浅谈传输网技术

谈SDH、MSTP、OTN和PTN的区别和联系SDH——同步数字体系Synchronous Digital Hierarchy

MSTP——基于SDH 的多业务传送平台Multi-Service Transfer Platform

OTN——光传送网Optical Transport Network

PTN——分组传送网Packet Transport Network

ASON——自动交换光网络Automatically Switched Optical Network

WSON——基于WDM的自动交换光网络 Wavelength Switched Optical Network SDH—MSTP

首先要说的是TDM的概念，TDM就是时分复用，就是将一个标准时长（1秒）分成若干段小的时间段（8000），每一个小时间段

（1/8000=125us）传输一路信号。SDH系统的电路调度均以TDM为基础，所以看到很多人说SDH业务就是TDM业务，就是传统的电路调度，这是有理论依据的。

但在SDH大红大紫的时候，在另一场以太网和ATM（异步传输，不是取款机哦）的大战中，以太网取得了全面胜利，从而以太网大行其道，其中又以IP最为强势，导致今天很多业务侧都IP化了，不能不说以太网太牛X了。

问题：SDH大红人一个，以太网是另一个大红人，那他们能否合作一下呢？

结果：两者一拍即合，MSTP就诞生了！

但在MSTP这个合资公司中股权分配是很不均匀的：SDH占股70%，以太网占股20%，另外ATM占股10%。掌权的还是SDH，内核还是TDM，TDM的一切劣势依旧存在，如刚性管道。以太网和ATM因为股权问题，都没有拿出像样的东西，只是须有其表（提供相应接口而已）。

随着互联网的大力普及，电脑、手机、电视等终端都能上网了，带宽的需求急剧增加，电信运营商们赚钱的机会来了，但挑战也来了，以前1*155M可以供上千人打电话，现在人们在打电话时还要上网，带宽需求增长和现网资源出现了矛盾。

如何解决这个矛盾呢？

首先让我们来看看SDH这位红人平时是如何与人（以太网、ATM）相处的：

SDH这位红人一直都是我行我素，从不与人分享公共资源，比如二环（一条光纤）批给我跑，那二环就不允许有其它车辆经过，上面就我一辆车。刚开始我这个车能拉1个客人（1个STM-1），那么二环的效率就是（155M），后来车吨位升级了，我能拉64个客人（64个STM-1），那么二环的效率就是（10G），这就是SDH环速率，目前最大是40G。

这样如果有个时间段没有人需要运送，那么我就空跑，沿途看看风景美女什么的，这时我的效率就是0，其它道路就是堵死了也和我无关。

由于比较固执，也就有很多的无奈，比如我的车能装64位客人，但现在有65位客人，对不起我只能装64人，这种低效率运作方式我们叫做刚性管道。

现在需要运送的客人（数据）越来越多，忙不过来了，有三个解决思路：

第一种：多修几条路（新建光缆），进行人员分流；缺点：成本和周期太长

第二种：升级汽车吨位（提高速率）；缺点：还没研发出更大载重的车辆（电子元器件受限）

第三种：将二环（光纤）划分成多个车道（波道），多个车辆共享道路领导看后，立即批示：方案三可行，立即执行！这样波分就产生了。

WDM

波分WDM就是将多个车道（波道）的车辆（信号）放到同一条道路（光纤）中进行传送，这里又根据车道间隔大小分为两类：车道间隔为20nm的，为稀疏波分，又称粗波分（CWDM）；车道间隔0.2nm—1.2nm的，为密集波分（DWDM）。

这样带宽就成倍增加了，暂时解决了带宽不足的问题。WDM得到

重用后，各地纷纷采用，现在不仅在城市主干道里使用WDM（城域波分），还在跨市、跨省道路上使用WDM（长途波分）。

它的工作方式是各种类型的货物或乘客（业务信号）都被装载到一辆辆汽车中，汽车按照预先分配的车道（波道）行驶，中间汽车需要加油我们还设置了加油站（光放站OLA），司乘人员需要吃饭休息补充体力，我们为他们设置临时休息区（中继站——长距离传输中补偿光衰、色散，消除信号变形、噪声等），当然我们还是离不开交警系统的支持（光监控OSC或电监控ESC）。

