《光纖通信與數(shù)字傳輸》課件-49MSTP和ASON技術(shù)

光纖通信與數(shù)字傳輸?shù)谒氖胖v：MSTP和ASON技術(shù)

1.MSTP概念MSTP（基于SDH的多業(yè)務(wù)傳送平臺(tái)）是指基于SDH、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)接入、處理和傳送，提供統(tǒng)一網(wǎng)管的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)?；赟DH的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)除應(yīng)具有標(biāo)準(zhǔn)SDH傳送節(jié)點(diǎn)所具有功能外，還應(yīng)具有的主要功能有：具有TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)的接入、處理和傳送功能；具有ATM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)的帶寬統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能；具有ATM、以太網(wǎng)業(yè)務(wù)映射到SDH虛容器的指配功能。SDH（同步數(shù)據(jù)傳輸構(gòu)架）是用于傳輸PCM（脈沖編碼調(diào)制）數(shù)字話音的通信系統(tǒng)，它的基本傳輸信道速率是64kb/s的整數(shù)倍。當(dāng)前話音業(yè)務(wù)量逐漸減少，而數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)通信的業(yè)務(wù)量增大。一.MSTP技術(shù)1/182.MSTP工作原理MSTP可以將SDH復(fù)用器、數(shù)字交叉連接器DXC、WDM終端、網(wǎng)絡(luò)二層交換機(jī)和IP邊緣路由器等多個(gè)獨(dú)立的設(shè)備集成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制。MSTP最適合作為網(wǎng)絡(luò)邊緣的融合節(jié)點(diǎn)支持混合型業(yè)務(wù)，特別是以TDM業(yè)務(wù)為主的混合業(yè)務(wù)，有助于實(shí)現(xiàn)從電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)的過(guò)渡，是城域網(wǎng)的主流技術(shù)之一。這要求SDH從傳送網(wǎng)轉(zhuǎn)變成傳送網(wǎng)和業(yè)務(wù)網(wǎng)一體化的多業(yè)務(wù)平臺(tái)。MSTP實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)是充分利用SDH技術(shù)對(duì)傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流提供保護(hù)恢復(fù)能力和較小的時(shí)延性能，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)支撐層加以改造，適應(yīng)多業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)二層、三層的數(shù)據(jù)智能支持。即將傳送節(jié)點(diǎn)與各業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)融合在一起，構(gòu)成業(yè)務(wù)層和傳送層一體化的SDH業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)，稱為融合的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。一.MSTP技術(shù)2/183.MSTP的特點(diǎn)1）繼承了SDH技術(shù)的許多優(yōu)點(diǎn)2）支持多種物理接口3）支持多種協(xié)議4）支持多種光纖傳輸5）提供集成的數(shù)字交叉連接6）支持動(dòng)態(tài)帶寬分配7）支持固定帶寬業(yè)務(wù)和可變帶寬業(yè)務(wù)8）高效建立鏈路的能力9）協(xié)議和接口分離10）綜合的網(wǎng)絡(luò)管理能力一.MSTP技術(shù)3/184.MSTP的關(guān)鍵技術(shù)MSTP依托SDH平臺(tái)傳送以太網(wǎng)和ATM業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)傳輸網(wǎng)的多業(yè)務(wù)承載和傳送。一方面，MSTP保留了SDH固有的交叉能力和傳統(tǒng)的PDH業(yè)務(wù)接口與低速SDH業(yè)務(wù)接口，繼續(xù)滿足TDM業(yè)務(wù)需求；另一方面，MSTP提供ATM處理、以太網(wǎng)透明傳送、以太網(wǎng)二層交換、PRP處理、MPLS處理等功能來(lái)滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的匯聚、梳理和整合的要求。目前大多數(shù)MSTP首選通用成幀規(guī)程（GFP）作為優(yōu)良封裝規(guī)程，而虛級(jí)聯(lián)和鏈路容量調(diào)整（LCAS）則適應(yīng)不同的帶寬顆粒需要，并在一定范圍內(nèi)進(jìn)行鏈路容量調(diào)整。MSTP的RPR功能克服原有以太網(wǎng)倒換速度慢的缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)50ms之內(nèi)的快速保護(hù)倒換，并具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)，環(huán)路帶寬共享、公平分配等特點(diǎn)。