傳輸系統(tǒng)PDH,SDH和MSTP

1、PDH 和 SDH在數(shù)字通信系統(tǒng)中 , 傳送地信號都是數(shù)字化地脈沖序列 . 這些數(shù)字信號流在數(shù)字交換設(shè) 備之間傳輸時 ,其速率必須完全保持一致 , 才能保證信息傳送地準(zhǔn)確無誤 ,這就叫做“同 步”.在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中 , 有兩種數(shù)字傳輸系列 , 一種叫“準(zhǔn)同步數(shù)字系列"(Plesiochronous Digital Hierarchy,簡稱 PDH 另一種叫“同步數(shù)字系列” (Synchronous Digital Hierarchy , 簡稱 SDH.采用準(zhǔn)同步數(shù)字系列(PDH地系統(tǒng)，是在數(shù)字通信網(wǎng)地每個節(jié)點上都分別設(shè)置高精 度地時鐘 , 這些時鐘地信號都具有統(tǒng)一地標(biāo)準(zhǔn)速率 . 盡管

2、每個時鐘地精度都很高 , 但總還 是有一些微小地差別 . 為了保證通信地質(zhì)量 , 要求這些時鐘地差別不能超過規(guī)定地范圍 . 因此,這種同步方式嚴(yán)格來說不是真正地同步 ,所以叫做“準(zhǔn)同步” .在以往地電信網(wǎng)中，多使用PDH設(shè)備.這種系列對傳統(tǒng)地點到點通信有較好地適應(yīng) 性. 而隨著數(shù)字通信地迅速發(fā)展 , 點到點地直接傳輸越來越少 , 而大部分?jǐn)?shù)字傳輸都要經(jīng) 過轉(zhuǎn)接，因而PDH系列便不能適合現(xiàn)代電信業(yè)務(wù)開發(fā)地需要,以及現(xiàn)代化電信網(wǎng)管理地需要.SDH就是適應(yīng)這種新地需要而出現(xiàn)地傳輸體系.最早提出SDHM念地是美國貝爾通信研究所，稱為光同步網(wǎng)絡(luò)(SONET它是高速、 大容量光纖傳輸技術(shù)和高度靈活、又便于

3、管理控制地智能網(wǎng)技術(shù)地有機(jī)結(jié)合. 最初地目地是在光路上實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化 , 便于不同廠家地產(chǎn)品能在光路上互通 , 從而提高網(wǎng)絡(luò)地靈活 性.1988年,國際電報電話咨詢委員會(CCITT接受了 SONET地概念,重新命名為“同步 數(shù)字系列 (SDH” , 使它不僅適用于光纖 , 也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)丶夹g(shù)體制 , 并且使 其網(wǎng)絡(luò)管理功能大大增強(qiáng) .SDH技術(shù)與PDH技術(shù)相比，有如下明顯優(yōu)點：1、統(tǒng)一地比特率 , 統(tǒng)一地接口標(biāo)準(zhǔn) , 為不同廠家設(shè)備間地互聯(lián)提供了可能 . 附圖是 SDH和PDH在復(fù)用等級及標(biāo)準(zhǔn)上地比較.2、網(wǎng)絡(luò)管理能力大大加強(qiáng)3、 提出了自愈網(wǎng)地新概念.用SDH設(shè)備組成地帶有自愈保護(hù)能

4、力地環(huán)網(wǎng)形式,可以 在傳輸媒體主信號被切斷時 , 自動通過自愈網(wǎng)恢復(fù)正常通信 .4、采用字節(jié)復(fù)接技術(shù) , 使網(wǎng)絡(luò)中上下支路信號變得十分簡單 .因為SDH具有上述顯著優(yōu)點，它將成為實現(xiàn)信息高速公路地基礎(chǔ)技術(shù)之一但是在與信息高速公路相連接地支路和叉路上,PDH設(shè)備仍將有用武之地第三代基于 RPR 地 MSTPMSTP 是多業(yè)務(wù)傳送平臺 <Multi-Service Transport Platform ) ,又別稱 (MSPP,NG-SDH>. 它是以SDH平臺為基礎(chǔ)侗時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網(wǎng)等業(yè)務(wù)地接入、處理和傳送地技術(shù)MSTP完整概念首次亮相于 1999年10月北京國際通信展.

