传输网快速入门，看这一篇就够了！

大家好，我是小枣君。

传输网，是通信网络的重要组成部分。没有它，网络的不同设备之间，就无法进行数据通信。

很多同学都希望了解和学习传输网，但是，对于初学者来说，最为痛苦的，就是那一堆让人看了就晕乎的概念——

今天，小枣君打算死磕一把，专门介绍一下上面这些常见概念以及它们之间的关系，希望能帮助大家对传输网有一个初步的了解。

整体架构

传输网这个东东，有非常灵活的架构设计。在不同的应用场景下，组网架构也会有不同。而且，并不是只有电信运营商才有传输网，例如电力、石油、广电等行业企业，也有自己专门的传输网。

下面这个，是一个典型的2G移动通信网络的传输网架构：

从图中可以看出，传输网主要分为三层：接入层、汇聚层和骨干层。看名字就能大概知道它们的作用：分别是负责接入客户侧业务、负责业务汇聚和上传、负责承载汇聚侧和核心层之间的业务调度。

为什么每一层都是环形网络？

主要是因为安全保护，环形网络的情况下，可以承受单点连接故障。

PDH（准同步数字系列）

PDH，Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列，是一种早期的数字传输制式，20世纪80年代开始出现并迅速发展。

PDH主要有两大系列标准：

• E1，即PCM30/32路，2.048Mbps，欧洲和我国采用此标准。
• T1，即PCM24/路，1.544Mbps，北美采用此标准。

入行比较早的通信汪，肯定见过E1/T1接口和线缆。

E1线，就是以前经常说的2M线（两兆线）

作为一项早期技术，PDH的缺点很多：

1 没有全球统一的标准

2 结构复杂，成本太高

3 维护比较困难

为什么要叫“准同步”？

因为，在数字通信系统中，传送的信号都是数字化的脉冲序列。这些数字信号流在数字交换设备之间传输时，其速率必须完全保持一致，才能保证信息传送的准确无误，这就叫做“同步”。

采用PDH制式的系统，是在数字通信网的每个节点上都分别设置高精度的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。尽管每个时钟的精度都很高，但总还是有一些微小的差别（不超过规定的范围）。这种同步方式严格来说不是真正的同步，所以叫做“准同步”。

SDH（同步数字系列）

好了，既然前面说了“准同步”，接下来，就是“同步”了。

因为PDH无法适应现代电信发展的需要，所以，SDH诞生了。

SDH，Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列，也是一种数字传输制式。它其实是光纤传输技术和智能网络技术结合的产物。

最早提出SDH概念的是美国贝尔通信研究所，当时称为光同步网络（SONET）。

1988年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）接受了SONET的概念，重新命名为SDH。

相比于PDH，SDH有以下优点：

1 网络管理能力大大增强。

2 统一的标准，统一的规范，方便了不同厂家的互联互通。

3 适合大容量传输。

4 提出了自愈网的新概念，保护能力增强。

5 采用字节复接技术，使网络中上下支路信号变得十分简单。

由于SDH的众多优点，受到了全球电信运营商的青睐，一度统治了传输网。

SDH工作方式

MSTP（多业务传输平台）

时间又继续往前推进。

SDH是针对语音业务设计的，每条语音的带宽是固定的。它采用的是TDM（时分复用）接入方式。

后来，数据业务开始兴起，SDH要承载更多类型的接入业务，例如以太网、ATM（不是取款机啊，是Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式，是一种分组交换和复用技术）等。

于是，MSTP出现了。

MSTP，Multi-Service Transmission Platform，多业务传输平台。其实，准确地说，是（基于SDH的）多业务传输平台。

顾名思义，MSTP的核心仍然是SDH，在SDH的基础上进行了改进。

MSTP就是在SDH增加了以太网接口或ATM接口，实现IP化接口

MSTP设备（可以看到以太网口等各种接口）

综上所述，PDH、SDH和MSTP之间的关系就是下图：

PTN（分组传送网）

不管怎么说，MSTP和SDH都是以电路交换（TDM）为核心，无法更好地承载数据业务（IP）。

众所周知，随着通信的发展，电信业务从打电话为主，变成了上网为主，数据业务占比大幅提升。

所以，PTN出现了。

PTN，Packet Transport Network，分组传送网。

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。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之间的最本质区别。

说到PTN，必须先解释一下MPLS。

MPLS（多协议标签转换）

MPLS，Multi-Protocol Label Switching，多协议标签交换。

Multi-Protocol（多协议）：支持多种三层协议（IP、IPv6、IPX、SNA等）。

Label Switching（标签交换）：给报文打上标签，以标签交换替代IP转发。

传统IP网络中，路由技术是不可管理、不可控制的。IP逐级转发，每经过一个路由器都要进行路由查询（可能多次查找），速度缓慢，这种转发机制不适合大型网络。

而MPLS是通过事先分配好的标签，为报文建立一条标签转发通道（LSP），在通道经过的每一台设备处，只需要进行快速的标签交换即可（一次查找），从而节约了处理时间。

MPLS隧道（Tunnel）

简单来说，MPLS处理速度更快，效率更高，更适合大容量网络。

MPLS在协议栈中的位置

而T-MPLS，是经过改进的MPLS。

T-MPLS是MPLS的一个子集，只采用了MPLS有关数据传输层的技术，去掉了网络层复杂的自动路由协议控制技术，同时增加了OAM（Operation Administration and Maintenance，也就是操作、管理和维护）。

