传送网规划

传送网规划
摘要
本次课程设计是对传送网进行设计，通过本次课程设计对传送网行更深层次的了解。

熟练掌握传送网的相关知识，通过老师给的设计要求完成本次课程设计。

关键字：传送网传输网络
目录
摘要： (1)
1传送网概念 (3)
2传送网的分层结构 (3)
2.1从MSTP谈起 (3)
2.2 下一代传送网面临的挑战 (4)
3传送网体系架构的要求 (6)
3.1具有面向包的处理能力通用平台 (6)
3.2具有极强的可扩展性 (6)
4传送网的基本功能单元 (7)
4.1传送需求 (7)
4.2网络节点 (7)
4.3网络链路 (7)
4.4业务路由 (7)
4.5汇聚复用 (7)
4.6传送子网 (8)
4.7网络结构 (8)
4.8节点设备 (8)
4.9物理设施 (8)
5传送网技术基础 (8)
5.1传输媒质 (8)
5.2传输系统 (8)
5.3传输节点设备 (9)
6接入网技术基础 (9)
6.1接入网特点 (9)
6.2接入技术分类 (9)
7国内电信传送网现状 (10)
8传送网规划步骤 (10)
9课程设计体会 (10)
参考文献 .......................................................................... 错误!未定义书签。

1. 传送网概念
传送网是由线路设施、传输设施等组成的为传送信息业务提供所需传送承载能力的通道。

长途传输网、本地传输网、接入网均属于传送网。

传送网是电信网络的基础，它为整个电信网络上所承载的业务提供传输通道和平台。

随着近年来电信业务对宽带需求的不断提高，光传送网络的规模不断扩大，为业务网络提供了巨大的带宽资源，同时网络的生存性、可扩展性也有了巨大的进步。

2. 传送网的分层结构
电路层、通道层、断层、物理层
2.1 从MSTP谈起
以MSTP/ASON为代表的传送网技术有许多新特点。

MSTP在传统SDH基础上，通过IP/ATM等多业务接入能力的引入，在业务接口上提供了以太网类接口和ATM类接口，是一个可以直接同数据业务进行接口的传送平台。

在现有网络环境下，MSTP在承载原有TDM业务的同时，可以开展多种高可靠性、大容量的新业务，如以太网专线、点到多点以太网、以太环网等业务；为大客户提供综合接入；实现DSLAM到BRAS的接入与汇聚；作为3G业务的传输手段等。

无论从提供的业务还是从名字上看，这种系统已经在传送上实现了多种业务的相对融合。

当新业务（或者其接口）出现的时候，系统似乎只需要添加相应的接口便可以了。

那么为什么说从发展的角度看，这种已经比较完善的架构不是下一代的方向呢?
在回答这个问题之前，我们先来回顾一下传送网发展的历史。

光通信伊始，人们开发了PDH设备，该类设备在业务接口侧提供了2Mbit/s（或1.5Mbit/s）的基群接口。

虽然有被称作是光的处理，但基本上是5B/6B码型和1B1H码型的电信号层处理。

自20世纪90年代开始，SDH设备通过同步性能的改善，首次提供了灵活的业务颗粒（如虚容器VC-12和虚容器VC-4）调度能力，将传送网的组网和保护功能发挥的淋漓尽致。

