这几个技术均属于《通信原理》的基本知识,要理解性记忆,对你的整个网络基础构建,也是大有助益的。
所以,今天给网工朋友们分享一篇文章,把这几个技术串联在一起,通过发展历史的形式,给你做一个深入浅出的科普。
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TDM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。
早年的网络都是传输语音的,电话网络的基础就是TDM。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,这是有理论依照的。
在通信领域里SDH(同步数字体系 Synchronous Digital Hierarchy)是一面旗帜,他完善了早期PDH(最早的光端机)的诸多不足,把时钟从“准同步”变成了“同步”。
PDH的光传输只能是点对点,连续背靠背传输有可能会出现时钟不同步(PDH在点对点的情况下是有时钟的),而且在市场行业内标准不统一。
也就是说,不同厂家之间的PDH很难互通,带宽一般在155M,下放E1(2M)接口数最多有63个,SDH的出现解决了上述所有的问题,还能够组成链形或环形网,极大的丰富了组网方式,业务接口封装标准,传输带宽从155M一直扩展到40G(目前最大)。
曾几何时,SDH+PDH的组网方式大红大紫,无人能撼动,即使是现在还有很多地区(多为专网用户)在沿用这一组网方式。
SDH负责主传输层的业务,PDH负责从传输层向下延伸业务,直至落实到最终业务下放点。
SDH呼风唤雨,现在又多出一个业界新贵“以太网”,还有不服输的ATM技术,强强联手,赚取更大的利润,似乎一时间成了可阻挡的潮流。
我们把MSTP比喻成一个股份制有限公司,在MSTP公司中,股份分配不太均匀:SDH占股70%,以太网占股20%,其它包括ATM占股10%。
可以看出来,掌权的还是SDH,内核还是TDM,TDM的一切劣势都依旧保留,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,只是虚有其表(提供对应接口)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,带宽需求量开始上涨和现网资源出现激烈的矛盾。
SDH标准化的工作模式非常可靠,但是,过于死板的工作风格带来了诸多问题。
SDH的工作方式是这样的,比如:北京的二环路(一条光纤)批给我开车拉货用,那么二环就不允许有其它车辆经过,上面就我一辆车(多么刻板)。
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。
如果有时没有运货任务,那么我就空跑,兜兜风,看看风景啊、美女什么的,这时二环路的效率就是 0,其它道路就是堵死了也和我无关。
比如我的车能装 64位客人,但现在有65位客人要走,对不起我只能装 64人,以后有更大的车再说,这种低效率运作方式我们叫做刚性管道。
迫于无奈董事长召开紧急会议,解决目前的情况。大家经过了激烈的讨论,大体总结出了三个解决方案:
方案一:多修几条路(新建光缆),进行人员分流;优点:解决一部分现存问题,可以修到七环啊,那,修到了七环,业务还不够怎么办?最后修到一百环!!缺点:成本高,周期长!(言简意赅)
方案二: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)
方案三:将二环(光纤)划分成多个车道(波道),那么宽的路,跑一辆车是不是有点太奢侈了,多个车辆共享道路。
方案三切入角度犀利,可执行度高(这个公司也真是水平堪忧,正常人都该想到的吧),立即执行。
波分就是把上述的二环路(光纤)划分了成了多个车道(波长),供不同的车辆行走(传输设备)进行传送。
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)。
当然,波分设备特别贵,不是一般单位买得起,波分设备厂商主要有华为、烽火等,客户为运营商、公安、BAT这类单位居多。
随着人们需求的持续不断的增加,车道数也由刚开始的16或32一下子扩充到40、80、160,目前已经突破200个车道数(波道)。
在董事会做出执行第三方案后,SDH的公司地位大不如前,上文说到,SDH虽然工作刻板,但是职业、标准的工作态度让人觉得踏实,是金子总会发光的。
随着市场应用的深入,WDM波分遇到了问题,(摩尔定律:有隐患的位置,就一定会暴露出来)。
WDM虽然解决了带宽不足的问题,但是没有考虑到带宽提高后,管理也要跟上的症结所在。
诸如此类与管理有关的问题,悉数出现,能想象业务量大到某些特定的程度的时候,这样的问题会让人感到一种无力感。
熟悉的紧急会议又开始了,各部门负责人都要求改革,忙的WDM是焦头烂额,最后总结出下列一定要改革的要求:
1. 为所有上路车辆(传输设备)增加监控设备和必要的安全管理员——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(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,加上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。
WDM对公司提出的要求,难以完成,会议进入了僵局,董事长得不到想要的答案。
SDH也同时注意到了董事长的目光,它笑道:这还用改革,我以为有什么大的困难,原来如此简单,尔等鼠辈不知,最强管理已在阵中,我的管理天下第一!
