寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第6章IPOVERSDH技術(shù)SDH基本原理IPOverSDH技術(shù)EthernetoverSDH技術(shù)DWDM技術(shù)分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)主要內(nèi)容重點(diǎn)HDLC、PPP的工作原理IPOverDWDM的參考模型難點(diǎn)SDH的幀結(jié)構(gòu)EthernetoverSDH技術(shù)PTN技術(shù)重點(diǎn)難點(diǎn)6.1.1SDH特點(diǎn)（1）靈活的分插功能。（2）SDH有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理能力。（3）強(qiáng)大的自愈能力。（4）SDH有標(biāo)準(zhǔn)的光接口規(guī)范，不同廠家設(shè)備可以在光路上互聯(lián)，真正實(shí)現(xiàn)橫向兼容。（5）SDH具有后向兼容性和前向兼容性。6.1SDH基本原理6.1.2SDH基本知識(shí)1．SDH的速率等級(jí)

在SDH中幀稱為同步傳輸模塊STM，基本傳輸速率155.520Mbit/s下的幀結(jié)構(gòu)記作STM-1。同時(shí)也可將STM-N稱為SDH傳輸速率等級(jí)，對(duì)應(yīng)的速率分別為N×155.520Mbit/s。

相應(yīng)的SONET幀結(jié)構(gòu)則記作同步傳輸信號(hào)STS，采用的是類似的定義方法，但是STS-1等級(jí)速率定義為51.840Mbit/s。6.1SDH基本原理標(biāo)準(zhǔn)SONET速率和SDH速率相比6.1SDH基本原理光載波級(jí)別STS級(jí)別SDH級(jí)別線路速率OC-1STS-1STM-051.840Mbit/sOC-3STS-3STM-1155.520Mbit/sOC-9STS-9466.560Mbit/sOC-12STS-12STM-4622.080Mbit/sOC-18STS-18933.120Mbit/sOC-24STS-24STM-81.244Gbit/sOC-36STS-361.866Gbit/sOC-48STS-48STM-162.488Gbit/sOC-96STS-964.976Gbit/sOC-192STS-192STM-649.953Gbit/s2．SDH的幀結(jié)構(gòu)STM-N幀結(jié)構(gòu)格式6.1SDH基本原理9×270×N字節(jié)RSOHAUMSOH134599×N261×N270×N字節(jié)9行AU-PTR段開銷（SOH）是為了保證負(fù)載信息能夠正確傳送所必須附加的字節(jié)，主要是供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、管理和維護(hù)使用，具體包括如幀定位、監(jiān)測(cè)、公務(wù)、保護(hù)倒換等屬于F1、F2層等需要完成的操作，SOH進(jìn)一步分為復(fù)用段開銷（MSOH）和再生段開銷（RSOH），其中，MSOH用于各個(gè)數(shù)字段的管理維護(hù)，RSOH用于幀定位和再生段的管理維護(hù)。管理單元（AU）分成兩部分，AU指針（AU-PTR）和負(fù)載區(qū)，其中AU-PTR占去幀結(jié)構(gòu)中的第4行的第1至9列位置，負(fù)載區(qū)則占用其他AU空間，即第10列到第270列共261列的所有區(qū)域，用以傳輸用戶信息和通道層開銷。6.1SDH基本原理STM-1段開銷6.1SDH基本原理A1A1A1A2A2A2J0x*B1E1F1xxD1D2D3xx

管理單元指針（AU-PTR）B2B2B2K1K2D4D5D6D7D8D9D10D11D12S1M1E2xxRSOHMSOH×為國(guó)內(nèi)使用的保留字節(jié)；△與傳輸媒質(zhì)有關(guān)的特征字節(jié)；*不擾碼字節(jié)注：所有未標(biāo)記字節(jié)為將來國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)確定（1）再生段開銷（RSOH）的定義和功能RSOH用于實(shí)現(xiàn)STM-1幀同步和再生段管理維護(hù)功能。幀定位字節(jié)A1，A2再生段蹤跡字節(jié)J0再生段誤碼監(jiān)視字節(jié)B1再生段公務(wù)通信字節(jié)E1使用者通路字節(jié)F1再生段數(shù)據(jù)通信通道字節(jié)（DataCommunicationChannels，DCC）：D1，D2，D3。6.1SDH基本原理（2）復(fù)用段開銷（MSOH）的定義和功能

MSOH用于數(shù)字段的管理維護(hù)。復(fù)用段誤碼監(jiān)視字節(jié)B2。數(shù)據(jù)通信通道字節(jié)D4～D12復(fù)用段公務(wù)通信字節(jié)E2自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）通路字節(jié)K1，K2（b1～b5）復(fù)用段遠(yuǎn)端缺陷指示（MS-RDI）：K2（b6～b8）同步狀態(tài)S1（b5～b8）。復(fù)用段遠(yuǎn)端差錯(cuò)指示（MS-REI）字節(jié)M16.1SDH基本原理（3）通道開銷（POH）的定義和功能

