韦乐平 电信网演进清华

Wei2020/1/211CATR韦乐平信息产业部电信研究院CATR，MII电信网的演进趋势Wei2020/1/212CATR网络的分层与分割网络业务的数据化SDH/WDM/OTN的发展接入网的发展态势移动技术的发展交换网的分组化趋势IPoverX?下一代电信网主要内容Wei2020/1/213CATR网络分层和分割的概念电路层通道层传输媒质层子网链路分层视图分割视图接入组层网络Wei2020/1/214CATRCPN接入网XNISNISNICPN接入网XNI核心网CPN:用户驻地网XNI:用户网络接口SNI:业务节点接口网络的组成(水平的观点)Wei2020/1/215CATR传送网业务网应用层....E-mail远程教学家庭购物会议电视文件传送.....通道层物理层PSTNCATVISDNB-ISDNPSDN计算机网网络的组成(垂直的观点)Wei2020/1/216CATR网络分层结构的优点将一个复杂的网络分解为若干互相独立的层面,简化了网络规划和设计独立的层网络便于独立地引入新技术和新拓扑使网络规范与具体实施方法无关，可使通道层和物理层规范保持相对稳定,不随电路组织和技术的变化而轻易变化每一层网络都有独自的OAM&P支持了业务和网络分离的变革大趋势！分层的电信网建设预示着电信发展的战略从单纯的电话网向信息网的转移!Wei2020/1/217CATR网络业务的数据化趋势IP骨干网带宽要求每6-9个月翻番(doglive),是Moore定律的2-3倍，形成巨大容量压力数据业务总量何时超过传统电话业务量？-1995年：PacificBell，-1996年：Worldcom，1997年：MCI-1998年：Ameritech,Telstra等，日本国际IP流量为电话两倍，美日太平洋海缆数据为电话3倍2001年：AT&T,DT2002年：日本，BTWei2020/1/218CATR世界网络业务的数据化趋势网络业务量数据年增30-40%电话年增6%电话业务将逐渐由主角成为配角！19982008Wei2020/1/219CATR网络业务量变化的战略趋势根据初步分析,今后5到10年中国网上的数据业务量将可能会超过话音业务量(7-8年最有可能)IP业务将最终成为主导的联网协议传统电话网将不可避免要过渡到分组交换为基础的融合的下一代网，下一代网将最终支持包括话音在内的所有业务Wei2020/1/2110CATR容量压力与宽带化趋势长期以来，电话业务增长很慢，以电话业务为主的电信网容量需求不大。加之，资金有限，以前所敷干线光缆芯数均偏少(ATT:30,MCI:25,Sprint:20，我国:20)网络的可靠性生存性要求将消耗大量的网络冗余容量，例如自愈环和DXC分别需要多消耗100%和(30-60)%的网络传输容量竞争的刺激导致雪上加霜(美国长途网的5+7局面)Wei2020/1/2111CATR网络容量演进战略比特率(TDM)2.5Gb/s10Gb/s40Gb/s20Gb/s80Gb/s320Gb/s40Gb/s160Gb/s640Gb/s160Gb/s640Gb/s2.56Tb/s64321681WDM通路数Wei2020/1/2112CATRSDH的发展趋势高端的10GbSDH系统已基本成熟，40Gb系统已见曙光,80-160Gb/s?5000多10Gb/s终端已投入应用。技术大飞跃：超高速集成电路，超高速光电子技术，色散补偿技术，波长锁定技术，电磁干扰，功耗问题，陶瓷基底，无连线连接技术....…低端的接入网用SDH系统已开始商用,特点是小巧,低功耗,低成本，能适用于一切室内外场合(环境苛刻)，Sub-STM-1的标准化和开发正把SDH进一步推向用户侧。Wei2020/1/2113CATR40Gb/s传输的关键技术电子电路使用InPHEMT技术，40Gb/s已经传300km,使用SiGe-HBT技术，40Gb/s也能传148km调制器LiNbO3和EA调制器均已能工作于40GHz接收机:速率大于40Gb/s的器件已商用信号均衡北电采用双二进制，PMD均衡和色度色散补偿使40Gb/s信号传了100kmWei2020/1/2114CATR北美长途网敷设趋势-corning0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1998199920002001200240G10G2.5GWei2020/1/2115CATR波分复用技术现状和发展从1996年起已在北美开始大规模应用，敷设量已超过5000多网元目前的商用系统主要为(8-16)x2.5Gb/s,40波系统已投入应用2x16x10Gb/s系统已大量投入实际商用128x10Gb/s系统已完成样机实验室水平已达：3.2Tb/s（80x40Gb/s)2000年实用化系统容量：1.6Tb/s(160x10Gb/s)从长途开始进入城域网Wei2020/1/2116CATR城域网中的应用多波长(allwave)丰富的业务接口对协议和速率透明的通用接口52Mb/s-2.5Gb/sSDH,以太网，ESCON,FDDI,video,ATM可按波长选保护或不保护网管系统的标准化低价位Wei2020/1/2117CATR节点融合-多业务节点示例将传送节点与各种业务节点融合在一起；集ADM,DXC,ATM,IP和WDM五位一体的新型节点设备，其机框容量为240Gb/s；传送接口可以为155Mb/s，622Mb/s,2.4Gb/s直至10Gb/s的SDH或WDM接口，还支持10/100/1000Mb/s以太网接口；设备内部有一个3/3/1的交叉连接矩阵；用一个多业务节点设备代替了多个独立的业务节点和传送节点。可用于网络的边缘和核心。