【转】什么是裸纤、专线、SDH、MSTP、MSTP+、OTN、PTN、IP-RAN以及专线和家庭宽带的区别

科技   2025-01-09 10:30   河北  

1.裸纤(裸光纤)

裸纤也叫裸光纤,运营商提供一条未经过任何信号处理或封装的纯净光纤线路,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:

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。

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)

2.专线

专线一般分三层专线二层专线,三层专线一般是指MPLS VPN,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192.168.1.1/24192.168.1.2/24,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。

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 10G40G专线,价格高得吓人!

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

3.SDH和MSTP

SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)

  • SDH是一种基于时分复用的传输技术,提供固定带宽和稳定的服务质量。
  • 它通常被用作专线连接,因为它能够确保数据传输的稳定性和安全性。
  • SDH专线广泛应用于需要高质量连接的企业客户,如金融、医疗等行业。

要明白SDH,首先要说TDMTDM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

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!

MSTP(Multi-Service Transport Platform,多业务传送平台)

  • MSTP是在SDH基础上发展起来的技术,增加了对以太网、ATM等多种数据业务的支持。
  • 它能够在同一平台上同时承载TDM(时分复用)和IP业务,因此也常被用作专线接入。
  • MSTP专线能够满足企业客户对于多种业务类型的需求,如话音、数据、视频等。

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10M100M1G10G这样的标准以太网接口,而不是155M622M2.5G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WDMOTNIP-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?)

4.波分WDM

WDM(Wavelength Division Multiplexing,波分复用):

WDM是一种在单根光纤中利用不同波长的光信号并行传输多种信息的技术。它极大地提高了光纤的传输容量,使得一根光纤能够同时承载多个独立的光信号。

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。

5.OTN

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?

6.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。

7.IP-RAN和PTN

IP-RAN(IP Radio Access Network,IP无线接入网)

PTN(Packet Transport Network,分组传送网)

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)。

8.总结

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-RANPTN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?

9.补充

最后再说一下家庭宽带,家庭宽带网络的组成就像公路系统一样,有城市间的高速路,有城市内的市政道路,有连接用户家或小区的支路,引道。

接入线路就像连接家门口或小区出入口到市政路之间的道路,这条路通常只有单车道或者双车道。如果要出去别的地方,要经过家门口的小路,然后进入市政道路,最后进入省道或者高速公路。

通常运营商把客户区分为企业和家庭用户。

# 专线和家庭宽带的区别对比如下表:

项目专线家庭宽带
针对的对象企业、政府机构、大型组织等需要高可靠性和高性能网络连接的用户普通家庭用户,满足日常上网、娱乐等需求
费用通常较高,因为提供独享带宽、高可靠性和定制服务相对较低,适合大众消费
带宽独享带宽,确保数据传输的稳定性和速度共享带宽,速度可能受其他用户影响
接入速率上下行速度一致,适合需要高速双向数据传输的应用上行速度通常比下行速度低(如1:5-1:10的比例),适合下载多、上传少的应用
IP地址通常提供固定的公网IP地址,支持多个连接和对外服务功能(如网站、FTP服务器等)通常提供动态分配的私有IP地址,连接数受限,不支持对外服务功能
服务质量(QoS提供高级别的QoS保障,确保关键业务的高可用性和低延迟QoS保障较弱,可能在网络拥堵时影响性能
网络可靠性高可靠性设计,通常配备冗余设备和备用路径可靠性相对较低,但足以满足普通家庭用户的需求
技术支持与服务提供专业的技术支持和定制服务,满足企业特殊需求提供基础的技术支持,适合普通用户

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