《数据承载网教学课件》

数据承载网教学课件欢迎学习《数据承载网》课程！本课程旨在全面介绍数据承载网络的基本概念、核心技术和实际应用我们将系统地探讨承载网的定义、发展历程、架构特点及未来趋势，帮助同学们建立完整的知识体系课程涵盖从物理层到应用层的承载网技术栈，既包含传统的技SDH/MPLS术，也涉及等新兴技术方向特别关注时代下承载网的演进SDN/NFV5G和应用案例，结合国内外最新研究成果，提供理论与实践相结合的专业知识数据承载网定义概念本质与传统通信网区别数据承载网是指承载各类数据业与传统电路交换网络不同，数据务的网络基础设施，作为数据传承载网采用分组交换技术，能够输的高速公路，连接各种业务更高效地利用带宽资源它基于系统与用户终端，提供稳定、高等协议栈，实现业务与网IP/MPLS效的数据传输通道其核心功能络的解耦，提供更灵活的服务能包括数据传送、转发、交换和路力和更高的资源利用率由等行业标准定义根据和等标准组织定义，数据承载网是支持多种数据业务传输的ITU-T IETF综合性网络，具备保障、流量工程、网络可靠性和安全性等关键能QoS力，是现代通信网络的核心组成部分发展历程回顾第一代承载网1970-1990以、为代表的电路交换承载网，主要承载语音业务，采PDH SDH用时分复用技术，提供固定带宽通道，可靠性高但灵活性差第二代承载网1990-2010以、为代表的分组交换承载网，能够同时承载语音ATM IP/MPLS和数据业务，引入虚拟专用网技术，实现了资源动态分配第三代承载网至今2010以、全化为特征的智能承载网，支持云网融合，引SDN/NFV IP入网络切片、确定性网络等技术，满足、工业互联网等新5G兴应用需求数据承载网主要功能用户访问与数据传输提供多样化接入方式和高速数据通道网络管理与控制实现统一控制、灵活调度和自动化运维服务质量保障确保业务连续性、可靠性和安全性数据承载网作为现代通信网络的基础设施，不仅提供基本的数据传输功能，还需要确保数据的安全可靠传递它通过智能路由和流量工程技术优化网络资源，支持多样化的业务需求，并提供端到端的服务质量保障同时，先进的网络管理系统使运营商能够高效地监控和维护网络，快速响应故障和性能问题应用场景概览移动通信承载固网宽带与物联网企业专线与政企专网支持网络的前承载家庭宽带、企业为金融、能源、教育4G/5G传、中传和回传，满宽带和各类物联网应等行业提供高安全、足高带宽、低时延和用，支持从到高可靠的专享网络服Mbps精确同步需求，是移的多样化接入速务，支持多站点互Gbps动通信网络的关键支率，并提供差异化的联、数据中心互联和撑系统尤其对网服务质量保障需处云服务接入，保障关5G络，需提供超低时理海量终端接入和数键业务的稳定运行延、灵活带宽分配和据汇聚网络切片能力承载网与传送网关系业务网层提供语音、数据、视频等具体通信服务承载网层提供端到端的业务承载能力传送网层提供高速、大容量的物理连接在通信网络分层架构中，传送网、承载网和业务网各司其职又紧密配合传送网位于底层，以、、等技术为主，提SDH OTNDWDM供稳定的物理连接和大容量传输通道承载网居中，基于等技术，连接业务网和传送网，负责数据的高效转发和路由IP/MPLS业务网位于顶层，直接面向用户提供各类通信服务这种分层设计使网络架构更加清晰，便于独立演进和优化承载网总体结构骨干层由高性能路由器构成，连接各省市核心节点，单节点容量可达T级，承载全网核心业务，采用全连接或部分网状拓扑结构典型规模为数十个核心节点，百余条高速链路汇聚层连接骨干层与接入层，负责区域内流量汇聚和分发，通常采用环形或网格拓扑，每个城市设置2-4个汇聚节点，防止单点故障节点容量在几百G至数T不等接入层直接面向终端用户，提供最后一公里接入服务，拓扑以星型和树型为主，数量最多，分布最广，单节点容量较小，通常为几十G或更低物理层基础光纤通信技术基础SDH/SONET作为承载网的物理传输介质，光纤具有传输距离远、抗干同步数字体系是传统的光传送技术，提供了统一的帧SDH扰能力强、带宽容量大等优势现代承载网主要采用单模结构和复用方式，支持到的传输速率，具有155Mbps40Gbps光纤，支持长距离传输较强的保护倒换能力波分复用技术可在单根光纤上同时传输多个波长的光尽管逐渐被新技术替代，但其严格的同步和保护机制仍WDM SDH信号，极大提高了传输容量，目前已实现单纤支持波甚在某些场景有应用价值，特别是对可靠性要求极高的场80至更多，每波可承载信号合现代承载网中，常作为或的客户侧接口100G/200G SDHOTN PTN数据链路层与以太网以太网帧结构标签机制VLAN/MPLS以太网是当今最主流的局域技术通过在以太网帧中VLAN网技术，也是承载网常用的插入标签实现逻辑隔离，标接口类型标准以太网帧包准定义了字节标

