华为网络传输技术课后习题答案——考前抱佛脚

写在前面

这是华为的课本,做的课后习题的答案,为了方便期末预习
但!本人才疏学浅,而且习题很多都在课本里找不到答案,我不知道是因为我没看懂课本还是因为我没有非常非常认真地听课
因此有不少的答案不能保证一定准确
若有错误,请各位大佬留言斧正,请多指教
带感叹号的是老师出过的题目
2022-4-18 更新:不想写课后习题了,好多习题在课本里找不到答案。。。。。我累了。。。
华为这个写书的主编,出来挨打!
华为,,,你放过我吧,,,学不完了!!!

理论上来说,满足考试要求只需要大约18个小时就够了,而且根据 Bobi 的笔记,可以进一步的压缩~~~
第二章 30 min
第三章 1h
第四章 10h
第五章 4h
第六章 2h
第七章 1h

选择题

1.以下不属于由于IP网络重负载,导致网络效率低下的是( 线路故障 )

2.业务数据放置于SDH帧结构的( 净负荷 )当中。

3.SDH帧结构的频率为( 8000帧/s )。

4.以下不属于PDH技术的局限性的是( 网络结构以环形网结构为主 )

5.以下属于SDH帧结构的是( 段开销 )。

6.SDH系统电接口最基本的同步传输速率是( 155Mb/s )。

7.SDH系统采用的复用方式是( 字节间插 )

8.以下是网络拥塞中“抖动”的正确解释是( 源端以恒定速率发送报文,报文间的间距是相等的。当报文到达宿端时,其间距并不相等,因此产生了延迟 )。

9.SDH帧结构中,AU-PTR的作用是( 定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置,使低速信号在高速信号中的位置可预知 )

10.VC-4和AU-4无频差相差时,AU-PTR的值为( 522 )

11.E1信号的速率为( 2Mb/s )

12.SDH开销中A2的取值是( 28H )

13.VC-12复帧结构的帧频是( 2000帧/s )

14.SDH开销中A1的取值是( f6H )

15.光纤的结构不包含( 光激发器 )。

16.再生段误码监测字节B1采用的校验方式是( BIP-8 )

17。以下哪种网络结构在 SDH 网络中比较常见 ( 环形 )

18.以下那个区属于单模光纤中低损耗区域( 1550nm 窗口 )

19.在 OTN 中,与 STM-16 适配的 OTU类型是 ( OTU1 )

20.低阶的 ODUK 信号复用到高阶的 ODUK 信号采用的复用方式是 ( 时分复用 )

21.新数据标识(NDF)标识所载经复核容量有变化的取值为( 1001 )没有变化(0110 )

22.以下对于 1:N 线性复用段保护的陈述,错误的是( 当 N 个工作系统中有一个失效时,STM-N 信号可以倒换至备用的保护系统输出? )

23.复用段误码监测字节 B2 采用的校验方式是( BIP-24 )

24.1+1 线性复用段保护陈述错误的是( 可以保护多个业务信道 )

25.以下不属于 PDH 技术的局限性的是 ( 网络结构一环形网结构为主 )

26.OTN 帧结构复帧对齐开销 MFAS,以下错误的是( 采用偶校验计算机制 ? )

27.ODUK 通道健康开销 PM 采用比特校验码是( BIP8 )

28.OTN 信号帧结构的陈述,以下错误的是( OTN 信号帧结构包含校验机制 ? )

29.以下不属于由于 IP 网络中伏在,导致网络效率低下的 ( 线路故障 )

30.OTUK 段监控开销 SM 以下争取的是( 该字节用来重复地发送段接入点标识符? )

31.关于波分信号流,下列说法错误的是( 多个特定波长的光信号通过D40单板复用到一根光纤 )

32.WDM系统的主要总体结构不包括( 多信道光监测(MCA) )

33.某波分系统组网设计是G.652的光纤,因现场不慎误使用了同距离的G.655光纤,收端OTU会产生误码是因为那个因素改变所致:( 色散 )

34.在波分系统,经过一段距离的传输后,收端信号的光信噪比都会有一定程度的降低,主要原因有( EDFA的使用 )。

35.OTN 规定 OCH 的三个子层的关系,从客户侧输入到波分侧输出正确的是:( 客户业务一>0Pk一>0IDUk一>0TUk )

36.自动功率均衡(APE)的目的是( 提高系统的信噪比 )

37.关于掺铒光放大器(EDFA)下列说法不正确的是(泵浦激光产生信号光)

38.完整的 DWDM 系统应包含三大部分,下面哪个除外( 发送部分 )

39.EDFA 主要分两种泵浦源,以下那一组是泵浦源工作波长( 1480nm/980nm )

40.PON 系统的组网方式中,最常见的一种是( 树形拓扑 )

41.以下对 EPON 系统传输机制描述正确的是( 下行广播,上行 TDMA )

42.DWDM 传输过程中,色散会增加,因此需要( 色散补偿 )

43.不是常用的单模光纤 ( G.654 )

44.DWDM 设备解决光浪涌的方法是在 EDFA 中实现自动光功率减弱 APR 或( 自动光功率关断APSD )

45.在 EDFA 内部,通过采用( 增益平坦滤波器 ),使 EDFA 在相应的波长范围内,对每一个复用光通路信号都几乎具有相同的增益。

46.哪个不是 EDFA 应用注意问题( 增益大小问题 )

47.ONT 长发光会导致( 同一 PON 口下的其他掉线 )

48.GPON ONU 正常工作至少需要( 1 )条光纤

49.GPON 网络采用( WDM )技术,实现( 单纤 )双向传输

50.PON 口的发射光波长是( 1490nm )

51.GPON 系统中OLT通过( OMCI )管理维护通道对0!'IT终端设备进行配骂和维护

52.PON 技术下行信号 OLT 选择使用( 广播 )方式进行发送,ONU选择性接收

53.EPON 系统中采用 ( 单纤双向 )传输方式

54.下面描述中正确的是( 不同的 T-CONT 用 Alloc-ID 标识 )

55.PON 系统上行传输波长为( 1310nm )•

56.FTTX位于 NGN 网络体系结构中的 ( 边缘接入层 )

57.什么是 DBA( 动态带宽分配 )

58.每个 PON 口下最多只能注册( 128 )个 ONU

59.GPON 的上行帧是按照( 125us ) 划分的虚拟帧结构.

60.流益整形可能会增加( 延迟 )

61.GPON 的链路层封装是( GEM 帧格式 )

62.PON 使用( WDM )技术,同时处理双向信节传输

63.ARP的作用是( 确定 HOST 的 MAC 地址 )

64.OLT 通过 ( 测距技术 ),获取ONU 的往返延迟RTD(Round Trip Delay) ,从而指定合适的均衡延时参数EqD (Equalization Delay) 保证每个 ONU 发送数据时不会在分光器上产生冲突.

65.GPON 系统中 OLT 通过( OMCI ) 管理维护通道对终端设备进行配置和维护.

66.OLT 在( upstream bandwidth map )这个字段来给每个 ONU 分配上行时隙,那么所有的 ONU 就可以按照一定的秩序发送自己的数据了,不会产生为了争夺时隙而冲突.

67.在 PON 系统中,解决 ONU 的注册冲突的方案是( 随机延迟时间法 )

68.T-cont 类型中 type5 是指( 混合带宽 )

69.在 OLT 侧的 Qos 处理流程中,下列正确的是( 流分类-CAR-优先级标记-入队-队列调度 )

70.PTN 的 MPLS-tunnel 的 APS 保护中( 1:1 )的保护是单发单收的, ( 1+1 )的保护是双发选收的.

71.PTN 是指( 分组传送网 )

72.Tunnel 、PW 是指在 PTN 内部,从 NNI 端口到( NNI )端口的虚通道.

73.检测备用通道状态,根据备用通道状态的好坏而判决是否发生倒换的方式是( 人工倒换 )

74.PTN 网络当前承载了业务类型 ( 2G基站、TD基站、WLAN、集团客户专线 )

75.tunnel 1:1 正常的保护倒换时间应该在( 50ms )以内

76.OAM 是指为( 操作、管理、维护 )

77.PTN 的交换核心是( 数据包 )

78.MPLS Tunnel 保护中,保护的对象主要有( 链路和节点都可以保护 )

79.PTN 设备和 SDH 设备是否可共用 1 套网管( 可以 )

80.一个 VC4 通道中,可最多装载( 3 )个 TUG3

81.一个 VC4 通道中,可最多装载( 21 )个 TUG2

82.( SDH )技术有全球统一的速率标准

83.SDH 信号的传输模块 STM-N 的帧是以字节为单位的矩形状帧结构,那么 STM-4 的帧中的 B2 字节数是 STM-1 中的B2节数的( 4 )倍

84.STM-4 的帧中 Bl 字节数是 STM-1 中 Bl 字节数的( 1 )倍

85.在线检测 STM-N 再生段误码块是用哪个开销字节( B1 )

86.下面哪个字节用于 STM-N 再生段路径跟踪 (path trace)( J0 )

87.关于ECC的描述,正确的是( 网管计算机与网关网元是通过 ECC 通信,其它通过 DCC )

88.各种业务信号复用成 STM-N 的步骤是( 映射-定位-复用 )

89.我国 2M 复用成 AUG 的步骤是( C-12一一VC-12一一TU-12一一TUG-2————TUG-3一一VC-4一一AU-4一一AUG. )

90.LP-BBE 由哪一个字节来检测( v5 )

91.下列 SDH 网同步方式中,你认为哪种方式在实际应用中的同步性能最好( 同步方式 )

92.数字体系 (SDH) 具有何种帧结构( 块状 )

93.自愈是指在网络发生故障(例如光纤断)时,无需人为干预,网络自动地在极短的时间内,使业务自动从故障中恢复传输. ITU-T 规定的保护倒换时间为( 50ms )以内.

94.二纤双向复用段保护环中网元最多数目是( 16 )

95.一个 AU-4 包含( 3 )个 TU-3 时隙,可以容纳( 3 )个 34M 信号.

96.SDH 系统中, RSOH 指( 再生段开销 )

97.SDH 网络中常用的同步方式是( 主从同步方式 )

98.SDH 光纤通讯采用的线路传输码型是( NRZ )

99.下面哪些告警会引发 MS-AIS 告警( RS-LOS )

100.AU-PTR 是 STM-1 的管理单元指针,共 9 个字节,分别是: H1YYH21 * 1 * H3H3H3. 其中表示指针的字节是( H1YY )

101.PTN 指的是( Packet Transport Network 分组传输网络 )

102.有关 T-MPLS 分层的说法不正确的是( 复用段层 )

103.关于 PTN 引入基于分组的传送机制,以下描述正确的是( 有利于提商对数据业务的电信级传送性能 )

104.关于 T-MPLS 与 MPLS-TP 的不正确描述有( T-MPLS 和 MPLS-TP 是完全无关的标准 )

105.下一代传送网面临的业务特点包括( 按入速度(带宽)不断增长;移动语音业务超越固定语音业务,引入3G业务;以太网商业租线业务不断增长 )

106.T-MPLS 技术向 MPLS-TP 演进主耍的差异在哪里( OAN和保护 )

107.PTN 网络的 OAM 最多可分为( 3 )层?

108.在基于以太网技术的 PTN 网络中,用( VLAN ID )标号来区分各个以太网传输业务

109.在以太网中, Tagged信号帧指( 带 VLAN 标号的以太网信号帧 );Untagged信号帧指( 不带 VLAN 标号的以太网信号信号帧 )

110.在基于以太网技术的 PTN 网络 中, 对采用 QINQ 的 EVPL 业务,问在UNI接口处如何处理用户的 VLAN内容( 在 C-VLAN 外加上 P-VLAN, 形成 S-VLAN堆栈. )

111.在基于以太网技术的 PTN网络中,对 1 路业务承诺的信息速率带宽由( CIR )参数确定

112.PTN 网络中的流量监管中,标注黄色的信号帧是指( 承诺带宽内 )的业务信息帧

113.PTN网络的每个节点内,以太网传输业务按不同的优先等级转发,问划分了多少个本地转发优先等级( 8 )

114.PTN中内主要用于承载什么业务( 以太网业务 )

115.业务流量监管对承诺带宽内和超过承诺带宽的业务帧分别标上颜色,问在承诺带宽内的信号帧标什么颜色( 绿色 )

116.不需要APS协议机制即可究成保护倒换的是( Tunnel 1+1 )

117.对于设备的QOS, 以下控制流程排序正确的是( 业务分类一一流量监管一一拥塞控制一一队列调度 )

118.常见的 PTN 业务 QOS 的分类 中, 业务优先级最低的是( BE )

119.在 PTN 网络,衡量以太网性能指标的参数主要有( 吞吐量、时延、丢包率、背靠背、突发间隔、转发率、时延抖动 )

120.PTN 设备应支持在( UNI )节点将业务优先级映射为隧道优先级

填空题

判断题

对的

1.在基于以太网技术的 PTN 网络中, 对采用 QINQ 的EVPL业务,在UNI接口处支持多路EVPL业务的复用

2.OTN 设备单个波长可支持 40Gbit/s、100Gbit/s 的传输速率,实现大容量传输

3.SDH 在用断无码监测字节 B1 字节是通过奇偶检验监测误码,并将计算结果存于下一帧的 B1 字节中

4.STM-1 可复用进 63 个 2M 信号

5.WDM 有很强的光层性能监视能力,能保证 Qos 提供满足现代网络需求的 OAM 功能 ?

6.OTN 是一波分复用技术为基础,在光层组织网络结构的传输网,是下一代的骨干传输网 ?

7.单模光纤,其色散在1310nm附近的光纤,损耗较小

8.WDM 技术在传输过程中会解析用户数据包 ?

9.SDH 以电层处理为主,不符合全光网络的发展趋势 TDM继续提速困难,无法满足传输容量的增长

10.光纤的衰减对光纤通信系统的主要影响是减少传输距离

11.SDH 设备采用分组交换,可以承载 IP 业务

12.以太网端口支持的 LAG 保护中,要求所有参与保护的以太网 UNI 端口都具有相同的速率

13.DWDM技术是利用单模光纤的带宽以及低损耗的特性,采用多个波长作为载波 ?

