談SDH、MSTP、OTN和PTN的區(qū)別和聯(lián)系

瀏覽次數(shù)：發(fā)布時間：2019-07-22

首先要說的是TDM的概念，TDM就是時分復(fù)用，就是將一個標(biāo)準(zhǔn)時長(1秒)分成若干段小的時間段(8000)，每一個小時間段(1/8000=125us)傳輸一路信號;

SDH系統(tǒng)的電路調(diào)度均以TDM為基礎(chǔ)，所以看到很多人說SDH業(yè)務(wù)就是TDM業(yè)務(wù)，就是傳統(tǒng)的電路調(diào)度，是有理論依據(jù)的;
但在SDH大紅大紫的時候，另一場戰(zhàn)爭以太網(wǎng)和ATM(不是取款機喲)大戰(zhàn)中，以太網(wǎng)取得全面勝利，從而以太網(wǎng)大行其道，其中又以IP最為強勢，導(dǎo)致今天很多業(yè)務(wù)側(cè)都IP化了，不能不說以太網(wǎng)太XXXXX了。

問題：SDH大紅人一個，以太網(wǎng)是另一個大紅人，能否合作一下?一拍即合，MSTP誕生!
在合資公司MSTP中的股份分配不太均勻：SDH占股70%，以太網(wǎng)占股20%，其它包括ATM占股10%，掌權(quán)的還是SDH，內(nèi)核還是TDM，TDM的一切劣勢都依舊保留，如剛性管道;以太網(wǎng)和ATM因為股權(quán)問題，都沒有拿出像樣的東西，只是須有其表(提供相應(yīng)接口而已)
隨著互聯(lián)網(wǎng)的大力普及，電腦、手機、電視等終端都能上網(wǎng)了，帶寬的需求急劇增加，電信運營商們賺錢的機會來了，但挑戰(zhàn)也來了，以前1*155M可以供好上千人打電話，現(xiàn)在人們在打電話時還要上網(wǎng)，帶寬需求增長和現(xiàn)網(wǎng)資源出現(xiàn)矛盾

要解決這個矛盾，我們就來看看SDH這位紅人平時是如何與人相處的：
SDH這位紅人一直都是我行我素，唯我獨尊，從不與人分享公共資源，比如二環(huán)批給我跑，二環(huán)就不許有其它車輛經(jīng)過，上面就我一輛車，剛開始，我這個車能拉1個客人(STM-1)，那么二環(huán)的效率就是運送了一個人(155M--STM-1)，后來把車噸位升級了，我能拉64個客人(64*STM-1)，那么二環(huán)的效率就是(10G-STM-64)，這就是環(huán)速率;目前最大是40G
如果有個時間段沒有人需要運送，那么我就空跑，沿路看看風(fēng)景、美女什么的，這時的效率就是0，其它道路就是堵死了也和我沒關(guān)，由于比較固執(zhí)，自己也有很多的無奈，比如你的車能裝64位客人，但現(xiàn)在有65位客人，對不起，我也只能運64人，我們把這種低效率運作方式叫剛性管道

現(xiàn)在需要運送的客人越來越多了，忙不過來了，解決方法有三個途徑：
第一種：多修幾條路(新建光纜)，進行人員分流;缺點：成本和周期太長--------PASS
第二種：升級汽車噸位(提高速率);缺點：汽車廠還沒研發(fā)出更大載重的車輛(電子元器件受限)-PASS
第三種：將二環(huán)劃分成多個車道(波道)，多個車輛共享道路
領(lǐng)導(dǎo)看后，立即批示：方案三可行，立即執(zhí)行!波分產(chǎn)生

