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白皮书:

以太网与. SONET / SDH

本文的特色还包括:

工业以太网的书

IEEE 802引入了重要的新标准.在过去的二十年里,工作组已经使以太网成为大多数网络需求的首选技术.

以太网, 它已经成为局域网(LAN)的普遍威尼斯人电玩登入标准。, 正在迅速取代传统技术,如SONET / SDH (TDM), 城域网中的帧中继和ATM, 广域网(wan), 和工业通信.

工业和公用事业网络, 传统上由SONET / SDH和其他专有技术主导, 全部迁移到以太网. 这种迁移背后有很多原因.

以太网的简单性、互操作性和成本效率带来了实实在在的好处. 公用事业公司, 在实施智能电网通信网络方面一直保持着警惕, 正在发现基于IP/以太网技术和多业务以太网平台的时分多工的额外好处吗.

最近的以太网标准化工作集中在提高服务质量(QoS)和运行管理和管理(OAM)上. 作为一个结果, 以太网解决了一些弱点,现在提供了以前只与SONET / SDH相关的优势.

例如, 在包括智能电网在内的几乎所有应用中,以太网的实时(确定性)能力现在可以与SONET / SDH相媲美, SCADA, 以及电力设备中的远程保护中继通信.

因为以太网是为数据传输而设计的,而SONET / SDH是为语音而设计的, 在某些应用中,每一种都天生优于另一种. 然而, 出于本文的目的, 下面的列表包括了以太网超过SONET / SDH系统的大多数重要领域:

  • 带宽效率
  • 细的粒度
  • 保护带宽
  • 灵活的拓扑结构
  • 无处不在的连通性
  • 操作简单
  • 更低的成本
  • 未来证明及投资保障

带宽效率

SONET / SDH网络被设计为使用固定带宽的电路,这导致了整体的复杂性和操作效率的低下. In short, SONET / SDH bandwidth allocation is rigid; 以太网 is flexible.

例如,用户通常会超额订阅,以适应高峰使用期间的流量突发. 这种过度供应, 结合网络冗余需要自愈, 导致可用网络容量的使用效率低下. 与此形成鲜明对比的是, 如图1所示, 传统以太网的统计多路复用特性为服务提供商提供了更有效的网络利用.

在移动回程应用程序中,对带宽效率的需求是最明显的. 移动电话习惯的改变和4G技术的出现,引发了移动回程数据内容的指数增长. 这就产生了不断增加传输能力的需求. 问题是,以语音为中心的SONET/ sdh网络不再提供可行的、具有成本效益的威尼斯人电玩登入,来处理回程传输中日益增长的数据流量.

在过去, 解决增加的语音流量只需在小区站点和网络核心之间部署更多的T1/E1电路. 这些语音通话带来的丰厚收入很容易证明额外T1/E1线路的成本是合理的.

相比之下,增加额外的数据流量则更为复杂. 安装更多的T1/E1电路来处理增加的数据流量是没有成本效益的,因为数据流量每Mbit流量产生的收入比语音少得多. 最经济的威尼斯人电玩登入是以太网.

以太网是一种天生支持统计多路复用的无连接分组技术. 基于以太网的回程传输可以通过适当使用超额订阅和统计多路复用,以更小的增量增加骨干带宽轻松地容纳数据增加. 工业以太网二层交换机可以部署在几个应用中,以提高整体带宽效率,包括:

  1. 在单元站点上通过以太网终止T1/E1电路,利用以太网的统计多路复用能力来减少回程的带宽需求.
  2. 在汇聚点使用以太网交换机而不是SONET / SDH adm,以减少总资本支出(CAPEX)和运营支出(OPEX).

细的粒度

最近引入的标准,如虚拟连接(VCAT), 为了使SONET / SDH更适合数据传输,设计了链路容量调整方案(LCAS)和通用帧协议(GFP).

然而, 以太网仍然提供了更高的透明度, 可伸缩性, 更细粒度支持工业应用. 这包括诸如SCADA之类的应用, 本机以太网和对延迟敏感的串行通信,如变电站中的远距保护.

在许多情况下, SONET / SDH增加-下降-多路复用器(ADM)增加和减少流量的能力取决于其交叉连接结构的实现,以及它是否支持高阶虚拟支流(ts -1)交换或低阶虚拟支流(VT1)交换.5) VT切换. 无论骨干能力如何,这都是正确的.

许多仅支持高阶VT交换的adm为许多工业应用中常见的低速接口提供了减小的粒度.



保护带宽

SONET / SDH技术通常使用n+1保护. 这意味着为保护而设计的网络容量完全用于保护,而不是用于承载任何实际的流量.

以太网具有亚秒级恢复能力,支持快速生成树协议(RSTP - IEEE 802).多生成树协议MSTP - IEEE 802.1)提供工作和保护主干之间的负载平衡,以更有效地使用网络威尼斯人官网登入.



灵活的拓扑结构

大多数SONET / SDH网络部署在基于固定环的设计,使网络的更改很麻烦. 添加节点需要重新配置整个系统. 因为以太网支持环, 网, 树, 以及基于字符串的拓扑, 它为工业通信网络提供了更大的设计灵活性和部署选项.



