通信网络技术-ch05传送网资料课件.ppt

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1、第五章传送网,参考教材第五章,PDH系统,PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列所谓PDH是以基群信号为基础，采用正码速调整和比特间插复用方式的系统和设备体系。,PDH复用结构,PDH是将每路模拟的语音信号进行抽样、量化、编码，变为一路64kbit/s的数字信号。为了提高线路利用率和传输容量，又采用时分复用技术，将多路64kbit/s数字信号以字节为单位进行间插复接。,脉冲编码调制PCM,101,111,110,000,001,010,011,100,u,t,t,抽样：用一定的时间间隔抽取信号的样值。,编码：将每个量值编为 8 位二进制码。,量

2、化：用有限个量值代替连续的样值。,1 0 0 1 0 1 1 1,0 1 1 1 1 1,1 1 1 0 1 0 1 1,0 0 0 0,1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0,话音频率：3003400Hz 抽样频率：fs=8KHz 话路速率：B=8bit8 KHz=64Kbit/s,PDH复用结构,通常PDH的帧结构用一个绘成一行的图或列表的形式来描述。图5.1所示为ITU-T建议的30/32帧结构。基群每帧125us，32个时隙，采用字节间插复用，16帧组成一个复帧，TS1TS31用于传信息（传送的信息统称为净荷），TS0传帧同步字及CRC校验码等用于运行、维护、管理的比特。,

3、图5.1 ITU-T的30/32帧结构,PDH复用结构,在PDH中，2048kbit/s的帧是按字节间插，8448kbit/s以上的各种高次群是逐比特间插复接，各支路比特在帧中的位置与低次群帧起始点无关，也就是说，低次群比特在高次群帧中传输是完全透明的。,准同步复接,准同步复接例：二次群形成过程,按码字复接例,11011001,10011101,11101011,按比特复接例,PDH缺点,PDH的两种制式互不兼容，从而引起国际互连方面的困难。上/下支路困难。低次群帧的起始点在高次群帧中没有固定位置，也无规律可循。造成设备的极大浪费。开销比特很少，不能提供足够的运行、管理和维护（Operatio

4、n，Administration and Maintenans，OAM）能力。,SDH系统,灵活的分插功能 SDH有强大的网络管理能力 强大的自愈能力具有后向兼容性和前向兼容性。,基群：2.048Mbps二次群：42.048开销8.448Mbps三次群：48.448开销34.368Mbps四次群：434.368开销139.264Mbps,提纲,PDH和SDH系统PDH和SDH系统SDH的帧结构复用和映射SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络,SDH的帧为块状结构，如图5.2所示。每帧长125us，由段开销、管理单元指针和通道开销和净负荷4大块组成，排列很有规律。,图

5、5.2 STM-N帧结构,SDH的帧结构,它由9行270 N列（字节）组成，每字节8个比特，一帧的周期为125ms，帧频为8kHz（每秒8000帧）。STM-1（N=1）是SDH最基本的结构，每帧周期125us，传19440比特（92708），传输速率194408000bit/s=155520kbit/s。STM-N是由N个STM-1经字节间插同步复接而成的，故其速率为STM-1的N倍。,STM-N帧结构,SDH通过分层结构来管理系统，不同的层有不同的管理开销，主要有段开销、高阶通道和低阶通道开销。STM-1段开销的安排如图5.3（a）所示。STM-N的段开销由N个STM-1段开销按字节间插同

6、步间插复用而成，但只有第一个（STM-1）的段开销完全保留，其余N1个STM-1的段开销仅保留A1、A2和3个B2字节，其他的字节全部省略。STM-N的段开销复接后，每个字节在帧中的位置可用三维矢量S（a，b，c）表示，其中a表示行数，b代表复列数（19），与相同名称字节在STM-1帧中的列数相同，c代表在复列内该字节的间插层数（1N），折合成行列数如下：行数=a 列数=N(b1)+c 例如，在STM-4中第一个STM-1的E2字节三维坐标为S（9，7，1），且N=4，故它所在的行列数如下：行数=9 列数=4(71)+1=25,SDH管理开销,图5.3 STM-1开销字节分配,段开销又可分为再

