什麼是雲端科技

什麼是雲端科技? 雲端正夯,所以說把工作上的事情丟到雲端上面去也是很合理的.至於為什麼不選中華 電信的 HiCloud 呢？ 或是其他家號稱台灣最大的IDC 主機代管業者? 雲端科技裡面的「雲端」兩字，其實指的就是大家都耳熟能詳的「網際網路」（Internet），這個名詞的由來是電腦工程師在繪畫網路結構圖的時候，常會 以一「雲」來表示廣域網域或Internet，所以雲端科技簡單來就是一種能透過網路連線來取得遠端主機提供服務的技術。 第一種是「軟體即服務」（Software as a Service, SaaS） 提供使用者網路的軟體應用，例如Yahoo電子信箱、Google地圖、Youtube、Facebook… 等甚至是趨勢科技的雲端防毒，都是我們最常見到的雲端服務類型。 目前主流的雲端服務主要有三種類型： 第二種是「平台即服務」（Platform as a Service, PaaS） 指的就是提供了平台來提供運算或解決方案，並提供了整合的API(應用程式介面)，可以讓客戶的應用程式放在該平台代管，佈署更簡便，而且節省成本。例如 微軟的Windows Azure、Google的 App Engine、Yahoo的 Application Platform、Salesforce的AppExchange平台…等就是PaaS。 第三種是「基礎設施即服務」(Infrastructure as a Service, IaaS） 直接提供硬體的環境及網路頻寬給企業用使用，例如中華電信的HiCloud、IBM的Blue Cloud、HP的Flexible Computing Services及亞馬遜Amazon 的EC2…等。 Adobe Connect 軟體的功能恰巧可以與 Amazon EC2 提供的服務搭配 以個人而言，由於目前網路基礎建設的普及，上網變得既簡單又快速，從家用的ADSL、光纖網路，到無線的3G、3.5G、4G（WiMax）上網，加上行 動上網設備越來越便宜，平板電腦、小筆電、智慧型手機、甚至是遊樂器都支援了無線上網的功能。 因此我們不必再隨時帶著一支USB隨身碟，只要將常用的資料、電子放在雲端，只要藉著能上網的電腦或是由行動上網設備，都能隨時隨地存取這些雲端的資料甚 至是能將資料與他人藉由網路分享或是共同編輯。 對於企業來，使用雲端服務可以省下建置機房、租用頻寬、資訊人員的管理成本，因此可以更專心於開發服務，而且雲端服務是以使用量來計費，用多少就付多少， 比較符合成本的效益，所以有越來越多的公司放棄自己建置機房，轉而投向雲端的懷抱。 上了雲端有什麼好處呢？ 文中舉出了一個深切的例子： 在美國租了一些 server 空間和 1Gbps (對稱式, 企業級) 的頻寬. Server 部分個月要 x 元 (事關業務機密, 所以不便列出數字, 只用倍數比較), 頻寬個月也要 x 元. 他在台灣問遍了所有的 IDC, 包括電信三雄在, 找到的價格是 server 部分要 0.5~1x,但頻寬部分要 30~40x!!! 他經營了一年, angel fund 還沒用完, 公司已經收支平衡了. 如果他在台灣租 IDC 的話, 公司早就倒閉了. 向IDC 主機代管業者say NO!!! Part 1 台達電的翟本喬博士更是直接在Facebook 發表對這件事情的看法「電費是經營 IDC 最大的成本？？？搞錯了吧 ？？？」，文中直指3個問題 1. 電價低導致租金低廉, 為何是不利? "租金不合理" 才是不利吧? 那麼... 2. 租金為何要等電價調漲才能合理化? 3. 政府之前不是宣稱台灣 IDC 價格低廉, 可以吸引外商來台設點的嗎? 也就是，IDC 頻寬租賃費用根本是一個很大的問題；台灣大部份的新創網站， 除非因為資策會或者有其他贊助來源的網站.才會選擇IDC 主機代管業者(例如精業) 否則大部份都會選擇 GAE 、AWS、Linode、Heroku 等雲端服務，來解決頻寬成本，以icook 來舉例: 一個數百萬等級流量的網站，一個月花費都大約在萬把塊上下! 如果採用台灣任何 IDC 的服務，我想都不會是太划算的選擇. 大家所關心的速度，像是 Facebook 以及一堆不在台灣設點的網頁遊戲以及手機連線遊戲，大家都可以用/玩的很開心，而且把台灣眾家廠商修理得慘兮兮. 還需要想這麼多嗎？能放棄就快放棄這些台灣 IDC 吧 最後仍引用翟博士的話作為結論： 結論是: 台灣 IDC 經營不善, 是因為沒有吸引力, 所以沒有客源. 沒有吸引力, 是因為頻寬定價不合理的高. 向IDC 主機代管業者say NO!!! Part 2 1. 分析對象為 HiCloud 以及 Amazon AWS EC2 日本東京區頻寬部份 2. 假設使用量為 330GB 個月，日平均為 11GB，其中日流入服務區的頻寬為 1GB，送出服務區的頻寬 10GB 3. HiCloud 部份則有分為有購買 300GB 流量折扣包以及完全計量計算。 4. 另外多計算一個剛 Startup 的網站，日流量為 100MB，月流量為 3GB 5. 美金匯率使用 USD 1 = TWD 30 計算 6. 不計算 Amazon 贈送的 1GB 免費送出頻寬（對 Amazon 較為嚴苛） 7. (新增) 根據 Ben Jai 的建議再加上 1TB 的試算 中華電信HiCloud VS 亞馬遜網絡服務AWS Part 1 HiCloud 的規定如下： 1. 每 1 GB 要價 TWD 15，送出及流入的流量合併計算 2. 每日結算當日費用，若不滿 1GB 的以 1GB 計算 3. 上網包 300GB 折扣價為 3,600 元，超過的照上述費率計價 中華電信HiCloud VS 亞馬遜網絡服務AWS Part 2 CaaS 雲端伺服器規格及費用列表 資料來源：http://hicloud.hinet.net/files/hicloud%20CaaS雲端伺服器規格及費用.pdf Amazon EC2 Pricing (Asia Pacific Tokyo) 資料來源：http://aws.amazon.com/ec2/pricing/ Amazon EC2 日本東京區規定如下： 1. 流入頻寬免費 2. 送出頻寬 1GB 要價 USD 0.201，相當於 TWD 6.03 3. 月照實際頻寬計價，報表可追蹤到小時的合計流量 中華電信HiCloud VS 亞馬遜網絡服務AWS Part 3 HiCloud 部份結果及分析： 1. 沒有購買流量折扣者，月要價 TWD 4,950 （11 GB x TWD 15 x 30 天） 2. 有購買 300GB 上網包，月要價 TWD 3,495（TWD 3,000 + 1GB x TWD 15 x 30 天） 3. 剛 Startup 的 3GB 網站，月要價 TWD 450 （因為日的頻寬不足 1GB，仍然會以 1GB 計費， 1GB x TWD 15 x 30 天） 4. (新增) 購買 500GB 上網包＋月使用 1TB 的人,月要價 12,750 （TWD 5,250 + 500GB x TWD 15) Amazon EC2 日本東京區： 1. 月費用 TWD 1,809（10GB x TWD 6.03 x 30 天 ） 2. 剛 Startup 的 3GB 網站，月要價 TWD 18.09 （0.1GB x TWD 6.03 x 30 天） 3. (新增) 月使用 1TB 的人，月要價 6,030（1000GB x TWD 6.03) 中華電信HiCloud VS 亞馬遜網絡服務AWS Part 4 最後來看價格差異!! 總結： 1. 剛 Startup 的網站，HiCloud 的頻寬費用是 Amazon 日本東京區的 24.87 倍 2. 沒有購買上網包的 330GB 小型網站，HiCloud 的頻寬費用是 Amazon 日本東京區的 2.74 倍 3. 有買 300GB 上網包的小型網站，HiCloud 的頻寬費用是 Amazon 日本東京區的 1.93 倍 4. (新增) 購買 500GB 上網包月使用 1TB 的網站，HiCloud 的頻寬費用是 Amazon 日本東京區的 2.11 倍 中華電信HiCloud VS 亞馬遜網絡服務AWS Part 5 答案是 "可以"! AWS 可以搭配adobe connect ? 這不是我保證的,是adobe公司提供的資訊 http://blogs.adobe.com/adobeconnect/2011/06/acms.html Microsoft Azure和Amazon EC2對決雲端計算 在目前的雲端計算市場上有兩個勢均力敵的對手：微軟和亞馬遜。亞馬遜足雲領域時間較長，並且有超越微軟的品。但是軟件巨頭微軟也有一些引人註目的能力。讓 我們來大體看一下這兩種服務之間的比較。 亞馬遜比Windows Azure服務更有能力,它提供更好的防火墻選項和數據加密，還集成了亞馬遜的其他服務像Simple Storage Service (S3)、支付方式等等。另外，它比Azure支持更多的操作系統平臺、縮放和負載平衡更迅速、提供更好的線上輔助文件. 並不是Azure不適合用。對於構建和發展服務來，Visual Studio和Azure的集合無人能及。Windows Server 2012中，微軟允許Hyper-V在Azure雲端輕松自由遷移。Windows管理員可以充分享受Azure的優勢。但是這還未實現，如果你不程式開 發人員，亞馬遜的EC2性能更強。 以Windows服務為導向的用之間的爭論實際上就是價格。 亞馬遜一直在穩降低他們的價格、擴大條款、持續時間和提供免費的層級範圍。總的來，在同樣的服務上， 亞馬遜的價錢通常(以後也會這樣)比Windows Azure便宜 但是Windows Azure承諾2-3個月的免費試用。但是Windows Azure的基礎價格比較高，根據使用者進入網站 頻寬收費(亞馬遜不收入網站頻寬費用)， 並且出綱站頻寬的報價比亞馬遜要高。但是亞馬遜的最低預算基於較Azure更少的記憶體和存儲硬碟，添加額外的存儲硬碟比Azure要便宜。 Microsoft Azure和Amazon EC2對決雲端計算 這裏看不到我們網站流量,因為... 拜訪量太低無法生報表. 科見網站流量預估報表 icook.com.tw 流量預估報表 這個伺服器在英國,為何不用台灣IDC? 科見與Tutorabc 網站綜合評比! part1 http://www.alexa.com/siteinfo/tutorabc.com+kojen-els.com.tw 科見 online 網站流量預估報表 台灣企業對於雲服務仍然舉足不前的原因: 原因之一是：不懂！自然也就不敢用！ 原因之二是：不需要！多數企業本身的服務不需要用到雲服務！ 原因之三是：似懂非懂，被媒體、網路資訊搞得很煩，變成無所適從，乾脆不用！ 原因之四是：處處擔心！擔心這、擔心那，又沒有可信任的標準可遵循，只好先觀望！ 原因之五是：沒有人要扛責任！很多企業組織人數越多後，敢勇於變革並扛責任的人就變得越少～ 所以只要有人願意跳出來扛責任、接下任務去執行，然後公司高層主管願意強力支持時就可以順利地進行任務，當然對很多喜歡安逸的人來是吃力不討好的工作，但 對有意願學習、累積經驗的人來對是個難得的機會，即便過程中可能會出現問題，但只要事先儘量仔仔細細的規劃好移轉的處理流程，我相信幾乎都可以順利成功移 轉的！ 為什麼不敢用雲端計算? 日流量排名科見在10萬名之後,無法顯示 科見與Tutorabc 網站綜合評比 part2 訪客戶的數目測量。 Reach是通常表示為訪問一個給定的網站，所有互聯網用戶的百分比。因此，舉例來說，如果一個網站如yahoo.com有達到28％，這意味著全球所有 互聯網用戶通過Alexa的測量，28％的人訪問yahoo.com。 Alexa的1週和3個月的平均到達率，平均每日到達率的措施在指定的時間內。三個月的變化，是由一個網站的電流達到它的值從3個月前比較。 頁面訪問量衡量網站的訪問者瀏覽過的網頁的數量。由同一個用在同一天的同一頁的多個頁面訪問量只計算一次。用數量的頁面訪問量是唯一的個用天在該網站的訪 問者瀏覽過的網頁的平均數字。是由一個網站的比較當前瀏覽的頁面數從3個月前的3個月的變化。 科見與Tutorabc 網站綜合評比 part3 Ecah Day 訪客的獨一無二的綜合瀏覽量 科見與Tutorabc 網站綜合評比 part4 訪問量百分比估計,由單一的綜合瀏覽量所組成 科見與Tutorabc 網站綜合評比 part5 估計日常在網站停留的時間 科見與Totorabc 網站綜合評比 part6 估計訪客從搜尋引擎找到tutorabc.com 的百分比 科見與Tutorabc網站綜合評比 part6 紅線表示的是科見,由於網站各項排名均在10萬名之後..因此無法顯現

GPS接收器

 GPS系统是由美国国防部设计和资助的精巧卫星导航系统，包含了24能持续发送地理位置海拔高度和时间信号的卫星，这些卫星平均分布运行在六个轨道上。一 般来说，在地面上的GPS接收器能接收5～12个卫星信号，而为了获得地面上的定位坐标，至少需要4个卫星信号，三个用来确定GPS接收器的纬度、经度和 海拔高度，第四个则提供同步校正时间。

概况

L1和L2波段

如图1所示，每个卫星都在两个载波上发送两个直接序列扩频信号。之所以要使用扩频技术，是因为它具有高度的抗窄带干扰能力。

图1 驻留在L1和L2 GPS信号波段上的P码和C/A码

两个波段

第 一个载波驻留在L1波段（中心频率为1575.42MHz），第二个驻留在L2波段（中心频率为1227.6MHz）。L1波段主要是民用，包含了两种代 码，一个叫做粗捕获码（C/A）码，另一个叫做精测距码（P码）。L2波段只用于军用场合，仅含有一个P码。所有24个卫星的L1信号均使用同样的频率， 但相互不发生干扰，因为它们每一个都经由覆盖了2.046MHz波段的一个PRN代码进行了扩频。经过PRN代码扩频后的GPS信号不仅能区别于其他信 号，还具有抗干扰能力。

影响因素

解扩频GPS信号的质量决定了GPS接收器的精度，它是由结果误码率（BER）来的判定。假定基带处理器需要的BER为10-5，用于BPSK模块的相关器的Eb/N0 将不小于9.5dB。Eb/N0定义为每bit上的能量对噪声浓度的比。从9.5dB的相关器Eb/N0除去43dB的处理器增益，相关器的输入信噪比是-33.5dB。

具体应用

当GPS器件成为手机或其他手持设备集成解决方案一部分时，它们对相邻单元干扰的承受能力将成为关键。举例来说，一 个双频带CDMA手机可同时进行 GPS工作。此时，功率放大器上的典型CDMA传送功率是25dBm。假设互扰消除器和GPS通带过滤拓扑可以隔离-70dB的频带外信号，GPS接收器 将承受－45dBm的带外干扰级。

为了减少成本和尺寸，多数的制造商在设计多功能器件时会使用一个普通的参考频率。传统的GPS接收器只工作在 16.36MHz的参考频率下。如果 GPS接收器是一个单独的单元，灵活的参考输入将不再需要。然而，当今的手持设备需要多种参考频率，如10.0、13、14.4、19.2、20.0和 26.0MHz。因此，当低成本、小体积成为器件的发展趋势时，一个具有灵活参考输入的GPS接收器将非常有用。举例来说，MAX2741 GPS接收器有一个集成合成器，通过接收2～26MHz的参考频率，它将有助于建立灵活的频率规划。当配有一个外加LNA时，该器件能获得小于2dB的级 联噪声。

过去，在GPS接收器中关联接收到的PRN代码和已知PRN代码的工作是由专门的GPS基带处理器来完成的。由于有了菲利普公司的突破性软件GPS技术，关联和计算功能将交由应用处理器中的内置软件来完成。这样做不仅降低了成本，还减小了GPS解决方案的尺寸

众所周知，对干扰的抵抗主要依靠系统的处理增益。处理增益越高，GPS信号扩展的越宽，如果将信号扩展至整个波段， 只会有一部分有用信号被窄带干扰破坏。但信号在经过解扩频过程后，窄带干扰会被放大。对于GPS应用而言，每一个PRN代码序列的大小是 1 023 bit，扩频的速率是1.023M/s。这样，处理增益被定义为：

处理增益=10log(芯片速率/数据速率)=43dB （1）

此式中，芯片速率=1.023M/s, 数据速率=50b/s。

假设GPS软件的执行损失为3.5dB，量化器输入的信噪比为-30dB。在整个2.046M的采样带宽内，集成噪 声功率为-111dBm。为了获得-139dBm的目标敏感度，所需的级联接收噪声将是 -28dB的天线中信号信噪比和-30dB的量化器输入中的信号信噪比之差。

NF=SNRANTENNA/SNRQUANTIZER = -28dB-(-30dB) = 2dB (2)

 

 