802.1Q4VLAN含目的地址、源地签，支持个在运营MAC MAC4096VLAN址、类型长度、数据和商环境下，通常使用/FCS Q-in-Q字段，最小帧长字节，最或标签技术以支持更多64MPLS大帧长字节，巨型帧可扩用户和更复杂的业务隔离需1518展到字节左右，有助于提求9000高传输效率数据链路管理链路层协议如链路层发现协议、以太网和链路聚合控制协LLDP OAM议等，帮助实现网络拓扑发现、链路状态监控和带宽扩展这LACP些机制为承载网提供了基础的连接管理能力承载基础IP与双栈设计子网划分与聚合IPv4IPv6现代承载网通常采用双栈设计，兼容现有设备合理的地址规划对承载网性能至关重要通过变长子网IPv4/IPv6IPv4IP的同时，支持的平滑过渡地址长度为位，空间掩码技术可以实现不同大小子网的划分，提高地址IPv6IPv432VLSM已基本耗尽；地址长度为位，几乎无限，并简化了利用率路由聚合则可以大幅减少路由表条目，提高查找IPv6128路由表设计效率双栈技术实际上是两套独立的转发平面，但可共享物理资运营商网络通常采用区域化的地址分配策略，不同区域使源在设备上会维护两个独立的路由表，分别处理和用连续的地址块，便于聚合核心路由器可能只需维护几IPv4流量控制协议如、也分别有和版本千条路由条目，而非数百万条明细路由这大大提高了网IPv6BGP OSPFIPv4IPv6络可扩展性技术原理MPLS标签分配标签查找路由器通过或等协议分配接收到的数据包根据入标签查找转发LDP RSVP-TE和交换标签表转发数据包标签交换根据出标签从相应接口发送数据包将入标签替换为出标签多协议标签交换是现代承载网的核心技术，通过在数据包前插入标签，实现基于标签的快速转发技术弥合了二MPLS IPMPLS层交换和三层路由的差距，同时支持流量工程和服务在网络中，边缘路由器负责标签的添加和移除，核心路由器仅VPN MPLS进行标签交换，极大提高了转发效率（分组传送网）PTN

