交换传输知识.docx
- 文档编号:18246879
- 上传时间:2023-08-14
- 格式:DOCX
- 页数:56
- 大小:1.38MB
交换传输知识.docx
《交换传输知识.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《交换传输知识.docx(56页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
交换传输知识
SDH的特点:
SDH是在PDH的基础上发展起来的一种数字传输技术体制,它具有以下主要特点。
①在高速率的传输系统中,采用统一的传输标准速率,对两种不同的PDH的速率标准能够予以兼容,给网路的互连互通提供了方便。
②在SDH的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开销比特,以此为基础,增加了网路监控和管理的功能。
③提供了高速率的传输通道,为建立宽带通信网提供重要的基础设施。
SDHFrameStructure
SDH复用单元
1.容器
容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构。
C-11,C-12,C-2,C-3和C-4五种标准容器。
各种速率的业务信号都应首先通过码速调整等适配技术装进一个恰当的标准容器。
已装载的标准容器又作为虚容器的信息净负荷。
2.虚容器
虚容器是用来支持SDH通道(通路)层连接的信息结构。
分成低阶虚容器和高阶虚容器两类。
VC-11,VC12和VC-2为低阶虚容器,TU-3中的VC-3为低阶虚容器VC-4和AU-3中的VC-3为高阶虚容器。
3.支路单元支路单元(TU)是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。
TU-n=VC-n+TU-nPTR
4.管理单元管理单元(AU)是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构
AU-n=VC-n+AU-nPTR;n=3,4
复用过程
映射
映射是一种在SDH网络边界处使支路适配进虚容器的过程,即各种速率的G.703信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器,再加进低阶或高阶通道开销(POH)形成虚容器的过程。
基帧的几分之一构成的调整帧称为子帧。
每一行为一个子帧。
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,即以附加于VC上的支路单元指针(或管理单元指针)指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中(或高阶VC帧的起点在AU净负荷中)的位置。
在发生相对帧相位偏差使VC帧起点浮动时,指针值亦随之调整,从而始终保证时钟值准确指示VC帧的起点的过程。
指针的作用就是定位,通过定位使收端能正确地从STM-N中拆离出相应的VC,进而通过拆VC、C的包封分离出PDH低速信号,也就是说实现从STM-N信号中直接下低速支路信号的功能。
指针有两种AU-PTR和TU-PTR,分别进行高阶VC(这里指VC4)和低阶VC(这里指VC12)在AU-4和TU-12中的定位
AU-PTR的位置在STM-1帧的第4行1—9列共9个字节,用以指示VC4的首字节J1在AU-4净负荷的具体位置,以便收端能据此正确分离VC4。
TU指针用以指示VC12的首字节V5在TU-12净负荷中的具体位置,以便收端能正确分离出VC12。
TU-12指针为VC12在TU-12复帧内的定位提供了灵活动态的方法。
TU-PTR的位置位于TU-12复帧的V1、V2、V3、V4处
正调整
当VC-4帧速率比AUG帧速率低时,则以正调整来提高VC的帧速率,即每次调整或指针操作将在VC-4帧的真实字节J1前插入3个填充伪信息的空闲字节。
由于插入了作为正调整字节的空闲字节,VC正在时间上向后推移了一个调整单位的时隙,因而用来指示VC帧起始位置的指针值也要加1。
负调整
当VC-4帧速率比AU-4帧速率高时,则以负调整来降低VC的帧速率,即设法扩大VC字节的存放空间,相当于降低了VC帧速率,实际做法是利用H3字节来存放实际VC净负荷起始的3个字节,使VC在时间上向前移动了一个调整单位的时隙,因而指示其起始位置的指针值也应减1。
复用(multiplex)
复用是一种使多个低阶通道层信号适配进高阶通道,或将多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程,其基本方法是字节间插.
SDH设备
1.ADM这是一种具有上下路功能的复用器,所谓上路是指某一支路信号可以复接到干线上的群路信号中,并把它们送到目的地;下路也就是把其一子速率信号从群路信号中取出送到目的地.ADM是SDH中的一种基本设备,具有复接、分接、上路、下路、发送和接收功能.