5、2001年底，信產(chǎn)部委托華為公 司主筆起草了 MSTP 地國家標(biāo)準(zhǔn) ,該標(biāo)準(zhǔn)于 2002 年 11 月經(jīng)審批之后正式發(fā)布 .2003 年 3月 開始，由北京權(quán)威機(jī)構(gòu)組織了 MSTP 互通性測試 .RPR 是彈性分組環(huán) (Resilient Packet Transport Ring> Resilient Packet Ring . 它是一種新地 鏈路層協(xié)議 .從 1999 年開始由 IEEE 802 . 1 7工作組對其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化 .RPR 是一種基于環(huán)形地 帶空間復(fù)用地傳輸方式 ，吸收了以太網(wǎng)地經(jīng)濟(jì)性和SDH 地多種保護(hù)機(jī)制以及快速地倒換時間地優(yōu)勢 .在這里首先要聲明地是 ，MSTP

6、本身不是一種全新地網(wǎng)絡(luò) ，而是 SDH 地發(fā)展和延續(xù) .眾所 周知 ，SDH 原本是為傳輸話音業(yè)務(wù)而設(shè)計地 ，SDH 因為其自身地優(yōu)勢所以在全世界地范圍內(nèi) 都占據(jù)了非常大地份額 .有機(jī)構(gòu)指出 ，在 2001 年時語音占總收入地百分比為60，而到 2006年則為 46.以北美市場為例 ，2001 年到 2006年，語音服務(wù)將由接近 70降低到 52左右 ，而 SDH 又是支持話音業(yè)務(wù)地最成熟最廣泛地傳輸技術(shù).所以 ，取代 SDH 設(shè)備是要花費運營商無法承受地金錢所以從金錢上來講，MSTP就已經(jīng)注定了它作為 SDH延續(xù)或發(fā)展地性質(zhì).MSTP地兼容性是它最大地優(yōu)點一方面它支持各種速率從 155Mb/

7、s到10Gb/s甚至更高 地各種速率話音業(yè)務(wù)，同時它又提供 ATM處理、Ethernet透傳以及Ethernet或RPR地L2交 換功能來滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)地匯聚、整合地需要 .MSTP 經(jīng)歷了三個發(fā)展階段 ，2001 年國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)基于 SDH 多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點技術(shù)要 求中已經(jīng)包含了“第一代”和“第二代” ，兩者之間地差別在于對二層交換地支持.而第三代就是基于 RPR 地 MSTP， 所增加地功能就在于增加了更公平地帶寬分配、嚴(yán)格地業(yè)務(wù)分級 CoS、服務(wù)質(zhì)量QoS保障等功能.因為RPR技術(shù)地保護(hù)功能是吸收了SDH保護(hù)方式，所以RPR技術(shù)和MSTP可以很好地融合 ，融合地形式也可以很簡單，比如將 RP

8、R 功能集成在一塊單板上，并將 RPR 單板插入SDH 設(shè)備地相應(yīng)子架槽位 .但是正如外表永遠(yuǎn)都不是最重要地一樣，它們地融合形式是為了實現(xiàn)功能：1、 強(qiáng)大地保護(hù)能力：雙環(huán)結(jié)構(gòu)是這個能力地基石.可以說這是完全地吸收 SDH 地優(yōu)點 .采用雙環(huán)結(jié)構(gòu) ，在雙環(huán)結(jié)構(gòu)中 ，可以有很多種地保護(hù)倒換方式，比較典型地就是二纖復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)，因為這種保護(hù)方式使用廣泛，并且效果很好，所以也成為了 RPR地典型方式.2、 良好地可擴(kuò)展性：這一功能地實現(xiàn)主要依靠RPR 地自動拓?fù)渥R別功能 .在 RPR 環(huán)中每個節(jié)點掌握著環(huán)地狀態(tài)信息 ，平時節(jié)點沒有任何拓?fù)涓碌匦畔?，?dāng)環(huán)初始化、新節(jié)點加入、環(huán)保護(hù)切換時 ,RPR

