WDM关键技术及其对IP业务的承载MSTP原理.ppt

SDH&MSTP技术培训,烽火通信科技股份有限公司2008年12月,2,1 SDH原理及技术,内容摘要,3,SDH产生的技术背景,只有地区性的电接口规范，而不存在国际性标准。没有世界性的标准光接口规范从低次群到高次群的复接是异步的，需通过码速调整来达到频率的匹配和容纳时钟频率的偏差。,4,PDH缺点,没有国际统一的速率标准 2M系列：2M、8M、34M、140M、565M；1.5M系列：北美：1.5M、6.3M、45M、274M；日本：1.5M、6.3M、32M、100M；没有国际统一的光接口规范（多种码型变换方案）上下电路需大量硬件、结构复杂、成本高：需要用硬件进行逐级复用与解复用（背靠背）；网络的OAM能力差：无足够的开销字节。,5,日本系列,6.3Mbit/s,6.3Mbit/s,北美系列,45Mbit/s,274Mbit/s,34Mbit/s,139Mbit/s,565Mbit/s,欧洲系列,准同步数字系列,6,电/光,2Mbit/s电信号,PDH分插复用2Mbit/s支路信号的过程,PDH:准同步数字系列,7,SDH基本概念,SDH是Synchronous Digital Hierachy的缩写，即同步数字系列。SDH是一个通过物理（主要是光）的传输网络传送适配的净荷（Payload）的标准化数字传送结构的一个系列集。SDH是大容量光通信网络的国际标准。标准情况：工作开始于1986年6月CCITT（现为ITU-T）第18研究组。目标是给同步传输系统建立世界范围的标准，给网络运营者提供灵活和经济的网络。1988年11月，批准了第1个SDH标准，即G.707、G.708和G.709。这些标准为网络节点接口（NNI）定义了传输速率、信号形式、复用结构和支路映射。除了定义了包括NNI的标准以外，ITU-T还公布了一系列标准，如管理同步复用器运行的标准（G.781、G.782和G.783）和SDH网络管理的标准（G.784）。基于SDH标准，同步传输系统的概念超过了点到点传输系统的需要，它包括通信网络的要求，即倒换、传输和网络控制。这些性能使SDH可以用于所有三种传统网络的应用领域：本地网络（LN）、内部交换网络（IN）和长程网络（LHN）。因此，SDH提供了一个统一的通信网络基础结构。,8,SDH特点,优点：最主要的是同步复用、标准光接口和强大的网管能力速率统一：155M、622M、2.5G、10G、40G；光接口与帧结构统一：STM-N（N=1、4、16、64、256）；一步复用特性：可从高速信号中直接提取/接入低速信号强大的OAM&P能力实现了网络管理的智能化：丰富的开销（码流量的5%）、强大的软件技术；组网灵活、网络的生存性强：可组多种类型网络、具有自愈能力、可在线升级；前、后向兼容。缺点：带宽利用率稍低，不如PDH系统，如155M仅包括63个2M或3个34M。指针调整增加了设备的复杂性；低频抖动和漂移性能易于损伤，特别在PDH到SDH的过渡时期；强大的软件控制能力潜在重大故障的隐患。,9,SDH的复用结构和步骤,10,STM-N,AU-4,AUG,VC-4,TUG-3,TU-12,VC-12,C-12,C-4,C-3,TU-3,VC-3,N,1,3,TUG-2,7,3,1,指针处理定位复接映射,139264 kbit/s,34368 kbit/s,2048 kbit/s,TU-12,VC-2,1,44736 kbit/s（注 1）,（注 2）,注1：44 736 kbit/s接口主要用于传送IP业 务及图象业务。,注2:VC-2-mc主要用于传输图象等业务，具体技术实施方法待定。大约是4Mb/s34Mb/s之间。而SDH可为其提供VC-2、VC-2的级联等方式来传输。