1. 我的GPS接收器为什么收不到星（定不到位）？

答：首先需要了解的是GPS受到建筑和金属的阻隔，所以请确保是在室外使用您的GPS。

如果您是在车内无法定位，那就先将GPS置于车顶，对GPS进行冷启动后再试看看，待正常后再放入车内。

请检查您的GPS接收器是否和您的设备建立连接，如果没有请参看问题3。

2.GPS怎么做冷启动？

答：如果是SIRF芯片的设备，可以使用GPS接收器 VIEWER软件。如果是SONY芯片的设备，可使用PCTESTER或PDATESTER软件。

3. 为何我的电脑找不到GPS设备？

答：请确认您的电脑是否正确安装驱动程序。如果确认安装正常，请到设备管理器中查询端口项，可以找到GPS所在的端口号，然后在GPS接收器中设定为此端口即可。

4.GPS能直接连PDA么，怎么连？

答：这个问题比较模糊，大体来说GPS可以通过串口（就是您用来做同步的那个端口）、CF口、SD口、篮牙等方式和您的PDA连接。

5. 有必要买篮牙GPS么？

答：由于篮牙GPS是无线连接，使用方便，连接设备较广，所以使用的人越来越多。当前的篮牙GPS售价也是越来越低，应该算是比较有延展性的选择。

6. 是不是PC上面配个篮牙适配器就能用篮牙GPS了？

答：是的。如果是已经内置篮牙功能的笔记本，那就不需要再购买此类产品。

7. 蓝牙适配器那种好，应该买哪种？

答：如今的篮牙适配器整体质量都趋于稳定，如果经济能力够的话，建议购买品牌的产品，也不会贵太多的。

8. USB的GMOUSE可以直接连在有USB口的PDA上么？

答：基本上不可以。PDA上的USB插槽一般提供给键盘、鼠标、优盘等通用类设备，所以没有含GPS的驱动在里面。

9. GMOUSE上的PS2口可不可以接在PC机的鼠标、键盘口上用？

答：不可以，规格不同。

10. 一般GPS的波特率是多少？

答：4800。如今有越来越多的GPS标示可以提供更高的速率，但是对于GPS应用来说没有太大的必要，有的还会造成系统不稳定。

11. 为什么我的GPS总是飘来飘去，就算站着不动也在飘？

答：早先的GPS接收器由于收星能力比较弱，总是会发生断讯，尤其在城市中用做导航的时候，给出行造成很多不便。后来开发的一些民用GPS芯片，将信号不够强的GPS信号也收入，这样就造成了漂移的现象。但是如果在同样的情况下，较早的GPS产品即会完全断讯，直到可以找到信号够强的卫星才开始接受。所以这是一个比较矛盾的选择，但是随着软件和硬件的不断开发升级，相信这种情况会越来越少。

12. 能在飞机上面用GPS么？

答：GPS是可以收到信号的，只要乘务员不禁止就可以使用。

13. 到国外能用GPS么？

答：可以。

14. 刚买的GPS有没有必要配延长天线？

答：建议不用一开始就购买，待您使用一段时间后就会知道是不是有必要购买了。GMOUSE是不需要这类延长天线的，因为GMOUSE本身就可以到处移动，并且可以吸附与车顶，所以一般也没有这样的设计。

15. GMOUSE、CFGPS、SDGPS、篮牙GPS，我应该配哪个？

答：GMOUSE是有线GPS，一般通过USB或专用的适配线连接设备，自身会带有吸铁石，可以直接吸附与车顶。CFGPS是通过CF口或CF转换器连接相应设备。SDGPS是通过SD口连接相应设备。篮牙GPS可以连接各类有篮牙功能的信息设备。一般的设备拥有一种或几种这类的介面，所以选择的余地较大，如果只做车用，还是建议购买GMOUSE，因为这类产品性能稳定，价格便宜，但是一般只能在车上使有。CFGPS是早先篮牙GPS价格过高的时候推出的一种选择，由于有的设备只有CF接口，所以CF就成了唯一的选择，接下来会有些内含SD插槽的CFGPS上市，对于只有CF接口的朋友来说，这是最好的解决办法。SDGPS由于体积小，所以工艺的要求更高，当然价格也贵，比大多篮牙GPS还要贵很多，所以并不是主流的选择，如果价格还是据高不下，相信慢慢会被市场淘汰，但对于只有SD接口的朋友来讲这个也是唯一的选择。篮牙GPS由于优点明显，时下已是GPS的主流选择。

16. 昨天我还能定位，但是今天就无法定位了，为什么？

答：一般是上一次使用的时候没有正常关闭GPS。请重新启动设备后再连接一下，如果还是不行就对GPS进行冷启动处理。在今后的使用中，务必先在软件中停用GPS后，方可关闭或拔出GPS接收器。

17. 一个GPS接收器可不可以同时给多个GPS软件提供信号？

答：一般不可以。但是可以通过一些虚拟端口的软件实现，正常使用下没有太大必要。

GPS接收器在公交车上的使用

针对公交系统出现的车辆延迟、堵塞等问题，神州数码网络利用公司无线通信技术的优势和全球卫星定位技术（GPS）， 设计了一套综合解决APTS的应用方案：即全球定位系统（GPS），利用GPRS/CDMA1x等移动通信网络相结合，构建一个集公交指挥调度、综合业务 通信、乘客信息服务为一体的现代化、全方位的智能车辆监控调度管理服务系统。

公交车辆定位系统如上图所示，共分四部分：GPS差分站、总调中心、区域监控站、车载设备等，GPRS/CDMA1x移动通信网络、区调平台均为与车辆定位系统相关、用于实现数据传输以及其他辅助的功能的内容。

  

系统功能模型

 

 

 

内部结构

GPS/OEM 接收机的内部结构图，它主要包括天线部分、接收部分、数据处理部分。这种接收器是通过两个串口与外部通讯的，串口 1为主串口，串口2为辅助串口（提供修正量）。其中，串口1为全双工方式，串口2为半双工方式。系统通过这两个串口同其外部器件或设备连接，也可以用软件 编程或硬件设置来配置其串口特性。

存储方式

接收数据的用户可以选择的存储方式有三种：SRAM、ROM、EEPROM。

接收机内部的一个10kHz的参考时钟输出和一个1pps（每秒一个脉冲）的时钟标输出可用来进行时钟同步，也可用于进行时钟校准。

系统可以通过RESET进行复位。

“Jupiter”GPS/OEM接收机采用20脚DIP封装，常用管脚的说明如表1所列。

 

4G时代的PTN发展与应用

    引言：我们正加快进入4G时代，移动数据流量的爆炸式增长给网络承载带来了巨大的挑战，PTN以其对IP化业务承载的优势成为运营商LTE 承载的首选方式。怎样看待未来PTN技术和市场发展趋势？如何更好开展PTN网络建设部署？日前，CNII中国信息产业网特约行业的三方专家，分别从各自 角度分享见解，共议“4G时代的PTN发展与应用”。
    主持人：CNII中国信息产业网常务副总裁 陈华

    PTN成为TD-LTE承载网唯一路线
    主持人：中国PTN市场发展现状如何？面临哪些机遇和挑战？
    高军诗：中国移动是国内PTN技术应用和发展的最大推动者，2008年，中国移动在几种分组化传输技术方案中明确选择了PTN作为今后分组 承载网的唯一路线，并于第二年启动了首次PTN集采。截至2011年7月，中国移动通过三期PTN集采实现了PTN网络的全国覆盖，累计采购PTN设备几 十万端。目前正进行第四期集采，包括新建省际干线、省内干线、城域网及现网扩容。中国移动基于PTN的承载网在GSM、TD-SCDMA以及上海、南京、 杭州、厦门、广州、深圳等6城市的TD-LTE规模试验网络上成功应用。
    目前国内三大运营商中只有中国移动坚定的选择了PTN作为IP化业务网络的承载技术，中国联通和电信都选择了“IP RAN”，中国移动在TD-LTE上的成功大规模应用将对未来PTN产业的发展起到更大推动作用；另外，OTN下沉也将侵占PTN的部分市场空间；除此之 外，我国电信设备制造商在核心芯片、操作系统等移动互联网最重要的技术上还需打破国外巨头在高端产品方面的垄断地位。
    续合元 ：
    自2008年至今，中国的PTN市场经历了新兴试用（2008-2009）、规模部署（2010-2011）、竞争融合发展（2012至 今）三个阶段，截止到2012年底，中国运营商（以中国移动应用为主）的PTN现网设备已达到40多万端的规模，主要是满足2G/3G移动回传和集团客户 专线业务发展需求。2011年~2012年，在全球范围内兴起的LTE试商用建设，给PTN带来了巨大的机遇和挑战，以PTN和路由器为代表的传输和数据 产业在LTE移动回传乃至综合业务承载市场展开了激烈竞争，促使着相互取长补短、融合发展，本着为运营商提供更切合大规模网络部署和运维管理的分组化电信 级承载网络的目的，目前都趋向于采用L2VPN+L3VPN的主流技术解决方案，主要差异是L3VPN的部署范围和静态、动态之分，L3VPN是由PTN 核心设备实现，还是由新一代面向移动回传的路由器来提供。受近期TD-LTE扩大试商用网和集团客户业务的驱动，近期启动的中国移动PTN四期集采还将采 购20多万端设备来满足应用需求。
    主持人：对于LTE网络来说，PTN承载方式具有哪些优势？有哪些关键技术？
    TD-LTE对承载网的需求有以下特点：
    接入带宽：LTE基站的接入带宽最高可达320Mb/s或更高，分组承载网需具有大容量；
    网络规模：LTE实现深度覆盖，网络节点数将是现有基站数量的2-3倍；
    S1和X2：S1为eNB与SGW/MME之间的接口，X2为eNB基站之间的连接；
    S1 Flex：网络需要支持eNB归属于不同的SGW/MME；
    网络可靠性：尽管承载IP化，同样要求网络高可靠性，故障保护倒换时间小于50ms；
    网络QoS：要求端到端时延小于20ms，比2G、3G需求更严格；
    时钟同步： LTE部分业务需要时间同步。
    LTE基站回传承载相比3G业务的承载，最大的变化在于下面两点：1.带宽大；2.灵活调度能力:S1接口需要灵活的调度能力，可以灵活的归属到多个MME/sGW，在基站之间有X2接口的承载需求。
    PTN具备基于分组的交换核心、GE/10GE的线路接口、端到端的业务管理、端到端的OAM运维、灵活的QoS控制，易部署的 1588V2时间同步等技术可有效满足LTE网络承载的需求。在城域网核心层引入具有L3功能PTN设备，采用全网核心层L3+汇聚接入L2架构可满足 LTE灵活业务调度的需求。
    续合元：
    相对于3G来说，LTE移动网络的新特点主要是网络扁平化（无RNC和电路域，RAN由EPC+E-NodeB构成）、横向业务连接 （S1-flex和X2）、更多业务分类和优先级等。PTN承载LTE的技术方案是PTN+L3技术方案，即在城域汇聚接入层采用与2G/3G承载相同的 PTN L2VPN（基于PW的VPWS或VPLS）方案，在核心层采用PTN增强静态L3 MPLS VPN的技术方案，所有S1/S1-flex以及跨L2VPN的X2连接均由核心层L3PTN设备实现转发。与PTN+CE、核心汇聚路由器动态 L3VPN+PTN或接入路由器的静态L2VPN方案相比，PTN+L3方案在OAM方案一致性、大规模组网、端到端运维方面具有明显的优势：
    1) PTN+L3方案在L2 VPN和L3 VPN内均支持基于G.8113.1的全面的MPLS-TP OAM故障管理和性能管理功能，该OAM机制经过了多厂家的全面互通测试验证，比现有MPLS OAM、PW VCCV具有更强的故障定位和性能监测功能，并且在成熟度、可靠性和产业化方面明显优于基于BFD、Ping扩展的G.8113.2方案，因此更方便网络 运维人员熟悉和掌握，实现便捷的故障定位和性能监测。
    2) PTN+L3方案将L3VPN部署和运维集中在城域核心层，与在核心汇聚层几百个节点间全面部署动态路由的IP/MPLS L3VPN方案相比，把L2/L3桥接配置管理、VPN路由管理限制在运营商具有较强运维实力的十几个核心机房，有利于运营商建设部门更快的实现大规模网 络部署，网络运维部门能更好的适应分组化带来的挑战，更快的开通LTE基站业务。
    3) PTN+L3网管具有统一网管的运维优势，PTN网管已开发支持了对L2VPN和L3VPN组合业务的端到端配置管理、L3VPN静态路由集中规划配置、 L3VPN网络保护配置和查询（网络内的LSP 1:1保护+L3 VPN FRR，以及与S-GW/MME互通的VRRP或IP FRR等）等功能，并还在不断增强网管功能的易用性和开发提高运维效能的管理工具，为LTE大规模部署做好充分的准备。
    主持人：PTN的技术成熟度和产业成熟度情况如何？在哪些方面还有待加强？
    高诗军：在中国移动的引领下，PTN技术和标准发展迅速，已经在LTE时代成为世界主流运营商的主要承载技术之一。
    从标准方面，国内CCSA制定了完善的PTN行业标准。国际方面，2012年底迪拜召开的四年一届的世界电信标准大会(WTSA-12) 上，中国移动主导并担任编辑(Editor)的分组传送网(PacketTransportNetwork，PTN)标准G.8113.1正式获得通过。 G.8113.1标准的通过标志着PTN由事实的工业标准正式成为国际标准，这是光通信领域历史上第一次由中国主导的技术成为国际标准。
    在产品应用方面。除中国移动采用PTN规模建网，用于承载3G、大客户业务，并开始承载LTE业务，海外众多知名运营商也采用PTN规划、 建设无线回传网络，如意大利电信、新加坡电信、韩国SKT、日本软银等多家运营商均部署了PTN商用或实验网络。PTN对于无线回传、大客户等高价值业务 的承载优势，得到了运营商的广泛认可。
    经过多年的发展，PTN已经形成了一条从运营商到设备商、芯片商的全方位产业链，而且这条产业链也在不断进行完善。主要通信设备厂商的长期持续投入，与中国移动等国内外运营商共同努力推动了整个PTN产业链走向成熟。
    PTN技术以及产业在以下方面还需要提升和加强:
    进一步完善PTN技术国内和国际标准，提高与其他技术的兼容性，产业链上下努力加强技术推广。目前PTN技术的标准已较为成熟，但目前尚有 部分保护相关的技术规范标准未通过国际标准，应积极推动这些标准的制定和采用。同时，应加强不同标准组织的协调，推动各种标准组织对MPLS-TP技术的 认可和采纳；产业链上下应加强技术的推广，使更多的运营商采用PTN技术。
    优化突出PTN的技术特点。PTN技术由以太网技术引进SDH的管理技术而来，易维护性是其重要特点之一，这方面的工作，包括网管视图化管 理，电路配置模板、维护巡检工具、智能计算模块等等将是一个一直持续的命题。PTN技术在容量提升和电路管理灵活性提高的同时，应注意简化不必要功能，控 制设备的尺寸、功耗等增加，避免传统数通技术的缺点。
    续合元：经过了5~6年发展，PTN在技术成熟度和产业成熟度上均实现了质的飞跃，已达到了在国内部署40多万端，国外部署接近20万端的 产业规模，并且获得了中国移动、沃达丰、日本NTT和KDDI、意大利电信、德国DT、韩国SKT、新加坡电信等知名运营商客户的认可，今后还将随着3G 和LTE发展继续大规模部署。
    经过2011~2012年的PTN+L3承载TD-LTE试验网的应用，PTN主要有四个方面的发展重点：
    1) 一是继续提升PTN设备容量，目前主流厂商PTN核心设备的接口容量1.28Tb/s，最高接口速率为40GE或100GE，需提升到2.56Tb/s乃至更高，实现干线和城域核心层100GE、城域汇聚层40GE和接入层10GE+GE的组网模式；
    2) 二是PTN与OTN实现有效的融合集成，解决OTN+PTN联合组网时的互联互通、OAM联动和保护协调、统一运维管理、减少机房占地和功耗等一系列问题；
    3) 三是PTN网管进一步增强对L3VPN的便捷运维管理能力，例如简化用户的业务和OAM配置，针对各类业务实现更全面的流量监测、资源管理和QoS应用策略部署，更好的适应LTE规模部署和集团客户业务的发展需求；
    4) 四是开发低成本、小型化PTN设备，探索更灵活、可靠和适用的组网管理模式，适应不断发展的集团客户业务接入需求。
    推进PTN规模部署提高性价比
    主持人：LTE网络规模将持续扩大。未来在进行PTN设备选择和网络建设方面，可采取哪些有效思路？
    高诗军：与2G和3G网络相比， LTE（以下简称LTE）系统容量更大、峰值速率更高、灵活连接要求高。在基于PTN的LTE承载网建设过程中，应注意以下方面：
    应以终为始进行网络规划。力求准确预测网络终期规模，保证城域传送网核心层设备容量测算的正确性，保证寿命周期内网络架构的稳定性。同时，核心层设备应具有40G/100G兼容性，以保证随着网络规模和容量的扩大，设备可以向40G和100G技术平滑升级。
    在一定网络区域内支持静态L3功能，实现业务灵活归属。TD-LTE承载，需要满足横向的X2业务、灵活归属的S1-Flex业务。由于整个承载网络规模巨大，L3功能需要尽量控制在一定小的网络区域，以保证此无线回传网络的可管理性。
    保证多点失效有效保护，提升网络整体可靠性。LTE核心网设备集中设置，传送网核心层设备承载大量基站，网络安全性变得十分重要。PTN网络应支持线性保护、环网保护、L3层面的保护以及跨厂家L3保护的互通性等，保证端到端链路的安全性，有效解决多点失效难题。
    PTN运维系统应不断优化，完善告警管理、业务发放、性能监控、流量监控等能力，并通过可视化和精细化来降低维护难度，提升运维效率，利用流量监控数据适时调整带宽配置。
    续合元：
    干线和城域核心、城区汇聚层选择和建设大容量和高速率PTN核心设备，进一步研究和优化PTN+OTN的组网模式，推动融合型POTN设备 发展。城域部分汇聚层和接入层选择10GE和GE的PTN设备，支持多种配置的E1/STM-1、GE/FE板卡，灵活适应2G/3G/LTE基站以及其 他业务的综合接入需求；集团客户业务接入可选择低成本小型化PTN设备来满足需求。
    主持人：集客业务这几年来在迅猛增长，给省干线网络带来较大的挑战，LTE时代省干网络引入PTN有哪些好处？
    李勤：2012年初，中兴配合运营商做过很多的讨论，最终共同认为PTN省干有很多的好处，我们把主要优点总结成三个字:多、快、省。
    什么叫“多”呢？就是它适应的业务种类更多了，以前传统的省干是用SDH的省干，它比较适合传输TDM的业务，分组业务有些力不从心，现在建立PTN省干，既能承载TDM的集客业务，还能承载ATM和LTE的业务，包括其他各种类型的业务。
    提到“快”，现在城域网主要是PTN网络，干线是SDH的网络，这样导致如果有一个跨地市的业务，实际上要经过PTN网络和SDH网络，需 要多个网管配置，这将导致业务调度比较慢；有时候一个集客业务的传输资源是存在的，但是开通这条业务可能需要几天甚至更长的时间；同时为了应对目前激烈的 市场竞争，实现端到端的业务调度就会占据先机，所以当城域网有了PTN网络之后，在干线再建设一个PTN网络，就能实现快速的端到端资源调度。
    从“省”来说，我们比较过PTN的省干和SDH的省干的建网成本，发现PTN省干的成本要低于SDH的成本。
    所以多、快、省导致了我们现在运营商最终决策还是要建设PTN的省干。
    主持人：从设备厂商角度来说，未来PTN技术研发的重点是哪些方面？相关产品方案具备什么特色？
    李勤： PTN未来有两个重点，第一个是融合，第二个就是高性价比。
    现在业界都在谈融合，例如电信设备正在向ICT融合演进，而具体到电信的承载网设备，我们也要融合，包括融合PTN和OTN、PON等等，而且目前有线和无线实现融合，例如我们PTN接入设备可能会采用有线、无线统一的平台，这是中兴一直在研究的一个方向。
    第二做到高性价比，实际上还需要多方面的努力，也是实现流量经营必须做的事情，采用商用芯片，价格肯定受制于人，实现高性价比就需要采用自 研芯片，以中兴现在自研的交换芯片SF600为例，目前单块交换板已达到一个T级别的交换容量，几个交换板组合之后，可以达到几个T的交换容量。我们会坚 定的朝着高性价比，自研芯片方向去发展，这也应该是产业界共同的目标，我们现在已经实现了一部分工作，未来还将继续去提升。
    中兴在宽带化、扁平化、智能化、优质化方面有很多积累，已经向国际标准组织提案100余篇。例如2012年在IEEE802.3全会上中兴 联合其它合作伙伴推进了40GE ER4标准，加速40GE PTN产业链发展。在2009年日内瓦ITU-T标准会议中，中国移动与中兴联合提出的PTN时间同步方面的提案在业内引起强烈反响。
    谈到产品，中兴从2004年起，就开始PTN的技术调研、产品开发等一系列工作，2006年开始推出产品，目前已经发布了从干线、城域核心 到接入层覆盖所有场景的共11款PTN产品，旗舰设备6500是针对中国移动的干线需求及LTE网络需求量身订作的产品，是业内首款300mm深的T级别 以上超大容量的PTN产品，采用了自研芯片，也融合了其它类型设备的功能。
    中兴通讯有能力也有信心为中国移动的LTE网络作出更大的贡献。