POH用于傳輸路徑的接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)、差錯(cuò)控制、通道層管理。高階虛容器VC-4和VC-3的通道開銷相同，均為9個(gè)字節(jié)，即字節(jié)J1、B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3和N1稱為高階通道開銷；低階虛容器VC-12的通道開銷為V5、J2、N2和K4四個(gè)字節(jié)，稱為低階通道開銷。6.1SDH基本原理高階通道蹤跡J1：通道接入標(biāo)志使用J1字節(jié)，將連續(xù)16個(gè)VC-4作為一組，對(duì)16個(gè)J1字節(jié)統(tǒng)一定義。高階通道誤碼檢測(cè)B3：采用BIP-8編碼方式對(duì)VC-4中的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。通道狀態(tài)G1：通道差錯(cuò)控制使用G1字節(jié)，高階通道使用者字節(jié)F2、F3：表示供通道用戶使用的數(shù)據(jù)信道。高階通道信號(hào)標(biāo)記C2：用以標(biāo)識(shí)VC中存放的數(shù)據(jù)格式，如不同的PDH數(shù)據(jù)格式以及ATM信元和FDDI、DQDB的數(shù)據(jù)類型。位置指示字節(jié)H4：用以指示用戶裝載在VC-4中的數(shù)據(jù)的相對(duì)位置。6.1SDH基本原理自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)K3：自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)K3的b1～b4用于傳送高階通道的自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者字節(jié)N1：用來提供串聯(lián)連接監(jiān)視（TCM）功能。V5字節(jié)：V5字節(jié)是VC-12復(fù)幀的第一個(gè)字節(jié)，用于誤碼檢測(cè)、信號(hào)標(biāo)記和VC-12通道的狀態(tài)指示等功能。低階通道蹤跡字節(jié)J2：用于在低階通道（VC-12）接入點(diǎn)重復(fù)發(fā)送低階通道接入點(diǎn)識(shí)別符，接收端利用J2來確認(rèn)自己與預(yù)定的發(fā)送端是否處于持續(xù)的連接狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者字節(jié)N2：提供串聯(lián)連接監(jiān)控（TCM）功能。自動(dòng)保護(hù)倒換通路字節(jié)K4。6.1SDH基本原理（4）AU-PTR的定義和功能

AU-PTR的作用除了前面講述的可以用于描述VC-4轉(zhuǎn)入相應(yīng)的AU-4中時(shí)可以允許VC-4從AU-4負(fù)載區(qū)的任意位置（字節(jié)對(duì)齊）開始到下一個(gè)AU-4同一位置結(jié)束，同時(shí)AU-PTR允許當(dāng)VC-4中的數(shù)據(jù)使用一個(gè)不同于STM-1的發(fā)送時(shí)鐘時(shí)，VC-4起始位置相對(duì)于AU-4起始位置會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，AU-PTR可以用于數(shù)據(jù)滑動(dòng)。6.1SDH基本原理AU-PTR指針6.1SDH基本原理

H1

Y

Y

H2

1＊

1＊

H3

H3

H31＊=全1

Y=1001SS11（S表示未規(guī)定）H1、H2為指針值H3為負(fù)調(diào)整機(jī)會(huì)字節(jié)AU-PTR指針區(qū)中的H1和H2定義6.1SDH基本原理N

N

N

N

S

S

I

D

I

D

I

D

I

D

I

DH2H1指針值遞增比特I和遞減比特D有三種作用：①表示VC-4在AU-4中的位置，VC-4計(jì)數(shù)的起始位置是從AU-PTR后面的第1比特位置開始，以3字節(jié)為單位表示②當(dāng)VC-4時(shí)鐘快于STM-1時(shí)鐘時(shí)，有多余數(shù)據(jù)無(wú)法填入VC-4中發(fā)送，當(dāng)多余數(shù)據(jù)滿3個(gè)字節(jié)時(shí)，填入H3域，同時(shí)將D比特?cái)?shù)據(jù)中1和0翻轉(zhuǎn)。③當(dāng)VC-4時(shí)鐘慢于STM-1時(shí)鐘時(shí)，VC-4可能不及裝滿，此時(shí)當(dāng)缺少的數(shù)據(jù)達(dá)到3個(gè)字節(jié)時(shí)，令A(yù)U-PTR后的3個(gè)字節(jié)不填塞數(shù)據(jù)即置空，同時(shí)將I比特?cái)?shù)據(jù)中1和0翻轉(zhuǎn)。3．復(fù)用和映射6.1SDH基本原理C-4C-3C-2C-12C-11VC-4VC-3VC-2VC-12VC-11TU-3TU-2TU-12TU-11AU-3AU-4TUG-2TUG-3VC-3AUGSTM-N1.5Mbit/s2Mbit/s6Mbit/s45Mbit/s34Mbit/s140Mbit/sATM指針處理映射定位復(fù)用×4×3×1×1×1×3×3×7×7容器（C：Container）

一種用于裝載各種速率業(yè)務(wù)信號(hào)的信息結(jié)構(gòu)；虛容器（VC：VirtualContainer）

用于支持SDH通道層連接的信息結(jié)；VC=C+POH支路單元（TU：TributaryUnit）

一種提供低階通道層和高階通道層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)；TU=VC+PTR支路單元組TUG：TributaryUnitGroup）

由一個(gè)或多個(gè)在高階VC凈負(fù)荷中占據(jù)固定的、確定位置的支路單元組成；6.1SDH基本原理管理單元（AU：AdministrationUnit）

提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)；管理單元組AUG：AdministrationUnitGroup）

由一個(gè)或多個(gè)在STM-N凈負(fù)荷中占據(jù)固定的、確定位置的管理單元組成；

6.1SDH基本原理6.1.3SDH網(wǎng)絡(luò)設(shè)備1．終端復(fù)用設(shè)備

終端復(fù)用設(shè)備（TerminalMultiplexer，TM）用于把速率較低的PDH信號(hào)或STM-N信號(hào)組合成一個(gè)速率較高的STM-M（M≥N）信號(hào)，或作相反的處理，因此終端復(fù)用設(shè)備只有一個(gè)高速線路口。