2.TM称为终端复用设备,这是在目的地或源点采用的一种基本设备,具有复接、分接、发送和接收功能
3.DXC数字交叉连接设备,这是对传输的群路信号及其它们的子速率信号进行交换的一种组网设备,利用数字交叉连接设备可以对电路进行调度,对网路进行保护,增强了组网的灵活性和可靠性,是现代数字传送网中一种不可缺少的基本设备.
VC虚级联
能够很好地解决传统SDH网络承载宽带业务时,带宽利用率低的问题。
此外,还提高了SDH网络承载宽带业务时的带宽分配灵活性,能够使虚容器组(VCG)中的各VC无需占用连续的SDH带宽资源,可通过不同的路由传送。
但是,VC虚级联也存在着安全和路由时延不同步的问题。
级联是将多个SDH中的虚容器组合起来,形成一个组合容量更大的容器的过程,该容器可以当作仍然保持比特序列完整性的单个容器使用。
当需要承载的业务带宽不能和SDH定义的一套标准虚容器(VCs)有效匹配时,可以使用VC级联。
虚级联则是将分布于不同STM-N数据帧中的虚容器(可以同一路由或不同路由),按照级联的方法,形成一个虚拟的结构,进行传输。
与连续级联相比较,虚级联有以下优点:
(1)转送路径上只需要源和宿两点具备虚级联处理功能即可,中间节点不需要具有级联处理功能,这十分有助于提高组网的灵活性和在不具有级联功能的网络上开展EOS业务。
(2)虚级联组内每个成员可以独立传送,支持多路径传送方式,可以更好地利用网络的带宽资源。
可以使用LCAS协议,动态调整虚级联内的成员数目,并避免个别成员失效后业务的完全中断。
从级联的方法上,可以分为连续级联和虚级联。
两种方法都能够使传输带宽扩大到单个VC的X倍,它们的主要区别在于构成级联的VC的传输方式。
连续级联需要在整个传输过程中保持占用一个连续的带宽,而虚级联先将连续的带宽拆分为多个独立的VCs,各独立的VCs分别传送,在接收侧重新组合为连续带宽。
基于SDH的多业务传送节点(MSTP)如采用VC虚级联方式承载宽带业务(如以太网业务),能很好的保证传输带宽和上层业务带宽有效适配,并能够支持宽带业务的多路径传输(即虚级联的多个VC采用不同的传输路径)。
VC虚级联提供了一种方法来根据业务的需要创建合适大小的管道。
但是这个管道一旦建立也不能随意改变大小。
LCAS技术作为VC虚级联技术的一个扩展主要就是解决在不中断业务的前提下灵活改变带宽的问题。
也就是说LCAS技术可以使得VC虚级联建立的管道变得有"弹性",真正实现带宽的按需分配(BandwidthOnDemand)
链路容量调整机制(LCAS)
VC虚级联应用中的链路容量调整方案(LCAS)
ITU-TG.7042/Y.1305标准定义了链路容量调整方案(LCAS)。
LCAS提供了一种虚级联链路首端和末端的适配功能,可用来增加或减少SDH/OTN网中采用虚级联构成的容器的容量大小。
当某一虚容器(VC)发生故障时,采用链路容量调整方案可以自动的暂时降低容量,VC故障恢复时自动增加容量。
作为基于SDH的协议,VC和LCAS都是通过定义SDH帧结构当中的空闲开销字节来实现的。
如图1所示,对于高阶虚级联和低阶虚级联,LCAS分别利用了VC4通道开销的H4字节和VC12通道开销的K4字节。
LCAS技术是建立在VC虚级联的基础之上的。
和VC虚级联相同的是它们的信息都定义在同样的开销字节中。
与VC虚级联不同的是LCAS是一个双向握手的协议。
在传送净荷前发送端和接收端通过控制信息的交换保持双方动作的一致。
显然,LCAS需要定义更多的开销来完成它相对复杂的控制。
如图2所示,LCAS除了定义了MFI和SQ以外还定义了另外五个字段。
ITU-TG.707规范的VC虚级联技术就是将多个VC捆绑在一起作为一个虚级联组(VCG)形成逻辑链路,为了标识同一个虚级联组中的不同成员,在SDH帧的通道开销中定义了复帧指示器(MFI)和序列指示器(SQ)。
