光纤通信 课件 第六章cs

光传输系统第6章光纤计算机网内容提要：6.1光纤局域网的概念6.2光纤分布式数据接口6.3光互联网光传输系统6.1光局域网的概念•光纤局域网是指利用光纤将较为靠近的许多用户连接起来的网络，这样网上的所有用户都可以通过该网络进行相互数据交流，因此在光纤局域网中要求用户都具有发送/接收数据的功能，并且在一个网络协议的规定下操作。•不同的网络协议适合于不同的网络柘朴结构，不同的拓朴结构，适用于不同的场合。光传输系统6.1.1光局域网结构1．光纤局域网的类型2．网络协议3．体系结构光传输系统1．光纤局域网的类型(1)•总线形结构网络是一种非常典型的网络结构，它可以将多台计算机和终端设备进行连接。(2)•星形网络拓朴结构具有交叉连接的功能，使之有别于总线形网络结构。光传输系统1．光纤局域网的类型•图8-1-1总线形连接局域网构成示意图光传输系统1．光纤局域网的类型•图6-1-2星形网络结构示意图光传输系统1．光纤局域网的类型(3)①②Ⅰ–将所接收的所有数据向下传输；–Ⅱ–––发送状态光传输系统1．光纤局域网的类型•图6-1-3环形网络结构光传输系统2．网络协议(1)载波监听多路访问/•载波监听多路访问/冲突检测方式，多数应用于总线形和星形拓朴网络中，称为IEEE802-3光传输系统2．网络协议(2)•令牌总线方式又称为IEEE802-4标准，它不仅是为办公环境而设计的，而且还适用于工厂和其他军事环境之中，该标准通常运用于总线和①②③光传输系统2．网络协议•图6-1-4令牌总线配置光传输系统2．网络协议•图6-1-5令牌传输过程光传输系统2．网络协议•图6-1-6数据传输过程光传输系统2．网络协议(3)•令牌环网的媒体访问控制方式又称为IEEE802-5标准，它同样可以应用于办公楼、工厂、军事环境，但它主要采用环•在令牌环网技术中，使用了称为令牌的光传输系统2．网络协议•图6-1-7令牌环网操作示意图光传输系统2．网络协议(4)CSMA/CD•在总线、星形网络中，媒体访问技术可以采用CSMA/CD方式，也可以采用令牌总线方式，而在环形网中主要采用令牌环网的媒体访问技术方式，当然不同的访问方式，各有优缺点。①CSMA/CD②③光传输系统3．体系结构•从网络的体系结构来讲，目前使用的局域网大致相同，它们都对应于OSI参考模型的最下面两层：物理层和数据链路层。(1)CSMA/CD(2)光纤分布式数据接口FDDI光传输系统3．体系结构•图6-1-8IEEE802协议层与OSI模型的比较光传输系统3．体系结构•图6-1-9LLC和MAC帧结构光传输系统3．体系结构•图6-1-10FDDI协议结构光传输系统3．体系结构•图6-1-11令牌环的MAC帧结构光传输系统6.2光纤分布式数据接口（FDDI）环网光传输系统6.2.1FDDI网的网络特点采用光纤作为传输介质传输速率可达100M采用环型拓扑结构使用令牌作为共享介质的访问控制方式采用两根光纤串接成两个封闭的环路光传输系统6.2.2FDDI网络的组成•两根光纤构成的主环、副环•双连接站DAS：具有两个光连接线路端口，用于连接主环和副环；接收信号并将其放大；•单连接站SAS：只有一个端口,只能连接到主环上，要连到双环则必须经过集中器•集线器•FDDI网卡光传输系统3、FDDI介质访问控制方式与令牌介质访问控制方式区别采用多数据帧访问方式（令牌环网采用单数据帧）采用定时的、早释放令牌传送技术光传输系统4、FDDI的主要特点•传输速度高•同时传输多个数据帧•容量大：可以容纳更多的站点数•传输距离远：相邻站间的最大长度可达2KM，最大站间距离为200KM。•可靠性高：具有对电磁和射频干扰抑制能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响,也不影响其设备。•保密能好：光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听,因而是最安全的传输媒体。光传输系统6.2.3FDDI的应用作为企业网、校园网的主干光传输系统6.3光互联网6.3.1实现宽带IP网络的主要技术6.3.2IPoverSDH技术6.3.3IPoverWDM技术光传输系统6.3.1实现快带IP网络的主要技术12光传输系统1．