Cisco寬帶城域網(wǎng)解決方案總匯3(doc)
技術(shù)要點(diǎn)及產(chǎn)品介紹 1 技術(shù) 1 Metro DWDM 1 密集波分復(fù)用(DWDM)概覽 本節(jié)提供DWDM技術(shù)、組件及應(yīng)用的一個總體概覽。它還介紹了Cisco ONS 15454如何實(shí)施DWDM解決方案。 DWDM是一種增加現(xiàn)有光纖基礎(chǔ)設(shè)施承運(yùn)容量的技術(shù)，消除了安裝新光纖電纜的高額成 本。服務(wù)供應(yīng)商目前使用的大多數(shù)高速主干網(wǎng)都包括以每秒2.5 GB或10 Gbps運(yùn)行的光纖鏈路。DWDM為利用現(xiàn)有安裝光纖獲得增加帶寬提供一個可伸縮的解決 方案。 DWDM以不同波長同時傳輸多個信號，允許用戶就象使用多個光纖一樣使用一個光纖。 這種傳輸方式創(chuàng)造了被稱為虛擬光纖的東西。傳送的每一個信號可以采用不同的速率 ，但是能夠使用相同的物理光纖電纜。 2 DWDM組件 基本DWDM系統(tǒng)包括下列組件：精確波長光纖發(fā)射器(激光)、光纖復(fù)用器和反復(fù)用器以 及寬帶光纖接收器。DWDM系統(tǒng)的可選組件包括光纖分插復(fù)用器(OADM)和光纖放大器。 1.光纖發(fā)射器和轉(zhuǎn)發(fā)器 DWDM系統(tǒng)的光纖發(fā)射器為高分辨率精確窄帶激光。這類激光器允許緊密的信道間隔， 增加了可以用在1500 nm頻帶中的波長數(shù)量，同時最大限度地減少了信號減損(例如耗散)的影響。光纖發(fā)射 器最大限度地減少了功率損耗，允許遠(yuǎn)程發(fā)射，并提供高度的信號完整性。這些激光 器允許使用光纖放大器，提高了延長距離的信號強(qiáng)度，與采用電子放大器相反，消除 了重新生成各個光纖信號的需求。大多數(shù)激光器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶有遵循ITU- T的波長頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)簡化的互操作性和更加簡單的組件選擇。 發(fā)射器的一個主要組件是轉(zhuǎn)發(fā)器，它通過光-電- 光(OEO)轉(zhuǎn)換將寬帶光纖信號轉(zhuǎn)換成特定的波長。轉(zhuǎn)發(fā)器或波長轉(zhuǎn)換器是DWDM系統(tǒng)的可 選設(shè)備，提供光纖波長向精確窄帶波長的轉(zhuǎn)換。這種轉(zhuǎn)換能使路由器、ATM交換機(jī)或其 他沒有配備精確窄帶激光器的設(shè)備復(fù)用到單一光纖上。 2.光纖放大器 光纖放大器用于增強(qiáng)光纖信號，以便最大限度地減少源自通過光纖發(fā)送光脈沖的功率 損耗和衰減的影響。光纖放大器技術(shù)是啟動DWDM高速、高容量傳輸?shù)年P(guān)鍵。光纖放大 器技術(shù)是長途DWDM系統(tǒng)商業(yè)成功的關(guān)鍵。但是，由于城市和地區(qū)網(wǎng)絡(luò)中的距離較短， 光纖放大器并非總是部署在這些網(wǎng)絡(luò)中。 在光纖放大器出現(xiàn)之前，必須以電子方式重新生成每一個信號。當(dāng)以電子方式重新生 成一個光纖信號時，信號首先必須轉(zhuǎn)換為電子信號、放大然后在被重新發(fā)射前轉(zhuǎn)換回 光信號。電子再生要求每一個光纖上的每一個波長擁有一個獨(dú)立的再生器，而單個光 纖放大器能夠放大一個光纖上的所有波長。 最常見的光纖放大器是摻鉺光纖放大器(EDFA)。傳統(tǒng)EDFA在1530至1560 nm范圍內(nèi)運(yùn)行。 3.光纖復(fù)用器和反復(fù)用器 光纖復(fù)用器將不同波長的發(fā)射信號復(fù)用到一個光纖中。光纖反復(fù)用器在接收端將結(jié)合 信號分離成它們的組件波長。薄膠片介質(zhì)過濾器和光柵就是復(fù)用器/反復(fù)用器類型的例 子。DWDM復(fù)用器一般為被動設(shè)備，這意味著它們不需要電子輸入。