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城域网2.5G→10G网络升级方案的实施
程坚华
【期刊名称】《通讯世界》
【年(卷),期】2003(9)9
【摘要】@@ 目前,随着各运营商业务发展的需求以及对未来业务的长远规划,采用先进的光传输城域网产品构筑统一开放的多业务城域传输平台已经成为建设热点.而城域传输网络作为各运营商的公共基础传输平台,必须具备对未来带宽增长的良好适应能力以满足网络发展的需要.
【总页数】1页(P76-76)
【作者】程坚华
【作者单位】广东联通河源分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN91
【相关文献】
1.10G万兆I-PON与
2.5G GPON两种FTTH光纤网络架构的性能与成本分析[J], 李力
2.2.5G 升10G 网络优化工程割接方案 [J], 王影
3.10G万兆I-PON与2.5G GPON两种FTTH光纤网络架构的性能与成本分析[J], 李力
4.IP城域网的网络安全及其实施策略 [J], 张靳松;郑晓梅;
5.《扬子晚报》计算机网络升级方案及实施 [J], 赵兴逸
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浅析新型城域网技术摘要：随着当前信息化技术的不断深化，在当前人们日常的生活当中通信交流所占到的比例也是越来越高。
在这当中，通信技术的主要方式就是宽带业务，其主要能够采用相关的方式来有效的满足人们实际的需求，并且在我国当前的宽带城域网建设，逐渐的已经覆盖到我国的大部分区域。
目前国内运营商正持续网络升级扩容，光纤宽带优化演进，5G 精品网络加快规模化建设，宽带网络加快向双千兆迈进；宽带IP 城域网作为宽带互联网业务的主要承载主体，不能满足现有业务要求，亟需向新型城域网演进。
关键词：宽带；城域网；技术一、宽带城域网的技术及特点宽带城域网当中的GPON 技术其所呈现出来的特点就是，其不但能够将宽带日益增加的需求尽可能的满足，还能够有效的满足人们对速率的要求。
和传统的技术相比较，在这当中，对于资金的应用来讲，GPON 技术在一定意义上可以将城域网在实际的建设中，对其所产生的运营资金费用降低，这主要就是当前对于GPON 技术在应用中所采用的方式是单光纤接入，这样就能够将建设当中的资金使用率提升，从而有效的将资金投入降低。
在宽带城域网当中对于GPON 技术的应用，除了能够满足人们的需求增长之外，还能够对多样化的宽带业务发展有效满足，在这当中，最为主要的就是随着GPON 技术的进步和发展，能够将现阶段我国对于宽带城域网实际的发展合理的改变，从而促进宽带业务企业的快速进步，并且将科学技术的发展中所存在的问题合理的处理，使得企业顺利转型，不断实现光纤技术的接入速度增长，使得信息化技术的普遍应用获得良好的发展生机。
二、新型IP城域网现状及存在问题1、IP 城域网现状。
IP 城域网的网络结构分为城域骨干网与宽带接入网两个层面。
城域骨干网是业务接入控制点及控制点以上的城域网核心路由器组成的两层路由网络，划分为核心层和业务接入控制层两层，核心层由核心路由器（CR）组成，提供IP 城域网到骨干网的出口，业务接入控制层由多业务路由器（MSE）组成，主要负责宽带全业务接入与控制。
SDH技术在IP城域网中的应用研究的开题报告一、题目SDH技术在IP城域网中的应用研究二、研究背景IP城域网是指在城市范围内使用IP协议实现互联的计算机网络，其中IP协议负责数据传输，而SDH技术则是一种传输技术，常用于光纤通信中。
IP城域网的兴起使得网络的规模和复杂度增加，传统的SDH技术已经不能满足当前的需要，因此需要对SDH技术在IP城域网中的应用进行研究。
三、研究内容1. SDH技术的基本原理和特点。
2. IP城域网的基本结构和技术特点。
3. SDH在IP城域网中的应用场景和应用方案。
4. SDH在IP城域网中的性能优化和改进方法。
5. SDH技术在IP城域网中的实际应用案例分析与总结。
四、研究意义1. 本研究可以使我们了解SDH技术在IP城域网中的应用情况和特点，为我们深入理解网络传输和通信技术提供帮助。
2. 研究可以在实际应用中提高SDH技术在IP城域网中的使用效率和性能。
3. 研究还可以为相关行业提供技术参考和指导，推动网络通信技术的进步和发展。
五、研究方法本研究主要采用文献调研法和实例分析法，对SDH技术在IP城域网中的应用进行深入研究。