99.999%40%可靠性保障带宽利用率提升PTN网络提供电信级可靠性，年可用率达相比传统SDH网络，PTN技术可提高带宽利用

99.999%，故障恢复时间控制在50ms以内率约40%，支持统计复用和动态带宽分配30%成本节约部署PTN可节约约30%的网络建设和运维成本，简化网络层次，降低能耗和空间占用分组传送网PTN是一种结合了分组交换灵活性与电路交换可靠性的承载网技术，特别适合承载4G/5G移动回传业务PTN采用MPLS-TP技术实现确定性转发和保护，同时支持以太网和TDM业务接入PTN网络具有低成本、高可靠、易运维等特点，已成为运营商承载网的主流选择之一与比较SDH/OTN PTN比较维度SDH/OTN PTN带宽利用率固定带宽分配，利用率动态带宽分配，利用率较低高保护倒换能力50ms内倒换，可靠性极支持50ms保护，但机制高略复杂时钟同步精度极高的同步精度需要额外机制保障高精度同步业务适应性传统TDM业务支持较好以太网等分组业务支持更优网络扩展性扩展性受限，升级成本良好的扩展性，平滑升高级能力强投资成本初始投资高，设备价格初始投资较低，性价比贵高网络同步与时钟频率同步确保网络中各节点的时钟频率一致，通常通过同步以太网SyncE实现，精度可达10^-12级别，这是时分复用系统必不可少的基础相位同步在频率同步的基础上进一步要求波形相位对齐，通常借助IEEE1588v2/PTP协议实现，精度可达亚微秒级，对移动通信基站间协作至关重要时间同步确保网络中各节点共享统一的绝对时间基准，通常使用PTP结合全球定位系统GPS实现，精度可达纳秒级，对时间敏感网络和分布式系统至关重要5G网络对时延和抖动的要求极为严格，特别是在前传网络中，时延抖动不能超过20纳秒，这对承载网提出了极高的同步精度要求精确的时钟同步对保障通信质量、支持高精度定位和实现网络资源协同至关重要承载网架构进化传统多层级架构典型的三层架构模式，层间边界清晰，各层独立演进，管理复杂，设备冗余度高，端到端时延较长，主要面向固定业务场景这种架构在年前是主流设计2010扁平化融合架构减少网络层级，简化协议栈，缩短业务路径，降低端到端时延，提高网络整体效率通常将骨干层与汇聚层融合，或采用区域性核心节点分担业务，从而降低网络复杂度云网融合架构随着云计算、边缘计算的兴起，承载网正与云基础设施深度融合，网络资源与计算存储资源协同调度，支持灵活业务编排，将计算能力下沉到网络边缘，为低时延应用提供更好支持关键设备介绍网络拓扑类型分析环形拓扑星型拓扑设备通过点对点链路连接形成闭中心节点与多个外围节点直接相环，每个节点连接两个相邻节连优点是管理集中，故障隔离点优点是结构简单，易于实现简单；缺点是中心节点压力大，保护倒换；缺点是扩展性受限，存在单点故障风险路径选择不灵活典型应用企业网络、园区网络典型应用城域网汇聚层、接入环网网状拓扑节点之间存在多条不同路径优点是可靠性高，带宽利用率高；缺点是链路消耗大，配置复杂全连接网状为每对节点都有直连链路典型应用骨干网、跨区域互联网络服务质量QoS关键业务EF语音、视频会议等实时业务重要业务AF数据库、业务系统等关键数据普通业务CS网页浏览、文件传输等一般业务最低保障BEP2P下载等带宽敏感型业务抑制业务DF限制或丢弃的非法或恶意流量服务质量QoS是承载网的核心能力，通过分类、标记、队列和调度等机制，为不同业务提供差异化的服务质量保障DiffServ模型在骨干网广泛应用，采用基于DSCP的流量分类和PHB转发行为实际部署中，运营商通常将业务分为5-7个优先级，并制定端到端的QoS映射策略，确保业务在跨域传输中保持一致的服务质量流量建模与仿真实际流量Gbps预测流量Gbps承载网与关系5G前传网络中传网络回传网络5G5G5G连接分布式单元与射频拉远单元连接集中单元与分布式单元连接核心网与无线接入网，承载控制DU CU，传输信号，要求极，承载接口流量，对时延要求面和用户面数据，对带宽和可靠性要RRU eCPRI/CPRI DUF1低时延级和极高可靠性每站为毫秒级单站点带宽需求为至求高通常采用技术，支持100μs5Gbps MPLS/SR点带宽需求为至，通常采，通常基于技术实网络切片和保障随着边缘计算10Gbps25Gbps10Gbps PTN/IPRAN QoS用点对点光纤、或技术实现随着架构推广，中传网络的普及，核心功能下沉，回传网络架构WDM PONvRAN现重要性日益凸显也更加扁平化时延抖动要求时延要求时延要求•20ns•5ms•10ms可用性要求可用性要求可用性要求•