波分WDM就是將多個車道(波道)的車輛(信號)放到同一條道路(光纖)中進行傳送，這里有根據(jù)車道間隔大小分為兩類：
車道間隔為20nm的，為稀疏波分，又稱粗波分;
車道間隔小于等于0.8nm的，為密集波分
這樣帶寬成倍增加了，暫時解決了帶寬不足的問題!可以休息休息了…………
WDM得到重用后，各地紛紛仿效，現(xiàn)在的WDM不僅在城市主干道里使用(城域波分)，還用在跨市、跨省道路上(長途波分);
它的具體工作方式是各種類型的貨物或乘客(業(yè)務(wù)信號)都被裝載到一輛輛汽車中，汽車按照預(yù)先分配的車道(波道)行駛，中間汽車需要加油我們還設(shè)置了加油站(光放站OLA)，司乘人員需要吃飯休息補充體力，我們?yōu)樗麄冊O(shè)置臨時休息區(qū)(中繼站)，當(dāng)然我們還是離不開交警系統(tǒng)的支持(光監(jiān)控OSC或電監(jiān)控ESC)

隨著人們需求的不斷增加，車道數(shù)也由剛開始的16或32一下子擴充到40、80、160，目前施工水平(制造工藝)已經(jīng)突破200個車道數(shù)(波道)，但我們的管理水平還是很低的，主要體現(xiàn)在一下幾個方面：
1、交通管理消息傳遞不暢(OAM缺乏)：WDM的初衷就是為了解決帶寬不夠問題，沒有考慮到帶寬提高后，管理也要跟上呀，現(xiàn)在最大的問題是車輛多了，如何對每一輛車的狀態(tài)做到了如指掌，交警(OSC)感到力不從心;這時有幾位SDH的司乘人員在小聲談?wù)摚何覀僑DH公交系統(tǒng)，都有統(tǒng)一的管理機構(gòu)，每一輛車上都有司機和售票員，分工明確，還用實時視頻監(jiān)控(在線監(jiān)測)，公司時刻都能了解每一輛車的運行狀況，WDM你差的太遠了
2、調(diào)度不夠靈活：WDM在設(shè)計之初就有一個嚴(yán)重缺陷：比如一個貨物要從西安運到北京，預(yù)先分配的車道是10車道(第10波)，那么從西安到北京全程都是第10車道，不能更改，除非你經(jīng)過了好幾個高速段(光再生段)，如西安-鄭州、鄭州-北京，那么你在鄭州可以有一次更換車道的機會，而且這種更換車道的代價是為你這次的行為專門修一條小路(布放光纖);以前SDH遇到類似的情況時就在鄭州修一個大的調(diào)度中心，所有問題都解決了
3、容易堵死(保護不完善)：在城市主干道或省際快速道路上，為了提高效率，在公路設(shè)計時就考慮到與普通道路的區(qū)別，只設(shè)置幾個很少的出口，其它全是封閉的，這樣帶來的后果是一旦發(fā)生擁堵或交通事故，乘客就會鬧得不可開交(業(yè)務(wù)中斷);想想我們的城市公交SDH，司機一看到前面堵車，馬上就操小路竄了，可能會有幾個乘客不能在目的地下車(少量業(yè)務(wù)中斷)，絕大部分乘客都能順利到達，究其原因有大量可用迂回路由，再加上靈活調(diào)度(司機就可決定)

交通運輸局(ITU-T)看到問題所在，從以下幾個方面進行改革：
1、為所有上路車輛增加監(jiān)控設(shè)備以及必要的安全管理員----增加OAM開銷
2、在交通樞紐節(jié)點增設(shè)調(diào)度樞紐-----增加業(yè)務(wù)調(diào)度(車道間調(diào)度【光層調(diào)度】和貨物或乘客間調(diào)度【電層調(diào)度】)
3、依托調(diào)度樞紐，加上在道路上預(yù)留一部分車道或一部分車輛，為所有車輛提供完善的保障-----完善保護機制
SDH笑道：這是什么改革，我們一直都是這樣做的，就是容量沒你大而已;
WDM回應(yīng)道：我容量確實比你大得多，但這些方面沒你們做得好;
他們握手言歡，優(yōu)勢互補，一個全新的制度誕生了------OTN