通过查阅文献资料，分析实际应用情况，总结实际应用经验和问题，提出相应的改进方法。
六、预期成果1. SDH技术在IP城域网中的应用特点和场景分析。
2. SDH在IP城域网中的性能优化和改进方法。
3. 本研究的实例分析和应用案例，并总结其经验和问题。
4. 相关技术参考和指导，为网络传输和通信技术的研发工作提供支持。
七、研究计划1. 第一阶段：SDH技术和IP城域网的基本知识和特点的梳理和整理，文献调研和资料收集（2周）。
2. 第二阶段：SDH技术在IP城域网中的应用场景和应用方案的分析（2周）。
3. 第三阶段：SDH技术在IP城域网中的性能优化和改进方法的研究（3周）。
4. 第四阶段：SDH技术在IP城域网中的实际应用案例分析和总结（2周）。
5. 第五阶段：写作和整理报告（1周）。
10G/100G OTN系统混合传输在城域网中的运用作者：孙鹏飞陈恩庆来源：《科学导报·学术》2019年第40期摘要：传统的SDH和WDM技术已不能满足数据业务流量爆发式增长以及灵活性调度的要求，同时现有OTN系统以10G系统为主，随着业务网流量的增长，需要扩容升级至100G 大颗粒的系统承载。
本文基于10G/100G OTN混传的技术研究，分析100G和现网OTN系统如何兼容的问题，通过具体工程实例进行设计实现。
有助于城域波分的平滑升级改造，对指导运营商波分网络建设有现实指导意义。
关键词：10G/100G OTN系统;混合传输;城域网;近年来，在互联网技术的基础上，移动互联网大力发展，改变了以前互联网在载体和空间方面受到的一些限制，为社会广大群众提供了许多可以进行娱乐和网上办公的机会。
OTN是一种新型的传送网，可以满足原有的网络传送需求，这个传送网能够解决原有的一些兼容问题，如果使用得当可以对移动网络的发展具有很大的助力。
1 OTN传输技术概述和传统的SDH/MSTP传输进行对比，OTN传输技术拥有的特点具有明显的优势。
特别是OTN传输技术拥有一个最突出的优势是客户侧接口兼容性好，与此同时它的另一个优势就是容量的可扩展性比较强大，可以满足大容量颗粒业务传输承载的需要。
更重要的是这种技术对于电层与光层的调节能力比较灵活，在光域的层次中可以快速的传达多种信号，同时还可以确保移动网络对于性能的一些需求，另外还能确保它的生存性以及可持续发展。
此外，OTN传输技术拥有非常强大的开销能力，能够完成对于移动网络的顺畅运行、安全管理和维护网络环境。
OTN传输技术可以改善以前移动网络中大颗粒业务传输的问题，而且还可以最大力度的完成每个行业的所有需求，特别是一些近年来新兴的行业。
另外还可以大大增加移动网络的保护能力，并且可以使得传输网络效率得到提升。
2.城域波分系统优势随着城市的快速发展，城域网业务的迅猛增加，对光缆敷设造成了巨大的压力，市政建设及各种人为因素导致的光缆中断经常发生，频繁的光缆抢修及光缆路由变更，增加了公司的费用支出，也给公司的网络运营带来很大的风险，降低了用户满意度，造成客户流失。
OTN&WDM城域核心层和区域核心层T-bit调度的智能OTN系统多业务调度优化设备OptiX OSN 8800系列城域核心层和区域核心层SDH/OTN/WDM多业务汇聚层设备OptiX OSN 6800/3800城域核心层和区域核心层及边缘层SDH/OTN\WDM多业务接入平台设备OptiX OSN 1800系列长途骨干层城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH OptiX OSN 9500城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH的多业务节点设备OptiX OSN 7500城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH的多业务节点设备OptiX OSN 7500城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH的多业务节点设备OptiX OSN 3500城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH的多业务节点设备OptiX OSN 2500城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH的多业务节点设备OptiX OSN 