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

2024-05-07科技

前言

文章主要介紹常見名詞以及其在各自領域實作的功能價值。

01 裸纖

裸光纖(裸光纖)由營運商提供,是無中繼的光纖路線,僅透過配線架連線。相比傳統光纖,裸光纖提供純粹的物理傳輸路徑,無需額外網絡器材。
套用廣泛,如連線相隔20公裏的兩個校區。裸光纖就像一根光纖橋梁,直接連線兩點,簡化拓撲結構,提高網絡效率。

最佳化網絡架構,整合兩校區:
以裸光纖互聯校區,實作網絡統一營運管理。廢除兩套認證系統,簡化維護,提升效率。將老校區網絡整合為新校區的子模組,實作有機融合。

租用營運商裸纖價格較高,一般按照公裏收費,記得某專案租用20km裸纖,費用為20萬/年,5年路線費用就是100萬。有人可能會問,既然裸纖路線這麽貴,為什麽不自己拉一根光纖,連線兩個校區,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,只有營運商、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(也就是圍墻內)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,如教育都會網路。某縣教育網采用營運商裸光纖互聯,實作學校與教育局互通,統一網絡出口,便於資源共享和審計。

裸纖在城市安全和影片監控領域廣泛套用,尤其是公安部統計顯示的全國影片專網鏈路中,裸纖占比高達35%。營運商裸纖租賃服務提供了可靠高速的數據回傳,滿足了前端網絡攝影機影片流量的傳輸需求,確保平安城市、影片專網和雪亮工程等專案的穩定執行。

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、電子政務等行業套用,一般人接觸不上。我們日常說的專線基本指二層專線,二層專線相當於營運商給了你「一根線」,你兩端連線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器材,營運商給你的是真實的一根線,而專線中間經過營運商的各類路由器交換機器材,只是營運商給你模擬出來了一根線,讓你感覺跟裸纖效果差不多,至於專線的底層技術,這個是CCIE ISP營運商方向研究的內容,大部份人無需搞得那麽透。

裸纖:
穩定性高,光纖未斷不會受營運商器材故障影響。但光纖被挖斷會中斷業務。
專線:
營運商器材故障可能影響業務。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,專線略優於裸纖,尤其在涉及到光纖損壞的情況時。

裸纖互聯優勢:
靈活可控頻寬:透過更換交換機光模組,可根據需求自主調整頻寬,如10G、40G或100G。
租用專線成本高昂:
營運商提供的10G或40G專線租用費用昂貴,難以滿足經濟型需求。

專線是營運商提供的網絡連線產品,可為企業提供穩定、可靠的高速網絡。常見技術包括 SDH、MSTP、PTN 和 OTN。

03 SDH和MSTP

TDM 時分複用,將標準時段 (1 秒) 分為 8000 段小時間段 (125 微秒),每段傳輸一路訊號。
SDH 系統基於 TDM,是一種傳統的電路排程技術,提供高穩定性、低誤碼率的傳輸服務。

早年通訊依靠TDM傳輸語音,奠定電話網絡基礎。隨後,乙太網路在與ATM的競爭中勝出,成為網絡主流。如今,IP協定占據主導地位,推動了網絡業務IP化。伺服器、PC和網絡攝影機等器材都需配置IP地址,彰顯IP在現代通訊中的重要性。

MSTP融合了營運商骨幹網的SDH和園區內部的乙太網路優勢。營運商骨幹網仍采用時分複用技術,但與使用者連線的介面使用標準乙太網路介面(如10M、1G),而非傳統的POS/CPOS介面。這種融合為營運商和使用者提供了無縫連線和靈活的頻寬擴充套件,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,乙太網路僅占 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,乙太網路的技術優勢凸顯,但受制於股權結構,無法充分發揮潛力。
這導致了乙太網路發起了技術革新,推動了 WDM、OTN、IP-RAN 等技術的發展,以打破 SDH 的壟斷,實作技術平權,提升數據網絡的效能和效率。

04 波分WDM

隨著互聯網高速普及,頻寬需求飆升,迫使電訊供應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影片傳輸需求。
受二環路高架橋啟發,專家提出將網絡傳輸劃分為多個通道,從而提升傳輸效能。這種基於SDN技術的多通道匯聚解決方案,有效解決了頻寬爭用問題,為電訊供應商釋放了巨大的增長潛力和利潤空間。

波分複用(WDM)技術將多個波長訊號同時傳輸在一根光纖中,提升了網絡容量。WDM技術廣泛套用於城市主幹道(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,可顯著提升頻寬:
- 傳統裸光纖:商用100G光模組,鏈路最大100G
- 波分部署:單條光纖頻寬可高達4T或更高。
波分技術雖成本高昂,但可支持高頻寬套用,主要使用者為營運商、公安、BAT等單位。

05 OTN

OTN(OpticalTransportNetwork,光傳送網)

WDM波分技術以其驚人的超寬頻寬備受青睞,滿足日益增長的數據傳輸需求。然而,即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,成為OTN麾下的一員。而另一位技術巨擘乙太網路,其發展勢如破竹,展現出強勁的生命力。

06 MSTP+

為解決MSTP中乙太網路股權分配不均的問題,SDH 集團推出MSTP+(Hybrid MSTP)。該方案將乙太網路股權提高至50%,以反映其在網絡流量中占90%以上的貢獻。此舉旨在提升乙太網路地位,成為對該業務貢獻率不匹配的補償措施。

07 IP-RAN和PTN

乙太網路與 MPLS 攜手,挑戰 SDH 的市場地位。面對傳統技術 MSTP 的 50% 份額,乙太網路立誌變革通訊格局。

乙太網路崛起挑戰SDH陣營,采取「農村包圍城市」戰略,實作終端IP化和建立以IP+乙太網路為主導的骨幹網。
然而,乙太網路陣營內部出現分歧,形成兩大派系,為市場格局增添不確定性。

SDH 客戶可選擇加入 IP-RAN,但需采用偽裝技術。IP-RAN 不提供時間同步保證,專註於乙太網路服務。

SDH提供商面臨轉型挑戰,其眾多客戶仍有TDM業務需求。PTN透過偽裝技術(PWE3)吸納SDH客戶,使其在PTN網絡中偽裝成SDH器材,滿足TDM需求。在網絡外時,偽裝去除,還原為原始狀態。這種易容術可為現有SDH客戶提供平滑過渡,同時促進PTN網絡的擴張。

08 總結

MSTP+ 作為 SDH 向乙太網路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。這種融合標誌著 IP/乙太網路對 SDH 的勝利。

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

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