光网络

利用Cisco ONS 15454 MSTP 和 Cisco TransportPlanner 设计IP NGN

Cisco® ONS 15454 多业务传输平台(MSTP)是密集波分复用(DWDM)解决方案的行业标准,不但能在Cisco TransportPlanner 网络设计工具的帮助下提供全面的光网络设计、调配和维护方法,还能灵活使用各种层次的可配置光增/减分复用器(ROADM)技术。

概述

网络层是动态、安全、灵活、可扩展的IP新一代网络(IP NGN)的基础,不但能支持服务层的关键业务功能,还能增加应用层的收入流(见图1)。网络层的完整性、可管理性和可扩展性在规划和设计阶段的早期便能够确定。由于思科能够将创新的组件解决方案、全面的软件管理和智能网络设计工具结合在一起,有效控制上述关键变量,因而能帮助运营商快速完成部署,提高投资回报(ROI)。

Cisco TransportPlanner 是一套完整的DWDM 网络设计和设计管理工具(例如Delta规划、机架布局定义、布线程序),使 Cisco ONS 15454 MSTP 客户能够更加关注服务定义和可用性,同时简化不同服务供应和投资方案之间的比较过程。Cisco TransportPlanner采用了思科光网络产品中的最新光传输技术,在Cisco ONS 15454 MSTP 中利用了完全集成的多层次ROADM技术,以便帮助工程师构建最优DWDM基础设施,为线性、环状、多环和网状网络提供任意到任意服务供应。

Cisco TransportPlanner 的输出同时为设计和部署阶段提供内容,包括系统性能报告、材料单(BoM)、机架配置图、节点之间的光连接以及每个光节点的可下载调配和配置设置。

Cisco TransportPlanner 设计的优势能够从部署延伸到MSTP特性支持的服务阶段,通过自动执行劳动密集型操作,显著降低传统波分复用(WDM)网络和光增/减分复用器(OADM)的运作支出(OpEx)。Cisco ONS 15454 MSTP的智能DWDM 功能能够动态监控和调整波长功率和信号条件,以保证完全符合服务等级协议,使电信运营商能够主动控制客户的服务体验。

本文将介绍 Cisco ONS 15454 MSTP和 Cisco TransportPlanner 支持的主要特性和功能,以帮助客户为DWDM网络提供完全集成的基于ROADM的解决方案。

图1. 网络层,思科IP NGN架构的基础

挑战

设计DWDM网络一直都非常复杂,因为从本质上讲,光传输基于模拟技术而不是数字信号传输。由于存在线性和非线性效应,需要考虑很多参数。线性效应包括噪声积累、光功率分配和色散效应;非线性效应包括交叉相位调制、自相位调制和四波混合。城域和城域-地区DWDM网络通常需要多个增/减位置,而且更为复杂,因为同一个网络需要支持不同的光路,且必须使用相同的光单元(例如光放大器和色散补偿单元)。

DWDM网络的设计和优化是一个交互式过程,需要考虑系统的所有限制:

  • 网络的距离和插入损失
  • 每个网络位置需要的服务类型和数量

根据这些限制,DWDM 网络设计应该优化各个网络节点中的硬件布置,以降低设计成本。如果在不同的网络站点中为容量增/减使用了固定了OADM单元,则设计需要优化每个节点中使用的单元的数量和类型,以降低总网络成本。

DWDM网络中的ROADM 可望在流量样式中提供全面的灵活性。网络设计工具应该考虑并支持这种灵活性,以便核实和支持网络中现存的各种光路。

解决方案

Cisco ONS 15454 MSTP 为光DWDM网络的设计、调配和维护提供了完整的解决方案,包括:

  • Cisco TransportPlanner--这种基于Java 的应用能够帮助用户以 Cisco ONS 15454 MSTP 为基础建立模型并设计DWDM网络。
  • DWDM 单元--一组完整的DWDM传输和汇聚单元,有助于提供简单、快速的智能光功能。
  • 智能光传输软件--与SONET、SDH和数据域相似,每个网络组件都能自动支持DWDM域内的传输功能,定义现在称之为新一代DWDM传输的功能。
  • 思科传输控制器--这种集成式工具可用于支持网络水平上的安装和调配。
  • 这些优势都是基于硬件的简单解决方案所不具备的。Cisco ONS 15454 MSTP 解决方案能够帮助用户设计、维护和优化其DWDM网络,以提高网络性能,降低运作成本。