2000城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH的多业务节点设备OptiX OSN 1500B城域核心层SDH/OTN/WDM多业务基于SDH的多业务节点设备OptiX OSN 500城域核心层城域边缘层OptiX PTN 3900城域核心层城域边缘层OptiX PTN 1900城域核心层城域边缘层OptiX PTN 920WDM长途骨干层城域核心层骨干DWDM光传输系统OptiX BWS 1600G城域核心层及边缘层城域和本地网的DWDM/CWDM一体化设备OptiX Metro6100和Metro6040骨干DWDM光传输系统OptiX BWS 1600GOptiX BWS 1600G骨干DWDM光传输系统是华为技术有限公司推出的高速率、大容量密集波分复用传输系统，可以最大程度地满足电信运营商超大容量和超长距离传输的需求，为运营商的多业务运行及未来网络升级扩容提供了稳定的平台。
城域网的定义、特点、适用范围释义城域网（Metropolitan Area Network），简称MAN，基于一种大型的LAN，通常使用与LAN相似的技术。
之所以将MAN单独的列出的一个主要原因是已经有了一个标准：分布式队列双总线DQDB （Distributed Queue Dual Bus），即IEEE802.6。
DQDB是由双总线构成，所有的计算机都连结在上面。
所谓宽带城域网，就是在城市范围内，以IP和ATM电信技术为基础，以光纤作为传输媒介，集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多业务接入的的多媒体通信网络。
它能够满足政府机构、金融保险、大中小学校、公司企业等单位对高速率、高质量数据通信业务日益旺盛的需求，特别是快速发展起来的互联网用户群对宽带高速上网的需求。
网络特点传输速率高——宽带城域网采用大容量的Packet Over SDH传输技术，为高速路由和交换提供传输保障。
千兆以太网技术在宽带城域网中的广泛应用，使骨干路由器的端口能高速有效地扩展到分布层交换机上。
光纤、网线到用户桌面，使数据传输速度达到100M、1000M。
用户投入少，接入简单——宽带城域网用户端设备便宜而且普及，可以使用路由器、HUB甚至普通的网卡。
用户只需将光纤、网线进行适当连接，并简单配置用户网卡或路由器的相关参数即可接入宽带城域网。
个人用户只要在自己的电脑上安装一块以太网卡，将宽带城域网的接口插入网卡就联网了。
安装过程和以前的电话一样，只不过网线代替了电话线，电脑代替了电话机。
技术先进、安全——技术上为用户提供了高度安全的服务保障。
宽带城域网在网络中提供了第二层的VLAN隔离，使安全性得到保障。
由于VLAN的安全性，只有在用户局域网内的计算机才能互相访问，非用户局域网内的计算机都无法通过非正常途径访问用户的计算机。
如果要从网外访问，则必须通过正常的路由和安全体系。
因此黑客若想利用底层的漏洞进行破坏是不可能的。
城域网和SDH10G技术和产品探悉城域网传输主要采用的技术为基于SDH的MSTP、基于DWDM的OADM和光纤直连技术。
为满足城域数据业务的开展、实现对数据业务的保护，核心层引入OADM技术和基于SDHSTM-64——10G的MSTP是必要的。
SDH STM-64——10G产品由于其大容量、单位比特本钱较低、业务穿插便捷的特性已经深得运营商的信赖，有迹象说明，STM-64 10G产品即将由“旧时王门前燕〞走入寻常地市局。
本文就10G相关技术以及目前业界10G产品的特性和进展进展比拟深入的探悉。
一、STM-64的最大容量最大容量分为两层涵义：SDH设备组成的网络的最大容量和最大接入容量。
SDH设备组成的网络的最大容量：由传输网络采用的传输速率等级和网络构造以及网络保护方式共同决定。
在采用STM-64速率下，采用相邻型业务流向模型，其最大组网容量可达64×M×1/2 个VC4，M为STM-64 环上节点数。
考虑到在保护时隙可以传送低等级额外业务，则上述容量提高一倍。
最大接入容量：最大接入容量是针对单个SDH设备而言，由设备穿插能力和各接入单元单盘的端口集成度共同决定。
目前业界在768×768穿插单元下，最大接入容量为768个VC4，即120G；在512×512的穿插能力下为512个VC4 ,即80G。
二、穿插能力穿插能力的大小主要由穿插处理盘协同背板总线完成。
穿插等级分为高阶穿插和低阶穿插，穿插连接类型分为单向、双向、穿插、播送和环回，穿插连接方向分为群路到群路、群路到支路、支路到群路和支路到支路。