随着需求的不断增加，车道（波道）数也由刚开始的16或32一下子扩充到40、80、160，目前施工水平（制造工艺）已经突破200个车道（波道）数，但我们的管理水平却是很低的，主要体现在以下几个方面：

1、交通管理信息传递不畅（OAM缺乏）：WDM的初衷是为了解决带宽不足问题，并没有考虑到带宽提高后的管理问题。现在最大的问题就是车辆多了，如何做到对每一辆车的状态了如指掌，交警（OSC）感到力不从心。这时几位SDH的司乘人员小声议论：我们SDH系统，都有统一的管理机构，每一辆车上都有司机和售票员（SOH段开销、POH 通道开销、AU PTR管理单元指针），分工明确，还有实时视频监控（在线监测），公司能了解到每一辆车的实时运行状况，WDM的管理太差劲了。

2、调度不够灵活：WDM在设计之初就存在一个严重缺陷，比如一个货物从西安运到北京，预先分配的车道是10车道（第10波），那么从西安到北京全程都是第10车道，不能更改，除非经过了好几个高速段（光再生段），比如西安-郑州-北京，那么在郑州可以有一次更换车道的机会，而且这种更换车道的代价是为这次行为专门修一条小路（布放光纤）。以前SDH遇到类似情况时就在郑州修一个大的调度中心，所有问题就都解决了。

3、容易堵死（保护不完善）：在城市主干道或省际高速上，为了提高

效率，在公路设计时就考虑到与普通道路的区别，只设置了几个很少的出口，其它地方则是全封闭的，这样带来的后果就是一旦发生拥堵或交通事故，乘客就会闹得不可开交（业务中断）。而SDH系统，司机一看到前面堵车，马上就抄小路窜了，可能会有几个乘客不能在目的地下车（少量业务中断），但绝大部分乘客都能顺利到达目的地，究其原因是有大量可用迂回路由，再加上灵活的调度（司机就可决定）。

交通运输局（ITU-T）看到了问题所在，从以下几个方面进行了改革：1、为所有上路车辆增加监控设备以及必要的安全管理员——增加OAM 开销

2、在交通枢纽节点增设调度枢纽——增加业务调度，分为车道间调度（光层调度）和货物或乘客间调度（电层调度）

3、依托调度枢纽，在道路上预留一部分车道或一部分车辆，为所有车辆提供完善的保障——完善保护机制

SDH说道：这是什么改革，我们一直都是这样做的，只是容量没你大而已。

WDM回应道：我的容量确实比你大，但在管理这方面确实没你做得好。

SDH和WDM决定合作，两者优势互补于是OTN诞生了。

OTN

OTN是在WDM的基础上融合了SDH的一些优点，如丰富的OAM开销、灵活的业务调度、完善的保护方式等。

OTN对业务的调度分为：光层调度和电层调度。光层调度可以理解为WDM的范畴，电层调度可以理解为SDH的范畴。所以简单的说：OTN=WDM+SDH。但OTN的电层调度工作方式与SDH还是有些不同的。

回顾一下SDH的特点：

1、统一发车频率，1秒发车8000次，制度规定无法更改（沿袭PDH制度）。

2、通过研发更大吨位的车辆来提高容量，高容量的车一般是由4辆低一个容量级别的车拼接而成，所以不同容量的车结构是不一样的。

OTN电层调度工作特点：

1、所有车辆大小、规格、容量均统一；

2、根据需求提高发车频率；

优点：

1、无需不断研发更大容量的车，降低开发成本；

2、统一结构，便于管理；

3、跨区域运输方便（不同厂家互通方便）；

4、理论上可以通过提高发车频率无限提高容量，实现方式简单明了；

现在的SDH只相当于OTN掌门下的一个堂主而已，那么另一位红人以太网它现在发展的如何呢？

话说当年以太网和ATM就像华山派，以剑术精妙独步武林，在武林中有较高的声望。但在华山派中又分为以剑为主以气为辅的剑宗和以气为主以剑为辅的气宗，以太网就像剑宗，ATM就像气宗。