根據(jù)支路口信號(hào)速率情況，TM分為低階終端復(fù)用設(shè)備（I類）和高階終端復(fù)用設(shè)備（II類）兩大類，每一類又有兩種型號(hào)（1型和2型）。6.1SDH基本原理I類終端復(fù)用設(shè)備提供把PDH支路信號(hào)映射、復(fù)接到STM-N信號(hào)的功能。6.1SDH基本原理第一類終端復(fù)用設(shè)備I類終端復(fù)用設(shè)備G.703STM-NII類終端復(fù)用設(shè)備提供把速率較低的若干STM-N信號(hào)組合成一個(gè)速率較高的STM-M（M＞N）信號(hào)的能力。6.1SDH基本原理第二類終端復(fù)用設(shè)備II類終端復(fù)用設(shè)備STM-NSTM-M2．分插復(fù)用設(shè)備

分插復(fù)用設(shè)備（AddandDropMultiplexer，ADM）是SDH中應(yīng)用最廣的設(shè)備。它可以在無(wú)需分接或終結(jié)整個(gè)STM-M信號(hào)的條件下，能分出和插入STM-M信號(hào)中的任何支路信號(hào)的設(shè)備。

ADM分為兩種類型，分別是III.1型和III.2型。6.1SDH基本原理分插復(fù)用設(shè)備6.1SDH基本原理G.703分插復(fù)用設(shè)備STM-MSTM-M分插復(fù)用設(shè)備STM-MSTM-MSTM-NM≥NIII.1型分插復(fù)用設(shè)備III.2型分插復(fù)用設(shè)備

ADM的主要功能和應(yīng)用：通過ADM內(nèi)部的時(shí)隙交換功能，允許兩個(gè)STM信號(hào)之間進(jìn)行不同VC的互聯(lián)。方便進(jìn)行帶寬管理?？梢詾榻K端復(fù)用器將兩個(gè)SDH光接口分別做主備用。可使用ADM構(gòu)成各種高可靠的自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)。6.1SDH基本原理3．?dāng)?shù)字交叉連接設(shè)備

數(shù)字交叉連接設(shè)備（DigitalCrossConnect，DXC）是現(xiàn)代通信網(wǎng)中最重要的設(shè)備之一。它是一種具有一個(gè)或多個(gè)PDH或SDH信號(hào)端口，并至少可以對(duì)任何端口之間接口速率信號(hào)進(jìn)行可控連接和再連接的設(shè)備。6.1SDH基本原理交叉連接設(shè)備6.1SDH基本原理交叉連接矩陣1分接電路1mn1m1復(fù)接電路1m11m復(fù)接電路分接電路控制電路

DXC設(shè)備是一種集復(fù)用、交換、保護(hù)/恢復(fù)、監(jiān)控和網(wǎng)管等功能于一體的傳輸設(shè)備，基本功能：分接復(fù)接功能分離業(yè)務(wù)功能電路調(diào)度功能簡(jiǎn)單易行的網(wǎng)絡(luò)配置網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)管理保護(hù)倒換功能恢復(fù)功能通道監(jiān)視功能測(cè)試接入功能6.1SDH基本原理6.1.4SDH傳輸網(wǎng)1．SDH傳輸網(wǎng)的分層模型

傳輸網(wǎng)從垂直的方向分層，依次可以劃分為電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層。每一層還可以進(jìn)一步細(xì)分，比如通道層可以分為高階通道層和低階通道層；傳輸媒質(zhì)層可以分為段層和物理層；段層有可以分為復(fù)用段層和再生段層。6.1SDH基本原理SDH傳輸網(wǎng)的分層模型6.1SDH基本原理電路層再生段層復(fù)用段層物理層VC-11VC-12VC-2VC-3VC-3VC-4低階通道層高階通道層段層通道層傳輸媒質(zhì)層SDH傳送層電路層（1）電路層

電路層不包括在SDH傳送層中，它是直接面向通信業(yè)務(wù)的，根據(jù)所提供的業(yè)務(wù)還可以將電路層分類，如分為電路交換層網(wǎng)、分組交換網(wǎng)、租用線路網(wǎng)等。（2）通道層

通道層是SDH傳輸網(wǎng)中主要載體，涉及通道層接入點(diǎn)（AP）之間的信息傳遞，并支持一個(gè)或多個(gè)電路層，為其提供服務(wù)。（3）傳輸媒質(zhì)層

傳輸媒質(zhì)層與傳輸媒質(zhì)有關(guān)，它支持一個(gè)或多個(gè)通道層，為通道層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供合適是通道容量。傳輸媒質(zhì)層可以分為段層和物理層。6.1SDH基本原理2．SDH傳輸網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（1）線型SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)

線型網(wǎng)（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)可以看作是線型網(wǎng)的種特殊情況）是SDH網(wǎng)絡(luò)中比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问?，常用于中繼網(wǎng)和一些不是很重要的長(zhǎng)途線路。

在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，為了使兩個(gè)非相鄰點(diǎn)之間完成連接，其間的所有點(diǎn)都應(yīng)完成連接功能。線型網(wǎng)的兩個(gè)端點(diǎn)稱為終端節(jié)點(diǎn)，常采用終端復(fù)用設(shè)備（TM）；中間節(jié)點(diǎn)稱分/插節(jié)點(diǎn)，采用分插/復(fù)用設(shè)備（ADM）。6.1SDH基本原理線型SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)6.1SDH基本原理線形SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)終端復(fù)用設(shè)備終端復(fù)用設(shè)備分插復(fù)用設(shè)備帶保護(hù)的線形SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)終端復(fù)用設(shè)備終端復(fù)用設(shè)備分插復(fù)用設(shè)備（2）環(huán)型SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)