這些被動復(fù)用器就 象高精度棱鏡一樣，分離DWDM信號的不同色彩。 4.光纖接收器 光纖接收器檢測進(jìn)入光波信號，并將它們轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)男盘?，以供接收設(shè)備處理。光 纖接收器通常為寬帶設(shè)備，能夠通過范圍較寬的波長檢測光。檢測這種寬范圍波長的 能力允許單一接收器接收1300至1550 nm范圍內(nèi)的任何波長。 5.OADM OADM可以部署在DWDM系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)中，增加信號復(fù)用的靈活性。OADM允許您從一個密集 波分復(fù)用的光纖插入或截取信道。OADM被安裝一個多波長光纖中，允許特定波長從光 纖取出和插入，同時能使所有波長通過。作為增加OADM過濾器的結(jié)果，通過的波長將 經(jīng)歷很小的信號衰減。 3 DWDM應(yīng)用 DWDM比傳統(tǒng)光纖系統(tǒng)提供許多好處。它通過創(chuàng)建將每一個光纖轉(zhuǎn)換成多個光纖的虛擬 光纖，最大限度地減少光纖使用。DWDM提供更大的可伸縮性，并延長了非再生距離限 制。它還與位速率和協(xié)議不相關(guān)。所有這些好處轉(zhuǎn)變成許多新應(yīng)用。本部分將介紹一 些可能的應(yīng)用。 1.長途 DWDM技術(shù)非常適合使用點(diǎn)到點(diǎn)或環(huán)拓?fù)涞拈L途承運(yùn)商。擁有16個或更多傳輸通道(過去 通常為一個)大大提高了承運(yùn)商擴(kuò)展容量的能力，同時留出備份帶寬，而無需部署新光 纖。 DWDM技術(shù)一直被長途承運(yùn)商廣泛使用，它允許利用現(xiàn)有的光纖基礎(chǔ)設(shè)施來滿足不斷增 加的帶寬需求。專為長途網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的DWDM系統(tǒng)能夠在單一光纖上提供超過32個波長。 2.自治愈環(huán) 自治愈環(huán)的開發(fā)取決于DWDM提供的大量容量。自治愈環(huán)一般安裝在最尖端的電信網(wǎng)絡(luò) 中。通過使用DWDM，電信網(wǎng)絡(luò)公司可以建設(shè)一個每秒40 GB的環(huán)，帶有16個獨(dú)立的全保護(hù)信號。所有這些都能夠使用2個光纖完成。 DWDM技術(shù)不影響自治愈環(huán)技術(shù)的部署，而且對在OCN信號頂部運(yùn)行的協(xié)議透明。DWDM系 統(tǒng)提供多個波長，能夠用于SONET/SDH系統(tǒng)的工作或保護(hù)通道。這些波長還可以用于未 保護(hù)的光纖信號，例如許多路由器或ATM設(shè)備上的光纖信號。 3.網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展 對于建立或擴(kuò)展其網(wǎng)絡(luò)的公司來說，DWDM是為現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施提供未來保護(hù)的一個經(jīng)濟(jì) 途徑。DWDM允許增量容量增加和簡單地實(shí)施新設(shè)備。在工業(yè)基礎(chǔ)迅速擴(kuò)展的一些地區(qū) ，DWDM是滿足不斷增加的需求的一種途徑，無需鋪設(shè)新光纖。 4 Cisco ONS 15454 DWDM解決方案 Cisco ONS 15454 DWDM解決方案采用18個不同的OC48 ITU DWDM卡。其中9個卡在藍(lán)帶中運(yùn)行，間距200 GHz，另外9個在紅帶中運(yùn)行，間距200 GHz。光纖擁有25 dB的鏈路預(yù)算。卡可以用于帶有中跨距放大的長達(dá)200公里的長途非再生跨距，或沒有 放大的80公里。 ONS 15454 OC48 ELR ITU光纖補(bǔ)充了目前在平臺上提供的OC48光纖卡。