无所不在的连接(工业 & 公用事业)

随着具有以太网功能的IEDs和rtu的普及,公用事业变电站自动化, IEC 61850作为变电站通信设备的实际标准的出现, 以太网是变电站联网的自然迁移路径.

以同样的方式, 大量的制造商, 标准组织和设备供应商正在采用工业以太网技术,以提供规模经济,并为工厂应用迁移到以太网骨干铺平道路. 这些组织包括:

  • 工业以太网协会(IEA)
  • 打开DeviceNet供应商协会(ODVA)
  • 网络通讯协议.组织、现场总线基金会
  • 国际Profinet和Profibus (PI)

制造商认识到工业以太网是提高生产率的理想手段, 质量和降低成本. 工业以太网也允许他们控制信息, 配置, 诊断, 安全, 在同一个网络上实现同步和运动,同时与信息和企业系统无缝连接.



操作简单

SONET / SDH硬件元件要求复杂性和精度,这不仅影响初始资本支出, 但也包括运营和扩展网络的成本和配置.

即使是对SONET / SDH带宽的微小修改,也需要对硬件进行重大的重新配置,有时可能需要数周时间才能实现,而使用以太网进行类似更改则需要数小时甚至是实时. 因为所有代以太网在功能上都是兼容的, 用户通常喜欢“即插即用”的供应和扩展功能.



更低的成本

因为以太网无所不在的特性和大量的供应商, 产量和高度竞争的市场环境, 以太网将继续享受规模经济和较低的设备成本(CAPEX). 与此形成鲜明对比的是, 半导体制造商开始逐步停止生产一些旧的SONET / SDH系统的组件.

此外,以太网的运营和维护成本(OPEX)也较低. 与基于SONET / SDH的系统复杂的层次结构相比, 以太网通过消除不必要的硬件层来降低操作费用. 这是一个巨大的好处,因为它显著降低了安装所需的技能水平(和相关成本), 维护和故障排除.

人员资格, 经验水平, SONET / SDH系统的培训要求更加严格. 受过基本IP培训的人员可以相对较快地学会如何配置, 管理和维护大多数以太网系统. 另一方面, SONET / SDH系统人员通常必须有较强的技术背景,并能够在较高的技术复杂性水平上执行.

指出总拥有成本(TCO)的差异是很重要的, 包括初始成本和隐藏成本. 初始成本包括设备费用, training and commissioning costs; hidden costs include operational and maintenance. 因为以太网在初始成本和隐藏成本方面都比SONET / SDH有明显的优势, 总成本要低得多.



不会过时的投资保护

因为以太网的可伸缩性允许很容易地迁移到10GE及以上, 在以太网卡上的大量投资, 交换基础设施和工业控制设备受到保护.

这提供了可测量的ROI,因为以太网能够在不需要设备升级(特别是叉举升级)的情况下显著增加带宽。. 进一步, 基于以太网的威尼斯人电玩登入中固有的模块化设计提供了“随增长付费”的灵活性,以最小化前期资本支出.

以太网固有的模块化设计已经被成熟的多业务以太网及其基于IP/以太网的时分多工功能所增强. 因为基于IP/以太网的时分多工是一种渐进的(而不是革命性的)方法, 最大限度地保护投资.

现代的多业务以太网网络现在几乎支持所有的遗留应用程序和接口. 作为一个结果, 特别是工业通信网络管理人员,可以以满足其需求和预算的速度升级他们的传统网络和应用程序.

例如, 网络管理人员可以迁移到以太网,而无需花费时间和金钱在诸如更换拨号串行或调制解调器网络链路等细节上,只需在IP/以太网接口卡上部署适当的TDM即可。.



Summary

在过去, SONET / SDH系统是建设工业通信网络的唯一威尼斯人电玩登入. 这些遗留系统, 尽管可靠且易于理解 , 是的声音-centric, 相对缺乏弹性, 困难的规模, 最重要的是, 对分组数据传输没有优化.

今天,现代网络设计越来越以以太网系统为中心. 以太网提供了一种高效的, 对于大多数应用来说,SONET / SDH网络威尼斯人电玩登入的低成本替代方案,并承诺对所有网络拓扑和规模都具有简单的可伸缩性.

就初始设备成本而言,以太网比SONET / SDH便宜, 持续的维护和供应. 此外, SONET / SDH网络复杂的技术特性通常需要几个训练有素的人员来进行系统配置和维护. 以太网网络, 另一方面, 可以由较少的经过以太网培训的人员进行配置和维护吗.

随着工业通信网络的规模和范围的增加, 寻找更多带宽将成为派拉蒙公司的业务. 以太网和多业务以太网网络将成为更受欢迎的电力设施, 服务提供商, 等. 寻求运输不同的交通,如SCADA, 办公室的数据, 的声音, 多种类型的时分复用电路和视频包.

随着数据需求淹没网络流量, 与以太网相比,传统的以语音为中心的SONET / SDH平台不再提供可行或具有成本效益的骨干威尼斯人电玩登入.

控制方面的改进, 计算和通信技术, 未来的网络部署将由以太网主导,并且由于局域网之间的边界不可避免地模糊而简化, 芒, 广域网和工业网络.

联系信息:
史蒂夫•唐(stevet@miriamgiuliana.com)
ext. 117


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    使用以太网代替SONET / SDH的好处
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