传输线路

来源:傻傻分不清楚:裸纤、专线、SDH、MSTP、MSTP+、OTN、PTN、IP-RAN

裸纤

裸纤也叫裸光纤,运营商提供一条纯净光纤线路,中间不经过任何交换机或路由器,只经过配线架或配线箱做光纤跳纤,可以理解成运营商仅仅提供一条物理线路.实际项目中,裸光纤应用较多,比如某大学两个校区,相隔大概 20KM,租用运营商裸光纤实现两个校区互联.可以理解成通过一根很长的光纤连接两个校区,拓扑图也简单,直连即可,如图所示: Alt text

新老校区裸纤连接图 最早两个校区均有运营商互联网出口,采用两套认证系统,管理维护麻烦,后续升级改造,两个校区租用运营商裸光纤,将两个校区互联起来,相当于将老校区网络作为一个子模块,接入到新校区,与新校区有机融合到一起,实现统一运营和管理.

租用运营商裸纤价格较高,一般按照公里收费,记得某项目租用 20km 裸纤,费用为 20 万/年,5 年线路费用就是 100 万.有人可能会问,既然裸纤线路这么贵,为什么不自己拉一根光纤,连接两个校区,买光纤和工人布线施工的成本也用不了这么多呀!的确如此,但不是你想拉光纤就能拉的.国家法律明文规定,只有运营商、军队、市政等几个部门可以在公共区域破土施工,学校/医院/政府这类单位,在自己单位园区内部(也就是围墙内)随便怎么挖,没人会管,但到公共区域施工就不允许了,犯法!

裸光纤应用场景还很多,比如教育城域网,会租用运营商裸光纤,实现教育局与辖区各学校互联,将网络出口统一到教育局,从而实现教育资源共享,统一审计等功能,某县教育网城域网拓扑如图,租用运营商裸光纤实现学校与教育局互联,最后通过教育局网络统一网络出口访问互联网. Alt text

某教育城域网裸纤连接图 另外,在平安城市/视频专网/雪亮工程等项目中,也经常租用运营商裸纤,实现前端摄像头视频流量回传,如下为公安部统计,全国视频专网链路类型,35%采用裸纤.(注:交警前端电子警察一般采用裸纤回传,有钱就任性,而平安城市摄像头采用 PON 链路较多)

平安城市链路统计 Alt text

专线

专线一般分三层专线和二层专线,三层专线一般是指 MPLS V.P.N,这是 CCIE RS 方向考试的重点内容,说实话比较难,基本只在金融、电子政务等行业应用,一般人接触不上.我们日常说的专线基本指二层专线,二层专线相当于运营商给了你“一根线”,你两端连接 PC,分别配置 192.168.1.1/24 和 192.168.1.2/24,能直接 ping 通.效果看似跟裸纤差不多,但与裸纤的实质区别是: 裸纤中间不经过任何路由器交换机设备,运营商给你的是真实的一根线,而专线中间经过运营商的各类路由器交换机设备,只是运营商给你模拟出来了一根线,让你感觉跟裸纤效果差不多,至于专线的底层技术,这个是 CCIE ISP 运营商方向研究的内容,大部分人无需搞得那么透. Alt text

专线效果图 如果租用运营商裸纤,只要光纤不被挖断,运营商内部交换机路由器等设备故障,不会影响业务.如果你租用的光纤被挖断了,那就没办法了,业务肯定受影响.如果租用运营商专线,运营商设备出问题,可能影响用户业务,反而光纤被挖断,不一定会影响业务,因为运营商骨干网采用环形设计,传统 SDH 和新的 OTN 底层都会有环网,所以论可靠性而言,专线可靠性稍高.笔者今年经历的一个大型雪亮工程项目,一个主数据中心,七个分中心,考虑使用什么链路互联.最早规划使用裸纤互联,但后来考虑到可靠性,改成了租用运营商二层专线互联.当然,使用裸纤也有别的优势,比如带宽自主可控,如下图所示,你需要 10G 带宽,只需要在交换机上插 10G 光模块,需要 40G 带宽在交换机上插 40G 光模块,在交换机上插 100G 光模块,自然就有 100G 带宽.但是如果向运营商租用 10G 或 40G 专线,价格高得吓人! Alt text

专线可以看成是运营商的一种产品,底层实现技术很多,有 SDH、MSTP、PTN、OTN 等.下面为大家介绍一下运营商网络常见术语.