14.当连续 5 帧搜索不到正确的 A1 和 A2 字节时,SDH 进入帧失步状态

15.与传统的 WDM 技术相比,OTN 无法提供灵活的组网方式,以微型网络为主

16.适配器 PDU0 可以通过 4 次复用形成 OUT1

17.适配器 PDU0 可以通过 8 次复用形成 OUT2

18.适配器 PDU0 可以通过 32 次复用形成 OUT3

19.适配器 PDU0 可以通过 80 次复用形成 OUT4

20.信噪比是衡量波分系统传输性能的一个重要指标,噪声的根源在于波分系统中大量应用了 EDFA光放大器。(√)

21.泵浦源光波长为980nm或1480nm,工作波长为1550nm

22.同步以太网可以实现设备间的频率同步

错的

1.WDW 不能实现单纤双向传输

2.OTN 不包含光信号的复用

3.色度色散对光纤通信主要对长距离影响较大,色度色散超标,系统误码较大

4.适配器 PDU0 可以通过 8 次复用形成 OUT1

5.当连续 3 帧搜索不到正确的 A1 和 A2 字节时,SDH 进入帧失步状态

6.TCP 协议面向连接,所以传输速率要比 UDP 更慢

7.SDH 在用断无码监测字节 B1 字节是通过奇偶检验监测误码,并将计算结果存于当前帧的 B1 字节中

8.稀疏波分系统可以使用光放大站来延长传输距离。×

9.光监控信号也可以被光放大器放大。x

10.单纤双向传输系统可以使用同一波长来发送和接收信号 x

11.OSC 信号可以被光放大器放大 x

12.ESC 支持 OLA光放大站的监控 x

13.适配容量 OPUK 中的参数 K 可以取值为 1、2、4、8、16

14.光纤中的色散会限制光传输的长度,是由于光纤中的色散引起光信号的衰耗增大,使 OSNR 下降而引起误码

15.1:N 线性复用段保护机制是采用“多发、选收”的保护机制

16.OTN 适于覆盖城域网骨干层、汇聚层、接入层各个网络层次

17.PTN 和 OTN 的部署是非此即彼的

18.PTN 只适合在城域汇聚、接入层部署

19.TMPLS 技术包含 L3 层的路由功能

简单题

1. 请写出OTUk 速率的计算公式,已知OTU1的业务信号是STM-16,STM-16的速率为2,488,320 kbit/s,计算OTU1和OTU2的速率。
OTUk 速率= 239/(239-k) × STM-N帧速率OTUk帧的大小是固定的,即无论是OTU1、OTU2,还是OTU4、OTU5,都是4行4080列。
对于OTU1帧,第1到16列为OTU1、ODU1、OPU1开销,第17到3824共3808列为客户信号,第3825到4080共256列为FEC区域,假设其装载的客户信号是STM-16的SDH信号,其速率为2488320kbit/s,那么将这些数值代入以下公式:客户信号大小/OTU帧大小=客户信号速率/标称OTU帧速率,得到:3808/4080 =2488320 / 标称OTU1帧速率,
即:标称OTU1帧速率=255/238 × 2488320 kbit/s。
而对于OTU2帧,4个ODU1时分复用进ODTUG2,4个ODU1作为OPU2净荷,占3808列,OPU2净荷中又有16列为OTU1、ODU1、OPU1开销,因此客户信号为3792列,代入公式得到:3792/4080 = 2488320×4 / 标称OTU2帧速率,
即:标称OTU2帧速率=255/237 × 9953280 kbit/s。

2. 低速SDH信号复用进告诉SDH信号用采用什么复用方式?假设有以下四个信号,帧结构各为每帧3个字节,请写出经过服用后的信号的帧结构。

低速SDH信号以字节见插方式复用进高速SDH信号的帧结构中,这样就可以使低速SDH信号在高速SDH信号中的帧中的位置使固定的、有规律的也就是可预见的。

A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3

3. OTN 的显著特点是什么?
容量大、组网灵活、支持光层电层业务调度、兼容性好、开销丰富、OAM能力强大。

4. 请写出140M信号复用成STM-1的复用步骤。
复用路线140M—C-4—VC-4—AU-4—STM-1,所以STM-1仅能复用进一路140M信号。

5.在STM-16系统中,已知有4个网元(A.B.C.D)组成二纤双向复用段共享保护环,形成工作时隙S1和S2,保护时隙P1和P2,当网元A与网元B之间的链路出现故障时,请写出网元A与网元B直接的业务倒换过程。

首先,NE A 的 S1 转换成 NE A 的 P1,然后经过个 NE D 和 NE C 的 P1 后,到达 NE B 的 P1。在 NE B 中,P1 转换成 S1,然后到达 NE C。在 NE C 中 S1 信号转换成 S2 向 NE B 发送,在 NE B 中转换成 S1 信号。

课后习题

1. 绪论

本章没有课后习题

2. 光纤通信技术原理

2.1 满足全反射的条件是什么? !!!
入射角 0 达到一定值时,折射角等于 90°,光不会进入第二种介质,此时入射角即成为临界角 0c。继续增大入射角至 0>0c ,所有光将反射回入射介质,这—现象称为全反射现象

2.2 652 光纤的主要特点是什么?

2.3 光纤的衰减对光纤通信系统的影响是什么 如何解决衰减带来的问题?

2.4 阵列波导光栅 (AWG) 的主要功能是什么?

2.5 色度色散对光纤通信的影响是什么? !!!
(1) 材料色散:由于材料的折射率不同,使得光信号的不同频率(波长)成分所对应的传输速率不同,由此引起的色散称材料色散
(2) 波导色散:由于光纤波导结构引起的色散称波导色散,它的大小可以和材料色散相比拟
主要对长距离系统影响较大,色度色散超标,系统误码较大。

2.6 简述电吸收调制的工作原理

2.7 EDFA 结构中的泵浦源的中心波长有哪些?

2.8 EDFA 的主要优点和缺点是什么?

2.9 光纤的波长
多模光纤:850-900nm
单模光纤:1310nm 和 1550nm

2.10 光源调制
1.直接调制
直接调制又称为内调制,即直接对光源进行调制,通过控制半导体激光器的注入电流大小来改变激光器输出光波的强弱。
直接调制方式的特点是输出功率正比于调制电流,具有结构简单、损耗小、成本低的特点。
调制电流的变化将会使激光器发光谐振腔的长度发生变化,使得发射激光的波长随着调制电流线性变化,这种变化被称作调制凋啾,它实际上是—种直接调制光源无法克服的波长、频率、抖动,周啾的存在展宽了激光器发射光谱的带宽,使光源的光谱特性变坏,限制了系统的传输速率和距离,—般情况下,在常规 652 光纤上使用时。传输距离小于等于 100km,传输速率小于等于 2.5Gbit/
2.间接调制
间接调制又称为外调制 即不直接调制光源,而是在恒定光源的输出通路上外加调制器对光波进行调
制, 际上起到一个开关的作用 恒定光源是一个连续发送固定波长和功率的高稳定光源,在发光的过程
不受电调制信号的影响,因此不会产生调制哦啾,光谱的谱线宽度维持在最小 光调制器对恒定光源
发出的高稳定激光根据电调制信号以“允许”或者 禁止“通过的方式进行处理 而在调制的过程中对光
波的频谱特性不会产生任何影响,保证了光谱的质量 间接调制方式的激光器比较复杂 损耗大,而且造
价也高,但调制瞒啾很小,可以应用于传输速率大于等于 5Gbit/s 、传输距离超过 300km 的系统 因此
一般来说,在使用光纤放大器的 DWDM 系统中,发射部分的激光器均为间接调制方式的激光器
常用的外调制器有光电调制器 声光调制器和波导调制器等 光电调制器的基本工作原理应用的是晶
体的线性电光效应,电光效应是指电场引起晶体折射率变化的现象,能够产生电光效应的晶体称为电光晶
声光调制器是利用介质的声光效应制成的 所谓声光效应 是声波在介质中传播时,介质受声波压强
的作用而产生变化,这种变化使得介质的折射率发生变化 从而影响光波传输特性 波导调制器是将钦 Ti)
扩散到锭酸捚 (LlnB0 基底材料上 再用光刻法制出波导的具体尺寸 它具有体积小 有利千
光集成等优点

3. 网络技术基础

3.1 简述 3 种以太网端口属性及应用场景 !!!
端口属性:
Tag aware:端口设置成 Tag aware 后,该端口可对带有 VLAN ID 的信号包进行透传;如果信号不带VLAN ID, 则被丢弃。
Access:端口设置成 Access 后,该端口会把 PV ID 加到不带 VLAN ID 的信号包上 如果信号本身带有 VLAN ID, 则被丢弃。
Hybrid: 端口设置成 Hybrid 后,该端口会把默认的 LAN ID 加到不带 VLAN ID 的信号包上;如果该信号包带有 VLAN ID, 则透传。

应用场景:
1、access: 主要用来接入终端设备,如PC机、服务器、打印服务器等。
2、trunk: 主要用在连接其它交换机,以便在线路上承载多个vlan。
3、multi: 在一个线路中承载多个vlan,但不像trunk,它不对承载的数据打标签。主要用于接入支持多vlan的服务器或者一些网络分析设备。现在基本不使用此类接口,在cisco的网络设备中,也基本不支持此类接口了。
4、dot1q-tunnel: 用在Q-in-Q隧道配置中。

3.2 简述 QinQ 的应用场景 !!!
QinQ技术主要应用于 VLAN ID 数目不足,用户和运营商网络需要灵活规划 VLAN ID 资源等情况。

3.3 简述 QoS 机制,同时思考 QoS 在网络中的意义 !!!
QoS实现机制:流分类、CAR、队列调度及拥塞避免。QoS意义:在不同需求下,通过QoS通信网络能保证提供不同的可预期的带宽、延迟、延迟抖动、丢包率等方面的服务水平,使用户或应用的请求和响应满足可预知的服务级别。

3.4 QinQ 的主要作用
(1) 利用 QinQ, VLAN ID 数目可增加到 4094 X 4094 个,有效缓减了 VLAN ID 资源紧张的问题
(2) 用户和运营商网络可以各自独立灵活地规划 VLAN 资源,简化了网络配置和维护工作
(3) 替代 MPLS, 提供成本更低 更简单的二层 VPN 解决方案
(4) 使以太网业务规模由 LAN 扩展到 WAN

3.5 VLAN 的优缺点
优点:VLAN 技术可解决冲突域问题、增强通信安全性。
缺点:通过 VLAN 将一个物理网络逻辑分割为几个小网络,可以提高网络的带宽利用率,但属于不同VLAN的主机不能通信。

3.6 QoS的两个核心任务
流分类——将不同的报文区分开
队列调度——保证某些承诺的业务在网络忙时也进行较快的传送

3.7 DiffServ(DS) 模型
Differentiated Service:差分服务模型
在发送报文前不必预先向网络提出资源申请,通过设置L2或L3报文头部的QoS参数信息,来告知网络节点它的QoS需求
DS(DiffServ)域边缘设备对报文进行分类和标记PHB服务等级,中间设备只需简单地识别这些服务类别,并进行转发
PHB:每一跳行为(Per-hop Behavior)。如快速转发、重标记、报文丢弃等

3.8 DS 的基本功能
(1) 流量管理机制。
(2) DS 是粗颗粒的 、基于“类”的流量管理机制
(3) DS 的运作基千业务分类的原则
(4) 报文将放入有限个业务类别中,而不是基于各个“流”的需求来区分业务。
(5) 网络中的设备配置为基于类别区分业务
(6) 各业务类别可独立管理 ,以确保高优先级的业务得到优先待遇
(7) DS 只是提供—个允许分类和区别对待的架构
(8) DS 依赖于分类和标记的机制
(9) DS 可实现基于 PHB 服务等级的流益控制 3-8 所示为 PHB 服务级别与服务质量

3.9 流分类
流分类采用一定的规则识别符合某类特征的报文,它是有区别地进行服务的前提和基础
流分类方式:
简单流分类(利用DS域):VLAN PRI,IP DSCP,MPLS EXP to PHB
复杂流分类 (基于策略):ACL,基于MAC地址,源/目的IP地址,TCP/UDP 端口号,协议类型
一般在DS域边缘进行复杂流分类,网络内部进行简单流分类

3.10 简单流分类丢弃优先级的目的
染色的目的是在一个队列拥塞时,根据队列中的报文丢弃优先级以实施拥塞避免

3.11 复杂流分类
复杂流分类通常作用于 DS 域的边缘节点,对流入网络的流益做精细化控制,标记报文所携带的优先级信息,作为 DS 域内部节点进行简单流分类的依据

复杂流分类划分出的流可以进行如下一种或几种 QoS 处理:
(1) 根据 ACL ( Access Contrl List 的设置允许通过 丢弃流
(2 将流映射到对应的 PHB 服务等级
(3) 在入方向对流通过 CAR (Committed Access Rate) 进行限速

3.12 承诺访间速率
(1) 当报文速率小千等于设置的承诺信息速率 Committed Information Rate, CIR) 时,报文被标记为“绿色”,直接通过承诺访问速率监管,并在网络拥塞时优先保证报文被转发
(2) 当报文速率大于设置的最高信息速率 Peak Information Rate , PIR 超出速率限制的报文被标记为“红色 ”, 直接丢弃
(3) 当报文速率大于 CIR 但小于等于 PIR 时,超出 CIR 速率限制的报文将通过 CAR 的限制,并将报文标记为“黄色”,处理方式可设置为丢弃、通过和再标记 再标记处理方式是将报文映射到重新指定的服务等级后再转发出去
(4)当一段时间内传送的报文速率小千等于 CI 则可以突发—部分报文 这些报文在网络拥塞时优先保证被转发 突发报文的最大流量由承诺突发尺寸 (Committed Burst Size, CBS) 决定
(5) 当—段时间内传送的报文的速率大于 CIR 但小于等于 PI 则可以突发一部分报文 这些报文将被标记为“黄色” 突发报文的最大流量由峰值突发尺寸 (Peak Burst Size , PBS) 决定

3.13 拥塞管理
(1) 尾丢弃:尾丢弃即在队列满时直接丢弃后面到达的报文
(2) 随机早期检测(Random Early Detection, RED) :是在队列到达—定长度时开始随机丢弃报文 这种丢弃策略可以避免由于 TCP 慢启动机制导致的全局同步现象
(3) 加权随机早期检测(Weighted Random Early Detection, WRED) :在丢弃报文时需要同时考虑队列的长度和报文的优先级(颜色) 用户可以配置丢弃优先级高的报文,是通过随机丢弃报文来避免 TCP 全局同步的。该技术生成的随机丢弃参数是基于优先级的,它通过报文的不同颜色来区别丢弃策略,考虑了高优先级报文的利益,并使其被丢弃的概率相对较小。