環(huán)型SDH傳輸網(wǎng)是用線路將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來，首尾相連，沒有任何開放節(jié)點(diǎn)。環(huán)型網(wǎng)可分為單向環(huán)型網(wǎng)和雙向環(huán)網(wǎng)。單向環(huán)網(wǎng):各節(jié)點(diǎn)由具有單向傳輸鏈路的分插復(fù)用設(shè)備構(gòu)成。雙向環(huán)網(wǎng):各節(jié)點(diǎn)由具有雙向傳輸鏈路的分插復(fù)用設(shè)備構(gòu)成。環(huán)型網(wǎng)結(jié)構(gòu)中除使用ADM外，也可使用數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）。6.1SDH基本原理環(huán)型SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)6.1SDH基本原理ADM/DXCADM/DXCADM/DXCADM/DXC

IPOverSDH技術(shù)

IPoverSDH也被稱為PacketoverSDH（POS）是指在SDH網(wǎng)絡(luò)上直接運(yùn)行IP業(yè)務(wù)，這主要得益于SDH的廣泛應(yīng)用和新一代千兆位交換路由器技術(shù)的發(fā)展，使得無(wú)需ATM就能實(shí)現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的交換。6.2IPOverSDH技術(shù)6.2.1IPOverSDH網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)IETF定義的POS6.2IPOverSDH技術(shù)高層業(yè)務(wù)高層IP網(wǎng)絡(luò)層PPP數(shù)據(jù)鏈路層HDLCSDH物理層DWDM光纖ITU-TX.85/Y.1321定義的POS6.2IPOverSDH技術(shù)TCP/UDPIPv4/IPv6LAPSSDH/SONET6.2.2點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議（PPP）1．概述

PPP是串行線上最常用的鏈路層通信協(xié)議，它們?yōu)樵邳c(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路上直接相連的兩個(gè)設(shè)備之間提供一種傳送數(shù)據(jù)報(bào)的方法。6.2IPOverSDH技術(shù)PPP優(yōu)點(diǎn)：支持多種協(xié)議錯(cuò)誤檢測(cè)鏈路管理選項(xiàng)協(xié)商授權(quán)IP地址協(xié)商6.2IPOverSDH技術(shù)2．PPP的組成PPP包括三個(gè)主要部分：（1）在串行鏈路上封裝數(shù)據(jù)報(bào)的方法

采用HDLC協(xié)議作為在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路上封裝數(shù)據(jù)報(bào)的基本方法。（2）可擴(kuò)展的鏈路控制協(xié)議（LCP）

用來建立、配置和測(cè)試數(shù)據(jù)鏈路。（3）網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議簇（NCP）

允許同時(shí)采用多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，每個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議要用一個(gè)相應(yīng)的NCP來配置，為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議建立和配置邏輯連接。6.2IPOverSDH技術(shù)3．PPP的工作原理（1）PPP對(duì)物理層的要求接口要求：任何DTE/DCE接口電路要求：全雙工電路專用的或交換式的工作異步或同步串行模式透明傳輸PPP幀6.2IPOverSDH技術(shù)（2）標(biāo)準(zhǔn)PPP幀格式6.2IPOverSDH技術(shù)F8bitA8bitC8bitP8/16bitInfo0～1500字節(jié)FCS16/32bitF8bitFlag：01111110Address：11111111Control：00000011（用戶數(shù)據(jù)采用無(wú)序幀方式傳輸）Protocol：標(biāo)識(shí)封裝在幀的信息域中的協(xié)議類型（3）PPP協(xié)議簇鏈路控制協(xié)議（LinkControlProtocol，LCP）IP控制協(xié)議（InternetProtocolControlProtocol，IPCP）口令授權(quán)協(xié)議（PasswordAuthenticationProtocol，PAP）詢問握手授權(quán)協(xié)議（Challenge-HandshakeAuthenticationProtocol，CHAP）6.2IPOverSDH技術(shù)6.2.3

高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（HDLC）

高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程是一種靈活、方便、高效率的傳輸控制規(guī)程。它適應(yīng)于同步數(shù)據(jù)終端之間的數(shù)據(jù)傳輸。IBM公司于1973年推出了SDLC的同步數(shù)據(jù)鏈路傳輸控制規(guī)程1975年國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）采納了這一標(biāo)準(zhǔn)并對(duì)部分規(guī)程進(jìn)行了修改，稱為HDLC（HighLevelDataLinkControl）。由于鏈路級(jí)傳輸?shù)男畔挝粸閹?，有時(shí)又將其稱為幀級(jí)協(xié)議或HDLC鏈路層協(xié)議。6.2IPOverSDH技術(shù)1．工作方式（1）按工作站性質(zhì)分類：主站（P）、次站（S）、復(fù)合站（C）（2）按結(jié)構(gòu)分類：非平衡型、平衡型（3）按通信操作方式：正常響應(yīng)方式（NRM）、異步響應(yīng)方式（ARM）、異步平衡方式（ABM）（4）按規(guī)程結(jié)構(gòu)分類：不平衡正常響應(yīng)方式、不平衡異步響應(yīng)方式、平衡型異步響應(yīng)方式6.2IPOverSDH技術(shù)2．HDLC的特點(diǎn)①HDLC規(guī)程是面向比特的，有與高速傳輸相適應(yīng)的傳輸速率。②代碼獨(dú)立（透明度好、可靠性高）。③用戶數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)鏈路控制完全分離。④可通過重發(fā)來實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)糾正。⑤傳輸數(shù)據(jù)時(shí)可攜帶認(rèn)可信息。6.2IPOverSDH技術(shù)3．HDLC的幀結(jié)構(gòu)6.2IPOverSDH技術(shù)FACIFCSF

標(biāo)志地址控制信息

幀校驗(yàn)序列標(biāo)志

標(biāo)志字段，占8bit，比特組合序列01111110，采用了零比特填充法。3．HDLC的幀結(jié)構(gòu)6.2IPOverSDH技術(shù)FACIFCSF