,我国目前采用的映射结构,11,提纲,SDH原理及技术概述SDH帧结构复用与映射段开销和通道开销指针SDH设备形态SDH的保护时钟同步,12,1 SDH原理及技术,内容摘要,13,MSTP的兴起弥补SDH不足,SDH在本地/城域网应用的缺陷：根本原因：以IP为主的数据业务发展迅猛以太网的普及表现形式：数据业务承载接口单一带宽不匹配，利用率低“静态”难于满足“动态”,14,MSTP的本质,资源共享业务灵活便于向未来网络过渡,视频,数据,话音,E1,STM-1,E1,DVB,Ethernet,E1,Ethernet,MSTP,15,多业务承载能力,烽火MSTP产品支持的接口种类：,以太网：10M，100M，1000M，10000M,ATM：155M，622M,PDH：2M，34M，45M，144M,SDH：155M，622M，2.5G，10G，40G,16,MSTP的逐步发展的模型,MSTP模型：,“与时俱进”MSTP,支持MSTP体系的所有新技术,17,EOS封装,M S T P,级联及LCAS,以太网处理,ATM/IMA处理,MSTP的关键技术,18,EOS出现之前的数据承载POS,PPP协议包括三个部分：1、提供封装多协议报文的方法2、LCP协议(Link Control Protocol)：用于建立配置测试链路3、NCP协议(Network Control Protocol)：用于建立配置不同的网络层协议,PPP在POS中应用（RFC2615）的主要缺点：重发定时器、Padding处理，标准无明确规定，互通性难；繁琐的LCP和NCP功能，硬件处理复杂、开销大；成本高。,注：PPP：point to point protocol；POS：packet over SDH。,19,LAPS基于SDH的良好链路环境无需LCP、NCP；Restart TimerAddr改为SAPI，同时兼容PPP省去Padding，大大提高短数据包效率强制4B的校验，提高效率，保证性能LAPS兼容PPP方式，比后者：协议处理简单传输效率高互通性好,注：LAPS：Link Access ProcedureSDH。,X.86 LAPS实现EOS：对POS的优化,20,SDH增加对以太网的适配（EOS），关键：帧长适配带宽匹配两种方式：,附：两种方式比较,SDH增加对以太网的适配EOS,21,两种映射方式：Transparent和Frame mapped。,扩展数据链路属性,自同步，抗7e,EOS封装，效率低,注：GFP：Generic Framing Procedure。,ITU-T G.7041 GFP：在X.86后10个月推出,22,带宽的灵活适配级联,级联：相邻级联、虚级联；级联颗粒：FE：VC12；GE：VC4；VC3（可选）。,VCG能透明通过既有SDH网；VC可独立传送、多路径传输；带宽指配灵活方便；对任一VC分别进行业务保护。以太网板卡需支持相邻级联，虚级联；通常，对FE支持VC12-xC/V，GE支持VC4-xC/V；,相邻级联：,多厂家SDH网络,注：VCG：Virtual Concatenated Group,虚级联：,23,回顾Concatenation（级联）,连续级联Contiguous Concatenation与虚级联Virtual Concatenation,C4,C4,C4,C4,24,ITU-T G.7042LCAS,LCAS实现：虚级联带宽的无损伤切换多径保护按需动态调整传送带宽,例：mem4失效时，LCAS过程,25,增强以太网适配灵活和安全性,Site A,Site B,“LCAS”通过信令检测故障虚容器，并重新绑定。,X,X,不同路径,注：VCat是Virtual Concatenation的简称。,VCat、LCAS的好处,26,以太网二层处理,STP：RSTP/MSTPVLAN：VLAN Stack、GVRP广播抑制组播：IGMP SnoopingCOS：相对及绝对优先级,27,STP：Spanning Tree Protocol（生成树协议）,通常，利用STP环网支持MP2MP服务：STP不是实质上的环网；无空间复用；仅有简单的802.1p相对优先级；收敛时间一般在50s左右；烽火对MP2MP的优化：利用MSTP（多生成树）成环网：有空间复用；采用RSTP：收敛时间在5s内；,FE/GE,FE/GE,FE/GE,工作路径,A,B,C,D,FE/GE,A,B,C,D,A B C D,逐跳带宽复用,28,交换机 A,绿色VLAN,黑色VLAN,红色VLAN,每个逻辑的VLAN就象一个独立的物理桥,VLAN的运作,IEEE 802.1Q VLAN ID范围：12bits，04095。