一條保護(hù)通道進(jìn)行傳輸。 環(huán)形組網(wǎng)的自愈能力是SDH的一個(gè)很重要的特點(diǎn)。
MSTP，全稱為Multi-Service Transmission Platform。 SDH協(xié)議最初是針對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)（即固定帶寬業(yè)務(wù)）設(shè)計(jì)的，主要提供TDM（各種可以間差復(fù)用的SDH中的業(yè)務(wù)，如E1，E3等）接入。由于SDH協(xié)議極高的服務(wù)質(zhì)量，及可維護(hù)管理性，受到了全球電信運(yùn)營(yíng)商的青睞，SDH一度統(tǒng)治了傳輸網(wǎng)。 隨著SDH傳輸?shù)娜找嫫占?，和電信網(wǎng)上數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的比例越來(lái)越高，各種各樣接入的業(yè)務(wù)都需要在SDH上承載，因此逐漸發(fā)展出了MSTP技術(shù)。 通過(guò)GFP，HDLC，PPP等封裝協(xié)議，MSTP可以把非固定帶寬業(yè)務(wù)封裝到SDH幀中。因此，MSTP可以支持ETHERNET，ATM/IMA等業(yè)務(wù)的接入。 MSTP的出現(xiàn)，將SDH的輝煌延長(zhǎng)了至少10年。 但是，隨著基于MPLS-TP技術(shù)的PTN技術(shù)的大行其道，MSTP已經(jīng)成為昨日黃花了。 MSTP = SDH + 以太網(wǎng)（二層交換） + ATM（傳信令） 也就是在SDH的用戶側(cè)增加了以太網(wǎng)接口或ATM接口，實(shí)現(xiàn)IP化接口。IP over SDH。 MSTP的核心仍然是SDH，在SDH的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。
▲MSTP功能架構(gòu) MSTP的關(guān)鍵技術(shù) （1） 協(xié)議封裝 我們知道IP是三層協(xié)議，也就是網(wǎng)絡(luò)層，而SDH屬于物理層，那么IP over SDH就需要在IP和SDH之間有一個(gè)二層的東西進(jìn)行轉(zhuǎn)換。也就是說(shuō)需要把IP包封裝為幀在SDH上進(jìn)行傳送。 EOS（Ethernet over SDH） EOS是把數(shù)據(jù)封裝為以太幀再映射到SDH的虛容器的方法。
EOS的接口速率和以太的速率相同，10Mbps、100Mbps、1Gbps、10Gbps，還有40Gbps和100Gbps （2） 級(jí)聯(lián)技術(shù) 在上面提到，IP的包可能會(huì)很大，在封裝時(shí)需要進(jìn)行分片，而容器相對(duì)于大速率來(lái)說(shuō)太小，由此引出了級(jí)聯(lián)技術(shù)，復(fù)用成一個(gè)更大的容器。VC12、VC3、VC4，它們分別對(duì)應(yīng)著2M、34M/45M、140M/155M，相對(duì)于以太速率來(lái)說(shuō)不是很匹配。 有兩種級(jí)聯(lián)技術(shù):
●相鄰級(jí)聯(lián) 將SDH幀中相鄰的5個(gè)VC12虛容器級(jí)聯(lián)起來(lái)。一個(gè)Vc12是2M，5個(gè)級(jí)聯(lián)起來(lái)就是10M，這種級(jí)聯(lián)需要在同一幀內(nèi)完成. ●虛級(jí)聯(lián) 虛級(jí)聯(lián)可以使不連續(xù)的5個(gè)VC12，也可以跨幀. （3） LCAS鏈路容量調(diào)整機(jī)制 這是個(gè)信令技術(shù)，由網(wǎng)管發(fā)出LCAS指令，改變虛級(jí)聯(lián)的個(gè)數(shù)來(lái)調(diào)整帶寬。
PTN叫做packet translate network（包傳送網(wǎng)）。因?yàn)镸STP/SDH電路交換為核心，承載IP業(yè)務(wù)效率低，帶寬獨(dú)占，調(diào)度靈活性差，所以，PTN應(yīng)運(yùn)而生。
PTN最簡(jiǎn)單的方程式為：PTN=MPLS+OAM+保護(hù)-IP，其增強(qiáng)了開(kāi)銷（吸取了SDH的優(yōu)勢(shì)）、對(duì)業(yè)務(wù)的保護(hù)（吸取了SDH的優(yōu)勢(shì)），“-IP”可以簡(jiǎn)單的看做是“對(duì)MPLS的簡(jiǎn)化”，去掉我們不需要的東西（例如復(fù)雜的各種握手協(xié)議等）。 OAM(Operation Administartion and Maintenance)：是為保障網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)正常、安全、有效運(yùn)行而采取的生產(chǎn)組織管理活動(dòng)，簡(jiǎn)單運(yùn)行管理維護(hù)或運(yùn)維管理。 從字面上解釋，PTN叫做packet translate network（包傳送網(wǎng)），而SDH叫做同步數(shù)字體系。從傳輸單元上看，PTN傳送的最小單元是IP報(bào)文，而SDH傳輸?shù)氖菚r(shí)隙，最小單元是E1即2M電路。PTN的報(bào)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(zhì)區(qū)別。 從協(xié)議上看，PTN遵循的叫做TMPLS，即經(jīng)過(guò)改進(jìn)的MPLS（多協(xié)議標(biāo)簽交換），即TMPLS=MPLS-IP+OAM。 MPLS 了解MPLS前，我們先看一看傳統(tǒng)IP路由網(wǎng)絡(luò)的缺陷。