虚级联组中的各个成员可以通过不同的路径到达接收端,接收端通过这两个指示器可以将经过不同路径,有着不同时延的成员正确地组合在一起。
链路容量增加的过程
这里假设原来的VCG中有n个成员。
也就是说原来的VCG中最后一个成员mem-n-1的CTRL字段为EOS。
1.需要增加一个成员。
首先网络管理系统向发送端和接收端发出链路容量调整的请求。
发送端找到一个CTRL=IDLE的空闲成员mem(n),并将其CTRL字段改为ADD发送到接收端。
2。
接收端检查无误后将mem(n)成员的MST置为OK表明该成员可以被加入。
发送端接到MST=OK的信息后一方面将原来VCG中最后一个成员mem(n-1)的CTRL置为NORM,另一方面将新加进来的mem(n)成员的CTRL设为EOS。
同时还要改变mem(n)的SQ值,且新的SQ值应当是mem(n-1)的SQ值加1。
3.在这些过程完成之后,接收端将RS-Ack取反表明链路容量调整结束。
发送端在接收到这个确认信息之前都不会接收任何新的改变容量的请求。
当接收端检测到某个成员出现错误会将其从VCG中除去。
如图所示,
1.接收端将出现错误的成员mem(n)的MST设置为FAIL。
发送端接收到这个信息之后,一方面向网管报告,另一方面将出错的成员的控制字设置为DNU。
2.接收端开始仅采用正常的VCs重组VCG(即将失效的VC从VCG中暂时删除);
此时发送端亦将失效VC从VCG中暂时删除,仅采用正常VCs发送数据;
3.图的例子中出错的成员原来是最后一个成员,那么就需要把前一个成员的CTRL设置为EOS。
4.经过一段时间,接收端若检测到mem(n)的错误消失了,就会将mem(n)的MST设置为OK。
请求加入这个成员。
发送端也一面将清除错误的信息告知网管,一面加入这个成员。
LCAS技术是建立在VC虚级联基础之上的一个源、宿端之间的双向握手协议,使得VC虚级联的管道变得有“弹性”。
LCAS一方面解决了承载业务的安全性问题,即当在不同路径传输的VCG中的部分成员失效时,LCAS可以自动检测并删除失效成员,调整链路带宽,而保证业务的继续传输。
另一方面,实现了带宽的按需分配,即可以根据用户数据流量的变化通过网管来灵活地调整链路容量,实现了在VCG组内增加或删除VC成员时对业务无损伤。
总之,GFP,VC虚级联和LCAS三种技术的结合使得基于SDH的MSTP对数据业务的传送更加高效、灵活和富有弹性。
LCAS技术能够为客户提供更灵活的服务。
某些企业对于网络带宽的需求随着的时段不同而有些差别。
他们可能在白天上班时间只需10M带宽就足以完成日常工作,但是每天晚上需要半个小时的100M带宽来完成当天数据的备份。
以往,这些企业为了保证数据备份的顺利进行,往往不得不租用100M带宽,造成了巨大的浪费。
这些问题导致光网络智能化和自动化的需求日趋急迫,但是以ASON技术为核心的下一代智能光网络技术的成熟还需要一定时间。
LCAS技术作为ASON自动调整带宽的基础协议之一,就能够在一定程度上缓解这个矛盾。
它能够在不中断业务的前提下动态调整带宽,满足客户的需求。
带宽需求增加时,保证链路的容量;当所需带宽减少时,多余的带宽还可以挪作他用。
这样一方面节省了企业的开支,另一方面提高了运营商的服务质量。
运营商能充分利用自己的资源给更多的客户提供差别化的服务。
除了让网络更加灵活,LCAS技术还让SDH网络更加健壮。
当虚级联组中部分成员失效时,它能够剔除这些出错的成员而保证正常的成员仍然顺利的传输。
当失效的成员被修复时,能够自动地恢复虚级联组的带宽。
这一过程远快于手动配置,从而加强了对业务的保护能力。
GFP
定义了一种简单、灵活的数据适配方法,不但可以在字节同步的链路中传送变长的数据包,还可以传送固定长度的数据块。
