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談SDH、MSTP、OTN和PTN的區別和聯(lián)系

瀏覽次數：發(fā)布時(shí)間：2019-07-22

首先要說(shuō)的是TDM的概念，TDM就是時(shí)分復用，就是將一個(gè)標準時(shí)長(cháng)(1秒)分成若干段小的時(shí)間段(8000)，每一個(gè)小時(shí)間段(1/8000=125us)傳輸一路信號;

SDH系統的電路調度均以TDM為基礎，所以看到很多人說(shuō)SDH業(yè)務(wù)就是TDM業(yè)務(wù)，就是傳統的電路調度，是有理論依據的;
但在SDH大紅大紫的時(shí)候，另一場(chǎng)戰爭以太網(wǎng)和ATM(不是取款機喲)大戰中，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，導致今天很多業(yè)務(wù)側都IP化了，不能不說(shuō)以太網(wǎng)太XXXXX了。

問(wèn)題：SDH大紅人一個(gè)，以太網(wǎng)是另一個(gè)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%，掌權的還是SDH，內核還是TDM，TDM的一切劣勢都依舊保留，如剛性管道;以太網(wǎng)和ATM因為股權問(wèn)題，都沒(méi)有拿出像樣的東西，只是須有其表(提供相應接口而已)
隨著(zhù)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(yíng)商們賺錢(qián)的機會(huì )來(lái)了，但挑戰也來(lái)了，以前1*155M可以供好上千人打電話(huà)，現在人們在打電話(huà)時(shí)還要上網(wǎng)，帶寬需求增長(cháng)和現網(wǎng)資源出現矛盾

要解決這個(gè)矛盾，我們就來(lái)看看SDH這位紅人平時(shí)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(chē)輛經(jīng)過(guò)，上面就我一輛車(chē)，剛開(kāi)始，我這個(gè)車(chē)能拉1個(gè)客人(STM-1)，那么二環(huán)的效率就是運送了一個(gè)人(155M--STM-1)，后來(lái)把車(chē)噸位升級了，我能拉64個(gè)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(gè)時(shí)間段沒(méi)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(shí)的效率就是0，其它道路就是堵死了也和我沒(méi)關(guān)，由于比較固執，自己也有很多的無(wú)奈，比如你的車(chē)能裝64位客人，但現在有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

現在需要運送的客人越來(lái)越多了，忙不過(guò)來(lái)了，解決方法有三個(gè)途徑：
第一種：多修幾條路(新建光纜)，進(jìn)行人員分流;缺點(diǎn)：成本和周期太長(cháng)--------PASS
第二種：升級汽車(chē)噸位(提高速率);缺點(diǎn)：汽車(chē)廠(chǎng)還沒(méi)研發(fā)出更大載重的車(chē)輛(電子元器件受限)-PASS
第三種：將二環(huán)劃分成多個(gè)車(chē)道(波道)，多個(gè)車(chē)輛共享道路
領(lǐng)導看后，立即批示：方案三可行，立即執行!波分產(chǎn)生

波分WDM就是將多個(gè)車(chē)道(波道)的車(chē)輛(信號)放到同一條道路(光纖)中進(jìn)行傳送，這里有根據車(chē)道間隔大小分為兩類(lèi)：
車(chē)道間隔為20nm的，為稀疏波分，又稱(chēng)粗波分;
車(chē)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(shí)解決了帶寬不足的問(wèn)題!可以休息休息了…………
WDM得到重用后，各地紛紛仿效，現在的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(cháng)途波分);
它的具體工作方式是各種類(lèi)型的貨物或乘客(業(yè)務(wù)信號)都被裝載到一輛輛汽車(chē)中，汽車(chē)按照預先分配的車(chē)道(波道)行駛，中間汽車(chē)需要加油我們還設置了加油站(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置臨時(shí)休息區(中繼站)，當然我們還是離不開(kāi)交警系統的支持(光監控OSC或電監控ESC)