7、生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。再生段开销指不包含SDH复用设备的传输区间，复用段开销的定义与之相反。再生段开销位于每一帧前9列13行；复用段开销所处列的位置与再生段开销相同，行数为第59行。段开销部分各字节的含义如下。A1、A2：帧定位字节。J0：再生段踪迹字节。D1D12：数据通道字节。E1、E2：公务联络字节。F1：用户定义字节。B1：BIP-8比特交织奇偶校验字节。B2：BIP-24比特交织奇偶校验字节。K1、K2（b1b5）：自动保护切换字节。S1（b5b8）：同步状态字节。M1：复用段远端误块字节。K2（b6b8）：复用段远端缺陷指示。,段开销（SOH）,1,2,N,

8、1,2,N,1,2,N,偶校验1,偶校验2,偶校验N,1,2,N,BIP-N码,偶校验1,偶校验2,偶校验N,偶校验1,偶校验2,1,2,N,1,2,BIP-N偶校验运算方法：,A站（上游）,B站（下游）,自动保护倒换,K1,下行,上行,K1，K2,K2,下行,上行,故障！,管理单元指针（AU PTR）管理单元指针是管理单元的主要组成部分，它放置在每帧前9列的第4行。通道开销（POH）通道开销提供与各类容器相关的通道的管理与维护，提供虚容器从始发点到终端点之间管理与维护信息的通道。它与相应容器的数据一起组成虚容器后被传输，直至虚客器被分接为止。下面主要介绍在我国的SDH传输网中应用最广的VC-

9、4虚容器的通道开销各字节的安排：,在STM-1帧结构中，每个虚容器都由容器及其相关的通道开销组成。VC-4通道开销安排在每一帧的第10列，其具体字节的分配如图5.3（b），其含义如下。J1：通道跟踪字节。B3：通道比特交织奇偶校验字节。C2：信号标志字节。G1：通道状态字节。F2、F3：用户定义字节。H4：复帧指示字节。K3（b1b4）：自动保护倒换（APS）通路。N1：网络操作者字节。K3（b5b8）：备用比特。,VC-4通道开销,STM-1帧结构的第11270列为净负荷区，可以装入备阶准同步数字系列及其他数字信源的信息比特，其中包含少量复接单元产生的管理和维护字节。有时为方便起见，也把VC

10、-4通道开销归入净负荷字节数。,净负荷区,提纲,PDH和SDH系统PDH和SDH系统SDH的帧结构复用和映射SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络,各种业务信号纳入STM-N帧的过程都要经历映射、定位和复用三个步骤。,1容器（Container），C-nx（n=14）2虚容器（Virtual Container），VC-nx 基本虚容器，VC-n（n=1、2）高阶虚容器，VC-n（n=3、4）3支路单元（Tributary Unit），TU-nx（n=13）4支路单元组（Tributary Unit Group），TUG-n（n=2、3）5管理单元（Administ

11、rative Unit），AU-n（n=3、4）6管理单元组（Adminstraive Unit Group，AUG）7基本同步传输模块STM-18N阶同步传输模块STM-N,复接单元,容器(C),容器是SDH系统的基本负载单元,2 Mbit/s 准同步码流,码速调整字节,C12,除开销有效负荷之外容器也传输最终用户的信息,虚容器(VC),C,POH,一个虚容器包括:一个容器和通道开销 POH(Path Overhead),通道开销,VC12,C,容器,POH,支路单元(TU),TU 指针,TU12,VC12,虚容器,一个支路单元包括:一个虚容器(VC)包含基本负荷和通道开销 POH(Path

12、 Overhead)以及支路单元指针指针指出VC的开始和指针变化的终值，在TU帧的内部允许动态排列,支路单元组TUG一个或多个TU的组合管理单元AU提供高阶通道层和复用段层间适配功能的信息结构AU-nVC-nAU-n PTR管理单元组AUG一个或多个AU的组合,在SDH中，映射是指将PDH信号比特流或其他类型的信号比特流经过速率和格式的变换，放置到SDH容器中的确切位置上去。映射分为：同步映射和异步映射 异步映射采用码速调整进行速率适配，SDH中采用正/零/负码速调整和正码速调整两种。同步映射不需要速率适配，同步分为比特同步和字节同步，SDH中采用字节同步，并可细分为浮动模式和锁定模式。,映射

