IP化光傳送網(wǎng)發(fā)展及應(yīng)用

華為技術(shù)中國(guó)區(qū)MKTG 劉東風(fēng)IP化光傳送網(wǎng)開(kāi)展及運(yùn)用01.02.2024IP化光傳送網(wǎng)開(kāi)展及運(yùn)用電信網(wǎng)絡(luò)IP化及其對(duì)傳送網(wǎng)影響華為公司全系列傳送網(wǎng)處理方案光傳送網(wǎng)開(kāi)展的關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用Page2擁抱Internet，帶寬爆炸式增長(zhǎng)Internet的“愛(ài)與恨〞，Internet業(yè)務(wù)既是傳統(tǒng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)的消滅者，又是新的開(kāi)展時(shí)機(jī)SMS/IVRInternetTVMediaMyOpinionMyRightMyindividuality技術(shù)用戶(hù)需求Page3未來(lái)5年全球傳送網(wǎng)帶寬將堅(jiān)持高速增長(zhǎng)全球傳送網(wǎng)帶寬堅(jiān)持高速增長(zhǎng)(CAGR=+30%)接入網(wǎng)平均流量從5G增長(zhǎng)到40G(CAGR=+30%)城域網(wǎng)平均流量從500G增長(zhǎng)到2.5T(CAGR=+22%)長(zhǎng)途網(wǎng)平均流量從15T增長(zhǎng)到40T(CAGR=+13%)跨洋帶寬增長(zhǎng)快速，主要是區(qū)域海纜通訊增長(zhǎng)快(中東+61%，亞太60%)洲際傳送帶寬流量Source:Telegeography2007用戶(hù)接入帶寬流量Source:Gartner城域傳送帶寬流量Source:Gartner長(zhǎng)途傳送帶寬流量Source:GartnerPage4今天的承載網(wǎng)——OneService，OneNetworkResidentialCustomerBusinessCustomerInternetPBXIP/MPLSCOREMSTPEthEthTDMEthDSLAMLeasingLineLANTDM/EthernetTDMMobileCustomer寬帶傳送網(wǎng)MEN＋WDMLHDWDM/OCS長(zhǎng)途網(wǎng)：LHDWDM、OCS和IP/MPLSCoreRouter為主的運(yùn)用。城域網(wǎng)：MSTP、MetroEthernet是主流的建立方式，MetroWDM逐漸成為潮流，多套網(wǎng)絡(luò)在城域網(wǎng)絡(luò)上依然存在包括ATM，DDN和FR等。挪動(dòng)傳送網(wǎng)MSTPPage5寬帶全業(yè)務(wù)承載網(wǎng)目的架構(gòu)大區(qū)制、集中式部署、特別是業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)更加集中技術(shù)一致、產(chǎn)品形狀單一，隨業(yè)務(wù)添加而容量增大固定網(wǎng)絡(luò)和挪動(dòng)網(wǎng)絡(luò)集成和共享，即業(yè)務(wù)與接入和承載技術(shù)無(wú)關(guān)多種運(yùn)用場(chǎng)景、分布式部署多技術(shù)共存、多產(chǎn)品形狀共存固定接入和挪動(dòng)接入深度結(jié)合AccessBearerServiceBOSS接入網(wǎng)BSS/OSSLegacyNetwork承載網(wǎng)業(yè)務(wù)網(wǎng)BRASPExGSNMGWSBC…RWRWRWRWEWEWEWEWEWEWIP+DWDMGBE10GBE10GBE10GBEGBEMacroMicroPICOAPPICOMacroMicroHSDSLLAN/HSDSLADSL(2+)ADSL2+VDSL2VDSL2/FiberFTTCFTTBFTTHFTTBFTTCOLTFixedAccessCPE圖例MobileAccessWDMEthernetServicePlatformServiceEnablerCommonBlockWERouterR…CRMSOA-EnterpriseServiceBusBillingERPNMSProvisionAssurance…SOA-Service-OrientedArch.WS=WebServiceWSSOA-ServiceExposure、Orchestration、Mushup3rdParty3rdParty媒體和信息效力多媒體通訊效力PDFIM&PVoIPVideoCentrexTVGameNews…DRMCodecCDN…企業(yè)ICT效力StorageComputing…OnlineITAppsSOA-ServiceDeliveryPlatformIMSCore&SoftSwitchSOA-ServiceDeliveryPlatformWSWSCentralServiceManagedServices…IP&OpticalITCTCT〔IMS〕+IT〔WebService〕Mobile&WirelessPage6ALLIP網(wǎng)絡(luò)中傳送網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值交換網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)絡(luò)傳送網(wǎng)絡(luò)OAM&P傳輸性能監(jiān)視與缺點(diǎn)定位，業(yè)務(wù)配置調(diào)度非本地業(yè)務(wù)穿通，本地業(yè)務(wù)的上下會(huì)聚&適配減少接入點(diǎn)與交換節(jié)點(diǎn)間的鏈路數(shù)量，減輕業(yè)務(wù)交換機(jī)的端口壓力業(yè)務(wù)傳送適配傳輸&維護(hù)端口的拉遠(yuǎn)，光纖資源的節(jié)省,屏蔽底層缺點(diǎn)對(duì)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的影響40G長(zhǎng)間隔傳送無(wú)阻塞波長(zhǎng)交叉支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)端到端管理Page7IP化光傳送網(wǎng)開(kāi)展及運(yùn)用電信網(wǎng)絡(luò)IP化及其對(duì)傳送網(wǎng)影響華為公司全系列傳送網(wǎng)處理方案光傳送網(wǎng)開(kāi)展的關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用Page8骨干層流量的變化IP流量主要來(lái)自于Internet運(yùn)用的驅(qū)動(dòng)，僅骨干IP流量北美約為300T、西歐約為100T、中國(guó)約為40~50T未來(lái)全球IP流量會(huì)堅(jiān)持100％～115％年增長(zhǎng)率，視頻業(yè)務(wù)、多重播放業(yè)務(wù)的運(yùn)用會(huì)繼續(xù)推進(jìn)帶寬增長(zhǎng)全球Internet流量按照每年100%的速度增長(zhǎng)可靠性：電信級(jí)維護(hù)節(jié)點(diǎn)、端口、光纜缺點(diǎn)擴(kuò)展性:高速線(xiàn)路接口，高效傳送GE/10G/40G/100G業(yè)務(wù)效率:大顆粒業(yè)務(wù)會(huì)聚，靈敏的業(yè)務(wù)配置，低本錢(qián)傳送與IP/MPLS協(xié)調(diào)組網(wǎng)，提供跨層流量工程和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)Page9IP+光——協(xié)同開(kāi)展?jié)M足寬帶開(kāi)展需求UserTraffic2×/12monthsRouterCapacity2.2×/18monthsMoore’sLaw2×/18monthsDWDM提高傳輸線(xiàn)路資源利用率、實(shí)現(xiàn)大容量長(zhǎng)間隔傳送，IP實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)會(huì)聚、轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)Page10IPoverWDM網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——OTN傳輸網(wǎng)光纜中斷等批量事故由傳輸網(wǎng)擔(dān)任維護(hù)業(yè)務(wù)端到端的單點(diǎn)缺點(diǎn)、路由器單板缺點(diǎn)等由路由器擔(dān)任維護(hù)光傳送提供更高的線(xiàn)路傳送才干，為寬帶IP業(yè)務(wù)提供GE/10GE/40G傳送才干40GULHDWDM技術(shù)提供端到端組網(wǎng)才干OTN無(wú)阻塞電層交叉、子波長(zhǎng)復(fù)用G.709端到端OAM&P端到端網(wǎng)管GMPLS智能控制平面Page11光傳送網(wǎng)開(kāi)展的關