Cisco寬帶城域網解決方案總匯3(doc)
技術要點及產品介紹 1 技術 1 Metro DWDM 1 密集波分復用(DWDM)概覽 本節(jié)提供DWDM技術、組件及應用的一個總體概覽。它還介紹了Cisco ONS 15454如何實施DWDM解決方案。 DWDM是一種增加現有光纖基礎設施承運容量的技術，消除了安裝新光纖電纜的高額成 本。服務供應商目前使用的大多數高速主干網都包括以每秒2.5 GB或10 Gbps運行的光纖鏈路。DWDM為利用現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)、光纖復用器和反復用器以 及寬帶光纖接收器。DWDM系統(tǒng)的可選組件包括光纖分插復用器(OADM)和光纖放大器。 1.光纖發(fā)射器和轉發(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。大多數激光器系統(tǒng)的設計帶有遵循ITU- T的波長頻率，能夠實現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發(fā)器，它通過光-電- 光(OEO)轉換將寬帶光纖信號轉換成特定的波長。轉發(fā)器或波長轉換器是DWDM系統(tǒng)的可 選設備，提供光纖波長向精確窄帶波長的轉換。這種轉換能使路由器、ATM交換機或其 他沒有配備精確窄帶激光器的設備復用到單一光纖上。 2.光纖放大器 光纖放大器用于增強光纖信號，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。光纖放大器技術是啟動DWDM高速、高容量傳輸的關鍵。光纖放大 器技術是長途DWDM系統(tǒng)商業(yè)成功的關鍵。但是，由于城市和地區(qū)網絡中的距離較短， 光纖放大器并非總是部署在這些網絡中。 在光纖放大器出現之前，必須以電子方式重新生成每一個信號。當以電子方式重新生 成一個光纖信號時，信號首先必須轉換為電子信號、放大然后在被重新發(fā)射前轉換回 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范圍內運行。 3.光纖復用器和反復用器 光纖復用器將不同波長的發(fā)射信號復用到一個光纖中。光纖反復用器在接收端將結合 信號分離成它們的組件波長。薄膠片介質過濾器和光柵就是復用器/反復用器類型的例 子。DWDM復用器一般為被動設備，這意味著它們不需要電子輸入。這些被動復用器就 象高精度棱鏡一樣，分離DWDM信號的不同色彩。 4.光纖接收器 光纖接收器檢測進入光波信號，并將它們轉換成適當的信號，以供接收設備處理。光 纖接收器通常為寬帶設備，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范圍內的任何波長。 5.OADM OADM可以部署在DWDM系統(tǒng)或網絡中，增加信號復用的靈活性。OADM允許您從一個密集 波分復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過濾器的結果，通過的波長將 經歷很小的信號衰減。 3 DWDM應用 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。所有這些好處轉變成許多新應用。本部分將介紹一 些可能的應用。 1.長途 DWDM技術非常適合使用點到點或環(huán)拓撲的長途承運商。擁有16個或更多傳輸通道(過去 通常為一個)大大提高了承運商擴展容量的能力，同時留出備份帶寬，而無需部署新光 纖。 DWDM技術一直被長途承運商廣泛使用，它允許利用現有的光纖基礎設施來滿足不斷增 加的帶寬需求。專為長途網絡設計的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絡 中。通過使用DWDM，電信網絡公司可以建設一個每秒40 GB的環(huán)，帶有16個獨立的全保護信號。所有這些都能夠使用2個光纖完成。 DWDM技術不影響自治愈環(huán)技術的部署，而且對在OCN信號頂部運行的協(xié)議透明。DWDM系 統(tǒng)提供多個波長，能夠用于SONET/SDH系統(tǒng)的工作或保護通道。這些波長還可以用于未 保護的光纖信號，例如許多路由器或ATM設備上的光纖信號。 3.