于是他们握手言欢,优势互补,一个全新的制度诞生了—OTN。所以简单的说:OTN=WDM+SDH。
OTN(光传送网Optical Transport Network)是在WDM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。
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
4. 理论上,能够最终靠提高发车频率就可以无限提高容量,实现方式更简单明了。
曾几何时,以太网和ATM进行过激烈的会战,结果以太网以入门简单,用户众多的优点赢下了天王山之战,最后,ATM虽不服气,但是也握手言。
虽说有矛盾,但是在利益面前任意的毛病都不是问题,以太网和ATM为了抵抗当时如日中天的SDH,选择了合作。
两人经过数月秘密商讨,并在一年之后,共同研制成了一本武功秘笈—MPLS(多协议标签交换)。该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。
以太网的声势慢慢的变大,又和ATM一起开发出了武林秘籍MPLS,逐渐有了可以抗衡SDH的实力,所以才有了SDH与以太网和ATM的初步融合,诞生了MSTP。
但MSTP因为股权问题,还是SDH主导,以太网、ATM只能是配角,以太网作为圈内大哥并不高兴,发誓要把场子找回来……
以太网回忆,他以前为对抗SDH阵营,以太网全力发展自己的势力范围,走农村包围城市的策略,先将末端IP化(业务侧IP化)。
在MSTP诞生前,以太网就利用IP来作为SDH的货物,通过SDH进行传输(放个间谍先)。
SDH当初开发时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一个要求做的,这样运输的效率最高。
而IP这种长相奇特(格式不同)的货物慢慢的变多,很难在SDH里混了,总算是后来开发出了MSTP。
说白了,MSTP就是在SDH车辆上给IP和ATM留了几个专座而已,IP还是不能很好的运输。
原因是IP是以太网门下的得意门生,以太网就是因为简单、无拘无束、尽力而为等特点为其宗旨。
所以IP也有此特性,有的小巧,有的肥大(IP帧长可变)。如果SDH/MSTP中的IP较少,问题不大。
如果一定要进来,必须改头换面-伪装(仿真)是我们的以太网形式,同时我们没时间上的保证(无时间同步),我们纯粹为我们以太网服务,我们的公司名叫IP-RAN。
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),同样进来后还是要改头换面-伪装(仿真),不同的是出来后再去掉伪装还原成自己原来的TDM模样,这个公司取名叫PTN,PTN(分组传送网Packet Transport Network)诞生。
PTN最简单的方程式为:PTN=MPLS+OAM+保护-IP,其增强了开销(吸取了SDH的优势)、对业务的保护(吸取了SDH的优势),“-IP”可以简单的看做是“对MPLS的简化”,去掉我们不需要的东西(例如复杂的各种握手协议等)。
从传输单元上看,PTN传送的最小单元是IP报文,而SDH传输的是时隙,最小单元是E1即2M电路。PTN的报文大小有弹性,而SDH的电路带宽是固定的。这就是PTN与SDH承载性能的最本质区别。
应用上,PTN主要用在对QoS要求高而且没有动态路由要求的网络,最典型的就是无线承载网,把基站和基站控制器连起来。
MSTP+(Hybrid MSTP)可以看做是SDH向以太网的妥协方案,不得已而为之。
随着相互学习融合,IP-RAN和PTN现在已趋于一致,差别不大了,所谓分久必合合久必分,它们是IP/以太网向SDH发起的全面挑战,现在看来它们是胜利了。
说到这,IP-RAN/PTN战胜了SDH,也就是数通战胜了传统通信,运营商骨干网完全IP化,这也算我们网络人的胜利。
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