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用40G長(zhǎng)間隔傳送技術(shù)面向IP的OTN傳送技術(shù)及運(yùn)用IP化的傳送技術(shù)——PTNPage1240G長(zhǎng)間隔傳送技術(shù)Page1340GDWDM運(yùn)用的主要技術(shù)限制要素ASE噪聲積累OSNR40G對(duì)光纖傳輸提出了更加嚴(yán)厲的要求，DWDM系統(tǒng)面臨新的傳輸課題；在同等物理?xiàng)l件下與DWDM10G傳輸系統(tǒng)相比，DWDM40G有如下限制：信噪比〔OSNR〕劣化4倍〔6dB〕；色度色散容限降低16倍；偏振模色散〔PMD〕劣化4倍；非線(xiàn)性效應(yīng)變得更加明顯。系統(tǒng)性能4×4×16×限制更加嚴(yán)厲光纖色散效應(yīng)偏振模色散〔PMD〕光纖非線(xiàn)性效應(yīng)SPM/IXPMPage1440G傳輸運(yùn)用中的關(guān)鍵技術(shù)碼型調(diào)制技術(shù)CS-RZ/ODB/DRZ/NRZ-DPSKRZ-DPSK/DP-QPSK/RZ-DQPSKFEC/EFEC色散管理TDC/EDC分布式Raman放大OSNR靈敏度減少6dB色散容限降低16倍〔60ps/nm〕PMD效應(yīng)的危害添加4倍更大的非線(xiàn)性效應(yīng)危害功率平衡管理當(dāng)前業(yè)界公認(rèn)40GWDM系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)規(guī)范：長(zhǎng)間隔傳輸才干〔OSNR靈敏度高、入纖光功率大，傳輸代價(jià)小〕對(duì)C波段80波的支持才干〔OADM級(jí)聯(lián)才干應(yīng)大于6〕對(duì)不同光纖的順應(yīng)才干〔PMD容限足夠大〕與10G混合傳送Page1540GSolution40G80/96通道系統(tǒng)〔ODB/eRZ-DQPSK〕40G40/48通道系統(tǒng)〔DRZ〕1、最大容量1.92T2、抗非線(xiàn)性才干強(qiáng)3、1200公里Mux/DemuxModuleMux/DemuxModuleOADMModuleDCMOADispersionManagement40GOTUmodule40GOTUModule40G40G1、最大容量3.84T2、支持50GHz傳輸3、640/1200公里40G反向復(fù)用10G×192通道40G40G1、最大容量1.92T2、高PMD容限3、2000公里傳輸才干完善的40G線(xiàn)路傳送技術(shù)根據(jù)不同的運(yùn)用場(chǎng)景，提供最具性?xún)r(jià)比的40G處理方案Page16華為40G波分eDQPSK技術(shù)引見(jiàn)40G技術(shù)DP-QPSKNRZ-DQPSKRZ-DQPSKeRZ-DQPSK10G

參考值靈敏度(dB)1414.513.313.010~11每波入纖功率-4dBm-1dBm+1dBm+2dBm+4dBm最大DGD容限(ps)>5017.3181936~54加強(qiáng)型RZ-DQPSK編碼，進(jìn)一步提升性能，如高OSNR、PMD、色散、抗非線(xiàn)性才干CSRZDRZODBeDQPSK200620072021Page17OTN引領(lǐng)40G時(shí)代提早到來(lái)GE2.5GPOS10GE10GPOS40GE100GE40GOTU310GOTU22.5GOTU1電交叉使得業(yè)務(wù)適配與線(xiàn)路傳送技術(shù)無(wú)關(guān)，消除10G、40G的界限線(xiàn)路技術(shù)的選擇由帶寬決議，而與線(xiàn)路速率無(wú)關(guān)40G10G10G40G10G40G40GESTM-644x10GE4xSTM-168xGE4xSTM-64OTNPage1840GOTN網(wǎng)絡(luò)引入戰(zhàn)略近期40G波長(zhǎng)承載10G、2.5G、GE業(yè)務(wù)流量少10G/40G混傳承載40GE/100GE業(yè)務(wù)全網(wǎng)96x40G未來(lái)演進(jìn)到100G線(xiàn)路123中長(zhǎng)期20x40G8x40G6x40G+10x10GPage19全球40G部署節(jié)拍AT&TTelefonica法國(guó)N9UF北美HABERNIA北美XOCommunications俄羅斯TTK中國(guó)電信現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試中國(guó)教育網(wǎng)測(cè)試……截至08Q1，華為已完成商用工程、現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試、實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)入測(cè)試23個(gè)。