以太网以简单著称，因容易上手引来众多门徒；ATM因其内功心法太过高深，修炼之人寥寥无几。在最后的斗争中以太网获得大胜，这与小说中的情节并不相符，实在令人费解。

以太网为如何将本门派再发扬光大而苦恼，同时ATM也在为有如此高深的武功却没人赏识而郁闷。ATM想借以太网来提高自己的影响，以太网想借ATM来壮大自己的声势，两位昔日的对手一拍即合，经过数月秘密商讨并在一年之后，两人共同发布了一本新的武功秘笈MPLS（多协议标签交换）。这部武功秘笈后来被改编为多个版本，是其它武功的重要基础。

核心对比：

ATM VPI虚路径标识符Virtual Path Identifier VCI虚通道标识

符Virtual Channel Identifier

MPLS TUNNEL隧道 VC虚电路Virtual Circuit

以太网的声势越来越大，现在又有MPLS助阵，逐渐有了可以和SDH抗衡的实力，所以才有了SDH与以太网的初步融合——MSTP。但MSTP因为股权问题，还是SDH当主角，以太网、ATM只能是配角，所以以太网并不高兴，他要寻找新的出路。

为了对抗SDH，以太网大力发展自己的势力范围，走农村包围城市的路线，首先将末端IP化（业务侧IP化）。IP可以作为SDH的货物，通过SDH进行传输，但问题随即出现了：SDH开发之初就对货物有严格的外形要求，必须是“块状结构”，而且大小也是标准的，每一个座位也是按照这个要求做的，这样运输的效率最高。后来IP这种长相奇特（格式不同）的货物越来越多，就算是专门开发出了MSTP（MSTP就是在SDH车辆上给IP和ATM留了几个专座而已），IP还是不能被很好的运输。究其原因IP是以太网门下的得意弟子，而以太网就是以简单、无拘无束、尽力而为等特点为其创派宗旨，所以IP也就有此特性，有的小巧，有的肥大（IP帧长可变）。如果SDH/MSTP中的IP较少，问题并不大；如果IP占到一半以上，那么车辆的改造成本就太大了。【MSTP：如果分组业务低于50%，仍有成本优势】

现在的问题是IP货物越来越多，以太网想成立自己的运输公司，而且要自己说了算，不想再受制于SDH了；同时SDH也在想，能不能将车厢分成二层，一层给原来的业务，一层专门留给IP，这样就可以兼顾了。

MSTP+（Hybrid MSTP）

先说SDH阵营，由于先前MSTP成立时股权分配不均，有很多遗留问题，导致现在以太网很不满意，现在SDH集团研究后推出MSTP+（也叫Hybrid MSTP），50/50股权分配，车辆变成两层，两层分开管理和调度，两套调度体系（双内核交叉）也不失为一种好的补偿措施。IP-RAN和PTN

再说以太网阵营，由于自由散漫惯了，现在出现了两种分歧：

一种认为我们自己成立的运输公司不能让SDH的客户（TDM业务）

上车，如果一定要进来，必须改头换面——伪装（仿真），同时我们没有时间上的保证（无时间同步），我们纯粹为以太网服务，我们的运输公司叫IP-RAN（IP Radio Access Network，相对于传统的SDH传送网，IP RAN是基于IP的传送网）。

一种认为我们应该吸收一些SDH的客户，毕竟SDH经营了这么多年，它的客户还是很多的（还有很多TDM业务需求），但是进来也要改头换面——伪装（仿真），然后才能在我们的帮派里活动，出去后再去掉伪装还原成自己原来的模样活动，我们的运输公司叫PTN。

无论哪种方式，伪装——易容术是少不了的，随后就开发了PWE3易容术。

在PTN公司中又分成两大派：一派是融合了MPLS、易容术PWE3和MSTP的产物——MPLS-TP派；一派是融合了QinQ和MSTP的产物——PBT派。对于MPLS-TP派支持者众多，有华为、中兴、烽火、阿朗、爱立信等重量级明星；对于PBT派支持者仅有北电网络，显得人单势孤。所以现在我们看到的PTN绝大部分是MPLS-TP派。