一.MSTP技術(shù)4/184.MSTP的關(guān)鍵技術(shù)有：（1）通用成幀規(guī)程GFP以太網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度是不定長(zhǎng)，這與要求嚴(yán)格的SDH幀有很大區(qū)別，所以需要使用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)鏈路層適配協(xié)議來(lái)完成對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)的封裝，然后才映射進(jìn)SDH的虛容器VC中，最后形成STM-N信號(hào)。GFP是目前流行的一種比較標(biāo)準(zhǔn)的封裝協(xié)議，提供了一種將高層信息流適配到傳送網(wǎng)（如SDH網(wǎng)絡(luò)）的通用方法。GFP優(yōu)勢(shì)：具有較強(qiáng)的檢測(cè)和糾錯(cuò)能力，提供比傳統(tǒng)封裝方式更高的帶寬效率。作為MSTP的SDH網(wǎng)絡(luò)可以以GFP為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)不同廠商映射方式的互通。GFP現(xiàn)已成為各廠商以太網(wǎng)業(yè)務(wù)處理的唯一封裝標(biāo)準(zhǔn)。5/184.MSTP的關(guān)鍵技術(shù)有：（2）VC級(jí)聯(lián)技術(shù)該技術(shù)把多個(gè)VC按一定規(guī)則組合在一起，使之成為一個(gè)傳送整體以適應(yīng)不同帶寬業(yè)務(wù)需求。傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡(luò)在傳送IP業(yè)務(wù)與ATM業(yè)務(wù)等巨大數(shù)據(jù)流時(shí)顯得有些力不從心，因?yàn)镾DH傳送網(wǎng)中最大的虛容器是VC-4，它能傳送的有效業(yè)務(wù)帶寬僅有149Mbit/s，而IP業(yè)務(wù)與ATM業(yè)務(wù)的帶寬需求遠(yuǎn)超過(guò)VC-4的限制，所以有必要尋求一種利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)傳送寬帶業(yè)務(wù)的方法，于是出現(xiàn)了把多個(gè)VC合并使用、提供一種高帶寬整體傳送的方法，即VC級(jí)聯(lián)技術(shù)。VC級(jí)聯(lián)技術(shù)有相鄰級(jí)聯(lián)和虛級(jí)聯(lián)兩種。相鄰級(jí)聯(lián)采用物理方式捆綁虛容器，虛級(jí)聯(lián)采用邏輯方式捆綁虛容器。6/184.MSTP的關(guān)鍵技術(shù)有：（3）鏈路容量調(diào)整機(jī)制（LCAS）虛級(jí)聯(lián)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜，需要特殊的硬件支持，而且業(yè)務(wù)提供速度相對(duì)較慢，還可能產(chǎn)生產(chǎn)生時(shí)延，因?yàn)樘幱诓煌琒TM-N中的VC的傳送路徑可能不一樣，到達(dá)接收端可能產(chǎn)生時(shí)延。根據(jù)虛級(jí)聯(lián)工作方式，相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收端為了重組虛級(jí)聯(lián)組中的虛容器，必須具有補(bǔ)償時(shí)延和確定虛容器在級(jí)聯(lián)組中唯一序列標(biāo)號(hào)兩個(gè)功能，并且單一物理通道的損壞可能會(huì)對(duì)整個(gè)虛級(jí)聯(lián)產(chǎn)生致命影響。為了增強(qiáng)虛級(jí)聯(lián)的健壯性和安全性，出現(xiàn)了鏈路容量調(diào)整機(jī)制（LCAS）。LCAS是利用虛級(jí)聯(lián)VC中某些開(kāi)銷字節(jié)傳遞控制信息，在源端與宿端之間提供一種無(wú)損傷、動(dòng)態(tài)調(diào)整線路容量的控制機(jī)制。7/184.MSTP的關(guān)鍵技術(shù)有：（4）彈性分組環(huán)（RPR）技術(shù)該技術(shù)是為了解決城域網(wǎng)中已大規(guī)模應(yīng)用的SDH、ATM以及以太網(wǎng)技術(shù)的一些局限性而提出的，針對(duì)SDH和以太網(wǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合ATM的優(yōu)點(diǎn)，提出了RPR的環(huán)形組網(wǎng)技術(shù)。即ATM+SDH+Ethernet=RPR彈性分組環(huán)（RPR）技術(shù)是一種在環(huán)形結(jié)構(gòu)上優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送的新型MAC層協(xié)議，能夠適應(yīng)多種物理層（如SDH、DWDM、以太網(wǎng)等），可有效傳送數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、圖像等多種業(yè)務(wù)類型。它融合了以太網(wǎng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、靈活性、可擴(kuò)展性等特點(diǎn)，同時(shí)吸收了SDH環(huán)網(wǎng)的50ms快速保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，并具有網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)發(fā)現(xiàn)、環(huán)路帶寬共享、公平分配、嚴(yán)格的業(yè)務(wù)分類（COS）等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在不降低網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性的前提下提供更加經(jīng)濟(jì)有效的城域網(wǎng)解決方案。8/182025/5/199/18二、ASON技術(shù)1.ASON（自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)）概述

