網絡演進技術演進:裸纖專線、SDH、MSTP+、OTN、PTN、IP-RAN

薪科技快評 2024-05-06 21:26:44

前言

文章主要介紹常見名詞以及其在各自領域實現的功能價值。

01裸纖

裸光纖(裸光纖)由運營商提供,是無中繼的光纖線路,僅通過配線架連接。相比傳統光纖,裸光纖提供純粹的物理傳輸路徑,無需額外網絡設備。

應用廣泛,如連接相隔20公裏的兩個校區。裸光纖就像一根光纖橋梁,直接連接兩點,簡化拓撲結構,提高網絡效率。

優化網絡架構,整合兩校區:

以裸光纖互聯校區,實現網絡統一運營管理。廢除兩套認證系統,簡化維護,提升效率。將老校區網絡整合爲新校區的子模塊,實現有機融合。

租用運營商裸纖價格較高,一般按照公裏收費,記得某項目租用20km裸纖,費用爲20萬/年,5年線路費用就是100萬。有人可能會問,既然裸纖線路這麽貴,爲什麽不自己拉一根光纖,連接兩個校區,買光纖和工人布線施工的成本也用不了這麽多呀!的確如此,但不是你想拉光纖就能拉的。國家法律明文規定,只有運營商、軍隊、市政等幾個部門可以在公共區域破土施工,學校/醫院/政府這類單位,在自己單位園區內部(也就是圍牆內)隨便怎麽挖,沒人會管,但到公共區域施工就不允許了,犯法!

裸光纖在教育場景中發揮著重要作用,如教育城域網。某縣教育網采用運營商裸光纖互聯,實現學校與教育局互通,統一網絡出口,便于資源共享和審計。

裸纖在城市安全和視頻監控領域廣泛應用,尤其是公安部統計顯示的全國視頻專網鏈路中,裸纖占比高達35%。運營商裸纖租賃服務提供了可靠高速的數據回傳,滿足了前端攝像頭視頻流量的傳輸需求,確保平安城市、視頻專網和雪亮工程等項目的穩定運行。

02專線

專線一般分三層專線和二層專線,三層專線一般是指MPLS V.P.N,這是CCIE RS方向考試的重點內容,說實話比較難,基本只在金融、電子政務等行業應用,一般人接觸不上。我們日常說的專線基本指二層專線,二層專線相當于運營商給了你“一根線”,你兩端連接PC,分別配置192.168.1.1/24和192.168.1.2/24,能直接ping通。效果看似跟裸纖差不多,但與裸纖的實質區別是:裸纖中間不經過任何路由器交換機設備,運營商給你的是真實的一根線,而專線中間經過運營商的各類路由器交換機設備,只是運營商給你模擬出來了一根線,讓你感覺跟裸纖效果差不多,至于專線的底層技術,這個是CCIE ISP運營商方向研究的內容,大部分人無需搞得那麽透。

裸纖:

穩定性高,光纖未斷不會受運營商設備故障影響。但光纖被挖斷會中斷業務。

專線:

運營商設備故障可能影響業務。但光纖被挖斷通常不會影響業務,因其環形網絡設計。

結論:

在穩定性方面,專線略優于裸纖,尤其在涉及到光纖損壞的情況時。

裸纖互聯優勢:

靈活可控帶寬:通過更換交換機光模塊,可根據需求自主調整帶寬,如10G、40G或100G。

租用專線成本高昂:

運營商提供的10G或40G專線租用費用昂貴,難以滿足經濟型需求。

專線是運營商提供的網絡連接産品,可爲企業提供穩定、可靠的高速網絡。常見技術包括 SDH、MSTP、PTN 和 OTN。

03SDH和MSTP

TDM 時分複用,將標准時段 (1 秒) 分爲 8000 段小時間段 (125 微秒),每段傳輸一路信號。

SDH 系統基于 TDM,是一種傳統的電路調度技術,提供高穩定性、低誤碼率的傳輸服務。

早年通信依靠TDM傳輸語音,奠定電話網絡基礎。隨後,以太網在與ATM的競爭中勝出,成爲網絡主流。如今,IP協議占據主導地位,推動了網絡業務IP化。服務器、PC和攝像頭等設備都需配置IP地址,彰顯IP在現代通信中的重要性。