3.14 QinQ 与 MPLS、VPN 的关系 !!!
QinQ 提供了—种比 MPLS (Multi-Protocol Label Switch) 成本更低、更简单的二层 VPN 解决方案,利用 VLAN 堆叠嵌套技术,数据报文通过携带两层不同的VLAN 标签,标识不同的报文业务,改变了原来仅靠—层 VLAN 标签标记数据报文的局限,达到了扩展 VLAN ID 的目的 内层 VLAN 标签称为 C-VLAN, 表示用户 VLAN; 外层 VLAN 标签称为 S-VLAN, 表示服务商 VLAN。
QinO 是一种基于 802 封装的二层隧道协议,它将用户私网 VLAN 标签封装在公网 VLAN 标签中,报文带着两层 VLAN 标签穿越服务商的骨干网络,从而为用户提供 VPN (Virtual Private Network)隧道。

3.15 QinO 的主要作用如下
(1) 利用 QinQ, VLAN ID 数目可增加到 4094 X 4094 个,有效缓减了 VLAN ID 资源紧张的问题
(2) 用户和运营商网络可以各自独立灵活地规划 VLAN 资源,简化了网络配置和维护工作
(3) 替代 MPLS, 提供成本更低 更简单的二层 VPN 解决方案
(4) 使以太网业务规模由 LAN 扩展到 WAN

3.16 QinQ 的技术原理
OinO 的技术原理基千—种 VLAN 堆叠的技术 相比于 VLAN 帧, QinQ 帧多了 TPID 88A8 S-LVAN两部分 即多了 S-TAG 从帧结构中可以看到有两个 VLAN, 因此说, QinQ VLAN ID 的数量是 4096x4096

3.17 QinQ 应用
1. QinQ 在以太网专线业务的功能实现
(1) 用户侧分别带 C-VLAN1 C-VLAN2 标签的两份业务报文通过 OptiX 网元设备进入服务商网络 S1 时,S-Aware 端口为报文添加上服务商定义的 S-VLAN1 标签 业务报文同时携带着两层 VLAN 标签在
网络中传输。
(2) 报文从服务商网络 S1 进入 S2 的过程中, S2 网络的接入端口 S-Aware 用新的服务商网络标签 S-VLAN2 替换之前的 S-VLAN1 标签,报文继续在新的服务商网络中传输。
(3) 当业务报文完成了在服务商网络中的传输,到达目的用户侧网络时,用户侧 C-Aware 端口将服务 S-VLAN2 剥离,并根据不同的用户 VLAN 标记将业务转发给对应的目的用户

2.QinQ 在以太网专网业务的功能实现
(1) NodeB NodeB VoIP HSI 业务分别通过 NE1 NE2 透明传输到 NE3
(2) NE3 分别对 NodeB 1、NodeB 2、VoIP 服务器的 VoIP 业务统一添加 S-VLAN 为 100 的标签,NodeB 1 和 NodeB 2 的 C-ULAN 分别为 10 和 30
( 3 ) NE3 分别对 NodeB 1、NodeB 2、HSI 服务器的 HSI 业务统—添加 S-VLAN 为 200 的标签, NodeB 1 和 NodeB2 的 C-VLAN 分别为 20 和 40
(4) 这些添加了对应 S-VLAN 标签的数据帧进入 802.1ad 网桥后进行相应的二层交换,当携带 S-VLAN 标签的数据帧从相应的端口转发离开网桥时,剥离 S-VLAN 标签。

4. SDH(傻得很) 技术原理 重点!!!

4.1 简述相对千 PDH 技术, SDH 技术的优势有哪些? !!!
标准的电口和光口接口规范;采用字节间插同步复用方式;丰富的开销字节,运维功能强大;网络兼容性强。
sdh是pdh的后续技术,pdh仅剩的优势是利用原有设备,可以不需要时钟同步设备,技术成熟,价格比较便宜,适用于短距离的点对点的专线。

4.2 请画出 2Mbit/s 信号复用成 STM-1 帧的步骤 !!!

4.3 简述二纤双向复用段保护环 (MSP) 和子网连接保护 (SNCP) 的应用场景

4.4 简述 SDH 传输网常见的业务类型
TDM、以太网、ATM

4.5 SDH 传输体制的缺点
较低的频带利用率
复杂的指针调整机理
软件的大量使用对系统安全性的影响

4.6 SDH 帧结构
STM-N 信号是 270x 列的帧结构,此处的 STM-N —致,取值为 1、4、16、64 等,表示此信号由 STM-1 信号通过字节间插复用而成。
STM-1 信号的帧结构是 9 行 x 270 列的块状帧,当 STM-1 信号字节间插复用成 STM-N 信号时,仅仅是将 STM-1信号的列按字节间插复用成STM-N 信号,行数恒定为9行。

4.7 STM-N 帧中单独一个字节的位传输速率是多少?
STM-N 的帧频为 8000 帧/秒
帧长或帧周期为 125µs
这就是说信号帧中某一特定字节每秒被传送 8000 次,那么该字节的位传输速率是 8000 x 8bit/s = 64kbiVs 同时, 64kbit/s 是一路数字电话的传输速率。
PDH 传输体制的 E1 信号也是 8000 帧/秒

4.8 信息净负荷
STM-N帧中放置各种业务信息的地方。
2M/34M/140M等PDH信号、ATM信号、IP信息包等打包成信息包后,放于其中。然后由STM-N信号承载,在SDH网络中传输。若将STM-N信号帧比做一辆货车,其净负荷区即为该货车的车厢。
在将低速信号打包装箱时,在每一个信息包中加入通道开销POH,以完成对每一个“货物包”在“运输”中的监视。

4.9 段开销
对STM-N整体信号流进行监控。即对STM-N“车厢”中所有“货物包”进行整体上的性能监控。
再生段开销(RSOH)—完成对STM-N整体信息结构进行监控。
复用段开销(MSOH)—完成对STM-N中的复用段层信息结构进行监控。
RSOH、MSOH、POH组成SDH层层细化的监控体制。

4.10 管理单元指针
管理单元指针(高阶指针)AU-PTR:
定位低速信号在STM-N帧中(净负荷)的位置,使低速信号在高速信号中的位置可预知。
发端在将信号包装入STM-N净负荷时,加入AU-PTR,指示信号包在净负荷中的位置,即将装入“车厢”的“货物包”,赋予一个位置坐标值。
收端根据AU指针值,从 STM-N 帧净负荷中直接拆分出所需的低速支路信号;即依据“货物包”位置坐标,从“车厢”中直接所需要的那一个“货包”。
由于“车厢”中的“货物包”是以一定的规律摆放的——字节间插复用方式;所以对货物包的定位仅需定位“车厢”中第一个“货物包”即可。
支路单元指针(低阶指针)TU-PTR:
若复用的低速信号速率较低,即打包后信息包太小,例:2M、34M,需进行二级指针定位。先将小信息包打包成中信息包,通过支路单元指针TU-PTR定位其在中信息包中的位置。然后将若干中信息包打包成大信息包,通过AU-PTR指示相应中信息包的位置。

4.11 PDH技术的局限性
接口标准:
只有地区性的电接口规范,不存在世界性标准。现有的PDH三种信号速率等级:欧洲系列、北美系列和日本系列,电接口速率等级、信号帧结构以及复用方式均不相同,不利于互联互通。
没有世界性标准的光接口规范。各厂家采用自行开发的线路码型完成设备对光路上的传输性能监控。不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率不一样,致使不同厂家的设备无法实现横向兼容。
复用方式:从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行,通过层层的复用和解复用过程,使得信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大,导致传输性能劣化。
运行维护方面:PDH信号帧结构中用于运行维护(OAM)的开销字节不多 ,不利于传输网的分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位。
没有统一的网管接口:不利于形成统一的电信管理网。

4.12 SDH 的复用类型
异步复用:将 PDH 信号复用进 STM-N
同步复用: STM-1 ->STM-4
各种业务信号复用进 STM-N 帧的过程都要经历映射(相当于信号打包)、定位(相当千指针调整) 复用(相当于字节间插复用) 3 个步骤。

4.13 复用线路示意图
G.707 复用路线:

G.709 复用路线:

中国的SDH基本复用映射结构:

功能块名称说明如下:
C: Container容器,用来装载各种速率业务信号的信息结构。
C-4-Xc: X个C-4相邻级联的容器,标识可用于映射的容量是C-4的X倍。
VC: Virtual Container虚拟容器,用来支持SDH通道层连接的信息结构;VC是SDH中可以用来传输、交换、处理的最小信息单元(独立实体),一般将传送VC的实体称为通道。VC-1/VC-2及AU-4中的VC-3为低阶VC,VC-4和AU-3中的VC-3为高阶VC。
VC-3/4-Xv:虚级联,可提供X个48384 kbit/s净荷容量的C-3或X个149760 kbit/s净荷容量的X个C-4的连续净荷区域。
TU: Tributary Unit支路单元,提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。
TUG: Tributary Unit Group支路单元组
AU: Administrative Unit管理单元,提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构。
AUG: 管理单元组 Administrative Unit Group
STM-N: 同步传送模块 Synchronous Transport Module N (N=1,4,16,64,256)
TU-PTR:TU Pointer支路单元指针,用来指示VC-n净荷起点相对于高阶VC帧起点间的偏移。
AU-PTR: AU Pointer管理单元指针,用来指示VC-n净荷起点相对于复用段帧起点间的偏移。

4.14 复帧的概念
4个C-12基帧组成一个复帧。
基帧、复帧装入的是同一路2M信号。
基帧装入2M信号的125us时间段的信息;复帧装入2M信号500us时间段的信息。
C-12 基帧帧频是 8000 帧/秒,那么复帧的帧频就是 2000 帧/秒

4.15 2Mbit/s 信号复用进 STM-N 信号
2M—C-12—VC-12—TU-12;3TU-12—TUG-2;7TUG-2—TUG-3;3TUG-3—VC-4—STM-1。

P67

4.16 34Mbit/s 信号复用进 STM-N 信号
34M—C-3—VC-3—TU-3—TUG-3;3TUG-3—VC-4—STM-1;所以STM-1仅能复用进3路34M。

**4.17 140Mb t/s 信号复用进 STM-N信号
140M—C-4—VC-4—AU-4—STM-1,所以STM-1仅能复用进一路140M信号。

4.18 低速SDH信号复用进高速SDH信号采取什么复用方式?
同步字节间插

4.19 在2M复用进STM-N的过程中,一定要经过那些步骤?
映射、定位、复用

4.20 SDH体制的优势体现在哪些方面?
接口的规范性、字节间插同步复用与灵活的映射方式、OAM功能强大、兼容性好

4.21 SDH体制的不足之处体现在哪些方面?
频带利用率不如PDH:由于SDH信号中加入了大量用于OAM功能的开销字节,SDH频带利用率不如PDH。如 PDH的139.264Mbit/s 可以容纳64个2.048Mbit/s,而SDH的STM-1 速率155.520Mbit/s只能容纳63个2.048Mbit/s。
指针调整机理复杂:通过指针机理预见低速信号在SDH高速信号中的位置,从而可以从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号。指针功能的实现增加了系统的复杂性。最重要的是使系统产生SDH的一种特有抖动--由指针调整引起的结合抖动,会导致低速信号在拆出后性能劣化,这种抖动的滤除相当困难。
软件的大量使用对系统安全性的影响:SDH的OAM自动化程度高,软件在系统中占用相当大的比重,比较容易受到计算机病毒的侵害;另外,在网络层上人为的错误操作、软件故障,对系统的影响也是致命的。保障系统的安全性是很重要的一个方面。

4.22 开销的分类

4.23 段开销(SOH)

A1,A2:定帧字节,在收到的信号流中正确地选择分离出各个STM-N帧。
J0:再生段踪迹字节,用来重复地发送段接入点标识符,以便使接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接状态。
B1:比特间插奇偶校验8位码BIP-8,用于再生段层误码监测。
E1,E2:公务联络字节,提供公务联络语音通道。
F1:使用者通路字节。
D1~D12:数据通信通路(DCC)字节,用于传输OAM信息。
B2:比特间插奇偶校验N×24位的(BIP-N %24)字节,用于复用段层误码监测。
K1,K2(b1-b5):自动保护倒换(APS)通路字节,传送自动保护倒换(APS)信令。
K2(b6-b8):复用段远端失效指示(MS-RDI)字节,由收端(信宿)回送给发端(信源),表示收端检测到故障或收到复用段告警指示信号 。
M1:复用段远端误码块指示(MS-REI)字节。由收端回送给发端,用来传送接收端由BIP-N×24(B2)所检出的误块数,以便发端据此了解收端的收信误码情况。
S1(b5-b8):同步状态字节,用于传送同步状态信息(SSM)。

4.24 定帧字节:A1,A2
寻找连续信号流的帧头
A1=f6H、A2=28H
收端检测信号流中的各个字节,当发现连续出现3N个f 6H,又紧跟着出现3N个28H字节时(在STM-1帧中A1和A2字节各有3个),就断定现在开始收到一个STM-N帧。收端通过定位每个STM-N帧的起点,来区分不同的STM-N帧,以达到分离不同帧的目的,当N=1时,区分的是STM-1帧。

4.25 再生段踪迹字节:J0
发端持续的发此字节——再生段接入点标识符,使收端能据此确认于指定发端处于持续连接状态。
在不同的两个运营者的网络边界处,J0设置要匹配;如失配,则产生RS-TIM告警。
J0字节可使运营者提前发现和解决故障,缩短网络恢复时间。

4.26 数字通信通路(DCC)字节:D1~D12
网元和网管之间、网元和网元之间OAM信息通路。
D1~D3用于再生段(DCCR),网关网元和非网关之间的数据通信通道,带宽3×64kb/s= 192kbit/s,
D4~D12用于复用段(DCCM),给智能光网络
(ASON)控制通道,带宽9×64kb/s= 576kbit/s,

4.27 公务联络字节:E1,E2
光纤连通业务未通或业务已通时各站间的公务联络
分别提供1个64kb/s数字电话通路
E1用于再生段公务联络,A、B、C、D 四网元均可互通公务
E2用于复用段公务联络,仅有A、D间可以通公务电话了,因为B、C网元不处理MSOH,也就不会处理E2字节。

4.28 再用段误码监测字节: B1
对再生段信号流进行监控,方式为BIP8偶校验。
收端检测到B1误码块,在RS-BBE性能事件中反映出来。
BIP8偶校验工作机理:以8bit为单位(一个字节为单位),校验相应bit列(bit块),若相应列1的个数为偶,则校验后结果为0;若相应列1的个数为奇,则校验后结果为1
B1字节工作机理
发端对对上一个已扰码帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验,所得值放于本帧(2#STM-N)的B1字节处。
收端对所收当前未解扰帧(1#STM-N)进行BIP8偶校验,所得值B1’与所收下一帧解扰后(2#STM-N)的B1字节相异或。
异或的值为零则表示传输无误码块,有多少个1则表示出现多少个误码块。
若收端检测到B1误码块,在RS-BBE性能事件中反映出来。