99.999%•

99.99%•

99.99%同步精度同步精度典型带宽•±130ns•±

1.5μs•10G-100G与承载网SDN业务应用层/提供北向接口，支持业务编排和自动化控制层集中网络控制逻辑，实现全局资源调度转发层3执行控制器指令，负责数据包转发软件定义网络是承载网转型的关键技术，通过将控制平面与转发平面分离，实现网络资源的灵活调度和集中管理在SDN架构中，控制器通过南向接口如、等与网络设备通信，通过北向接口与上层应用交互控制器可以SDNOpenFlow NETCONFSDN实现动态路径计算、按需带宽分配、自动化故障恢复等功能，极大提升了网络的灵活性和可编程性网络功能虚拟化（）NFV虚拟化基础设施虚拟网络功能标准化的硬件平台和虚拟化环境软件实现的网络设备和服务功能服务链接管理与编排4灵活组合实现端到端服务自动化部署和生命周期管理VNF网络功能虚拟化将传统的专用网络设备功能转变为在标准服务器上运行的软件组件，大幅降低了设备成本和部署周期NFV与相互补充，专注于网络功能的虚拟化，而关注网络控制的集中化和可编程性在运营商网络中，边缘路由器、NFV SDN NFV SDN防火墙、负载均衡器等功能逐渐被虚拟化，提高了资源利用率和业务敏捷性网络切片技术网络切片是时代承载网的核心能力，通过在共享的物理基础设施上创建多个逻辑隔离的端到端网络，为不同类型的业务提供定制5G化服务主要切片类型包括增强移动宽带、海量物联网和超可靠低时延通信不同切片具有独立的资源保证和eMBB mMTCURLLC服务质量特性，可以根据业务需求灵活调整资源分配网络切片管理系统负责切片的创建、激活、监控和删除，实现切片全生命周期的自动化管理承载网的安全性DDoS攻击防护传输加密及VPN分布式拒绝服务攻击是承载网面为保障数据传输安全，承载网广临的主要威胁之一，现代承载网泛采用加密技术，包括IPsec、通常部署专业的DDoS清洗设备，MPLS VPN、MACsec等IPsec主要用结合流量检测系统，实现异常流于广域网加密，MACsec应用于数量的快速识别和清洗防护策略据中心内部链路加密，两者结合包括流量限速、黑洞路由、流量可实现端到端的安全保障新一牵引等，大型运营商网络可抵御代承载网还引入量子密钥分发等Tbps级的DDoS攻击技术，提供更高等级的加密保护攻击事件案例2016年，Mirai僵尸网络发起的DDoS攻击导致多家互联网服务商瘫痪；2020年，某运营商BGP路由泄露事件造成大面积网络中断这些事件都暴露了承载网安全管理中的短板，也推动了防御技术的进步，如BGP FlowSpec、RPKI等技术的应用，有效增强了网络韧性网络可编程与自动化网络自动配置通过自动化工具和脚本实现网络设备的批量配置和管理，取代传统的人工操作常用工具包括Ansible、Puppet、Chef等，支持模板化配置和状态验证，大幅提高配置效率和准确性在大型网络中，自动配置可将部署时间从数周缩短至数小时YANG/NETCONF接口YANG是一种数据建模语言，用于定义网络设备的配置和状态数据结构；NETCONF是一种基于XML的网络管理协议，提供设备配置、查询和通知能力两者结合形成统一的设备管理接口，支持多厂商环境下的一致性操作，是网络自动化的基础智能运维AIOps将人工智能技术应用于网络运维，实现故障预测、根因分析和自愈修复AIOps系统通过分析历史告警、日志和性能数据，建立网络行为模型，识别潜在异常，提前干预可能的故障，将被动运维转变为主动运维，显著提升网络可用性承载网运维管理网络管理系统性能监测与告警NMS/EMS承载网运维的核心平台，提供设备管理、拓扑展示、性能通过、、等协议收集网络设备的性能数SNMP NetflowsFlow监控和故障处理等功能现代采用分层架构，包括数据，监控带宽利用率、时延、丢包率等关键指标设置合NMS据采集层、处理分析层和展示应用层，支持标准北向接口理的阈值和告警规则，及时发现性能异常与上层业务系统集成现代监测系统越来越多地采用流式遥测Streaming Telemetry典型的系统需管理数千至数万台网络设备，每天处理技术，相比传统，可提供更实时、更细粒度的性能数NMS SNMP数十万条告警信息，存储数的性能数据为确保管理功据，为网络优化提供更精准的依据TB能的高可用性，通常采用双机热备或集群部署方式NMS故障恢复与网络保护故障检测通过BFD、CFM、链路OAM等协议快速检测链路或节点故障，典型检测时间为毫秒级路径切换激活预先计算的备份路径，将流量从故障路径转移到健康路径，通常在50ms内完成服务恢复重建端到端连接，恢复业务传输，用户感知的中断时间通常控制在200ms以内故障修复在业务恢复的同时，启动故障定位和修复流程，排除物理或逻辑故障承载网采用多种保护机制确保业务连续性1+1保护指数据同时发送到工作路径和保护路径，接收端选择信号质量更好的路径；1:1保护指保护路径在正常情况下可用于低优先级业务，故障时优先保障重要业务快速重路由FRR技术允许本地节点在检测到故障后立即切换到备用路径，无需等待全网路由收敛，大大缩短了业务中断时间典型协议栈剖析承载演进IPv6IPv6的大规模部署是承载网演进的重要方向为实现平滑过渡，运营商普遍采用双栈技术，在保留IPv4服务的同时，逐步引入IPv6能力在骨干网，常用的IPv6过渡技术包括IPv6over MPLS、6PE、6VPE等，这些技术利用现有MPLS基础设施，无需大规模改造即可支持IPv6业务根据CNNIC最新统计，中国IPv6活跃用户已超过6亿，IPv6流量占比从2018年的1%增长到2023年的40%左右，呈现快速增长趋势移动网络中IPv6渗透率高于固定网络，大型内容提供商的IPv6改造基本完成，但中小网站和企业应用的IPv6支持仍有提升空间网络转型与智能化From Pipe到On-Demand传统承载网只提供固定带宽的管道服务，难以满足多样化业务需求网络转型的核心是实现按需服务能力，用户可以通过自助门户灵活定制带宽、时延、安全等级等参数，网络资源根据需求动态分配和调整智能路径选路基于意图的网络IBN能够理解业务意图，自动转化为网络配置智能路径选路不再仅依赖静态度量，而是综合考虑带宽、时延、拥塞状况等多维因素，为不同业务选择最优路径，提高用户体验云承载调度优化随着多云应用普及，云承载网需要智能感知应用特性和云资源状态，实现跨云资源的协同调度先进的调度算法可以基于实时网络状况、应用SLA和成本模型，动态选择最佳的服务节点和传输路径商用典型案例PTN中国移动承载网中国电信金融专网国家电网通信网PTN中国移动采用华为系列设备建中国电信基于技术构建金融行业专国家电网使用技术升级改造原有PTN600PTN PTN设省内汇聚环网，支持环网带网，采用全冗余架构设计，包括设备网络，构建覆盖发电、输电、变