从DWDM网络的设计阶段到部署阶段,Cisco TransportPlanner工具都能为用户提供支持。开发这个工具的最初目的是为客户专用设计创建BoM。与简单的初始版本相比,这个工具的最新版本(Release 8.0)已经有了长足的发展,能够支持Cisco ONS 15454 MSTP 提供的各种新功能。Release 8.0 GUI 如图2所示。

图 2. Cisco TransportPlanner DWDM 网络设计工具

Cisco TransportPlanner (Release 8.0) 的主要特性和功能包括:

  • 基于 GUI 的DWDM层次设计优化工具--除了需要执行流量增/减的位置外,用户网络中通常还拥有很多不同的位置。Cisco TransportPlanner不但能帮助用户确定需要增/减的位置所需要的设备类型和数量,还能帮助用户确定所有其它位置的设备,包括网络拓扑、光纤类型和长度以及当前和未来的流量需求。
  • 任意到任意,完全灵活的网络设计--Cisco TransportPlanner 能够充分利用 Cisco ONS 15454 MSTP 中ROADM 单元的可用性,帮助用户设计源-目标样式以及接口和服务都非常灵活的DWDM网络(见图3)。
  • ROADM 优化--利用 Cisco ONS 15454 MSTP 中多个 ROADM 解决方案的可用性, Cisco TransportPlanner 能够自动优化通道数量(例如32个通道与40个通道)和网络中的ROADM配置(例如层次-2与多层次)。另外,Cisco TransportPlanner 还能管理可扩展性要求,通过服务中升级,为现有设计添加新方向和新流量样式。

图3. Cisco TransportPlanner 中的任意到任意设计选项

Cisco TransportPlanner 能够控制为ROADM 配备哪些节点以及配备的方式。另外,用户还能够确定网络中的哪些节点应当配备多层次ROADM功能。不仅如此,用户还能够选择用于在节点间执行流量路由的流量和连接类型。对于任意到任意设计,还能够在多环和网状网络中支持。因此,用户可以完全适应不同的网络条件,降低总设计成本。

  • 全套DWDM接口选项--Cisco ONS 15454 MSTP 是配有DWDM 彩色界面的所有思科单元和平台的传输DWDM平台。Cisco TransportPlanner 能够支持光信号来自任何可用思科设备的网络的设计。用户只需选择客户端服务类型,或者强制某单元供某项服务使用即可。平台灵活性和 Cisco TransportPlanner 能够帮助用户评估各种方式的成本。
  • 特别定义的 DWDM 接口--Cisco ONS 15454 MSTP 负责管理DWDM接口的直接互联,以便通过灰色光纤降低不同设备对接带来的资本支出(CapEx)。从网络设计角度看,Cisco TransportPlanner 还能提供第三方DWDM接口,即允许用户输入接口专用参数,然后在网络设计中使用该接口。
  • 支持网络设计变化--Cisco TransportPlanner 为 Cisco ONS 15454 MSTP 用户提供的最有用的一项服务是,帮助他们评估和定义扩展和发展现有网络所需要进行的改动(Delta规划)。虽然上述方式对使用固定OADM单元的情况会带来显著的帮助,但Delta塔规划也允许用户在设计中增/减ROADM节点,为网络添加新服务,以及改变现有或未来设计的灵活性等。另外,Delta规划还能为用户提供全套报告特性,以确定节点级和网络级需要改动的对象和地点。
  • 详细的系统性能结果报表--对于网络水平上定义的每项服务,Cisco TransportPlanner 都提供相关的光参数,以便了解是否能有效支持流量的传输。利用这一工具,用户不但能根据彩色图标快速了解性能,还能浏览整个报表。另外,报表中还提供可能受特定参数影响的服务类型的总延迟。
  • 完整的节点和网络BoM--总成本是设计光网络时需要控制的最关键的参数之一。 Cisco TransportPlanner能够实时地从Cisco.com 网站获取各产品的价格, 然后根据价格信息生成网络以及设计需要的每个节点的完整BoM。通过网络设计的多种选项和限制,这些信息可用于对各种情况进行评估。TransportPlanner 的最新版本(Release 8.0) 还支持能够在用户间保存、输出和交换的定制价格表。
  • 从设计到安装的全面支持--Cisco TransportPlanner 同时支持DWDM网络的设计和实施阶段。由于该工具提供机架、机箱和每个网络位置的图形布局图,因而能够在网络设计或安装阶段提供这些信息。另外,Cisco TransportPlanner 还提供必须在不同单元之间安装的光路线缆的完整清单,以便信号在节点和网络水平上合理流动。Cisco TransportPlanner 还能在光纤参数不同于原始设计的野外使用。在这种情况下,可以在"安装模式"下运行工具,从而在不改变整个BoM的情况下依据新的光纤数据对设计进行检查。
  • 在设计与Cisco ONS 15454 MSTP 之间自动交换数据--Cisco TransportPlanner能用于加快Cisco ONS 15454 MSTP 的现场安装和实施。该工具能够生成调配文件,用于在节点水平上配置相关的光参数。从Cisco TransportPlanner 的最新版本(Release 8.0)开始,该文件还能预先调配网络节点中的每块线卡,使用户能够在第一个DWDM波长调配到网络节点之前就确保现场安装的顺利完成。