4.29 复用段误码监测字节: B2
对复用段信号流进行监控,方式为BIP24偶校验。
收端检测到B2误码块,在MS-BBE性能事件中反映出来。

4.30 复用段远端误块指示字节:M1
对告信息:由信宿回传到信源。
告知发端:收端当前收到的B2检测的误块数;并在发端上报MS-FEBBE性能事件。
同时在发端有MS-REI(复用段远端误块指示)告警事件上报。
M1字节用来传送收端由BIP-N×24(B2)所检出的误块数,以便发送端据此了解接收端的收信误码情况。
对于STM-0/1,其计数值的范围为(0,24);
STM-4的计数值范围为(0,96);
STM-16的计数值范围为(0,255);
对于更高速率的信号则采用了M0,M1两个字节进行计数,其中STM-64的计数值范围为(0,1536);
STM-256的计数值范围为(0,6144)。

4.31 自动保护倒换(APS)通路字节:K1,K2(b1~b5)
传送自动保护倒换信令,使网络具备自愈功能
用于复用段保护倒换情况
K2(b6~b8):用于指示复用段告警
b6~b8=111,表示收到复用段全1信号,本端产生MS-AIS告警。
b6~b8=110,表示收到对告信息MS-RDI,表示对端收信号失效(R-LOS、R-LOF、MS-AIS等)。

4.32 同步状态字节:S1(b5~b8)
传送同步状态信息(SSM),可用于时钟保护倒换功能。
S1字节表示时钟同步源质量信息,该值越小则表示时钟质量越高。

4.33 高阶通道开销(HPOH)
VC-4/VC-3 HPOH高阶通道开销
J1:通道踪迹字节
B3:通道BIP-8字节
C2:信号标识字节
G1:通道状态字节
F2,F3:通道使用者通路字节,这两个字节提供通道单元间的公务通信(与净负荷有关)
H4:TU位置指示字节
K3(b1~b4):自动保护倒换(APS)通路比特
K3(b5~b8):备用比特
N1:网络运营者字节,用于特定的管理目的

4.34 通道踪迹字节:J1
VC-4的首字节,即AU-PTR所指的字节。
发端持续的发此字节——高阶通道接入点标识符,使收端能据此确认于指定发端处于持续连接状态。
J1字节设置要求:收发相匹配。即设备实际收的值=设备应收的值。
收端检测到J1失配,相应通道(VC-4)产生HP-TIM告警。

4.35 高阶通道误码监测字节:B3
监测高阶VC的误码性能。
监测方式为BIP-8偶校验,机理类似于B1、B2。
本端监测到相应VC通道B3误块,在相应通道的性能事件HP-BBE中反映出来。

4.37 信号标记字节:C2
指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质。
C2字节设置要求:收发相匹配,失配则本端相应VC-4通道产生HP-SLM告警,并可能往下级信息结构TUG3/C-4下插全“1”。
C2=00H表示该VC-4未装载,本端产生HP-UNEQ告警,并可能往下级信息结构C-4插全“1”。

4.38 通道状态字节:G1
对告信息:由信宿回传到信源。
b1~b4:回传由B3检测的误码块数,发端上报性能事件 HP-FEBBE及告警HP-REI。
b5:收端检测到AU-AIS、J1和C2失配、VC-4未装载,在相应VC-4通道上由b5回传,在发端上报HP-RDI告警。


4.39 TU位置指示字节:H4
指示有效负荷的复帧类别和净负荷的位置。
PDH复用进SDH时,H4字节仅对2M信号有意义。指示当前帧是复帧的第几个基帧,以便收端据此找到TU-PTR,拆分出2M信号。
H4的范围00H~03H。
若收端收到的H4字节超出此范围,或不是预期值,本端在相应通道产生HP-LOM(复帧丢失)告警,并在相应通道的下级信息结构插全“1”。

4.40 低阶通道开销(LPOH)
V5:通道状态和信号标记字节。
J2: VC-12 通道踪迹字节,它被用来重复发送内容由收发两端商定的低阶通道接入点标识符,使接收端能据此确认与发送端在此通道上处于持续连接状态。 通道接入点标识符使用国际规定的16字节帧编号格式,格式与J0字节相同。
N2:网络运营者字节,用于特定的管理目的。如用来提供低阶通道串联连接监视(TCM)功能,与高阶通道开销N1字节功能类似。
K4:b1~b4用于传递低阶通道的自动保护倒换(APS)协议;b5~b7用于传送低阶通道的增强型远端接收失效指示(RDI)。b8为备用比特。
V5通道状态和信号标记字节 (类似G1和C2字节):复帧中的第一个字节,TU-PTR所指示的字节,完成VC-12误码监测、VC-12低阶通道远端差错及失效指示、信号标记等功能。
b1~b2:BIP2误码监测→LP-BBE。
b3:收端接收误码情况对告指示→ LP-REI。
b4:远端故障指示 → LP-RFI (该比特设置为“1”),对于VC-12和VC-2的V5字节,该比特暂未定义。
b5~b7:信号标记,标示通道是否装载和采用何种映射方式装载等通道特征信息。若为000,本端相应通道产生LP-UNEQ告警。
b8:本端接收到TU-AIS、LP-TIM、LP-SLM时,通过b8(该比特设置为“1”)反馈给发端相应通道LP-RDI告警信号。

4.41 管理单元指针—AU-PTR
AU-PTR由H1YYH2FFH3H3H3九个字节组成,Y=1001SS11,S比特未规定具体的值,F=11111111。指针的值放在H1、H2两字节的后10个bit中,指针值范围是(0~782)。
指针调整时,以3个字节作为一个调整单位,按一次一个单位进行调整。指针值完成一次调整后,至少停3帧才可进行新的调整。
H3是负调整机会字节,AU-4中以3个H3字节作为1个负调整单位,作负调整时,负调整单位可携带额外的VC信息。负调整位置只有一个(3个H3字节),在AU-PTR上。
在AU-4净荷中,从最后一个H3字节起,以每3个字节为1个正调整单位,依次按其相对于H3(第3个)的偏移量编号,共有0~782(9x261/3=783)个编号。其中编号为“0”为正调整,783个编号的二进制值为AU-4指针值,指向VC-4帧首字节J1的位置。正调整位置在AU-4净荷区。
指针值由H1、H2的第七至第十六比特表示,这10个bit中奇数比特记为I比特,偶数比特记为D比特。以5个I比特和5个D比特中的全部或大多数发生反转来分别表示指针值将进行加1或减1操作,因此I比特又叫做增加比特,D比特叫做减少比特。
AU-PTR所指的是下一帧VC-4的J1字节的位置。 VC-4和AU-4无频差相差时,AU-PTR的值为522。
正调整:
当VC-4帧速率低于AU-4帧速率时,必须周期性的在AU-PTR 3个H3字节后面再插入3个H3字节(即在VC-4中的编号“0”位置上,此时H3字节中填充伪随机信息)以提高VC-4的速率。VC4中的3字节净荷单位都要向后串一个单位(3字节) ,指针值相应加1。
负调整:
当VC-4帧速率高于AU-4帧速率时,3个H3字节(一个调整单位)的位置用来存放净荷(3个H3字节的位置上放的是VC4的有效信息 ),以降低VC-4净荷在AU-4中的速率。VC4中的3字节净荷单位都要向前移一个单位(3字节) ,指针值相应减1。
若收H1H2为全“1”,本端产生AU-AIS告警。
AU-PTR的范围是(0~782),否则为无效指针值。当收端连续8帧收到无效指针值或收端连续8帧收到NDF反转时,设备产生AU-LOP告警(AU指针丢失),并往下插全“1”AIS告警信号。
正调整:
当VC-4帧速率低于AU-4帧速率时,必须周期性的在AU-PTR 3个H3字节后面再插入3个H3字节(即在VC-4中的编号“0”位置上,此时H3字节中填充伪随机信息)以提高VC-4的速率。VC4中的3字节净荷单位都要向后串一个单位(3字节) ,指针值相应加1。
负调整:
当VC-4帧速率高于AU-4帧速率时,3个H3字节(一个调整单位)的位置用来存放净荷(3个H3字节的位置上放的是VC4的有效信息 ),以降低VC-4净荷在AU-4中的速率。VC4中的3字节净荷单位都要向前移一个单位(3字节) ,指针值相应减1。
若收H1H2为全“1”,本端产生AU-AIS告警。
AU-PTR的范围是(0~782),否则为无效指针值。当收端连续8帧收到无效指针值或收端连续8帧收到NDF反转时,设备产生AU-LOP告警(AU指针丢失),并往下插全“1”AIS告警信号。

4.42 支路单元指针—TU-PTR
TU-12 PTR的位置位于TU-12复帧的V1、V2、V3、V4处,指针的值放在V1、V2两字节的后10个bit中,指针值范围是(0~139)。
指针调整时,以1个字节作为一个调整单位,按一次一个单位进行调整。指针值完成一次调整后,至少停3帧才可进行新的调整。
V3为负调整机会,其后的字节为正调整机会(编号为35),V4为预留字节。从紧邻V2字节起,以1个字节规定为一个正调整单位,依次按相对V2的偏移量给予编号,编号范围为0~139。VC-12复帧的首字节V5定位于某一偏移编号位置,该编号对应的二进制数即为TU-12指针值。
TU-12 PTR调整规则同AU-4 PTR。
TU指针用以指示VC12的首字节V5在TU-12净负荷中的具体位置。VC-12和TU-12无频差、相差时,V5字节的位置是70。
若收V1、V2为全“1”,本端产生TU-AIS告警。
若收指针值超出允许范围(0·~139)或连续收到8帧以上NDF,则设备在相应通道上产生TU-LOP告警,下插全“1”AIS告警信号。

4.43 哪几个字节完成了层层细化的误码监控?
B1-再生段误码监测;B2-复用段误码监测;B3-高阶通道误码监测;V5-低阶通道误码监测。

4.44在收端产生哪些告警或性能事件时会向发端回传信息?
收端产生AIS告警或BBE性能事件,会向发端回传信息。

4.45 哪几种网络拓扑比较常用?
一般有线形(链形)、星形、树形、环形、网孔形等拓扑结构,其中,线形和环形在SDH网络中比较常见。

4.46 为什么要引入子网的概念?
在实际的骨干网和大型区域网中 ,为了达到路由选择和管理的目的,引入子网,对网络进行功能分割,从而将复杂的网络拓扑简单化,更便于管理。
在网络拓扑中,子网就像一个容器,它可以包含网络节点、网络连接(链路),甚至可以包含更低层次的子网。

4.47 什么是自愈网络?
所谓自愈,指不需要人为干预下,网络能够在极短时间内从失效的故障中自动恢复自身所携带的业务,使用户感觉不到网络已经出现了故障的能力。具备这种自愈能力的网络就是自愈网络。

4.48 自愈网络前提条件
备用路由
强大的交叉连接能力
网络节点的智能性

4.49 SDH的自愈网络可分为哪几类?
线性复用段保护,包括1+1 线性复用段保护和1:N线性复用段保护;
环形网络保护
复用段保护环,包括二纤单向复用段共享保护环、二纤双向复用段共享保护环和四纤双向复用段保护环;
通道保护环(PP),包括二纤单向通道保护环和二纤双向通道保护环;
子网连接保护(SNCP)

4.50 1+1线性复用段保护
采用“双发、选收”的保护机制
正常情况下,工作路由和保护路由同时传送业务信号 ,但接收端仅仅从工作路由选收业务信号。
工作路由故障时,接收端将倒换到保护路由选收业务信号。
倒换方式:单端非恢复式、单端恢复式、双端非恢复式、双端恢复式
是否需要APS 协议(在网元之间传递协议信息):单端倒换不需要、双端倒换需要
网络容量:STM-N

4.51 1:N 线性复用段保护
1:N线性复用段保护倒换方式:双端、恢复式倒换
需要APS 协议
网络容量:
无额外业务时:N STM-N
有额外业务时:(1+N) STM-N

1:N线性复用段保护
1:N线性复用段保护方式中N个工作系统共有一个平行的保护系统,N值范围为1~14,1:1结构是1:N的一个特例。
正常情况下,N个工作路由同时传送正常的业务信号,同时保护路由可以传送额外业务(不重要的)或不使用。
当N个工作系统中有一个失效时,如上图中, A和B之间的工作路由1的光纤中断时,STM-N信号可以倒换至备用的保护系统传输:当N个工作系统中有多个系统同时失效,按用户定义的优先级别进行保护倒换,若优先级相同,再根据工作通道号来决定优先级,对于工作通道,目前是工作通道1的优先级最高,14最低。
当A和B之间的工作路由1的光纤恢复时,A在备用通道上向B发送等待恢复请求,经过特定的时间(等待恢复时间WTR),双端完成恢复过程。

4.52 线性复用段保护
特征:
建议基于终端复用器(TM)进行配置,以实现分段倒换;
配置完成2分钟后,APS协议启动正常。
倒换条件:
信号失效(SF):R_LOS,R_LOF,MS_AIS,B2_EXC;
信号劣化(SD):B2_SD。

4.53 线性复用段保护中,倒换速度最快的是哪种方式?

4.54 线性复用段保护中,能够提供额外业务的又是哪种方式?