ASON：(AutomaticallySwitchedOpticalNetwork)能夠智能化的自動(dòng)完成網(wǎng)絡(luò)交換連接功能的新一代光傳送網(wǎng)。

基本思想：在光傳送網(wǎng)中引入控制平面，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的按需分配，從而實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)的智能化。

ITU-T定義:通過(guò)控制平面來(lái)實(shí)現(xiàn)配置連接管理的光傳送網(wǎng)

自動(dòng)交換連接：在網(wǎng)絡(luò)資源和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)上調(diào)用動(dòng)態(tài)智能選路算法，通過(guò)分布式信令處理和交互，建立端到端的按需連接，提供可行可靠的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)故障情況下的連接和自動(dòng)重構(gòu)。2025/5/1910/18(1)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)PDH→SDH→WDM→MSTP→ASON，SDH提升組網(wǎng)能力、安全性、標(biāo)準(zhǔn)化SDH以TDM傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理為主，MSTP的出現(xiàn)，WDM的廣泛應(yīng)用將光網(wǎng)絡(luò)的傳送能力推向高峰隨著GFP(通用成幀規(guī)程)、VCAT(虛級(jí)聯(lián))、LCAS(鏈路容量調(diào)整機(jī)制)等面向數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)在MSTP中的應(yīng)用，MSTP已成為當(dāng)前光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的首選。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，在快速、高效、動(dòng)態(tài)的特性面前，傳輸網(wǎng)的控制處理能力明顯不足。ASON作為新型網(wǎng)絡(luò)能解決這些問(wèn)題。二、ASON技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)在運(yùn)營(yíng)網(wǎng)中引入智能光網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。目前業(yè)界普遍看法是：按照骨干層→匯聚層→接入層發(fā)展模式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)智能化演進(jìn)，最終智能光網(wǎng)絡(luò)將應(yīng)用于長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)到城域網(wǎng)的各層傳輸網(wǎng)中。首先從骨干層開(kāi)始逐步引入智能特性。先組建具備MSTP功能的多業(yè)務(wù)綜合傳輸骨干；再根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展選擇合適的時(shí)機(jī)加載智能控制平面，引入智能特性，完成骨干網(wǎng)的智能化。之后，逐步將這種演進(jìn)向匯聚層和接入層擴(kuò)展，完成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的智能化和多業(yè)務(wù)承載。二、ASON技術(shù)11/182025/5/1912/18(2)ASON標(biāo)準(zhǔn)——GMPLS結(jié)構(gòu)和需求——由ITU-T定義，GMPLS——主流標(biāo)準(zhǔn)GMPLS，滿足ASON基本結(jié)構(gòu)和需求的協(xié)議，對(duì)信令、鏈路管理、路由及SDH的支持給出規(guī)定光互聯(lián)網(wǎng)論壇(OIF)推動(dòng)不同廠商設(shè)備間的互操作性及接口的標(biāo)準(zhǔn)化(3)ASON體系結(jié)構(gòu)控制平面?zhèn)魉推矫婀芾砥矫嬉?jiàn)圖1二、ASON技術(shù)圖1ASON的體系結(jié)構(gòu)2025/5/1913/18(4)ASON的網(wǎng)絡(luò)接口CCI——連接控制接口；NMI——網(wǎng)絡(luò)管理接口；NNI——網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口；UNI——用戶網(wǎng)絡(luò)接口；PI——物理接口(5)ASON的特點(diǎn)①快速高質(zhì)量的提供各種帶寬服務(wù)與應(yīng)用②更好的網(wǎng)絡(luò)性能③實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)的流量控制④快速有效的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制⑤良好的設(shè)備互操作性和網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性二、ASON技術(shù)2025/5/1914/182.ASON的連接類型支持三種不同類型的連接：見(jiàn)圖2永久性連接軟永久性連接交換性連接二、ASON技術(shù)圖2ASON的三種連接類型2025/5/1915/183.ASON的模型(1)層疊模型：客戶-服務(wù)者模型比較適合已有大量SDH網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施而同時(shí)又需要支持分組化數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商(2)對(duì)等模型：IP、ATM、SDH等電層設(shè)備和光層設(shè)備的地位平等二、ASON技術(shù)2025/5/1916/184.ASON設(shè)備的現(xiàn)狀及技術(shù)應(yīng)用(1)設(shè)備現(xiàn)狀傳送層面：基于SDH的ASON設(shè)備,可提供大容量的交叉矩陣,實(shí)現(xiàn)多光口方向的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)控制層面：具備基本的控制功能。支持分布式控制；可實(shí)現(xiàn)軟永久連接和交換連接的創(chuàng)建、查詢、刪除；支持路由信息發(fā)布更新，通道路由計(jì)算等管理層面：對(duì)傳送資源的管理較成熟，對(duì)控制平面資源的部分管理尚不完善。目前ASON設(shè)備網(wǎng)管系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)滯后于設(shè)備的開(kāi)發(fā)保護(hù)恢復(fù)層面：保護(hù)機(jī)制比較成熟，恢復(fù)機(jī)制有差異，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)