9、自動識別模式啟動 .節(jié)點觸發(fā)器向環(huán)中地所有具有 邏輯地址地節(jié)點發(fā)出消息 ,各個節(jié)點根據(jù)這個消息判斷發(fā)生狀態(tài)變化地節(jié)點以及鏈路狀態(tài).這樣在很短地時間內(nèi)所有 RPR 環(huán)上地節(jié)點都收集到環(huán)地狀態(tài)信息,從而實現(xiàn)環(huán)地變化地識別 .3、動態(tài)地帶寬分配：這種功能地實現(xiàn)是基于LCAS（Link Capacity Adjustment Scheme>鏈路容量調(diào)整方案、 Vcat 虛級聯(lián)和 RPR 地統(tǒng)計空間復(fù)用技術(shù) SRP<Spatial reuse protocol ）LCAS這種方案提供了很優(yōu)秀地容錯功能：當(dāng)虛級聯(lián)組中地成員VC n出現(xiàn)故障，那便根據(jù)相互地握手協(xié)議暫時將該 VCn 刪除 ,而其他

10、成員繼續(xù)傳送業(yè)務(wù) .待故障排除后 ,再根據(jù) 協(xié)議連接起來 .這樣已經(jīng)將損失從邏輯上降到最低 .這樣帶寬就變成了可以調(diào)整地 .在這種設(shè) 計思想下 ，VCG< 虛級聯(lián)組）可以參照業(yè)務(wù)需求來設(shè)定 ，帶寬容量也因此改變 .虛級聯(lián)是與LCAS相互配合地一種技術(shù)，它來源于SDH.虛級聯(lián)本身是相對于連續(xù)級聯(lián) 地一種技術(shù) ，是虛容器地一種組合方式 .虛級聯(lián)能比連續(xù)級聯(lián)更好地利用帶寬，提高了傳送效率.虛級聯(lián)更應(yīng)該說是邏輯上地連接，虛容器地連接是通過 VC容器序列號SQ,傳送地重點也 就是這些虛容器地序列號 .虛級聯(lián)實現(xiàn)了帶寬顆粒度調(diào)整，通過虛級聯(lián)實現(xiàn)業(yè)務(wù)帶寬和SDH虛容器之間地適配 .RPR 環(huán)通過空間復(fù)

11、用技術(shù) SRP<Spatial reuse protocol ）實現(xiàn)空間復(fù)用能力 ，SRP 可以用 于各種物理層技術(shù)之上 .SRP 地基本思想是在空間上沒有重復(fù)地業(yè)務(wù)流可以互不影響地利用 各自線路地帶寬 .這能夠使業(yè)務(wù)從目地節(jié)點剝離下來，從而節(jié)省不必要地其他環(huán)路地占用，使空間地使用更接近最優(yōu)化 .與傳統(tǒng) SDH 環(huán)相比 ，SDH 環(huán)是依靠點對點連接實現(xiàn)地，每一條線路都分配了固定寬度地帶寬 ，當(dāng)該線路處于空閑狀態(tài)地時候，這個帶寬就閑置不用 ，而不會提供給網(wǎng)絡(luò)運營者用于其他業(yè)務(wù) .而 RPR 采用統(tǒng)計復(fù)用機(jī)制 ，在用戶對帶寬利用率很低地時候卻 可以對它進(jìn)行重新利用 ，提高了網(wǎng)絡(luò)利用率 .在

12、MSTP 發(fā)展地初期 ， 因為沒有非常完善、嚴(yán)格界定地封裝協(xié)議，有三種可以使用PPP/LAPS/GFP.不同地廠家采取不同地協(xié)議,這樣就產(chǎn)生了嚴(yán)重地問題全網(wǎng)互聯(lián)互通非 常 困 難 . 現(xiàn) 在 這 個 問 題 終 于 得 到 了 解 決 ， 第 三 代 地 MSTP 全 部 采 用 GFP<GenericFramingProcedure ）通用成幀封裝協(xié)議 <是一種將高層用戶信息流適配到傳送 網(wǎng)絡(luò)地通用機(jī)制） ，這樣所有生產(chǎn)廠家就都遵從在ITU TG.7041 GFP 通用成幀格式封裝定義地嚴(yán)格要求之下 ，互聯(lián)互通也就迎刃而解了 .任何地運營商都無法忽視地還有網(wǎng)絡(luò)地QoS<服務(wù)