一個IC海歸的真情告白：我看中國電源管理芯片領域的持久戰

作者：張翌
上海嶺芯微電子有限公司 CEO
我的父母都是大陸培養的第一屆半導體畢業生。與王陽元院士、中國半導體協會的俞忠瑜理事 長等是同班同學。我在孩童期間就曾有幸見識過王守武、王守覺等院士的風采，也深為這些大師的學養和謙虛的精神所折服。有這些讓我高山仰止的前輩在，本無能 力也無膽量來談論方向性的問題。只是近日無論是朋友聚會、還是平日閑聊，實實在在感受到本土的集成電路設計圈子中的一種悲觀、迷茫、甚至絕望的氣氛。不覺 想說說自己的一管之見。由於個人從未接觸過電力電子或電源管理之外的課題，所述也僅限電源管理IC (以下簡稱PIC) 的範疇。
中國的IC設計業曾經經歷了幾家公司衝上納斯達克前後的小小輝煌，恰似臺兒莊之後速勝論的擡頭。隨後我們聽到的仿佛都是壞消息：IC價格下降、人員 成本上升、人民幣升值、稅率優惠不再、次級危機影響消費需求等等。偶爾幾個敢於投資IC的人都灰頭土臉地轉去了傳統產業，隨即有了“寵兒變棄兒”的慨嘆。 曾經豪情萬丈的海歸精英們拉到了以前他們看不起的小錢竟成了極值得慶祝的事情。於是微利論、生死年論、回歸論充斥。這又極似當年??論的興盛。自覺造成 IC設計業移往大陸的基本動因並未改變，只是經歷了數年50%以上的高成長後積累的不成熟的因素開始發酵。恰似抗戰的前途是光明的，暫時的挫折促使我們總 結經驗和教訓，以更平和的心態思考持久的戰法。大浪淘沙其實更有利於以後的健康發展。
從全球電源管理IC的市場的份額來看，我們長遠的主要對手還主要是歐美公司。要明白我們為什麽會贏取最後的勝利，首先要了解歐美公司為什麽會輸。本 人有幸在Semtech公司參與了主機板電源IC線的管理，有著切身的感受。Semtech的主機板電源IC線曾經擁有30%全球的市場，有超過一億美元 的銷售收入，當時只有Intersil是主要對手。隨後以立?W為代表的臺灣電源管理IC開始崛起。臺灣公司開始只會作CPU以外的供電IC，且產品性能 很一般。但我們還是很快感到了威脅。作為美國公司，我們在臺灣的FAE（應用支持工程師）必須英文、技術和溝通能力都極強，由於這樣的人才有限，全臺20 多個大客戶，我們僅有兩個FAE。而立?W在華碩一家就放了兩個。果然，優異的服務和在臺灣無孔不入的上下遊關系很快使臺灣本土的企業發展起來。後來臺灣 公司不僅做得出，由於天天和他們的客戶在一起，立?W甚至還改進了我們產品的定義。當一群服務比你好、價錢比你便宜、甚至東西都有獨特優點的本土對手興起 後，美國人看到的是一顆曾經賣$2.5美金的驅動芯片淪落到$0.1！作為一個曾經將Semtech股票推高了6?倍的功勛產品線，在CEO獲知毛利已跌 至47%以後就斷然決定放棄了。一般的歐美公司要不停地揚棄自己去獲取高額利潤。我在美國親歷了國際整流器公司（IR）從1991年開始的淘汰可控矽專 家、補充MOSFET人員的兌變過程。而現在的IR已經幾乎變成一個IC公司了。
MTK的蔡明介董事長有一個著名的S型市場理論。也就是避開市場的起步階段，只在產品上量前進入。美國的商學院流行一種L－shape市場理論。就 是說產品開始利潤和價格都高，隨著時間的推移，產量逐漸上升，利潤和價格都下降，直到該產品被淘汰為止。2007年初，華為要求嶺芯的前身拷貝一顆臺灣某 著名公司的芯片，這顆IC是給DDR2供電的電源芯片。當我們拿到了規格書後，發現這幾乎是照搬了我在2002年給Intel定義的一顆，當時由於 Intel不能接受單一供應商，Semtech將定義告訴了On-semi，所以我們只知道On-semi在後面六個月抄，不知臺灣那家是何時開始抄的。 世事無常，有趣的是有人要我們抄一顆我自己定義的東西。需要指出的是2002年時的價格是$0.8，到華為來尋求替代時，售價只有$0.11。而 Semtech作為一個Fabless公司，我記得當時的成本也就在$0.09左右。這正是本土IC公司的現實。沒有哪家系統公司會在它毛利很高時願意把 寶押在本土IC公司上，多半是系統廠商的成本支持不住了才來尋求Cost-down。現在許多電源IC公司都是設計人員創辦的，很多甚至不是電源IC圈子 裏的人，因此做什麽多半是看哪個產品在中國的量大。須知產品的需求往往發端於歐美，象一個浪一樣，隨後湧到韓日、臺灣，當這個浪湧到大陸時，量確實很大， 但產品周期也快結束了。就如同2007年再去作DDR2（DDR3已經起來了），就算2008年就做出來，你會發現沒有量就賺不到錢了。很多人知道在美信 有70%毛利時，有近30%來源於生產環節。要想在本土立於不敗之地，必需結合生產環節，這樣當別的Fabless無以為繼時，你還有20-30%利潤空 間。嶺芯的團隊之所以要和貝嶺和華虹集團合作，正是看準了這一點。這兩年的最大收獲遠不是區區一億多的營業額，而是結合華虹四、六、八寸線的特點，建立起 來的電源IC的基本模塊。只有當每一個建築單元都有很好的性價比時，最後的IC才能保證提供給客戶最好的性價比。
從上面的例子不難看出，歐美公司有兩大致命傷：第一是高額的人員開銷不利於做技術上已經成熟的電源管理IC。即使不計算公司上層的股權等收入，一般 人員費用也遠非大陸可比。我曾經參與編寫了一個50人部門的預算，經過裁剪，最後還是有$14M！這其中，應該只有兩三個人是真正值得付美國工資的人。對 比一下MPS（或AATI）和Richtek的產值和利潤就不難看出。歐美公司可以保持亞洲公司類似的產值增長，但卻很難保持凈利潤的同步增長。今年是第 一次全球前十大電源管理IC公司的總產值有所下降，這說明小公司在瓜分這些大公司的傳統地盤。當年美國人看不起的立?W，現在已經是超過兩億美金的公司 了。但臺灣的公司還是以臺商為主，大陸公司完全有可能以臺 灣 人擊敗美國人的方式擊敗任何本土以外的對手。歐美公司的第二大致命傷是設計的決定權不再是歐美公司獨有，越來愈多的OEM改成ODM模式。越來越多產品可 以像MTK平臺的手機一樣，即使不能都達到“農民都可以做”的水品，能夠制造完整電子產品的門檻也在降低。個人一直認為電源管理IC行業是一個服務行業， 臺灣的經驗證明誰貼近客戶，誰就會贏。 當然，雖然本土的PIC公司這些年有了較大的發展，但還沒有規模和技術兼備的公司。撇開技術含量，即使從產值來看，本土公司在全球也大多數是千分之一以下 的角色。究其原因有人歸結為3M（Man, Market & Money），其實歸根結底還是人的問題。 先說市場，很多人將市場等同於銷售，其實在美國有Strategic Marketing, Product Marketing 和Sales Marketing，這涵蓋了從產品定義（公司競爭策略）、研發細節、後端運營、促銷到售後服務的整個產業過程。所以一般的PIC公司，市場的頭往往就是 一條產品線的實際掌門人。比如在Semtech，坐在我隔壁辦公室的一個美國人是手提電腦PIC產品線的市場經理，他成功地從美信幾乎獨占的手提電腦 PIC市場中取得了20%多的份額，後來美信花大價錢把他挖了去，Semtech的這條產品線就垮了。在這一行也有些讓我極其佩服的對手。有個伊朗人花了 五年時間將ADI的主機板PIC線做到了$75M，又用了兩年時間將Intersil的充電PIC線做到了$100M。回頭去看，他在Intersil主 要做了兩件事：一是在Motorola將很多手機轉去仁寶時，很早就派了兩個FAE去支持。二是在三星決定將所有手機充電芯片改去充電器上時，利用手下一 個韓國關系進入了給三星配充電器的最大企業。抓住了全球的老二和老三，一億美元的產值就起來了。在市場學上，這叫市場的斷點。很多人都以為只有LED照明 這樣革 命性的東西叫斷點，其實一個很小的設計或地點的改變都是新的機會。國內是很缺設計人才，但可能更缺的是在歐美有過運營整個產線經驗的人。一般中國人很難獲 得這樣的機會。我也是因為主機板這個需要華語的特殊的領域才獲得了些皮毛的經驗，個人始終覺得每個季度和公司最上層開的資源分配會議是最能學到東西的。不 過用句粗話說：我們的水平絕不是“吃過豬肉”，最多是“看過豬跑”的檔次。可惜在中國“看過豬跑”的人也不多。其實在美國運營一條產品線難得多，希望有越 來越多的有全面經營經驗的同仁回國來。最好一個公司的每條產品線都有一個高手來掌舵。可惜短期內大家只能指望自己培養這樣的人才。 由於電源管理IC的範圍極其廣泛，選擇做什麽往往比會不會做更重要。所謂一將無能，累死千軍。現在很多公司的策略都是將手機上的東西做做全，能做這樣事的 人太多，沒有獨特的優勢（比如生產線的支持），在如此激烈的競爭環境中，多半只能茍延殘喘。有些年輕的朋友問我如何選擇公司，我覺得最應該問的是這個公司 有什麽獨特的優勢，如果面試的人三句話還說不清楚，或只是給你一些諸如我們有海歸之類的話，這將不是一個好的選擇。比如嶺芯的三個優勢是:IDM模式、亞 洲獨有的600V工藝和bipolar的強項。高壓工藝讓我們能夠避開大多數亞洲對手而進入照明等量大而又有較高毛利的市場。IDM模式使我們不懼任何對 手的價格競爭。現在大多數本土PIC公司尚不能形成自己鮮明的競爭策略。在當今的市場中，事先想清楚的不一定能成功，事先想不清楚的幾乎一定不可能太成 功。所以我勸大家要做的第一件事是想想清楚自己到底有哪些獨特的優勢，如何發揮這些優勢，如何補強自己的不足。

网络平滑演进和带宽提速——PTN 10GE和40GE技术在城域传送网中的应用

2013-03-14　 来源：中兴通讯　 作者：陈树民

随 着移动互联网、高清视频等业务的高速发展，网络带宽压力越发明显，网络容量成为了未来业务发展的挑战之一。城域PTN网络则主要以基站回传业务为主，其最 大的带宽压力表现在LTE业务的承载，现有PTN网络将不足以支撑未来LTE业务发展的带宽需求，进一步提升PTN网络带宽已经成为了不可回避的问题。我 们通过对未来LTE业务带宽需求的定量分析，针对PTN网络汇聚和接入层提出可行的带宽提升方案。

1. LTE对城域传送网的带宽需求

PTN在现网已经得到了广泛应用，其优势主要体现在IP化基站、大客户专线等小颗粒业务的灵活接入和汇聚。随着3G和LTE基站的进一步规模部署，PTN网络容量需求进一步增大，现网采用的接入层GE，汇聚10GE的组网模型，已不能满足未来实际业务需求。

LTE典型单基站带宽需求达到均值80M，峰 值320M，基站与接入层PTN采用GE光口对接，相对于GSM与TD-SCDMA时代的带宽需求、以及E1/FE的接口配置，有了数量级的跨越。接入层 需要根据实际业务需求选择GE或者10GE组网，业务密集地区PTN接入环也将由现在的GE环过渡到10GE环。PTN汇聚层带宽需求在LTE部署初期就 将突破现网10GE端口的极限，中后期将达到30G左右带宽需求，10GE汇聚环已经难以为继，如图1所示。

图1 LTE时期PTN网络带宽预测

2. PTN 40GE技术提升城域汇聚层网络容量

针对于未来LTE业务的大带宽需求，可以采用 在现网10GE汇聚层环基础上继续叠加10GE系统的方案，或者直接采用PTN 40GE接口技术进行组网两种方案。PTN 40GE方案可以满足未来无线、大客户等高价值业务回传带宽需求，采用端到端采用PTN技术组网，可以不用叠加OTN网络，相对组网单一，对业务质量保证 效果更好，实际维护更简单；如果采用PTN 10GE叠加方案，考虑到光纤资源利用等问题，一般会叠加OTN网络以节省光纤，相对网络性能指标稍差，实际维护更复杂。两种方案各具优势，实际应用应该 从技术可行性、成本、网络演进等因素进行综合考虑。

1) PTN 40GE和PTN 10GE叠加方案技术比较

LTE初级阶段，承载网络汇聚层带宽需求将超 过20G，中后期汇聚层带宽需求则增长到接近40G。从技术角度看，PTN 10GE叠加组网存在的问题较多，采用10GE叠加方案，核心层L3 VPN节点之间涉及到多个10G链路的捆绑， Hash算法会导致乱序问题，链路的带宽利用率较难保持均衡，容易发生拥塞，而40GE方案不存在此问题。40GE方案较10GE叠加方案，具有带宽使用 效率高，故障点少、网络可靠性高，业务时延小等特点。

图2 PTN 40GE与PTN 4x10G的成本比较

2) PTN 40GE和PTN 10GE叠加方案成本比较

PTN 40GE方案，可以满足全业务初期需求，不需OTN下沉到汇聚层，单独通过PTN网络进行基站回传、大客户专线、OLT上行等业务的统一承载。如果采用 10GE PTN叠加方案，则PTN网络可以只进行基站回传、大客户等高价值业务的承载，同时建设OTN网络进行PTN和固定宽带业务的承载，本方案网络容量超前发 展，满足长期业务发展需求。