它克服了PPP-HDLC和ML-PPP所无法避免的只支持点到点的逻辑拓扑结构、需要有特定的定界字符、需要对帧里的负荷进行转义处理等诸多弊病;实现EOS的关键技术之一是GFP协议。
GFP吸收了ATM信元定界技术,数据承载效率不受流量模式的影响,同时具有更高的数据封装效率,GFP分别对定长/不定长数据进行了优化。
GFP还支持灵活的头信息扩展机制来适配各种传输。
GFP(通用成帧规程)作为一种新的通信标准,在数据传输效率和所提供的网络功能方面有了很大改进,其主要特点有:
(1)具备低延迟的传输与处理能力,适合高速广域网的应用(如存储区域网络SAN);
(2)支持可用于宽带传送的业务适配协议;(3)提供高效的QOS保证机制,能够将物理层或逻辑链路层信号映射到字节同步的信道中;(4)具备客户端管理能力,支持基本的客户端控制功能;(5)采用和ATM技术相似的帧定界方式,减小了定位字节开销,避免传输内容对传输效率的影响;(6)打破了链路层适配协议只能支持点到点拓扑结构的局限性,可以实现对不同拓扑结构的支持。
GFP协议定义了两种类型的GFP帧:
GFP客户帧和GFP管理帧。
GFP帧被分成核心帧头区和有效载荷区。
核心帧头区由4字节字段组成,其中2字节是有效载荷长度指示符(PLI),另外2字节是根据核心帧头字节计算出来的CRC-16(cHEC)。
GFP标准定义了两种模式:
透传模式和帧映射模式。
GFP-T(透明映射的GFP)是一种面向块状码的数据流模式,实现对时延敏感的SAN网(StorageAreaNetwork,存储区域网)的线路码的高效和透明地传输,它面对的是FiberChannel(光纤通道)、FICON和ESCON接口的数据流。
GFP-F(帧映射的GFP)是一种面向PDU的数据流模式,用作传输IP协议、多协议标记交换(MPLS)和以太网的数据流。
光纤连接(FICON)是把服务器连接到存储设备一个高速输入/输出(I/O)接口。
FICON信道通过一个新架构和快速物理链路速率的结合来增加I/O容量使它们是ESCON(企业系统连接)的8倍效率。
FICON信道通过光纤电缆在不重复的距离达20km下提供100-Mbps双向链路速率
在NAT中,有4个地址术语,它们是
InsideLocal、InsideGlobal、OutsideLocal和OutsideGlobal.
IPOVERSDH组网
IPoverSDH技术作为Internet主干解决方案之一,以Internet网为无连接IP网,继续采用路由器为核心构建广域网,简化了网络体系结构,实现相对比较容易,大大降低了建设费用。
IPoverSDH具有较高吞吐量,较低协议开销,较高带宽利用率,可以缓解网(WAN)中带宽资源紧张的问题,适用于IP业务占主要地位的网络环境。
在Internet或IP网中,IPoverSDH技术与其他传输方式相比,它能提供较高的带宽利用率。
在现在耗资巨大的广域网(WAN)链路中,与基于ATM的网络相比,IPoverSDH技术能提供高出25%~30%的带宽。
IPoverSDH/SONET技术可以替代将IP数据包映射进ATM信元,再将信元入SONET(或SDH)净负荷中的方法。
PPP(Point-to-PointProtocol)点到点协议和ML-PPP扩展协议;
LAPS(LinkAccessProcedure--SDH)协议;
GFP(GenericFramingProcedure)通用成帧规程协议;
这三种协议均为面向无连接的数据链路层,并有相应的国际标准:
PPP:
RFC1661;LAPS:
ITU-TX.86;GFP:
ITU-TG.7041
PPP协议PPP协议(RFC1661,PointtoPointProtocol)定义了点到点链路上传输多协议数据包的标准方法,是正式的Internet标准。
PPP协议在OSI7层位于网络层之下,为了与网络层平滑地连接,PPP协议在规定了基本接口后还要为不同的网络层协议提供相应的封装控制协议(NCP)。