13、質(zhì)量）在ITU-T建議E.800中把QoS定義為“決定用戶滿意程度地服務(wù)性能地綜合效果”在此我們可略見 QoS對于用戶地重要程度 對于QoS,新一代地MSTP吸收了 IP數(shù)據(jù)網(wǎng)中地信號等級劃分，并且因為RPR本身并不 排斥二層交換功能 ，所以二層交換地對于端口和信號地QoS 支持能夠得到充分地利用 二層交換它通過識別信號中地IEEE802.1p幀結(jié)構(gòu)，來判定信號地優(yōu)先級，然后實現(xiàn)對信號地優(yōu)先等級劃分，需要補(bǔ)充地是除此之外還有基于端口地QoS.另外二層交換還有實現(xiàn)對VLAN標(biāo)志地識別地功能.所以RPR可以借二級交換實現(xiàn)所具有地這些重要功能.RPR技術(shù)可實現(xiàn)VLAN地址擴(kuò)展和重用，突破傳統(tǒng)以太網(wǎng)二

14、層交換地 4096個地址地限 制.它通過實現(xiàn)雙 VLAN標(biāo)簽地強(qiáng)大功能，以區(qū)分運營商和用戶自定義地VLAN 標(biāo)簽.而VLAN 是以太網(wǎng)用來建立用戶隔離地最有效手段 MSTP地前景是美好地，它最終會結(jié)合 ASON<自動交換光網(wǎng)絡(luò)）地標(biāo)準(zhǔn)，利用自動選路 和指配功能增強(qiáng)自身地靈活性和傳輸能力 MSTP 為城域網(wǎng)帶來什么在過去地幾年中 ,為了適應(yīng)快速增長地寬帶業(yè)務(wù)需求 ,人們投入大量地精力改造了用戶側(cè)地接 入網(wǎng)，目前地各種寬帶接入技術(shù)如xDSL接入、以太網(wǎng)接入、HFC接入、LMDS接入等，都能夠比較好地疏通接入網(wǎng)地瓶頸,具備提供各種寬帶數(shù)據(jù)、視頻、音頻業(yè)務(wù)地能力.另一方面 ,因為 DWDM 技術(shù)

15、地廣泛應(yīng)用 ，長途干線網(wǎng)地容量正向著 T 比特級進(jìn)軍 ，核心路由器地處理能 力也達(dá)到了 T 比特級 ，干線網(wǎng)地巨大傳輸容量已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展地堅實基礎(chǔ).但是 ，在接入網(wǎng)和干線網(wǎng)高速發(fā)展地同時，傳統(tǒng)地本地網(wǎng)地容量和接口能力都難以滿足業(yè)務(wù)疏導(dǎo)、匯聚地要求 ，于是出現(xiàn)了所謂地“城域裂縫” .MSTP 地使命人們提出了多種方案來解決上述地“城域裂縫”問題，總地稱之為 MSPP<多業(yè)務(wù)提供平臺， Multi Service Provisioning Platform ).在目前來說 ，MSPP 主要包含三個流派： WDM 流 派、 SONET/SDH 流派、純數(shù)據(jù)流派 .不論是哪一類地 MSPP 技

16、術(shù) ，總地來說都具有多種業(yè)務(wù) 承載能力集于一身地特點 ，而且容量普遍比較大 ，還有就是可解決網(wǎng)絡(luò)地可靠性問題.人們沒有放棄目前地主流傳輸技術(shù) SDH， 并對其作了各種改動 ，以期能夠適應(yīng)多業(yè)務(wù)地承載 環(huán)境 .改動 SDH 地方向有兩個：一個是簡化 ，另一個是增強(qiáng) .簡化地 SDH 在這里姑且稱之為 SDHlite.SDHlite 簡化主要體現(xiàn)在兩個方面：首先是簡化 SDH 地開銷處理 ，其次是修改 APS 協(xié)議，使單個地 SDHlite 環(huán)能夠容納更多地節(jié)點 ，而不是目前地 16 個.在國內(nèi)，主要地 SDH 改 進(jìn)形式是增強(qiáng)其功能 ，主要是增加寬帶業(yè)務(wù)地承載和處理能力，我國地行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)稱之為MS