4.55 二纤双向复用段共享保护环
光纤连接:
需采用对偶板位
对偶板位中左侧为西向
对偶板位中右侧为东向
东发西收为主环方向
习惯上,主环用逆时针方向表示

正常情况下:
网元A到网元C的主用业务放在S1/P2光纤的S1时隙(对于STM-16系统,主用业务只能放在STM-N的前8个时隙1#—8#STM-1[VC4]中),备用业务放于P2时隙(对于STM-16系统只能放于9#—16#STM-1[VC4]中),沿光纤S1/P2由网元B穿通传到网元C,网元C从S1/P2光纤上的S1、P2时隙分别提取出主用、额外业务。
网元C到网元A的主用业务放于S2/P1光纤的S2时隙,额外业务放于S2/P1光纤的P1时隙,经网元B穿通传到网元A,网元A从S2/P1光纤上提取相应的业务。

当网元A与网元B之间的光缆中断后,全网进行MSP保护倒换。
网元A到网元C的业务方向
网元A到C的业务在网元A (故障端点)进行桥接倒换,即将原本在S1/P2光纤上S1时隙的业务由交叉单元直接倒换到S2/P1光纤上的P1时隙上去(例如STM-16系统,是将S1/P2光纤上的1#—8#STM-1[VC4]全部环到S2/P1光纤上的9#—16#STM-1[VC4]),此时S2/P1光纤P1时隙上的额外业务被中断。然后沿S2/P1光纤的P1(即保护通道)经网元D、网元C穿通传到网元B,在网元B执行桥接倒换动作(故障端点),即将S2/P1光纤上的P1时隙所载的业务(包括A到C的业务)倒换回到S1/P2的S1时隙,业务占用工作通道(S1时隙)从网元B传递到C,网元C提取该时隙的业务,完成接收网元A到网元C的主用业务。
网元C到网元A的业务方向
网元C到A的业务,先由网元C将业务沿占用通道S2发到网元B,在网元B执行桥接倒换动作(故障端点),即将S2/P1光纤上的S2时隙所承载的主用业务倒换到S1/P2光纤的P2时隙上,这时P2时隙上的额外业务中断。然后沿S1/P2光纤经网元C、网元D穿通到达网元A,在网元A (故障端点)进行桥接倒换,将S1/P2光纤的P2时隙业务直接倒换到网元A落地。
通过以上方式完成了环网在故障时业务的自愈保护。请注意,倒换状态下,业务是不经过倒换区段的光板的。其它区段(如网元A~D或网元B~C之间)的主用业仍然主用原有主用通道。

网元A与网元B之间的光缆修复后,全网进入等待恢复态(即WTR,Wait to Restoration,缺省为10分钟)。此时全网业务仍然与倒换状态下的业务情况一致,即原本经过网元A与网元B之间(倒换区段)主用通道的业务将由光路正常的网元A~D~C~B区段的备用通道来保护。
在整个等待恢复态的时段内(缺省为10分钟),如果网元A与网元B之间的光路一直正常,则全网进入正常状态。即所有业务恢复原本配置的时隙通道,包括额外业务。等待恢复态可以避免光缆修复过程中,光路不稳定而引起的网络频繁倒换,从而避免业务的多次瞬断。

总结:
需要APS协议(由K1,K2字节携带)
复用段状态迁移:
正常态(Idle):即全网处于正常状态,没有光路告警或外部命令触发倒换,这也是MSP环通常所处的状态;
倒换态(Switch):环上有倒换触发条件时,如光缆中断,其两侧的将网元进入倒换态,即进行桥接倒换,即将原本在工作通道的业务由交叉单元直接倒换到保护通道上;
穿通态(Pass):环上有倒换触发条件时,如光缆中断,其两侧的将网元进入倒换态,而此时环上其它网元将进入穿通态,即将其备用通道全部穿通;
等待恢复态(WTR ,Wait to Restoration):环上倒换触发条件消失时,如光缆修复,其两侧的将网元进入等待恢复态(其它网元仍处于穿通态),此时的业务情况与倒换状态时一致。若在整个等待恢复时间内,一直没有出现倒换触发条件,则全网进入正常态。这是为了避免线路不稳定而引起频繁倒换,WTR一般设置为5~12分钟,缺省10分钟。

自动倒换条件
信号失效(SF):R_LOS,R_LOF,MS_AIS,B2_EXC
信号劣化(SD):B2_SD
自动恢复条件
信号失效(SF)的解除:R_LOS,R_LOF,MS_AIS,B2_EXC
信号劣化(SD)的解除:B2_SD

特征:
优点:允许时隙复用;网络容量大:½ x K x STM-N(最大)
缺点:采用APS协议,保护机理复杂;复用段保护环中网元数目不超过16个
应用:
一般用于速率为STM-4、STM-16或STM-64的系统中
多用于业务量大、业务分散的网络

4.56 四纤双向复用段保护环
正常情况下的业务信号流
在环网正常时,网元A到网元D的主用业务从S1光纤经网元F、E到网元D进行上下;网元D到网元A的业务经S2光纤经网元E、F到网元A(双向业务,收发一致路由)。
网元A与网元D的额外业务可以通过P1和P2光纤传送。网元A和网元D通过收主纤上的业务互通两网元之间的主用业务,通过收备纤上的业务互通两网之间的备用业务。

工作通道断纤后的区段倒换
当网元E~F之间的主用光纤被切断后,在故障两端的网元E、F进行区段倒换(故障端点的网元)。这时,网元A到网元D的主用业务沿S1光纤传到网元F处,在此网元F执行区段倒换,即将S1光纤上的网元A到网元D的主用业务环到P2光纤上传输,P2光纤上的额外业务被中断,在网元E处P2光纤上的业务倒换回到S1光纤上(故障端点的网元执行区段倒换),而后,网元D通过收主纤S1上的业务,接收到网元A到网元D的主用业务。
网元D到网元A的业务与之类似。
可以看到,区段倒换之发生在断纤两侧的网元,迅速而可靠,类似1:1线性MSP,对其它区段的主用和额外业务也没有影响。

工作通道和保护通道同时断纤后的环倒换
当网元E~F之间(主备用)光纤均被切断后,在故障两端的网元E、F进行环倒换(故障端点的网元)。这时,网元A到网元D的主用业务沿S1光纤传到网元F处,在此网元F执行环倒换,将S1光纤上的网元A到网元D的主用业务环到P1光纤上传输,P1光纤上的额外业务被中断,经网元A、B、C、D穿通(其它网元执行穿通功能)传到网元E,在网元E处P1光纤上的业务倒换回到S1光纤上(故障端点的网元执行环倒换),而后,网元D通过收主纤S1上的业务,接收到网元A到网元D的主用业务。
网元D到网元A的业务与之类似。
环倒换需要全环所有网元参与,且会中断所有额外业务。

特征:
优点:允许时隙复用;网络容量大:K x STM-N(最大)
缺点:采用APS协议,保护机理复杂;复用段保护环中网元数目不超过16个;费用高,投资大
应用:一般用于速率为STM-16或STM-64的系统中;多用于业务量大、业务分散的网络;多用于骨干网络

4.57 二纤双向与四纤双向的异同

4.58 二纤单向通道保护环
保护机理:双发、选收
二纤单向通道保护环,简称PP(Path Protection)环,由主环光纤S1(上图环的内侧)和备环光纤P1(上图环的外侧)两根光纤组成,两环的业务流向相反。PP环的保护是通过网元支路板的“双发、选收”功能来实现的。
例如,网元A与C互通业务,网元A和C都将上环的支路业务“双发”到环S1和P1上,S1和P1上的所传业务相同且流向相反。在网络正常时,网元A和C都选收主环S1上的业务。那么A与C业务互通的方式是A到C的业务经过网元D穿通,由S1光纤传到C(主环业务);由P1光纤经过网元B穿通传到C(备环业务)。在网元C支路板“选收”主环S1上的A→C业务,完成网元A到网元C的业务传输。网元C到A的业务与此类似。

当网元A、B之间光缆段被切断时,网元A与C之间的业务是如何被保护的。
网元C到网元A的业务方向:
业务由网元C的支路板双发到S1和P1光纤上,其中S1业务经光纤由网元D穿通传至网元A,P1光纤的业务经网元B穿通,由于A、B间光缆中断,所以光纤P1上的业务无法传到网元A。不过网元A默认选收主环S1上的业务,这时网元A到网C的业务并未中断,网元A的支路板不进行保护倒换;
网元A到网元C的业务方向:
网元A的支路板将业务双发到S1环和P1环上,其中P1环上的业务经网元D穿通传到网元C,S1环上的A到C的业务,由于A、B间光纤中断所以无法传到网元C。由于网元C默认是选收主环S1上的业务,但此时S1环上的A→C的业务传不过来,这时网元C的支路板就会收到S1环上TU-AIS告警信号。网元C的支路板收到S1光纤上的TU-AIS告警后,立即切换到选收备环P1光纤上的A到C的业务,于是A→C的业务得以恢复,完成环上业务的通道保护,此时网元C的支路板处于通道保护倒换状态——切换到选收备环方式,相应通道上报PS(Protection Switching)告警。
网元发生了通道保护倒换后,支路板同时监测主环S1上主用业务的状态,当连续一段时间(华为的设备是10分钟左右)未发现TU-AIS时,支路板将选收切回到收主环业务,恢复成正常状态。这就是倒换的恢复过程。

保护倒换与恢复条件:
倒换条件:TU-AIS、TU-LOP及误码过量;
恢复条件:主用通道没有TU-AIS、TU-LOP等告警,同时没有BIP2误码过量。

倒换的特点:
倒换时每个2M通道是独立的;
倒换是恢复式的,即倒换后如果主环恢复正常,则10分钟后自动倒回主环。

倒换的缺点:
缺点是网络的业务容量不大,恒定为STM-N,与环上的节点数和网元间业务分布无关。
某个时隙一旦环内某个业务占用,其它业务就不能再占用该时隙,即两纤单向通道保护环内,同一业务占用同一时隙绕整个环路传输。

4.59 子网连接保护(SNCP)
系统描述:
保护基于子网
可应用于所有网络拓扑

SNCP(Sub-Network Connection Protection)采用1+1保护方式,具有双发选收的特点。SNCP也是基于业务的保护,与PP类似,无站间协议,保护的所有监测、倒换动作,都是单站完成。稳定性高,业务配置灵活多变。而且比PP更加具有优势的是:PP保护对于出环业务的保护能力较弱, SNCP可用于对跨子网业务进行保护,可以提供环带链,环相切,环相交,两环DNI连接等组网形式的保护,使用时具有较大的灵活性。从它的保护形式上看,可以认为是通道保护的扩充。

保护机理
发送端:双发
接收端:选收

SNCP支持的业务类型相当齐全,既可以支持VC12、VC3等低阶业务,也可以支持VC4、VC4级联等高阶业务。多种业务可以同时进行混合的SNCP保护,并且SNCP保护是以单个业务作为基本单位的,各SNCP保护业务的逻辑、状态之间相互独立,独立性强。

断纤时的业务倒换
SNCP和通道保护的区别,从具体实现上看,通道保护在收端选收业务时,由支路板完成选收判断的动作,而SNCP保护则是在交叉板上完成选收判断的动作。因此SNCP可以对由线路到线路穿通的业务进行保护,而通道保护只能保护下到本地的支路上的业务。

SNCP业务对:工作源、保护源、业务宿
倒换条件:
缺省条件:AU_AIS、AU_LOP、TU_AIS、TU_LOP、HP_LOM、HP_UNEQ、B3_EXC、线路板拔板
可选条件:HP_TIM、HP_SLM、B3_SD

宿节点状态不需要监测,而工作源和保护源就是保护组的两个监测点,即SNCP业务对是否倒换或恢复,就是取决于工作源和保护源的状态。

保护倒换恢复:
恢复时间为10分钟(可设置5-12分钟)

此时全网业务仍然与光缆中断状态下的业务情况一致。在整个等待恢复态的时段内,如果网元B与C之间的光路一直正常,则全网进入正常状态。即所有业务恢复原本配置的时隙通道。等待恢复态可以避免光缆修复过程中,光路不稳定而引起的网络频繁倒换,从而避免业务的多次瞬断。

4.60 二纤双向MSP与SNCP有哪些主要区别?

5. WDM (我的妈)技术原理

5.1 什么是WDM、DWDM 和 CWDM? !!!
把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送,这种方式叫作波分复用。
根据在同一根光纤中传输的不同波长之间的间距,WDM 分为密集波分复用(DWDM)和稀疏波分复用(CWDM)。

5.2 光纤中的衰耗区见是如何分布的? !!!

1310nm 窗口和 1550nm 窗口
1550nm 窗口可以分为 3 个波段:S-band (1500~ 1525nm) C-band ( 1525 ~ 1562nm) L-band ( 1565~ 1610nm)

5.3 G.652、G.653、G.655光纤的特性分别是什么

5.4 适用于波分系统的光复用器的类型分别有哪几种?
介质薄膜滤波器型波分复用器
集成光波导型波分都用起

5.5 OSC 信号的工作波长和比特速率是多少?
光监控通道的波长可以为 1510nm 1625nm, 速率为 2Mbit/s

**5.6 如何增加网络容量?
SDM 空分复用是靠增加光纤数量的方式线性增加传输的容量,传输设备也线性增加。
TDM时分复用从传统PDH的一次群至四次群的复用,到如今SDH的STM-1、STM-4、STM-16乃至STM-64的复用。
缺点1:影响业务;
缺点2:速率的升级缺乏灵活性;
缺点3:对于更高速率的时分复用设备,成本较高,并且40Gbit/s的TDM设备已经达到电子器件的速率极限。
WDM波分复用是将不同速率(波长)的光混合在一起进行传输,这些不同波长的光信号所承载的数字信号可以是相同速率、相同数据格式,也可以是不同速率、不同数据格式。可以通过增加新的波长特性,按用户的要求确定网络容量。

5.7 波分复用 WDM( Wavelength Division Multiplexing )
把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传送,这种方式我们把它叫做波分复用

N路波长复用的WDM系统的总体结构主要有:
光波长转换单元(OTU);
波分复用器:分波/合波器(ODU/OMU);
光放大器(BA/LA/PA);
光/电监控信道(OSC/ESC)。

5.8 WDM的优势
超大容量、超长距离传输
对数据的“透明”传输
系统升级时能最大限度地保护已有投资
高度的组网灵活性、经济性和可靠性

5.9 WDM的传输模式与系统模式
单纤单向波分复用系统采用两根光纤,一根光纤只完成一个方向光信号的传输,反向光信号的传输由另一根光纤来完成。
这种WDM系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使一根光纤的传输容量扩大几倍至几十倍。在长途网中,可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩容,十分灵活。

单纤双向波分复用系统则只用一根光纤,在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输,两个方向光信号应安排在不同波长上。
当需要将光信号放大以延长传输距离时,必须采用双向光纤放大器以及光环形器等元件,但其噪声系数稍差。
实用的WDM系统大都采用单纤单向传输方式。

开放式DWDM系统的特点是对复用终端光接口没有特别的要求,只要求这些接口符合ITU-T 建议的光接口标准。DWDM系统采用波长转换技术,将复用终端的光信号转换成指定的波长,不同终端设备的光信号转换成不同的符合ITU-T建议的波长,然后进行合波。

集成式DWDM系统没有采用波长转换技术,它要求复用终端的光信号的波长符合DWDM系统的规范,不同的复用终端设备发送不同的符合ITU-T建议的波长,这样他们在接入合波器时就能占据不同的通道,从而完成合波。
根据工程的需要可以选用不同的应用形式。在实际应用中,开放式DWDM和集成式DWDM可以混合使用。

5.10 CWDM 与 DWDM
CWDM:稀疏波分复用
DWDM:密集波分复用

5.11 CWDM 优势
提供一定数量的波长
适合在100公里以内的传输距离
大大降低了系统的成本,并具有非常强的灵活性。
因此稀疏波分复用系统主要应用于城域网中。
CWDM用很低的成本提供了很高的接入带宽,适用于点对点、以太网、SONET环等各种流行的网络结构,特别适合短距离、高带宽、接入点密集的通信场合,如大楼内或大楼之间的网络通信。

