NHP

NHP（Native Hard Pipe network，原生硬管道網路）是一類獨占時間、頻率、空間等物理資源的通信信道總稱，比如：頻分復用、時分復用、空分復用。NHP技術源於電話/電報電路交換通信技術，其以固定網路的光通信技術為代表，如今已發展到第五代。

基本介紹

• 中文名：原生硬管道網
• 外文名：NHP
• 全稱：Native Hard Pipe network
• 適用領域：網路通信

NHP發展及代際

第一代，載波通信（Carrier Communication）：基於頻分復用技術(FDM)的電路通信體制，屬於經典模擬通信的制式。在工程上，一路電話的電信號頻譜被限制在300~3400Hz範圍；考慮到保護性的頻率間隔，一路電話所占的頻帶頻寬為4KHz。隨著數字通信的興起，模擬的載波通信逐步退出市場。

第二代，PCM（Pulse Code Modulation，脈衝編碼調製）/PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy，準同步數字序列）：PCM由A.里弗斯於1937年提出，是連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼後產生的數位訊號，是數字通信的基礎。對於數字電話，CCITT規定抽樣頻率為8KHz，每個抽樣編碼為8位碼，因此通過PCM編碼後的每路電話的標準碼率為64Kbit/s。PDH是採用時分復用（TDM）技術，對數字電話進行復用，每路電話占用一個時隙通道。在ITU-T G.703標準中，PDH E1為基礎速率接口，速率2.048Mbit/s。E1幀中包含32個時隙，幀速率125μs。PDH通過TDM復用為過E2(8Mbit/s)， E3(34 Mbit/s)，E4(140 Mbit/s)高速信號；數字通信逐步進入高速光纖通信時代。PCM/PDH需要背靠背接口復用，復用/解復用複雜，逐步被第三代同步信道技術取代。

第三代，SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數字型系）：SDH在ITU-T G.703標準中定義，繼承了PCM/PDH幀速率，固定為125μs；引入了時鐘同步機制，採用同步傳送模組STM-N（Synchronous Transport Mode）信息架構，最基本的模組為STM-1，通過同步復用為STM-4/STM-16/STM-64等。SDH的幀結構中，定義了開銷、指針和淨荷區。其中開銷用於網路的運行、管理、維護；指針用於準確定位淨荷位置，用於靈活的載入和分離淨荷。SDH技術，統一的標準，靈活的分叉復用(ADM)，豐富的管理信息，確定性的低時延，齊全的業務承載能力，因此得到廣泛的市場套用。隨著寬頻的興起，超大容量的幹線通信需求，催生了第四代通信信道技術。

第四代，OTN（Optical Transport Network，光傳送網）/WDM（Wavelength DivisionMultiplexing 密集波分復用）：OTN在ITU-T G.709標準中定義，繼承了SDH強大的OAM&P理念，定義了豐富的開銷；同時通過ODUk子波長實現客戶側業務的透明傳送。OTN最小通道為ODU0，速率1.25Gbit/s。OTN連線埠速率，從10G擴展到100G、200G、400G等等。WDM採用波道復用的技術，是頻分復用在光纖通信上套用技術。當前WDM主要套用在C波段，逐步向L波段擴展。OTN和WDM技術，大幅度提升了光纖幹線傳輸頻寬。

第五代，OSU（Optical Service Unit，光業務單元）/OXC（Optical Cross-Connect，光交叉連線）： OTN定義最小的頻寬為ODU0（1.25Gbit/s），無法覆蓋Sub 1G的業務速率承載，無法兼容PDH/SDH。OSU集成了OTN連線埠大頻寬和SDH Sub1G的通道，同時提升對ETH業務承載的靈活性和承載效率。OXC技術是一種用於對高速光信號進行交換的技術，通常使用於光Mesh網中，是當前最先進的光傳輸、光交換工程技術的高度集成。

NHP獨占或復用確定的物理資源生成的通信信道，因此具備如下特點：硬隔離/高安全，高可靠，誤碼率≤10；確定低時延；多業務承載等。

五代NHP其它參數如下表所示：

代際	第一代	第二代	第三代	第四代	第五代
	載波	PCM/PDH	SDH	OTN/WDM	OSU/OXC
調製模式	模擬/數字	數字/NRZ	數字/NRZ	數字/PSK	數字/PSK
復用技術	FDM	TDM	TDM	TDM/FDM	TDM/FDM
物理隔離	頻道	時隙	時隙	時隙/波道	時隙/波道
頻寬	4KHz	/	/	100GHz/50GHz	FlexGrid(N*25GHz)
時隙速率	/	64K	2M	ODUflex(n*1.25G)	OSUflex(n*10M)
線路速率	-	140M	10G	OTUCn(n*100G)	OTUCn(n*100G)
線路通道數	數千路電話	1920	4032	n*80(n*100G)	n*1000(n*100G)

NHP網路商業價值

NHP技術源於電話電報電路交換通信，隨著通信的發展，廣泛套用於當代光纖通信；承載業務從早期的模擬通信發展到數字通信，從電話語音發展到網際網路、廣播電視、數據中心、雲計算；頻寬從窄帶發展到寬頻，超寬頻；NHP硬隔離/高安全、高可靠、確定低時延等特點，廣泛套用於工業控制領域。比如：電力調度與安全運行業務，遠程控制，油氣遠程控制，無人值守；礦山無人遠程控制等。第五代NHP技術，吸收了第三代、第四代技術優勢，可覆蓋全領域的套用，逐步收編。