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第八章 宽带网络技术

第八章 宽带网络技术. 8.3 宽带交换技术. 8.1 城域网. 8.2 宽带传输技术. 8. 4 协议参考模型及其对比. 一、 城域网 概述. 1. 城域网定义 Metropolitan Area Network (MAN) 以光纤为传输媒质，能提供高速率 (>622M ~ 2.5G)， 支持数据、话音、图像等业务传输，在50~100 Km 城市覆盖区范围内实现高速/宽带传输、交换的通信网。 ( 徐荣 P.72) 。

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第八章 宽带网络技术

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  1. 第八章宽带网络技术 • 8.3 宽带交换技术 • 8.1 城域网 • 8.2 宽带传输技术 • 8.4 协议参考模型及其对比 Dr. Zhanqi XU, access to him at : web.xidian.edu.cn/zqxu, Xidian University

  2. 一、城域网概述 1. 城域网定义 Metropolitan Area Network (MAN)以光纤为传输媒质，能提供高速率(>622M ~ 2.5G)，支持数据、话音、图像等业务传输，在50~100 Km城市覆盖区范围内实现高速/宽带传输、交换的通信网。(徐荣P.72) 。 A metropolitan area network (MAN) is a network that interconnects users with computer resources in a geographic area or region larger than that covered by even a large local area network (LAN) but smaller than the area covered by a wide area network (WAN). The term is applied to the interconnection of networks in a city into a single larger network (which may then also offer efficient connection to a wide area network). http://searchnetworking.techtarget.com/definition/metropolitan-area-network-MAN Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  3. MAN分层功能 (谷348) 注：1)有的将MAN分为核心层、接入层、应用层，有的分为核心、汇聚、接入(见下图) 2)从研究和易于理解的角度(概念清晰，层间承载关系)，多层网采用分层结构，例如 应用层3/接入层2/核心层1，实例IP/SDH/DWDM; (此时的IP仅代表特定源宿用户采用SDH提供的“物理链路/信道”，实现IP 分组传送，其传送过程已不采用“边传(送)边选(路)” Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  4. Dr. Zhanqi XU, access to him at : web.xidian.edu.cn/zqxu, Xidian University

  5. 2．MAN分层功能(谷348) • 核心层/骨干层：完成ATM、IP、Ethernet等数据分组的超高速传输与交换，一般传输>m*2.5Gb/s (DWDM已商用80波*40Gbps/波长)，交换>n*10Gb/s，包括高端路由器，交换机(ATM、Ethernet)，DWDM/SDH传输。例如高端/核心路由器、交换机、DWDM /SDH传输设备等。 • 汇聚层：汇集分散的接入层设备，完成数据交换，提供流量控制,负载均衡。 • 例如高中端路由器、L2/L3交换机、综合接入服务器等。 • 接入层：负责各类用户的接入，提供流量控制，用户接入控制。 • 如各种接入手段xDSL，HFC，OAN，WLAN(802.11)等。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  6. 3.MAN的目标 • 骨干网和用户间的桥梁 • 能够经济有效连通各种用户 • 金融等专线用户(DDN、FR、ATM) • IP电话用户 • ISP，ICP的高速接入，集团用户、小区高速上网 • 一网解决问题 • 宽带新业务的开展(VoD，视频会议等) • (注:ICP:InternetContentProvider) Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  7. 二、网络结构与要求 1．网络结构(徐荣P74) Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  8. 2．SDH/Ethernet两网并存网络结构 SDH等类似于 火车： 电路型传送 IP网类似于 邮运汽车：无固定线路 大邮箱 邮袋 注解： 1)如果将3层传送网比作邮袋、大邮箱、火车/汽车； 2)将3层网的层次上下颠倒，我们就理解了邮袋/大邮箱/(汽车,火车)的嵌入式承载关系。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University 2014/9/20 8