传送技术(1)IPoverATM•①IPoverATM•②IPoverATM•ⅠATM技术本身能提供QoS保证，具有地址、流量控制、带宽管理、拥塞控制功能以及故障恢复能力，这些是IP所缺乏的，因而IP与ATM技术的融合，也使IP•Ⅱ适应于多业务，具有良好的网络可扩展能力，并能对其它几种网络协议如IPX•Ⅲ需对ATM交换机的呼叫处理能力提出要求。•Ⅳ封装开销较高。光传输系统1．传送技术•图6-3-1POA、POS、POW的重叠结构光传输系统1．传送技术(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，可见是一种IP与SDH•①IPoverSDH•②IPoverSDH光传输系统1．传送技术(3)IPoverWDM•①IPoverWDM•②IPoverWDM•Ⅰ简化了层次，减少了网络设备和功能重叠，•Ⅱ充分利用光纤的带宽资源，极大地提高了带•Ⅲ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/SONET和千兆光传输系统2．接入技术•采用宽带IP网络作为IP骨干网之后，可以支持宽带接入服务，为用户提供各种宽带的多媒体业务•解决方案一般有FTTx+xDSL，FTTx+HFC，FTTx+LAN，无线接入等方式，其中FTTx+LAN最为看好。光传输系统6.3.2IPoverSDH技术123．IPoverSDH4．基于SDH的千兆以太网(GEOSGbitEthernetoverSDH)光传输系统1．数据的封装(1)(2)IP包在PPP(3)PPPHDLC(4)PPPHDLC帧在SONET/SDH帧中的封装光传输系统1．数据的封装•图6-3-2IPoverSDH的协议栈结构光传输系统1．数据的封装•图6-3-3IPoverSDH数据封装过程光传输系统2•传统的路由器显然不能适用于IPoverSDH系统之中。•新型的千兆(位)路由器是否能够达到使用标准便成为IPoverSDH技术的关键。•这些千兆级路由器放弃了传统的总线/背板加集中处理器的结构，而采用了高性能的专线或通用的交换矩阵，或者ATM交换矩阵，并同时将原有的集中在中央处理器上的功能分散到各接口处理模块以此通过高速缓存技术和其它路由预处理技术来加速数据包的转换，从而大大提高路由器的吞吐量。光传输系统3．IPoverSDH应用方案•图6-3-4IPoverSDH应用方案光传输系统3．IPoverSDH应用方案•图6-3-5GEOS系统的协议栈结构光传输系统3．IPoverSDH应用方案•图6-3-6LLCPDU和MACPDU的关系光传输系统3．IPoverSDH应用方案•图6-3-7MAC帧封装成LAPS帧光传输系统3．IPoverSDH应用方案•图6-3-8采用SDL的映射过程光传输系统3．IPoverSDH应用方案•图6-3-8EthernetoverSDH系统的原理结构图光传输系统4．基于SDH的千兆以太网(GEOSGbitEthernetoverSDH)(1)①•ⅠIpv4或Ipv6•ⅡLLC•ⅢMAC•ⅣLAPS光传输系统②•Ⅰ将以太网的MAC帧封装成LAPS协议帧。•Ⅱ将LAPS协议帧映射到SDH帧光传输系统③用SDL协议来实现GEOS的帧映•Ⅰ简化的数据链路协议(SDL)•ⅡSDL帧映射到SDH光传输系统4．基于SDH的千兆以太网(GEOSGbitEthernetoverSDH)(2)GEOS①②GEOS③GEOS•Ⅰ•Ⅱ光传输系统6.3.3IPoverWDM技术1．IPoverWDM2．基于波长标签交换技术的IPoverWDM3．IPoverWDM光传输系统1．IPoverWDM光网络分层体系结构•光适配层位于IP电层与WDM光层之间，它负责向不同的高层提供光通道。•目前可用于IPoverWDM帧结构有SDH帧格式和千兆以态网帧格式。•WDM光层包括光通道层、光复用段层和光传输系统1．IPoverWDM光网络分层体系结构•图6-3-9IPoverWDM分层模型光传输系统2．基于波长标签交换技术的IPoverWDM(1)波长标签交换(MPLmS)(2)MPLmS•①•②•③MPLmS光传输系统2．基于波长标签交换技术的IPoverWDM•图6-3-10光标签的格式光传输系统2．基于波长标签交换技术的IPoverWDM•图6-3-11标签绑定与数据包的转发过程光传输系统2．基于波长标签交换技术的IPoverWDM•图6-3-12基于波长标签交换技术的IPoverWDM网络