,29,以太网盘GFC1：,VCG1（VC12/4-xC/V）,。,FE1,2GE（SFP模块）,CC,FE8,。,GE1,GE2,二层处理,VCG8（VC12/4-xC/V）,VCG9（VC12/4-xC/V）,VCG10（VC12/4-xC/V）,EOS封装：PPP/LAPS/GFP,MSTP环,带宽适配：VCatLCAS,以太网处理：交换/VLAN/组播/RPR/MPLS（可选）,LAN侧,WAN侧,STM-N,STM-N,在网管上可配置交换模式、或透传模式,8FE,MSTP原理及关键技术在产品的实现以太网盘,30,MSTP运维点,点多，增至：SDH、Ethernet、ATM,VC4,VC4,VC4,VC4,VC4,VC4,VC12,VC12,VC12,VC12,VC12,VC12,W,E,31,以太网的应用P2P,点对点专线（P2P）G.8011：EPLMEF：E-Line Service,MSTP传送网,CE,CE,Point-to-Point EVC,UNI,UNI,P2P EVC业务开展请注意：安全保障：对MAC帧完全透传：含MAC地址、VID。带宽灵活：VCG带宽：VC12-xC/V（x=146）；单盘最大可用带宽：63VC12、252VC12。板卡端口可选：电、光；端口密度：28。适于金融、安全系统等大客户。,分支机构,总部机构,VCG,VCG,VCG,以太网接口,MSTP设备连接示意图,32,点对多点专线（P2MP）,MSTP传送网,CE,CE,Point-to-MultiPoint EVC,UNI,UNI,UNI,CE,分支机构1,总部机构,分支机构3,CE,分支机构2,VCG,VCG,VCG,MSTP设备连接示意图,P2MP EVC业务开展请注意：同P2P；特别考虑局端点：可实现端口、带宽汇聚；也可多端口捆绑（Trunk）。特别考虑局端点：不处理业务MAC交换，安全性极大提高。适于构筑金融、安全系统等大客户接入专网。,以太网的应用 P2MP,33,点对多点专线（P2MP）特例：同源同宿业务共享同一VCG；EVPL（G.8011）,MSTP传送网,CE,UNI,总部机构,CE,分支机构2,VCG,MSTP设备连接示意图,该特例业务开展请注意：同P2P；特别考虑端点：不处理业务MAC交换，安全性极大提高。特别考虑带宽：两者共享VCG带宽可大于100M/1000M。该方式一定程度降低网络投资。,CE,分支单元1,CE,分支单元2,分支机构2,分支单元1,分支机构2,分支单元1,以太网的应用 P2MP,34,共享VCG时，带宽公平性保障,VCG,业务策略：拥塞时：按比例共同分担；保障绝对优先。业务控制：按流处理；带宽颗粒：64K。,分支机构2,分支单元1,分支机构2,分支单元1,共享型P2MP业务策略,35,多点对多点（MP2MP）适于构建大客户的专网/VPN,MSTP传送网,CE,CE,MP-to-MP EVC,UNI,UNI,G.ethsrv（G.8011）：EPLAN、EVPLANMEF：E-LAN Service,UNI,CE,MP2MP专线的两种实施方式：多条P2P；二层环网。,CE,UNI,分支机构1,总部机构,分支机构2,分支机构3,以太网的应用 MP2MP,36,MP2MP组网方式一,多条P2P组建MP2MP,MSTP传送网,CE,CE,MP-to-MP EVC,UNI,UNI,UNI,CE,高等级以太租线将CE连接组成二层环网：充分利用最终用户已有的数据设施；业务控制与传送分离。,CE,UNI,分支机构1,总部机构,分支机构2,分支机构3,37,MP2MP组网方式二,MSTP的二层环网提供MP2MP服务（TLS）,MSTP传送网,CE,CE,MP-to-MP EVC,UNI,UNI,UNI,CE,二层环网：STP、RSTP、VLAN STP；内嵌RPR、MPLS。