40GE方案核心、汇聚层端口数量比较少，配置相对简单。10GE叠加方案端口多，业务配置工作量相对较大、较复杂。按照常规模型进行成本计算，每个接入环8个节点、每个汇聚环6个节点，每个汇聚节点带2个接入环,汇聚环按照1/3比例对PIR进行收敛，如图2所示。

根据业界设备成本综合考虑，两种方案中，PTN 40GE方案相比PTN 4x10GE Over OTN方案更具备成本优势，随着PTN 40GE技术的规模商用，PTN 40GE方案成本优势将更加明显。

3) PTN 40GE方案的应用场景

对于投资敏感地区，可以考虑通过引入PTN 40GE进行2G/3G/LTE、WLAN、OLT上联、大客户等业务的综合承载，充分发挥PTN广覆盖、低成本的优势，后期随着宽带业务、大客户业务的 进一步发展，在业务密集区域适当建设OTN满足业务带宽需求。此方案具有两步走，投资小，收益高的特点。

随着3G/LTE网络的大规模部署及多业务发 展战略的推进，无线宽带化趋势越来越明显，IP化业务的承载需求成为主导，对承载网的技术构架、承载效率、调度灵活性、成本和服务质量等提出了新的要求。 到LTE阶段，基站带宽需求将达到GE量级，承载网接入将采用10GE组环，而PTN 40GE技术刚好满足了汇聚环带宽进一步增加需求。

4) PTN 40GE技术成熟，可规模商用

在40GE高速接口标准方面，技术标准由 IEEE组织制定，所有相关技术标准规范包含在IEEE802.3ba标准计划中。在城域传输方面定义了40GBASE-FR（2KM）、 40GBASE-LR4（10KM）和40GBASE-ER4（40KM）标准，40GE以太网模型如图3所示。2012年3月份的IEEE802.3的 全会上，40GBASE-ER4标准经过投票已经正式作为802.3_100GNGOPTX项目组的目标，成为该项目的研究内容。2010年6月， IEEE 802.3ba标准获得IEEE通过。

图3 40GE以太网层网络模型

在产业链方面，40GE芯片和光模块都已经具备了成熟的商用能力。40GE光模块主要采用CFP封装，40GBASE-LR4和40GBASE-ER4主要用于线路侧。40GE-ER4光模块采用4路10G的光反向复用技术，主要用于长距离传输。

目前各主流PTN厂家均已支持40GE接口，产品已具备规模商用能力。PTN 40GE组网在网络带宽提供、网络综合成本、未来业务需求和技术演进趋势等方面相比PTN 10GE组网更具优势。

3. PTN 10GE提升接入层网络容量

随着LTE的规模部署，接入层带宽需求急剧上 升，典型单基站带宽需求达到均值80M，峰值320M，每个接入环按6-8个节点计算，GE速率已经不能满足带宽需求。业界存在两种带宽提升思路：一种 是，现有接入环进行拆环处理，减少接入环节点数量，但是这样存在耗费光纤资源严重、接入环数目增多儿不便于管理的问题；另外一种思路是提升接入环速率，采 用10GE设备进行组网，这样不会改变现网拓扑结构，而且满足了业务带宽需求，优势更明显。

接入层网络演进思路如图4所示，业务发展初 期，在部分热点区域，根据接入点实际物理位置，在新站址机房、光缆配套资源具备的情况下新建具备10GE组网能力PTN设备，可以选择GE或者10GE环 组网。 业务发展中后期，随着业务量的进一步增长，一方面，将新建GE环升级为10GE环，提升接入能力；另一方面，将原有GE能力PTN设备环网进行拆环、缩环 以及将部分节点直接下挂至10GE环，提升GE能力PTN设备环网每个节点的接入带宽能力。这样可以做到网络的平滑演进，对现网冲击小，而且保护了网络投 资。

图4 PTN接入层网络演进方案

4. 总结

随着LTE的规模部署， PTN网络带宽将面临巨大的挑战，如何进行网络平滑演进和带宽提速，将关系到全业务能否顺利开展。核心汇聚层引入PTN 40GE组网，很好满足了LTE时代带宽需求，避免了Nx10GE环路的大量叠加，不需要OTN下沉至汇聚，降低了网络成本和运维难度。在接入层引入 10GE技术组网，不改变网络拓扑结构，对现网冲击小，避免了接入层频繁拆环对现网业务的冲击。本文方案全面提升了整网容量，对业务冲击小，满足了业务长 期的带宽需求，更符合运营商平滑演进的要求。

集客业务IP化，需要建设"大容量、高带宽、兼顾LTE"的省内干线PTN

2013-03-14　 来源：中兴通讯　 作者：黄富荣

集团大客户业务（下称集客业务）日益PTN承载化、以太网接口化，近一两年来的业务量是前10年总和！ 而传统的SDH干线属于固定带宽通道，带宽不能共享，不能适应数据业务突发带宽需求，无法实现以太网业务的高效承载。

在省内干引入PTN可提高带宽利用率，满足集客业务日益IP化的需求。同时，干线上引入L3 PTN，还可兼顾解决LTE省内跨地市调度的需求。

一、集团客户业务日益IP化，要求省内干线引入PTN

集客业务日益IP化，已成为业界趋势。近年 来，随着PTN网络在国内城域网络中的大规模部署，集客业务在城域内实现了大规模以太网接口化。以中国移动为例，截止2012年年底，PTN在网设备近 40万套，已占SDH设备规模的近60%，PTN在城域中规模接入集客业务，尤其是经济发达省市，超过55%的集客业务已通过PTN采用FE/GE接入。

集客业务接口正从传统的TDM（E1）迅速向以太网接口（FE/GE）转化，却仍在SDH省内干线上承载，而SDH无法高效完成以太网类业务承载，带宽不可共享。因此，在干线引入PTN取代SDH承载集客业务，成为最符合省内干线网络发展的解决方案。

  图1 集客业务日益IP化，SDH干线无法实现IP化高效承载  

在省内干线引入PTN，满足集客业务IP化的传送需求，高效完成集客业务的跨地市调度，解决了SDH带宽无法共享，SDH不能适应数据突发带宽需求从而无法实现以太网业务的高效承载的问题。如下图：

  图2 PTN省内干线完成集客业务的高效跨地市调度  

二、 PTN省内干线建设方案

（1） PTN省内干线的关键需求

T级别多槽位的强大扩展能力

集客业务近两年来的增长是过去十年间的总和。 面对集客业务普遍的1000M接入要求，现有城域PTN网络的扩展能力明显不足：设备整体容量偏小（普遍在320G以下）、槽位与端口扩展裕量不足、端口 速率受限于10GE，如再考虑干线上的LTE流量在省内跨地市调度，那么干线上的PTN则需要大容量设备的支撑。因此，T级别多槽位的PTN干线是支撑集 客业务高速发展的基础。

40GE大带宽架构能力

集客业务的蓬勃发展，以及LTE时代大带宽化的需求，迫切要求城域汇聚层、核心层需要40GE PTN级别的大带宽应用，因而处于城域核心层至上的干线PTN设备至少应具备40GE PTN的演进能力。

L3 PTN能力支撑LTE流量跨地市调度

LTE的网络部署，核心网元S-GW和MME将主要部署在省内中心城市 （如省会），而各地市的LTE流量将通过PTN干线上的L3 VPN功能为跨地市流量提供疏导能力。如下图：

  图3 PTN省内干线L3 VPN完成LTE跨地市调度  

替代SDH的TDM业务传送能力

PTN之所以还没有担当集团客户业务的承载主力，主要受困于两个问题：对PTN干线传送TDM业务时延的担忧、155M TDM专线业务的传送能力。而非通道化CEP STM-1接口在PTN干线的部署很好的解决了这两个问题。

（2）PTN省内干线的网络结构

与传统的SDH干线环形为主的结构不同，PTN省干主要有环形、单星型、双星型三种结构，其中星型结构因跳数少、低时延、组网简单成为PTN省干建设的主流网络结构。

模型1：核心点环形组网

采取与典型SDH干线核心点环形组网一致的环形组网。如以省会为核心，按省份地理方向建设东、西、南、北干线环，覆盖全省地市。

其优点是：可实施环网保护；缺点是：1、环上地市节点过多时，易引入时延2、环上共享带宽，单节点可上下容量减少，业务扩展较受限；适用于地理方正，地市节点不多的省份（小于10个地市）。如下图：

图4 PTN省内干线组网模型1：核心点环形组网

模型2：单星型直达组网

采取类数据网的星型组网，以省会为核心节点，各地市按照地理位置分布，直达电路到省会核心点。在业务量较大的地市之间也可建设直达电路，一般成环路。如下图中的地市K和H之间。

其优点是：可减少因环形组网而增加的传送跳数，一跳直达核心点，减少因组网而引入的时延；缺点是：缺乏网络及设备保护，存在一定安全风险；适用于业务量较大和地市多的省份（大于10个地市）。

  图5 PTN省内干线组网模型2：单星型直达组网  

模型3：双星型直达组网

以省会和省内另一重要的区域中心地市为核心节点，各地市按照地理位置分布，直达电路双跨到两个核心点（类口字型）。在业务量较大的地市之间可建设直达电路，一般成环路。如图中的地市K和H之间。

其优点是：可减少因环形组网而增加的跳数，一跳直达核心点，减少时延；同时能够可提供网络及设备保护；适用于业务量大的省份和地市多的省份（大于10个地市）

  图6 PTN省内干线组网模型3：双星型直达组网  

（3）PTN省内干线业务调度

在省内干线引入PTN，实现集客业务的省内跨地市调度之外，还可实现集客业务从城域至省内干线、直至省际干线（国干）的端到端PTN调度，保障集客业务的高质量全程传送。其次，通过PTN省干L3 PTN，还可以完成LTE省内跨地市流量调度。如下图：

  图7 PTN省内干线业务调度模型  

小结：建设“大容量、高带宽、兼顾LTE”的省内干线PTN

集客业务IP化的蓬勃发展和LTE时代的到 来，共同推动了PTN省干的建设要求。PTN干线设备的 “大容量T级别、40GE PTN高速接口、L3 PTN、大颗粒TDM承载接口CEP”等关键性能，强有力的保障了“大容量、高带宽、兼顾LTE”的省内干线建设目标，解决日益IP化的集客业务的高质量 承载以及兼顾LTE网络在省内的部署调度。

  图8 PTN省内干线"大容量、高带宽、兼顾LTE"  

L3 PTN强力支撑TD-LTE发展，已具备规模商用能力

2013-03-14　 来源：中兴通讯　 作者：庞玲

随 着LTE网络的大规模部署及多业务发展战略的推进，无线宽带化趋势越来越明显，IP化业务的承载需求成为主导。2012年初，中国移动集团宣布旗下TD- LTE（以下简称LTE）将全面进入试商用阶段，确定在全国13个城市进行试点，试点规模约25000个基站，LTE时代已经来临。

LTE业务对承载网的技术构架、承载效率、调 度灵活性、服务质量等提出了新的要求。新的需求和挑战主要来自两个方面，一方面LTE回传网的网络更加扁平化，需要核心层PTN支持L3 VPN来满足LTE业务灵活调度的需求；另一方面，LTE带宽需求快速增长，按照规划汇聚层10GE线路侧接口已无法满足LTE业务的带宽需求。

LTE承载需要L3功能

不同于2G/3G网络架构，LTE回传网的网络更加扁平化：整个无线网络由eNodeB和SGW/MME两部分构成；原RNC/BSC消失，其功能分布至eNodeB和SGW/MME上。

S1作为eNodeB与SGW/MME之间的 接口，X2 作为相邻基站之间的接口，S1-Flex作为eNodeB和不同SGW/MME之间的接口。整个Backhaul流量被细分为S1-U、S1-C和X2， 传送网络拓扑由2G/3G时期的点到点模型演进到点到多点模型（如图1所示），要求承载网核心层需要具备L3能力，以实现业务流的识别及流量疏导。

 

图1 LTE组网结构

L3 PTN是什么

L3 PTN是IP技术和传送技术的深度融合。PTN的L3功能体现在业务层上，通过VRF业务实例体现，VRF之间采用MPLS-TP传送管道连接，其主要特点如下：

L3功能定位在IP数据的传送； 支持路由表的网管静态配置和动态学习； 支持IP层 OAM，支持VRF业务实例的保护(VPN FRR/VRRP)； 支持业务和管道的分离，即可以先规划和配置管道，再建立L3 VPN业务；MPLS-TP传送管道的配置、OAM和保护不受L3 VPN的影响； 支持网管静态配置MPLS-TP传送管道，保持传送网管道的OAM和保护特性，提供更强大的网络管理和运维手段。

PTN引入L3 VPN，不会破坏PTN的网络和设备架构，更不会影响其他业务。现有设备可平滑升级支持L3 功能，提高PTN设备对IP业务的承载能力和灵活性。L3 PTN是PTN技术的一大创新和发展，目前已在国内CCSA PTN行业标准中体现。L3 PTN的实验局和对接测试已成功完成。

 

L3 PTN完成LTE业务灵活调度

PTN承载LTE解决方案采用L2 VPN+L3 VPN（静态）组网，即：在网络接入汇聚层仍然采用Line的组网技术，在核心PTN节点终结接入汇聚的Line业务，内部完成L2到L3的桥接，进入到L3VPN转发处理。L3 PTN核心层方案如图2所示。

对于S1流量，通过接入汇聚层的隧道送到核心PTN节点，然后再通过PTN核心节点的L3VPN转发到相应的sGW或MME。

对于X2接口，先通过接入汇聚层的隧道送到核心PTN节点，然后再通过L3VPN（包括本地转发和远端VPN转发）转发到接入汇聚层的隧道，向下传送到目的基站。

  图2 L3 PTN核心层方案  

方案基本原理

核心思路是遵循PTN设备的技术特征，把IP作为一种业务，承载在MPLS-TP隧道之上，IP业务和L2的业务没有本质区别。

PE节点之间的隧道采用PTN隧道技术，延续整网PTN保护机制。核心节点之间开启L3VPN，通过VRF实现不同L3转发实例之间的隔离，VPN路由通过网管智能计算并下发给设备形成静态路由表项。如图3所示：

图3 L3 PTN基本原理

L2/L3桥接环回方案

目前业界对于L3/L3的桥接环回方式主要有三种：外部环回、内部实接口环回和内部虚接口环回，其中内部虚接口是最灵活高效的， 3种方式的优劣势比较如下：

外部环回：L2层伪线终结于设备的物理端口，通过外部端口光纤环回到另外端口，进入L3VPN的VRF进行处理。该方案要浪费一半的端口和容量，而跳纤也是新的故障点。现网设备端口资源使用率高的情况下，无法平滑升级到L3VPN。

内部实接口环回：此方式本质上与外部环回方式类似，虽然不用跳线，但在内部桥接时占用了交换网端口资源。被占用的端口资源无法再使用，浪费了一半的容量。现网设备端口资源使用率高的情况下，无法平滑升级到L3VPN。

内部虚接口环回：设备内部完成PW 终结处理，并通过虚端口接入到L3VPN的VRF处理，不占用设备端口资源。这是最高效、灵活的桥接方式 ，可以实现L2业务侧和L3业务侧的关联。

PTN 承载LTE的技术和方案已具备规模商用能力

自2010年开始，中兴通讯就与中国移动紧密 合作，是PTN L3VPN技术、标准、方案的推动者。PTN L3VPN技术历经了一年多严格的实验室测试、对接测试、外场承载验证测试，到最终承担起LTE基站实际业务承载，体现了优异的性能指标、稳定性、电信级 保护、端到端网管的易用性以及业务对接组网能力。

2010年5月，CCSA将PTN L3VPN支持LTE承载列为国家PTN标准； 2010年8月，PTN承载LTE完成中国移动集团公司组织的实验室测试； 2010年10月，PTN承载LTE完成中国移动集团公司组织的多厂家对接测试； 2011年2月，中国联通集团公司在大连完成PTN承载LTE模拟承载测试； 2011年3—4月，中国联通集团公司在西安完成PTN承载LTE外场验证测试； 2011年3—4月，中国移动集团公司在深圳完成PTN承载LTE外场验证测试； 2011年5—6月，中国移动（深圳）完成LTE基站割接至PTN上承载，为“第26届世界大学生运动会”提供LTE商用承载服务，其中中兴通讯占基站规 模的70%，覆盖了深圳的CBD商业中心区和业务密集区（福田区和南山区）。