目前的 CWDM 系统一般工作在 1271 -1611nm 波段,间隔为 20nm, 可复用 18 个波长通道 其中的 1400nm 波段由于损耗。

5.12 CWDM 和 DWDM 的区别
一是 WD 载波通道间距较宽, 1根光纤上只能复用 2~16 个波长的光波“稀疏”与“密集”称谓的差别就由此而来;
二是 CWDM 调制激光采用非冷却激光,而 DWDM 采用的是冷却激光,它需要冷却技术来稳定波长,实现起来难度很大,成本也很高。
CWDM 系统采用的 DFB 激光器不需要冷却 因而大幅降低了成本,整个 CWDM 系统的成本只有 DWD 系统的 30%。

5.13 光复用器与解复用器
波分复用系统的核心部件是波分复用器件,即光复用器和光解复用器(有时也称合波器和分波器),实际上均为光学滤波器,其性能好坏在很大程度上决定了整个系统的性能。
合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输;分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。
WDM系统性能好坏的关键是WDM器件,其要求是复用信道数量足够、插入损耗小、串音衰耗大和通带范围宽等。
从原理上讲,合波器与分波器是相同的,只需要改变输入、输出的方向。

5.14 介质薄膜滤波器(TFF)
介质薄膜滤波器是由几十层不同材料、不同折射率和不同厚度的介质膜,按照设计要求组合起来,每层的厚度为1/4波长,一层为高折射率,一层为低折射率,交替叠合而成。
介质薄膜滤波器对一定波长范围呈通带,而对另外波长范围呈阻带,形成所要求的滤波特性。
介质薄膜滤波器波分复用器的主要特点是,设计上可以实现结构稳定的小型化器件,信号通带平坦且与极化无关,插入损耗低,通路间隔度好。缺点是通路数不会很多。
在波分复用系统中,当只有4至16个波长波分复用时,使用该型波分复用器件,是比较理想的。

5.15 波导阵列光栅(AWG)
集成光波导型波分复用器是以光集成技术为基础的平面波导型器件,典型制造过程是在硅片上沉积一层薄薄的二氧化硅玻璃,并利用光刻技术形成所需要的图案并腐蚀成型。
使用集成光波导波分复用器较有代表性的是日本NTT公司制作的阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating)光合波分波器,它具有波长间隔小、信道数多、通带平坦等优点,非常适合于超高速、大容量波分复用系统使用。

5.16 光放大器
光放大器的工作不需要转换光信号到电信号,然后再转回光信号。这个特性导致光放大器比再生器有两大优势。
第一,光放大器支持任何比特率和信号格式,因为光放大器简单地放大所收到的信号。这种属性通常被描述为光放大器对任何比特率以及信号格式是透明的;
第二,光放大器不仅支持单个信号波长放大-像再生器,而且支持一定波长范围的光信号放大。而且,只有光放大器能够支持多种比特率、各种调制格式和不同波长的时分复用和波分复用网络。
实际上,只有光放大器特别是EDFA的出现, WDM 技术才真正在光纤通信中扮演重要角色。EDFA 是现在最流行的光放大器,它的出现把波分复用和全光网络的理论变成现实。

光放大器是—个模拟器件 因此它的性能参数都是模拟参数。主要参数有增益、噪声指数、增益带宽和饱和输出功率
增益 (Gain 是输出光功率与输入光功率之比 即增益= 10lg(Pout/Pin) 通常以分贝 dB 为单位
光放大器的噪声指数 (Noise Figure, NF) 指光放大器输入端口与输出端口的信噪比 (Signal to Noise
Ratio, SNR) ,且 NF=SNRin/SNRout
增益带宽是指光放大器有效的频率(或波长)范围,通常指增益从最大值下降 3dB 时对应的波长范围,

5.17 掺铒光纤放大器
掺铒光纤是光纤放大器的核心,它是一种内部掺有一定浓度Er3+的光纤,为了阐明其放大原理,需要从铒离子的能级图讲起。铒离子的外层电子具有三能级结构(图中E1、E2和E3),其中E1是基态能级,E2是亚稳态能级,E3是高能级。
当用高能量的泵浦激光器来激励掺铒光纤时,可以使铒离子的束缚电子从基态能级大量激发到高能级E3上。
高能级是不稳定的,因而铒离子很快会经历无辐射衰减(即不释放光子)落入亚稳态能级E2。
E2能级是一个亚稳态的能带,在该能级上,粒子的存活寿命较长,受到泵浦光激励的粒子,以非辐射跃迁的形式不断地向该能级汇集,从而实现粒子数反转分布。
当具有1550nm波长的光信号通过这段掺铒光纤时,亚稳态的粒子以受激辐射的形式跃迁到基态,并产生出和入射信号光中的光子一模一样的光子,从而大大增加了信号光中的光子数量,即实现了信号光在掺饵光纤传输过程中的不断被放大的功能。

5.18 EDFA的结构
EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier)掺铒光纤放大器作为新一代光通信系统的关键部件,具有增益高、输出功率大、工作光学带宽较宽、与偏振无关、噪声指数较低、放大特性与系统比特率和数据格式无关等优点。它是大容量DWDM系统中必不可少的关键部件。

5.19 掺铒光纤放大器的优缺点
优点:
耦合效率高:由于是光纤放大器,易与传输光纤耦合连接。
能量转换效率高:掺铒光纤EDF的纤芯比传输光纤小,信号光和泵浦光同时在掺铒光纤EDF 中传播,光能量非常集中。这使得光与增益介质Er离子的作用非常充分,加之适当长度的掺铒光纤,因而光能量的转换效率高。
增益特性稳定:EDFA对温度不敏感,增益与偏振无关。
增益特性与系统比特率和数据格式无关。

缺点:
增益波长范围固定:Er离子的能级之间的能级差决定了EDFA的工作波长范围是固定的,只能在1550nm窗口。
增益带宽不平坦:EDFA的增益带宽很宽,但EDFA本身的增益谱不平坦。在WDM系统中应用时必须采取特殊的技术使其增益平坦。
光浪涌问题:采用EDFA可使输入光功率迅速增大,但由于EDFA的动态增益变化较慢,在输入信号能量跳变的瞬间,将产生光浪涌,即输出光功率出现尖峰,尤其是当EDFA级联时,光浪涌现象更为明显。峰值光功率可以达到几瓦,有可能造成O/E变换器和光连接器端面的损坏。

5.20 EDFA 自动增益控制(AGC)
EDFA的增益锁定是一个重要问题,因为WDM系统是一个多波长的工作系统,当某些波长信号失去时,由于增益竞争,其能量会转移到那些未丢失的信号上,使其它波长的功率变高。在接收端,由于电平的突然提高可能引起误码,而且在极限情况下,如果8路波长中7路丢失时,所有的功率都集中到所剩的一路波长上,功率可能会达到17dBm左右,这将带来强烈的非线性或接收机接收功率过载,也会带来大量误码。
EDFA的增益锁定有许多种技术,典型的有控制泵浦光源增益的方法。EDFA内部的监测电路通过监测输入和输出功率的比值来控制泵浦源的输出,当输入波长某些信号丢失时,输入功率会减小,输出功率和输入功率的比值会增加,通过反馈电路,降低泵浦源的输出功率,保持EDFA增益(输出/输入)不变,从而使EDFA的总输出功率减少,保持输出信号电平的稳定。

5.21 拉曼放大器
在常规光纤系统中,光功率不大,光纤呈线性传输特性。当注入光纤-非线性光学介质中的光功率非常高时,高能量(波长较短)的泵浦光散射,将一小部分入射功率转移到另一频率下移的光束,频率下移量由介质的振动模式决定,此过程称为拉曼效应。量子力学描述为入射光波的一个光子被一个分子散射成为另一个低频光子,同时分子完成振动态之间的跃迁。入射光子称作为泵浦光,低频的频移光子称为斯托克斯波(stokes波)。
普通的拉曼散射需要很强的激光功率。但是在光纤通讯中,作为非线性介质的单模光纤,其纤芯直径非常小(一般小于10μm),因此单模光纤可将高强度的激光场与介质的相互作用限制在非常小的截面内,大大提高了入射光场的光功率密度,在低损耗光纤中,光场与介质的作用可以维持很长的距离,其间的能量耦合进行的很充分,使得在光纤中利用受激拉曼散射成为可能。
石英光纤具有很宽的受激拉曼散射(SRS)增益谱,并在泵浦光频率下移约13THz附近有一较宽的增益峰。如果一个弱信号与一强泵浦光波同时在光纤中传输,并使弱信号波长置于泵浦光的拉曼增益带宽内,弱信号光即可得到放大,这种基于受激拉曼散射机制的光放大器即称为拉曼光纤放大器。拉曼放大器增益的是开关增益,即放大器打开与关闭状态下输出功率的差值。

5.22 拉曼光纤放大器的三个突出的特点
其增益波长由泵浦光波长决定,只要泵浦源的波长适当,理论上可得到任意波长的信号放大。拉曼光纤放大器的这一特点使拉曼光纤放大器可以放大EDFA所不能放大的波段,使用多个泵源还可得到比EDFA宽得多的增益带宽(后者由于能级跃迁机制所限,增益带宽只有80nm),因此,对于开发光纤的整个低损耗区1270nm-1670nm具有无可替代的作用。
其增益介质为传输光纤本身;这使拉曼光纤放大器可以对光信号进行在线放大,构成分布式放大,实现长距离的无中继传输和远程泵浦,尤其适用于海底光缆通信等不方便设立中继器的场合,而且因为放大是沿光纤分布而不是集中作用,光纤中各处的信号光功率都比较小,从而可降低非线性效应尤其是四波混频(FWM)效应的干扰。
噪声指数低,这使其与常规EDFA混合使用时可大大降低系统的噪声指数,增加传输跨距。

5.23 拉曼光纤放大器的优缺点
优点:
结构简单,在任何类型光纤上都有增益,增益波长由泵浦波长决定;可抑制非线性效应
缺点:泵浦的光子效率较低,需要高功率泵浦;成本较高

5.24 光放大器的应用

5.25 光监控通道
对光监控的要求:
不应限制OA上的泵浦光波长;
不应限制未来1310nm波长的业务;
OA失效时仍有效;
可超长传输;具有分段双向传输功能。

DWDM系统的光监控信道应该与主信道完全独立,主信道与监控信道的独立在信号流向上表现的也比较充分。
在OTM站发方向,监控信道是在合波、放大后才接入监控信道的;在收方向,监控信道是首先被分离的,之后系统才对主信道进行预放和分波。
在OLA站点在发方向,最后才接入监控信道;在收方向,最先分离出监控信道。
可以看出:在整个传送过程中,监控信道没有参与放大,但在每一个站点,都被终结和再生了。这点恰好与主信道相反,主信道在整个过程中都参与了光功率的放大,而在整个线路上没有被终结和再生,波分设备只是为其提供了一个个通明的光通道。

OSC监控波长:1510nm。
OSC监控速率:2Mb/s。
OSC 的接收灵敏度可以达到 -48dBm。

5.26 OSC帧结构
FA: 定帧字节
E1、E2:公务电话
ALC:自动光功率控制
F1、F2、F3:同向数据透传
D1-D12:DCC字节

5.27 电监控信道
特点:
结构简单,成本低;
支持冗余备份;
改善光功率预算;
降低系统复杂度。

SCC将监控信息发至OTU单板,OTU将信号承载进其信号传送单元帧中(OTN帧结构、SDH帧结构或者调顶技术)。
ESC 节约了OSC和FIU的投资,同时忽略了FIU单板的插入损耗,改善了光功率预算。

网元间通信过程: SEC 将监控信息按特定协议插入开销串口的 DCC 通道 ,然后通过 SCC 与 OTU 的 2Mbit/s 开销串口到 OTU 上的异步处理单元处理,再将开销送给线路侧;对方 OTU 从线路侧提取开销,通过开销串口送给异步处理单元处理后,再将开销送给 SCC。反方向亦然。

5.28 OTN 相比千 SDH 和 SONET 的优势
(1) 满足数据带宽爆炸性增长的需求
(2) 通过波分功能满足每光纤 Tbit/s 的传送带宽需求
(3) 提供 7Gbit/s 10.7Gbit/s 43Gbit/s 乃至 111.8Gbit/s 的高速接口
(4) 透明传送各种客户数据,如 SDH/SONET、以太网、ATM、IP、MPLS, 甚至 OTN 信号自身(ODUK
(5) 提供独立于客户信号的网络监视和管理能力,有效解决了国际以及运营商之间的网络争端问题
(6) 提供多达 6 级嵌套重叠的 TCM 连接监视
(7) 支持灵活的网络调度能力和组网保护能力
(8) 满足未来骨干网节点 Tbit/s 以上的大容量调度
(9) 具有与 SDH/SONET 同样的健壮性,对于 SDH 信号完全透传,包括 SDH 开销和定时
(10) 支持虚级联传送方式,可以完善和优化网络结构
(11) 具有后向兼容能力,使运营商充分利用现有网络资源
(12) 具有前向兼容能力,提供对未来各种协议的高度适应能力(完全透明)
(13) 提供强大的带外 FEC 功能,可有效保证线路传送性能
(14) 异步映射消除了全网同步的限制,简化了系统设计,降低了组网成本

5.29 相比于 WDM,OTN 的特性有哪些
(1) 有效的监视能力 (OAM&P) 和网络生存性支持手段
(2) 灵活的光/电层调度能力,电信级可管理、可运营的组网能力

5.30 单纤单向 WDM 与 单纤双向 WDM 的区别
单纤单向 WDM:
单纤单向波分复用系统采用两根光纤,一根光纤只完成一个方向光信号的传输,反向光信号的传输由另一根光纤来完成。
这种WDM系统可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使一根光纤的传输容量扩大几倍至几十倍。在长途网中,可以根据实际业务量的需要逐步增加波长来实现扩容,十分灵活。
单纤双向 WDM:
单纤双向波分复用系统则只用一根光纤,在一根光纤中实现两个方向光信号的同时传输,两个方向光信号应安排在不同波长上。
当需要将光信号放大以延长传输距离时,必须采用双向光纤放大器以及光环形器等元件,但其噪声系数稍差。
实用的WDM系统大都采用单纤单向传输方式。

6. OTN技术原理

6.1 OTN 的显著特点是什么? !!!
容量大、组网灵活、支持光层电层业务调度、兼容性好、开销丰富、OAM能力强大。

6.2 简述信号 ODUO 复用到 ODU2 的过程 !!!
ODU0信号有2条可选复用路径,每条路径都是先按照协议标定的数目,把多个ODU0信号时分复用至光通道数据支路单元组ODTUGk,其中k=1、2。2个ODU0可复成1个ODTUG1;
8个ODU0可复成1个ODTUG2。ODTUG1映射得到OPU1,再作为ODU净荷加入ODU1P、ODU1T帧对齐开销以及全“0”的OTU开销后就组成了低阶ODU1。或者ODTUG2映射得到OPU2,加入相应开销生成ODU2。