至于所有ONS 15454光纖卡，它們都可以進(jìn)行配置，在環(huán)網(wǎng)絡(luò)(UPSR或BLSR)、線性網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)到點(diǎn)或A DM配置、網(wǎng)格、網(wǎng)絡(luò)中或作為終端節(jié)點(diǎn)運(yùn)行。根據(jù)用戶的應(yīng)用，ONS 15454系統(tǒng)可以結(jié)合配置ITU和非ITU卡。 搭配ONS 15454 ELR ITU光纖和雙向DWDM復(fù)用器/反復(fù)用器能夠在單一光纖上提供高達(dá)每秒45 GB的帶寬。當(dāng)可用光纖有限時，所生成的光纖帶寬改進(jìn)可利用已安裝的光纖基礎(chǔ)設(shè)施 ，減少了安裝新光纖的需求。由于Cisco DWDM解決方案基于標(biāo)準(zhǔn)而且符合ITU，因此用戶可以部署第三方制造商的產(chǎn)品來建立最 適合其應(yīng)用的多供應(yīng)商網(wǎng)絡(luò)。 運(yùn)用DWDM和ITU激光器設(shè)計(jì)一個城域光纖鏈路與采用單一通道操作一樣簡單。由于ONS OC48 ELR ITU光纖是為單跨距、非放大鏈路設(shè)計(jì)的，因此該解決方案能夠在大多數(shù)類型的光纖上 運(yùn)行。由于部署的DWDM系統(tǒng)的低光纖傳輸功率和寬頻率間隔，光纖非線性影響(包括4 波混合、受激布里淵散射、自相位調(diào)制、交叉相位調(diào)制和受激喇曼散射)不是問題。 DWDM的部署不限制支持的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋?，無論是環(huán)、線性還是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。此外，ONS 15454平臺提供多服務(wù)(例如DS1、DS3和以太網(wǎng))的能力不受影響。DWDM被動復(fù)用器/反 復(fù)用器對穿過波長的數(shù)據(jù)透明，并被用于擴(kuò)展現(xiàn)有光纖的容量。根據(jù)特定網(wǎng)絡(luò)的要求 ，ONS 15454能夠支持使用ITU及標(biāo)準(zhǔn)1310nm或1550nm波長的應(yīng)用。 2 DPT 動態(tài)IP光纖傳輸技術(shù)(DPT)，即Dynamic Packet Transport，采用了一種全新的機(jī)制，在光纖上直接傳輸IP包，而其MAC層地址采用空 間復(fù)用MAC地址。 空間復(fù)用協(xié)議(SRP)，即Spatial Reuse Protocol，是一種與媒體無關(guān)的 MAC層協(xié)議，可以用于各種物理層技術(shù)之上。典型的用法是由兩根反向光纖組成SRP環(huán) ，其中每一根光纖都可以用來傳輸數(shù)據(jù)和傳輸反方向的控制信號。其工作原理如下圖 所示。 [pic] 為了區(qū)分兩個環(huán)，不妨將一個叫作內(nèi)環(huán)，另一個叫作外環(huán)。SRP運(yùn)行時，在一個方向發(fā) 送數(shù)據(jù)(下行流)，而在反方向的另一根光纖上傳輸控制信號(上行流)。兩根光纖互為 控制，因此共有兩個上行流和兩個下行流。這樣，SRP便能最大限度地利用光纖的傳輸 帶寬。同時，由于控制信號不受數(shù)據(jù)流干擾(例如排隊(duì)、突發(fā)擁塞等)，能夠快速傳輸 ，從而為帶寬的進(jìn)一步優(yōu)化和網(wǎng)絡(luò)的高速自愈提供了保障。 由于SRP的媒體無關(guān)特性，DPT技術(shù)可以透明地運(yùn)行在現(xiàn)有的各種重要光纖基礎(chǔ)設(shè)施上 ： o 裸光纖 o 波分復(fù)用(WDM) o SDH點(diǎn)對點(diǎn)或環(huán) 媒體的無關(guān)特性還能使DPT運(yùn)行在上述介質(zhì)的混合環(huán)境中，從而提供了一種向純IP優(yōu)化 光纖網(wǎng)絡(luò)平滑過渡的解決方案。 動態(tài)IP光纖傳輸技術(shù)DPT具有如下特點(diǎn)： o 空間復(fù)用。