13、,例：C4的基帧结构如图所示，试问如何将139.264Mbps的信号映射进VC4?,例：C4的基帧结构如图所示，试问如何将139.264Mbps的信号映射进VC4?,第一步：C-4对输入信号进行码速调整,C-4基帧的结构：1个C-4基帧9个C-4子帧1个C-4子帧20个字码块1个字码块1byte头部12byte信息每个字码块的头部分别为：W、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、Y、Y、X、Y、ZW：8bit信息X：1个C码（调整控制比特）5个R码（固定塞入比特）2个O码（开销比特Y：8个R码（固定塞入比特）Z：6个信息码1个S码（调整机会码）1个R码（固定塞入比特）由此可以

14、推出：1个C-4子帧中固定含有的信息比特：12820861934bit如果不进行码速调整，C-4容器可容纳的数据速率为：193498kbps139.248Mbps 139.264Mbps对于139.264信号，需要几个子帧中的S携带信息比特？解：解：139.264Mbps信号在125us内能装载的信息比特数为：139.264Mbps*125us=17408bit而不进行码速调整时，C-4帧可容纳的数据比特数为：1934*9=17406bit，因此需17408-17406=2比特的S携带信息,第二步：加入VC-4通道开销,例：2Mbps支路信号同步映射进VC-12:,复用,复用是指几路信号逐字节

15、间插或逐比特间插合为一路信号的过程。在SDH中基本采用逐字节复用。图5.4（a）所示为STM-N的一般复用结构，它由一系列复接单元组成，说明了不同的同步数字系列信号是怎样经过若干中间复用步骤完成与SDH体制的接口。由STM-1至SDH高次序列的复用过程非常简单，体现了SDH同步复用的重要性。,从图5.4（b）的复用结构可以看出，若从容器C-12逐级复用，每一个STM-1模块可以包含63个2.048Mbit/s的支路信号；若从容器C-3逐级复用，一个STM-1模块只能容纳443=48个2.048Mbit/s的支路信号，传输速率的损失很大，一般很少使用。2.048Mbit/s的速率也是数字程控交换

16、机的标准接口速率，与SDH复接设备接口较方便。因此，一般只考虑常用的PDH基群和四次群在SDH中的复用过程。,我国规定的SDH复用映射结构,定位,定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程定位由TU-ATR或AUU-PTR完成,指针调整举例：当VC-4帧速率比AUG帧速率低时，以正调整来提高VC的帧速率,第1帧,第2帧,第3帧,第4帧,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3,VC4起始点,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+

17、1 n+1,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+1 n+1,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+1 n+1,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+1 n+1,指针值(n),指针值(I比特反转),正调整字节(占3字节),指针值(n+1),1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AUG 270,125 s250 s375 s500s,AU-4指针正调整,n n n,123456789123456789123456789123456789,第1帧,第2帧,第3帧,第4帧,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3

18、,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3,H1 Y Y,H2 1*1*,H3 H3 H3,VC4起始点,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+1 n+1,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+1 n+1,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+1 n+1,n-1 n-1 n-1 n n n n+1 n+1 n+1,指针值(n),指针值(D比特反转),负调整字节(数据),指针值(n-1),1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AUG 270,125 s250 s375 s500s,AU-4指针负调整,1234567891234567891234567891

19、23456789,指针调整举例：当VC-4帧速率比AUG帧速率高时，以负调整来提高VC的帧速率,2 Mbit/s 映射、复用、定位进STM-N,TUG-2,VC-1 POH,TU-1 指针,TUG-3,VC-12,TU-1,TUG-3,容器-1,容器-1,VC-1,VC-1,TU-1 指针,AU-4 指针,AU-4,AUG,VC-4,VC-4,AU-4 指针,SOH,AUG,AUG,STM-N,VC-1,TU-1 指针,TUG-2,TUG-2,TUG-3,TUG-3,VC-4 POH,逻辑联结,物理联结,2 Mbit/s负荷,C-12,VC-4,2.048Mbps信号：,C-12复帧：,VC-

20、12复帧：,328bit/125us=2.048Mbps,（492）8bit/125us=2.176Mbps,（491）8bit/125us=2.240Mbps,TU-12复帧：,TUG-2帧：,TUG-3帧：,498bit/125us=2.304Mbps,2.30436.912Mbps,6.9127928bit/125us(塞入字节)49.536Mbps,VC-4帧：,AU-4帧：,AUG帧：,49.536398bit/125us(POH)928bit/125us(塞入字节)150.336Mbps,150.33698bit/125us150.912Mbps,150.912Mbps,STM-1

