浅谈广域网主流专线技术

广域网（Wide Area Network），是连接不同地区局域网或城域网计算机通信的远程网，通常跨接很大的物理范围，从几十公里到几千公里，它能连接多个地区、城市和国家，或横跨几个洲并能提供远距离的通信。广域网的核心大佬就是广域专线，广域专线业务大多是面向企业、政府以及其他有较高数据接入/互联要求、较高服务要求的客户，专线供应一般由运营商提供，为不同客户的业务需求提共不同种类的专线类型、带宽，本文就来讲讲广域网专线的那些事。

广域网专线类型演变过程

目前主流电路类型

按客户端接入方式不同分类：

• SDH（Synchronous Digital Hierarchy）专线

• MSTP（Multi-Service Transport  platform）专线

• ATM（Asynchronous Transfer Mode）专线

• 裸光纤专线

按客户地理位置不同可分为：

• 国内专线（DPLC）：同城专线、长途电路

• 国际专线（IPLC）：海底光缆、国际电路

SDH专线

概念：

SDH （Synchronous Digital Hierarchy）专线服务是指在运营商覆盖范围内的节点之间已同步、透明的数字电路方式为用户提供两地设备之间的端到端2M及以上速率专线连接。

特点：

1. 基于时分复用技术，稳定性高，提供了丰富的检查、纠错能力；

2. 可以组成各种形式的环网，具有完善的自愈保护功能；

3. 可提供2Mbps至10Gbps的电路速率；

4. 相当于一个透明的物理通道，在这个透明的通道上，只要带宽允许，用户可以开展各种业务，如语音、数据、数字视频等，而业务的质量将得到严格的保障；

5. SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤，既适用作干线通道，也可作支线通道。

缺点：

1. 频带利用率低；

2. 指针调整机理复杂；

3. 软件的大量使用对系统安全性的影响。

接入拓扑：

接入设备端口配置要求：

1. 两边必须配置一致的参数（成帧/非成帧、编码、链路协议、校验、收发连接正确）；

2. 丢包的影响因素（线路质量问题、欧姆不匹配问题、主从时钟问题）

常见问题及相应排错思路：

场景一：物理层Down、协议层Up

分析原因：对端设备或接口是否正常工作，连接线缆是否正常，本地设备或接口模块是否正常。排错思路：

1. 在传输光端机上拨码或通过直通头短接方式进行本地打环，若本地接口能提示物理层up、协议层up则排除本地设备和接口模块以及本地接口跳线问题；

2. 在传输光端机上拨码或者通过链路提供商帮助进行远端打环，便于判断是否传输链路问题；

3. 要求对端配置工程师确认是否对端问题。

场景二：物理层up，协议层down

分析原因：链路中有环路，两端帧格式不匹配，线路编码、帧校验方式不一致，两端时隙绑定不匹配，用户端与运营商端时钟不一致，本地接口二层协议不一致。排错思路：

①检查本地接口配置，排除二层协议协商问题以及接口配置参数不匹配问题；

②由链路提供商协助排错，排除链路环路问题。

场景三：链路能通，有丢包

分析原因：本地接口链路接触不良，链路提供商的链路不稳定，主从时钟问题。排错思路：

1. 清理本地接口和本地跳线专线头，重新连接；

2. 由链路提供商协助排错，排除链路不稳定问题；

3. 根据情况配置相应时钟。

MSTP专线

概念：

MSTP（Multi-Service Transfer Platform）（基于SDH的多业务传送平台）是指，基于SDH平台同时实现TDM、ATM、以及以太网等业务的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点。

特点：

1. 业务的带宽灵活配置，MSTP上配10/100/1000/Mbit/s及以上系列接口；

2. 业务需要，工作在端口组和VLAN方式，其中VLAN方式分为接入和干线模式；

3. 工作在全双工、半双工和自适应模式下，具备MAC地址自学习能力；

4. 具备用不同的业务服务质量保证等级（QoS）来保障重点业务的服务质量；

5. 针对各个客户独立运行生成树协议。

 缺点：

1. 在以太网环上，每个MSTP节点上的以太网板卡的分配带宽的不公平性，无法保证环路各个节点带宽的公平接入，即使采用端口速率限制机制，也不能成为全局性公平机制，不能适应数据业务的突发性；

2. MSTP设备的以太网处理板卡需要对每个业务进行MAC地址查询，随着环路上的节点增加，查询MAC地址表速度下降，处理性能下降；

3. 无法解决VLAN重用地址问题，WLAN地址空间受限；

4. 无法解决端到端业务的QOS问题；

5. 基于交换方式的业务管理功能不完善。

接入拓扑：

接入设备端口配置要求：

1. 针对MSTP专线接入，专线两端接口需要配置相同的速率及双工模式；

2. 由于MSTP专线的特性，需要在专线两端设备启用IP SLA或BFD功能来监控专线质量。

IP SLA技术：通过发送测试报文，对网络性能，服务质量进行分析，可用于量化当前网络的性能，健康状况；评估现有网络的服务质量；帮助用户分析，排除网络故障；和浮动静态路由，HSRP等技术结合做track功能。

BFD技术：BFD技术即双向转发检测技术，能够尽快检测到与相邻设备间的通信故障，以便能够及时采取措施，要求网络设备能够快速检测出故障并将流量切换至备份链路以加快网络收敛速度，从而保证业务继续进行，减小设备故障或链路故障对业务的影响、提高网络的可用性。