Cisco TransportPlanner 与 Cisco ONS 15454 MSTP 之间的直接数据交换是一项重要的功能,也是一个非常简单的DWDM网络设计和部署方法。Cisco TransportPlanner 用于在网络中配置和检查光连接的所有相关设计参数都能够为 Cisco ONS 15454 MSTP 提供所需的参考水平。每个网络节点都能够自动使用这些参考数值,支持以下智能光传输特性:

  • 自动节点设置--该特性能够自动设置和维护DWDM节点中的所有光路。这种自动控制直接由节点控制器提供,不需要人工干预,也不需要使用管理界面。
  • 自动电源控制--该特性运行于网络中的两个不同层次,能够同时对灾难性(快)事件和(慢)降级作出反应。灾难性事件直接在光放大器水平上管理,以保证以最快的速度对通过单元的通道数量的突然变化作出反应。性能降级(例如光纤丢失或老化)将在网络水平上进行管理,系统能够自动对网络运作条件的变化作出反应。DWDM节点交换电源级数据,如果测量到的光功率与期望值的偏差太大,则调整放大器增益。这种多级控制机制能够保证,无论物理层发生什么变化,光网络都能运行在最佳状态。
  • 波长路径调配--该特性使 Cisco ONS 15454 MSTP 能够像Cisco ONS 15454 MSPP 管理SONET、SDH和数据电路那样管理DWDM连接。用户能够创建光通道网络连接(OCHNC)和光通道客户端连接(OCHCC),然后作为MSPP电路管理。波长路径调配的一个主要优势为,光路中的所有ROADM 都能在电路创建时自动设置和维护,而不需要人工操作。当DWDM接口不属于Cisco ONS 15454 MSTP 的一部分时,OCHNC 通常用于提供光路。作为调配的一个实例,L2或L3线卡能够直接与 Cisco ONS 15454 MSTP 对接。OCHCC一般用于在 Cisco ONS 15454 MSTP Transponder或Muxponder 单元的近端和远端客户端端口之间提供光路。在这种情况下,即使服务与其它服务汇聚,并作为更高位率光通道轨道(OCH轨道)的一部分通过网络传输,用户也能够管理每项客户端服务。

利用多业务功能、创新的共技术、自动光功率管理和相当于MSPP的易于使用性,Cisco ONS 15454 MSTP 能够转变DWDM网络的建立和管理方式。Cisco ONS 15454 MSTP 将多种服务和智能DWDM有机地结合在一起,能够显著降低当今光网的CapEx和OpEx。

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