網絡擴展 對于建立或擴展其網絡的公司來說，DWDM是為現有基礎設施提供未來保護的一個經濟 途徑。DWDM允許增量容量增加和簡單地實施新設備。在工業(yè)基礎迅速擴展的一些地區(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個卡在藍帶中運行，間距200 GHz，另外9個在紅帶中運行，間距200 GHz。光纖擁有25 dB的鏈路預算?？梢杂糜趲в兄锌缇喾糯蟮拈L達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，它們都可以進行配置，在環(huán)網絡(UPSR或BLSR)、線性網絡、點到點或A DM配置、網格、網絡中或作為終端節(jié)點運行。根據用戶的應用，ONS 15454系統(tǒng)可以結合配置ITU和非ITU卡。 搭配ONS 15454 ELR ITU光纖和雙向DWDM復用器/反復用器能夠在單一光纖上提供高達每秒45 GB的帶寬。當可用光纖有限時，所生成的光纖帶寬改進可利用已安裝的光纖基礎設施 ，減少了安裝新光纖的需求。由于Cisco DWDM解決方案基于標準而且符合ITU，因此用戶可以部署第三方制造商的產品來建立最 適合其應用的多供應商網絡。 運用DWDM和ITU激光器設計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、非放大鏈路設計的，因此該解決方案能夠在大多數類型的光纖上 運行。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、自相位調制、交叉相位調制和受激喇曼散射)不是問題。 DWDM的部署不限制支持的網絡拓撲類型，無論是環(huán)、線性還是網狀網絡。此外，ONS 15454平臺提供多服務(例如DS1、DS3和以太網)的能力不受影響。DWDM被動復用器/反 復用器對穿過波長的數據透明，并被用于擴展現有光纖的容量。根據特定網絡的要求 ，ONS 15454能夠支持使用ITU及標準1310nm或1550nm波長的應用。 2 DPT 動態(tài)IP光纖傳輸技術(DPT)，即Dynamic Packet Transport，采用了一種全新的機制，在光纖上直接傳輸IP包，而其MAC層地址采用空 間復用MAC地址。 空間復用協(xié)議(SRP)，即Spatial Reuse Protocol，是一種與媒體無關的 MAC層協(xié)議，可以用于各種物理層技術之上。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據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)，不妨將一個叫作內環(huán)，另一個叫作外環(huán)。SRP運行時，在一個方向發(fā) 送數據(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據流干擾(例如排隊、突發(fā)擁塞等)，能夠快速傳輸 ，從而為帶寬的進一步優(yōu)化和網絡的高速自愈提供了保障。 由于SRP的媒體無關特性，DPT技術可以透明地運行在現有的各種重要光纖基礎設施上 ： o 裸光纖 o 波分復用(WDM) o SDH點對點或環(huán) 媒體的無關特性還能使DPT運行在上述介質的混合環(huán)境中，從而提供了一種向純IP優(yōu)化 光纖網絡平滑過渡的解決方案。 動態(tài)IP光纖傳輸技術DPT具有如下特點： o 空間復用。一根光纖環(huán)可以分段傳輸數據，所以至少可以提供兩倍的帶寬提升因子。 o 雙環(huán)結構。兩根光纖同時傳輸數據，使帶寬得到兩倍的提高。 o 公平機制。所有節(jié)點對帶寬具有同等的控制權，從而為帶寬的統(tǒng)計復用提供了最佳的保 障。 o 統(tǒng)計復用。網絡帶寬分段使用，且任意節(jié)點間富余的帶寬可以被其他節(jié)點所使用，以成 倍提高可用帶寬。 [pic] o 擴展性。一個環(huán)上的節(jié)點數可以最高至128，單端口速率可以最高至10Gbps，地理范圍可 以像SDH一樣擴展到足夠的程度。 o 可靠性?？梢蕴峁┍萐DH的自動保護交換(APS)更好的網絡自愈功能。不僅可以在50ms內 切換光纖，而且由于它是IP- Aware的，可以在50ms內恢復IP業(yè)務，不需要路由表的重新收斂。 o IP業(yè)務映射?？