  9. 3．MAN功能要求 • 单一公共平台支持多协议、多业务，中间层最少； • 有效支持电路业务/分组业务的传送，易于向纯IP分组网演变； • 网络链路容量、节点数基本不受限； • 拓扑具备灵活性，可快速提供业务； • 集成标准的、易用的网管系统。 • 4．MAN的实现形式 • #基于SDH的多业务传送平台 • #基于GE和10 GE网络 • ＃城域波分复用网络 • 基于ATM的多业务传送平台 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  10. 三、多业务传送平台# 1．定义 MSTP#(Multi-Service Transport Platform) is also known as MSPP【 Multi-Service provision Platform】 in other nations except China 在一个SDH平台上进行IP、ATM、TDM等多种业务的接入、处理、交换和传送，具备协议终接(termination)和转换功能，使网络业务提供商(NSP)可在网络边缘提供多种不同业务，提供统一网管的多业务结点。 2．MSTP功能模型 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  11. (1) 支路STM-M中的VC可通过交叉连接模块实现与干线STM-N中的VC的交叉连接；(2)支路STM-M中的VC可通过交叉连接模块、VC映射模块，取出IP分组、ATM信元，完成IP分组的2、3层交换、ATM交换，再重新映射到新的VC中。

  12. 1)  PDH业务接口 MSTP可提供传统的TDM业务，包括Nx64K、2M＃、34M、45M、140M，既可提供交换机中继线、基站业务、34/45M的图像业务，还可以提供供多种速率的光接口以满足各种组网需要，可满足传统PDH用户对TDM业务的需求 。 • 2)  ATM接口 • 完成ATM接口、ATM层处理(隐含ATM交换)、VC映射、VC-N交叉连接等； • 基本连接管理PVC(永久虚通路permanent VC)，资源管理(VPI/VCI，带宽，路由选择)，流量管理等。 • 3)  Ethernet接口 • 目前主要有 • 以太网透明传输的方式 • 支持二层交换的方式 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  13. 透明传送方式主要是以太网数据直接映射到SDH的虚容器VC中，然后通过SDH设备进行点对点传送； 二层交换方式是指一个或多个用户侧以太网物理接口与一个或多个独立的系统侧的VC通道之间，实现基于以太网链路层的数据帧交换。它具有带宽共享、端口汇聚能力，可通过VLAN实现用户隔离； 针对EoS(Ethernet over SDH)的数据封装协议，目前流行的主要有三种。(see details in section 8.2) A)最初是基于PPP/HDLC协议的帧封装方式，它将IP数据通过PPP (Point to Point Protocol)进行封装，然后使用HDLC协议重新组帧并且映射到SDH的虚容器中，最后加上SDH的通道开销字节和段开销字节，组成STM-N的帧结构传送。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  14. B)第二种是我国武汉邮科院向ITU-T提出的ITU-T X.86协议，即使用LAPS实现Ethernet在SDH上的传送，即Ethernetover LAPS( LAPS ：Link Access Procedure over SDH)。它直接把MAC帧直接封装为LAPS协议帧，然后映射到SDH上。 C)＃第三种为ITU-T G.7041规定的通用组帧规程GFP (Generic Framing Procedure)协议，它是一种通用映射技术，可将变长或定长的数据分组进行统一的适配处理，实现数据业务在多种高速物理传输通道中的传输。 4)  交叉连接模块 交叉连接是MSTP的核心模块,目前有三种实现形式： Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  15. 干线接口 干线接口 上下支路接口 A)SDH时隙交叉连接 在标准SDH TDM交换结构基础上实施统计复用。内部采用单一的标准SDH TDM时隙处理(即所有时隙交叉)，利用分离的SDH时隙分别处理TDM、IP、ATM业务。在进行最后的TDM映射之前，先利用ATM交换、IP选路或以太网交换对数据业务量实施统计复用，以提高TDM通路的带宽利用率。该方案技术成熟、易实现，最适合以TDM业务量为主的混合型业务量；但是，对分组业务量而言，多层交换结构比较多余，且低效昂贵。(即每种TDM、IP、ATM业务的时隙固定、交叉连接；先交换，后交叉连接) MSTP ATM或IP交换设备