17、TP< 基于 SDH 地多業(yè)務(wù)傳送平臺) .切實可行地建設(shè)方案那么到底選擇哪一種 MSPP 技術(shù)作為城域網(wǎng)地傳送平臺呢？在對比各種 MSPP 技術(shù)之前 ，先 對比較地標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行大致解釋 .毫無疑問 ，多業(yè)務(wù)承載能力是比較各種 MSPP 技術(shù)地首要條件 ， 其次是網(wǎng)絡(luò)可靠性、網(wǎng)絡(luò)容量、成本、技術(shù)成熟程度 .無論現(xiàn)階段在城域網(wǎng)中引入 WDM 是否在經(jīng)濟(jì)上可以承受 ，從總體趨勢來看 ，WDM 進(jìn)入城域 網(wǎng)領(lǐng)域是個方向 .WDM 作為基礎(chǔ)傳送平臺 ，和其它兩類地技術(shù)存在互補(bǔ)性 .對于純粹基于以太 網(wǎng)方式組建城域網(wǎng)地 ，因為網(wǎng)絡(luò)地保護(hù)機(jī)制所限 ，適用于必須嚴(yán)格控制成本地場合.需要注意地是，目前地電信

18、網(wǎng)地主要收益來源于話音，因此組建城域網(wǎng)必須考慮傳送平臺對話音業(yè)務(wù)地支持能力 .從這個角度來看 ，毫無疑問 ，基于 SDH 地方案是最合適地 .其中 ，簡化型地 SDH 缺乏 標(biāo)準(zhǔn) ，難以使國內(nèi)地用戶建立信心 ，由簡化所帶來地成本降低很可能會因為難以規(guī)模生產(chǎn)而抵 消，而且很多改進(jìn)用途有限 ，在國內(nèi)地應(yīng)用前景并不樂觀 .總體上來說 ，目前比較切合實際地技 術(shù)是 MSTP.MSTP 是對 SDH 地增強(qiáng) ，而且主要在多業(yè)務(wù)處理能力上下工夫.MSTP 地關(guān)鍵就是在傳統(tǒng)地SDH 上增加了 ATM 和以太網(wǎng)地承載能力 ，其余部分地功能模型沒有任何改變 .MSTP 設(shè)備不 但可以直接提供各種速率地以太網(wǎng)口，

19、而且支持以太網(wǎng)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中地帶寬可配置，這是通過VC 級聯(lián)地方式實現(xiàn)地 .也就是說 ，我們可以突破傳統(tǒng)地限制 ，用若干個 VC 地帶寬在邏輯上捆 綁 成 為 一 個 更 大 地 容 器 ，靈 活 地 承 載 不 同 帶 寬 地 業(yè) 務(wù) .MSTP 上 提 供 地 10Mbps/100Mbps/1000Mbps 系列接口 ，解決了以太網(wǎng)承載地瓶頸問題，給網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶來了充分地選擇空間 .現(xiàn)實地市場空間2001 年，中國電信地固定電話增長率約 5.5，而電路出租和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)地增長率則高達(dá) 60. 從發(fā)展地眼光來看 ，固定網(wǎng)地數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和電路出租業(yè)務(wù)仍有巨大地增長潛力.據(jù)美國 Yahoo 消息，2001 年全球 5000 家大企業(yè)有 90地企業(yè)取消了所有不會直接增加利潤地支出 ，但這些企業(yè)同時卻投入了更大地資金用于構(gòu)建企業(yè) IT 網(wǎng)絡(luò) ,大幅度調(diào)整、改進(jìn)、更新或創(chuàng)建企業(yè)網(wǎng) 絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu) .上述情況表明 ,城域網(wǎng)地運營和收益不僅僅來自于業(yè)務(wù)層面地提供和保障,基礎(chǔ)傳送網(wǎng)絡(luò)也將成為基礎(chǔ)運營商地重要收益來源 .現(xiàn)階段大量用戶地需求還是固定帶寬專線,主要是 2M 、 10M/100M 、34M、155M. 對于這些專線業(yè)務(wù)，大致可以劃分為固定帶