概況一下OTN：
OTN是在WDM基礎(chǔ)上，融合了SDH的一些優(yōu)點，如豐富的OAM開銷、靈活的業(yè)務(wù)調(diào)度、完善的保護方式等，
OTN對業(yè)務(wù)的調(diào)度分為：光層調(diào)度和電層調(diào)度
光層調(diào)度可以理解為是WDM的范疇;電層調(diào)度可以理解為SDH的范疇
所以簡單的說：OTN=WDM+SDH
但OTN的電層調(diào)度工作方式與SDH還是有些不同的地方：

回顧一下SDH的特點：
1、統(tǒng)一發(fā)車頻率，1秒發(fā)車8000次，制度規(guī)定，無法更改(沿襲PDH制度);
2、通過研發(fā)更大噸位的車輛來提高容量，高容量的車一般是由4輛低一個容量級別的車拼接而成，所以不同容量的車結(jié)構(gòu)是不一樣的;
OTN電層調(diào)度的工作特點：
1、所有車輛的大小、規(guī)格、容量均統(tǒng)一，外形尺寸：4*4080;
2、根據(jù)需求提高發(fā)車頻率
優(yōu)點：
1、無需不斷研發(fā)更大容量的車，減低開發(fā)成本;
2、統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，便于管理;
3、跨區(qū)域運輸方便(異廠家互通方便);
4、理論上，可以通過提高發(fā)車頻率就可以無限提高容量，實現(xiàn)方式更簡單明了;
花開兩朵，各表一支，我們對以前的紅人SDH在江湖的發(fā)展做了詳細的描述，現(xiàn)在的SDH也只相當(dāng)于OTN掌門下的一個堂主而已了，那么另一位紅人它現(xiàn)在發(fā)展的如何呢?
話說當(dāng)年，以太網(wǎng)和ATM，就像華山派，以劍術(shù)精妙獨步武林，在武林中有較高的聲望，但在華山派中有分為以劍為主以氣為輔的劍宗和以氣為主以劍為輔的氣宗
以太網(wǎng)就像劍宗，ATM就像氣宗
以太網(wǎng)以簡單著稱，容易上手引來眾多門徒;ATM因其內(nèi)功心法太過高深，修煉之人寥寥。最后的爭斗中以太網(wǎng)獲得大勝，這與小說中的情節(jié)不相符，令人費解……
直到有一天，以太網(wǎng)在為如何將本門派再發(fā)揚光大煩惱，同時ATM也在為有如此高深的武功沒人賞識郁悶，二位昔日的對手，偶遇并交談后，ATM想借以太網(wǎng)來提高影響，以太網(wǎng)想借ATM的內(nèi)功精髓來壯大聲勢，一拍即合
兩人經(jīng)過數(shù)月秘密商討，并在一年之后，共同發(fā)布了一本新的武功秘笈-MPLS(多協(xié)議標(biāo)簽交換)
該部武功秘笈后來被改編為多個版本，是其它武功的重要基礎(chǔ)，這是后話!

核心對比：
ATM VPI VCI
MPLS TUNNEL VC
以太網(wǎng)的聲勢越來越大，再加上又有MPLS助陣，逐漸有了可以抗衡SDH的實力，所以才有了SDH與以太網(wǎng)的初步融合,誕生了MSTP，但MSTP因為股權(quán)問題，還是SDH主導(dǎo)，以太網(wǎng)、ATM只能是配角，以太網(wǎng)并不高興，發(fā)誓要有所改觀……
為了對抗SDH陣營，以太網(wǎng)大力發(fā)展自己的勢力范圍，走農(nóng)村包圍城市的策略，先將末端IP化(業(yè)務(wù)側(cè)IP化)。IP可以作為SDH的貨物，通過SDH