  16. B)混合的多交换结构 内部具有分离的TDM交换结构和数据交换结构。在系统入口处对进来的业务量按不同的业务类型分开，分别进入各自的交换结构，即TDM交叉连接、ATM交换或以太网交换。这种方式使各种业务量处于独立对等位置，可以在各自的交换结构中分别最佳化，提高带宽利用率；但是，混合业务量的分布由内部硬件决定(即TDM、ATM、分组接口的数目固定)，不能随外界实际业务量的变化而灵活更改。(取出数据，交换，再时隙绑定，3类业务的时隙数固定) 干线接口 干线接口 MSTP 时隙映射 ATM或IP交换 1)上下支路接口(SDH、PDH电路型)2)ATM、Ethernet接口 16 2014/9/20

  17. C)所谓轻便的SDH(SDH lite)方案 完全消去了传统的SDH(TDM)结构，直接在WDM上运行。把所有业务量封装进SDH帧结构，直接在WDM上运行，SDH只保留基本的物理层成帧和简单的失效通告等功能，而由ATM、电路交换和动态同步传递模式(DSTM)等技术提供QoS保证。 5)  开销处理模块 完成 复用段和再生段的开销处理。 6)   SDH接口模块 完成STM-N 传输处理(155M、622M直到10Gbps、 40Gbps )。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  18. 四、多业务传送平台的应用 1. 在供电网中的应用 MSTP##将传统的SDH复用器、数字交叉连接器(DXC) 、WDM终端、ATM交换、网络2层交换机和IP边缘路由器等多个独立的设备集成为一个网络设备，可支持基于SDH的环形、树型、环相切、网孔型等复杂形式的组网，且由统一的网管平台进行管理维护，应用非常广泛。 (see the diagram on next page for the applications of MSTP to electrical power supply system-供电系统) Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  19. Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  20. CGCS-1000是紧凑型的STM-1/STM-4系列多业务传送平台，它有效地结合了PDH/SDH、IP和PCM的技术特点，不仅可以提供STM-1、STM-4的SDH接口和E1/E3等PDH接口，而且可提供10M/100M以太网接口，同时也提供FXS/FXO、2－Wire等电话接口和低速数据接口。系统支持环网、链网、环带链、星型网以及网孔型等复杂网络拓扑，且灵活配置光接口数目。 注： MSTP实现了TDM(如2Mb/s)和ATM cells、IP分组在TDM电路上的传送； FXS：Foreign Exchange Station， FXS为普通电话机接口，需要远端馈电，实现连接语音复用器下接多个模拟电话，也指我们现用的固定话机与电信端局间的模拟话机接口； FXO：Foreign Exchange Office，它是一种话音接口，是中央交换局交换机和数字电话交换系统之间的一个中继端连接，局间模拟中继 ； With the technique advance, FXS and FXO have not been used any more. Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  21. 2. 实用SDH/Ethernet两网并存网络结构 21 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University 2014/9/20

  22. 3. MSTP用于连接基站 22 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University 2014/9/20

