浅谈传输网的发展及现状

浅谈传输网的发展及现状

刘剑宇

吉林吉大通信设计院股份有限公司  吉林 长春  130000

摘要： 随着科学技术的发展，通信科技也有了突飞猛进的变化，同时伴随着不断的创新和完善，未来的生活让人们充满了憧憬。本文重点讨论了传输网的发展过程和现状的一些主流技术，为未来的发展打下坚实的基础。

关键词：传输网；通信；关键技术

传输网按照结构分为核心层、汇聚层和接入层，按照传输方式可以分为PDH（准同步数字网），SDH（同步数字网），MSTP（多业务传输平台），PTN（分组传送网），DWDM（密集型光波复用），OTN（光传送网），PON（无源光纤网络），SPN（切片分组网），其中5G业务的接入主要采用SPN方式，4G业务的接入主要采用PTN方式，3G业务的接入主要采用SDH和MSTP，家宽主要采用PON的方式接入，集团客户根据现场情况和业务需求可以采用OTN\PTN\PON等。

传输网按拓扑结构，可以分为链形，星形，树型，环型，网孔型：

1、链型：此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。这种拓扑的特点是较经济，在SDH网的早期用得较多，主要用于专网（如铁路网）中;

2、星型：此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连，其他各网元节点互不相连，网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。特殊节点的作用类似交换网的汇接局，此种拓扑多用于本地网（接入网和用户网）;

3、树型：此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈;

4、环型：环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要是因为它具有很强的生存性，即自愈功能较强。环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网;

5、网孔型：将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传输路由，使网络的可靠性更强，不存在瓶颈问题和失效问题。但是由于系统的冗余度高，必会使系统有效性降低，成本高且结构复杂。网孔形网主要用于长途网中，以提供网络的高可靠性。

接下来对各种主流的具体传输技术进行讨论。

一、OTN，光传送网络，OTN通过引入电域子层，为客户信号提供在波长/子波长上进行传送、复用、交换、监控和保护恢复的技术。

    保护方式分为以下几种：

1、点到点的线路（光复用段OMS)保护倒换方案，其原理是当工作链路传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统来传输，从而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络已出现了故障;

2、光层保护方式(1：1)，是由一个备用保护系统和一个工作系统组成的保护网络，系统的冗余度显然为100%;

3、光链路保护方式(1+1)，是由一个备用保护系统与一个工作系统组成的保护网络;

4、M:N方式，资源共享的保护方式，通常采用通道保护方式。是由m个备用保护系统和n个工作系统组成的复用段保护网络;

5、核心传输网DWDM的自愈环网保护恢复技术，自愈环网就是无需人为干预，利用网络具有发现替代传输路由并重新建立通信的能力，在极短的时间内从失效的故障中自动恢复所携带的业务的环网。

OTN采用大颗粒业务的长距离传输，类似SDH的保护能力，面向数据GE/10GE/40G业务承载的波长/子波长传送/汇聚/调度能力，但是投资较高。OTN的业务定位是干线、本地网核心层/汇聚层最佳的业务承载平台。

二、PTN，分组传送网，是一种以分组作为传送单位，承载电信级以太网业务为主，兼容TDM、ATM等业务的综合传送技术，是结合了分组技术与SDH/MSTPOAM、网络体验优点的产物。

PTN以分组业务为核心并支持多业务提供，具有更低的总体使用成本，秉承SDH的传统优势，包括快速的业务保护和恢复能力、端到端的业务配置和管理能力、便捷的OAM和网管能力、严格的QOS保障能力等；高精度的时钟同步和时间同步解决方案。

核心层PTN建设可采用网状结构或口字型结构组网，核心机房间有业务调度需求的宜采用网状结构，对于业务仅在1-2个核心机房落地或出口至中心城市的宜采用口字型结构。

PTN的网络保护方式：

1、PTN网络侧采用1：1 LSP线路保护方式，业务双发选收。当工作通道故障的时候，业务接收端选择保护通道接收业务，实现业务的倒换；

2、在接入链路侧采用以太网LAG保护，可以实现端口的负载分担和非负载分担。链路

没有主备之分，任何一个链路故障，业务会分发到其他链路；

3、在设备层面，采用主控板、电源板、交换板1+1保护；

4、光纤备份；

5、全备份方式。

三、PON，无源光纤网络：是指在OLT光线路终端和ONU光网络单元之间的光分配网络ODN没有任何有源电子设备。

PON采用的是树形拓扑结构。使用上行1310 nm和下行1490 nm波长传送数据和语音。OLT放置在中心局端，分配和控制信道的连接，并有实时监控、管理及维护功能。ONU放置在用户侧，OLT与ONU间通过无源的光分配网络按照1:16/1:32/1:64/1:128等方式连接。

OLT连续广播发送，ONU选择性接收。上行信号分时突发发送，采用测距技术保证上

行数据不发生冲突。PON上行帧以时分复用的形式由各个ONU发送的数据包组成。各个ONU发送的上行数据流通过光分路器耦合进共用光纤，以TDM的方式复合成一个连续的数据流。每个ONU有一个TDM控制器，它与OLT的定时信息一起控制上行数据包的发送时刻，避免复合时数据发生碰撞和冲突。

当ONU没有数据发送时，也需要填充OLT分配给自己的时隙。当业务点规模较大，ONU设置较多时，可以考虑采用二级分纤的方式建设，光分路器设置在一级分纤点或者二级分纤点内。

PON属于无源光学网，网络中无有源电子器件，这意味着维护成本将显著降低。由于网络组件数量少，因此故障点也将相应减少，进而运营支出也会最大程度地降低。PON技术通过优秀的带宽提供能力，可以轻松满足业务所需的带宽，解除接入网的带宽瓶颈问题。

PON系统可以通过WDM方式将CATV/DTV等业务合并到系统中统一承载，真正实现“一纤入户，业务全开”。

四、SPN，切片分组网，5G网络切片中的关键技术，用其来支撑下一代网络架构，带宽，流量模式，切片，延迟及时间同步，政企业务固移两大场景部署切片，提供差异化品质承载，助力行业数字化转型。

SPN具备前传、中传和回传的端到端组网能力，通过FlexE接口和切片以太网（Slicing Ethernet，SE）通道支持端到端网络硬切片，并下沉L3功能至汇聚层甚至综合业务接入节点来满足动态灵活连接需求；在接入层引入50GE，在核心和汇聚层根据带宽需求引入100Gb／s、200Gb／s和400Gb／s彩光方案。对于5G前传，在接入光纤丰富的区域主要采用光纤直驱方案，在接入光纤缺乏且建设难度高的区域，拟采用低成本的SPN前传设备承载。

结语

   随着时间的不断推进，对于通信传输网技术的各项研究也将会更加深入，关键技术更会得到明确，遇到的问题也会得到妥善有效解决。下一代通信技术将得到发展和完善，届时将会给用户带来更好的体验，使通信务朝着更好的方向迈进。

参考文献：

[1]朱惠利.浅谈通信工程传输技术的应用现状与未来趋势 [J].百科论坛电子杂志,2020,(8):1495.

[2]郑刚.浅析通信传输网络优化措施 [J].信息通信,2018,(7):173-174.