6.3 简述段监视 SM 开销的组成和基本功能 !!!
SM开销包括TTI路径追踪标识、BIP-8比特校验码和BDI后向缺陷指示、BEI 后向错误指示、IAE引入校准错误,RES保留字节。功能是实现OTUk层的网络监控。

6.4 简述 SDH 网络常见的业务类型

6.5 简述 ITN 维护信号的种类和功能

6.6 简述 OTN 的层次,列举各个层次的华为代表性产品
等华为送我一套产品的时候我再列举出来 :dog:

6.7 列举Optix OSN 8800 系列设备的分类和各自 对应的网络层次

6.8 OTN定义
OTN(Optical Transport Network),光传送网络,是由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络,能够提供基于光通道的客户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护(可生存性)。OTN的一个明显特征是对于任何数字客户信号的传送设置与客户特定特性无关,即客户无关性。

6.9 OTN特点
OTN是ITU-T在“先标准,后实现”的理想标准思路下构建起来的,因此OTN有效的避免了不同厂家在具体实现差异方面引发的争议,在理论架构上更加合理、清晰。 相对于SDH和传统的WDM,OTN具有以下优势:
大颗粒业务传送
支持多业务传送
强大的OAM功能
灵活的组网方式
节约网络建设、运营成本

6.10 OTN层次结构及接口
用于支持OTN接口的信息结构被称为OTM-n,即光传送模块n,OTM-n又分为两种结构:完整功能OTM接口OTM-n.m、简化功能OTM接口OTM-0.m和OTM-nr.m和OTM-0.mvn。其中,n表示在波长支持的最低比特率情况下,接口所能支持的最大波长数目。m表示接口支持的比特率或比特率集合。r表示简化功能(reduced),而OTM-0.m则不需要标记,因为1个波长的情况只能是简化功能。
完整功能的OTM-n.m(n≥1)由光传输段OTSn、光复用段OMSn、完整功能的光通道OCh、完全或功能标准化的光通道传送单OTUk/OTUkV和光通道数据单元ODUk组成。
简化功能的OTM-nr.m和OTM-0.m由光物理段OPSn、简化功能的光通道OChr、完全或功能标准化的光通道传送单元OTUk/OTUkV和光通道数据单元ODUk组成。
OTM-0.mvn表示速率级别为m的信号被n线封装。比如OTM-0.3v4,表示OTU3信号被拆成OTL3.4,进行多线封装。
上图中列出了在OTN层次中的各接口及功能模块,其中Client(IP、MPLS、ATM、Ethernet、STM-N)、OPUk、ODUk、OTUk、OCC、OMSn、OTSn这些缩写都是G.709协议中的数据适配器,可以理解成一种特定速率的帧结构,相当于SDH复用中的各种虚容器(VC12/VC3/VC4)。 此处k可以为0、1、2、2e、3、4或者flex。
OPUk:光通道净荷单元k
ODUk:光通道数据单元k
OTUk:完全标准化的光通道传送单元k /OTUkV:功能标准化的光通道传送单元k
OCh:完整功能的光通道 /OChr:简化功能的光通道
OMS:光复用段/OTS:光传输段/OPS:光物理段

6.11 OTM-nr.m基本信息包含关系
OTM‑nr.m由最多n个光通道复用组成,不支持非随路开销。
OTM-nr.m和OTM-n.m的电层信号结构相同,光层信号方面则不支持非随路开销OOS,没有光监控信道,因此被称为简化功能OTM接口。
n波波分传送通道,固定信道间隔 ,与信号速率无关,m=1,2,3,4,12,23,34, 123, 1234,1234;
无光监控信道。

6.12 OTM-n.m基本信息包含关系
n波波分传送通道,固定信道间隔,与信号速率无关,m=1,2,3,4,12,23,34,123, 1234,1234;
OTM开销信号包括OTS、 OMS、OCh开销以及通用管理信息等;
1路独立的光监控信道(OSC:Optical Supervisory Channel)用于传送OTM开销信号(OOS)。
OTM‑n.m由最多n个复用的波长和支持非随路开销的OTM开销信号组成。
m可为1,2,3,4,12,23,34,123,1234,1234。
m单独数字1或2或3或4表示承载的信号分别为OTU1或OTU2/OTU2V或OTU3或OTU4。
例如,m=12表示承载的信号部分为OTU1,部分为OTU2/OTU2V 。
OTM‑n.m信号的物理光特征规格由厂商决定,建议不做规定。
OCh开销、 OMSn开销和OTSn开销这几部分的光层单元的开销和通用管理信息一起构成了OTM开销信号OOS全称为OTM overhead signal,以非随路开销的形式由1路独立的光监控信道OSC负责传送。
电层单元OPUk、ODUk、OTUk的开销为随路开销,和净荷一同传送。

6.13 ODUk 是光通道数据单元 k 的取值
k的值可为0、1、2、2e、3、3e1、3e2、4 、5以及flex。

6.14 客户侧光信号到电信号的转换过程
Client 加上 OPUk 的开销就变成了 OPUk;OPUk 加上 ODUk 的开销就变成了 ODUk;ODUk 加上 OTUk 的开销和 FEC 编码就变成了 OTUk;OCC 完成了 OTUk 电信号到发送 OTU 的波分侧发送光口送出光信号的转换过程

6.15 OTN 网络接口
用户 A 和网络运营商 B 之间的接口为用户网络接口 (User to Network Interface, UNI)
不同 OTN 网络间的接口则为网络节点接口(Network Node Interface, NNI)
两种接口类型:域间接口 Inter-domain Interface, lrDI) 、域内接口 (Intra-domain Interface, laDI)
域内接口又根据设备厂家的不同分为不同厂家设备间接口 lrVI,以及相同厂家设备子网内接口 laVI

6.16 ODU0的电层复用和映射结构
速率低于1.25 Gbit/s的信号的OTN电层复用及映射过程:
1.低于1.25Gbit/s的客户侧信号作为OPU净荷,加上OPU开销后映射到低阶OPU0;
2. OPU0又作为ODU净荷加入ODU0P、ODU0T帧对齐开销以及全“0”的OTU开销后就组成了低阶ODU0;
3.在完成前两步的映射后,下一个步骤就是复用了,因为没有对应级别的OTUk信号,所以只能继续复用到高阶的OPUk,如上图所示:ODU0信号有5条可选复用路径,每条路径都是先按照协议标定的数目,把多个ODU0信号时分复用至光通道数据支路单元组ODTUGk,其中k=1、2、3、4、5。由图中可知,2个ODU0可复成1个ODTUG1;8个ODU0可复成1个ODTUG2;32个ODU0可复成1个ODTUG3;80个ODU0可复成1个ODTUG4;320个ODU0可复成1个ODTUG5;
4.低阶的ODTUGk(k=1、2、3、4、5)可以作为净荷按照复用路线图复用至高阶的OPUk(k=1、2、3、4、5),然后再形成高阶的ODUk(k=1、2、3、4)。低阶或者高阶的ODUk(k=1、2、3、4、5)合入OTU开销和FEC区域后,映射到完全标准化的光通道传送单元k,OTUk(k=1、2、3、4、5)或功能标准化的光通道传送单元k,OTUk[V]。

6.17 ODU1的电层复用和映射结构
2.5Gbit/s信号的OTN电层复用及映射过程:
1.与1.25Gbit/s的信号相似,速率为2.5Gbit/s的客户侧信号作为OPU净荷,加上OPU开销后映射到低阶OPU1;
2.OPU1又作为ODU净荷加入ODU1P、ODU1T帧对齐开销以及全“0”的OTU开销后就组成了低阶ODU1;
3.由于信号从ODU1到OTU1不需要经过复用,因此ODU1信号直接作为OTU1的净荷,合入OTU开销和FEC区域后,映射到OTU1[V]当中;
4.若需要得到更高速率的信号,则仍需要经过时分复用,不同数量的ODU1经过复用后,最终可得到高速率的OTUk[V]的信号,其中k=2、3、4、5。由图中可知,4个ODU1可复成1个ODTUG2;16个ODU1可复成1个ODTUG3;40个ODU1可复成1个ODTUG4;160个ODU1可复成1个ODTUG5。
5.低阶的ODTUGk(k=2、3、4、5)可以作为净荷按照复用路线图复用至高阶的OPUk(k=2、3、4、5),然后再形成高阶的ODUk(k=2、3、4、5)。低阶或者高阶的ODUk(k=2、3、4、5)合入OTU开销和FEC区域后,映射到完全标准化的光通道传送单元k,OTUk(k=2、3、4、5)或功能标准化的光通道传送单元k,OTUk[V]。

6.18 ODU2/ODU2e的电层复用和映射结构
10Gbit/s信号的OTN电层复用及映射过程:
1.常见的10Gbit/s客户侧信号主要有STM-64、OC192、10GE LAN、10GE WAN和FC1200等。其中10GE LAN和FC1200的速率大于标准的OPU2信号,没有办法映射到OPU2,也就无法映射到速率约为10 037 273.924 kbit/s的ODU2当中。对于这种情况,业界给出了几种解决方案,这里我们介绍其中的一种,就是定义一个特殊的映射信号OPU2e,OPU2e的速率约为10 399 525.316 kbit/s,大于10GE LAN和FC1200,10GE LAN和FC1200能够被映射到OPU2e中;
2.由图中我们可以得知,速率约为10Gbit/s的客户侧信号作为OPU净荷,加上OPU开销后映射到低阶OPU2或OPU2e中;
3.OPU2和OPU2e加上OTUk的开销和FEC区域以后可以映射成OTU2[V]和OTU2e;或者继续时分复用到高阶的OPUk (k=3,4,5),映射成高阶的OTUk或OTUk[V]。这里请注意,ODU2和ODU2e时分复用到ODTUG3的倍数是不一样的。对于ODU2速率的信号,4个ODU2可复用成1个ODTUG3;对于ODU2e速率的信号,3个ODU2e即可复用成1个ODTUG3。而两种速率的信号复用到ODTUG4的个数是一样的,均为10个ODU2/ODU2e复用为1个ODTUG4;40个ODU2/ODU2e可以复用为1个ODTUG5。
4.从低阶ODU2或ODU2e复用到OTUk[V]的复用步骤与从低阶ODU1复用到OTUk[V]的复用步骤类似,这里不再赘述。

6.19 ODU3/ODU4的电层复用和映射结构
40Gbit/s、100Gbit/s信号的OTN电层复用及映射过程:
1.40Gbit/s和100Gbit/s速率信号的电层复用、映射结构比较简单,由图中我们可以得知,速率约为40Gbit/s的客户侧信号作为OPU净荷,加上OPU开销后映射到OPU3;
2.加入ODUk的开销以后映射成ODU3信号,ODU3加入OTUk的开销和FEC区域以后可以映射成OTU3[V];或者继续时分复用到高阶的OPU4,映射成高阶的OTU4[V]。在这里请注意,OTU3和OTU4的信号速率分别约为:43 018 413.559 kbit/s和111 809 973.568 kbit/s ,而时分复用时仅2个ODU3便可复用成1个ODU4。
3.而对于100Gbit/s速率的客户侧信号,也可直接作为高阶OPU5的净荷,合入ODU4开销后再形成高阶的ODU4。高阶的ODU4合入OTU4开销和FEC区域后映射成OTU4[V]。
4.从低阶ODU3e1或ODU3e2复用到OTUk[V]的复用步骤与从低阶ODU3复用到OTUk[V]的复用步骤类似,这里不再赘述。

6.20 ODUflex的电层复用和映射结构
ODUflex信号的OTN电层复用及映射过程:
1.ODUflex信号是用于速率大于2.5Gbit/s的任意速率信号或者是弹性的分组业务的承载信号。它的复用方式和标准信号略有不同,主要体现在复用时信号的个数随客户侧信号的速率进行变化,复用路线和标准信号是一样的;
2.由图中我们可以得知,速率可变的flex的客户侧信号作为OPU净荷,加上OPU开销后映射到低阶OPUflex,加入ODUk的开销以后映射成ODUflex信号;
3.ODUflex信号有4条可选复用路径,每条路径都是先按照协议标定的数目把多个ODUflex信号时分复用至光通道数据支路单元组ODTUGk,然后再被映射到高阶的OPUk中。在这里请注意,因为客户侧的信号速率可变,故当ODUflex在时分复用到ODTUGk时,需要除以传送信号所使用的时间,得到相应的ODTUk,然后才得到ODTUGk;接着高阶OPUk被映射到高阶ODUk中;再接着高阶ODUk合入OTU开销和FEC区域后被映射到OTUk或OTUkV。

6.21 ODUk 的时分复用( TDM )
时分复用可以把低阶的ODUk信号复用到高阶的ODUk信号:
2×ODU0 复用到 1×ODU1
8×ODU0/4×ODU1 复用到 1×ODU2
32×ODU0/16×ODU1/4×ODU2/3×ODU2e 复用到 1×ODU3
80×ODU0/40×ODU1/10×ODU2(e)/ 2×ODU3 复用到 1×ODU4
低阶ODUk可以被当做高阶ODUk的客户侧信号,也就是说低阶ODUk信号可以通过时分复用方式复用到高阶的ODUk信号中。另外,时分复用也支持速率不同的几个低阶ODUk信号复用到同一个高阶的ODUk信号中。

6.22 DU1 到 ODU2 的复用
从帧结构的角度说明了4个ODU1信号是如何复用进1个ODU2的:
图中右上为ODU1帧,包括帧对齐开销和全零OTUk开销,ODU1通过异步映射完成和ODU2信号的时钟同步的适配;
如图中中间的帧结构所示,适配后的四个ODU1通过字节间插的方式复用到OPU2的净荷区域,它们的调整控制和机会信号(JC,NJO)则被帧间插到OPU2开销区域中;
增加ODU2开销后,ODU2被映射到OTU2(或OTU2V)中,增加OTU2(或OTU2V)开销、帧对齐开销、FEC区域后,就构成可以通过OTM传送的OTU2信号了。
注意:
ODU1和ODU2帧大小相同,都是4行3824列,其中净荷为3808列,那么ODU2的净荷部分,即OPU2如何放的下4个ODU1帧呢?是的,ODU1帧的确要跨越一个ODU2帧的帧边界,占到3824/3808个,即约1.004个ODU2帧。由于ODU1和ODU2的帧频率是不同的,ODU2的帧频远大于ODU1,因此ODU1复用进ODU2占到超过1个ODU2帧是可行的。

6.23 OTUk帧速率
OTUk 速率= 255/(239-k) × STM-N帧速率
OTUk帧的大小是固定的,即无论是OTU1、OTU2,还是OTU4、OTU5,都是4行4080列。对于OTU1帧,第1到16列为OTU1、ODU1、OPU1开销,第17到3824共3808列为客户信号,第3825到4080共256列为FEC区域
但是,OTU4信号的速率,不能直接套用以上公式得出,原因是:OTU4做为100Gbit/s(不是120Gbit/s)
OTU5信号的速率,也不能直接套用以上公式得出。
其中 k=1,2,3 时,对应的是 STM-16 STM-64 STM-256 的帧速率.