標(biāo)志地址控制信息

幀校驗(yàn)序列標(biāo)志

地址字段，占8bit，共有256種組合，全1地址是廣播地址，全0地址是無(wú)效地址。00000001（01）

B00000011（03）

ADTEDTEDCEDTEDTEDCE命令B命令A(yù)響應(yīng)B響應(yīng)A3．HDLC的幀結(jié)構(gòu)6.2IPOverSDH技術(shù)FACIFCSF

標(biāo)志地址控制信息

幀校驗(yàn)序列標(biāo)志

控制字段，占8bit，用于區(qū)別幀的類型和功能，控制字段根據(jù)前2個(gè)比特的取值可分為I幀（0）、S幀（10）和U幀（11）。C字段的基本格式6.2IPOverSDH技術(shù)格式種類b1b2b3b4b5b6b7b8信息幀（I）0N（S）P/FN（R）監(jiān)督幀（S）10SP/FN（R）無(wú)編號(hào)幀（U）11MP/FMN（S）：發(fā)送站正在傳輸?shù)膸樞蛱?hào)。N（R）：接收站希望接收的下一幀的序列編號(hào)。P/F：探詢/終止比特S：監(jiān)控功能位M：修正位6.2IPOverSDH技術(shù)格式命令響應(yīng)控制字段編碼12345678信息幀II0N（S）PN（R）監(jiān)視幀RR接收準(zhǔn)備就緒RR接收準(zhǔn)備就緒1000P/FN（R）RNR接收未就緒RNR接收未就緒1010P/FN（R）REJ拒絕接收REJ拒絕接收1001P/FN（R）無(wú)編號(hào)幀SABM置異步平衡方式1111P100DISC拆線1100P010DM拆線方式1111F000UA無(wú)編號(hào)確認(rèn)1100F110FRMR幀拒絕1110F0013．HDLC的幀結(jié)構(gòu)6.2IPOverSDH技術(shù)FACIFCSF

標(biāo)志地址控制信息

幀校驗(yàn)序列標(biāo)志

信息字段，長(zhǎng)度沒有限制，用來存放要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。3．HDLC的幀結(jié)構(gòu)6.2IPOverSDH技術(shù)FACIFCSF

標(biāo)志地址控制信息

幀校驗(yàn)序列標(biāo)志幀校驗(yàn)序列，使用16位的CRC，校驗(yàn)范圍是從地址字段的第1個(gè)比特起，到信息字段的最后1個(gè)比特為止。G(X)＝X16＋X12＋X5

＋16.2.4IPOverSDH的幀結(jié)構(gòu)IP分組經(jīng)PPP和HDLC封裝后的幀格式6.2IPOverSDH技術(shù)標(biāo)記01111110地址11111111控制00000011協(xié)議16bit消息幀校驗(yàn)序列標(biāo)記01111110填充或下幀

EoS（EthernetoverSDH）是一種將以太網(wǎng)中MAC幀通過專用協(xié)議映射到SDH/SONET幀結(jié)構(gòu)中的技術(shù)。目前EOS技術(shù)中使用的協(xié)議主要有SDH鏈路接入規(guī)程（LinkAccessProcedure－SDH，LAPS）、通用成幀規(guī)程（GenericFramingProcedure，GFP）和PPP協(xié)議。6.3EthernetOverSDH技術(shù)IEEE802.3MACPPP/LAPS/GFPVC12/VC3/VC4MultiplexSection（復(fù)用段）RegenerationSection（再生段）PHY（物理層）6.3.1LAPS協(xié)議1．LAPS協(xié)議的特點(diǎn)

SDH上的鏈路接入規(guī)程（LinkAccessProcedure-SDH，LAPS）是中國(guó)武漢郵科院提出的映射方式，已被ITU-T接納為標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為ITU-TX.85/Y.1321。（1）LAPS協(xié)議主要針對(duì)大顆粒業(yè)務(wù)的映射，用于提高封裝效率，（2）首次提出在IP與SDH之間只保留面向字節(jié)的SDH鏈路接入規(guī)程，用多服務(wù)訪問點(diǎn)代替地址字段，實(shí)現(xiàn)多協(xié)議封裝。（3）在IPoverSONET/SDH全程范圍內(nèi)支持QOS和優(yōu)先級(jí)；（4）同時(shí)支持lPv4和IPv6兩個(gè)版本的IP協(xié)議。6.3EthernetOverSDH技術(shù)2．LAPS的幀結(jié)構(gòu)6.3EthernetOverSDH技術(shù)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)2字節(jié)可變長(zhǎng)度4字節(jié)1字節(jié)標(biāo)志（0x7E）地址（0x04）控制（0x03）SAPI信息幀校驗(yàn)序列標(biāo)志（0x7E）（1）標(biāo)志序列：標(biāo)識(shí)所有的幀的起始和結(jié)束，標(biāo)志序列為01111110二進(jìn)制。（2）地址字段：規(guī)定了全局地址為0xFF，個(gè)別地址0x04和個(gè)別地址0x06三種地址域。（3）控制字段和SAPI字段：控制字段由包含二進(jìn)制序列0x03的八位組構(gòu)成，其他控制值的用法保留。（4）信息字段：如果信息字段存在，應(yīng)該在SAPI字段和幀校驗(yàn)序列之間，信息字段可以傳送多個(gè)八位組。（5）透明性：采用八位組填充過程。（6）幀校驗(yàn)序列字段：是一個(gè)32位的序列。3．LAPS協(xié)議的封裝過程6.3EthernetOverSDH技術(shù)基于X.86的EoS的數(shù)據(jù)幀封裝過程主要分為三步：（1）數(shù)據(jù)包（報(bào)頭與數(shù)據(jù)）封裝到以太網(wǎng)MAC幀中。（2）將以太網(wǎng)的MAC幀通過協(xié)調(diào)子層（RS）和介質(zhì)無(wú)關(guān)接口（MII）封裝入LAPS協(xié)議幀。這種封裝是完全一一對(duì)應(yīng)的，即LAPS協(xié)議幀的數(shù)據(jù)字段中包含MAC幀從目的地址到CRC校驗(yàn)的全部?jī)?nèi)容。（3）將LAPS協(xié)議幀作為凈負(fù)荷映射到SDH幀中。6.3EthernetOverSDH技術(shù)6.3.2GFP協(xié)議1．GFP協(xié)議的特點(diǎn)