21、速率：150.912898bit/125us(SOH)155.520Mbps,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备SDH设备一般化逻辑框图SDH网元设备SDH传送网结构基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络,SDH设备主要有以下3个方面的特点：,SDH提供高度的高级功能集成，允许不同的功能可以包含在某个具体物理设备中。设备实现时比PDH设备具有很大的灵活性。通过软件配置功能可将各种功能组合在同一设备中，不同功能组合构成不同类型的设备。设备的实现方法不依赖于功能。,图5.5 SDH设备的一般化逻辑化结构,复合功能块功能,1传送终端功能（Transport Terminal Fun

22、ction，TTF）2.高阶通道连接（Higher Order Path Connection，HPC）3高阶组装器（Higher Order Assembler，HOA）4低阶通道连接（Lower Order Path Connection，LPC）5高阶接口（Higher Order Interface，HOI）6低阶接口（Lower Order Interface，LOI）7辅助功能块 SDH设备要实用化，除了主信道的功能块以外，还必须含有定时、开销、管理等辅助功能块，主要有：同步设备管理功能（Synchronous Equipment Management Function，SEMF）

23、；消息通信功能（Message Communication Function，MCF）；同步设备定时源（Synchronous Equipment Function，SETS）。,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组成：,MSP,MST,MSA,w,SPI功能块的信号处理：,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组成：,MSP,MST,MSA,w,RST功能块的信号处理：,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组成：,MSP,MST,MSA,w,RST功能块的信号处理：,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组

24、成：,MSP,MST,MSA,w,MST功能块的信号处理：,收方向,CD,提取APS信令,K1、K2（b1-b5）,检测K2（b6-b8）,110,MS-RDI,111,MS-AIS,D点信号“1”,检测B2,不符,MS-BBE,越限,MS-EXC（B2）,D点信号“1”,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组成：,MSP,MST,MSA,w,MST功能块的信号处理：,发方向,DC,写MSOH,M1MS-REI,收MS-BBE时,K2110,MS-RDI,收MS-AIS时,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组成：,MSP,MST,MSA,w,MSP

25、功能块的信号处理：,进行复用段保护倒换启动条件RLOS、RLOF、MS-AIS不倒换时，信号透明传输1+1、1：1、1：n,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组成：,MSP,MST,MSA,w,MSA功能块的信号处理：,收方向,EF,消间插,AUG,NAU-4,解读指针,AU-PTR,H1H2H3全“1”,AU-AIS,F点信号全“1”,无效指针,8个NDF,AU-LOPF“1”,STM,A,B,C,D,E,F,SPI,RST,TTF功能组成：,MSP,MST,MSA,w,MSA功能块的信号处理：,发方向,写指针,AU-PTR,字节间插,NAU-4AUG,提纲,PDH和

26、SDH系统SDH网元设备SDH设备一般化逻辑框图SDH网元设备SDH传送网结构基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络,SDH传送网元有4种基本的设备类型：复用终端复用器（TM）插分复用器（ADM）数字交叉连接设备（DXC）再生中继器（REG）。,SDH网元设备,图5.6 SDH的网元,同步数字交叉连接设备（SDXC）,SDXC（简称DXC）允许接入不同等级速率的数字信号，能对接入信号的全部或一部分进行交叉连接（静态交换），也能从高阶信号中分出和插入低阶信号。DXC的主要设备有：DXC型、DXC型和DXC型，主要差别在交叉连接功能的能力上。我国最常用的DXC设备有DXC4/4、DX

27、C4/1和DXC1/0，一般可以表示为DXC X/Y，其中X表示接入端口数据流的最高等级，可取0、1、2、3、4，其中0为64kbit/s端口，14为相应的PDH端口速率。Y表示参与交叉连接的最低级别，可取1、2、3、4，代表PDH的14次群。,分/插复用设备（ADM）,分插复用设备是在无须分接或终结整个STM-M信号的条件下，能分出和插入STM-M信号中的任何支路信号的设备，因此，这种设备有东西两个高速线路口。ADM也分为.1和.2两种类型。,终端复用设备（TM）,终端复用设备用于把速率较低的PDH信号或STM-N信号组合成一个速率较高的STM-M（MN）信号，或作相反的处理，因此，终端复用