一根光纖環(huán)可以分段傳輸數(shù)據(jù)，所以至少可以提供兩倍的帶寬提升因子。 o 雙環(huán)結(jié)構(gòu)。兩根光纖同時傳輸數(shù)據(jù)，使帶寬得到兩倍的提高。 o 公平機(jī)制。所有節(jié)點(diǎn)對帶寬具有同等的控制權(quán)，從而為帶寬的統(tǒng)計(jì)復(fù)用提供了最佳的保 障。 o 統(tǒng)計(jì)復(fù)用。網(wǎng)絡(luò)帶寬分段使用，且任意節(jié)點(diǎn)間富余的帶寬可以被其他節(jié)點(diǎn)所使用，以成 倍提高可用帶寬。 [pic] o 擴(kuò)展性。一個環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)可以最高至128，單端口速率可以最高至10Gbps，地理范圍可 以像SDH一樣擴(kuò)展到足夠的程度。 o 可靠性?？梢蕴峁┍萐DH的自動保護(hù)交換(APS)更好的網(wǎng)絡(luò)自愈功能。不僅可以在50ms內(nèi) 切換光纖，而且由于它是IP- Aware的，可以在50ms內(nèi)恢復(fù)IP業(yè)務(wù)，不需要路由表的重新收斂。 o IP業(yè)務(wù)映射。可以直接映射和支持IP包的優(yōu)先級，直接支持IP包的廣播以及其他IP業(yè)務(wù) 控制功能。 o 即插即用。簡單的環(huán)形結(jié)構(gòu)和自動發(fā)現(xiàn)機(jī)制使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置變得十分簡單。例如，在 一個網(wǎng)狀網(wǎng)中，增加一個節(jié)點(diǎn)需配置2N個端口，而在一個環(huán)形網(wǎng)中，增加一個節(jié)點(diǎn)最 多只需要配置一對端口。 o 統(tǒng)一網(wǎng)管。從物理層到鏈路層到網(wǎng)絡(luò)層全部三層的網(wǎng)絡(luò)管理不再需要不同的網(wǎng)管系統(tǒng)。 o 高性能價格比。一個SRP環(huán)上的每個設(shè)備永遠(yuǎn)只需要一對SRP端口[而點(diǎn)對點(diǎn)網(wǎng)狀網(wǎng)中，每 節(jié)點(diǎn)需N* * (N- 1)個端口]，從而使網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容時不再需要增加端口，大大降低了網(wǎng)絡(luò)成本。同時，DPT 的高可靠性還大大降低了運(yùn)行維護(hù)成本，并提高了生產(chǎn)效率。 DPT技術(shù)與SDH技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)主要在于可以動態(tài)使用帶寬，使帶寬的利用率得到大 大的提高，并避免了點(diǎn)對點(diǎn)連接的限制，減少了端口數(shù)的需要。 DPT技術(shù)還與POS技術(shù)一樣，避免了ATM技術(shù)的協(xié)議復(fù)雜性、信令系統(tǒng)和過高的信頭開銷 ，并且由于直接支持IP，無需IP包的拆分和重組，從而大大提高了交換機(jī)的處理能力 ，并降低了設(shè)備的價格。 對于新一代的網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)商來說，動態(tài)IP光纖傳輸技術(shù)(DPT)是一種新紀(jì)元網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)構(gòu)架 的極其重要的技術(shù)，DPT各種技術(shù)特性的設(shè)計(jì)都是為了營運(yùn)商能夠在保證高品質(zhì)服務(wù)的 前提下，進(jìn)一步減少投資和營運(yùn)成本，而提高生產(chǎn)效率。綜合起來，DPT技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)營 運(yùn)商帶來了如下一些利益。 1.有效投資。