因而，SDH技术作为传送网主体技术以其特有的优势在传送网中占据了绝对主导地位，为电信运营商业务的发展发挥了巨大作用。

WDM设备则首次拓展了光领域，充分利用光纤通信的波分特性，大大提高了传送网的容量。

自20世纪90年代中期商用以来，WDM系统发展极为迅速，已成为实现大容量长途传输的主流手段。

不过，现阶段大多数WDM系统主要用在点对点的长途传输上，联网依然在SDH电层上完成。

在条件许可和业务需要的情况下，在WDM系统中有业务上
下的中间节点可采用OADM设备，从而避免使用昂贵的OTU进行OEO变换，节省网络建设成本，增强网络灵活性。

目前具有固定波长上下的OADM已经广泛商用，而能够通过软件配置灵活上下波长的动态可重构OADM（ROADM）也开始步入市场。

同时随着160×10Gbit/sDWDM系统的成熟，在业务量大的地区新建WDM系统已越来越多地引入80/160×10Gbit/s的系统。

面对电信业务的加速数据化和IP化以及多样化的业务环境，SDH技术加强了支撑数据业务的能力并向多业务平台发展，形成SDH多业务平台（MSTP）。

SDH多业务平台的基本思路是将不同的业务，通过VC级联等方式映射进不同的SDH时隙，而SDH设备与二层设备乃至三层分组设备在物理上集成为一个实体，构成具有业务层和传送层一体化的网络节点。

作为SDH设备的改进，MSTP所改善的是在用户接口一侧，但是内核一侧却仍然是电路结构。

因此，可以说MSTP技术向包处理或IP化的程度不够彻底。

随着TDM业务的相对萎缩及“全IP环境”的逐渐成熟，传送设备要从“多业务的接口适应性”转变为“多业务的内核适应性”，分组传送网迎合了这种趋势。

2.2 下一代传送网面临的挑战
当以“三超”（超大容量、超高速、超长距离）DWDM为代表的传输技术在扩展着自己领域的时候，传送技术在业务接口侧出现的问题——业务的接口不匹配导致业界必须重新审视和探索新的传送网结构。

随着以Internet为代表的数据业务和多媒体业务的不断发展，电信运营格局的变化，业务的传送环境发生了很大变化。

传送网在图1所示业务接口层的基础结构被打破了，以2Mbit/s（或1.5Mbit/s，或SDH155Mbit/s）为颗粒的基本单位不再是普遍的用户接口。

新业务的接口主要是针对数据应用，同时一些传统的业务也转移到IP的承载方式，如V oIP 语音业务。

业务的接口形式也变成了以太网接口、POS接口以及少数的ATM接口。

应当说，作为传送技术与数据通信技术融合（某种意义上的妥协），MSTP传送技术及设备在传送网向分组传送（交换）方向前进了一步。

MSTP中通过使用GFP封装、VC虚级联、LCAS（链路容量调整）等关键技术，对新业务提供延伸的接口。

引入MSTP以后，对于现有的IP城域网和ATM网，MSTP可以为其提供接入和汇聚，扩大以太网业务与ATM 业务的覆盖范围，确保各网络协调发展和相互配合，因而MSTP上通过数据接口功能的增加，实现了对现有数据业务的有效补充，保护了现有投资。

但是MSTP传送技术及设备也碰到一些制约因素（障碍）。

首先，利用MSTP实现各类业务网在汇聚层和接入层的合网建设，必然会带来如何进行网络和业务管理等问题，因此在引入MSTP的同时，还要注意适当重组业务流程和网络管理流程，以适应业务综合和网络融合的趋势。

其次是MSTP处理颗粒（接口速度）的不匹配：MSTP以2Mbit/s速率及其虚级链来转送以太网业务，这就如同拿一把尺子来称苹果的重量一样不太合适。

事实上，MSTP的内核是VC-12或者VC-4的交叉粒度来完成以太网的分组传送。

在面向群路侧的处理对象是VC-4，不清楚也不能适应VC-4内包的传送。

对于以太网而言，包长是变化的，流量是突发的。

传统的SDH传送网对于基于分组化的业务和新的业务提供方式，存在着诸如业务指配处理复杂，带宽效率低，成本高，网络扩展性差等缺点。

对于MSTP 的交换平台，核心结构为交叉式电路方式的时隙交换，不能有效利用统计复用特性。

既然MSTP在下一代传送技术候选存在问题，那么当今市场上的宠儿ASON能否就是下一代网的雏形呢?答案也是否定的。

ASON严格来说不是一种传送设备，毋宁说它是一种控制平面。

而且当今的ASON的连接或是ASON设备的处理粒度也是VC-4，即便是将来可以在基于波分层面的2.5Gbit/s的调度和基于VC-12颗粒的调度，其所处理的对象也无根本性的变化。