T-MPLS和MPLS-TP

2005年5月，ITU-T推出了T-MPLS，并在市场上获得成功。

2007年，出于利益之争，IETF开始阻挠ITU-T通过T-MPLS。

2008年，ITU-T和IETF共同成立联合工作组JWT，推出了MPLS-TP，定位于T-MPLS的演进。

ITU-T：国际电信联盟电信标准分局

IETF：国际互联网工程任务组

所以，采用了T-MPLS的PTN，就具备了速度快、效率高的基本特点。

无线接入网中的PTN

PTN，简单来说，就是一个具备SDH特性的加强版的IP网络，融合了两者之间的优点。

说完PTN，我们要回头说说“光”的那些事儿。

WDM（波分复用）

WDM，是Wavelength Division Multiplexing，波分复用。

简单来说，WDM就是把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传输。

波分复用和频分复用

其实，波分复用就是一种频分复用。波长×频率=光速（固定值），所以按波长分其实就是按频率分。而光通信里面，人们习惯按波长命名。

我们经常所说的DWDM，就是密集型WDM，Dense Wavelength Division Multiplexing。DWDM是WDM的一种具体的表现形式。早期的WDM系统，波长间隔为几十nm，后来，波长间隔发展到几nm，就叫做DWDM。

• 稀疏波分复用（CWDM）：波长间隔大，一般为20nm
• 密集波分复用（DWDM）：波长间隔小，小于等于0.8nm

WDM的优点很明显，就是容量大，而且它可以远距离传输。

但WDM也有缺点，例如只能点对点连接，不能组成环，不能灵活调度，不能应对复杂的组网结构。

但是，SDH可以啊，SDH可以组成环，而且管理能力很强。

那么，干脆把SDH的特性引入WDM吧！

于是，就有了OTN。

OTN（光传送网）

OTN，Optical Transport Network，光传送网。

如前文所说，它就是基于WDM技术发展过来的。

OTN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。

OTN对业务的调度分为：

• 光层调度（可以理解为是WDM的范畴）
• 电层调度（可以理解为SDH的范畴）

OTN与PTN

虽然OTN和PTN之间只差一个词，但是两者是完全不同的技术。

PTN的传送带宽较OTN要小。一般PTN最大群路带宽为10G。OTN单波10G，群路可达400G-1600G，最新的技术可达单波40G。

OTN是传输网的骨干。

PON（无源光网络）

接下来，我们再来说个“胖”子，就是PON（念“胖”）。

PON，Passive Optical Network，无源光网络。

PON由以下部分组成：

• OLT（光线路终端）
• POS（无源分光器）
• ONU（光网络单元）

因为OLT和ONU之间是无源的，所以叫“无源光网络”。

什么是无源？

这个“源”，就是指电源、能量源、功率源。

说白了，没有此类“源”的电子设备，就叫无源设备。再简单一点，无源网络下，你给什么就是什么，没有能量源去进行放大或转换。

PON采用的是WDM技术，实现单纤双向传输，上行波长1310nm，下行波长1490nm。

PON，具有高带宽，高效率，大覆盖范围，用户接口丰富等众多优点，被视为实现接入网业务宽带化、综合化改造的理想技术。

按承载的内容，PON主要分为以下几种：

• 基于ATM的无源光网络（APON）
• 基于Ethernet(以太网)的以太无源光网络（EPON）
• 基于GFP(通用成帧规程)的吉比特无源光网络（GPON）

补充说一下，与PON对应的，是AON，Active Optical Network，有源光网络。

IPRAN（无线接入网IP化）

我们再来说说现在很火的IPRAN。

这些年以来，无线接入网（RAN）一直在向全IP化发展，因此，传统的SDH传输网无法满足要求，我们需要基于IP的传送网。而基于IP的传送网，就分为IPRAN和PTNRAN。

IPRAN示例

我们通过和传统RAN（基于MSTP）进行对比，来看看IPRAN有什么优点。

• MSTP是在SDH基础上为满足数据需求而开发的，本质上还是传输的东西。IPRAN是在路由器基础上为满足基站接入的需求而开发的，本质上就是路由器，可以满足综合业务接入。
• MSTP继承SDH的特点，刚性带宽，所有业务不管是否使用，始终占用固定带宽。IPRAN是路由器的特点，共享带宽，业务间可共享带宽。共享带宽成本更低。
• MSTP主要工作在二层，IPRAN主要工作在三层，可以通过业务仿真来接入二层业务。
• MSTP比较死板，所有业务流向需手工指定。IPRAN非常灵活，业务流向只要有路由就可以通过。

IPRAN的命名

IPRAN，简单的说，是指IP化的移动回传网。国外的叫法其实更为准确：IP Mobile Backhual（IP 移动 回传）。

当初，业界提出了几种取代传统MSTP的承载方式，思科提出了IP/MPLS方式，并命名为IPRAN。这是具有排他性的，由于思科在数据通信行业的强势地位，它的这种命名方法自然而然地引起了业界术语的混淆，以至于目前普遍将IP/MPLS-IP RAN承载方式称为IPRAN。

好啦！终于介绍完了。。。

不知道大家有没有看晕？好吧，其实小枣君自己也有点晕了。。。

作为通信网的大动脉，传输网确实是重中之重，地位非常重要。

正因为如此，运营商和设备商对它的稳定、效率、容量等方面都有很高的要求，所以，不断对它进行技术更新迭代，不断有新的产品和概念出现。

作为一个通信汪，即使不是专门从事传输岗位，也应该对传输网有一定的了解。这样，才不会总是——“有问题，找传输”。