28、设备只有一个高速线路口。根据支路口信号速率情况，TM分为低阶终端复用设备（类）和高阶终端复用设备（类）两大类，每一类又有两种型号（1型和2型）。,同步再生器（REG）,REG的基本功能是接收来自光纤线路的信号，将它再生，并往下一段光纤线路传送。它还要产生新的再生段开销加到承载信号上，并能对线路信号质量进行监视。,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备SDH设备一般化逻辑框图SDH网元设备SDH传送网结构基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络,SDH传送网结构,图5.7 SDH传送网的物理拓扑结构,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)MSTP

29、技术的发展历史MSTP中的技术支持虚级联技术链路容量调整机制LCAS通用成帧规程GFP弹性分组环RPR内嵌MPLS的MSTP 光自动交换网络,MSTP的基本概念,MSTP是指基于SDH平台同时实现TDM、ATM、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。MSTP吸收了以太网、ATM、MPLS、RPR（弹性分组环）等技术的优点，在SDH技术的基础上，对业务接口进行了扩充，在业务接口板增加了以太网、ATM、MPLS、RPR等处理能力，从而成为统一以上业务的多业务传送平台，也因此成为城域网的热点技术。,MSTP技术的发展主要体现在对以太网业务的支持上，包括最初提供以太网点到点透明传输

30、的第一代MSTP，以及当前支持以太网二层交换能力的第二代MSTP，直到近来的第三代MSTP。,MSTP的发展历史,第一代MSTP技术是将以太网信号直接映射到SDH的虚容器（VC）中，进行点到点传送；提供以太网透传租用线业务，业务粒度受限于VC，一般最小为2Mbit/s，不能提供不同QoS的以太网业务，不提供流量控制；不提供多个以太网业务流的统计复用和带宽共享；保护完全基于SDH。,第一代MSTP,第二代MSTP的特点是支持以太网二层交换。它是在一个或多个用户以太网接口之间，以一个或多个独立的，基于SDH虚容器的点对点链路，实现基于以太网链路层的数据帧交换。第二代 MSTP可提供基于802.3x

31、的流量控制、多用户隔离和VLAN划分、基于STP(生成树协议)的以太网业务层保护及基于 802.1p的优先级转发。但是第二代MSTP 也有一些缺点：不能提供良好的QoS支持，无法很好的取代利润丰厚的租线业务；基于STP的业务层保护时间太慢；而VLAN的4096地址空间使其在主干节点的扩展能力很受限制,不适合大型城域公网应用。,第二代MSTP,另外，节点处在环上不同位置时，其业务的接入是不公平的；MAC地址的学习/维护以及MAC地址表影响系统性能；基于802.3x的流量控制只是针对点到点链路；多用户/业务的带宽共享是对本地接口而言,还不能对整个环业务进行共享。,第二代MSTP,第三代 MSTP技

32、术的主要特征是引入了中间的智能适配层(利用MPLS或RPR技术实现)、采用GFP高速封装协议、支持VC虚级联和LCAS(链路容量自动调整)机制，因此可支持多点到多点的连接、具有可扩展性、支持用户隔离和带宽共享、支持QoS、SLA(业务提供者与用户之间的业务协定)增强、阻塞控制以及公平接入。,第三代MSTP,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)MSTP技术的发展历史MSTP中的技术支持虚级联技术链路容量调整机制LCAS通用成帧规程GFP弹性分组环RPR内嵌MPLS的MSTP 光自动交换网络,级联,级联是一种数据封装映射技术，它可将多个虚容器组合起来，作为一

33、个保持比特序列完整性的单容器使用，实现大颗粒业务的传输。级联分为相邻级联和虚级联,相邻级联,相邻级联是将同一STM-N数据帧中相邻的虚容器级联成C-4/3/12-Xc格式，作为一个整体结构进行传输特点在整个传输过程中保持了相邻带宽的整体性必须在整个通路中所有设备都具有此功能,261 N字节,N1,B3,C2,G1,F2,H4,F3,K3,J1,MSOH,AU-4 PTR,RSOH,9N,4,固 定 塞 入 字 节,VC-4-XC,STM-N,9,1,C-4-XC相邻级联,相邻级联,虚级联技术,VC-n单元可分属于不同的STM-N中，具有自己独立的结构和相应的POH序列；通过虚级联的复帧标示符（

