4章广电宽带城域网骨干网技术最新归纳(陈柏年)

广电宽带城域网交互信道骨干网技术最新归纳

一、概述

1、交互信道骨干网的主流技术

从实际应用情况和可行性来看，主流技术是GE（Gigabit Ethernet）技术、IP over ATM（集成模型）技术、POS（Packet over SDH）技术、MPLS（Multi-Protocol Label Switch）技术、MSTP（Multi-Service Transport Platform）技术和IP over WDM技术。

2 、城域交互信道骨干网建设要点

（1）以POS（Packet over SDH）技术作为上下传输和互连接口。

（2）优先考虑采用千兆以太网GE技术。也可采用IP over A TM（集成）、MSTP和IP over WDM技术。尽量不选DPT技术。

（3）MSTP和“一机双平面”是A TM和IP一体化的交换平台，在一定程度上可以减小技术选择的风险。

二、ATM技术

（一）A TM基本概念

1、ATM定义：“以信元为信息传输、复接和交换的基本单位的转送方式”。

“异步”时分复用：来自同一信源的信元之间没有固定时间关系（信元动态占据信道），识别信道依靠信元中信头的“标记”。

2、ATM信元组成：

信元长度：53个字节。

信头（header）：前面5个字节，传输通路信息、控制信息等。分UNI和NNI两种。

信息域（information field）或净荷：后面的48个字节，传输业务信息。

、ATM分层参考模型

4、ATM业务类别

（1）A类：恒定比特率（CBR）业务。（2）B类：可变比特率（VBR）业务。（3）C类：可用比特率（ABR）业务。（4）D类：未定比特率（UBR）业务。

业务划分的三个参数：（1）源和目的之间的定时要求，（2）比特率要求，（3）连接方式。

5、ATM三个重要概念

（1）ATM层传输通道：由各种不同的虚通道VP组成的整个传输通道。

（2）虚通道VP ：ATM网络中一捆有相同端点的虚通路连接VCC所组成的传输通道（一组相同端点VC之集合）。虚通道识别符VPI用于标识属于同一VP的不同VC。

（3）虚通路VC：ATM网络中的基本交换单位，是在两个端用户之间通过网络建立起来的全双工的通信连接（逻辑链路）。虚通路识别符VCI用于标识属于同一VC的信元群。

6、ATM路由信息：由虚通道标识VPI和虚通路标识VCI两者的组合VPI/VCI标识。

7、ATM两级交换：A TM信元的交换既可以在VP级进行，也可以在VC级进行。VP级交换将所有的VC转送到另一条VP，VPI改变，而VCI不变；VC级交换必须和VP交换同时进行，VPI和VCI 都要改变。

（二）ATM交换机

1、组成（三大模块）：（1）接口模块，（2）交换模块，（3）控制模块。

2、功能（三大功能）：（1）路由选择（空分交换），（2）信头翻译（时分交换），（3）排队（缓冲处理）。

3、两种交换结构：（1）空分交换，（2）时分交换。

（三）ATM交换机中的三个工作步骤

1、根据已知的VPI/VCI接收信元；

2、根据链接表中规定的值确定本次连接的输出端口（一个或多个），并更新下一次连接的VPI/VCI值；

3、以正确的链接标识符将信元重新发送到输出链路上。

（四）ATM的主要特点

1、面向连接的通信方式（QOS保证，ATM传送）

2、长度固定的分组交换方式（信元长度固定）

3、可实现VP / VC 两级交换（传输通道>VP >VC）

4、采用统计时分复用方法（异步传送，VPI / VCI标识信道）

5、可综合多种业务（统一的信元格式，与业务无关，与设备无关，与比特率无关）

（五）IP Over ATM两种模型

1、IP与ATM的技术差别

2、两种模型的基本差别在于地址解析过程和A TM虚连接的建立过程。两种模型以不同的角度看待A TM协议层和IP的关系。

三、千兆以太网技术

（一）以太网技术

1、以太网（Ethernet）：遵循IEEE 802.3标准的计算机网络。

2、以太网发展沿革

停止，随机延迟后重新发送”。Multiple Access）

“载波侦听CS”（Carrier Sense）：发前先听；

“多址访问MA”（Multiple Access）：多站点共享总线；

“冲突检测CD”（Collision Detection）：对碰撞进行检测。

（二）千兆以太网基础

1、帧格式：PA（7B）、SFD（1B）、DA（6B）、SA（6B）、T/L（2B）、MAC客户数据（46～1500B）、FCS（4B）。

2、介质访问控制层

（1）两个功能：①MAC帧的封装（成/卸帧，编/寻址，差错检测）；②媒体访问控制（信道分配，竞争解决）。

（2）两种模式：①半双工（相同的信道只能接收和发送，采用CSMA/CD）；②全双工（每个联接有两条信道，无需CSMA/CD）。

3、物理层（四种传输介质）

（1）802.3z标准三种类型的传输介质：

①单模光纤1000Base-LX（5000米，建筑内部/建筑之间主干网；园区主干网；城域网）。

②多模光纤1300nm的1000BaseLX和850nm的1000BaseSX（550米，建筑内部主干网；高性能工作站，服务器连接）。

③均衡屏蔽的150欧姆铜缆1000BaseCX（25米，机架内互联）。

（2）802.3ab标一种类型的传输介质：

4对Category 5非屏蔽绞合线缆1000Base-T（100米，桌面计算机，服务器连接）。

（三）千兆以太网交换机

1、千兆以太网交换机（三层路由交换机）：交换机中用来处理第二层数据包的芯片功能增强到能够进行第三层数据包的处理，具有路由功能的交换机。

2、三种交换体系结构

（1）总线结构

（2）共享存储器结构

（3）交换矩阵结构

（四）虚拟局域网VLAN

1、虚拟局域网VLAN：将一组物理上彼此分开的用户和服务器按性质及需要划分成与物理位置无关的“逻辑工作组” ，也即一个跨接在不同物理局域网网段内节点所形成的逻辑局域网段。

2、VLAN的实现方法

（1）根据协议：根据网络层的协议类型（IP、IPX）或网络层地址（特定的IP子网）划分VLAN。

（2）根据MAC地址：直接把一组站点的MAC地址填入交换机的MAC分发表，从而交换机就会按照MAC分发表中的地址，发送信息到分发表中已有的站点，凡分发表上没有的其他站点就不会被发送。

（3）根据端口：通过软件，将一组交换机的端口配置成一个广播域的VLAN。交换机对属于同一组的端口转发数据，不是同一组的端口交换集线器加以限制，组与组间通过路由器连接。

四、SDH技术

（一）SDH相关概念

1、SDH（同步数字体系）：由若干SDH的网元组成在光纤或微波上进行同步信息传输、复用、分插和交插连接的网络。

同步：支路时钟同源；数字：传输数字信号；体系：支路复接、线路传输、信号交换融为一体。