传送网技术发展分析

摘　要：光传输技术是当代传送网中的主流技术，以光通信技术为主的各种传输技术的发展也直接影响着通信网络整体的形态和发展。传送网络最终将成为高效、灵活、低成本、快速响应及管理方便快捷的多业务综合接入平台，这一目标促使着光传输技术与交换技术的不断融合，网络向全光化、智能化方向不断演进。

关键词：

的承载方式和大容量的PTN设备
　　由于LTE技术增加了S1-Flex和X2接口的需求，必须要采用L3技术才能很好地解决，因此传输网在初步完成从刚性管道SDH向弹性管道PTN转变的基础上，又将面临开启三层功能的挑战。目前对于如何开启三层功能有一些争议，主要是在PTN上开启三层功能还是采用PTN+CE的联合组网方式。
　　PTN本身是新生事物，PTN与数据专业联合组网测试效果并不理想，而且联合组网前期开通、故障定位及维护均较复杂，PTN在保持原有运维习惯，降低对维护人员综合素质需求上有很大的优势，目前传输+数据的复合型人才都非常稀少，因此在PTN上起三层不但是满足中国移动需求的现实选择，也充分考虑了运维习惯延续性的要求。另外再综合考虑成本、安全及保护倒换时间等各方面因素，一般情况下建议尽量采用PTN单独组网方式。PTN+CE的方式只在网络规模很大，运维力量很强并且今后各项测试指标良好的情况下酌情考虑采用。
2.C-RAN对传输的需求
　　 C-RAN的关键技术在于分布式架构+基带资源集中+射频资源共享+CPRI/lr光传送。C-RAN通过对基带资源的集中，射频资源小型化，可以减少基站需求数量，降低建站和维护成本，而且可以大幅提高基带资源利用率，解决潮汐话务问题。
　　C-RAN对传输的需求实际就是集中式基带单位BBU(Base band Unit)和远端射频单元RRU(Remote Radio Unit)之间的连接解决方案。C-RAN目前有三种传输解决方案，一是光纤直连，二是彩光直驱，三是OTN承载。由于时延要求非常严格，目前还不能基于PTN来承载，有的厂家提出用PTN上来承载，实际是在PTN上配置简易DWDM/OTN系统，与OTN承载无异。
　　对于一般光纤资源比较丰富的场景，采用光纤连接是不错的选择；彩光直驱由于集成于无线设备，扩容容易受限，界面不清晰，距离受限于光功率预算，专业协调和维护工作量都比传统方式更大，一般不建议采用。将来如果BBU进一步集中化，可以考虑采用简易版的OTN设备进行承载，相对而言，OTN设备承载方式无论从界面清晰度、完善的OAM、支持大颗粒业务、传输距离和平滑演进等各方面均拥有明显优势，但同时也是成本较高的一种解决方案。
3.物联网对传输的需求
　　据咨询机构Forrester预测，到2020年，物物互联的业务与人人通信的业务比例大约为30:1。但目前物联网在国内主要还是一些政府推动性的项目，真正达到大规模人-人通信向物-物通信的转变还需要一定的时间，根据中国的经济发展阶段，真正达到规模应用，深刻地改变我们的生活估计还要5-15年的时间。
　　物联网包括信息感知、传递和处理这三个部分，传输网是完成其中的传输功能，由于传输只是简单地完成将信号传送的功能，因此物联网对传输网的冲击并不在架构上，而主要是在传输带宽上。
　　目前几种传输方式，PON/SDH/PTN从IP化业务、业务隔离、物联网上下行不对称和数据不定期/定期突发等特征来看，PTN是物联网传输通道的很好的选择。PON相对来说可靠性较差，但也可用于安全级别要求较低的物联网业务。SDH由于其刚性管道和对IP化趋势不能良好适应一般情况下尽可能不承载物联网业务。
　　物联网将消耗大量的带宽，无线的频谱资源是首先受到冲击的，这比传输带宽更难解决，而传输资源受到多大冲击要视运营商业务发展情况而定，如果业务发展快速，比如承载了大量的物联网视频流，就可能会对传输网带来很大的冲击。
OTN发展趋势
　　波分系统继续朝着容量更大，距离更长的方向发展。现有40G的波分系统目前应用相对较少，除PMD受限等原因在组网时受限颇多，而且不便于光缆的OLP保护。随着相干PM-QPSK技术的采用，这些问题都将得到解决。目前100G的波分系统目前已有了商用化的产品，100G波分系统由于采用了基于相干的PM-QPSK的编码技术，色散容限达到了40000ps以上，而采用了电域PMD补偿技术，PMD容限达到了35ps以上，因此100G波分系统反而比10G和40G系统具有更好的跨距性能，目前商用系统已能达到无电3000KM以上的传输距离。100G系统业界预计将有10年以上的生命周期。各厂家也陆续推出基于相干PM-QPSK的40G波分系统，因此现有的40G波分技术很可能是一种过渡技术。所以采购现有的40G波分系统要相对慎重。
　　OTN系统目前主流设备的交叉容量均已是几个T的级别，今后除了设备交叉容量会进一步大幅提升到十几T甚至几十T以外，另一个重要的趋势就是OTN的分组化，也就是今后OTN的交叉矩阵将不再是固定速率的交叉矩阵，而是基于包交换或者信元交换的矩阵，这样可以对所有数据接口的业务进行打散再整合，也可以实现任意固定速率的交叉。这也就是我们称之为P-OTN或MS-OTN技术。P-OTN技术除了针对以太网业务1GE/10GE/40GE/100GE新定义了ODU0/ODU2e/ODU3e2/ODU4外，还定义了ODUflex容器，以支持任意客户业务。现阶段的P-OTN传送平台已经具备了任意CBR业务的传送能力，包括SDH业务、以太网业务、公共无线接口业务(CPRI)和光纤通道业务(FC)等。所以P-OTN不但能满足未来高带宽多业务承载，而且适应IP化承载需求，可从当前部署的OTN平滑升级，并达到了运维管理模式统一简单的目的，可以大同步降低运营商网络的CAPEX和OPEX。
5.新型光纤技术发展
　　G.657光纤可分为A、B两大类，其中A类光纤支持O、E、S、C、L全波段应用，A类又为分A1、A2，A2有更好的微弯性能。B类有更小弯曲半径，但是以模场直径和衰减为代价的。因此首推A2光纤。主要应用于FTTH。
　　G.657.A2光纤，利用其优异的弯曲特性，在不降低光缆温度及机械性能的情况下，通过降低套管内经（但套管壁厚不变），来到减少光缆直径的目的。
　　在接入网，蝶形光缆和室外两用光缆使用G.657.A2光纤，可以发挥弯曲不敏感光纤光缆的应用优势。
　　在城域网中，用G.657.A2光纤代替G.652.D光纤，可以简化光缆设计；小型化光缆可节约管道资源，降低光缆系统成本，增值价值显著。
　　在干线中，用G.657.A2光纤可提高线路的温度性能，减少断纤几率。
　　总结：G.657光纤具 有超低损耗、可靠稳定的传输性能，更宽的温度容忍范围，以及最优点建设成本，估计可能在未来的几年中G.657光纤替代G.652光纤。
6.接入技术分析
6.1 PON技术
　　无源光网络(PON)是指在OLT(光线路终端)和ONU(光网络单元)之间的光分配网络(ODN)没有任何有源电子设备。其典型的拓扑结构为点对多点的星型结构。从PON的标准演进，以及产品开发程度来看，目前，EPON和GPON有潜力得到广泛应用。
　　EPON是一项采用点到多点拓扑结构，采用光纤和光无源器件进行物理层传输，在以太网协议的基础上开发了新的数据链路层协议来提供多种服务的宽带接入新技术。这项技术充分结合了无源光网络技术和以太网技术的优势，为在局端中心机房和终端客户现场之间配置宽带接入光纤线路提供了一种高效低成本的方法。EPON将成为未来宽带互联网中比较理想的最后一公里解决方案。
　　GPON是支持最大传输速率2.5Gbit/s的PON标准，它采用了比EPON更有效的数据封装格式，但也具有价高的建设成本。GPON可以灵活的提供对称和非对称速度，传输距离至少达到20KM，系统分路比可以为1:16,、1:32、1:64乃至1:128。
6.2 有线接入技术比较
　　根据前述分析，目前面向IP化的全业务宽带接入的有线技术，主要包括MSTP技术，PTN技术和PON技术，在此对有线接入技术，进行技术特点的比较。
表 6.2.1  MSTP、PTN与PON技术特点
比较项目
MSTP
EPON/GPON
PTN
核心技术
电路交换、时分复用
无源光传输、以太网
分组交换、统计复用
业务承载
TDM业务为主，数据业务为辅
数据业务为主，EPON通过仿真支持TDM业务
数据业务为主，TDM业务为辅
带宽利用率
较低
较高
高
QoS机制
刚性带宽指配，静态带宽预留
带宽动态可调整，业务有优先级队列
层次化的QoS设计，带宽动态分配、可共享
网络保护
100％保护带宽的环网保护，50ms级电信级保护
主干保护、全保护
1+1、1:1 LSP保护
技术成熟度
成熟
较成熟
技术基本成熟，商用化初期阶段
适用范围
适合集团客户，不适合家庭用户
适合政企及家庭用户
适合政企用户，不适合家庭用户
　　
6.3 无线接入技术
　　无线接入技术，作为有线接入技术的重要补充，也将在全业务运营场景下的接入网中扮演重要的角色，目前主流的无线接入技术主要包括数字微波技术，WiFi技术，以及Wimax技术。以下将对这几种技术主要特点和适用场景进行分析比较。
表 6.3.1 无线接入技术的技术特点和适用场景