PTN承载LTE方案已经具备规模商用能力，能够有效的支撑LTE的商用承载，实现“高质量承载、高可靠性、可维护可管理、低代价演进”的LTE承载特性。

LTE承载高速引擎：PTN 40GE

2013-03-14　 来源：中国信息产业网　 作者：中兴通讯 李鑫 王锦斌

　　随着LTE网络的大规模部署及多业务发展战略的推进，无线宽带化趋势越来越明显，IP化业务的承载需求成为主导。新业务对承载网的技术构架、承 载效率、调度灵活性、成本和服务质量等提出了新的要求。在这一背景下，要求新一代PTN设备体积小、大容量、实现高效的L2/L3桥接，并具有更高线路速 率处理能力。到LTE阶段，基站带宽需求将达到几百兆，承载网接入将采用10GE组环，要求汇聚层及以上网络PTN设备支持40GE的线路速率。
为何需要40GE接口技术？
　　从2G到3G，从3G到LTE，每次无线网络的升级，都给承载网带来了更高的要求。以中国移动为例，在LTE初期，采用S111站型的宏基站保 证带宽为40M，采用S222站型的宏基站保证带宽为80M。按照每个汇聚环6个节点，每个汇聚节点带6个接入环，每个接入环8个节点的组网模式计算，承 载网络汇聚层带宽需求为20~40Gbps。原有的10GE环网已经不能满足带宽增长的需求。在LTE终端用户数提升后，基站的带宽需求将进一步提升。因 此，PTN 40GE接口能力对于LTE的承载及网络的可扩展性起着非常重要的作用。
40GE接口技术的发展情况
　　40GE完善的接口技术
　　40GE高速接口传输技术标准由IEEE组织制定，所有相关技术标准规范包含在IEEE802.3ba标准计划中。以传输距离分类，在设备内部 和室内互联方面定义了40GBASE-KR4、40GBASE-CR4和40GBASE-SR4；在城域传输方面则定义了40GBASE- FR（2km）、40GBASE-LR4（10km）和40GBASE-ER4（40km）标准。
　　40GE趋于成熟的产业链
　　在2012年3月的IEEE802.3的全会上，40GBASE-ER4标准经过投票已经正式作为802.3_100GNGOPTX项目组的目标，成为该项目的研究内容。
　　中兴通讯是40GBASE-ER4标准的参与者，前期与中国移动和主流光模块厂家等一起在标准推进中做了大量的工作。
　　40GE光模块主要采用CFP封装，40GBASE-LR4和40GBASE-ER4主要用于线路侧。40GBASE-ER4已有样片提供，有光模块厂家已具备量产能力。量产后40GBASE-ER4的成本相当于4x10GE光模块成本。
　　在城域内，通过40GE组网满足业务的调度需求。在干线上，通过OTN进行跨域业务的调度。目前各主流OTN厂家在100G设备上已经支持40GE的接口，并且通过了相关的测试，不久的将来就可以在PTN干线上使用40GE接口技术，建设业务高速承载公路。
　　在产业链方面，无论是标准还是芯片和光模块厂家，40GE都已经具备了成熟的商用能力。
　　40GE接口技术顺利完成各项测试
　　中国移动率先进行了40GE高速接口商用探索。中兴通讯有多款产品支持40GE，包括多款高端路由器、OTN、PTN等产品。中兴通讯 ZXCTN 6500、9000产品支持40GE全包长线速转发，并于2012年3月底，通过了中国移动实验室测试，这标志着40GE已具备成熟商用能力。
　　中国移动实验室测试采用40GE接口组成汇聚环，采用10GE接口组成接入环，所有测试设备采用U31统一管理，实现端到端的业务配置。通过测试，验证了40GE全包长线速转发、40GE接口各项性能指标、40公里传送距离、1588v2同步等功能。
　　在2012年中国移动集采测试中，第一阵营的PTN厂家都顺利通过了40GE接口的测试。在今年中国移动准备试点的13个LTE试点城市中，已经有部分城市提出在核心汇聚层组建40GE的环路承载LTE业务。
　　中兴通讯40GE PTN产品助阵
　　中国移动PTN网络的规模日益增大，需要考虑2G/3G/LTE回传、固网等综合业务统一承载需求；同时大客户业务逐渐迁移到PTN网络 上，PTN干线的建设迫在眉睫。T级别设备、40GE/100GE高速接口、多业务/多槽位处理能力、CEP仿真、高可靠性等是中国移动未来几年关注的焦 点问题。
　　中兴通讯推出的新一代融合分组传送产品——ZXCTN 6500系列，以分组为内核，通过融合多种技术体制的创新性平台技术，有效解决分组传送网中面临的问题。
业界首款300mm深T级别容量分组传送产品，体积小、容量大、有效缓解机房和能源紧张。
　　业界首家实现40GE全包长线速转发和长距传送，具备平滑演进到100GE的能力，满足业务发展的高带宽需求。
　　创新的高低速业务解耦合设计，大幅提升设备的槽位利用率和业务接入能力。低速业务的扩容升级完全不影响高速业务区的业务，并且无需占用高速业务槽位。
　　支持CEP仿真，满足大颗粒业务承载要求。
　　高效的L2/L3桥接，既兼顾了传统的承载网络使用L2 VPN承载2G/3G业务，又通过部署L3 VPN实现LTE S1业务的多归属以及X2业务的灵活调度。
　　传输级高可靠性设计，提供硬件OAM快速检测和APS硬件保护倒换加速引擎，使得保护能力显著提升，确保网络稳定性。

中国移动率先进行40GE高速接口商用探索，并在集采中提出了40GE的模型

2013-03-14　 来源：中国信息产业网　 作者：中兴通讯 李鑫

从2G到3G，从3G到LTE，每次无线网络的升级，都给承载网带来了更高的要求。在LTE初期阶段，基站保证带宽在120M~240M，峰值带宽更 高，接入层将采用10GE组网，原有的10GE汇聚/核心环网已经不能满足带宽增长的需求。在LTE终端用户数提升后，基站的带宽将进一步提升。因此，分 组传送 40GE接口能力对于LTE的承载及网络的可扩展性起着非常重要的作用。
　　40GE接口传输技术标准由IEEE组织制定，所有相关技术标准规范包含在IEEE802.3ba标准计划中。以传输距离分类，在设备内部和室 内互联方面定义了40GBASE-KR4、40GBASE-CR4和40GBASE-SR4；在城域传输方面则定义了40GBASE-FR（2km）、 40GBASE-LR4（10km）和40GBASE-ER4（40km）标准。
　　40GE光模块采用CFP封装，40GBASE-LR4和40GBASE-ER4光模块用于线路侧。40GBASE-ER4光模块已有厂家具备量产能力。量产后40GBASE-ER4光模块的成本与4个10GE光模块成本相当。
　　目前，主流分组传送设备厂家都已具有成熟的支持40GE的分组传送设备。在城域内，通过40GE组网满足业务的调度需求。跨域业务，通过OTN 进行调度。各主流OTN厂家在100G OTN设备上已经支持40GE的接口，并且进行了测试， 分组传送40GE接口技术已经具备建设业务高速承载公路的条件。
　　在全球主流运营商中，中国移动率先进行了40GE高速接口商用探索。并在2013年1月份的PTN集采中提出了40GE的模型。
　　中兴通讯ZXCTN 6500系列产品支持40GE全包长线速转发。

　　实现40GE全包长线速转发和长距传送，具备平滑演进到100GE的能力，满足业务发展的高带宽需求。

高效的L2/L3桥接，既兼顾了传统的承载网络使用L2 VPN承载2G/3G业务，又通过部署L3 VPN实现LTE S1业务的多归属以及X2业务的灵活调度。
　　高低速分区+解耦合设计，低速业务的接入不影响高速槽位的使用，使得设备容量利用率提升一倍以上。

LTE承载的关键技术：二三层桥接

2013-03-14　 来源：中国信息产业网　 作者：中兴通讯 霍泽人

1、LTE时代对PTN设备提出L3VPN新需求
　　LTE作为下一代无线发展的风向标，不仅在带宽方面可以满足高清视频业务的发展，还可以支持更多的宽带用户，真正实现无线宽带化。承载网作为电信网络的基础，需要思考如何有效支撑无线网络的发展和演进。
　　LTE网络的扁平化形成了更强的的业务连接灵活性，以实现网络资源充分共享，这就要求承载网在原有基础上支持三层转发功能。
　　一个eNB同时归属于多个S-GW/MME；eNB之间通过X2接口相连，流量呈MESH状。

2、PTN L3VPN承载LTE优势明显 　　全程PTN解决方案，实现从TD承载演进LTE承载，仅在已经部署的PTN核心设备上升级/开启软件即可，无须新增部署或扩容CE设备，不仅保障中移承载网络和技术体制的平滑演进，而且极大降低建网成本CAPEX。
　　全程PTN解决方案，确保承载网络的统一技术体制、统一维护人员、统一网管，管理维护界面清晰、易操作，能有效降低网络的管理、运维成本OPEX。
　　全程PTN解决方案，能支持在不同场景部署下成熟的1588 v2时间同步功能，可持续、有效地解决中移关注的GPS替代问题，协同无线网络降低TCO。
　　全程PTN解决方案，具备成熟的电信级保护能力，避免CE+PTN方案的保护倒换超标现象，提供高质量的承载网，和LTE一起打造移动精品网络。
3、二三层桥接是LTE承载的关键技术
　　对于LTE业务来说，由于S1业务占LTE基站数据的97%，而X2数据量很少，总体上还是属于汇聚型业务，所以对于PTN网络来说，实现 L3VPN并不需要从接入层就支持，可以在接入汇聚层只支持L2VPN，在核心层网络支持L3VPN即可；这样的解决方案不仅满足LTE对三层转发的需 要，而且降低对承载设备的技术要求，降低对已有接入汇聚层设备及业务的改变的影响，实现承载网络对LTE需求的最快最低成本的满足。此种方案要求核心节点 支持内部终结L2VPN，然后桥接到L3VPN,实现业务在L2VPN和L3VPN之间的转发。
　　例如在中移LTE承载场景下，PTN在接入汇聚层采用EVPL进行承载，核心层启用L3VPN功能，核心节点需要内部终结EVPL，并通过内部虚拟子接口桥接到VRF进行L3VPN转发，如下图所示

图1-1 中移LTE承载方案

此种方案总体架构沿用2G/3G时代的Backhaul承载架构，即兼顾了传统的承载网络使用L2VPN承载2G/3G业务，又在核心层通过部署L3 VPN实现LTE S1业务的多归属，以及X2业务的灵活调度。
4、业界二三层桥接技术简介
1）外部桥接方式
　　部分厂家由于研发滞后，不支持L2/L3内桥接，只能通过外部物理端口跳纤的方式，进行转接。基站业务从槽位1上的端口进入交换网，在槽位2上 的端口上终结二层业务，然后再通过光纤环回到另外端口，进入交换网进行三层的处理。整个处理流程需要2次进入交换网处理、白白占用两倍的带宽、槽位端口资 源。此方案存在的问题有以下几个：
　　整机端口数量减半，接入容量减半，320G的设备只能当160G的设备使用。投资成本成倍增加的同时，性能下降一半！需要大量堆叠设备才能满足组网的要求。
　　对于现网设备，外桥接需占用的端口数和槽位往往已承载资源，没有冗余的对偶资源，不具备改造条件！
外部跳纤，增加故障点，降低网络安全性！
业务配置繁琐，L2、L3需要分段配置，网络管理工作量至少增加1倍以上！
　　所以，以上方案已经被业界摒弃。
2）传统内部桥接方式
　　在传统的中移L2L3VPN的桥接方式中，PTN在接入汇聚层采用EVPL进行承载，核心层启用L3VPN功能，核心节点需要内部终结 EVPL，并通过内部虚拟Vlan子接口桥接到VRF进行L3VPN转发，此时对于每个基站，核心节点内部都需要配置一个虚拟Vlan子接口，并配置一个 和基站在同一网段下的IP地址。由于每个2层虚拟接口都需要配置一个相应的3层虚拟接口，此时会占用大量的IP地址资源，并增加配置和维护难度。
3）高效内桥接方案
　　以中兴ZXCTN6500为代表的新一代纯PTN设备，对桥接方案进行了大幅优化，提出了更高效的桥接方案，中移已经在2012年PTN集采中要求大家支持此方案。
　　为了节省有限的IP资源，此方案利用Super VLAN技术，可以把多个2层子接口绑定到一个Super VLAN接口，共享Super VLAN接口IP地址。此时由于多个L2接口可共用一个L3虚拟接口，可以大大节省IP地址。6500使用一个标准的2层转发流程和一个标准的3层转发流 程，从而实现L2L3之间的灵活桥接。
　　相对于传统的L2L3桥接方案，此方案有以下优势：
　　当存在多个L2接入L3时，采用Super VLAN共享一个L3接口，大大节省了宝贵的IP资源。
　　采取标准的2层和3层转发流程，转发面处理简单、清晰。
　　配置灵活，理论上来讲可以桥接任何业务。例如L2到L3、L2到L2、L3到L3等桥接，有利于未来业务的扩展。
　　方案对现有的业务特性影响基本没有影响。

深圳移动 LTE 试验网建设实例——基于L3-PTN的TD-LTE承载网方案研究

2013-03-14　 来源：中国信息产业网　 作者：中国移动通信集团广东有限公司深圳分公司，深圳 518048 吴钦雄 王新岱 中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司, 广州 510623 黄剑华 胡志涛

TD-LTE 是中国移动的未来，TD-LTE 网络也是未来几年工程建设的核心和重点。TD-LTE 对承载网络的扁平化组网、大带宽、大网管理等有着更高要求。与其他承载方案相比，基于 L3-PTN 的 TD-LTE 承载网方案在网络维护、网管能力、保护、同步、安全、时延、网络演进以及投资等方面有一定的优势。
　　本文结合深圳移动 LTE 试验网的建设实例，在对TD-LTE 的承载需求分析的基础上，对 L3-PTN 的组网模型进行了研究和梳理。
1 LTE 网络的总体架构
　　LTE 网络架构主要由演进型 eNode B（eNB）和接入网关（aGW）两部分构成，与 2G、3G 网络相比，少了 RNC。eNB 除具有原 Node B 功能外，还承担了RNC 的大部分功能。LTE 的网络架构如图 1 所示。

2 TD-LTE 承载需求分析

2.1 电路类型需求
　　TD-LTE 基站回传电路主要包括 S1 和 X2 接口电路。
　　S1 接口 ：eNB 与 EPC（分组核心网）之间的通信接口，负责用户业务的连接承载。
　　X2 接口 ：实现 eNB 之间的互连互通，用于基站与基站之间的逻辑连接。
2.2 电路带宽需求
　　对于 LTE 基站典型配置，S1/X2 逻辑连接对承载带宽需求如下 ：
　　S1 接口传输峰值带宽 ：
　　业务峰值带宽需求：下行 336 Mbit/s，上行 45 Mbit/s；
　　考虑 PTN 的传输效率（75%），传输峰值带宽 =336/0.75=448 Mbit/s。
　　X2 接口带宽需求 :
　　按照 S1 流量的 3% 计算，X2 接口传输峰值带宽为13.4 Mbit/s。
　　LTE 基站传输带宽需求 ：
　　宏基站（S1/1/1）：最大带宽 450 Mbit/s ；
　　室内分布系统（O1）：最大带宽 150 Mbit/s。
3 D-LTE 承载网方案
　　根据 TD-LTE 的整体架构和承载需求，TD-LTE承载网需提供三层路由功能，实现 X2 电路的横向转发。
3.1 LTE 承载方式介绍
3.1.1 PTN+CE 方案
　　接入、汇聚、核心层采用 PTN 组网，负责业务电路由基站至核心节点的传送 ；在 aWG/MME 节点成对部署 CE 路由器，完成 IP 业务的转发。通过 CE 路由器的 L3 VPN 功能，为 S1 提供灵活的调度能力，以及 X2接口的转发能力。
3.1.2 L3-PTN 方案
　　采用 PTN 端到端组网，核心层的 PTN 支持简化L3 VPN，提供 IP 转发能力，满足 LTE 承载对 S1 的灵活调度以及 X2 接口的 IP 转发需求。
　　 对于 S1 流量：经接入层 PTN 统一送到核心层PTN，由核心层 PTN 根据目的 IP 地址（MME/SGW）查找 L3 VPN 的路由表，封装 LSP 和 L3 VPN 的标签，经由核心层设备间的转发到达归属的 MME/SGW。
　　对于 X2 流量：经接入层 PTN 统一送到核心层PTN，由核心层 PTN 根据目的 IP 地址（相邻的基站）查找 L3 VPN 的路由表，以决定流量是经由核心层环送往非本地归属的基站 ；或向下转发，经由本地的 L2 VPN 封装送外相邻的基站。
3.2 LTE 承载方式分析比较
　　PTN 支持 L3 功能方案优势在于全网同一设备，可以实现端到端的管理，便于统一运维，时延小，另外该方案不需要增加 CE 设备，成本较低，不足在于核心层PTN 需要升级才能支持 L3 功能。
　　采用 PTN+CE 方案优势在 CE 设备对 L3 功能支持好，现网 PTN 设备不需要升级，劣势在于保护性能无法满足 50ms 的要求，维护需跨两种专业设备，且建设成本较高。
　　PTN 融合简化的 L3 功能，推动 PTN 技术的发展，符合网络融合演进方向。
　　通过分析比较，深圳公司采用了 PTN 支持 L3 功能的方案，进行 LTE 的承载。通过 TD-LTE 试验网及扩大规模试验网的建设及测试，成功解决了大规模 LTE 基站的回传，成为国内首例完成 L3-PTN 承载网现网测试与业务承载的应用。
3.3 LTE 承载网网络架构
　　TD-LTE 业务中主要的 S1 业务仍为汇聚型业务为主，各接入点数据通过传送网传送至一个或几个业务节点，各接入点在覆盖区域内分散分布，汇聚机房分区覆盖各接入点，因此 TD-LTE 传送网仍采用接入、汇聚和核心三层网络架构。各接入点通过接入环接入各汇聚节点，经汇聚后通过汇聚环至核心节点，各核心节点间业务通过调度环或波分进行调 度。接入层和汇聚层仍采用环状结构，核心层采用环状或口字行结构。深圳TD-LTE 试验网网络结构见图 2 所示。