高阶穿插能力：早期的STM-64产品高阶穿插能力比拟弱，一般为256×256VC4，最大可以实现384×384VC4穿插。
由于STM-64产品在网络中核心的定位以及四纤复用段环的选用，早期的10G产品的穿插能力愈来愈显得力不从心。
随着技术的开展目前业界可以稳定提供的是512×512VC4的穿插单元，最大可实现768×768VC4全穿插。
由于目前实际网络容量和出于网络平安性的限制，512×512VC4穿插能力并没有用满。
低阶穿插能力：早期的STM-64产品全部是基于VC4级别的穿插，都不支持VC12级别的低阶穿插。
目前，STM-64产品可以直接或者间接提供低阶全穿插能力。
在实现方式主要有两种思路：第一种方式是STM-64提供低阶盘，直接具有低阶穿插能力。
其优点在于无论是长期运营本钱、故障率还是日常维护量和维护难度都大大减小，缺点在于低阶穿插盘占用10G设备业务槽位。
第二种是通过扩展2.5G设备提供低阶穿插能力，其本质还是STM-64不提供而是通过扩展设备提供低阶穿插能力。
本方式的巧妙之处在于将扩展2.5G子架以扩展子框形式集成在10G设备机架。
此种方式实现比拟简单，优点在于借用了2.5G设备的强大的低阶穿插能力，同时又以“2.5G子框〞的形式解决了机房面积占用的问题，缺点在于降低了设备的整体集成度，增加了故障点，同时由于要维护两套设备，所以设备日常维护不可无视。
三、背板总线目前，背板都采用无源设计。
背板总线技术主要有三种：LVDS、LVTDL、GLT等。
对于如2.5G和2.5G以下中低速系统，由于系统容量不是非常大，系统的瓶颈不在背板总线，所以对背板总线速率没有严格要求，一般采用LVTDL或GLT技术，背板总线为77M 或38M，如此已经完全满足系统的要求。
倘假设采用LVDS〔低压差分信号〕技术使背板总线速率提高到622M，除了方便背板布线外对系统几乎没有优化作用。
对于高速通信系统，如10G或其以上设备，由于系统速率和穿插容量非常高，对背板总线的速率和布线提出了更高的要求，所以一般采用LVDS技术。
目前业界的背板速率一般为622Mbit/s或者777Mbit/s。
四、机架尺寸和端口密度设备的端口密度由设备的业务槽位、单盘集成度、穿插能力共同决定。
业务槽位的多少在一定程度上和设备机架尺寸有密切关联。
目前10G设备机架尺寸长和宽差异不大，主要在厚度上有争议，一般分为300MM或600MM两种厚度。
对一个成熟的10G产品而言，机架厚度尺寸对设备的稳定度几乎没有影响，但对机房长期规划而言则必须要重点考虑。
端口密度通常是在所有的光接口都不考虑DCC通道的限制即POS方式下和最大可能提高端口密度的情况下理论计算得出。
在SDH中抛开网络，单纯的在理论上比拟端口密度并没有任何实际意义。
目前，在10G双ADM配置模型下，即在组成2个两纤环的情况下还可以提供的端口数量一般如下表所示：。
STM-64设备型号单盘集成度端口总计STM－64 光1路/盘最大4STM-－16光1路/盘16STM-－4光4路/盘64STM－1光电合一(4+4)路/盘64电＋64光STM－1光4路/盘、8路/盘、16路/盘256STM－1电4路/盘、8路/盘、16路/盘128GE支路盘1*光/盘、2*光/盘32100M以太网4*100M/盘、8*100M/盘128ATM接口盘实现原理不同，一般不用端口密度衡量最近业界新提出2路/盘的STM-16分支盘以及直接带有低阶穿插功能155、622的穿插集线盘，此类单盘的提出对我们的组网思路又带来了比拟大的改变。
五、设备单盘通用性主要是指STM-64、STM-16、STM-4、STM-1相关业务机盘是否支持从低速率到高速率系统设备间可通用，即原STM-4的155盘能否在STM-64系统上使用。
此思路的提出非常好，但由于各个单盘原所隶属的复用系统的背板速率差异极大，故目前业界几乎都不支持——除非是高速率系统降级为低速率系统使用。
六、组网能力10G群路光口：对于10G群路光口的数量理论上当然是多多益善，但考虑到实际组网规模，够用即可。
例如BJ联通本地传输网4端10G，使用10G光口数量为4个；SH联通宽带城域网4端10G，使用10G光口数量为4个；DL市话5端10G，使用10G光口数量为4个；NN10G市话传输网4端，使用10G光口数量为2个。
光口标准都严格按照ITU-T相关建议规，接口类型常用的分别为I-64.2、S-64.2a、L-64.2a 。
光收发模块可以采用合一光模块或者别离模块。