梢灾苯佑成浜椭С諭P包的優(yōu)先級，直接支持IP包的廣播以及其他IP業(yè)務 控制功能。 o 即插即用。簡單的環(huán)形結構和自動發(fā)現機制使網絡設備的配置變得十分簡單。例如，在 一個網狀網中，增加一個節(jié)點需配置2N個端口，而在一個環(huán)形網中，增加一個節(jié)點最 多只需要配置一對端口。 o 統(tǒng)一網管。從物理層到鏈路層到網絡層全部三層的網絡管理不再需要不同的網管系統(tǒng)。 o 高性能價格比。一個SRP環(huán)上的每個設備永遠只需要一對SRP端口[而點對點網狀網中，每 節(jié)點需N* * (N- 1)個端口]，從而使網絡擴容時不再需要增加端口，大大降低了網絡成本。同時，DPT 的高可靠性還大大降低了運行維護成本，并提高了生產效率。 DPT技術與SDH技術相比，其優(yōu)點主要在于可以動態(tài)使用帶寬，使帶寬的利用率得到大 大的提高，并避免了點對點連接的限制，減少了端口數的需要。 DPT技術還與POS技術一樣，避免了ATM技術的協(xié)議復雜性、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的處理能力 ，并降低了設備的價格。 對于新一代的網絡營運商來說，動態(tài)IP光纖傳輸技術(DPT)是一種新紀元網絡基礎構架 的極其重要的技術，DPT各種技術特性的設計都是為了營運商能夠在保證高品質服務的 前提下，進一步減少投資和營運成本，而提高生產效率。綜合起來，DPT技術為網絡營 運商帶來了如下一些利益。 1.有效投資。IP光纖環(huán)的組建，使營運商在投資結構上發(fā)生了根本性的變化，大大提 高了投資效率。例如，營運商不再需要在昂貴的時分復用(TDM)設備(如SDH設備)上進 行投資，卻能獲得同樣的帶寬；同時，又能采用空間復用和統(tǒng)計復用技術最有效地使 用這些帶寬而獲得更高的效益。再如，從物理層到IP層的集成網絡管理方式，不僅大 大降低了營運成本，也大大提高了生產效率。 2.增強IP業(yè)務。DPT技術直接支持和增強各種IP業(yè)務，例如VoIP、VPN等業(yè)務，而且更 加穩(wěn)定可靠，為經營者帶來更豐厚的增值服務利潤。 3.網絡的健壯性。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 交換機制(IPS)，網絡具備高級的自愈功能，使IP業(yè)務穩(wěn)定可靠。可靠性是高速光纖網 絡的重要特性；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 車速和擴展通車能力的同時，交通規(guī)則卻更加嚴格：更遠的安全車距、嚴禁行人穿越 等，并增設應急車道提高可靠性。沒有足夠的可靠性保障，網絡與公路一樣不能“提速 ”；否則，會潛伏災難性的后果。 4.充分的擴展性。作為通信新紀元的關鍵的IP優(yōu)化光學技術，DPT以新的更穩(wěn)定可靠的 網絡體系結構為網絡提供了持續(xù)發(fā)展的道路。已經走過的技術路線表明，簡化是核心 ，可靠則是關鍵。 動態(tài)IP光纖傳輸技術DPT為營運商帶來的上述利益完全符合營運級IP骨干網絡設計的總 體要求和技術要求，是SCN交互有線服務網IP骨干網可以選擇的最佳主干技術。 目前，AT&T、Spring-Net、MCI等著名電信營運商都在與 Cisco 合作， 采用這一最先進的IP光纖傳輸技術，建立其下一代的IP網絡基礎平臺。 其他正在測試或已經采用DPT技術的客戶包括：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 產生的背景 LRE從根本上改變了服務行業(yè)寬帶配置方面的經濟收益模式?？腿嗽僖膊粫閹挷蛔?或服務不完善而煩惱。他們可以象在自己的辦公室或家里一樣進行工作和娛樂。酒店 與度假區(qū)也不必再使用技術不夠先進或成本效益不高的接入方案。利用LRE這種經濟有 效的寬帶解決方案，服務領域的公司可以繼續(xù)使用其現有的通信基礎設施。在這一過 程中，他們獲得了一種出色的收入來源，從而提高了經濟收益并為在新世紀的經濟環(huán) 境中進行有效的競爭奠定了基礎。 當今用戶需求包括： o 高速網絡接...
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