  23. 第八章 宽带网络技术 • 8.1 城域网(MAN) • 8.2 宽带传输技术－链路(层)封装 • 8.3 宽带交换 • 8.4 协议参考模型及其对比 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  24. 一、宽带传输技术概述 1．定义 指实现骨干网或城域网、局域网结点间的超高速传输技术，对有线方式传输速度≥622Mb/s，无线方式≥54Mbps。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  25. OCh Overhead OCh payload FEC data 2．分类 1)基于SDH：622Mb/s、2.5Gb/s、10Gb/s、40Gb/s； 2)基于DWDM(Dense Wave length Division Multiplexing)：信道间隔为400GHz、200GHz、100GHz、50GHz； 3)基于Optical：全光传输(无需E/O、O/E)， (DW：digital wrapper数字封装器)；由G.709定义(将采用该技术的网络已称为光传送网OTN: optical Transport Network) OCh: Optical Channel, FEC: Forward Error Correction 速率分为：OTUx(x=1、2、3)：2.6G、10.7G、43G(SDH帧为其载荷之一，DW存在开销，其传输速率略大于同级别SDH) OTU：Optical Channel Transport Unit 4)基于GE和10GE：利用千兆和万兆以太网技术 5)基于无线方式(MAN的部分功能或特定环境)：IEEE 802.11X, 802.16(Wimax: 全球互通微波接入(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  26. Comments for Wimax from WiMAX - 维基百科 WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) is a wireless communications standard designed to provide 30 to 40 megabit-per-second data rates,[1] with the 2011 update providing up to 1 Gbit/s for fixed stations. It is a part of a “fourth generation,” or 4G, of wireless-communication technology. WiMax far surpasses the 30-metre (100-foot) wireless range of a conventional Wi-Filocal area network (LAN), offering a metropolitan area network with a signal radius of about 50 km (30 miles). The name “WiMAX” was created by the WiMAX Forum, which was formed in June 2001 to promote conformity and interoperability of the standard. The forum describes WiMAX as “a standards-based technology enabling the delivery of last mile wireless broadbandaccess as an alternative to cable and DSL”.[2] WiMax offers data-transfer rates that can be superior to conventional cable-modem and DSL connections, however, the bandwidth must be shared among multiple users and thus yields lower speeds in practice.[3] 采用OFDMA, MIMO, AMC (Adaptive modulation and coding ), HARQ等先进技术;长距离下的高容量;每个基站的覆盖范围最大可达50公里,典型的基站覆盖范围为6～10公里; 每扇区吞吐量最高可达75Mbit/s ;新增扇区简易; 灵活的信道带宽规划;开销和投资风险小 提供无线形式的“最后一公里”宽带接入 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  27. 3．X over Y (over Z) 技术 指 x 类业务通过 y 类技术传送(y类技术或PDU通过z类技术传送)。 1)everything over IP 指用户数据(语音、视频、数据)或高层PDU (TCP、UDP、SCTP (Stream Control Transport Protocol))通过IP传送 例如： VoIP： Voice(/Video) over IP 2)IP over everything 指IP分组通过各种可能的传输技术进行传送 例如：IP/ATM、IP/PPP、IP/HDLC、IP/Ethernet等 3)X over Y over Z 举例 例如：Voice over IP over SDH(VoIP/SDH) IP/PPP(HDLC)/SDH IP/ATM/SDH等 27 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University 2014/9/20