光收发模块合一为最新推出的光核心模块，其减少单盘体积和功耗，但由于此芯片一般外购，价格较高；独立模块一般自主研发，价格较低，但占用空间较大。
FEC特性：由于在工程中不存在理想的数字信道，信号在各种媒体的传输过程中总会产生畸变和非等时时延，对数字信号来说就意味着产生误码和抖动，而抖动的最终效果也反映在系统的误码上，信号的失真由此产生。
依据干扰的性质，可将信道分为3类，即随机过失信道〔恒参信道〕、突发过失信道〔变参信道〕和混合信道。
光传输系统一般可认为是随机过失信道，因此FEC一般采用了ITU-T G.975标准规定的方式。
FEC实现方式分为带和带外两种。
带外FEC采用RS编码，可提高6－7DB接收灵敏度，从而可以将光信号传送更远。
但由于额外增加了误码校正字节以及帧同步字节，因而会造成光口速率的增加，并且误码校正能力越强，所参加的误码校正字节则越多，光口速率增加也越明显，当然，色散的影响也就越大。
带FEC一般“嵌〞在STM-64光群路盘，通过网管软件可灵活开关群路接口盘带FEC功能，采用RS编码，每帧可纠错1152比特，可纠突发误码128比特，可改善大约2－3dB的接收信噪比。
其优点在于利用开销字节传送，不会造成光口速率的增加，缺乏之处在于没有带外FEC提高的接收灵敏度高。
色散补偿：传输距离大大增加，整个传输线路的总色散也随之增加。
原来的损耗限制系统变成了色散限制系统。
光纤色散是指由于光纤所传输的信号是由不同模式或不同频率成分或不同的偏振态来携带的，这些不同的模式成分或不同的频率成分或偏振态成分的传输速度不同，从而引起传输信号在波形上发生畸变的一种物理现象。
其现象就是随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽。
光纤的色散就可以分为：模间色散(Mode Dispersion)、色度色散(Cromatic Dispersion)和偏振模色散(Polarization Mode Dispersion)。
在以上三种色散中，色度色散可通过色散补偿的技术完成。
STM-64 信号通过在G.652 光纤上传输，通过色散补偿功能模块延长高速信号传输的色散受限距离。
由于DCF补偿光纤入纤有效面积较小，为防止非线性原因，采用后补偿和欠补偿原则。
目前业界色散补偿单元分为占业务槽位的插盘式和不占业务槽位而放置在机框下部的模块式。
色散补偿量标称值分为40公里、60公里、80公里不等。
一般在G.652光纤上，60KM 可以不补偿，补偿原则为欠补偿。
七、网络、设备保护能力随着光纤传送传输容量的增大，传输网络的可靠性、可用性和对线路故障的应变能力至关重要。
设备级保护功能：此保护一般指穿插、时钟盘、电源1＋1可热备份，业务盘例如STM-1电接口可实现1：N或者1：1保护。
关于供电，目前业务和功能接口盘几乎都是全分散供电。
设备电源具有1＋1 两路电源引入口，网络级保护功能：网络级别的保护分为：链路1+1线路保护，环形包括有复用段和通道保护。
具体组网又可分为子网连接保护、复用段共享保护、共享光纤虚拟路径保护、环网间互通业务的保护。
子网连接保护子网连接保护是一种通道层的保护，无需APS协议，它可以应用在环网上形成二纤通道保护环。
在网络构造日趋复杂的情况下，SNCP 子网连接保护是可适用于各种网络拓扑构造且倒换速度快的业务保护方式。
对于SNCP，即使同时存在多个业务倒换，成熟的STM-64都完全满足G.841、G.842 建议的要求。
共享复用段保护复用段共享保护倒换要使用APS协议，按照组网形式可分为线形和环形。
线性组网包括1＋1 和1:N两种；环形组网包括单向复用段和双向复用段保护两种。
目前常用的是双向复用段保护。
复用段保护倒换时间是关键的参数之一，按照ITU-T G.841的建议模型，在环的总长度不超过1200km的情况下，保护倒换应在50ms完成复用段倒换。
一次完整的倒换将经历故障确认、倒换协议字节传输、开关执行和电路恢复四个过程。
在实际工程中，故障确认时间和开关执行时间及电路恢复时间与厂家系统有关。
在2002年5月完毕的中国移动城域网测试中，业界国产*10G设备在STM-64 2F复用段保护环保护倒换时间最大为29.901ms ；STM-64 4F MS-SPRING保护倒换测试，保护倒换时间最大为38.810ms ，比拟优秀。
同时是通道保护和复用段保护同时是通道保护和复用段保护是指在STM-64系统中，既可以将*几个时隙用来做复用段保护，又可以将剩余的时隙组成通道保护，还可以支持在保护时隙传额外业务。