通用成幀規(guī)程（GenericFramingProcedure，GFP）是由朗訊公司和北電網(wǎng)絡(luò)提出的一種數(shù)據(jù)包封裝協(xié)議。2001年ITU-T正式在G7041／Y1303作了詳細(xì)的定義，主要是將變長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包封裝到G.707和G.709定義的字節(jié)同步的數(shù)據(jù)通道中。6.3EthernetOverSDH技術(shù)GFP特點(diǎn)：（1）具備低延遲的傳輸與處理能力，適合高速?gòu)V域網(wǎng)的應(yīng)用（如存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)SAN）；（2）支持可用于寬帶傳送的業(yè)務(wù)適配協(xié)議；（3）提供高效的QoS保證機(jī)制，能夠?qū)⑽锢韺踊蜻壿嬫溌穼有盘?hào)映射到字節(jié)同步的信道中；（4）具備客戶端管理能力，支持基本的客戶端控制功能；（5）采用和ATM技術(shù)相似的幀定界方式，減小了定位字節(jié)開銷，避免傳輸內(nèi)容對(duì)傳輸效率的影響；（6）打破了鏈路層適配協(xié)議只能支持點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局限性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的支持。6.3EthernetOverSDH技術(shù)2．GFP幀結(jié)構(gòu)

GFP協(xié)議幀可以分成客戶幀和控制幀兩類?？蛻魩址譃闃I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀（CDF）和業(yè)務(wù)管理幀（CMF），CDF用來傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，CMF用來傳輸跟業(yè)務(wù)信號(hào)和連接管理有關(guān)的信息。6.3EthernetOverSDH技術(shù)GFP客戶幀的幀結(jié)構(gòu)6.3EthernetOverSDH技術(shù)（1）GFP的核心頭

GFP的核心頭共4字節(jié)，包括16位凈荷長(zhǎng)度指示域和16位核心頭差錯(cuò)校驗(yàn)域。1）凈荷長(zhǎng)度指示域（PLI）。PLI域共2字節(jié)，表示GFP凈荷區(qū)字節(jié)總數(shù)量，最小值為4，0-3預(yù)留給GFP控制幀。2）核心頭差錯(cuò)校驗(yàn)域（cHEC）。cHEC共2字節(jié)，采用CRC-16校驗(yàn)來保護(hù)核心頭的完整性。通過cHEC域可以糾正單一比特的錯(cuò)誤，還可以檢測(cè)多位差錯(cuò)。6.3EthernetOverSDH技術(shù)1）GFP凈荷頭a.GFP類型域。GFP類型域在凈荷頭部占兩個(gè)字節(jié)，為強(qiáng)制域，用來指示GFP凈荷域的內(nèi)容和格式。通過此域可以區(qū)分不同的幀類型和不同的業(yè)務(wù)。此域包括凈荷類型指示符（PTI）、凈荷FCS指示符（PFI）、擴(kuò)展頭指示符（EXI）、客戶凈荷指示符（UPI）。b.類型頭差錯(cuò)校驗(yàn)域（tHEC）。共2字節(jié)，采用CRC-16編碼，用來保護(hù)類型域的完整性。c.GFP擴(kuò)展頭。擴(kuò)展域?yàn)榭蛇x項(xiàng)，有0~60字節(jié)（包括eHEC域）。2）凈荷信息域

凈荷信息域可以承載采用成幀映射的PDU或采用透明映射的客戶信號(hào)字符。6.3EthernetOverSDH技術(shù)（3）凈荷幀校驗(yàn)序列（pFCS）域

凈荷幀校驗(yàn)序列（pFCS）域是可選項(xiàng)，共4字節(jié)，為CRC-32序列，保護(hù)GFP凈荷信息域的內(nèi)容，pFCS是否存在由PFI域指示。（4）GFP控制幀

