第9章-SDH和MSTP的应用

第9章SDH和MSTP的应用SDH在Internet中的应用9.1SDH在接入网中的应用9.2MSTP技术在城域网中的应用9.3MSTP在IP承载网中的应用9.49.1SDH在Internet中的应用9.1.1Internet•Internet是全球性的计算机网络系统，它是一种借助于计算机技术和现代通信技术而实现全球信息传递的快捷、有效、方便的手段。9.1.2实现宽带IP网络的主要技术•需要考虑网络分层、技术体制和接入技术等问题。1.网络分层•宽带IP城域网是在Internet业务迅速发展和市场竞争的条件下，建立起的城市范围内的宽带多媒体通信网络，它是宽带IP骨干网在城市范围内的延伸，并作为本地公共信息服务网络的重要组成部分，负责承载各种多媒体业务以满足用户的需求。•由此可见所建立的宽带IP城域网必须具备可管理和可扩展的电信运营的性质。•宽带IP城域网也采用分层结构，共分三层，即核心层、汇接层和接入层,如图9-1所示。图9-1宽带IP网络结构示意图（1）核心层•核心层主要完成城域网内部信息的高速传送与交换，实现与其他网络的互联互通。（2）汇接层•汇接层主要完成信息的汇聚和分发任务，实现用户网络管理。（3）接入层•接入层主要是用来为用户提供具体的接入手段的。2传送技术•当前最先进的网络传输技术——IPoverATM（POA），IPoverSDH（POS）和IPoverWDM（POW（1）IPoverATM•IP是Internet网络层协议。•IP与ATM技术相融合，将能充分发挥出ATM支持多业务，提供服务质量保证（QoS）的技术优势，解决了传输速率问题，提高了网络性能，降低设备成本，增加了可管理性，提高了可扩展性。•其基本原理和特点如下。①IPoverATM的基本原理•首先在ATM层将IP数据包全部封装为ATM信元，并以ATM信元形式在信道中传输。•当网络中的交换机接收到一个IP数据包时，便根据IP数据包的IP地址进行路由地址处理，然后按路由进行转发操作，这样便在ATM网中建立起一个虚电路（VC），此后的IP数据包则可以在此虚电路VC上按直通方式传输。•分层结构如图9-4所示。图9-4POA，POS，POW的层次结构②IPoverATM的特点a.ATM技术本身能提供QoS保证，具有寻路、流量控制、带宽管理、拥塞控制功能以及故障恢复能力。b.适应于多业务，具有良好的网络可扩展能力，并能对其他几种网络协议如IPX等提供支持。c.需对ATM交换机的呼叫处理能力提出要求。d.（2）IPoverSDH•IPoverSDH，也称为PacketoverSDH（POS），即直接以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络，其工作原理如下。①IPoverSDH的基本原理•首先使用点到点（PPP）协议，按照RFC1662规范将IP分组插入PPP帧中的信息段，从而完成IP数据包的封装，然后用HDLC协议对封装后的PPP帧进行定界，进而形成HDLC帧，再由SDH通道层的业务适配器将封装的HDLC帧映射到SDH的净负荷中，最后经过SDH传输层、复用段和再生段层，并插入各种所需的管理开销，从而形成一个完整的SDH帧结构，这样才②IPoverSDH的特点•a.IP与SDH技术的结合是将IP分组通过点到点协议直接映射到SDH帧，其中省掉了中间的ATM层，从而保留Internet的无连接特性，简化了网络体系结构，提高了传输效率，降低了成本，易于兼容不同技•b.符合Internet业务的特点，如有利于实•c.能利用SDH技术本身的环路自愈功能进行链路保护以防止链路故障而造成的网络•d.仅对IP业务提供良好的支持，不适于多业务平台，可扩展性不理想，只有业务分级，而无业务质量分级，尚不支持VPN•e.不能像IPoverATM技术那样提供较好的服务质量保障（QoS），在IPoverSDH中由于SDH是以链路方式支持IP网络的，因而无法从根本上提高IP网络的性能，使高性能的线速路由器的吞吐量有了很大地突破，并可以达到基本服务质量保证，同时转发分组延时也已降到几十微妙，可以满足系统要求。（3）IPoverWDM①IPoverWDM•IPoverWDM是IP与WDM技术相结合的标志。•首先在发送端对不同波长的光信号进行复用，然后将复用信号送入一根光纤中传输，在接收端再利用解复用器将各不同波长的光信号分开，送入相应的终端，从而实现IP数据包在多波长光路上的传输。•IPoverWDM将是一个真正意义上的链路层数据网。②IPoverWDM的特点•a.