共享型MP2MP的用户安全隔离：VID、MPLS Lable,CE,UNI,分支机构1,总部机构,分支机构2,分支机构3,38,烽火对MP2MP服务的优化,通常，利用STP环网支持MP2MP服务：STP不是实质上的环网；无空间复用；仅有简单的802.1p相对优先级；收敛时间一般在50s左右；烽火对MP2MP的优化：利用MSTP（多生成树）成环网：有空间复用；采用RSTP：收敛时间在5s内；,FE/GE,FE/GE,FE/GE,工作路径,A,B,C,D,FE/GE,A,B,C,D,A B C D,逐跳带宽复用,39,烽火对MP2MP服务的优化（续）,以太网层的优化处理：支持IGMP Snooping V2；支持GVRP、GMRP；流的策略：支持基于VID、MAC、端口的流分类；每个流的带宽颗粒为64K；支持CIR、PIR。增加RPR层处理；引入L2 MPLS层处理。,40,说明：对于多播报文，环上节点快速执行转发，由硬件完成，并同时接收一份，送Host/L3处理。当该报文回到源节点时，执行源地址剥离。,报文被剥离,报文直接被转发同时送Host处理,多播和广播支持,41,MPLS是shim技术Shim：两层LableMPLS与IP分层独立：IP网属性（IP地址/域、路由算法）二层属性（VID、CoS）QoS分层实施保护方式,Tunnel、PW标签：,IP业务网,MSTP传送网的MPLS层,内嵌MPLS在MSTP中的引入,42,内嵌MPLS在MSTP中的引入,MPLS通过数据控制平面完成上述功能。数据平面：流分类按端口、VID、端口VID划分流。UNI/NNIPE、P属性。Martini/VC封装标签交换等,PE属性处理,P属性处理：,UNI,UNI,NNI,标签交换,43,内嵌MPLS在MSTP中的引入,控制平面的功能：动态的Tunnel、PW建立拓扑自动发现端到端的QoS全网的流量工程（TE）LSP的保护（11、1：1、快速重路由）OAM,控制平面的实现：信令Tunnel：RSVP-TEPW：LDP路由OSPFMPLS与GMPLS：控制平面功能基本类似。前者无LMP功能。,数据接入网智能化、更高效、安全,加载了控制平面的MPLS比RPR功能更强，更适合IP化的数据业务接入,44,MSTP的后续发展,ASON,PTN,内嵌T-MPLS、PBT、MSR,智能化方向,CE方向,分组化方向,MSTP,45,1 SDH原理,内容摘要,46,烽火FonsWeaver/Citrans/IBAS全系列产品,本地汇聚层,本地网骨干层,国家一级干线/省内二级干线,FonsWeaver960,FonsWeaver780A,FonsWeaver780A,FonsWeaver780BCitrans 750,e-Fim OTNM2000,网络规划仿真工具,FonsWeaver780BCitrans 750Citrans550BCitrans550F,FonsWeaver780,FonsWeaver780,I-NNI,E-NNI,MSTP,ASON,Customer A,OVPN,Bod,3G,DSLAM,IP,Video,PSTN,SLA服务,Customer A,SAN,本地接入层,IBAS180IBAS110AIBAS110B,47,烽火MSTP产品系列,48,烽火Citrans系列产品,Citrans550B,Citrans550F,Citrans750,汇聚层设备选择的基本要求：调度能力强大容量交叉承载能力强多业务接口接口能力强接口数量多保护能力强多种保护方式,大型本地网汇聚层建设的推荐设备Citrans 750或FonsWeaver780B产品中小型本地网汇聚层建设的推荐设备Citrans 500系列2.5G产品,49,接入层的烽火独创特色,独创的故障检测系统针对实际运维中MSTP故障定位可能的不准确。独创的检测系统，迅速准确定位故障区间：系统级单板（含多业务）级物理接口级,独创的融合PDH的MSTPPDH适用于大客户接入：简单、可靠IBAS节点，将PDH融入MSTP网络 统一管理，降低维护成本，消除管理盲区 业务灵活调度 无需转接电缆，网络更可靠，总体成本更低,独创的融合CWDM的MSTPCWDM产品作为插板可以插入Citrans 系列MSTP产品中的空余槽位网元形态可以是OADM、OTM 低成本扩容：8(2.5G/2*GE/8*FE)统一管理,50,独创的故障检测系统,针对实际运维中MSTP故障定位可能的不准确。