傳統(tǒng)的IP路由技術(shù)是不可管理、不可控制的。IP逐級(jí)轉(zhuǎn)發(fā)，每經(jīng)過(guò)一個(gè)路由器都要進(jìn)行路由查詢（可能多次查找），速度緩慢，這種轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制不適合大型網(wǎng)絡(luò)。 而MPLS（全稱為：多協(xié)議標(biāo)簽交換）是通過(guò)事先分配好的標(biāo)簽，為報(bào)文建立一條標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)通道（LSP），在通道經(jīng)過(guò)的每一臺(tái)設(shè)備處，只需要進(jìn)行快速的標(biāo)簽交換即可（一次查找），從而節(jié)約了處理時(shí)間。
從業(yè)務(wù)管理能力看，PTN通過(guò)硬件收發(fā)管理報(bào)文來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)信道的監(jiān)控和管理，而SDH通過(guò)開(kāi)銷字節(jié)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的OAM。 OAM這塊卻是最大的賣點(diǎn)。相比“MPLS也能做OAM”，PTN引入的OAM更多的是仿照傳統(tǒng)SDH的開(kāi)銷，能夠提供50ms以內(nèi)的電信級(jí)LSP保護(hù)和環(huán)保護(hù)——這個(gè)是運(yùn)營(yíng)商特別特別看重的?。】梢哉f(shuō)沒(méi)有這個(gè)為前提，PTN不可能發(fā)展起來(lái)。 然后，PTN的OAM所提供的各種在線、離線的管理維護(hù)信息十分豐富，對(duì)PTN每層都作了高效率而且規(guī)范的定義，可以說(shuō)不比SDH引以為豪的開(kāi)銷字節(jié)差多少。 總之，
Packet：分組內(nèi)核，多業(yè)務(wù)處理，層次化QOS能力。 Tranport：類SDH的保護(hù)機(jī)制：快速、豐富，從業(yè)務(wù)接入到網(wǎng)絡(luò)側(cè)以及設(shè)備級(jí)的完整保護(hù)方案；類SDH的豐富OAM維護(hù)手段；綜合的接入能力、完整的時(shí)鐘同步方案。 Network：業(yè)務(wù)端到端，管理端到端。 基站里的PTN設(shè)備：
簡(jiǎn)單的說(shuō)，OTN = SDH + WDM。 WDM（波分復(fù)用）
WDM是把不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)用到一根光纖中進(jìn)行傳送的方式（每個(gè)波長(zhǎng)承載一個(gè)業(yè)務(wù)信號(hào)） ，主要功能是傳送和復(fù)用。 SDH就好比在高速公路上只能行駛一輛車，而WDM好比在高速公路上可并行多輛車。WDM的出現(xiàn)解決了SDH網(wǎng)絡(luò)容量不足的問(wèn)題：每個(gè)波長(zhǎng)帶寬10G，WDM的帶寬可達(dá)80Gbps，而SDH網(wǎng)絡(luò)帶寬最大為10G。 同時(shí)，WDM能夠遠(yuǎn)距離傳送，600km—2000km，所以WDM可以起到一個(gè)大容量、遠(yuǎn)距離的作用。 但是，WDM類似PDH系統(tǒng)，只能組點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，不能組成環(huán)，不能對(duì)波長(zhǎng)進(jìn)行靈活調(diào)度，無(wú)法組成復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，且不支持ASON智能特性，無(wú)法向智能光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，這就需要利用SDH。 OTN就是在WDM基礎(chǔ)上，融合了SDH的一些優(yōu)點(diǎn)，如豐富的OAM開(kāi)銷、靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度、完善的保護(hù)方式等，OTN對(duì)業(yè)務(wù)的調(diào)度分為：光層調(diào)度和電層調(diào)度；光層調(diào)度可以理解為是WDM的范疇；電層調(diào)度可以理解為SDH的范疇。 OTN業(yè)務(wù)和組網(wǎng)場(chǎng)景
OTN設(shè)備：
PON網(wǎng)絡(luò)－寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)：由OLT（光線路終端）、Splitter(分光器）、ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）組成。具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，被視為實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)業(yè)務(wù)寬帶化、綜合化改造的理想技術(shù)。 從OLT到ONU之間那部分線路是無(wú)源的，所以稱之為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。 PON系統(tǒng)采用WDM（波分復(fù)用）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單纖雙向傳輸。
PON應(yīng)用場(chǎng)景—FTTx
PON設(shè)備：
傳輸網(wǎng)一般分為：核心層-骨干層-匯聚層-接入層。
骨干層一般采用OTN設(shè)備或DWDM設(shè)備，匯聚層一般式采用大容量的10G/2.5G SDH或10GE PTN設(shè)備，接入層一般采用小容量的155M/622M SDH設(shè)備或 GE PTN設(shè)備 。 OTN+PTN+PON的基本拓?fù)?/span>
PTN專線主要解決大顆粒的專線業(yè)務(wù)，不是所有的小區(qū)和家庭用戶都是大客戶，EPON/GPON是綜合業(yè)務(wù)接入設(shè)備主要用于綜合業(yè)務(wù)區(qū)，覆蓋小區(qū)，提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù) OTN是用在：核心層-->骨干層 PTN是用在：骨干層--->匯聚層--->接入層 PON是用在：接入層 |
|
|