GFP控制幀用來管理GFP連接，目前控制幀只定義了空閑幀。6.3EthernetOverSDH技術(shù)3．GFP協(xié)議的封裝過程

GFP協(xié)議定義了兩種映射封裝方式，分別是幀映射（GFP-F）和透明映射（GFP-T）。

GFP-F模式在成幀器接收到完整的一幀后進(jìn)行封裝處理，GFP-T模式專為封裝塊編碼數(shù)據(jù)流而設(shè)計(jì)，具有固定的幀長(zhǎng)度。6.3EthernetOverSDH技術(shù)以太網(wǎng)和GFP幀的關(guān)系6.3EthernetOverSDH技術(shù)6.4.1DWDM傳輸系統(tǒng)1．DWDM系統(tǒng)組成6.4DWDM技術(shù)光轉(zhuǎn)發(fā)器n光轉(zhuǎn)發(fā)器1網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)光合波器BA1nλ1λnLA光發(fā)射機(jī)光監(jiān)控信道發(fā)送機(jī)λsPA光中繼放大光纖光監(jiān)控信道接收/發(fā)送λsλs光分波器接收1接收2λ1λn1n光監(jiān)控信道接收機(jī)λs光纖光接收機(jī)2．DWDM系統(tǒng)工作方式雙纖單向傳輸，就是一根光纖只完成—個(gè)方向光信號(hào)的傳輸，反向光信號(hào)的傳輸由另一根光纖來完成。6.4DWDM技術(shù)光源1光源N波分復(fù)用波分復(fù)用檢測(cè)器1檢測(cè)器Nλ1……λn檢測(cè)器1檢測(cè)器N波分復(fù)用波分復(fù)用光源1光源Nλ1……λn單纖雙向傳輸，在一根光纖中實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向光信號(hào)的同時(shí)傳輸，兩個(gè)方向的光信號(hào)應(yīng)安排在不同的波長(zhǎng)上。6.4DWDM技術(shù)光源1光源N波分復(fù)用波分復(fù)用檢測(cè)器1檢測(cè)器Nλ1……λn檢測(cè)器N+1檢測(cè)器2N光源N+1光源2Nλn+1……λ2n3．DWDM系統(tǒng)特點(diǎn)（1）超大容量。（2）對(duì)傳輸信號(hào)完全透明。（3）網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性好。（4）降低器件的超高速要求。（5）未來光網(wǎng)絡(luò)的基石。6.4DWDM技術(shù)6.4.2DWDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1．開放式系統(tǒng)

開放式系統(tǒng)就是在波分復(fù)用器前加入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（OTU），將SDH非規(guī)范的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)。6.4DWDM技術(shù)OTU波分復(fù)用器OTUOTUOTU解波分復(fù)用器S1S2S3SnR1R2R3RnOAOASDHSDHG.957G.957SDHSDHG.957G.9572．集成式系統(tǒng)

集成式系統(tǒng)就是SDH終端具有滿足G.692建議的光接口包括標(biāo)準(zhǔn)的光波長(zhǎng)和滿足長(zhǎng)距離傳輸?shù)墓庠础?.4DWDM技術(shù)SDH波分復(fù)用器SDHSDHSDH解波分復(fù)用器S1S2S3SnR1R2R3RnOAOAOA6.4.3IPOverDWDM技術(shù)

IPOverDWDM是指直接在光網(wǎng)上運(yùn)行的因特網(wǎng)。高性能路由器通過光分插復(fù)用器或光交叉連接器直接接入WDM光網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包直接在多波長(zhǎng)光路上的傳輸。6.4DWDM技術(shù)IPATMSDHIPIPIPATMSDHDWDM光網(wǎng)絡(luò)層物理網(wǎng)絡(luò)層1．IPOverDWDW的優(yōu)點(diǎn)（1）充分利用光纖的帶寬資源，極大地提高了帶寬和相對(duì)傳輸速率；（2）對(duì)傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式及調(diào)制方式透明，可傳送不同碼率的ATM、SDH和千兆以太網(wǎng)格式的業(yè)務(wù)；（3）不僅可與現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)兼容，還可以支持未來寬帶業(yè)務(wù)網(wǎng)及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)，具有可推廣性和高度生存性等特點(diǎn)；（4）網(wǎng)絡(luò)在出現(xiàn)局部故障時(shí)具有很強(qiáng)的故障恢復(fù)能力。6.4DWDM技術(shù)三種技術(shù)的比較6.4DWDM技術(shù)IPoverATMIPoverSDHIPoverDWDM效率低中高帶寬中中高結(jié)構(gòu)復(fù)雜略簡(jiǎn)極簡(jiǎn)價(jià)格高中較低傳輸性能好可以好維護(hù)管理復(fù)雜略簡(jiǎn)簡(jiǎn)單2．IPOverDWDM的參考模型（1）IPoverDWDM的分層模型6.4DWDM技術(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層光網(wǎng)絡(luò)層層間通道管理物理接口適配適配（2）IPoverDWDM的協(xié)議模型6.4DWDM技術(shù)IP客戶數(shù)據(jù)包：IPv4，IPv6IP適配IP多協(xié)議封裝分組定界差錯(cuò)檢測(cè)QoS控制光通路數(shù)據(jù)客戶適配和帶寬管理（比特率和數(shù)據(jù)格式透明）連接性證實(shí)DWDM光復(fù)用段帶寬復(fù)用線路故障檢測(cè)和保護(hù)切換其他傳送網(wǎng)維護(hù)功能DWDM光傳輸段高速傳輸（色散補(bǔ)償）光放大器故障分析3．IPOverDWDM的類型（1）點(diǎn)到點(diǎn)IPoverDWDM6.4DWDM技術(shù)路由器路由器路由器路由器路由器IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)IP網(wǎng)絡(luò)DWDM光鏈路（2）IPover可重構(gòu)DWDM

層疊模式又稱客戶/服務(wù)器模式。即IP層與DWDM層為客戶/服務(wù)器。①IP路由器和建立在DWDM技術(shù)基礎(chǔ)上光傳輸網(wǎng)（OTN）的OXC設(shè)備分別位于不同的管理域；②IP路由器與OXC設(shè)備以UNI接口連接，這意味著其中一方為客戶方（IP路由器），另一方為網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)（OXC）；③IP路由器并不知道OTN的拓?fù)?，各個(gè)IP路由器根據(jù)自己與OTN提供和交換的IP網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔?gòu)成鄰接關(guān)系；④IP網(wǎng)絡(luò)和OTN網(wǎng)絡(luò)各自運(yùn)行自己的信令和路由協(xié)議；⑤IP路由器可以向OTN提出請(qǐng)求以建立與其他IP路由器之間的光連接。6.4DWDM技術(shù)層疊模式6.4DWDM技術(shù)OXCSDHIPUNIUNIUNIUNISDHIPOXCOXC光傳送網(wǎng)（OTN）