Page20面向IP的OTN傳送技術(shù)及運(yùn)用Page2138254080OTUkOH1781415161738241234OPUkPayloadOPUkOHODUkOHClientSignalmappedinOPUkPayloadOTUkFEC1234116RowColumn78OPUk開(kāi)銷(xiāo)區(qū)1415FASPSIEXPTCMACTTCM4TCM3TCM2TCM6GCC1GCC2FTFLPMRESRESAPS/PCCSMRESGCC0MFASMapping&ConcatSpecificJCJCJCNJOPJORESRESRESTCM5TCM11999年ITU-T定義的新型WDM〔OTN〕的G.709規(guī)范，經(jīng)過(guò)類(lèi)似于SDH的幀構(gòu)造、類(lèi)似于SDH的開(kāi)銷(xiāo)處置，保證了類(lèi)似于SDH的維護(hù)才干與管理維護(hù)才干，OTN規(guī)范的運(yùn)用情況，是IPoverWDM能否順利實(shí)施的重要保證。面向IP的WDM——OTNPage22傳統(tǒng)WDM≈PDH OTN≈SDHOTN提供對(duì)多波長(zhǎng)光網(wǎng)絡(luò)的管理〔開(kāi)銷(xiāo)在波長(zhǎng)上傳送〕；Och,OMSandOTS可以運(yùn)用非結(jié)合開(kāi)銷(xiāo)(OOS)。OOS經(jīng)過(guò)OSC傳送從左邊的圖可以看出，WDM只覆蓋了OTN的一小部分.WDM缺乏帶寬管理，端到端組網(wǎng)，光層管理和OADM才干OTN對(duì)客戶(hù)端信號(hào)提供規(guī)范的映射、復(fù)用構(gòu)造；OTN開(kāi)銷(xiāo)豐富，可用于OAM及段監(jiān)控〔SM〕、通道監(jiān)控〔PM〕、多級(jí)級(jí)聯(lián)監(jiān)控〔TCM〕等各種監(jiān)控，以及前向糾錯(cuò)〔FEC〕；為了網(wǎng)絡(luò)互連定義了規(guī)范UNI/NNI接口(IrDI,IaDI，即OTUk和OTUkV)來(lái)適配SDH、以太網(wǎng)、視頻、存儲(chǔ)等業(yè)務(wù)。Fig.2FullOTNHierarchySDH/SONETFDDIATMIP/MPLSEth/GE/10GEclearchannel2.5G/10G/40G映射ODUk復(fù)用(TDM)光數(shù)據(jù)單元〔ODUk〕凈荷OTUk凈荷“電/光〞轉(zhuǎn)換(4x3808)光信道〔OCh〕凈荷光傳送段〔OTS〕凈荷復(fù)用后的信號(hào)傳送、放大光復(fù)用段開(kāi)銷(xiāo)光復(fù)用段〔OMS〕凈荷OCh復(fù)用(WDM)電層光層ClientLayerODUk/OTUkLayerOChLayerOMSLayerOTSLayerλOSC光信道開(kāi)銷(xiāo)光傳送段開(kāi)銷(xiāo)FEC(4x256)ODUk/OTUk開(kāi)銷(xiāo)(4x16)OTN層次構(gòu)造與維護(hù)信息分布表示圖WDM的超大傳送容量+SDH式的豐富的OAM性能+未來(lái)的無(wú)限擴(kuò)展性+……OTN=Page23傳送技術(shù)的開(kāi)展——OTN靈敏組網(wǎng)客戶(hù)側(cè)信號(hào)->OTUk適配ODUk電交叉銜接OCh光交叉銜接STM-N/GE/10GE/2.5GPOS/10G/40POS/ATM/SAN等OTSOMSMUX/DMUX客戶(hù)側(cè)信號(hào)->ODUk映射ODUk->OTUk適配OA光層電層客戶(hù)模塊線(xiàn)路模塊業(yè)務(wù)直通模塊交叉模塊WDM的開(kāi)展趨勢(shì)是從點(diǎn)到點(diǎn)的鏈轉(zhuǎn)換成波長(zhǎng)可調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)ROADM是O-O-O波長(zhǎng)調(diào)度技術(shù)，可用于光層子網(wǎng)內(nèi)部OTN是O-E-O的波長(zhǎng)調(diào)度技術(shù)，用與組網(wǎng)NGWDM集成OTN和ROADM技