Wei2020/1/2118CATR光联网基本目的和特性(1)消除电子设备引起的节点瓶颈目前SDXC容量:1000个STM-1，155Gb/s,每3年容量加倍，无法赶上IP业务速度网络可扩展性节点数和业务量都应可持续发展网络可重构性OADM和OXC减少建网成本和运营管理成本减少了网络层次，网元数和O/E转换Wei2020/1/2119CATR光联网基本目的和特性(2)网络透明性-允许混合不同体制，格式，速率的信号-允许互连现有系统及任何未来的新系统网络快速恢复SDXC需分钟，OTN仅需100ms量级简化了网络结构，规划管理容易光传送层和数据业务层都有联网能力使IP网从业务层联网+光层点到点连接升级为业务层和光层都有联网能力Wei2020/1/2120CATR世界WDM系统市场预测-本人-0500100015002000250030003500400096979899012345线路系统OADM/OXCWei2020/1/2121CATR接入网特点1.业务量密度低(一天几次呼叫)2.缺乏规模经济,成本高(专用，分散)3.成本敏感且与业务量无关4.运行环境差(机内可达85度，老化快)5.法规敏感6.技术进展慢(100年不变)7.技术多元化Wei2020/1/2122CATRSWRSURTFPDP接入网物理参考模型用户馈线配线引入线接入网(交接箱)(分线盒)CPNSNSWSWSW:交换机RSU:远端交换模块RT:远端CPN:用户驻地网Wei2020/1/2123CATR接入网发展总趋势1.充分利用现有铜线资源2.采用开放接口(V5),摆脱交换机厂商的控制3.降低每线初始建设成本和长期维护成本4.加快业务提供时间,改进服务,应付竞争5.提供宽带接入能力,适应需求,应付竞争6.增加业务透明性,适应多媒体时代7.光纤化,SDH化,分组化,光纤化是关键8.扩大接入网覆盖,适应全网的结构演变趋势9.应付IP的挑战，减轻电话网的压力10.接入网公用平台的采用Wei2020/1/2124CATRPON已开始起步(欧洲和日本)-德国1996年已超过100万线-美国南方贝尔1997年已装15万线,计划1M-日本1998年开始推广,2000年400万线；2010年达6000万线,平均500万线/年，实现光纤到家(FTTH),计划投资$3900亿-我国已超过45万线，价格正趋近ODLC宽带APON是方向,仍在试验阶段，1998年已完成标准，1999年下半年开始商用无源光网络发展概况Wei2020/1/2125CATR无源光网络的成本趋势0123456781995199719972000相对成本铜缆双绞线FTTHFTTHFTTCFTTHWei2020/1/2126CATRAPON的前景分析由于ATM的受挫，会影响APON的前景APON成本可望比PDH/SDH接入系统低20%-40%；由于APON的标准化程度高，从而可能达到大规模生产和较低成本的要求；实现分离光元件的集成可能将成本减少10倍；若年产量到百万单元，则某些芯片成本可望降低10倍。根FSAN集团的市场来估计有可能；APON是无源系统，因而使安装，开通和维护运营成本大为降低。Wei2020/1/2127CATR通用ADSL-UDSL设计目标：无用户电话分路器，可从标准ADSL经软件升级,低成本低功耗，便于大规模推广速率降至:下行64Kb/s-1.5Mb/s上行32Kb/s-512Kb/s业务：Internet接入，Web流览，IP电话，远程教育，在家工作，可视电话，电话网络成本比ADSL降低30-50%业务策略要调整（影响专线和ISDN业务）Wei2020/1/2128CATRVoiceonADSL普通模拟电话线不动提供4-8数字电话线+500kb/s数据适于小企事业单位和高档居民用户居民网关–4个POTS接口–1个以太网接口–1个10Mb/sHPNA接口–2个USB接口–数据选路Wei2020/1/2129CATR各种接入技术用户的预测-YankeeGroup-05001000150020002500300035004000450019981999200020012002ADSLG.liteCab.Mod用户(K)23425350200030001000Wei2020/1/2130CATR移动数据的演进(1)GSMDataHSCSDGPRSEDGE3G199819992001Time2000PackettechnologyCircuitswitchedtechnologyWAPTechnologyforapplicationsWei2020/1/2131CATR通用分组无线业务(GPRS)–GSMPhase2+接入技术，无连接技术–速率目前可达0-115kb/s(0-8x14.4,CS3)下一步可达0-160kb/s(0-8x20kb/s,CS4)–低成本端到端分组数据通信，alwayson特性–低成本分组话音，比GSM电话便宜–GPRS+IP=Internet和Intranet–新增SGSN(服务支撑节点),GGSN(网关支撑节点)–可与3G兼容，投资保护移动数据的演进(2)Wei2020/1/2132CATR移动数据的演进(3)无线应用协议(WAP)：WAP论坛一种适用所有无线网络手持终端且基于因特网的全球无线数据通信协议事实标准–利用因特网的XML,UDP和IP等标准,但加以优化适应小屏幕，断续覆盖，低功耗，单手操作导航等特殊要求(高压缩，延时带宽优化,可伸缩的WML语言等)–用内置微浏览器利用WML发访问请求–独立于基础网络(CDMA/GSM/FRA/Flex)和操作系统(PalmOS/WindowsCE/JavaOS)Wei2020/1/2133CATR移动数据的演进(4)GSM演进增强的数据速率(EDGE)一种基于目前无线GSM技术的新编码技术–每通路速率可达384kb/s–利用现有GSM的频谱–需改动基站（换插板）–需要网络有较大空闲的容量–较窄的市场窗口(GPRS与3G)–市场前景不明朗Wei2020/1/2134CATR发展3G的主要原因开拓新的频