简化了层次，减少了网络设备和功能重•b.充分利用光纤的带宽资源，极大地提高•c.对传输码率、数据格式及调制方式透明。可以传送不同码率的ATM，SDH／SONET3.接入技术•一般有FTTx+xDSL，FTTx+HFC，FTTx+LAN以及无线接入等方式，其中FTTx+LAN最为看好。9.1.3IPoverSDH技术•它是通过SONET/SDH提供的高速传输通道来直接传送IP分组，因而由此所构成的数据骨干网是由高速光纤传输通道相连接的大容量高端路由器构成。1.数据的封装•可见SONET/SDH协议是物理层协议，主要负责物理层上数据流的传送任务。•IP是属于网络层的无连接协议，主要负责数据包由源到宿的寻址和路由选择，两者之间是数据链路层，主要负责进行帧定位和纠错。图9-5IPoverSDH的分层结构•由此可见，IPoverSDH的数据封装过程极为简单，可分为两步，即将IP包封装到PPP帧中和将PPP帧放入SDH虚容器。（1）协议标准•PPP是针对点到点通信方式而设计的，链路层协议常使用在短距离连接、租用线、拨号Modem之中。（2）IP包在PPP帧中的封装•PPP定义了一种点到点链路上传输的多协议数据，而其定帧方案则是仰仗其他协议来完成的。•在IPoverSDH数据封装过程中，PPP通常采用HDLC帧进行组帧。（3）PPPHDLC帧结构•PPPHDLC帧结构是由帧头标志、地址域、控制域、协议标志、信息域、填充域、帧效验序列和帧头标志构成。2.高速路由器•而因为IPoverSDH的路由器只是针对点到点的SDH链路的，中间无需任何SDH的ADM或DXC设备，便可以灵活地进行组网工作，这样当链路速率提高到Gbit/s量级以后，就要求能够采用更高级别的路由器（吉比特）来胜任高速数据转发任务，以满足Internet对核心路由器的处理能力、容量的要求，因而新型的吉比特（位）路由器是否能够达到使用标准便成为IPoverSDH技术的关键。•为此许多厂商开发出了多种吉比特级的路3.IPoverSDH应用方案•IPoverSDH组网的核心是新型吉比特路由器。图9-7IPoverSDH应用方案9.1.4基于SDH的吉比特以太网技术1.2.GEOS应用方案（1•GEOS是一种采用IP分组交换方式的光广域网。•它将以太网的二层交换灵活性和资源优化能力与现有SDH光网络的大容量、高带宽效率和低协议开销相结合，从而得到一种高速、经济的数据接入方案，如图9-12图9-12EthernetoverSDH系统的原理结构图（2）GEOS的速率适配问题•以太网的信号速率与SDH净负荷速率不匹配，因而不能充分发挥SDH的高效传输性能。（3）GEOS①②具有带宽优化特性9.2SDH在接入网中的应用•光纤接入是宽带接入的最佳方案，但就目前的实际情况来说，完全抛弃现有的用户网络，重新铺设光缆，这是很不现实的，因而如何选择理想的解决方案，高效、经济地构建满足各种用户要求的接入网络是人们关注的一个焦点。9.2.1在接入网中应用SDH的主要优势1.2.极大地增加了网络运行、维护、管理（OAM3.完善的自愈功能可增加网络的可4.9.2.2SDH在接入网中的应用方案•对于带宽要求较大的大企事业用户，可将SDH分插复用器（ADM）设置在用户处，并采用点到点或环形结构，以一个STM1速率的通道与STM-1速率的业务节点相连，而对于带宽要求较小的企事业用户，则可采用较低速率的复用器或共享ADM方式来实现连接。1.接入方案基于SDH（1）基于SDH（22.9.3MSTP技术在城域网中的应用9.3.1城域网建设技术策略•因此，城域网中可采用接入、汇聚、核心分层结构组网，这样在业务调度规划时，可以根据不同网络分层进行不同的电路级别规划。•对于业务量较小的城域网而言，也可以采9.3.2核心层组网方案•核心层传送网的业务需求主要以2Mbit/s和155Mbit/s为主，同时还要满足3G核心网、软交换以及城域骨干数据传输的需要，可见对带宽、传输延时等技术特性提出了的更高的要求。1.2.节点设备的配置3.9.3.3汇聚层组网方案•单个25Gbit／s环形网上的节点数宜控制在4～6•下挂的接入层622Mbit／s环上节点数为6～8个、155Mbit／s环上节点数为6～8•汇聚点直接下挂的支链长度不能超过4个节点，接入环下挂的支链长度不能超过3个节点。9.4MSTP在IP承载网中的应用•MSTP作为新业务的承载网，可以承载NGN，3G等业务。•以NGN为例，MSTP对AG（接入网关）上行的承载主要有以太网汇聚的方式和MSTP内嵌RPR环网的方式，如图9-19所示。