隨著(zhù)人們需求的不斷增加，車(chē)道數也由剛開(kāi)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(gè)車(chē)道數(波道)，但我們的管理水平還是很低的，主要體現在一下幾個(gè)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(wèn)題，沒(méi)有考慮到帶寬提高后，管理也要跟上呀，現在最大的問(wèn)題是車(chē)輛多了，如何對每一輛車(chē)的狀態(tài)做到了如指掌，交警(OSC)感到力不從心;這時(shí)有幾位SDH的司乘人員在小聲談?wù)摚何覀僑DH公交系統，都有統一的管理機構，每一輛車(chē)上都有司機和售票員，分工明確，還用實(shí)時(shí)視頻監控(在線(xiàn)監測)，公司時(shí)刻都能了解每一輛車(chē)的運行狀況，WDM你差的太遠了
2、調度不夠靈活：WDM在設計之初就有一個(gè)嚴重缺陷：比如一個(gè)貨物要從西安運到北京，預先分配的車(chē)道是10車(chē)道(第10波)，那么從西安到北京全程都是第10車(chē)道，不能更改，除非你經(jīng)過(guò)了好幾個(gè)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(chē)道的機會(huì )，而且這種更換車(chē)道的代價(jià)是為你這次的行為專(zhuān)門(mén)修一條小路(布放光纖);以前SDH遇到類(lèi)似的情況時(shí)就在鄭州修一個(gè)大的調度中心，所有問(wèn)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，在公路設計時(shí)就考慮到與普通道路的區別，只設置幾個(gè)很少的出口，其它全是封閉的，這樣帶來(lái)的后果是一旦發(fā)生擁堵或交通事故，乘客就會(huì )鬧得不可開(kāi)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(chē)，馬上就操小路竄了，可能會(huì )有幾個(gè)乘客不能在目的地下車(chē)(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，再加上靈活調度(司機就可決定)

交通運輸局(ITU-T)看到問(wèn)題所在，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改革：
1、為所有上路車(chē)輛增加監控設備以及必要的安全管理員----增加OAM開(kāi)銷(xiāo)
2、在交通樞紐節點(diǎn)增設調度樞紐-----增加業(yè)務(wù)調度(車(chē)道間調度【光層調度】和貨物或乘客間調度【電層調度】)
3、依托調度樞紐，加上在道路上預留一部分車(chē)道或一部分車(chē)輛，為所有車(chē)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(méi)你大而已;
WDM回應道：我容量確實(shí)比你大得多，但這些方面沒(méi)你們做得好;
他們握手言歡，優(yōu)勢互補，一個(gè)全新的制度誕生了------OTN

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

回顧一下SDH的特點(diǎn)：
1、統一發(fā)車(chē)頻率，1秒發(fā)車(chē)8000次，制度規定，無(wú)法更改(沿襲PDH制度);
2、通過(guò)研發(fā)更大噸位的車(chē)輛來(lái)提高容量，高容量的車(chē)一般是由4輛低一個(gè)容量級別的車(chē)拼接而成，所以不同容量的車(chē)結構是不一樣的;
OTN電層調度的工作特點(diǎn)：
1、所有車(chē)輛的大小、規格、容量均統一，外形尺寸：4*4080;
2、根據需求提高發(fā)車(chē)頻率
優(yōu)點(diǎn)：
1、無(wú)需不斷研發(fā)更大容量的車(chē)，減低開(kāi)發(fā)成本;
2、統一結構，便于管理;
3、跨區域運輸方便(異廠(chǎng)家互通方便);
4、理論上，可以通過(guò)提高發(fā)車(chē)頻率就可以無(wú)限提高容量，實(shí)現方式更簡(jiǎn)單明了;
花開(kāi)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，現在的SDH也只相當于OTN掌門(mén)下的一個(gè)堂主而已了，那么另一位紅人它現在發(fā)展的如何呢?
話(huà)說(shuō)當年，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(jiǎn)單著(zhù)稱(chēng)，容易上手引來(lái)眾多門(mén)徒;ATM因其內功心法太過(guò)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(shuō)中的情節不相符，令人費解……
直到有一天，以太網(wǎng)在為如何將本門(mén)派再發(fā)揚光大煩惱，同時(shí)ATM也在為有如此高深的武功沒(méi)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(lái)提高影響，以太網(wǎng)想借ATM的內功精髓來(lái)壯大聲勢，一拍即合
兩人經(jīng)過(guò)數月秘密商討，并在一年之后，共同發(fā)布了一本新的武功秘笈-MPLS(多協(xié)議標簽交換)
該部武功秘笈后來(lái)被改編為多個(gè)版本，是其它武功的重要基礎，這是后話(huà)!

