来源:华为培训公众号

啥是传输网? 有啥传输网?为啥要有传输网?为啥有那么多不同类型的传输网?不同类型的传输网有啥特点?传输网谁来建设维护?
这些宽泛的问题对于大部分「外行人」没啥概念,对于大部分「内行人」来说无法准确表述
俗话说外行看热闹,内行看门道,小培这次就带大家一起来看看门道。

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啥是传输网
相信大家已经看过很多关于传输网的文章,比如大话传输网、传输网的前世今生等等。
我们也不妨看下百度百科对于传输网的解释:
传输网是用做传送通道的网络,一般在接入网、数据网和支撑网之下,用来提供信号传送和转换的网络,属于上述三种网络的基础网。
提炼以上解释,关键信息:传输网络是用于信号传递的底层基础网。

有啥传输网
v2-bfbc11ac68e68c89a514103f415d5d17_720w.jpg 传输网的演进历程(点击看大图)
将PTN、SPN划分到传输领域可能有些争议,因为像部分PTN或者SPN,侧重OSI标准中第三层网络层的IP数据包的处理,但是在运营商,SDH、OTN及PTN大多属于传输部门管理维护。故很多人也将PTN、SPN纳入传输讨论范畴。
另外,本文不再讨论PDH、SDH及MSTP等较为老旧的技术,同时由于笔者工作重点在OTN方向,故本文重点讨论当下热门的传输新技术:WDM-OTN-MSOTN-Liquid OTN。

为啥要有传输网
这个问题也可以换个问法:传输网络的产生背景是啥?传输网络为啥不停的迭代更新?
这类问题是本文的重点讨论内容,有关网络特性的介绍也将在这部分给出看法,在探讨网络特性的时候,先给出直接解释,后面会有一小段关于这个解释的形象化比喻。

WDM(波分)的葫芦里买的什么药?为啥WDM表现出如此强大的生命力?
WDM是一种数据传输技术,我们用一个形象的比喻来理解:
小明把“货物”由“货车”装载,不同的“货车”走在不同的“车道”,各“车道”组成一条宽阔的“高速公路”,“高速公路”上配套了一定数量的“加油站”用来给“货车”加油,同时使用“巡逻车”监控“货车”运行状态,这样的实施配置,使得“高速公路”的传输运载量极大提升,“货车”也可以装载“货物”跑很远的距离。

v2-4617ad6bb14c4810df096e3a05456572_720w.jpg 解释下引号里面的名词:
货物 = 传输数据
货车 = 光信号
车道 = 波道
高速公路 = 光纤
加油站 = 光放大器
巡逻车 = 监控信号

你挖掘到WDM的核心特征了没有?
其实WDM的核心优点就两个:
①、传输容量大;②、传输距离远

在WDM波分复用之前,使用过SDM空分复用技术,后来出现了TDM时分复用技术,当今WDM技术成为了主流。这三种技术都是为了提升信号传输容量,只是手段不同。
①、SDM(空分复用技术):想致富先修路,想跑很多车就多修几条路
缺点:建设成本和周期太长
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②、TDM(时分复用技术):给货车加车厢(提高速率),不同的货物(数据)有规律的放在车厢当中。
优先:一定程度上提升了传输容量
缺点:增加的车厢最多64个(STM-64),再增加的话成本太高(受限于器件投入回报比)
v2-523d311cea345c2b8f559dec1180e821_720w.jpg ③、WDM(波分复用):在一个马路上划分不同的车道,不同的货车走不同车道,但是都在一个马路上。
优点:极大缓解交通压力,提升了马路的承载能力
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#1980年左右
大行其道的PDH和SDH网络都使用TDM,虽然传输速率得到了一定的提升,但是40Gbit/s已经是TDM设备的速率极限,这显然不能满足带宽爆发增长的需求。
曾经红的发紫的SDH(同步数字体系)技术其实有两个致命缺陷,限制了它的进一步发展:
①、单纤传输速率不超过40Gbit/s(目前SDH网络绝大部分甚至不超过10Gbit/s)
②、传输距离严格受限
v2-631c4c69a2f2a16f56dc8e16798b5afc_720w.jpg 时至今日,SDH任然面临这两个棘手的问题,很多SDH的网络的都遇到了容量瓶颈,面临设备退网的收场局面。
上一代的技术缺陷,通常是下一代技术更新换代的源动力和产生背景,以上这两个问题变相促进了WDM技术的发展,而WDM技术的两大优点正好解决的SDH中的两大问题:
①、单纤传输速率可达50Tbit/s(理论上还能提升,也一定能提升)
②、传输距离不受限制(单跨距离可达2000KM)
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WDM是如何做到上面两点的呢?
①、发现了EDFA掺饵光纤放大器(放大器工作波长正好与光纤最小衰减窗口一致)
②、使用了复用与解复用器(实现多波信号的混合传送)
多么神奇:放大器工作波长正好与光纤最小衰减窗口一致。虽然WDM技术有一些缺陷,下一章会讨论,但是这两个优点使得WDM成为了当今乃至将来,大部分传输网络的底层基石,太神奇了。

OTN技术究竟在如何完善WDM网络?
并且进一步将其发扬光大的?
如果你对OTN不太了解,没关系,因为只要了解了上面讲的WDM,那么一定能看懂OTN在玩啥。
因为OTN就是WDM的下一代产品,“OTN=NG WDM”,NG意思是Next generation下一代的缩写,所以你想搞懂OTN,你只需要了解传统WDM的缺陷以及应对这些缺陷的手段即可
传统WDM的缺陷:
①、对于传输的数据,缺乏有效的监控机制(术语叫:OAM,操作维护管理)
②、对波道的带宽利用率不高,且不灵活(一个波道只能承载一条业务)
v2-2d323bd188e5449ffa411f58cc4ce28c_720w.jpg #1990年左右
传统WDM出现了,通信老兵在2010年之前的时候应该会在网络中见过这种设备的身影,甚至目前也还有在网运行的。
网络维护中痛点是网管上没有太多用于辅助维护的告警,大多是光功率类的告警,没有类似误码、劣化的告警,但是传输网络头疼的地方,往往是这些误码类问题引起的。
为了解决上面的问题,OTN技术应运而生,很多人可能看过这样一个公式:“OTN=WDM+SDH”
这个公式显然是有问题的,根据笔者多年的总结提炼后,修正如下:“OTN=WDM+SDH(OAM)+电层调度”

我们把公式的每一项分析一下:
①、WDM:如上文所述
②、SDH(OAM):SDH的一大优点,在传输的帧结构里面放入了很多的开销(overhead),用于检测传输的信号是否产生误码,并通过告警上报,能够极大的提升运维效率。OTN完美借鉴了SDH的这个优点,解决了WDM的一大缺点;

v2-37e053e5048e3b022fd82f52c0b76895_720w.jpg ③、电层调度:这能够解决WDM波道带宽使用率的问题,OTN中,对于波道的使用不再是完整波道的了,而是基于子波长(ODUK)的调度,极大提升了网络的灵活性及带宽利用率,而且基于电层调度,可以进行相关保护配置,提升网络的可靠性。
v2-ae87f53b800accde4b93ebec3e76957f_720w.jpg 是不是,新技术的产生背景就是为了解决上一代技术的问题,但是随着技术的革新,曾经的新技术也会再次暴露问题,这些问题又会成为下一代技术迭代的源动力。