SDH 和 MSTP

要明白 SDH,首先要说 TDM,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;SDH 系统就是传统的电路调度,电路调度是以 TDM 为基础,.早年的网络都是传输语音的,说白了电话网络的基础是 TDM.

在 SDH 大红大紫的时候,另一场战争以太网和 ATM(不是取款机哟)大战中,以太网取得全面胜利,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,服务器、PC、摄像头都得配置 IP 地址吧!

早年运营商骨干网 SDH 是大红人(运营商早期就是靠装电话挣钱),而园区网内部以太网是另一个大红人(上网数据通过以太网承载),能否合作一下?于是一拍即合,MSTP 诞生,运营商骨干部分依旧使用 SDH 时分复用,但运营商甩给用户的链路接口采用园区网流行的以太网接口,也就是 10M、100M、1G、10G 这样的标准以太网接口,而不是 155M、622M、2.5G 这类 POS/CPOS 接口.

在合资公司 MSTP 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%,掌权的还是 SDH,内核还是 TDM.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)毕竟早期网络,还是语音为主,数据为辅,但现在完全颠倒,以太网当然不干了,也就有了后来的 WDM、OTN、IP-RAN.(就像一家公司,最牛逼的某销售贡献了 90%的业绩,他还不出去自己创业,他是傻么?)

波分技术 WDM

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 可以供好上千人打电话,现在人们需要打电话同时还要上网,家庭宽带都 300M 光纤入户了,带宽需求增长和现网资源出现矛盾,承载语音的 TDM 骨干网已经完全不能满足海量音视频传输要求.

要解决这个矛盾,专家们思考良久,某天看到二环路高架桥,恍然大悟,如果将网络传输也划分多个通道,也能提升传输性能.于是波分产生,波分 WDM 就是将多个波道的信号放到同一条光纤中进行传送.WDM 得到重用后,各地纷纷仿效,现在的 WDM 不仅在城市主干道里使用(城域波分),还用在跨市、跨省道路上(长途波分).

裸光纤+波分的效果对比

如图使用传统裸光纤,目前商用较多的是 100G 光模块,那么链路最大 100G.裸光纤两端部署波分设备,带宽惊人,线路带宽直接可以到 4T 甚至更高,单条光纤目前实验室最高波分速率是 36T.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. Alt text

裸纤与波分带宽对比

OTN(OpticalTransportNetwork,光传送网)

WDM 波分技术优势是带宽大,大得惊人.当然也存在一些问题,最突出的是实时流量监测和重点业务保障没有很好的措施.

SDH 笑道:小样儿,容量那么大,你监测和管理上还是有问题吧?

WDM 回应道:我容量确实比你大得多,但管理这方面的确没你们做得好;

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

我们对以前的红人 SDH 在江湖的发展做了详细的描述,现在的 SDH 也只相当于 OTN 掌门下的一个堂主而已了,那么另一位红人以太网它现在发展的如何呢?

MSTP+

由于先前 MSTP 成立时,股权分配不均,有很多遗留问题,以太网仅占 20%,导致现在以太网严重不满意,毕竟现在网络上 IP 流量占了 90%以上,为了安抚这个“销量”占公司 90%的“销售”,SDH 集团研究后推出 MSTP+(也叫 Hybrid MSTP),50/50 股权分配,进一步提升以太网在公司的地位,也不为一种好的补偿措施.

IP-RAN 和 PTN

以太网现在声势越来越大,再加上又有 MPLS 助阵,逐渐有了可以抗衡 SDH 的实力,面对 MSTP+50%的股份分配,以太网并不高兴,发誓要有所改观……

为了对抗 SDH 阵营,以太网大力发展自己的势力,走农村包围城市的策略,先将末端 IP 化(终端 PC、摄像头、打印机都得配 IP).同时建立以 IP+以太网主导的骨干网,相当于自己开公司,创业了.以太网阵营,自由散漫惯了,现在出现了两种大的分歧:

第一种:认为我们自己成立的运输公司不让 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),我们纯粹为我们以太网服务,我们的公司名叫 IP-RAN;

第二种:认为我们应该吸收一些 SDH 的客户,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),然后再我们的帮派里活动,出帮派后再去掉伪装还原成自己原来的模样,这个公司取名叫 PTN.

无论哪种方式,伪装-易容术总少不了,随后就开发了 PWE3 易容术(CCIE ISP 运营商方向重点讲的内容,一般人了解即可).

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,所以我一直觉得网络还是有前途+钱途的.在你为待遇低而埋怨的时候,请自我检讨一下,你到底会多少呢?