術(shù)，并采用ASON/GMPLS控制平面pointtopointtransmissionManuallyoperatedreconfigurableopticallayerReconfigurablemeshopticallayerDynamicreconfigurablemeshopticallayerPage24OTN的運(yùn)用價(jià)值物理層監(jiān)視和高QoS電信級(jí)物理層維護(hù)OTN/GMPLS網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)綜合建網(wǎng)本錢(qián)節(jié)省OTN/GMPLS帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)本錢(qián)節(jié)省分開(kāi)提供物理層和邏輯層的維護(hù),網(wǎng)絡(luò)綜合效能提升,建網(wǎng)本錢(qián)下降.TE-FRR&IGP機(jī)制,應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)層的失效,OTN維護(hù)應(yīng)對(duì)物理層(光纖鏈路)的失效：OTN網(wǎng)絡(luò)的端到端的ODUk銜接和監(jiān)視機(jī)制,為IP網(wǎng)絡(luò)提供多種高效/經(jīng)濟(jì)的維護(hù)/恢復(fù)方案.為到達(dá)電信級(jí)高可靠性和高QoS要求,物理層的監(jiān)視是必需的:OTN引入物理層的感知和監(jiān)視才干,效力于高的端到端QoS.L1層感知和監(jiān)視可以作為觸發(fā)條件,驅(qū)動(dòng)物理層的維護(hù)倒換.據(jù)統(tǒng)計(jì),路由器在POP點(diǎn)70~85%的流量是穿通的，這些流量可以經(jīng)過(guò)更低本錢(qián)的光交叉銜接設(shè)備承載。當(dāng)前高端路由器一樣的業(yè)務(wù)端口的價(jià)錢(qián)是光交叉銜接設(shè)備本錢(qián)的4～10倍,因此采用OTN的業(yè)務(wù)引導(dǎo)和流量管理才干,可以減輕對(duì)中心路由器的容量需求,降低建網(wǎng)本錢(qián).OTN提供的無(wú)阻塞的交叉銜接,端到端ODUk電路創(chuàng)建,ODU和波長(zhǎng)域的OAM可以顯著減低運(yùn)營(yíng)維護(hù)本錢(qián).結(jié)合GMPLS帶來(lái)的點(diǎn)擊業(yè)務(wù)提供,網(wǎng)絡(luò)維護(hù)/恢復(fù),優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)等才干,OpEx可以進(jìn)一步減低.OTN/ASON系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)點(diǎn)到點(diǎn)的波分系統(tǒng),運(yùn)營(yíng)本錢(qián)節(jié)省高達(dá)36%!Page25Ring4Ring2Ring1Ring5Ring3MetroCoreMetroAccessMetroAggregationCPERegionalCoreLHBackbone華為OTN產(chǎn)品系列OSN900/OSN1800OSN3800/6800OSN6800/8800OSN8800Page26IP化的傳送技術(shù)——PTNPage27挪動(dòng)網(wǎng)絡(luò)IP化開(kāi)展趨勢(shì)挪動(dòng)網(wǎng)絡(luò)主要業(yè)務(wù)從語(yǔ)音向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變未來(lái)的挪動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基于IP技術(shù)，以更低的本錢(qián)提供更豐富的業(yè)務(wù)接入網(wǎng)的帶寬從10兆添加到100兆Page28分組傳送網(wǎng)〔PTN〕的定義低TCO電信級(jí)的OAM&P多業(yè)務(wù)支持基于分組中心以太組網(wǎng)PacketTransportNetwork端到端管理同步處理方案PacketTransportNetwork是全分組中心，面向銜接的，提供多業(yè)務(wù)支持，低TCO并且具有電信級(jí)的OAM和維護(hù)倒換的設(shè)備。Page29E1NodeBBTSRNCBSCATMSTM-NMSTPGEBT