随着他们相互学习，现在的IP-RAN和PTN的差别也越来越小了，IP-RAN的优势是三层无连接服务，但PTN现在也可以实现了；以前PTN为了传输SDH的TDM业务，专门开发了时钟同步系统叫做1588系统，现在使用的是V2版本，V3版本正在试验中，现在IP-RAN也支持这一系统了。

MSTP+（Hybrid MSTP）可以看做是SDH向以太网的妥协方案，不得已而为之。IP-RAN和PTN现在已趋于一致，差别不大了，它们可以看做是向SDH发起的全面挑战，现在看来是胜利了。

SDH、MSTP、WDM、PTN、OTN与ASON那些事儿

基于SDH的MSTP对传统的SDH进行了改进。除了有标准SDH传送节点所具有的功能外，还具有TDM业务、ATM业务和以太网业务的接入、传送等功能。MSTP的出现解决了传统SDH技术难以有效处理数据传送的要求，但是MSTP的内核仍然是电路交换，面对电信业务ALL IP 化，虽然还有很长的生存空间但最终会被PTN逐渐取代。

ASON是在传输中融合了交换技术的新型传输网络。具体实现是在原传送网络的传送平面和管理平面之外，引入控制平面，形成传送平面、控制平面和管理平面相互间的交互。由于ASON网络结构中引入了控制平面，使ASON具有以下特点：支持快速的业务配置；支持流量工程，允许网络资源的动态分配；采用专门的控制平面协议，可适用于各种不同的传送技术；具有强大的保护功能；根据实时的传送网络状态实现恢复功能；支持多厂家环境下的连接控制；可引入新的补充业务（例如封闭用户组和虚拟专用网）；减少运营商开发和维护支持新技术的运行支撑系统软件的需求等。

总的来说ASON具备两大主要特点：一是由用户实现连接的建立、修改和删除；二是完善的网络生存技术。光网络的控制平面的关键技术GMPLS（通用多协议标签交换）由MPLS扩展而来，它对MPLS的标签及LSP（标签交换路径）建立机制进行了扩展，从而产生了通用的标签及通用LSP（GLSP）。GMPLS除了支持具有分组交换能力的接口，还支持具有时分、空分以及波长交换能力的接口。也就是说ASON的传送面可以是SDH、MSTP、WDM、OTN、PTN。因此简单的说MSTP可以做为ASON的一种传送面技术。另外在网络应用层次方面MSTP多应用于城域网，而ASON的应用范围广一些且网络层次高一些。

从技术的成熟度来讲，MSTP技术在04年就已经比较完善和成熟了，基本上05年后MSTP就没有更大的突破，各厂商对城域的传送/承载技术已经转向PTN。而目前只有基于SDH和OTN的ASON比较成熟，基

于ROADM、OBS的ASON还不完全成熟,GMPLS协议族也在不断发展，不同厂商的ASON网络互通，以及ASON与传统数据网络、传统传输网络的互通，跨运营商之间的互通还有很多问题有待解决。

传统的传输网只有传送面（不确切的可以理解为传输设备）和管理面（不确切的可以理解为网管），ASON与传统的传输网最大的区别就是引入了控制面（主要是GMPLS协议族，包括路由、信令、控制等协议）使传输网络具备了以前数据网络的智能特性：如自动发现网络拓扑、智能实现端到端业务的配置、业务的SLA、网络流量均衡、不同保护级别的业务的相互转换、路径恢复功能。

ASON对传送面的技术本身没有特别的要求SDH、MSTP、DWDM、OTN、PTN都可以做为ASON的传送面。

因此，非传输专业可以近似的认为：ASON＝传送网＋控制面（GMPLS协议）。传送网包括SDH、MSTP、DWDM、OTN、PTN，具体实现ASON功能网元可以通过在传统传输设备上移植智能控制软件模块，并利用设备提供的物理链路通道完成各网元之间协议的互通，就实现了ASON网络。

支持ASON智能协议的MSTP设备组成的网络如果不使用智能协议，就可以当做MSTP网络，如果使用了智能协议那就是ASON网络。

传送平面为WDM或者OTN的智能交换网络也叫做WSON。