  28. Real time (Voice/Video…) Non-real time (WWW/FTP…) Data (IP,IPX,MPLS,…) Ethernet (3) (1) (4) PPP (1) FR (2) (4) LAPS HDLC (3) (1) PSTN ATM GFP (2) SDH/SONET OTN/WDM 二、DoS –Data over SDH/Fiber 1. Protocol stacks for data transport Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  29. DoS –Data over SDH/Fiber(con’t) • Most frequently used protocol stacks • IP/PPP/HDLC/SDH/Fiber(red line) • IP (Ethernet)/ATM/SDH/Fiber(green Line) • IP/Ethernet/LAPS/SDH/Fiber (purple line) • IP/Ethernet(/PPP)/GFP/SDH/Fiber (blue line) Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  30. LEN(2) CRC(2) Upper data (IP,…) FCS(2/4)* 2. DoS – PDU (Protocol Data Unit) (a) ATM Upper data (IP,…) Padding(0~47) UU(1)+CPI(1)+LEN(2) FCS(4) (5) (48) (5) (48) … (5) (48) (5) (48) (b) SDL (c) PPP/HDLC F(1) A(1) C(1) PID(1,2) Upper data (IP,…) FCS(2) F(1) F(1) A(1) C(1) SAPI(2) Upper data (IP,…) FCS(2) F(1) (d) LAPS Original version F(1) SAPI(1) C(1) Upper data (IP,…) FCS(2) F(1) (e) UDL LEN(2) PT/QoS(2) CRC(1) Upper data (IP,…) FCS(2/4)* (f) HDT LEN(2) CRC(2) HDT header(10≥) Upper data (IP,…) FCS(2/4)* (g) GFP LEN(2) CRC(2) Payload header(4~64) Upper data (IP,…) FCS(2/4)* PT(2) tCRC(2) Extension header(0~60) *:该域可选，括号()中数字表示该域字节数 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  31. DoS – Protocol Data Unit SDL: Simple (simplified) Data Link ，originally proposed by the lucent (朗讯) PID: Protocol IDentifier LAPS: Link Access Procedure over SDH (X.85 standard) SAPI: Service Access Point Identifier UDL: Universal Data Link (通用数据链路，proposed by NEC company) PT : Payload Type HDT : Hybrid Data Transport (混合数据传送) GFP: Generic Framing Procedure (通用成帧规程) tCRC: type CRC Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  32. Len (2B) CRC(2B) Payload FCS(4B) F(1) A(1) C(1) SAPI(2) Upper data (IP,…) FCS(2) F(1) 3. IP over SDH(或Packet over SDH，PoS) 1)采用IP/HDLC/SDH方式； 2)采用IP/PPP(HDLC)/SDH方式； 3)采用IP/SDL/SDH，由Lucent提出，现已演变为GFP; 4)采用IP/LAPS/SDH LAPS：Link Access Procedure over SDH SAPI：在早期版本中，Service Access Point identifier代替PPP的地址字段 (see the slide of 2. DoS – PDU ) F(1) SAPI(1) C(1) Upper data (IP,…) FCS(2) F(1) Original version Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  33. Len cHEC Payload Header(4~64) Data FCS Core Header Currently defined: A=04 SAPI=0021 IPV4 SAPI=0057 IPV6 SAPI=others reserved for future use 5)采用IP/GFP/SDH GFP＃：Generic Framing Procedure Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  34. Payload Type MSB Payload Type LSB Ext Hdr Byte n Ext Hdr Byte 1 Ext Hdr Byte 2 eHEC MSB tHEC MSB eHEC LSB tHEC LSB cHEC LSB Length LSB FCS[07:0] FCS[31:24] FCS[15:8] Length MSB cHEC MSB FCS[23:16] Core Header Payload Header Payload Area Payload Optional Extension Header FCS (optional) 4. GFP Frame and networking 4.1 Basic GFP Frame Structure Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  35. Len： 指出GFP Payload区字节数，0~3时表示GFP控制帧; cHEC： 核心头部(core Header)差错校验字段，使用 CRC-16; Payload Header： 净负荷头部，长度可变，完成数据链路管理，依高层信号而定; Data： 用户数据(Client Data)或数据链路控制信息; FCS#： 帧校验系列FCS实现Payload Header与Data字段校验。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  36. L4 L3 L2 L1 • 4.2 GFP分层结构 • L4：业务层包括GFP提供的业务：Ethernet 、IP/PPP、PoS、data blocking • L3：客户信息转换 • 分组数据传送的帧映射(Frame Mapping) • 块数据传送(Transparent)，用于GE GMII中的 8B/10B、64B/65B透明传送。8B/10B中分离出8B数据与控制字符→映射为64B/65B，每8个65B代码构成一个超块，多个超块在一个GFP中传送 • L2：GFP公共服务层包括GFP帧产生，接收处理(定界、其余字段处理)  • L1：GFP在SDH/OTN (optical transport Network)上传送 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  37. L4 L3 L2 L1 Figure 1/G.7041 - GFP Relationship to Client Signals and Transport Paths Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  38. variable GFP Ethernet Frame GFP Eth. Frame GFP Eth 1GigE LE Ethernet Frame IDLE Eth. Frame IDLE Eth GFP Transparent GFP GFP Transparent Transparent fixed 4.3 GFP – Operation Modes Frame- or Transparency based t GFP-F GFP GFP GFP GFP Frame by Frame Block by Block GFP GFP GFP GFP Transparent GFP-T GFP GFP GFP Header IDLE frames