IP光纖環(huán)的組建，使?fàn)I運(yùn)商在投資結(jié)構(gòu)上發(fā)生了根本性的變化，大大提 高了投資效率。例如，營運(yùn)商不再需要在昂貴的時分復(fù)用(TDM)設(shè)備(如SDH設(shè)備)上進(jìn) 行投資，卻能獲得同樣的帶寬；同時，又能采用空間復(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)最有效地使 用這些帶寬而獲得更高的效益。再如，從物理層到IP層的集成網(wǎng)絡(luò)管理方式，不僅大 大降低了營運(yùn)成本，也大大提高了生產(chǎn)效率。 2.增強(qiáng)IP業(yè)務(wù)。DPT技術(shù)直接支持和增強(qiáng)各種IP業(yè)務(wù)，例如VoIP、VPN等業(yè)務(wù)，而且更 加穩(wěn)定可靠，為經(jīng)營者帶來更豐厚的增值服務(wù)利潤。 3.網(wǎng)絡(luò)的健壯性。由于提供了先期的性能監(jiān)測、錯誤監(jiān)測、錯誤定位、以及智能保護(hù) 交換機(jī)制(IPS)，網(wǎng)絡(luò)具備高級的自愈功能，使IP業(yè)務(wù)穩(wěn)定可靠?？煽啃允歉咚俟饫w網(wǎng) 絡(luò)的重要特性；這正如高速公路的修建，在減少交叉、減少紅綠燈、平整路面以提高 車速和擴(kuò)展通車能力的同時，交通規(guī)則卻更加嚴(yán)格：更遠(yuǎn)的安全車距、嚴(yán)禁行人穿越 等，并增設(shè)應(yīng)急車道提高可靠性。沒有足夠的可靠性保障，網(wǎng)絡(luò)與公路一樣不能“提速 ”；否則，會潛伏災(zāi)難性的后果。 4.充分的擴(kuò)展性。作為通信新紀(jì)元的關(guān)鍵的IP優(yōu)化光學(xué)技術(shù)，DPT以新的更穩(wěn)定可靠的 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)提供了持續(xù)發(fā)展的道路。已經(jīng)走過的技術(shù)路線表明，簡化是核心 ，可靠則是關(guān)鍵。 動態(tài)IP光纖傳輸技術(shù)DPT為營運(yùn)商帶來的上述利益完全符合營運(yùn)級IP骨干網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的總 體要求和技術(shù)要求，是SCN交互有線服務(wù)網(wǎng)IP骨干網(wǎng)可以選擇的最佳主干技術(shù)。 目前，AT&T、Spring-Net、MCI等著名電信營運(yùn)商都在與 Cisco 合作， 采用這一最先進(jìn)的IP光纖傳輸技術(shù)，建立其下一代的IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺。 其他正在測試或已經(jīng)采用DPT技術(shù)的客戶包括：Qwest, 德國電信，英國電信(BT)，日本電信，@Home, MediaOne，美國在線 (AOL)和 UUNET等等。 3 LRE 1 LRE 產(chǎn)生的背景 LRE從根本上改變了服務(wù)行業(yè)寬帶配置方面的經(jīng)濟(jì)收益模式?？腿嗽僖膊粫閹挷蛔?或服務(wù)不完善而煩惱。他們可以象在自己的辦公室或家里一樣進(jìn)行工作和娛樂。酒店 與度假區(qū)也不必再使用技術(shù)不夠先進(jìn)或成本效益不高的接入方案。利用LRE這種經(jīng)濟(jì)有 效的寬帶解決方案，服務(wù)領(lǐng)域的公司可以繼續(xù)使用其現(xiàn)有的通信基礎(chǔ)設(shè)施。在這一過 程中，他們獲得了一種出色的收入來源，從而提高了經(jīng)濟(jì)收益并為在新世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)環(huán) 境中進(jìn)行有效的競爭奠定了基礎(chǔ)。 當(dāng)今用戶需求包括： o 高速網(wǎng)絡(luò)接...
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