2.5G/10G SDH宽，实现基站回传业务承载网级、链路级和网络级三重保障，为银电、配电和用电全环节的通信承载4G/5G络拓扑以双环相连为主，达到可行、证券、保险等金融机构提供低时网，支持电力、继电保护等关键

99.999%SCADA靠性，平均故障恢复时间小于延、高安全的网络服务该网络覆盖业务，大幅提升网络资源利用率和业50ms全国多个城市务适应性340承载网建设案例5G深圳承载网架构杭州云网边端协同架构5G深圳作为示范城市，建设了全面覆盖的承载网络网杭州创新性地提出云网边端协同的承载网架构，将5G5G5G络采用三层叠加、分段承载架构，即接入层、汇聚层和边缘计算节点下沉到汇聚层，缩短业务路径，降低端MEC核心层前传段采用技术，提供点到多点的带到端时延网络采用技术实现灵活路由，支持网络切WDM-PON25G SRv6宽；中传段基于增强型技术，支持灵活分组和精确时间片和资源隔离，为智慧城市、自动驾驶等场景提供定制化PTN同步；回传段采用技术，实现端到端网络切片承载服务SRv6截至年，深圳已部署超过万个基站，前传平均时延该架构在年亚运会场馆得到充分验证，支持超高清202355G20228K小于，中传平均时延为，回传平均时延为，直播、沉浸式体验等创新应用，用户侧体验时延低至100μs