進行傳輸，但問題出來了：
SDH當(dāng)初開發(fā)時就對貨物有嚴(yán)格的外形要求，必須是“塊狀結(jié)構(gòu)”，而且大小也是標(biāo)準(zhǔn)的，每一個座位也是按照這個要求做的，這樣運輸?shù)男首罡?后來IP這種長相奇特(格式不同)的貨物越來越多，就算是專門開發(fā)出了MSTP，說白了MSTP就是在SDH車輛上給IP和ATM留了幾個專座而已，IP還是不能很好的運輸!原因是IP是以太網(wǎng)門下的得力弟子，以太網(wǎng)就是因為簡單、無拘無束、盡力而為等特點為其創(chuàng)派宗旨，所以IP也有此特性，有的小巧，有的肥大(IP幀長可變)，如果SDH/MSTP中的IP較少，問題不大，如果IP占到一半以上，恐怕車輛的改造成本就太大了
【MSTP：如果分組業(yè)務(wù)低于50%，仍有成本優(yōu)勢】;
但現(xiàn)在的問題是IP貨物越來越多，我要自己成立運輸公司，而且要我說了算，不能再受制于SDH了;同時SDH也再想，能不能將車廂分成二層，一層給原來的業(yè)務(wù)，一層專門給IP預(yù)留，這樣就可以兼顧了。
現(xiàn)在真是百家爭鳴的時期，各種新公司、新技術(shù)都涌現(xiàn)出來，我們先說SDH陣營，由于先前MSTP成立時，股權(quán)分配不均，有很多遺留問題，導(dǎo)致現(xiàn)在以太網(wǎng)嚴(yán)重不滿意，現(xiàn)在SDH集團研究后推出MSTP+(也叫HybridMSTP)，50/50股權(quán)分配，車輛變成二層，二層分開管理和調(diào)度，兩套調(diào)度體系(雙內(nèi)核交叉);也不為一種好的補償措施

再說以太網(wǎng)陣營，自由散漫慣了，現(xiàn)在出現(xiàn)了兩種大的分歧：
一種認為我們自己成立的運輸公司不讓SDH的客戶(TDM業(yè)務(wù))上車，如果一定要進來，必須改頭換面-偽裝(仿真)，同時我們沒有時間上的保證(無時間同步)，我們純粹為我們以太網(wǎng)服務(wù)，我們的公司名叫IP-RAN;
一種認為我們應(yīng)該吸收一些SDH的客戶，SDH經(jīng)營了這么多年，它的客戶還是很多的(還有很多TDM業(yè)務(wù)需求)，同樣進來后還是要改頭換面-偽裝(仿真)，然后再我們的幫派里活動，出幫派后再去掉偽裝還原成自己原來的模樣，這個公司取名叫PTN
無論哪種方式，偽裝-易容術(shù)總少不了，隨后就開發(fā)了PWE3易容術(shù)

在PTN公司中又有2大派別：
一派是融合MPLS、易容術(shù)PWE3和MSTP的產(chǎn)物--------MPLS-TP派別;
一派是融合了QinQ和MSTP的產(chǎn)物------------------PBT派別;
對于MPLS-TP派別，支持者眾多，有華為、中興、烽火、阿朗、愛立信、中移動等重量級明星;
對于PBT派別，支持者僅有北電網(wǎng)絡(luò)，人單勢孤;
所以我們現(xiàn)在看到的PTN絕大部分是MPLS-TP派別;
隨著相互學(xué)習(xí)，現(xiàn)在的IP-RAN和PTN的差別也越來越小了，IP-RAN的優(yōu)勢是三層無連接服務(wù)，但PTN現(xiàn)在也可以實現(xiàn)了;以前PTN為了傳輸SDH的客戶TDM業(yè)務(wù)，專門開發(fā)了時間和時鐘同步系統(tǒng)叫1588系統(tǒng)，現(xiàn)在使用的是V2版本，V3版本正在試驗中，現(xiàn)在IP-RAN也學(xué)過來了，也支持這一系統(tǒng)了。

真應(yīng)了那句話：分久必合合久必分!
MSTP+(Hybrid MSTP)可以看做是SDH向以太網(wǎng)的妥協(xié)方案，不得已而為之;
IP-RAN和PTN現(xiàn)在已趨于一致，差別不大了，它們可以看做是向SDH發(fā)起的全面挑戰(zhàn)，現(xiàn)在看來它們是勝利了!

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