根本的原因在于，IP包交换无疑已经牢牢占据了现代网络的统治地位。

因此下一代的承载传送网必然是基于分组的。

但是传送网分组交换的具体方式是怎样的呢？传送网在传送数据大量增加，数据传输容量超过电路交换的同时，专家们开始重新审视下列核心问题：传送网的核心处理机构是什么？核心处理机构对传送网新的处理对象是什么？以传送为目的的处理层次又是什么？
传送网是否需要将包的处理技术全盘拿来？典型的，是否需要将以太网的2层处理技术，或者是3层处理技术作为传送的处理，例如可以直接处理IP包呢？
早期的研究提出了IPoverWDM的概念，连所有2层功能都舍弃，将IP包直接调制到波长上，似乎路由器接一个光接口就是未来的网络。

这种模型认为IP等数据包通过相应的封装技术（例如POS、GFP）就可以直接由WDM或OTN网络传送，从而省去了ATM甚至SDH/SONET层面。

同时，只需过度建设（Overbuild）超大容量的光传输网，IP业务的业务质量（QoS）就可以得到保证。

然而，这种网络模型被证明是一种价格昂贵的建网方式，其主要原因是IP路由器的POS（PacketoverSDH/SONET）接口和WDM系统的波长转换器（OTU）价格都较昂贵，采用过度建设（Overbuild）的策略将使网络成本居高不下。

另外的研究认为，传送网如果要发展，必须要增加传输设备的协议处理层次，到ISO
七层协议的2层和2层以上进行处理。

对上述问题的回答可以说是众说纷纭，莫衷一是。

其实ATM的方向的初衷是对的，那就是使用标签技术。

只不过是，ATM技术考虑对业务的界面不够友好，业务在封装成53byte信元的时候，有5byte的开销（被称为“信元税”）。

其核心原因是只考虑了交换与传输技术的技术要求，而对业务接口的兼容性考虑不够。

其次，由于实际的网络中人们已经普遍采用IP技术，纯ATM网络已经不可能。

不过既然现有ATM传送网络都是用来承载IP，如此人们就希望新建的分组传送网也能像ATM一样提供多种类型的承载能力。

3. 传送网体系架构的要求
3.1 具有面向包的处理能力通用平台
尽管IP数据业务所占用的带宽已经在某些运营商的网络中超出了传统的语音业务所占用的带宽，可是从业务收入角度来说，语音业务的收入现阶段仍然是运营商最主要的收入来源。

因此，有必要建立一个新的传送网络体系结构，既可以面向包括传统语音业务在内各种业务接口，又可以具有统一的处理平台，以便更经济有效地支持大容量的多种业务的应用。

这种新的传送网络体系结构不会凭空产生，而应该兼容现有的协议，在各种协议“你中有我，我中有你”的现实环境中定义自己的位置。

这就需要传送网络体系结构是具有包的通用处理能力的平台，具有通用的层间接口协议，既可以接受各种客户层协议，也能利用各种下层协议（服务层）提供的连接路径（trail）或服务。

同时这种新的传送网络体系结构需要考虑IP数据业务量的突发性和不确定性，这需要为传送它的光网络带宽实行动态分配和调度以实现有效的网络优化，这种优化可以减少全网中所需光接口（POS接口和OTU接口等）和相应波长的数目，既大规模降低建网成本，又提高带宽利用率。

