光纤通信 课件 第六章cs
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(2) GEOS ① ② GEOS ③ GEOS •Ⅰ •Ⅱ
光传输系统
6.3.3 IP over WDM技术
1．IP over WDM 2．基于波长标签交换技术的IP over WDM
3．IP over WDM
光传输系统
1．IP over WDM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。
光传输系统
1．传送技术
(2) IP over SDH • IP over SDH，也称为Packet over
SDH(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 • ① IP over SDH • ② IP over SDH
光传输系统
1．传送技术
(3) IP over WDM • ① IP over WDM • ② IP over WDM • 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。
• 图6-3-4 IP over SDH应用方案
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-5 GEOS系统的协议栈结构
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-6 LLC PDU和MAC PDU的关系
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-7 MAC帧封装成LAPS帧
• 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． IP over SDH应用方案
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-8 采用SDL的映射过程
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-8 Ethernet over SDH系统的原理结 构图
光传输系统
4．基于SDH的千兆以太网(GEOS
Gbit Ethernet over SDH)
(1) ① • Ⅰ Ipv4或Ipv6 • Ⅱ LLC • Ⅲ MAC • Ⅳ LAPS
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IEEE 802-4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
① ② ③
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
IEEE 802-5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
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。
光传输系统
6.2.3 FDDI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 6.3.2 IP over SDH技术 6.3.3 IP over WDM技术
光传输系统
6.3.1 实现快带IP网络的主要技术
1 2
光传输系统
1．传送技术
(1) IP over ATM • ① IP over ATM • ② IP over ATM • Ⅰ ATM技术本身能提供QoS保证，具有地址、流量控制、带宽管
光传输系统
3．体系结构
• 图6-1-9 LLC和MAC帧结构
光传输系统
3．体系结构
• 图6-1-10 FDDI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
6.2.1 FDDI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
2．基于波长标签交换技术的IP over WDM
• 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IP over WDM
• 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IP over WDM
• 图6-3-12 基于波长标签交换技术的IP over WDM网络
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) • Ⅱ SDL帧映射到SDH
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4．基于SDH的千兆以太网(GEOS Gbit Ethernet over SDH)
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
wk.baidu.com
光传输系统
1．光纤局域网的类型
(3) ① ② Ⅰ
– 将所接收的所有数据向下传输； –
Ⅱ
– – – 发送状态
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1．光纤局域网的类型
• 图6-1-3 环形网络结构
• 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。
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
6.2.2 FDDI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
光传输系统
6.3.2 IP over SDH技术
1 2 3．IP over SDH 4．基于SDH的千兆以太网(GEOS Gbit
Ethernet over SDH)
光传输系统
1．数据的封装
(1) (2) IP包在PPP (3) PPP HDLC (4) PPP HDLC帧在SONET/SDH帧中的封装
光传输系统
1．数据的封装
• 图6-3-2 IP over SDH的协议栈结构
光传输系统
1．数据的封装
• 图6-3-3 IP over SDH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IP over SDH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IP over SDH技术的关键。
• 目前可用于IP over WDM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
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1．IP over WDM光网络分层体系 结构
• 图6-3-9 IP over WDM分层模型
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2．基于波长标签交换技术的IP over WDM
(1) 波长标签交换(MPLmS) (2) MPLmS •① •② • ③ MPLmS
① CSMA/CD ② ③
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6-1-8 IEEE 802协议层与OSI模型的比 较
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。
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1．传送技术
• 图6-3-1 POA、POS、POW的重叠结构
• 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。
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6.3.3 IP over WDM技术
1．IP over WDM 2．基于波长标签交换技术的IP over WDM
3．IP over WDM
光传输系统
1．IP over WDM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。
光传输系统
1．传送技术
(2) IP over SDH • IP over SDH，也称为Packet over
SDH(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 • ① IP over SDH • ② IP over SDH
光传输系统
1．传送技术
(3) IP over WDM • ① IP over WDM • ② IP over WDM • 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。
• 图6-3-4 IP over SDH应用方案
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3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-5 GEOS系统的协议栈结构
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-6 LLC PDU和MAC PDU的关系
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-7 MAC帧封装成LAPS帧
• 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． IP over SDH应用方案
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-8 采用SDL的映射过程
光传输系统
3． IP over SDH应用方案
• 图6-3-8 Ethernet over SDH系统的原理结 构图
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4．基于SDH的千兆以太网(GEOS
Gbit Ethernet over SDH)
(1) ① • Ⅰ Ipv4或Ipv6 • Ⅱ LLC • Ⅲ MAC • Ⅳ LAPS
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IEEE 802-4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
① ② ③
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
IEEE 802-5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
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。
光传输系统
6.2.3 FDDI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 6.3.2 IP over SDH技术 6.3.3 IP over WDM技术
光传输系统
6.3.1 实现快带IP网络的主要技术
1 2
光传输系统
1．传送技术
(1) IP over ATM • ① IP over ATM • ② IP over ATM • Ⅰ ATM技术本身能提供QoS保证，具有地址、流量控制、带宽管
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3．体系结构
• 图6-1-9 LLC和MAC帧结构
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3．体系结构
• 图6-1-10 FDDI协议结构
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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
6.2.1 FDDI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
2．基于波长标签交换技术的IP over WDM
• 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IP over WDM
• 图6-3-11 标签绑定与数据包的转发过程
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2．基于波长标签交换技术的IP over WDM
• 图6-3-12 基于波长标签交换技术的IP over WDM网络
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) • Ⅱ SDL帧映射到SDH
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4．基于SDH的千兆以太网(GEOS Gbit Ethernet over SDH)
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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
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1．光纤局域网的类型
• 图6-1-2 星形网络结构示意图
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1．光纤局域网的类型
(3) ① ② Ⅰ
– 将所接收的所有数据向下传输； –
Ⅱ
– – – 发送状态
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1．光纤局域网的类型
• 图6-1-3 环形网络结构
• 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。
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
6.2.2 FDDI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
光传输系统
6.3.2 IP over SDH技术
1 2 3．IP over SDH 4．基于SDH的千兆以太网(GEOS Gbit
Ethernet over SDH)
光传输系统
1．数据的封装
(1) (2) IP包在PPP (3) PPP HDLC (4) PPP HDLC帧在SONET/SDH帧中的封装
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1．数据的封装
• 图6-3-2 IP over SDH的协议栈结构
光传输系统
1．数据的封装
• 图6-3-3 IP over SDH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IP over SDH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IP over SDH技术的关键。
• 目前可用于IP over WDM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．IP over WDM光网络分层体系 结构
• 图6-3-9 IP over WDM分层模型
光传输系统
2．基于波长标签交换技术的IP over WDM
(1) 波长标签交换(MPLmS) (2) MPLmS •① •② • ③ MPLmS
① CSMA/CD ② ③
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6-1-8 IEEE 802协议层与OSI模型的比 较
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6-3-1 POA、POS、POW的重叠结构
• 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。