  39. 4.4 GFP networking Transport of Ethernet frame via frame based on GFP 39 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University 2014/9/20

  40. Transport of Ethernet frame via transparent GFP The Fig. shows the application: Extending LAN / SAN (storage Area Networking) over WAN(注：FC：Fiber Channel，specified by ANSI) GbE FC GbE FC GbE FC GbE FC GbE FC SONET SDH Mapper Framer SONET SDH Mapper Framer 8B/10B Client SONET / SDH Network STS-m STM-n SONET SDH Mapper Framer LAN / SAN STS-m STM-n 8B/10B Clients 8B/10B Client • Want to preserve individual 8B/10B block-coded channels, but…...Can not fit two 1.25 Gb/s GbE channels into a single OC-48 / STM-16 • Transport of single 1.25 Gb/s stream over OC-48 / STM-16 is excessively wasteful. • Need to preserve control info (e.g. link configuration) for LAN extension, Can not just send data packets. • Can not just interleave(交织) two streams into single path and still expect SONET/SDH to deliver to different destinations. • ## With a translation between 8B/10B and 64B/65B, we can encapsulate two GE frames onto single since the emerged two flows is less than that of STM-16 payload, i.e., 1000M*65/64*(2 channels)=2031.25 Mbps< (4*622.08*26/27)=2396.16Mbps • comments: this analysis does not includes the GFP overhead 40 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University 2014/9/20

  41. 5 . X.86 networking • 5.1 Main EoS protocol stacks • Ethernet/LAPS(HDLC)/SDH (注: Ethernet/LAPS/SDH 称为X.86,由武汉邮电科学研究院余少华博士, 总工提出 • Ethernet/GFP/SDH • Ethernet/MSR/RPR/SDH (注：MSR: Multiple Service Ring// 多业务环，ITU X.87, 由武邮余少华博士提出) Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  42. LAPS Rate Adaptation SDH 5.2 X.86协议栈结构 利用LAPS(X.85)实现Ethernet 、GbE、10GbE在SDH上的传送。 速率适配： 完成MII/GMII (Giga Media Independent Interface) 接口信号与SDH VC的速率适配，通过发送数据｛0x7d，0xdd｝组成的 LAPS帧。 (see the diagram on the right) Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  43. 5.3 LAPS实现以太业务的传送 In the Octet based channel , the OctetStuffing (填塞)is used : 0x7e-0x7d,0x5e, 0x7d-0x7d,0x5d For the data between the opening and closing flags , a transmitter in serial bit based channel inserts a ZERO after 5 "1" bits Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University 43 2014/9/20