2.3ms

8.5ms VR满足各类业务需求，成为承载网与垂直行业融合的典范5G10ms5G广电能源行业承载应用/国网新一代承载网广电IP承载实践国家电网已完成覆盖27个省的新一代随着全国一网整合推进，广电网络正承载网建设，采用OTN+PTN双平面架加速IP化转型新建的IP承载网采用分构，OTN提供大容量通道，PTN提供灵布式路由架构，支持4K/8K超高清视频活业务接入承载网支持差异化保护和交互式业务传输与传统DVB网络相等级，关键业务采用端到端1+1保护，比，IP承载网显著提高了频谱利用普通业务采用共享保护路径该网络率，降低了传输成本，增强了业务灵承载了电力调度、配电自动化、用电活性目前广电网络已在全国建成超信息采集等多种业务，在多次自然灾过200个IP视频汇接节点，基本实现省害中保持通信稳定，为电力系统安全级干线网全IP化传输运行提供可靠保障行业应用挑战特定行业承载网面临独特挑战，如能源行业对实时性要求极高，部分继电保护业务时延要求低于5ms；广电行业需要处理突发性大流量，直播高峰期单向流量可达数Tbps此外，这些行业网络往往分布广泛，覆盖偏远地区，增加了网络维护难度未来行业承载网将更多采用新技术如TSN时间敏感网络、硬切片等，提供更精准的服务质量保障智慧城市与承载网智慧城市应用层提供面向市民和政府的智能服务数据处理平台实时分析与存储城市大数据感知网络承载层3连接各类传感器与计算中心感知采集层监测城市运行各项指标智慧城市建设对承载网提出了全新要求在智能交通领域，车路协同系统需要毫秒级的通信时延；安防监控领域，高清摄像头联网带来海量上行数据；智能电网需要精确的时间同步和超高可靠性为应对这些挑战，现代城市承载网多采用一张网架构，即一张物理网络承载多种业务，通过网络切片和资源隔离确保各类应用的服务质量要求骨干网优化实践10ms50ms跨省时延目标路由收敛时间通过优化骨干网路由，相邻省份间单向时延控骨干网故障情况下的路由完全收敛时间不超过制在10ms以内50ms40%链路利用率上限骨干链路平均利用率控制在40%以内，保留足够冗余能力骨干网是承载网的核心，其性能直接影响全网业务质量路由收敛与负载均衡是骨干网优化的关键环节通过优化IGP度量值，实现链路负载合理分担；采用BGP扩展社区、AS路径预置等技术，优化跨域流量路径中国电信骨干网采用华为NE系列和思科ASR系列路由器，全国设有7个核心节点和31个省级节点，互联带宽达到100G/400G骨干网面临的主要挑战是处理南北与东西流量的动态变化，特别是随着数据中心和云服务的增长，东西向流量占比已从过去的30%上升至70%以上承载网节能与绿色设计主动休眠技术设备能效评测现代承载网设备普遍支持多种节能业界引入了多种能效评价指标，如机制，如端口自适应休眠、线卡动每比特能耗W/Gbps、制冷效率比态功耗管理等当流量低于一定阈PUE等根据最新评测，顶级承值时，设备可自动降低工作频率或载网设备的能效比已从5年前的8-关闭部分模块，减少能耗例如，10W/Gbps提升到目前的1-3W/Gbps，新一代路由器在夜间流量低谷期可同等容量下能耗降低70%以上此降低约30%的功耗，同时保持业务外，硅光子技术的应用进一步提升连续性了光模块能效节能降耗案例中国移动在河北省实施的承载网绿色改造项目，通过设备更新和架构优化，年节电超过1200万度，减少碳排放约7000吨关键措施包括采用高效电源模块、简化网络层次、实施智能流量调度等该项目投资回收期约3年，已成为行业标杆网络扩容方案随着业务增长，承载网需定期进行容量扩展光传输层面，单波长速率已从10G演进到400G，下一代800G技术正在测试中硅光技术和相干检测技术大幅提升了光传输距离和频谱效率IP层面，SRv6IPv6段路由逐渐取代传统MPLS作为主流转发技术，提供更灵活的流量工程能力在扩容策略上，运营商通常综合考虑业务增长预测、设备生命周期和投资回报率适度超前原则要求网络容量在峰值基础上保留30%-50%的冗余随着云业务占比提高，扩容方案更加注重弹性调度能力，支持按需分配带宽资源，实现共享池化的云化承载网络运营商承载网架构比较运营商核心技术网络特点创新方向中国移动SPN/SRv6规模最大，覆盖全5G承载、边缘计算面中国电信OTN/MPLS传送与承载融合云网融合、确定性网络中国联通IPRAN/SDN扁平化架构智能运维、网络切片ATT美国FlexE/SDN高度软件化白盒交换机、开源控制器NTT日本光+IP融合极致性能追求光电融合、量子通信全球主要运营商的承载网架构各具特色中国移动基于SPN技术构建全球最大的移动承载网；中国电信强调OTN与IP协同；中国联通注重扁平化和SDN应用；ATT积极推进网络虚拟化和开源技术；NTT则专注于高性能光传送网络尽管技术路径有差异，但集约化、软件化、智能化是共同的发展趋势未来趋势、IPv6+SRv6技术体系的优势与应用IPv6+SRv6是在基础上增强的下一代互联网技术体系，包含段路由是的核心技术，它将控制信息直接嵌IPv6+IPv6SRv6IPv6IPv6+、网络编程、应用感知等创新能力相比传统入报文头部，无需额外的标签协议，实现了路由与业SRv6IPv6，简化了网络架构，提高了编程灵活性，使务的深度融合的主要优势包括IPv4/MPLS IPv6+SRv6网络更好地感知和适应应用需求简化网络层次，统一承载各类业务•不仅是地址扩展，更是网络能力的全面升级，支持确IPv6+支持精细化流量工程和服务链•定性转发、超大规模组网、低时延高可靠等高级功能，被原生跨域能力，易于端到端部署•视为构建未来智能承载网的关键技术基础可编程网络行为，适应灵活业务•未来趋势确定性承载确定性网络DetNet确定性网络是一种能够为关键业务提供精确带宽保障、确定时延和零丢包的网络技术它通过时间敏感网络TSN、精确队列调度和资源预留等机制，实现对网络行为的可预测性控制DetNet特别适合工业控制、智能电网、远程医疗等对实时性要求极高的场景关键使能技术实现确定性承载的关键技术包括IEEE