34、MFI）、序列标示符（SQ）加以标识（其属于LCAS和VC控制帧），形成一个虚拟的大容器（VC-n-Xv）（或称为虚容器组）进行传输。这样每个独自的VC-n作为虚容器组的不同成员，可以通过不同的路径传输，只要在目的端汇聚即可，无须途径设备提供级联功能。,虚级联技术,虚级联中的复帧标识符和序列标识符,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)MSTP技术的发展历史MSTP中的技术支持虚级联技术链路容量调整机制LCAS通用成帧规程GFP弹性分组环RPR内嵌MPLS的MSTP 光自动交换网络,链路容量调整机制（LCAS）,虚级联技术只是提供一个更为有效的组合装载单元

35、的可能方案，保证IP数据业务在SDH承载网上实现端到端的高效传送还需要一种真正的管理机制。即链路容量调整机制链路容量调整机制是建立在源和目的之间双向往来的控制信息系统。这些控制信息可以根据需求，动态地调整虚容器组中成员的个数，以此来实现对带宽的实时管理，从而在保证承载业务质量的同时，大大提高了网络利用率。LCAS和VC控制帧结构如图5.8所示。,在高阶虚级联（VC-3/4）过程中，LCAS和VC控制帧在H4字节中传输，在低阶虚级联（VC-12）采用K4字节传输LCAS和VC控制帧。,图5.8 LCAS和VC控制帧结构,链路容量调整机制（LCAS）,虚级联的建立/清除、成员的增加/减少是通过改变

36、LCAS和VC控制帧中控制命令域里状态字段中的指令，在源和目的间建立通信进程来实现的。其中命令状态包括：IDLE（空闲状态）、NORM（正常状态）、ADD（增加指令）、REMOVE（删除指令）、EOS（结束状态）和DNU（路径失效状态）。,链路容量调整机制（LCAS）,VCG中某VC（设为成员i）失效：a.VCG链路末端节点首先检测出故障并向首端发送成员失效消息（MST=FAIL），指出失效成员（成员i）；b.首端节点将成员i的控制字段CTRL置为“不可用(DNU)”发往末端节点；c.末端节点开始仅采用正常的VCs重组VCG（即将失效的VC从VCG中暂时删除）；d.此时首端节点亦将失效VC从V

37、CG中暂时删除，仅采用正常VCs发送数据；,LCAS工作过程（以删除成员为例）,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)MSTP技术的发展历史MSTP中的技术支持虚级联技术链路容量调整机制LCAS通用成帧规程GFP弹性分组环RPR内嵌MPLS的MSTP 光自动交换网络,GFP提供了一种通用的将高层信号映射到同步物理传输网络的方法。GFP在帧头域和载荷映射上定义了两个可选域,除了承载以太网MAC帧，它还可以用来承载PPP等。,通用成帧规程（GFP）,GFP封装以太网MAC帧的过程封装过程如下:(1)接收以太网MAC帧,并计算其长度;(2)确定GFP核心标识中P

38、LI域的值并计算相应的CRC值;(3)确定类型标识中的值及计算相应的CRC值;(4)确定是否需要扩展标识,如果需要确定其各项值;(5)将以太网MAC帧从SFD后所有的字节作为GFP的净负荷;(6)确定是否需要帧校验和域,如果需要计算其值;(7)对GFP的数据(除了核心标识)进行扰码;(8)如果需要,发送空闲帧(IdleFrame)作为帧间隔字节。同样,接收端的解封装与发送端相反,要进行去扰码、CRC错误检验、去除GFP帧头的字节以恢复出以太网MAC帧。,3，通用成帧规程(GFP),图5.9第一代MSTP基本功能模型,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)M