核心對比：
ATM VPI VCI
MPLS TUNNEL VC
以太網(wǎng)的聲勢越來(lái)越大，再加上又有MPLS助陣，逐漸有了可以抗衡SDH的實(shí)力，所以才有了SDH與以太網(wǎng)的初步融合,誕生了MSTP，但MSTP因為股權問(wèn)題，還是SDH主導，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(guān)……
為了對抗SDH陣營(yíng)，以太網(wǎng)大力發(fā)展自己的勢力范圍，走農村包圍城市的策略，先將末端IP化(業(yè)務(wù)側IP化)。IP可以作為SDH的貨物，通過(guò)SDH

進(jìn)行傳輸，但問(wèn)題出來(lái)了：
SDH當初開(kāi)發(fā)時(shí)就對貨物有嚴格的外形要求，必須是“塊狀結構”，而且大小也是標準的，每一個(gè)座位也是按照這個(gè)要求做的，這樣運輸的效率最高;后來(lái)IP這種長(cháng)相奇特(格式不同)的貨物越來(lái)越多，就算是專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)出了MSTP，說(shuō)白了MSTP就是在SDH車(chē)輛上給IP和ATM留了幾個(gè)專(zhuān)座而已，IP還是不能很好的運輸!原因是IP是以太網(wǎng)門(mén)下的得力弟子，以太網(wǎng)就是因為簡(jiǎn)單、無(wú)拘無(wú)束、盡力而為等特點(diǎn)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(cháng)可變)，如果SDH/MSTP中的IP較少，問(wèn)題不大，如果IP占到一半以上，恐怕車(chē)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】;
但現在的問(wèn)題是IP貨物越來(lái)越多，我要自己成立運輸公司，而且要我說(shuō)了算，不能再受制于SDH了;同時(shí)SDH也再想，能不能將車(chē)廂分成二層，一層給原來(lái)的業(yè)務(wù)，一層專(zhuān)門(mén)給IP預留，這樣就可以兼顧了。
現在真是百家爭鳴的時(shí)期，各種新公司、新技術(shù)都涌現出來(lái)，我們先說(shuō)SDH陣營(yíng)，由于先前MSTP成立時(shí)，股權分配不均，有很多遺留問(wèn)題，導致現在以太網(wǎng)嚴重不滿(mǎn)意，現在SDH集團研究后推出MSTP+(也叫HybridMSTP)，50/50股權分配，車(chē)輛變成二層，二層分開(kāi)管理和調度，兩套調度體系(雙內核交叉);也不為一種好的補償措施

再說(shuō)以太網(wǎng)陣營(yíng)，自由散漫慣了，現在出現了兩種大的分歧：
一種認為我們自己成立的運輸公司不讓SDH的客戶(hù)(TDM業(yè)務(wù))上車(chē)，如果一定要進(jìn)來(lái)，必須改頭換面-偽裝(仿真)，同時(shí)我們沒(méi)有時(shí)間上的保證(無(wú)時(shí)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;
一種認為我們應該吸收一些SDH的客戶(hù)，SDH經(jīng)營(yíng)了這么多年，它的客戶(hù)還是很多的(還有很多TDM業(yè)務(wù)需求)，同樣進(jìn)來(lái)后還是要改頭換面-偽裝(仿真)，然后再我們的幫派里活動(dòng)，出幫派后再去掉偽裝還原成自己原來(lái)的模樣，這個(gè)公司取名叫PTN
無(wú)論哪種方式，偽裝-易容術(shù)總少不了，隨后就開(kāi)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(ài)立信、中移動(dòng)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;
所以我們現在看到的PTN絕大部分是MPLS-TP派別;
隨著(zhù)相互學(xué)習，現在的IP-RAN和PTN的差別也越來(lái)越小了，IP-RAN的優(yōu)勢是三層無(wú)連接服務(wù)，但PTN現在也可以實(shí)現了;以前PTN為了傳輸SDH的客戶(hù)TDM業(yè)務(wù)，專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了時(shí)間和時(shí)鐘同步系統叫1588系統，現在使用的是V2版本，V3版本正在試驗中，現在IP-RAN也學(xué)過(guò)來(lái)了，也支持這一系統了。

真應了那句話(huà)：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，現在看來(lái)它們是勝利了!
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