802.1Qbv定义的时间感知整形器，控制队列精确发送时间；周期队列轮询CQF机制，消除网络拥塞；IEEE1588v2高精度时间同步；以及FlexE硬管道技术，提供物理隔离的确定性通道这些技术结合形成完整的确定性承载解决方案工业互联网需求工业互联网对承载网提出了严苛的确定性要求例如，运动控制系统要求网络时延低于1ms，抖动小于1μs；工业传感器网络要求丢包率低于10^-9；安全控制系统要求故障恢复时间小于1ms这些极端需求推动了确定性承载技术的快速发展和应用未来趋势多云与跨域承载多云接入需求跨域互联挑战企业同时使用多个云服务提供商的服务不同云之间的数据传输和一致性维护2安全可信连接4智能流量调度端到端加密和身份认证基于SLA和成本的最优路径选择随着多云战略普及，企业平均使用5-7个不同的云服务，由此产生了大量跨云数据传输需求根据IDC报告，到2025年，全球跨云数据传输量将达到每天180ZB，约占总数据量的35%这对承载网提出了新挑战，需要提供面向多云的一体化接入服务为解决跨域承载问题，业界提出了多种方案，如云网融合平台、软件定义广域网SD-WAN和多云直连等这些技术能够简化云接入流程，优化跨云数据传输路径，提供一致的服务体验和安全保障未来趋势空间承载网卫星互联网采用低轨卫星群组网模式,提供全球覆盖的高速互联网接入SpaceX星链、亚马逊Kuiper等项目正集中部署数千颗卫星,构建太空互联网基础设施这些系统采用激光链路实现卫星间通信,形成太空光纤网络天地融合卫星网络与地面光纤网络深度融合,形成一体化空天地网络架构关键技术包括卫星-地面动态路由、分布式网络控制、资源协同调度等通过SDN技术打通天地网络边界,实现端到端业务承载应用场景空间承载网特别适合海洋、沙漠、高山等地面网络难以覆盖的区域,以及应急通信和军事通信等特殊场景同时也可作为地面网络的备份链路,提高整体网络可靠性空间承载网面临独特的时延和带宽挑战低轨卫星系统LEO的单向传输时延约为20-50ms,虽高于光纤但远优于地球同步卫星;带宽方面,最新卫星间激光链路速率可达10Gbps,单星地面覆盖能力可达数十Gbps随着技术进步和部署规模扩大,空间承载网将成为全球通信网络的重要组成部分标准组织与推进动向国际标准组织中国标准进展ITU-T国际电信联盟标准化部门负中国通信标准化协会CCSATC3工作责制定全球电信标准，特别是G系组负责承载网相关标准近年来，列传输系统和Y系列数据网络对中国主导的标准如《基于IPv6的新承载网影响深远IETF互联网工程一代互联网技术体系框架》、任务组则主导IP/MPLS等互联网相《SPN技术要求》和《5G承载网技关标准，如RFC8986SRv6网络编术要求》等已成为行业指导性文程、RFC8754SRv6压缩格式等最新件中国在SRv

6、5G承载等领域的标准定义了下一代承载网技术框标准提案被国际组织广泛采纳，国架IEEE则专注于以太网和无线接际影响力显著提升入技术标准化产业联盟推动多个产业联盟积极推动承载网标准和技术发展，如IPv6论坛、OPNFV、ONF等这些组织通过开源代码、互操作测试和概念验证等方式，加速新技术的成熟和应用2023年成立的确定性网络产业联盟已聚集80多家成员企业，共同推进工业互联网承载技术发展主要设备与厂商排名新兴技术挑战智能运维难点跨层协同与统一管理随着网络规模和复杂度增加，传统运维承载网跨越多个技术层次，如何实现方法已不堪重负智能运维AIOps虽有潜光、电、IP各层的协同优化是关键挑战力，但仍面临多项挑战数据质量不一目前大多数网络的光层和IP层由不同团队致导致模型准确度受限；多厂商、多域独立管理，难以实现端到端协同新一网络环境下缺乏统一数据标准；故障传代控制器尝试打破层间壁垒，但兼容性播路径复杂，根因分析困难；自动化修和互操作性问题仍存在此外，跨厂商复存在风险，需要人机协同设计业界的网络设备管理标准化程度不足，增加正积极探索AI大模型在网络运维中的应了统一管理的复杂性用，以提升故障预测和诊断能力商业模式变革承载网由技术驱动向价值驱动转变，如何将技术能力转化为可盈利的商业模式是行业面临的新挑战传统的带宽租用模式利润空间被压缩，运营商需要开发增值服务如网络切片、确定性网络、智能边缘等，并探索按需付费、结果导向的创新商业模式此外，网络能力开放和业务编排也需要新的计费和结算机制支持行业人才与职业发展网络架构师工程师SDN/NFV负责承载网总体设计与规划负责网络编程与自动化年薪范围万元年薪范围万元•25-50•20-40要求年以上相关经验要求、等编程能力•8•Python GO1•核心技能架构设计、容量规划•核心技能API开发、控制器设计网络规划师网络运维工程师负责中长期网络演进规划负责网络日常维护与故障处理年薪范围万元年薪范围万元•18-35•15-30•要求深入的技术趋势理解•要求HCIE/CCIE等认证核心技能技术评估、成本分析核心技能故障诊断、性能优化••教学案例分析网络设计1PTN项目背景某省级电力公司需建设覆盖全省的PTN承载网，替代老旧的SDH网络，满足智能电网、配电自动化等业务需求网络规模包括省级核心节点2个，地市级汇聚节点18个，县级接入节点120个，总投资约2亿元人民币项目要求高可靠性（可用性