39、STP技术的发展历史MSTP中的技术支持虚级联技术链路容量调整机制LCAS通用成帧规程GFP弹性分组环RPR内嵌MPLS的MSTP 光自动交换网络,RPR技术集IP的智能化、以太网的经济性以及光纤环网的带宽效率、可靠性于一体，为宽带IP城域网运营商提供了一个良好的组网方案。RPR技术使运营商在城域网内以低成本提供电信级的服务成为可能，在提供类似于SDH网络可靠性的同时降低了传送费用。RPR 有别于传统MAC最吸引人的特点是具有电信级的可靠性,使其不仅仅只是局限于处理面向数据的业务传送，同时可以形成处理多业务传送的综合传输解决方案。可以这样说，RPR 是 IP 技术与光网络技术直接融合的产物，它

40、源于客户对IP业务发展的需求，顺应最新的技术潮流，为IP城域网的建设带来了一套低成本、高品质的解决方案。RPR协议是一个工作在OSI协议栈第二层的介质访问控制(MAC)协议,具有和物理层的无关性，可运行于SONET/SDH、Ethernet和DWDM之上。,弹性分组环,与 SDH 拓扑结构类似，RPR 为互逆双环拓扑结构，环上的每段光路工作在同一速率上。不同的是，RPR的双环都能够传送数据，两个环被分别称为0环(Ringlet0)和1环(Ringlet1)。,图5.11 RPR环,弹性分组环-双环结构及空间复用技术,弹性分组环-保护和恢复机制,如果没有任何带宽公平机制，RPR节点接入传输介质后

41、，可能会长时间无限制地占用全部带宽，致使其下游带宽总也得不到相应的带宽而无法传送，这就是所谓的带宽“饥饿”问题。为了克服这一问题，RPR采用了公平性算法，确保了环上的每一个节点都能公平地享用可申请带宽。如图5.13所示，假设总的带宽为2Gbit/s，则当A、B、C、D都向E节点发送业务的时候，每条链路将占用500Mbit/s带宽。,图5.13 带宽公平算法,弹性分组环-带宽公平算法,协议提供两种公平性算法：,保守型算法：拥塞节点发出公平消息后，会等待上游节点调整到公平速率，然后对调整后的情况进行分析，如果拥塞没有解除，再次发送公平消息，如此持续，一直到拥塞解除。积极型算法：拥塞节点持续向上游节

42、点发送最新的估计公平速率（每100us发送一次），直到拥塞解除后，该节点向上游节点通知拥塞解除，则上游节点可以逐渐增大发送速率。如此持续，直到拥塞解除。由于有上次调整的经验，因此，各节点会比上次更快地进入平衡速率。,图5.10内嵌RPR的MSTP功能结构,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)MSTP技术的发展历史MSTP中的技术支持虚级联技术链路容量调整机制LCAS通用成帧规程GFP弹性分组环RPR内嵌MPLS的MSTP 光自动交换网络,MPLS技术产生原因：为了能够将真正的QoS引入以太网业 务，需要在以太网和SDH间引入一个中间的智能适配层来处 理以

43、太网业务的QoS要求，于是MPLS技术便应运而生。1MPLS在城域传送网技术中的优势：MPLS在接入网和城域网中通过封装可实现对几乎所有网络协议的支持。各个网络层次、网络结构之间，不同厂家设备之间的互通能力强。业务辨认能力强。业务区分能力强。提供端到端信令。对流量工程的支持。业务调度更加灵活。业务颗粒区分更加细致。MPLS标准成熟，几乎所有的设备供应商都支持MPLS。,内嵌MPLS的MSTP,目前，大部分厂家在新一代的MSTP设备上已支持内嵌MPLS功能，其中部分设备的MPLS技术是与RPR（弹性分组环）技术结合出现的，同时也可以在无RPR功能的以太网卡上支持MPLS功能。,图5.14 MPL

44、S承载以太网业务在MSTP中传送的模型,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络光自动交换网络的起源ASON的概念ASON的关键性技术ASON的组网及应用,传统SDH光网络主要为语音业务而设计，其网络扩展性差，并且带宽利用率较低，随着网络规模越来越大，人们希望借助新技术，实现业务的动态申请、选路、业务自动建立，从而简化网络的业务管理，降低运营成本。这样光自动交换网络就应运而生。2000年前后，国际标准化组织和论坛（如ITU-T、IETF、OIF、TMF等）纷纷着手ASON标准化的研究。ITU-T、IETF和OIF之间工作具有很强的互补性。图5.