常见问题及相应排错思路：

场景一：以太网接口故障

以太网接口有多种工作方式，模式可以选择全双工、半双工等，速率可以选择10M、 100M、1000M，在对接时一定要注意保持接口设置的一致。影响：如果双方不一致会导致数据不同步，网络出现延时、掉包严重等问题。解决方法：一般问题出现在设备数据配置上，出现这种情况自由匹配两端的工作模式或更改相同模式故障恢复正常。

以太网接口松动或网络光、点接口接触不良，也会出现出现网络延时、丢包严重或专线无法使用等现象。解决方法：将网络光纤或网络水晶头插紧或重新更换整根尾纤故障恢复正常。

场景二：光路信号故障

一般情况下可以用光功率机测试，如果测试收发全无光信号，光功率机数字会显示0db，确定为光缆阻断并进行查找熔接解决，现象基本表现为业务阻断、网管上查看为设备离线状态。或者可以通过网络设备协助排查，查看本端设备接口收发光情况。

场景三：电路故障

一般情况用测试仪测试或采用与传输配合进行自环测试，定位故障解决问题。现象表现：业务无法正常使用，传输网管数据查看端口有误码，本端查看设备有LOS告警。解决方法：与传输配合定位故障点，查找故障进行 重新焊接。

ATM专线

概念：

ATM异步传送模式（Asynchronous transfer mode）又称异步转移模式、异步传递模式。ATM是一种面向连接的，基于信元的，具有服务质量保证的，综合通信网的传输、复用和交换的网络技术，可满足带宽网所要求的高速、高效和综合等要求。ATM虚电路分永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）两种。通常PVC用于通讯流量固定的客户；SVC主要用于局域网ATM交换的环境。

特点：

1. ATM采用了分组交换中统计复用、动态按需分配带宽的技术；
2. ATM将信息分成固定长度的交换单元――信元。信元长度为53个字节，其中5个字节用来标识虚通道（VPI）和虚通路（VCI）、检测信元正确性、标识信元的负载类型；
3. ATM网内不处理纠错重发、流量控制等一系列复杂的协议。减少网络开销，提高网络资源利用率；
4. 在ATM网中可承载不类同型的业务，如话音、数据、图象和视频等，这在其他的网络中是不可能实现的；
5. ATM提供适配层（AAL）的功能。不通类型的业务在该层被转换成标准信元。
6. ATM是面向连接的；
7. ATM是目前唯一具有QOS（服务质量）特性的技术。
   

传输通道：

ATM传输通道可分割为若干个逻辑子信道，为便于应用和管理，逻辑子信道可按虚通道（VP）、虚信道（VP）来划分。

链接建立过程：ATM连接的建立过程，在源ATM端点与目的的ATM端点进行通讯前的连接建立过程，实际就是在这两个端点间的各段传输通道上寻找空闲VC链路和VP链路，分配VCI和VPI，建立相应VCC与VPC的过程。

缺点：

1. ATM的一个明显缺点就是信元首部的开销太大，即 5 字节的信元首部在整个 53 字节的信元中所占的比例相当大；

2. ATM 的技术复杂且价格较高；

3. ATM 能够直接支持的应用不多；

4. 10 千兆以太网的问世，进一步削弱了 ATM 在因特网高速主干网领域的竞争能力。

常见问题及相应排错思路：

• Down with Loss of Signal：信号丢失，说明ATM端口收不到bit transition stream，可能原因为连接到此端口的SONET/SDH断掉，建议检查光纤，确认无物理损坏可用LOOPBACK测试。
• Down with Path AIS：告警指示信号，说明ATM端口收到接在此端口的SONET/SDHPath Terminating Equipment (PTE)发出来的Path AlarmIndicator Signal (Path AIS) 的告警信息. (PTE在收到它的upstream 设备发来的Line AIS (Line Alarm IndicatorSignal)后，它会向ATM端口发出此Path AIS 告警。
• Down with line RFI：远端失败告警，这是Line Remote Failure Indicator ，是说明SONET/SDH远端接口出现Line 问题，需检查SONET/SDH远端接口情形。
• Down with cell delineation error ：Cell Delineation是用来区分ATM包界限. 它用ATM包Header的HEC来作ATM包界限的划分. 这告警说明ATM端口察觉到cell delineation 错误，需查传输配置。
• Down with signal label mismatch：这是关于SONET/SDH 通道label不吻合而发出的告警。需查传输配置。

裸光纤

概念：

裸光纤是以光缆为承载体传输方式，是目前数据中心网络互联大带宽的首选传输链路，理论上裸光纤的传输带宽是无限的，它的传输速度完全取决于两端的设备，一般裸光纤的接入设备是DWDM设备，应用最为普遍是数据中心同城灾备同步传输。

特点：

1. 传输带宽高，受制终端设备影响，目前DWDM接口传输带宽最大可以达到100G；

2. 传输距离远，根据收发器和光模块的不同，可以达到1Okm，20km甚至80km传输距离；

3. 损耗低，由于光纤介质的制造纯度高，所以光纤的损耗低，通信质量高；

4. 抗干扰能力强，光纤是非金属的介质材料，使用光纤作为传导介质，不受电磁干扰。

总结：

在广域网中，广域网专线是开展数据业务的关键介质，目前金融网络异地接入主流使用的是MSTP线路，同城灾备中心数据传输主流使用的是裸光纤，两种专线都适用于速率高、信息量大、实时性强的数据传输应用。

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