99.999%），低时延（端到端15ms），并支持未来5年业务增长核心设计方案采用双核心+多级环网架构，省级核心采用全连接设计，汇聚层采用双环保护，接入层采用单环或树型结构传输层选用OTN技术提供大颗粒保障，承载层选用MPLS-TP技术提供端到端业务传送设备选型以华为PTN960为核心，PTN600为汇聚，PTN300为接入特别设计了四类业务等级，为继电保护等关键业务提供硬管道隔离收益与挑战项目成功实施后，带宽利用率提升40%，运维成本降低35%，业务开通时间从平均7天缩短至1天面临的主要挑战包括存量SDH业务平滑迁移、多厂商设备互通性问题、以及工程实施周期紧张（仅6个月）通过分区分批实施策略，采用双平面并行运行过渡方案，最终圆满完成项目目标教学案例分析承载中传方案25G业务驱动方案架构某一线城市网络规模部署，预计三年内建设万个基中传网络采用切片分组网技术，基于构建硬管道，5G

1.25G SPNFlexE站，覆盖城区及重点郊区网络采用分离架构，需提供确定性时延保障整体部署三层架构5G CU/DU1+N+X要构建高性能的中传网络连接与中传网络需满足以下CU DU个中心级骨干节点，连接核心网•1关键指标个区域汇聚节点（）•NN=12单站点带宽峰值•10Gbps个边缘接入节点（）•X X=120端到端时延•5ms采用控制器实现全网集中管理，支持端到端切片自动部SDN时间同步精度•

1.5μs署，提供三类保障、和通用业务引入边缘SLA eMBBuRLLC网络可用性•

99.99%计算节点，实现业务本地化MEC业务快速开通分钟•30该方案成功部署后，平均时延降至，比传统承载减少；网络利用率提升至，比传统架构高个百分点；端到端业

3.2ms IP40%65%15务开通时间缩短至分钟，支持差异化业务需求运行一年内，系统可用性达到，圆满完成设计目标155G

99.995%小结与复习要点基础概念与架构协议技术与网络能力12掌握承载网的定义、演进历程和分层架构；理解接入-汇聚-骨干熟悉MPLS、SRv6等核心协议原理；掌握QoS、网络同步、故障保护三层网络结构；熟悉SDH、PTN、OTN等关键技术的应用场景与优等关键机制；了解SDN/NFV、网络切片等新兴技术及其应用；理缺点比较；了解5G前传、中传、回传的技术要求与解决方案解确定性网络、云网融合等未来发展方向工程实践与案例分析发展趋势与创新方向34能够分析典型承载网案例的技术方案和价值；熟悉网络规划、优把握智能化、确定性、云网融合等技术趋势；了解空间承载网、化和运维的基本方法；了解主流厂商的产品特点和市场定位；掌多云承载等新兴应用场景；理解产业链生态和标准化动态；认识握承载网相关的常见问题排查与解决思路通信网络的未来演进方向课程答疑及展望互动提问环节行业前沿展望推荐阅读资料欢迎同学们围绕课程内容提出问题，分未来年，承载网将向智能化、确定为深入学习，推荐以下资源《下一代3-5享学习心得常见问题包括承载网与性、绿色化方向发展人工智能将深度承载网技术与应用》、《网络编SRv6传送网的区别与联系、网络对承载网应用于网络规划和运维；量子通信技术程》、文档、中国信息通信5G IETFRFC8986的新要求、演进路径、与的将逐步融入骨干网；算力网络将成为新研究院《承载网白皮书》、通信IPv6SRv6MPLS5G IEEE对比等我们将针对这些问题进行深入一代承载网的重要组成部分；低轨卫星杂志专刊等建议同学们关注CCF讨论和解答互联网将与地面网络深度融合，构建全、等学术会议，以及华为、中TPDC CSCW球一体化承载网兴等企业的技术论坛。