MSTP融合了運營商骨幹網的SDH和園區內部的以太網優勢。運營商骨幹網仍采用時分複用技術,但與用戶連接的接口使用標准以太網接口(如10M、1G),而非傳統的POS/CPOS接口。這種融合爲運營商和用戶提供了無縫連接和靈活的帶寬擴展,滿足了園區內日益增長的數據傳輸需求。

合資公司 MSTP 的股權分配不均:SDH 占據 70% 的主導地位,以太網僅占 20%,其他技術如 ATM 則占比更低。

然而,隨著網絡格局從語音主導轉向數據主導,以太網的技術優勢凸顯,但受制于股權結構,無法充分發揮潛力。

這導致了以太網發起了技術革新,推動了 WDM、OTN、IP-RAN 等技術的發展,以打破 SDH 的壟斷,實現技術平權,提升數據網絡的性能和效率。

04波分WDM

隨著互聯網高速普及,帶寬需求飙升,迫使電信運營商解決語音和數據傳輸沖突難題。傳統電話網絡已無法滿足海量音視頻傳輸需求。

受二環路高架橋啓發,專家提出將網絡傳輸劃分爲多個通道,從而提升傳輸性能。這種基于SDN技術的多通道彙聚解決方案,有效解決了帶寬爭用問題,爲電信運營商釋放了巨大的增長潛力和利潤空間。

波分複用(WDM)技術將多個波長信號同時傳輸在一根光纖中,提升了網絡容量。WDM技術廣泛應用于城市主幹道(城域波分)和跨區域道路(長途波分),有效提高了網絡效率。

裸光纖搭配波分技術,可顯著提升帶寬:

- 傳統裸光纖:商用100G光模塊,鏈路最大100G

- 波分部署:單條光纖帶寬可高達4T或更高。

波分技術雖成本高昂,但可支持高帶寬應用,主要用戶爲運營商、公安、BAT等單位。

05OTN

OTN(OpticalTransportNetwork,光傳送網)

WDM波分技術以其驚人的超寬帶寬備受青睐,滿足日益增長的數據傳輸需求。然而,實時流量監測和重點業務保障措施的缺乏仍是需要解決的挑戰。

SDH 笑道:小樣兒,容量那麽大,你監測和管理上還是有問題吧?

WDM 回應道:我容量確實比你大得多,但管理這方面的確沒你們做得好;

技術的演進中,曾經風靡一時的SDH如今已退居次席,成爲OTN麾下的一員。而另一位技術巨擘以太網,其發展勢如破竹,展現出強勁的生命力。

06MSTP+

爲解決MSTP中以太網股權分配不均的問題,SDH 集團推出MSTP+(Hybrid MSTP)。該方案將以太網股權提高至50%,以反映其在網絡流量中占90%以上的貢獻。此舉旨在提升以太網地位,成爲對該業務貢獻率不匹配的補償措施。

07IP-RAN和PTN

以太網與 MPLS 攜手,挑戰 SDH 的市場地位。面對傳統技術 MSTP 的 50% 份額,以太網立志變革通信格局。

以太網崛起挑戰SDH陣營,采取“農村包圍城市”戰略,實現終端IP化和建立以IP+以太網爲主導的骨幹網。

然而,以太網陣營內部出現分歧,形成兩大派系,爲市場格局增添不確定性。

SDH 客戶可選擇加入 IP-RAN,但需采用僞裝技術。IP-RAN 不提供時間同步保證,專注于以太網服務。

SDH提供商面臨轉型挑戰,其衆多客戶仍有TDM業務需求。PTN通過僞裝技術(PWE3)吸納SDH客戶,使其在PTN網絡中僞裝成SDH設備,滿足TDM需求。在網絡外時,僞裝去除,還原爲原始狀態。這種易容術可爲現有SDH客戶提供平滑過渡,同時促進PTN網絡的擴張。

08總結

MSTP+ 作爲 SDH 向以太網的過渡方案已不再適用。隨著 IP-RAN 和 PTN 的融合,其差異已變得微乎其微。這種融合標志著 IP/以太網對 SDH 的勝利。

IP技術革新,數通戰勝傳統通信,運營商骨幹網全面IP化,彰顯網絡技術廣闊前景和豐厚收益。

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