数字微波
WiFi
Wimax
技
术
特
点
伸缩性大。
建构容易：架设数字微波传播径路所需的时间较短，且受地形或障碍物影响较小 。
运用灵活，且通信效率也相当高 。
无线局域网接入技术
WIFI技术作为高速有线接入技术的补充，具有为可移动性、价格低廉的优点
由于数据速率、覆盖范围和可靠性的差异，WIFI技术在宽带应用上将作为高速有线接入技术的补充。
技术相对成熟，可商用
无线城域网(MAN)接入技术
传输距离远(>500m)
接入容量大(近70M)
无“最后一公里”瓶颈限制
提供广泛的多媒体通信服务
内建的QoS、高性能、标准统一、有智能天线支持
不够成熟
适用
场景
作为基站和大客户专线接入的补充手段 。
适合商务、公共建筑、家庭的室内、室外覆盖 。
适合城域无线、移动宽带接入 。
　　其中Wimax技术由于和TD-SCDMA的使用频率有所重合且不够成熟，不建议使用，建议采用数字微波及WiFi作为主要的无线接入手段。
　　传送网的建设目标是建设灵活、安全、动态的传输网络，满足业务多样性的接入需求，保障企业的可持续发展。
　　传送网作为基础承载网络，为所有业务网及终端客户提供电路服务。目前，传送网已经从无线和交换的配套网络发展成为包容数据、语音等各种业务的基础承载网络，传送网的长期规划必须根据传送网的结构特点、总体考虑网络的布局和构架，设置合适的核心和汇聚节点，满足各种业务的发展需求。

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