3.4 L3-PTN 设备部署及 X2 电路的转发实现

从需求分析得知，L3-PTN 方案的关键是 L3 VPN的部署。部署 L3-PTN 设备主要满足 X2 电路的横向转发和 S1 电路的灵活调度，全网部署 L3-PTN 设备成本较高且现网设备升级规模大，困难较大。
　　通过对现网结构分析，只需在核心层设备部署 L3-PTN 设备即能实现 X2 电路的有效转发，现网设备只需进行小规模的升级。
需部署 L3-PTN 设备的节点为 ：核心层机楼调度设备、核心层落地设备。
　　TD-LTE 承载网的 X2 电路转发原则建议为：
　　同一接入环接入的基站间的 X2 电路经汇聚节点的L2 VPN 转发。
　　同一汇聚环不同接入环接入的基站间 X2 电路经该汇聚节点 L3 VPN 转发。
　　不同汇聚环接入的基站间 X2 电路经核心层落地设备 L3 VPN 转发。
　　不同厂家传输设备接入基站间 X2 电路经核心层落地设备间互联链路 L3 VPN 转发。
　　以上功能均通过 IP 和 VLAN 规划实现。
3.5 组网方案及设备选择
　　落地设备及核心层 PTN 设备通过升级方式支持 L3 VPN 功能，落地设备和核心层交叉容量均大于 320 Gbit/s。
　　核心层和汇聚层采用 10GE OTN+PTN 组环。
　　接入环仍以 GE 设备为主，GE 设备交叉容量不小于 5 Gbit/s，单个 GE 接入环建议接入 4 〜 6 个基站。带宽无法满足需求时，优先通过调整接入环节点数量满足带宽需。
　　基站接入 PTN 设备与 eNode B 连接使用 GE 光接口。
3.6 电路需求和带宽规划
　　对于 PTN 传输网络的各个层面，需综合考虑业务量的统计分布特性、满足业务质量和传输效益等因素，PTN 系统各层面的带宽规划按照表 1 取定。
对于有 LTE 基站的 PTN 接入环，在以上预留带宽的基础上，每个接入环再额外预留 240 Mbit/s 带宽，对于只有室分站的接入环，可以再额外预留 87 Mbit/s 带宽，以确保每个接入环的 LTE 基站达到平均带宽的基础上，至少能够保证一个 LTE 基站达到峰值带宽。 　　由于 LTE 主要承载的为数据业务，在 PTN 网络中采用收敛方式提高承载效率，核心层收敛比暂时可按照1 ：2 进行设置。
3.7 IP 规划方案
　　在 TD-LTE 网 络 中，eNode B、EPC 以 及 PTNL3 设备是一张完全独立、封闭的网络，因此可以按照行政区域，以地区为界进行统一 IP 地址总体规划。如表 2 所示。
X 代表省，一共可以编 32 个省，Y 代表地市，每个省最多可以编 32 个地市，Z 代表该地市部署 L3 VPN 的 PTN 设备组团编号，一共 6 bit，可以对最多64 个 PTN 组团节点编号； 　　Q 为 LTE eNode B 或 EPC 网元端口的 IP 地址，又细分为子网编号 + 主机编号，最多可以配置 6 万多个LTE eNode B，完全满足未来 LTE 网络发展需要。
　　深圳 TD-LTE 试验网中 IP 地址规划采用全国统一分配方案，IP 地址段为 152.192.0.1 〜 152.255.255.254 ；
VLAN 与子网方面由于专业协调以及项目进度等方面的原因， 采用 1 个子网对应一个VLAN 方式来配置eNode B。
　　深圳 TD-LTE 试验网的 IP 规划方案如表 3 所示。
　　深圳 TD-LTE 试验网采取的 IP 分配的基本原则为：
　　按不同 PTN 厂家设备覆盖区域规划LTE eNode IP 地址；
　　厂家 A PTN 设备分配偶数网段, 厂家 B PTN 设备分配奇数网段；
　　LTE eNode IP 地址采用 28 bit 子网掩码，即每个子网最多可配置 16 个 IP 地址，每个子网对应一个VLAN ID。
3.8 网络保护 　　接入层 PTN 设备到核心层 PTN 设备之间采用端到端的 LSP 1:1 和双归保护方式，工作和保护需规划不同路径，各使用 1 条 LSP，核心层 PTN 设备设置 VRRP。
　　不同局址的核心层 PTN 设备采用 FRR 保护方式，核心层 PTN 设备与 SGW 之间运行 VRRP 保护协议。
　　L3-PTN 承载网的保护方案如图 3 所示。
3.9 异厂家组网方案 　　目前深圳的 PTN 厂家有 2 个，每个厂家选择一对核心层 PTN 设备通过客户侧接口（UNI）进行对接，并采用单节点互连 + 多链路 LAG 保护方式。
　　深圳基于 L3-PTN 的 LTE 承载网异厂家组网方案如图 4 所示。
4 结束语 　　TD-LTE 与 2G/3G 相比网络结构出现了重大变革，使得网络变得扁平化，这对承载网提出了更高的要求。
L3-PTN 关键技术的启用灵活的解决了 S1/X2 电路的调度问题，保持了原有的可控可管特性，在保持原有运维习惯及配置的同时又满足了新业务的发展需求。
　　2011年，深圳 TD-LTE 试验网承载网采用 L3-PTN 组网解决基站回传，并成功应用于大运会火炬传递即摄即传的报道，效果良好，成为国内首例完成 L3 PTN 承载网现网测试与业务承载的应用。

什麽是jitter

1：什麽是jitter
　 　 所謂jitter就是一種抖動。具體如何解釋呢？讓我們來看一個例子。假如你有個女友，你希望她每天晚上下班之後7點來找你，而有的時侯她6:30到，有 的時候是7:23，有的時候也許是下一天。這種時間上的不穩定就是jitter。如果你多觀察這種時間上的不規律性，你會對jitter有更深一些的理 解。
　　 在你觀察的這段期間內，女友最早和最晚到來的時間被稱為“jitter全振幅”（peak to peak jitter amplitude)。“jitter半振幅”（jitter-amplitude）就是你女友實際來的時間和7點之間的差值。女友來的時間有早有 晚，jitter半振幅也有正有負。
　　 通過計算，你可以找出jitter半振幅的平均值，如果你能夠計算出你女友最有可能在哪個時間來，你就可以發現女友來的時間是完全無規律的（隨機 jitter radeom jitter）還是和某些特定事情有關系（關聯jitter correlated jitter）。所謂關聯jitter就是比如你知道你的女友周四要晚來，因為她要去看她的媽媽。如果你能徹底明白這點，你就已經是一個 correlated jitter的專家了。

2：什麽是時基抖動（Clock jitter）
　 　 在數字音頻中，我們要直接和數字信號的發送與傳輸打交道。聲音以二進制編碼被儲存在光盤或者DAT卡帶中，在回放音樂的時候，這些010101的信號被送 進DA轉換器(Digital-Analog converter）並被還原為模擬波形信號；在錄制數字音頻的時候，一個參考時鐘信號會和音頻信息一起被送進AD轉換器（Analog-Digital converter），轉換器把模擬信號轉換為0101的數字信號並且記錄下來。
　　 數字信號總是和一個參考時鐘信號一起傳送並且記錄，一些數字音頻傳輸格式如S/PDIF和AES/EBU，它們在一個信號中同時傳送數據和時鐘。數字音頻 的時鐘信號是一種方波（square-wave），並且在頻率以及振幅上被進行了修正，而且它的占空比要達到50%。信號的改變（方波波形的高低變化即電 平的高低）記錄著時鐘信息。
　　 如果信號傳輸所用的時間不相等，那麽就產生了時基抖動，實際上，世界上是沒有任何一個不存在時基抖動的電路（就好像你的女友不可能總是以1/1000秒的精確時間到達：）現在，你已經具備了時基抖動基本知識，下面，讓我們看一些更深層的。
　 　 Joe Adler是這樣定義時基抖動的：“對於數字信號在時間上正確位置有重大影響的短時間的改變。”（"Short-term variations of the significant instants of a digital signal from their ideal positions in time"）在Adler的這篇文章中，他還講了關於如何測量jitter的技術。

3：什麽產生了jitter 　 　 需要精確的東西都是越精確越難以做到。在後面的文章中，你將了解到，數字音頻需要非常非常高的時鐘精確度，因為我們的耳朵對於聲音的質量似乎異常敏感。因 此，為了得到最精確的結果，我們需要非常精確的測量儀器。通常，數字音頻設備的時鐘都是由非常精密的晶體振蕩器產生的。
　　 正如Mike Story說的：“基於晶振（晶體振蕩器以及壓控晶體振蕩器產生的）產生的時鐘具有非常的低的jitter，但是jitter仍然存在。” （"Crystal based clocks (XCO′s, VCXO′s) generally have the lowest jitter - but they still have some." ）“在設備中還有其他產生遠比壓控晶體振蕩器產生更多jitter的jitter源。”（"There are other sources of jitter inside equipment that may contribute substantially more than the VCXO."）這裏所說的其他jitter源主要是電源供電部分產生的電壓波動，這些波動對於DA轉換器是很致命的，它會導致轉換點在邏輯上發生時間變化 （causing variations in logic level switch points）。

4：CD player裏面到底發生了什麽
　　 如果電源噪音（電壓波動）導致切換點邏輯上的時間抖動，那麽播放器（CD，MD，DVD，DSD，DAT）裏面到底發生了什麽？
　 　 一個簡單的CD播放器裏面有多個馬達，驅動電路以及控制電路。為了能夠正常讀取盤片，機器要做以下工作：首先，主軸馬達驅動CD盤片轉動並達到預定速度， 控制光頭位置的定位馬達驅動光頭定位到預定軌道上，最後，驅動回路控制光頭聚焦，光頭發射激光並且接收反射信號。每一個馬達和回路都會增加電源噪音，這些 噪音直接影響DA轉換器的內部工作狀態。所以，每一個馬達和回路都會為數字信號增加另外一種jitter（頻率，振幅以及波形上的不同），這些幹擾通過不 同方式都會影響到聲音的質量。
　　 如果你明白了以上原理，我就可以給你解釋那些HIFI愛好者以及錄音師爭論得很激烈的以下問題：
　　 1，為什麽不同的CD片鎮（就是主軸上面用來固定盤片的鐵片）會造成聽感上的不同。
　　 2，為什麽一些轉盤制造廠商使用皮帶傳動
　　 3，為什麽不同的轉盤音質不同
　　 4，為什麽一些廠商在轉盤中使用stray light(???)
　　 5，為什麽一些類似“消磁作用”的產品對轉盤有效果
　　 6，為什麽不同的存儲介質音質不同，盡管他們記錄的都是0101的數字信號
　　 答案主要是如下幾點：
　 　 一些CD播放器或者CD轉盤價格非常昂貴的原因是他們將整個解碼系統源頭，即讀取設備產生的jitter降低到了最小。為此，它們需要使用非常穩定和幹凈 的電源，多路供電，精確的時鐘生成電路以及造價昂貴的機械結構。在後面，我們將在價格因素盡量小的情況下比較jitter的影響。但是，如何確定上面說的 這些可以全面的解釋jitter到底是什麽呢？我們將在“jitter聽起來是什麽樣子”用具體討論。讓我們先關註一下別的。

5：產生jitter的源 　 　 jitter可以分為兩種：交界面產生的jitter（interface jitter）和采樣中產生的jitter（sampling jitter）。交界面產生的jitter可以進一步被劃分為傳送過程中產生（transmitter jitter）的（比如為了把數字信號輸出到轉盤外部所產生的）和線材引起（line induced jitter）的。當我們把CD的數字輸出和外部的DA轉換器連接在一起的時候，不管使用同軸線纜，還是TOSLINK光纖接口，或者SToptical 接口，都將在源信號中引入jitter。有趣的是，不同的接口會引入不同類型的jitter（波形，頻率，振幅以及相關性上的不同）。具有了以上知識，你 已經可以回答以下問題：
　　 1，為什麽不同的數字接口（光纖，同軸）音質不同，盡管他們傳送的都是相同的信號。
　　 2，為什麽線材長度會直接影響音質。
　　 3，為什麽不同廠家生產的同樣長度的同軸線纜音質不同。
　　 這些都是線材引起的jitter。

6：采樣jitter（sampling jitter）
　 　 在聲音再生的過程中，我們通過許多方法削弱在DA轉換器之前產生的jitter，對於這個，我們將在“如何消除jitter”中具體討論。但是你應當知 道，如果在數字信號的錄制過程中jitter就已經產生了這怎麽辦呢？答案很簡單，重新錄一份：）數字錄音過程中產生的時基抖動究竟是怎麽一回事呢？答案 是正確的采樣記錄在了時間軸錯誤的位置上。而在錄音之後，這是jitter完全不可以被矯正的。傳輸過程產生的以及線材引起的jitter對於整套數字錄 音系統的品質有至關重要的影響。作為數字錄音系統的主要器材，AD轉換器的時鐘發生器會夾雜相當數量的jitter。這些夾雜著jitter的時鐘信號通 過數字線路，被傳送到AD轉換器中，而在這個過程中，又會引入線材產生的jitter。這些帶有jitter的信號會成為參考時鐘信號被送入AD轉換器， 並且決定信號采樣點的位置最終記錄下來。AD轉換器內部的電路可以削減一部分外部產生的jitter，但是它不能去掉全部。因此對於錄音師來說，AD轉換 器時鐘信號中引入越少量的jitter，最終得到的記錄質量就越好。Bob Katz在他的文章中這樣說：“模擬－數字轉換器是整套數字音頻電路中最容易受到jitter影響的部分。”（"The A to D Converter is one of the most critical digital audio components susceptible to jitter"）
　　 對於低成本的設備來說，使用內部的參考時鐘的AD轉換器可以避免因數字接口以及參考時鐘和外部轉換器之間產生交界面jitter，但是如果需要在已有的音 軌後面添加新的內容，那麽就需要同步AD轉換器和已經錄制的音軌。這種情況下，你就需要一個外部參考時鐘。高質量的錄音工作室通常使用高精度（通常是可以 控制的）的參考時鐘來同步AD轉換器。如果你有一個好的時鐘發生器，它會大大減少傳輸過程中產生的jitter，但是你仍然要和傳輸過程中線材引起的 jitter做鬥爭。
　　 以上就是關於jitter的總體看法。我試圖將盡量全的東西添加到這篇文章中。如果你有什麽異議和補充，請聯系我：charles@jitter.de