45、15所示为ASON标准化组织的不同侧重点和相互的关系。,光自动交换网络,提纲,PDH和SDH系统PDH和SDH系统SDH的帧结构复用和映射SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络,图5.15ASON标准化组织的不同侧重点和相互关系,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络光自动交换网络的起源ASON的概念ASON的关键性技术ASON的组网及应用,ASON（Automatically Switched Optical Network）即自动交换光网络，也称为智能光网络，它是在选路和信令控制下，完成自动交换功能的新一代光网

46、络，是一种标准化了的智能光传送网。ASON首次将信令和选路引入传送网，通过智能的控制层面来建立呼叫和连接，使交换、传送、数据3个领域又增加了一个新的交集，实现了真正意义上的路由设置、端到端业务调度和网络自动恢复，是光传送网的一次具有里程碑意义的重大突破，被广泛认为是下一代光网络的主流技术。,ASON的定义,图5.16ASON的体系结构,ASON的体系结构,控制平面的引入是ASON不同于传统传送网的一个根本点，它由一组通信实体和控制单元（OCC）组成，负责完成对连接的建立和删除以及其他操作的控制功能传送平面就是传统的SDH网络，它负责完成光信号传输、复用、配置保护倒换、交叉连接等功能，并确保所传

47、光信号的可靠性管理平面完成传送平台、控制平面和整个系统的维护功能，主要面向网络管理者，着重对网络运行情况的掌握和网络资源的优化配置，负责所有平面间的协调和配合。,ASON的3种平面,信令：连接的建立、拆除和维护,路由：路由信息收集、路径计算,资源管理：邻居发现、资源发现和故障定位,控制平面的主要作用,永久连接,图5.17（a）永久连接,永久连接是从管理平面直接配置传送平面资源来建立连接，这种连接的发起者和配置者都是管理平面，一旦建立连接，在没有管理平面的相应拆除命令情况下连接就一直存在,交换连接,图5.17（b）交换连接,交换连接的建立是由控制平面的请求来产生的，对传送平面资源的配置也是由控制

48、平面来完成的。这种连接是应用户的请求而建立的，一旦用户拆除请求，那么这条连接就在控制平面的控制下自动拆除了。交换式连接的引入是整个ASON的核心所在。,软永久连接,图5.17（c）软永久连接,软永久连接是介于以上两种连接之间，其中用户到网络的部分是永久连接，网络内部是交换连接。这种连接建立的请求也是从管理平面发出的，但对传送网资源的配置却是由控制平面完成的。这种连接的拆除也是在管理平面的命令下完成的,ASON同传统光网络的区别在于它增加了一个控制平面，ASON控制平面既适用于光传送网（OTN），也适用于SDH。从图中可以看出，要构成ASON必须是SDH/OTN+控制平面+新一代网管平面，三者缺

49、一不可。,图5.18 SDH、OTN和ASON的关系,ASON和传统光传送网络之间的关系,提纲,PDH和SDH系统SDH网元设备基于SDH的多业务传送节点(MSTP)光自动交换网络光自动交换网络的起源ASON的概念ASON的关键性技术自动发现机制分布式呼叫连接管理DCM模型ASON的路由技术ASON的组网及应用,通过一组链路连接的对等网元必须发现邻居网元的ID，并确定各自端口的相互映射关系和协商它们在链路上能够支持的服务，此外，物理线路冲突（如光纤连接错误）也能被自动检测到自动发现技术包括物理介质层上邻接的发现、层邻接的发现和控制实体的逻辑邻接的发现。,自动发现机制,（1）邻居发现。自动邻居发

50、现过程允许直连的相邻网元设备确认彼此的身份端口ID和对所连接的远端接口进行认证。,图5.19 基于带内IPCC实现方式的自动邻居发现过程,自动发现机制,（2）服务发现。与邻居发现过程相关联（在其完成之后被激活），消息交换也是基于IP控制信道（IPCC）。此过程主要存在于相邻网元对等实体之间，用于描绘设备的能力以及从邻居获得相关的传送网服务信息。其另一个重要功能就是得到相邻网元接口的限制信息。（3）层邻居发现。在获得了物理介质层（如光纤层）上的邻接关系和两端节点的IP地址之后，就可以发现不同层上的链路连接关系(例如，光层上有无SDH)。,自动发现机制,ASON控制平面提出的DCM基本信令功能就是