独创的检测系统，迅速准确定位故障区间：系统级单板（含多业务）级物理接口级,51,融合CWDM的MSTP,单板型CWDM,Citrans 550支持82.5G CWDM板卡IBAS 180/110A支持42.5G CWDM板卡,CWDM产品作为插板可以插入Citrans 系列MSTP产品中的空余槽位网元形态可以是OADM、OTM,低成本扩容：8(2.5G/2*GE/8*FE)统一管理,52,融合PDH的MSTP,PDH适用于大客户接入：简单、可靠IBAS节点，将PDH融入MSTP网络,PDH置于企业机房,IBAS 180、130,PDH置于大楼楼道,双纤双向,单纤双向,PDH板卡直接插入MSTP,接入传输主干层,OTNM2000网管系统,网管信息、业务调度,统一管理，降低维护成本，消除管理盲区收无光(RX)、失步(LFA)、103累计误码、106累计误码、支路中断(2MLIS)、对告（RMT）、环回控制状态（LOOP）、电源故障。业务灵活调度无需转接电缆，网络更可靠，总体成本更低,53,烽火“一站式”综合客户解决方案,边缘接入“一统江山”；既有网络“视而不见”。,CWDM,CPE型MSTP如IBAS 110B,N*64K、E1,FE,155M/622M/2.5G,现有城域网/中继网,中心点,FE/GE,数据设备,边缘节点,OTNM2000,IBAS 180/110A,E1,V35,FE,PDH,FE,SHDSL猫,光纤转换器,SAN,GE,POS,STM-1/4/16,54,小结,骨干层核心节点：780A/780B/780次核心节点：780B/750汇聚层核心节点：780B/550B边缘节点：550B/550F/180接入层一般节点：180/110A边缘节点：110A/110B,骨干层,汇聚层,接入层,55,烽火SDH/MSTP 久经国内权威测试考验,信产部传输所、中国移动2002年MSTP测试：数据业务处理能力排名第一；综合排名第二。中国电信北京研究院2003年MSTP测试：集团公司优先选用的第一批次；与其他主流MSTP成功互连互通GFP、LCAS。信产部传输所、中国移动2004年2月MSTP测试：信产部传输所、中国联通2004年8月MSTP测试：高低端排名均为前三；唯一提供全系列：155M40G；最大容量：40G，180/320G交叉；全系列支持再定时；作为模板厂家与其他厂家互通。,中国铁通2005年MSTP测试（委托信产部传输所）40G155M全系列参测MPLS、RPR测试结果优秀唯一进行控制平面测试厂家IMA ATM功能测试优于测试指标主动要求增测了十项测试方案未要求的功能中国电信北京研究院2005年内嵌MPLS的互通测试：烽火内嵌MPLS，是互通最好的两家之一。以上为烽火参加的测试；MSTP采用GFP/LAPS/PPP+VCat+LCAS（MPLS&RPR），保障：FE、GE的吞吐量：线速转发；时延、时延抖动性能；丢包率为0。,烽火参加的测试,56,人民银行,湖北电力,国安局,国安局,网通,海工大,交通信息中心,网通,科技馆(联通),武汉证券,中北路(联通),R13,R8,2.5G调度环,R7,水厂,荣华村,吴家山,台北路,营房村,DXC,622M调度环2,常码头,唐家墩,台北路,常清花园,民权路,友谊路,营房村,R6,合作路,营房村,三阳路,江大路,黄浦路,长春路,DXC,R9,十里铺,营房村,妙墩,洪山,罗家路,长途局,长春路,集团I,集团II,堤角,R11,蔡甸,十里铺,南垸新,台北路,三阳路,白玉山,洪山,R5,汉南,神龙路,洪山,钟家村,十里铺,622M调度环1,R3,洪山,南湖,紫阳路,民主路,积玉桥,徐东路,R2,中北路,东亭,徐东路,尤里村,街道口,洪山,R4,罗家路,青山新,工人村,徐东路,洪山,R1,徐东路,关山新,鲁巷,数据局,白沙洲,R10,关山新,华工,江夏新,洪山,黄浦路,二枢纽,R12,合作路,唐家墩,二枢纽,南垸新,二枢纽,钟家村,武汉电信本地/城域网国内最复杂本地/城域网之一,57,湖北移动武汉本地/城域网,骨干层,汇聚层,STM-16,STM-16,STM-16,接入层,58,晋中联通本地/城域网10G,被评为“优质工程”,烽火公司用3套10G设备替换掉原有本地/城域网上的2套2.5G设备，保留中心机房的2.5G设备以下2M业务，同时在区调队和榆液宾馆利用2套Citrans 130B设备来下2M业务，区调队和榆液宾馆原有的所有155光分支从10G上接出。