時間抖動（jitter）

http://www.elecfans.com/article/85/126/2008/2008112718522.html

http://www.elecfans.com/article/85/126/2008/2008112718521.html



隨 著通信系統中的時鐘速率邁入GHz級，抖動這個在模擬設計中十分關鍵的因素，也開始在數字設計領域中日益得到人們的重視。在高速系統中，時鐘或振蕩器波形 的時序誤差會限制一個數字I/O接口的最大速率。不僅如此，它還會導致通信鏈路的誤碼率增大，甚至限制A/D轉換器的動態範圍。有資料表明在3GHz以上 的系統中，時間抖動（jitter）會導致碼間幹擾（ISI），造成傳輸誤碼率上升。
在此趨勢下，高速數字設備的設計師們也開始更多地關註時序因素。本文向數字設計師們介紹了抖動的基本概念，分析了它對系統性能的影響，並給出了能夠將相位抖動降至最低的常用電路技術。
本文介紹了時間抖動（jitter）的概念及其分析方法。在數字通信系統，特別是同步系統中，隨著系統時鐘頻率的不斷提高，時間抖動成為影響通信質量的關鍵因素。
關鍵字：時間抖動、jitter、相位噪聲、測量
時間抖動的概念
在理想情況下，一個頻率固定的完美的脈衝信號（以1MHz為例）的持續時間應該恰好是1us，每500ns有一個跳變沿。但不幸的是，這種信號並不存在。如圖1所示，信號周期的長度總會有一定變化，從而導致下一個沿的到來時間不確定。這種不確定就是抖動。
抖 動是對信號時域變化的測量結果，它從本質上描述了信號周期距離其理想值偏離了多少。在絕大多數文獻和規範中，時間抖動（jitter）被定義為高速串行信 號邊沿到來時刻與理想時刻的偏差，所不同的是某些規範中將這種偏差中緩慢變化的成分稱為時間遊走（wander），而將變化較快的成分定義為時間抖動 （jitter）。
圖1 時間抖動示意圖
1．時間抖動的分類
抖動有兩種主要類型：確定性抖動和隨機性抖動。
確定性抖動是由可識別的幹擾信號造成的，這種抖動通常幅度有限，具備特定的（而非隨機的）產生原因，而且不能進行統計分析。
隨機抖動是指由較難預測的因素導致的時序變化。例如，能夠影響半導體晶體材料遷移率的溫度因素，就可能造成載子流的隨機變化。另外，半導體加工工藝的變化，例如摻雜密度不均，也可能造成抖動。
2．時間抖動的描述方法
可以通過許多基本測量指標確定抖動的特點，基本的抖動參數包括：
1)周期抖動（period jitter）
測量實時波形中每個時鐘和數據的周期的寬度。這是最早最直接的一種測量抖動的方式。這一指標說明了時鐘信號每個周期的變化。
2)周期間抖動（cycle-cycle jitter）
測量任意兩個相鄰時鐘或數據的周期寬度的變動有多大，通過對周期抖動應用一階差分運算，可以得到周期間抖動。這個指標在分析瑣相環性質的時候具有明顯的意義。
3)時間間隔誤差（timer interval error，TIE）
測量時鐘或數據的每個活動邊沿與其理想位置有多大偏差，它使用參考時鐘或時鐘恢復提供理想的邊沿。TIE在通信系統中特別重要，因為他說明了周期抖動在各個時期的累計效應。
3．時間抖動的頻域表示——相位噪聲
相位噪聲是對信號時序變化的另一種測量方式，其時間抖動（jitter）在頻率域中的顯示。圖2用一個振蕩器信號來解釋相位噪聲。
如 果沒有相位噪聲，那麽振蕩器的整個功率都應集中在頻率f=fo處。但相位噪聲的出現將振蕩器的一部分功率擴展到相鄰的頻率中去，產生了邊帶 (sideband)。從圖2中可以看出，在離中心頻率一定合理距離的偏移頻率處，邊帶功率滾降到1/fm，fm是該頻率偏離中心頻率的差值。
相位噪聲通常定義為在某一給定偏移頻率處的dBc/Hz值，其中，dBc是以dB為單位的該頻率處功率與總功率的比值。一個振蕩器在某一偏移頻率處的相位噪聲定義為在該頻率處1Hz帶寬內的信號功率與信號的總功率比值。
圖2 相位噪聲示意圖
時間抖動的模型
為了更好的對jitter進行描述，需要建立一套模型來分析不同情況下jitter的影響。根據產生jitter的原因不同，對jitter模型一般如下：
圖8 Jitter模型
1．隨機抖動（RJ，Random Jitter）
隨 機抖動是時間上的噪音，並沒有任何已知的模式。盡管在隨機過程的理論中，隨機抖動可能有各種概率分布，但是jitter模型中通常假定為高斯正態分布。原 因有兩個：第一，許多電路中，隨機噪聲的主要來源是熱噪聲，其具有高斯分布；第二，根據中心極限定律，許多獨立不相關噪聲源疊加後趨近於一個高斯分布。由 於隨機抖動滿足高斯分布，因此它的峰值是無界的。這是隨機抖動區別於確定性抖動的重要特征。
2．確定性抖動（DJ，Deterministic Jitter）
相對於隨機抖動，確定性抖動（DJ）是可以重復和預測的時間抖動，因此，DJ的峰峰值是有界的，而這個邊界的位置隨著測量次數的增加可以逼近真實值。DJ又可以分成幾種，每種有自己的特點和背後對應的物理機制。
1)數據依賴型抖動（DDJ，Data Dependent Jitter）
數據依賴型抖動是和數據每一位內容相關的抖動。通常產生DDJ的原因是數據流通過帶寬明顯受限的信道時，出現碼間幹擾（ISI）而引起的。DDJ通常具有兩個分立脈衝形式的直方圖，並且兩個峰的高度相同（根據峰所處的位置又可以分成高概率DDJ和低概率DDJ）。
2)占空比失真抖動（DCD，Duty Cycle Distortion）
占空比失真抖動是當時鐘信號占空比不是50％時，由於過零點的位置不同所帶來的測量抖動。其產生的原因有兩種，其一，信號上升沿的擺率和下降沿的擺率不同，其二，由於判決閾值偏高或偏低。DCD通常具有和DDJ類似的兩個分立脈衝形式的直方圖，並且兩個峰的高度相同。
3)有界不相關抖動（BUJ，Bounded Uncorrelated Jitter）
有 界不相關抖動是一類在時間上不與jitter測量時刻相關，分布上有具有有界峰峰值的時間抖動的統稱。其來源通常有3種：電源噪聲。由於供電電源帶來的噪 聲，可能會影響誤碼率；串擾和外部噪聲。由於傳輸過程中可能由相鄰傳輸線或外部電磁幹擾引起的噪聲；周期性噪聲。由於各種周期性噪聲帶來的信號周期性抖動 （PJ，Period Jitter）。例如：開關電源噪聲或測試時使用的周期信號。只有單一頻率成分的周期性抖動（PJ）具有一個兩端為峰值中間凹陷形式的直方圖。
3．Jitter的分離
由 於實際測試中，往往得到的復合時間抖動是由以上兩種或幾種Jitter模型的組合。利用概率論的知識可以知道復合抖動概率密度函數是組成該抖動的各個隨機 變量的概率密度函數的卷積。例如，一個DCD抖動和一個隨機抖動的概率密度函數是將隨機的高斯分布調制到DCD的兩個尖峰上。此外，對於周期性抖動 （PJ）不光有基波成分，往往還伴隨著高次諧波。
時間抖動的分析手段
1．統計特性和統計直方圖
由於所有包含jitter的信號中都有隨機成分的存在，因此統計計算被廣泛應用在jitter性能的評估中。常用的統計參數有平均值、標準差、最大值、最小值、峰峰值等。通常采用直方圖的形式來形象的描述jitter的這些統計特性。
統計直方圖的橫坐標是jitter的大小，縱坐標是jitter在某一區間內出現的頻率。當測量次數足夠多時，直方圖是對jitter大小的概率密度函數的一個很好的估計，因此在通過jitter估計系統誤碼率時，統計直方圖發揮著及其重要的作用。

圖3 隨機抖動的統計直方圖                                               圖4 周期抖動的統計直方圖
需要註意的是直方圖中不包含每個jitter點發生的先後順序，因此不能用來顯示jitter中存在的周期性信息。
2．Jiiter—時間曲線和Jitter的頻率譜
由於統計直方圖不能顯示Jitter中存在的調制或周期性成分信息，這時可以用Jitter－時間曲線來描述Jitter隨時間變化的趨勢。曲線的橫坐標為測量Jitter的時刻，縱坐標為Jitter的大小。這樣從圖中就可以清楚的看到Jitter隨時間變化的模式。
既然Jitter中有隨時間周期變化的成分，那麽有一個很顯然的分析手段就是對Jitter－時間曲線做傅立葉變換，從而得到其頻域的特征。

圖5 Jitter－時間曲線                                                        圖6 Jitter頻譜
3．眼圖
目前為止，眼圖仍然是分析數字通信過程中的一種定性而方便的方法，它可以同時給出傳輸的幅度信息和時間信息。將一系列波形的短段將疊加在一起，與額定邊沿位置和電壓電平對齊。一旦抖動達到+-0.5UI，眼睛會閉上，接收機電路會出現誤碼。
需要註意的是在測量眼圖時使用的觸發源應該是有高頻率穩定度低Jitter的標準時鐘源，其指標直接影響到測量的精度。如果直接用測試信號的邊沿做觸發，需要示波器有時鐘恢復功能。
圖7 數字信號的眼圖
時間抖動的測量
下 面我們對現有的Jitter測量技術做一下簡單介紹。根據測試儀器和測試目的的不同，可以將直接測量技術分為兩大類：一、以得到Jitter時域或頻域特 征為目的的測量方法，如實時采樣示波器、等效采樣示波器、時間間隔測量儀等；二、以得到Jitter統計特征為目的的測量方法，如誤碼率測量儀、不含觸發 或外時鐘模式下的時間間隔分析儀、帶有統計分析功能時示波器等。現在有些儀器同時具有時頻測量和統計分析的功能，因此在Jitter測量中得到廣泛的使 用。此外，還可以通過對相位噪聲的測量間接測量時間抖動。如下我們介紹幾種常用的測試方法。
1．示波器測量Jitter
使用示波器測量 信號的Jitter首先要求示波器有足夠的帶寬、信噪比、分辨率、時間準確度和信號保真度，以減少測量誤差帶來的影響。示波器內部往往采用軟件的時鐘恢復 手段恢復出理想的邊沿時刻（當然也可以采用外接高品質時鐘源觸發作為理想邊沿時刻），此時示波器就可以通過疊加生成眼圖。通過對眼圖的分析，從而得到 Jitter的各種參數。
在使用示波器分析的時候，往往需要進一步做Jitter分析，以得到誤碼的性質。這時需要輸入數據流按一定規律重復發送（通常采用偽隨機序列發生器），以使DDJ成分的能量盡量集中。通過示波器采集到這樣的碼流波形後，就可以做如下分析。
1)通過采樣得到的數據進行內插恢復出采樣波形，對於某個判決電平計算出每個邊沿的過判決時刻；
2)通過軟件金瑣相環的方法恢復出輸入信號的時鐘，並分別計算出每個邊沿的jitter大小；
3) 對於連1或連0等不存在邊沿的地方，通過線性內插法得到對應的Jitter；
4)對得到的Jitter－時間函數做FFT，得到Jitter的頻譜。
接下來就可以通過對Jitter頻譜的分析，找出對應的DCD、DDJ、PJ對應的峰值，以及RJ的底噪大小。然後分離出各個成分做IFFT就可以得到各個成分的Jitter－時間函數了。這裏具體結果和FFT的分辨率、窗函數的選擇有很大關系。
目前許多示波器生產廠家提供了跟示波器配套的分析軟件，可以按一定模型對Jitter做有效地分解分析。例如：Tektronix提供的TDS JIT3就是用來配套TDS5000以上示波器的Jitter分析套件。
2．誤碼率測試儀測量Jitter
前面提到Jitter會導致接收誤碼，反過來，如果能測得誤碼率的情況也應該能推出Jitter的特性。使用誤碼率分析儀測量Jitter的方法就是基於這種思想而提出的。
采用誤碼率分析儀通常采用兩個通道，將其中一個通道保持在眼圖的中心位置，而使用另一個通道完成誤碼率測試。這樣就不需要知道發送端碼流的情況，因而不需要重復發送某種模式的編碼。同時還能很好的解決同步問題。
通過對誤碼率分析儀可以對眼圖各個方向上進行掃描，得到眼圖的清晰輪廓，對於分析Jitter可以提供很多有價值的數據。
3．通過相位噪聲間接測量Jitter
如前所述，抖動和相位噪聲所描述的是同一現象的特征，因此，如果能從相位噪聲的測量結果中導出抖動的值將是有意義的。在對晶振測量時經常會給出相位噪聲這一指標，可以推到出該晶振可能帶來的抖動。
圖9 相位噪聲圖
每 個振蕩器都有其相位噪聲圖，圖9給出一個例子。該圖中繪出的是從12kHz到10MHz這個頻帶範圍內，某振蕩器的相位噪聲情況。圖中，L(f)以功率譜 密度函數的形式給出了邊帶噪聲的分布，單位為dBc。中心頻率的功率並不重要，因為抖動只反映了相位噪聲（即調制）與“純”中心頻率處的相對功率值。邊帶 的總噪聲功率N可以由L(f)函數在整個感興趣頻段內（在本例中，即12KHz到10MHz頻段內）積分得到。

計算得到的是相位調制噪聲在該頻段內的功率，而相位調制正是造成抖動的原因。由此，我們還能用如下的定積分推出RMS抖動的值。
下式可求得該噪聲功率造成的RMS抖動：
總結
本文詳細介紹了時間抖動（Jitter）的定義，並分析了其產生的原因，給出的分析手段和測量方法。相信通過這篇文檔，用戶可以對Jitter有一個比較深刻的認識，希望本文可以對您的實際工作有所幫助。由於學識有限，文中難免有些紕漏，歡迎讀者和作者聯系指出。
參考文獻
[1] 楊俊峰,高速數字串行通信中的時間抖動研究,中國科學技術大學博士學位論文,2005.05.01.
[2] Tektronic,TDS JIT3抖動分析和定時軟件簡介,2004.04.09.
[3] 電子發燒友，抖動的概念和抖動的測量方法,2008.11.27.
[4] 電子工程專輯，相位噪聲和抖動的概念及其估算方法,2004.06.30.

超高速40 G＆100 G實體層測試

超高速40 G＆100 G實體層測試

　現今通 訊產業所面臨到的最大挑戰來自於核心網路的頻寬擴充，網路資料量暴增是驅動網路頻寬成長的動力，現今，最大的驅動力來自於影像傳輸，不論是來自客戶端的影 像內容提供網站如YouTube或是HULU，還是由電視公司或是電信業者所提供的商業服務，分析者預期網路頻寬爆炸性成長還會持續，特別是利用IP pipes來傳輸高畫質的影像。

　更快速 的資料內部連結(interconnects)需求導致大量高速實體層的電路與元件的研發，檢視元件的研發與生產需求所需的量測儀器，必須要可以發送與接 收訊號，這個訊號是必須任意可調整的速率振幅和訊號格式，測試設備也必須要能夠察覺接收訊號產生的每個位元錯誤與所有的誤碼率(BER)，Anritsu MP1800A 因應40G和100G超高速實體層測試需求而設計。

　IEEE分別就40G和100G數據傳輸速率進行研究，發展訂定針對40G與100G的IEEE 802.3ba規範，2008年10月， 發布IEEE 802.3ba 1.0版本。

　兩轉傳輸速率分別用在不同的網路應用, 40GE主要針對伺服器到交換器(server-to-switch)間的應用, 而100GE 主要應用為骨幹網路以容納由各處匯集而來的網路流量.而所提出來的802.3ba規範支援全雙工操作並且保存標準802.3 MAC (媒體存取控制)框架格式,包括當前最大值與最小值的框架大小.規範規定MAC/PHY介面誤碼率(BER)要在10-12或是更佳的狀態。

Media	40 GE	100 GE
	min run length (m)	min run length (m)
Single-mode optical fiber	10 km	40 km
Multi-mode optical fiber	100 m	100 m
Copper-cable assembly	10 m	10 m
Copper backplane	1 m	N/A

　從上表我們可以很清楚的看出, 實體層的規格考慮到各種不同的傳輸媒介,就如同其他的高速乙太網路規範. 與其他的網路規範一樣,802.3ba利用多重訊號的優點,在特定介質上傳輸.就像在光纖上, 100GE 實體層是利用四個波長, 每個波長各傳送25Gbps 數據傳輸速率. 但是對照到銅纜上, 則是利用不同通道,每個通道的傳輸速率為10Gbps所組成. 在文件中也是參考像是10x10的安排.上述兩個案件都是100Gbps的案例。

　為了補 足IEEE制定規範不足的地方, IEEE又與其他的規範制訂團體和企業組織合作.ITU(International Telecommunications Union)-國際電信聯盟 study group 15 開發DSL(digital subscriber line), PON(passive optical networks)和最重要的OTN (optical transport network). ITU-T standard G.709 定義了OTN實體介面包括了像是框架結構,多路傳輸, 封包mappings. 40G和100G實體層規範的關鍵_ITU 建立了WDM(wavelength division multiplexing)數據傳輸方式.ITU與IEEE間相互合作，允許電信網路骨幹與區域網路應用利用基礎技術相容的優點互取所長。

　在 MAC層操作的數據封包傳輸率上.有12%額外的頻寬負載給非封包元素如frame header, FEC(forward error correction) code overheads. ONT實體層元件和模組測試設備,必須可以支援訊號傳輸率到28Gbps.此外關於數據編碼與框架的內容, 實體層規範必須定義訊號標準給每個不同介質.訊號標準定義數據傳送器與接收器如何將線性訊號判斷其正確的位元值.OIF(Optical Interconnecting Forum)是制定光學介面標準的產業組織. OIF 會推薦網路互通性,包括一些挑戰高速訊號傳輸的背板規格.OIF 推薦一種特殊的光學調變模組計畫-DP-QPSK (dual polarization quadrature phase shift keying)-用於100G網路應用的調變技術。

　廣泛採用單一標準的光學調變方案解決了許多問題：對於光學元件製造商來說，可以只生產 單類型的產品給更多的客戶。對於系統製造商而言，一個共同標準的調變技術的出現,可以擴大規模經濟規模，降低光學元件和實體層模組成本。對於系統運營商來 說，單一的調變方式可以讓不同的系統供應商所生產的設備便於互通。 在較低的數據傳輸速率，在光通訊產業已能夠利用簡單的二位元訊號來產生光學鏈路。因為70或是80年代所埋設的光纖是為了滿足較低速率的傳輸，有傳輸速率 的限制,所以要在現有的光纖設備上推動高傳輸速率訊號時，迫使業界利用類比RF的調變技術。要電信業者重新鋪設大容量的光纖以滿足不斷增加的數據傳輸量而 是不切實際的。重要的是，如何利用現有的光纖來達到高速的數據傳輸速率。簡單地轉換二進制碼可以將100 Gbps的信號傳送約3公里的距離,在PMD（偏振模色散）和CD（色散）效應使信號無法讀取前。

　調變機 制如DP-QPSK允許實體層元件傳輸和接收多重位元在單一個symbol內.使得我們可以利用較低的傳輸頻寬來滿足較大的數據傳輸量.若是只侷限在私人 網域,傳輸線路兩端使用相同製造商所製造的元件,特別的調變機制是一個影響不大的問題.但是當應用在公共網域上時,使用者利用不同廠商所製造的元件來做連 結十時,一個共通的調變機制是必須的。

　為了加 強高速網路數據傳輸能力需要正向錯誤更正(Forward Error Correction)來輔助.適當測試訊號的產生與辨識能力必須依靠FEC的編碼解碼.支援100GE 長距離測試的測試儀器必須要可以測試利用DP-QPSK調變來傳送和接收100Gbps資料封包的元件.測試儀器會產生四個同步的25Gbps資料封包串 流.同樣的,40Gbps DQPSK  (differential quadrature phase shift keying)調變技術需要兩個同步的20Gbps資料封包串流(圖1).