再者,在PPP层下面承载业务的传输媒质也各不相同,如ISDN、FR、SDH/SONET等,这就需要PPP协议为它们提供相应的链路控制协议(LCP)。
PPP协议包括三个基本组成部分:
(1)在单个串行链路上使用多个协议的封装方法。
(2)链路(LCP),用来建立、配置和测试数据链路连接。
PPP连接的两端使用LCP来协调连接选项。
(3)让PPP连接不同网络层协议的网络控制协议(NCP)
IETF制定的RFC1619PPPoverSONET/SDH,定义了PPP与SONET/SDH的接口,描述了PPP在SONET/SDH网络中的具体应用。
当SONET/SDH被配置为点到点的链路时,PPP协议可以很好地支持这种链路。
PPP协议将SONET/SDH传输通路视为面向字节的同步链路,提供链路层的数据报封装机制。
PPP协议给物理层提供一个字节型接口,PPP帧作为字节流映射进SONET/SDH净负荷中。
由于PPP封装具有相对低的开销,所以相对其它的SONET/SDH净负荷映射方法而言,它能提供更大的吞吐量,并且充分利用现有设备
LAPS:
SDH链路接入规程
PPP(PointtoPoint,点对点)协议HDLC(HighLevelDataLinkControl,高级链路控制规程)协议是将IP数据报通过PPP协议进行分组,然后使用HDLC)协议对PPP分组进行定界装帧,最后将其映射到基于字节的SDH虚容器中,再加上相应的SDH开销置入STM—N帧中。
在这种映射方式中,PPP协议提供多协议封装、差错控制和链路初始化控制等功能。
LAPSLAPS:
SDH链路接入规程.LAPS协议是HDLC协议族的一种。
它是在传统的IP/PPP/HDLC方案基础上提出的一种改进的封装协议。
它提供数据链路服务及协议规范,可以完全替代PPP/HDLC协议。
差别主要有:
(1)在PPP/HDLC协议中,地址域的全局地址为0xFF.对个别地址并没有规定;而LAPS协议则规定了三种地址:
全局地址为0xFF,个别地址分别为0x04(IPv4)和0x06(IPv6)。
(2)PPP/HDLC协议利用PPP协议域对多协议进行封装;而LAPS协议则将PPP/HDLC中不分配作它用的地址域改为SAPIs(服务访问点)标识符来进行多协议封装。
(3)在PPP/HDLC帧的传送过程中,对短的信息域必须进行填充;而LAPS帧不需要进行填充。
(4)对于FCS校验域,PPP/HDLC为32bit或16bit依具体情况而定;而LAPS则直接为32bitLAPS协议比PPP/HDLC更加简单方便,封装效率更高。
这在一定程度上提高了IP传输时的速率和效率,但它依然采用基于标志字节的帧定界方案,无法从本质上改变由帧定界带来的诸多缺点。
ATM的定义和特点
异步转移模式(AsynchronousTransferMode)
ATM是一种转移模式,在这一模式中,信息被组织成为信元,而包含一段信息的信元并不需要周期性的出现,在这个意义上来说这种转移模式是异步的。
ATM特点:
1、ATM以面向连接的方式工作2、ATM采用固定长度的信元,信息段的长度较小3、ATM网中没有逐段链路的差错控制和流量控制,以保证实时通信的控制
交换方式1.电路交换2.分组交换3.快速分组交换
ATM方式的特点1.采用固定长度的分组2.采用面向连接的通信方式
3.对链路级的流量控制和差错控制进行简化
ATM协议栈和三层协议
为了改善信元的定界性能,按上述方法把HEC计算出来以后先和一个固定码组01010101相加,然后才作为正式的HEC写入信头的第五字节。
在发送器开始工作时,现将所有的发送值都置为“0”,按上述方法处理后的HEC应该是01010101,这样发送的信头值是:
00….0001010101
32个0HEC
在接受端,应先从HEC比特中减去这个码组,然后进行信元误码监测。