再者，对于实现TDM业务的无缝连接来说，可采用电路仿真业务的方式解决业已存在的电路型业务（POTS6，E1/T1和N×64kbit/s等业务）。

3.2 具有极强的可扩展性
目前主流的2层协议例如以太网协议的可扩展性存在问题。

主要表现在以下4个方面：VLAN的标签空间太小，只能有4096个VLANID；生成树过大；MAC地址表巨大（而运营商网络有几万个到几十万个主机）；安全问题。

从数量来讲运营商网络有几十万个虚连接，带宽在10Gbit/s以上。

802.1ad标准通过定义StackVLAN解决了虚拟VLAN的标签空间太小的问题。

但是上述生成树过大和MAC地址表巨大的问题依然存在。

解决这些问题显然需要将运营商网络同用户的网络隔离，同时网络使用层次化结构是解决可扩展性和安全问题所熟知的方法。

4. 传送网的基本功能单元
4.1 传送需求
确定各种电信业务对传送网络的带宽传送需求。

表征传送需求的信息主要有源宿点、容量单位、带宽大小、服务质量、业务性能，业务性能可用传送时延、误码率、可用性等有关的技术规范指标表示。

根据业务的传送可靠行要求，可归类为无保护的业务、外加保护的业务、仅需恢复的业务、可被抢占的业务、通过业务分类，以便传送网络区别对待、满足业务的需求。

4.2 网络节点
传送网络依靠节点实现网络的基本功能。

从规划角度，网络设备主要考虑的功能包括，物理信号的终结和连接段的终结、网络连接的终结、路由功能、汇聚复用功能等，网络节点除实现的逻辑功能，设备的技术细节也是描述网络节点的基本信息，如节点容量、性能和成本信息，节点的地理位置相关信息，不同的设备实现不同的网络功能，特定设备处在规划的特定网络层，如光放大中继设备用在物理光纤层，通用的节点类型主要包括：线路放大器、再生中继器、终端复用器、上下路复用设备和交叉连接设备。

4.3 网络链路
代表某一层网络的连通性，例如在物理层，网络链路就是传输媒质及相关的基础设施，一条链路由它的两个终端点表示，媒质类型、路由长度和链路容量为链路的特征信息。

4.4 业务路由
根据路由的一般定义，业务路由为在网络上选择业务需求的路径，它由网络上一系列节点和链路组成，对业务更广义的理解，路由信息还包括业务需求在传输系统上如何实现，如节点的交叉连接，网络的保护恢复路由也应与业务的工作路由统一考虑。

4.5 汇聚复用
为了提高传送效率，汇聚复用是传输系统需实现的重要功能，根据传送网络的不同层次，传输系统各具有独特的复用帧结构，如SDH业务终结的低高阶通道的复用；SDH线路传输系统上的传送模块等级复用；WDM的合波和分波。

4.6传送子网
传送网络规模庞大，从本地到省级、国家级、直至国际传输，涉及多个运营商、多个网络管理者，为了管理方便，可将网络分割为不同的子网，每个子网代表一定范围、某一特定场合的网络体系，它由一些网络节点和链路组成，子网为许多的网络单元集合构成一个抽象整体。

4.7网络结构
给出网络的逻辑层信息，对于层级传送网络包括网络纵向功能分层和横向区域分割的信息，网络节点归集至不同的拓扑结构，如环形网、Mesh网；网络节点在网络中的功能地位，如枢纽汇聚点还是接入节点；技术上、物理上对网络结构的限制，如结构中最大的节点数量，光放大的最大跨越距离，工作和保护路由的最大长度。

网络结构还包括节点功能的描述和实现这些功能的节点结构，每一子网的结构以及在子网中如何选择路由，网络保护或恢复的计划，网络结构对网络成本和性能的影响等等。

4.8 节点设备
表示可在网络上安装的设备或网络节点上已有的设备，根据某一层次网络上需实现的一定功能来描述节点设备，每种设备实现某一传送功能，或集成若干传送功能，需考虑网络内各节点设备的互联关系，网络中业务路由的选择，业务倒换的保护实现等，网络规划方案需考虑选择何种设备组成网络，规划结果的完整信息包括逐个设备配置支路接口、交叉连接能力、传送容量等。

4.9 物理设施
物理曾是网络的最低层，它提供网络节点、传输媒质和传输基础设施的有关信息。

5. 传送网技术基础
从物理实现的角度看，传送网技术包括传输媒质、传输系统和传输节点设备技术。

5.1传输媒质
传输媒质是传递信号的通道，提供两地之间的传输通道。

传输方式从大类上划分有两种，一是电磁信号在自由空间中传输，即为无线传输；二是电磁信号在某种传输线上传输，即为有线传输。

传输媒质目前主要有以下几种：电缆、微波、通信卫星、光纤。

5.2传输系统
传输系统包括发送接收设备和传输复用设备。

携带信息的基带信号一般不能直接加到传输媒介上进行传输，需要利用发送接收设备将它们转换为适合在传输媒介上进行传输的信号。

传输复用技术目前可分为3大类：频分复用、时分复用和码分复用。

5.3传输节点设备
传输节点设备包括配线架、电分插复用器、电交叉连接设、光分插复用器、光交叉连接器等。

6. 接入网技术基础
6.1接入网的特点
（1）接入网主要完成复用、交叉连接和传输功能，一般不具备交换功能，它提供开放的V5标准接口，可实现与任何种类的交换设备的连接。