對(duì)等模式又稱作集成模式。在這種模式中，兩層控制面坍塌為一層，路由器與OXC相當(dāng)于集成在一起，被看作一個(gè)集成的網(wǎng)元。①IP路由器和OTN上的OXC設(shè)備分別位于同一管理域；②IP路由器與OXC設(shè)備之間以NNI接口的方式相連，構(gòu)成鄰接關(guān)系并交換拓?fù)湫畔?；③IP路由器和OXC設(shè)備一樣，能知道域內(nèi)的全部拓?fù)湫畔ⅲ虎躀P網(wǎng)絡(luò)和OTN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行公共的信令和路由協(xié)議，使用相同的編址方案；⑤IP路由器清求建立與其他IP路由器之間的光連接。6.4DWDM技術(shù)對(duì)等模式6.4DWDM技術(shù)OXCSDHIPSDHIPOXCOXC光傳送網(wǎng)（OTN）NNINNINNINNI（3）光交換IPoverDWDM

光分組交換是指在光域?qū)崿F(xiàn)分組交換的智能光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。①具備在光域直接轉(zhuǎn)發(fā)IP分組的能力；②光分組交換以光分組為單位實(shí)現(xiàn)對(duì)波長(zhǎng)通道的統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用；③光分組交換網(wǎng)具有很高的靈活性。6.4DWDM技術(shù)光分組交換網(wǎng)絡(luò)參考模型6.4DWDM技術(shù)路由器路由器路由器IP網(wǎng)絡(luò)光分組交換光分組交換光分組交換光交叉連接光交叉連接光交叉連接光交叉連接電交換層光分組層光傳輸層4．IPOverDWDW關(guān)鍵技術(shù)（1）層間適配與組幀技術(shù)（2）物理接口的規(guī)范（3）網(wǎng)絡(luò)的QoS（4）鏈路管理問題（5）網(wǎng)絡(luò)的自愈能力6.4DWDM技術(shù)6.5.1PTN的基本概念

分組傳送網(wǎng)（PTN）是基于分組交換的、面向連接的多業(yè)務(wù)傳送技術(shù)，不僅能較好地承載電信級(jí)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)，而且兼顧了傳統(tǒng)的TDM和ATM業(yè)務(wù)，還可支持IP/MPLS業(yè)務(wù)傳送，滿足標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)、高可靠性、靈活擴(kuò)展性、嚴(yán)格QOS和完善的OAM等五個(gè)基本屬性。6.5分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)PTN具有以下技術(shù)特征：（1）采用面向連接的分組交換（CO-PS）技術(shù)，基于分組交換內(nèi)核，支持多業(yè)務(wù)傳送；（2）嚴(yán)格面向連接，該連接應(yīng)能長(zhǎng)期存在，可由網(wǎng)管手工配置；（3）提供可靠的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制，支持基于OAM和網(wǎng)管命令來觸發(fā)分組傳送路徑的保護(hù)倒換，并可應(yīng)用于PTN的各個(gè)網(wǎng)絡(luò)分層和各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；?）為多種業(yè)務(wù)提供差異化的服務(wù)質(zhì)量（QoS）保障；（5）具有完善的PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)OAM故障管理和性能管理功能，支持對(duì)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的OAM故障管理和性能管理功能；6.5分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)（6）分組轉(zhuǎn)發(fā)基于標(biāo)簽機(jī)制實(shí)現(xiàn)，分組轉(zhuǎn)發(fā)、OAM和保護(hù)處理不依賴于IP轉(zhuǎn)發(fā)；（7）應(yīng)支持雙向點(diǎn)到點(diǎn)和單向點(diǎn)到多點(diǎn)的分組傳送路徑，并支持點(diǎn)到點(diǎn)（P2P）和點(diǎn)到多點(diǎn)（P2MP）的分組傳送路徑的流量工程控制能力；（8）傳送平面的分組轉(zhuǎn)發(fā)、保護(hù)倒換動(dòng)作應(yīng)獨(dú)立于控制平面或管理平面；（9）支持通過管理平面對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行靜態(tài)配置操作的能力，網(wǎng)管的靜態(tài)配置應(yīng)不依賴于任何控制平面元素（即不使用任何控制平面的協(xié)議），包括業(yè)務(wù)配置和對(duì)OAM、保護(hù)等功能的控制；（10）支持同步以太網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠的頻率同步；支持1588v2功能，實(shí)現(xiàn)高精度的時(shí)間同步。6.5分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)PTN也可支持以下增強(qiáng)功能：（1）可選支持通過控制平面對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置操作的能力，例如動(dòng)態(tài)建立業(yè)務(wù)的工作路徑和保護(hù)/恢復(fù)路徑；（2）支持在同樣的層網(wǎng)絡(luò)或域內(nèi)，網(wǎng)管靜態(tài)配置和控制平面動(dòng)態(tài)配置共存情況下對(duì)分組傳送路徑的配置等操作管理。6.5分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)6.5.2PTN的網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)

分組傳送網(wǎng)絡(luò)包括三個(gè)PTN層網(wǎng)絡(luò)，分別是PTN虛通道（VC）層網(wǎng)絡(luò)、PTN虛通路（VP）層網(wǎng)絡(luò)和PTN虛段層（VS）層網(wǎng)絡(luò)。PTN的底層是物理媒介層網(wǎng)絡(luò)，可采用IEEE802.3以太網(wǎng)技術(shù)或SDH、OTN等面向連接的電路交換（CO-CS）技術(shù)。6.5分組傳送網(wǎng)（PTN）技術(shù)客戶/服務(wù)層業(yè)務(wù)模型

將用戶信號(hào)作為PTNVC層的客戶層信號(hào)，并被封裝進(jìn)PTN的VC信號(hào)；PTN的VC和VP