承載網

承載網

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隨著智能手機的普及,人類社會進入了移動網際網路時代。當你每天使用手機打電話、上網時,你有沒有想過這些信息是如何“飛”到你的手機里的呢?
信息的傳遞離不開信息的傳送通道——承載網。就好比我們出門旅行時離不開遍布全國的交通網一樣。承載網是各運營商構建的一張專網,用於承載各種語音和數據業務(如軟交換、視訊、重點客戶VPN等),通常以光纖作為傳輸媒介。

承載網的層次


現階段,承載網融合了SDH/MSTP、PTN、IPRAN和WDM/OTN多種傳輸技術,邏輯上可以分為4個層次:接入層、匯聚層、核心層和骨幹層,如下圖所示。
接入層是承載網中離我們最近的一段,它下連基站和其他接入設備,通過基站,無線信號就能“飛”到我們的手機中了。接入層就好比我們家門前的小路,我們進進出出都必須走這條小路。小路很窄,所以能容納的車也少。相似的,接入層的速率都比較低,通常在155 Mbit/s~1 Gbit/s。
匯聚層在接入層的上面,好比城市的大馬路,多條小路匯聚成一條大馬路,其上跑的車也更多一些。因此,匯聚層的速率比接入層要高,通常在622 Mbit/s~10 Gbit/s。
核心層就如城市的主幹道,道路更寬運送的貨物更多。核心層的速率通常在1 Gbit/s~10 Gbit/s。
骨幹層就如省際高速公路,包括省乾和國干。只有跨省的電話才需要進入骨幹層傳輸,如果只是打一個市話是不需要進骨幹層的。骨幹層的速率在10 Gbit/s到Tbit/s數量級。

承載網的傳輸技術


知道了這4個層次之間的關係,我們再來聊一聊承載網中的幾種傳輸技術。
SDH/MSTP是比較早期的傳輸技術,興盛於上世紀九十年代至本世紀初。SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步數字系列)的特點是具有塊狀幀結構、豐富的OAM開銷、靈活的業務調度、完善的保護功能。SDH最早出現時是為承載2 M業務的,隨著乙太網業務的興起,SDH也需要能傳送IP幀,這樣MSTP(Multi-Service Transport Platform,多業務傳送平台)就應運而生了。MSTP就是在SDH的塊狀幀中為IP留了幾個專座,但這畢竟是一種臨時的改造,無法滿足IP的需求,讓IP感到太委屈了,因此MSTP很快被一種全新的傳輸技術——PTN (Packet Transport Network,分組傳送網)所取代。目前SDH/MSTP處於萎縮狀態,主要承載2G基站回傳業務及少量數據業務。PTN技術以分組作為傳送單元,其幀結構不再是標準的塊狀結構,而是可變化長短的。就好像一輛車廂大小可以變化的貨車,根據貨物的大小確定車廂的大小。傳送過程中它採用打標籤的方式(標籤交換技術)將貨物送到目的地。在目前移動網路由2G向3G、LTE演進的過程中,PTN技術能較好地承載電信級乙太網業務,滿足標準化業務、高可靠性、靈活擴展性、嚴格QoS和完善的OAM等5個基本屬性。
IPRAN是 IP Radio Access Network的英文縮寫,是基於IP的無線接入網。IPRAN是為了迎合LTE 階段的X2介面和S1- FLEX業務的需求而產生的。(X2介面是eNodeB與eNodeB之間的通訊介面。S1-FLEX介面是多個eNodeB和多個MME 之間的連接)。IPRAN在PTN純二層技術的基礎上增加了三層路由的功能。IPRAN組網比起PTN和路由器聯合組網的方案,可以節省路由器的投資,實現網路資源的全局優化。還可以依賴IP化分組傳送的優勢,提供比PTN方式更加靈活更可靠的網路。
承載網是以光纖作為傳輸媒介的,我們知道,光纖的帶寬資源是非常寬的,如果在一根光纖中只傳一路光信號那就太浪費了,就好像一條很寬的馬路上只跑了一輛車。我們可以在這條馬路上劃分幾條車道,每條車道里都可以跑一輛車,這樣就可以提高這條馬路的利用率。同樣,我們可以讓幾路甚至上百路(如160路)光信號在同一根光纖中傳輸,這就是WDM(Wavelength Division Multiplex,波分復用)技術。WDM的特點是傳輸容量大,所以通常用在骨幹網中,大中城市的城域網中也有廣泛應用。但是和SDH相比,它有一些致命的缺點,如:OAM缺乏,調度不夠靈活,保護不夠完善。為了彌補這些缺陷,OTN(Optical Transport Network,光傳送網)誕生了。
OTN可以說是WDM+SDH的產物。它在WDM的基礎上,融合了SDH的一些特點,如塊狀幀結構、豐富的OAM開銷、靈活的業務調度、完善的保護功能。
ASON是Automatically Switched Optical Network(自動交換光網路)的英文縮寫,是一種融交換、傳送為一體的自動交換傳送網。它是在SDH/MSTP的基礎上產生的,它使得網路具有智能,能夠自動尋找路由。就好像裝有導航儀的車輛,能根據道路情況自動規劃新的路線。而WASON是指基於WDM/OTN的自動交換光網路,特指面向WDM/OTN光網路的ASON技術,兩者的基本原理是一樣的。
隨著移動網際網路的迅猛發展,全IP已成為運營商確定的網路和業務轉型方向。承載網正向著下一代的高可靠、有QoS保證、可運營、可管理的融合多業務IP網路演進。PTN+OTN將是其主要技術保證。