（2）接入网的业务需求种类繁多，但与核心网相比，其业务量密度很低，经济效益差。

（3）接入网需要覆盖的用户所在的位置不同，造成接入网网径大小不一。

（4）线路施工难度大，设备运行环境恶劣。

接入网的网络结构与用户所处的实际地形有关系，一般线路沿街道敷设，敷设时常常需要在街道上挖掘管道，施工难度较大，另外接入网的设备通常放置于户外，容易遭受自然环境甚至人为的破坏，这对设备提出了更高的要求。

（5）接入网的拓扑结构可采用多种形式，可以根据实际情况进行灵活多样的组网配置，在具体应用时应根据实际情况进行针对性选择。

6.2接入网技术分类
表7-1接入网的接入技术分类表
7. 国内电信传送网的现状
国内的传送网络结构主要分为3个层面。

第一层面为长途一级干线网，主要节点为直辖市、省会城市，其间主要由DWDM系统和高等级SDH系统组成，SDH承载在波分系统上。

京汉广以东沿海地区主要为32波以上WDM系统承载SDH 10Gbps系统，中西部分域主要以SDH 2.5Gbps、10Gbps环形系统为主，部分西部省份采用2.5Gbps线性系统相连。

形成了一个大容量，高可靠的网孔形国家骨干网结构，辅以少量线形网。

第二层面为省内二级干线网，主要节点为省内地区级城市，其间主要由SDH系统和WDM系统组成，形成省内网状或环形骨干网结构并辅以少量线性网结构。

第三层面为本地传送网，一般覆盖行政区划分的地区级地域范围，与固定电话本地网相对应，包括城市城区及所辖县域的传送网络，满足局间中继传输、用户接入传输带宽需求，为固定电话、移动电话、数据通信和互联网等各个业务网络提供业务接入及传送服务。

8. 传送网规划的步骤
（1）业务需求；
（2）确定网络基本要求（网络结构、节点功能、保护恢复策略）；
（3）网络设计、网状网或环网的定位（成本模型、节点结构、路由策略、故障假设、物理层限制）；
（4）设计的优化与评估。

9. 课程设计体会
通过本次课程设计，让我学会了很多以前不会的知识，巩固了书本上的知识，更深刻地理解了以前所学的知识，激发了对通信网络规划的学习兴趣，将所学知识应用到实际设计中，提高了自主思考和分析能力，对传送网有了更深层次的研究。

还有学会了怎么样画图以及灵活地使用Word，学到了很多以前没有接触到的东西，收获颇多。

刚开始设计的时候感觉自己什么都不会，不知道从哪着手，主要原因还是自己所学习的知识有限，还有平时积累的经验少，对这方面的知识没有更细的研究，导致自己在设计过程中遇到了很多困难，通过查找书，以及上网查资料，咨询老师、同学等途径，终于完成了本次课程设计。

虽然自己的设计还有很多小瑕疵，但是自己真的用心地去努力设计，尽自己最大的努力去完善它，通过本次课程设计，还让我知道了传送网在实际中应用的重要性，今后一定
要好好再学学相关知识，弥补以前没学会的内容。

本次课程设计结束了，但是我们都收获到了很多很多，对以后的学习、工作、生活都起到了很大的帮助，以后自己也会再努力尝试不同的设计，扩展自己的综合能力。

参考文献
[1] 梁建雄.通信网规划理论与实务.北京邮电大学出版社,2007,07:13～16
[2] 梁建雄.通信网规划理论与实务.北京邮电大学出版社,2007,07:161～165。