　在這兩種應用的測試功能，必須包括足夠的靈活性，允許測試者利用bit pattern,調變的相位與頻率進行試驗已計算調變通道的邊際(margins)範圍測試環境必須要可以測試多通道串流, 充當傳輸器來測試接收器的功能或是變成接收器測試傳輸器功能.在某些特定的時機, 也許不需要每個通道的位元串流資料都是獨立的.這是我們可以利用RF splitters來做分流。

　

　另外一 個考慮，在選擇14到28 Gbps測試設備要點為是能夠改變光子介面的工作點.有些光調製器驅動器可產生的最佳的交叉點並不是在50%的位置點.若測試儀器可以調整正常信號振幅的 交叉點從20至80％,如安立知MP1800A 誤碼率分析儀(BERT).利用調整驅動信號與光調製器的固有特性相配合，工程師們可以更能精確地掌握實體層真正的效能邊際範圍。

　另一個與此系統應用相關的領域為銅線內部互連(copper interconnects).在FR4基板上的內部系統的通訊連結電路.以前OIF CEI (Common Electrical Interface) electrical and jitter 互通協定,在一定的傳輸距離內FR4線路極限值為11Gbps.現今OIF正在推動傳輸速率達到20Gbps甚至25Gbps的目標.FR-4是一種高損 耗的材質,所以新的PCB材質開始被新市場所接受以達到傳輸更高頻率的目標.系統商想要實現20Gbps通訊通道就必須考慮到PCB有限的高頻效能. 特别是，必須知道傳輸訊號必須是pre-emphasis signal,它可以減少串音(crosstalk)影響,特別是在雙向饋線間。

　當訊號達到20或25 Gbps傳輸率時，開始有許多訊號完整度的問題需要去考慮。 隨著訊號傳輸率的增加，對於訊號完整度的考量越來越重要,在產品量產前我必須去注意在PCB板上每一對差動訊號線在測試版上的表現是否符合標準。未經測試 而盲目的設計電路不太可能有足夠的效能表現,並且對產品開發日程表和預算而言,測試板修正週期所付出的代價是非常昂貴的. 隨著電路設計因為寬頻訊號匯排流複雜度增加,阻抗匹配將變的更困難.因為必要的繞線規劃會導致平行線傳輸長度之間的不匹配。

　阻抗的不匹配會導致反射(reflections), 振鈴(ringing),和 串音(crosstalk)等干擾現象增加。銅線的路徑長度也會導致通道間的時滯現象變的嚴重-差動訊號的傳輸導線不等長所造成的相位差. 好的電路測試可以讓設計者在量產之前確認基板的效能是否在可接受範圍內.系統商與PCB製造商還必須確保測試板的性能可以達到信號完整性的標準. 這類應用的測試設備必須要可以設定相關訊號參數來完成訊號容忍度相關測試。

　根據不同的應用系統，特別是那些光驅動元件，訊號振幅可能會高達3.5 V.測試儀器為了驗證系統及其部件，因此必須在全速數據傳輸速率下可以達到3.5 V訊號振幅，以及多重信號的相對相位調整。而要可以產生兩個相對應的訊號,且可以輕易的調整不同訊號間的相位關係來完成訊號容忍度的測試,測試儀器需具有 高振幅訊號輸出能力與多通道的高速PPG(pulse pattern generators)架構.不論在任何速率下,都可以產生真的PRBSs (pseudorandom binary sequences)訊號與可自我任意編輯訊號的能力是非常重要的.因為在許多的協定規範裡需要用ITU-T O.150和O.151 (PRBS-7 or PRBS-31)來進行測試. 市面上有些測試儀器並不符合ITU - T的建議，因為他們的PRBS是利用低速率的訊號多工成高速率的訊號.但是因為多工程序的不正確而沒有產生真的PRBS訊號。

　一個完整符合此應用的測試儀器除了PRBS訊號外,還必須要可以讓使用者自行編輯它所 需要的測試訊號.晶片商或是設備商可以利用此種可自行編輯的儀器來完成新規範的量測, 不需再添購新儀器或是功能來符合新規範的量測. 目前測試設備通常可提供高達128或256 MB的記憶體供使用者編輯訊號封包，足以支援複雜的協議。

　光調變器的測試比較關切的是通訊通道內實體層的表現：在不同的極化現象下系統的穩定 度，訊號調變在光源上後的互通性和pre-coding在光纖上降低傳輸損耗的效果.儀器需要可以獨立產生兩個訊號.PPGs 必須可以控制兩個獨立訊號通道的相位位移和產生可編輯的訊號封包來評估串音所帶來的巨大影響與訊號調變產生的效益。

　光纖接收器必須從所接收到的訊號裡面去抽取clock訊號. 接收器讀取輸入的數據流-隨機分佈的1和0訊號-來辨識節奏.CDR (clock data recovery)電路檢查原始的訊號,辨識節奏然後產生內部接收通道的colck,讓系統當作判別訊號的依據.只要0和1的數量相當,CDR是可以正常 工作的.但是在高速通訊連結中, NRZ (non-return to zero)訊號包含一長串的0或是1是很常見的. 足夠長的連續0或是1序列將打破的CDR的產生clock的正常運作.這是一個簡單的pattern-dependent錯誤機制例子.為了預防接收通道 產生此類的錯誤,一些調變協定不允許0或1的串流長度超過規定值。

　測試高密度的零，高密度的壹，與反相訊號等一些常見的測試模式來測試相依訊號的相互作 用。轉變的錯誤(Transition errors)，非轉變的錯誤(non-transition errors)，編碼插入錯誤(code-insertion errors)和編碼遺漏錯誤(code-omission errors)都屬於通道失效模式。測試系統必須產生，恢復和分析雙通道差動訊號在28 Gbps的傳輸速率。

　測試環 境應該簡化解釋測試结果的程序和轉換被搜集的信息由測試系統或信號參數調整通訊鏈路的物理特性的測試結果。例如，omission errors和insertion errors可能來自一個臨界值偏移(threshold offset)，而同樣的錯誤也在特定狀態，轉換，或是交替式通道裡的訊號也許表示串音干擾所造成。

　請注意，大部分通道失效模式源於類比行為。這一概念的通訊通道是一種數據訊號傳輸機制.在實體層層，信號本身-無論是電子脈衝通過銅纜或銅線或光的脈衝訊號通過光纖鏈路-始終是一個類比現象.為此，許多方法適用於高速實體層電路與高頻設計和訊號條件有關係。

　其中一 個高頻訊號條件的方法是pre-emphasis，在訊號的0與1的轉換過程去加重轉換後的每個起始位元的位準（圖2）.歷史上，系統採用預加重處理兩種 類型的問題.第一，訊號是受到通訊通道的限制，其中主要是通道雜訊,而頻譜平坦度是一個次要的考慮.電視音響，無線電廣播和地面模擬音頻記錄系統都利用 pre-emphasis這種方式來做傳輸.通過提高訊號的高頻內容傳送訊號通過通道，接收器可以衰減掉相同數額高頻能量。接收器執行此功能通過一個相互 去加重的過程，並在這樣做，它恢復了原始訊號的頻譜特性，通道雜訊有顯著減少。

　Pre- emphasis的第二個應用，主要是通訊通道頻寬有相當大的限制.在數據通訊，無論銅互連和光纖傳輸都有此種這種現象，銅由於其材料的限制和光纖則是由 於色散效應的影響。正如在第一種情況下pre-emphasis增加了訊號傳輸時的高頻內容.我們的目標是，以補償interconnect介質所產生的 高頻衰減，並在這第二種情況下，接收方不須執行de-emphasis。pre-emphasis補償了材料的損失,我們可以觀察經過傳送後的訊號眼圖, 由於ISI(inter-symbol interference)所引起的失真現象明顯減少。

　發射機 傳送經過塑形的訊號如pre-emphasis帶來其他好處，讓越來越多的高速序列連接阜的規範要求訊號需要有pre-emphasis 處理。若是訊號不做pre-emphasis的處理，例如，非歸零碼(NRZ)訊號受到更大的訊號衰減，在接收端訊號抖動(Jitter)增加,訊號品質 下降，隨著電路內部數據互連(interconnects)與外部訊號傳輸速率越來越快速,如IEEE 802.3ab持續推動著更高速的傳輸技術.研發與生產人員會遇到更艱難的挑戰,需要適當的量測設備來支援不同的傳輸率、不同的訊號強度與格式。

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ITU-T新標準Ethernet SAM vs IETF RFC 2544測試方式

ITU-T新標準Ethernet SAM vs
IETF RFC 2544測試方式

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   現今網路設備及乙太網(Ethernet) 線路測試主要採用BERT (Bit error rate test) ， IETF RFC 2544及QoS (quality of service ) 測試包含VLAN ， MPLS，IP DSCP等網路參數。

本文將探討現行之乙太網測試方式與2011 ITU-T新訂定之標準
Ethernet Service Activation Methodology有何不同：
 

現行乙太網路測試方式BER測試、RFC 2544及QoS (quality of service )

   BERT 誤碼率測試訂定於ITU-T / IEEE組織主要應用於實體層及傳輸線路品質之量測，在實體層量測方面在傳送端透過PPG(pulse pattern generator)產生實際的PRBS pattern透過接收端ED(error detector)進行位元誤碼率的偵測通常測試標準在10E12甚之更高，而在傳輸線路品質的測試則是建立在資料連結層或網路層，於實際傳輸的 payload塞入PRBS pattern 及Sequence number 以進行誤碼率測試，於資料連結層與網路層進行誤碼率測試主要驗證在傳輸過程中payload的誤碼率，請參考圖一，二。

圖一
 
圖二

   RFC 2544起源1999年IETF組織所訂定，當時訂定主要是基於網路設備包含路由器、交換器、集線器之設備品質驗證及建立參考之基準。
 

常用的RFC 2544測試包含：

吞 吐量(Throughput )測試：

    意指在無任何Frame loss情況下可傳送之最大速率，一般電信工程師亦會利用此測試驗證乙太網線路傳輸流量的上限，當進行Throughput測試時如有封包遺失則進行 1/2遞減，如無封包遺失則進行1/2流量遞增直到測試到最大吞吐量(throughput)，如圖三。

訊框遺失(Frame loss)測試：

   該測試決定交換機在持續負載狀態下應該轉發，但因資源缺乏而無法轉發的訊框的百分比。
 

延遲(Latency)測試：

    首先確定網絡設備的最大吞吐量，然後以此吞吐量速度繼續傳送120秒的數據流以進行延遲的測試。
 

突發(Back-to-back or burst)測試：

透過最長與最小Burst frame進行待測物測試量測待測物的緩衝能力。

如上RFC 2544標準主要可針對不同封包大小進行單一吞吐
 

    (Throughput)、 訊框(Frame loss) 遺失、延遲(Latency)及突發(Back-to-back or burst)等多種自動化測試，由於該測試項目為Step by step的方式進行故測試時間較長，相對的有些問題容易忽略，例如在測試時發現延遲(Latency)過高，我們想瞭解當時的吞吐量 (Throughput)必需等延遲(Latency)測試結束然後再進行吞吐量測試才能得知，也就是說在RFC 2544測試時無法得知同時間點其它測試之結果。

    傳統IP網路所有資料都被區別等同對待，每個路由器/交換器皆是採用先入先出(FIFO)的方式進行封包傳送，盡力(Best Effort) 的將封包送達目的地，但確無保證傳送的可靠性及延遲。但隨著IP網路服務普及應用多元化，對IP網路傳輸之質量要求也相對的提高，例如VoIP與IPTV 等即時傳輸之應用對傳送延遲菲常的要求，當延遲增加即可能造成VoIP斷音或服務中斷，而相對於一般資料傳輸如FTP、E-mail則可放寬延遲時間的要 求，電信營運商不僅要確認該傳輸線路之品質亦要確認是否有符合簽訂之SLA需求，因電信營運商通常會因應客戶需求設定不同之服務等級來提供服務，在進行線 路品質測試時則會依據簽訂之SLA於儀器上設定多筆資料流以驗證服務等級，請參考圖四。

 圖四 ITU-T Y.1564 Ethernet Service Activation Methodology (Ethernet SAM)

新標準Y.1564介紹：

    ITU-T Y.1564  Ethernet Service Activation Methodology，是ITU組織新推動的
一個測試標準，基於乙太網路的安裝、維護它是唯一公認的測試方法，使安
裝維護人員可完成的驗證SLA在單一資料流上。

Ethernet Service Activation Methodology主要測試目標可分為三個部份：

(1) 作為一個網路Service Level Agreement ( SLA)協議驗證工具，確保服務保證符合品質及控制測試時間。

(2) 為了確保所有的服務在所進行的網路滿足其SLA目標，並以最高承諾速率進行測試，以證明在最大負載網路設備和路徑可以支持所有的流量。

(3)要執行中、長期服務測試確認網路設備，可以正確進行所有服務以進行壓力測試。

 

Ethernet Service Activation Methodology測試程序可分為兩大部份：

(1)服務配置測試(Service Configuration Test) 確認網路能配置一個單一數據流設定CIR ( Commit information rate) 選擇單一或是混合之封包大小進行測試，同時可選擇依設定之速率進行階層式如25%、50%、75%、100%、及100%+EIR或是單一速率進行最大值 之測試。

(2)服務品質測試(Service Performance Test) 針對不同之服務設定CIR，如Video SDTV / HDTV 分別為7M / 22M，Voice亦可採用不同之codec 進行測試，於此項測試我們可設三筆資料流分別為Data、Voice及Video設定各項參數包含CIR、EIR、優先權、等設定後進行測試。

   透過上述2個測試程序並依使用者需求訂定SLA之條件，可透過儀器Pass /Fail機制快速驗證設備傳輸品質

圖五


ITU-T Y.1564 Vs IETF RFC 2544

    在RFC 2544主要測試項目包括Throughput、Latency及Burst，但由於RFC 2544標準主要是驗證網路設備極限效能，故測試方式為單一資料流進行單一標準測試，如進行Latency 測試時延遲時間過高，我們無法得知當時的Throughput 及其它會造成延遲的網路因素，而新標準Y.1564則是在同一時間進行IR、Latency、Jitter、Sequence error、及QoS測試，故我們可以很快速的瞭解當時的狀況，同時在測試時間比較RFC 2544 測試封包大小越多則測試時間越長，而Y.1564標準則可在相同時間內測試不同封包大小的CIR、Latency、Jitter及Sequence error大大的縮短測試時間。

    表 一為Y.1564及RFC 2544測試標準之比較，Y.1564 綜合了BER、Multi-Stream及RFC 2544之優點能透過同時且快速測試驗證設備性能及傳輸品質包含IR、Latency、Jitter、Sequence error 及QoS，請參考表1之比較。

表一為Y.1564及RFC 2544之測試比較：

Item	Y.1564	RFC 2544
Multi Stream.	Yes	No
Jitter.	Yes	No
Sequence Error.	Yes	No
Availability.	Yes	No
Batch display of results.	Yes	No
Performance Limitation， Auto Search.	No	Yes
Test pattern	Standardizes mixed multiple frame length and burst.  Emulating actually network.	Tests with fixed frame length  and fixed rate.

表二為Y.1564及RFC 2544應用之領域：

Item	Y.1564	RFC 2544	Comment
Designed for Element testing.	No	Yes	When testing a single component you should stress it and multiple frame sizes sequentially.
Designed for Network testing.	Yes	No	When testing a network you should stress by generating multiple streams at the same time.
Fast testing time.	Yes	No	The testing time can be almost the same depending on the settings but if the full RFC is completed it is very long.  Y.1564 can take longer but allows the user to select shorter measurement times if they wish.
Settings work with SLA’s.	Yes	No	Y.1564 settings can be configured based on customers SLA agreements.
Works on a loaded network.	Yes	No	Both are able to work on active networks but RFC 2544 is designed to find the network limit while Y.1564 is designed to find the circuit limit. Incorrectly configured either will bring affect customer traffic.
Designed to test burst ability.	Yes (partial)	No	Y.1564 Appendix I is for testing CBS and EBS but this is not released and currently considered experimental.

    表 三為安立知針對ITU組織新提出之標準Y.1564所提供之設定界面，透過淺顯易懂方式進行Service profile 的設定，其中包含了一般數據流量、各種Voice 編碼方式及Video HDTV / SDTV流量之設定，依法不同的traffic flow設定CIR/EIR值，且遵循metro Ethernet forum 10.2 version所訂定之color mode訂定不同顏色之服務等級標誌，並可經由表四進行frame loss、Latency及Jitter等門檻值的設定以進行SLA服務等級之測試

表三：安立知MU909060 Y.1564 測試設定畫面


表四：安立知MU909060 Y.1564 測試設定畫面


圖六


表五

    圖六可看到安立知之測試儀器所設定之traffic flow依不同服務之種類設定不同之CIR及優先權，透過簡單之門檻值設定進行Pass / Fail 的判斷易於使用者閱讀，於表五之測試之報告可依服務之服務別進行測試，可讓測試之工程師瞭解實際之測試狀況。

    事實上Y.1564之標準與RFC2544是不同類型之測試方式，RFC 2544主要用於設備性能極限化之測試，而Y.1564之測試則偏向設備/傳輸線路之品質及QoS相關設定進行測試，可符合電信營運商及設備商針對不同應用之快速測試。

作者：安立知股份有限公司　發表於2011/8/3 上午 10:50:58