原有的2套2.5G设备可以被利用到本地网上，从而 达到投入和产出的最佳比例，为晋中联通公司带来最大的经济效益。,59,西藏移动拉萨本地/本地/城域网,骨干层,汇聚层,接入层,60,泸州电信10G MSTP骨干网,骨干层,汇聚层,61,辽宁移动营口本地网,62,运城,ADM64,STM-64两纤复用段保护环,运城北郊,临猗,万荣,河津,稷山,新绛,4km,30km,41km,35km,30km,26km,101km,G.655,G.655,G.655,G.655,G.655,G.655,ADM64,ADM64,ADM64,ADM64,ADM64,ADM64,山西移动运城本地10G MSTP传输网,63,318 MSTP,市农行MSTP,2.5G（156E1）,710M,24:1汇聚,418 MSTP,13E1,SDH中继网,518 MSTP,24E1,SDH中继网,618 MSTP,15E1,SDH中继网,718 MSTP,23E1,SDH中继网,818 MSTP,28E1,SDH中继网,696MSTP,9E1,SDH中继网,SDH中继网,33E1,218MSTP,230MSTP,淄博网通农行大客户接入工程（农行层）,64,SDH中继网,518 MSTP,E1,E1,44E1,区农信MSTP,155M/202M,110M,155M/E(10M+NE1),110M,24:1汇聚,SDH中继网,318 MSTP,110/100M,淄博网通农行大客户接入工程（农信层）,65,本工程采用101端IBAS 180，69端 IBAS 110A综合组建16个155M自愈环，实现业务接入汇聚。覆盖荆门，钟祥，京山，沙洋4个地区，满足3G建网的带宽需求。,湖北联通2005年本地传输网（荆门）,两层结构,B,荆门联通综合楼,钟祥,沙洋,京山,2.5G环,A,京山邮政,京山服装,顺通,金茂,天王,贾店,罗店,马店,仁和店,石板河,曹武,永兴,R11环155M,R10环155M,京山,京山国税,万塔,高关,王家拐,三台,厂河,六房,三阳,坪坝,宋河,雁店,R9环155M,含：15个155M环1个622M环2个2.5G汇聚环A、B,66,REMOTE（IBAS180IBAS110A）:,OLT(Citrans550B/Citrans550C):,ETHERNET,V5.2,E1,ISDN BRA,ISDN PRA,nx64K 2M LL,ADSL,GSHDSL,POTS/PP,印度尼西亚雅加达城域接入工程-Tangerang,工程概述：本工程为交钥匙工程，传输和接入共384端设备，组建33个155M接业务保护环，覆盖雅加达Selatan,Tangerang两个区域，提供语音，宽带数据综合接入能力。工程如期交付运行，并被评为优质工程。,67,KALIBATA,CPE,KBY,Internet,ETHERNETNMS,ETHERNET,E1,V5.2,JAGAKARSA,CPA,OTNM2000,ETHERNET,ETH/E1协议转换器,印度尼西亚雅加达城域接入工程-Selatan,REMOTE（IBAS180IBAS110A）:,OLT(Citrans550B/Citrans550C):,ETHERNET,V5.2,E1,ISDN BRA,ISDN PRA,nx64K 2M LL,ADSL,GSHDSL,POTS/PP,工程概述：本工程为交钥匙工程，传输和接入共384端设备，组建33个155M接业务保护环，覆盖雅加达Selatan,Tangerang两个区域，提供语音，宽带数据综合接入能力。工程如期交付运行，并被评为优质工程。,68,西藏移动本地网工程,IBAS 110A,IBAS 110A,IBAS 110A,IBAS 110A,IBAS 110A,69,回顾,SDH原理网元形态概念MSTP原理关键技术应用形式烽火通信MSTP产品产品类型及型号定位及应用功能、性能典型数据单盘,有什么疑问？,