  44. 三 级联与虚级联# 1. 级联的定义 级联(Concatenation)是将多个虚容器(如VC-12或VC-4，每个VC-12或VC-4称为成员，Member)组合起来，形成一个组合容量更大的容器(称为虚级联组VCG，Virtual Concatenation Group)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。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  45. 2. 级联分类 级联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。 相邻/连续级联 (VC-n-Xc 表示X个C-n的连续级联continual) 需要占用一个连续的带宽。在同一STM-N中，利用相邻的X个C-n级联成C-n-Xc，形成一个整体结构进行传输。相邻级联的VC-4-Xc只有一列POH，在整个传输过程中，必须保持相同路径Path(路由routing)和连续带宽，并要求所经网络所有设备均支持该项技术。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  46. N-1 下图为VC-4-Xc的结构图。位于AU-4指针内的级联指示用于指明在单个VC-4-Xc中携带的多个VC-4净负荷应保持在一起，映射可用容量为多个C-4容量的X倍(C-4容量为149,760kbps，当X=4时，映射可用容量为599040kbps，当X=16时，为2,396,160kbps)。VC-4-Xc的第2列至第N列的规定为固定填充比特，VC-4-Xc的第1列用于POH，该POH分配给该VC-4-Xc使用. Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  47. 虚级联(VC-n-Xv表示X个VC-n的虚级联Virtual)将连续的带宽拆分为多个独立的VCs，各独立的VC分别传送，在接收端重新组合。虚级联技术可将分布于不同STM-N的VC-n(同一路径/由和不同路径/由均可)按照级联的方法，形成一个虚拟的大结构(VC-n-Xv)进行传输，其中每个VC-n均具有独立的结构和相应的POH，具有完整的VC-n结构。数个C-n虚级联就相当于多个VC-n的间插。与相邻级联VC-n-Xc不同的是，虚级联的每个VC-n可以独立传输，选择不同的路径，对中间传输设备无特殊需求，仅对两端设备有特殊的协议支持要求。虚级联(VC-n-Xv表示X个VC-n的虚级联Virtual)将连续的带宽拆分为多个独立的VCs，各独立的VC分别传送，在接收端重新组合。虚级联技术可将分布于不同STM-N的VC-n(同一路径/由和不同路径/由均可)按照级联的方法，形成一个虚拟的大结构(VC-n-Xv)进行传输，其中每个VC-n均具有独立的结构和相应的POH，具有完整的VC-n结构。数个C-n虚级联就相当于多个VC-n的间插。与相邻级联VC-n-Xc不同的是，虚级联的每个VC-n可以独立传输，选择不同的路径，对中间传输设备无特殊需求，仅对两端设备有特殊的协议支持要求。 ＊ 不同VC-4的净载荷部分字节间插(交织) 控制－依靠H4字节实现 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  48. 3 虚级联中H4字节的工作原理 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  49. 该容器被映射到构成VC-4-Xv的X个独立的VC-4中，每个VC-4具有自己的POH，POH的规范与一般VC-4的POH规范相同，只是POH中的H4字节用作虚级联(MSB b1-b8 LSB, MSB/LSB：Most/Least Significance Bit, 最高位/最低位) • 规定MSBb1~b4(第0帧)＋ b1~b4(第1帧)LSB的8比特用作复帧指示(0，1，2，…,15)；b8 is the LSB. 复帧指示标识符(标明使用复帧结构，使用中8位填0)：用复帧中的第0帧的H4字节的b1~b4表示高4位，第1帧的H4字节的b1~b4表示低4位。(See Fig. of previous page) • MSBb1~b4(第14帧)＋ b1~b4(第15帧) LSB:序列号(0-255, 8 比特) VC-4-Xv中的每个VC-4具有一个唯一的序列号，编号范围为0-(X-1)。传输C-4-Xv中第1个“时隙”的VC-4具有序列号0，第2个“时隙”的VC-4具有序列号1……，依此类推，直到第X个时隙的VC-4具有序列号(X-1)，序列号固定指派，不可配置。有了序列号就允许不用寻迹即可检查C-4-Xv的结构是否正确，8 bits的序列号支持的X值达256。用复帧中的第14帧的H4字节的b1~b4传输序列号的高4位，用复帧中第15帧的H4字节的b1~b4 传输序列号的低4位。 Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

  50. Virtual Concatenation Efficiencies for SDH Paths (VCs) For VC-4-7v, the efficiency is 1000 /(7*149.76)=95.39% For VC-4-16c, the efficiency is 1000/(16*149.76)=41.73% VC-12: 136(34*4)*8/500微秒(复帧) ＝2.176Mbps， C-12: (32*4)*8/500微秒 =2.048Mbps TU-12: (136+4)*8/500微秒(复帧) ＝2.24Mbps VC-3： 85*9*8/ 125微秒 ＝48.96M TUG-3： (85+1)*9*8/ 125微秒 ＝49.536M STM-0: 85*9*8/ 125微秒 ＝51.84M 注：10M/(48.96M)=20.4% 第1行with VC显然有误：应为10M/(5*2.176M)=91.9%, 即VC-12-5v Dr. Zhanqi XU,National Key Lab on ISN, Xidian University

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