ATM层
2.VP、VC
VP:
在一条通信线路上具有相同的VPI的信元所占有的子路径叫做VP。
VC:
在一个VPC中传送的具有相同的VCI的信元所占有的子信道叫做VC。
VPL:
一个虚路径(VP)也常称为一个VP链路,简称VPL。
VPC:
一个或多个级联的VPL(链路)构成一个VP连接,简称VPC。
VCL:
一个虚信道也常称为一个VC链路(VCL)
VCC:
一个或多个级联的VC链路构成一个VC连接,简称VCC
AAL
ATM的OAM
ATM的业务流控制
MPLS的特点和原理
MPLS吸收了ATM的VPI/VCI交换思想,无缝地集成了IP路由技术的灵活性和二层交换的简捷性。
IGP、BGP等路由协议负责收集路由信息,MPLS利用路由信息建立虚连接——基于标签的转发路径,在面向无连接的IP网络中增加了面向连接的属性,从而为IP网络提供一定的QoS保证,满足不同类型服务对QoS的要求。
MPLS是一种新的网络标准,是把路由器和ATM交换机融为一体,从而提高IP包的传送速度,简化网络,并作为L3Switching(三层交换)技术的国际标准。
MPLS集成了IP与ATM技术各自的优势,采用三层路由机制与LDP结合的方式建立路由表以及前传表,采用二层ATM技术进行快速交换,为新一代电信网络提供了优越的技术基础,既可以完成三层的灵活性、可扩展性,又可以完成二层的快速交换、流量管理、安全性以及QoS的保障机制。
MPLS已被证明是大型网络可扩展性的最佳解决方案。
MPLS的应用
提高网络使用率
基于MPLS的CN2将作为3G核心网、NGN中继的承载网,为3G和NGN业务提供统一的IP承载平台。
3G核心网的GGSN、SGSN、媒体网关、信令服务器等设备将通过CN2连接,传送话音、数据及信令。
同样,在NGN网络中,软交换、中继GW、服务器设备直接连接到CN2上,通过IP网直接承载NGN中继间的信令、话音和数据流量。
简化IPv6实施
IPv6对IPv4最主要的能力是地址空间的扩展,那么相应的路由算法都没有什么改变,转发数据包的控制协议上也没有什么改变。
因而,在一个把转发和控制都清楚分开的平台上,只需改变相应的控制协议,转发方面根本就不用改变。
MPLS具有以下优点:
利用短而定长的标签来封装网络层分组。
MPLS网络中的路由器不再根据目的IP地址查找路由,而是根据标签转发分组,加快了转发速度。
分组转发路径上的各个节点通过分配标签,建立分组转发的虚拟通道,从而为网络层提供面向连接的服务。
支持各种链路层协议和网络层协议。
MPLS位于链路层和网络层之间,它可以建立在各种链路层协议(如PPP、ATM、帧中继、以太网等)之上,为各种网络层(IPv4、IPv6、IPX等)提供面向连接的服务。
不仅支持各种路由协议,还支持基于策略的约束路由,可以满足各种新应用对网络的要求。
应用广泛。
MPLS最初是为提高路由器的转发速度而提出的一个协议,但是它的用途不仅仅局限于此,MPLS还可以用来构建VPN网络、实现流量工程、提供QoS保证等,受到大规模IP网络的青睐。
标记的基本概念
1.FEC
MPLS作为一种分类转发技术,将具有相同转发处理方式的分组归为一类,称为转发等价类FEC(ForwardingEquivalenceClass)。
相同转发等价类的分组在MPLS网络中将获得完全相同的处理。
转发等价类的划分方式非常灵活,可以是源地址、目的地址、源端口、目的端口、协议类型、VPN等的任意组合。
例如,在传统的采用最长匹配算法的IP转发中,到同一个目的地址的所有报文就是一个转发等价类。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 交换 传输 知识
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)