6.24 ODUk帧速率
ODUk 速率= 239/(239-k) × STM-N帧速率
ODUk帧与OTUk帧相比,少了FEC区域的256列,采用与OTUk帧速率相同的推算方法,可以得到如上表所示的ODUk的帧速率。其中ODUflex (GFP-F)信号的速率定义比较特殊,不同的应用场景有不同的速率,在这里我们不做讲解。另外ODU2e和ODUflex (CBR)的比特速率容差为±100 ppm。

6.25 OPUk帧速率
同样可以推算出OPUk的净荷速率。其中OPUk-Xv为OPUk的虚级联,X可为1到256,其速率相当于对应的OPUk帧的X倍。OPU2e和OPUflex (CBR)的比特速率容差和其他的信号不同,为±100 ppm。
OPUk帧速率计算公式:OPUk净荷速率= 238/(239-k) ×STM-N帧速率

6.26 OTN信号的帧周期
信号字节数/信号的帧速率=信号的帧周期

6.27 OTN信号帧结构
OTUk(k = 1,2,3,4,5)帧为基于字节的4行4080列的块状结构
OTU1/2/3/4/5所对应的客户信号速率分别为2.5G/10G/40G/100G/400Gbits/s。

6.28 OTN电层开销介绍
帧对齐开销
FAS: 帧对齐信号
MFAS:复帧对齐信号

ODUk层开销
TCMACT:TCM激活/去激活协调协议控制通道
TCMi: 串行连接监视子层i开销
FTFL: 故障类型和故障位置上报通道
PM: 通道监控
EXP: 实验通道
GCC1/2: 通用通信通道1/2
APS/PCC:自动保护倒换和保护通信控制通道假设

OTUk层开销
SM: 段监控
GCC0:通用通信通道0
RES: 保留作国际标准化用途开销

OPUk层开销
PSI: 净荷结构标识符
JC: 调整控制
NJO:负调整机会字节

6.29 帧对齐开销FAS
FAS (Frame Alignment Signal)
用于帧对齐和定位;
长度为6个字节,位于第1行第1~6列;
内容为3个OA1 + 3个OA2,OA1为0xF6 ,OA2为0x28。

出于定帧考虑,OTUk开销的帧对齐字节FAS不应被扰码,扰码操作在FEC计算和插入到OTUk信号之后执行。
OA1和OA2是本帧信号的帧定位字节,相当于SDH帧结构中的A1A2。
因此,OA1 恒定为 1111 0110,即 F6;OA2 恒定为 0010 1000,即 28;

6.30 复帧对齐开销MFAS
MFAS (MultiFrame Alignment Signal)
用于复帧对齐和定位;
长度为1个字节,位于第1行第7列;
MFAS字节的数值随着OTUk/ODUk基帧序号递增,范围是 0-255,最多包括256个基帧;
各个复帧结构的开销可根据具体的需要调整复帧长度。

某些OTUk和ODUk开销,如TTI,需要跨越多个OTUk/ODUk帧,这些开销除了需要执行OTUk/ODUk帧对齐处理外,还需要执行复帧对齐处理,MFAS开销的作用就是进行复帧对齐。

6.31 OTUk段监控开销SM
OTUk的开销字节占用OTN帧结构的第一行第8~14字节,包括三部分:SM段监视字节,GCC0字节,RES保留字节。

SM开销包括:
第1个字节为TTI路径追踪标识;
第2个字节为BIP-8比特校验码;
第3个字节BDI后向缺陷指示,BEI后向错误指示,IAE引入校准错误,RES保留字节。

TTI (路径追踪标识符),为 SM 的第一个字节,长度为一个字节
64个字节的TTI信号应该与OTUk复帧对齐,每个复帧中发送4次;
TTI信号构成:
16字节源接入点标识符;
16字节目的接入点标识符;
32字节运营商自定义内容。

BIP-8 (Bit Interleaved Parity-8)
用于OTUk级别误码检测,采用比特间插偶校验编码;
长度为1个字节,位于SM开销的第二个字节;
对第i个OTUk帧中的OPUk(列15~3824)区域内的比特计算得出OTUk BIP-8,并将结果插入到第i+2个OTUk帧的OTUk BIP-8开销位置。
工作原理:BIP-8校验对第i个OTUk帧中的整个OPUk帧区域内的比特计算得出OTUk BIP-8,并将结果插入到第i+2个OTUk帧的OTUk BIP-8开销位置,在第i+2帧中,如图示,将此值和当前帧的BIP8计算结果相比较,如果两数值失配,则检测出近端误码块。

BEI和BIAE是Backward Error Indication和Backward Incoming Alignment Error的缩写,为后向误码和后向引入对齐错误指示区域,该区域用于OTUk级别向上游回送已检测出的误码数和引入对齐错误(IAE)状态;长度为4个比特,位于SM开销的第三个字节高四位;在IAE状态,该字段设为“1011”,同时忽略误码计数,非IAE状态,则插入误码数(0-8),其它6个值可能由某些不相关的状态导致,并应解释为0个误码和BIAE未激活 。
BDI为backward defect indication的缩写,该比特为反向缺陷指示,用于OTUk级别向上游回送段终端宿功能中检测出的信号失效状态;长度为1个比特,位于SM开销的第三个字节第五个比特;BDI设置为“1”指示OTUk反向缺陷,否则设置为“0”。
IAE为Incoming Alignment Error的缩写,是引入对齐错误指示,用于OTUk级别S-CMEP(连接监测终点)的入口端点通知它的对等S-CMEP出口端点在引入信号中已经检测出对齐错误,S-CMEP出口端点可使用该信息来压制比特误码计数,这些比特误码可能是因为TC入口处的ODUk帧相位变化导致的;IAE长度为1个比特,位于SM开销的第三个字节第六个比特;IAE比特设置为“1”指示帧对齐错误,否则设置为“0” 。
SM的最后两个比特为保留比特,设置为“00”。

6.32 ODUk通道监控开销PM
—个字节的路径踪迹标识符 (TTI)
一个字节的 BIP-8
4 个比特的反向误码指示 (BEI)
1 个比特的反向缺陷指(BDI)
3个比特的指示维护信号存在状态比特 (STAT)
支持通道监视,这几部分的定义和作用与OTUk开销SM中相应部分相同,只是监控级别不同,另外BEI字段不同时具备SM中的BIAE开销功能;
位于第3行第10~12列 。

PM与SM定义有相同的开销,因为PM开销字节在电中继站点不进行处理,SM开销在电中继站点需要处理。
可以对照SDH的规定来理解:SM就相当于再生段开销,PM相当于复用段开销。

STAT (Status)
用于ODUk通道级别的维护信号;
长度为3个比特,位于第3行的第12列的低3位 。
STAT字段则是PM开销比SM开销多出的功能,用于ODUk通道级别的维护信号;长度为3个比特,位于第3行的第12列的低3位。

6.33 ODUk TCM子层监控开销TCMi
串行连接监视开销 Tandem Connection Monitoring
第 行的第 ~ 13 行的第 ~9 列,其格式与 OTUk 开销中的 SM ODUk 开销中的 PM 类似,只是监控级别不同;

TTIi / BIP-8i / BEIi/BIAEi / BDIi

TCM提供ODUk的连接监视,以支持如下应用:
光UNI到UNI的TCM;监视ODUk通过公共传送网(public transport network)的连接;
光NNI到NNI的TCM;监视ODUk通过运营商网络( the network of a network operator )的连接;
子层监视线形1+1,1:1和1:N光通路子网连接保护倒换,以决定SF,SD条件;
子层监视光通路共享保护环(optical channel shared protection ring)的保护倒换,以决定SF,SD条件;
监视光通路的串联直通连接,用以在倒换的光通道连接中检测SF,SD条件,在网络故障失效期间发起连接的自动恢复。
监视光通路的串联直通连接,用以故障定位,或验证确认传递的QoS;

STAT (Status)
用于TCMi子层的维护信号,以及源TC-CMEP处是否存在IAE错误、源TC-CMEP是否被激活;
长度为3个比特,位于TCMi字段的低3位 。

TCM1~TMC6,每个TCM开销3个字节,六个TCM的开销定义相同。
每个TC-CMEP从6个TCMi开销域之中插入或提取其TCM开销,由相应的网络运营商、网络管理系统或交换控制平台提供TCMi开销域内容。

**6.34 TCM 嵌套
多级TCM层叠和嵌套
被监视的连接A1-A2/B1-B2/C1-C2 是嵌套的,A1-A2/B3-B4也是嵌套的,而B1-B2/B3-B4是层叠的。

多级TCM重叠和嵌套
被监视的连接 B1-B2/C1-C2为重叠的;
A1-A2/B1-B2是嵌套的, A1-A2/C1-C2是嵌套的。

7. 4G LTE 业务接入技术

7.1 PTN 技术相对于 SDH 技术有哪些有点? !!!
PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道,具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力,提供了更 加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道;点对点连接通道的保护切换可以在50毫秒内完成,可以实现传输级别的业务保护和恢复;继承了SDH技术的操作、 管理和维护机制,具有点对点连接的完整OAM,保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力;完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通,无缝承载核心 IP业务;网管系统可以控制连接信道的建立和设置,实现了业务QoS的区分和保证,灵活提供SLA等优点。

7.2 在标准的 L2VPN 架构中应保护哪些部分
MPLS L2VPN的基本架构可以分为AC、VC和Tunnel三个部分。
AC(Attachment Circuit,接入电路)是一条连接CE和PE的独立的链路或电路。AC接口可以是物理接口或逻辑接口。AC属性包括封装类型、最大传输单元MTU、以及特定链路类型的接口参数。
VC(Virtual Circuit,虚电路)是指在两个PE节点之间的一种逻辑连接,VC 由VC type + VC ID进行唯一标识,VC Type:表明VC的封装类型,例如ATM、PPP或VLAN。VC ID:标识VC。相同VC Type的所有VC,其VC ID必须在整个PE唯一。
Tunnel用于封装VC虚电路,实现PE之间透明传送用户数据。
在MPLS VPN中普遍采用的隧道技术主要包括:
LSP隧道
一条LSP通过标签交换转发数据包。如果采用LSPs作为公网隧道,那么只需要在PE上分析IP报头,而不是在VPN报文经过的每个设备上进行分析。因此,VPN报文的处理时间缩短,报文传送的时延也会减少。MPLS标签可以被所有的链路层支持。LSP在功能和安全性上类似于ATM/帧中继的VC(Vitual Circuit,虚电路)。如果骨干网的所有设备支持MPLS功能,推荐采用LSPs或者MPLS Traffic Engineering (MPLS TE,MPLS流量工程)作为公网隧道。

7.3 简述 PWE3 业务转发流程

7.4 列举 IP RAN 网络有几种典型的组网并描述其特点

7.5 简述 TDM 语音业务的封装流程

7.6 简述对于 IP RAN 网络中 ETH 业务二层封装和三层封装的异同

7.7 GPON 网络架构是由哪几部分组成的?
PON是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络;
GPON: gigabit-capable passive optical network 千兆比特无源光网络
PON网络的组成:
光线路终端:OLT ( Optical Line Terminal)
光分配网络:ODN ( Optical Distribution Network) 由分光器和光纤组成
光网络单元/终端:ONU/ONT( Optical Network Unit/ Optical Network Terminal)
P2MP:point to multiple point 点到多点
与其他PON技术一样,GPON技术采用点到多点的用户拓扑结构,利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的,一个典型的Ethernet over PON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心机房,ONU(Optical Network Unit)放在用户设备端附近或与其合为一体。POS(Passive Optical Splitter)是无源光纤分支器,是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。

7.8 GPON 系统数据复用上行采用哪种方式?
时分复用

7.9 GPON 组网有哪些应用场景?
FTTC:fiber to the curb 光纤到路边
FTTB:fiber to the building 光纤到大楼
FTTH:fiber to the home 光纤到户
在ODN网络中,光纤连接OLT分支最大可达1:64的ODN,OLT分支连接到ONU。在GPON的TC层,OLT到ONU最大逻辑距离被定义为60km,而最远ONU与最近ONU之间距离最大为20km,这样严格定义是为了使测距窗口不至于过大而影响业务质量。对于分光比,随着光模块的改进,TC层最大可支持的分光比将可达到1:128。
根据ONU在所处位置的不同,GPON的应用模式又可分为FTTC(光纤到路边)、FTTB(光纤到大楼)、光纤到办公室(FTTO)和光纤到家(FTTH)等多种类型。
在FTTC结构中,ONU放置在路边或电线杆的分线盒边,从ONU到各个用户之间采用双绞线铜缆;传送宽带图像业务,则采用同轴电缆。FTTC的主要特点之一是到用户家里面部分仍可采用现有的铜缆设施,可以推迟入户的光纤投资。从目前来看,FTTC在提供2 Mbit/s以下窄带业务时是OAN(称光纤接入网)中最现实、最经济的方案,但如需提供窄带与宽带的综合业务,则这一结构不甚理想。
在FTTB结构中,ONU被直接放到楼内, 光纤到大楼后可以采用ADSL、Cable、LAN,即FTTB+ADSL、FTTB+Cable和FTTB+LAN等方式接入用户家中。FTTB与FTTC相比,光纤化程度进一步提高,因而更适用于高密度以及需提供窄带和宽带综合业务的用户区。 FTTO和FTTH结构均在路边设置无源分光器,并将ONU移至用户的办公室或家中,是真正全透明的光纤网络,它们不受任何传输制式、带宽、波长和传输技术的约束,是光纤接入网络发展的理想模式和长远目标

7.10 PTN概述
基于MPLS分组内核的架构设计
基于SDH维护特性设计的PTN
MPLS Router可以提供高效、大容量、L2/L3 Switch和逼近于TDM的业务性能,成为PTN的核心技术。
但是,由于我们原有SDH的维护体验需要维持,同时Packet网络仍然需要和传统的SDH、微波、铜缆等形成端到端网络,保持SDH的一些维护习惯将大大降低网络从TDM到All IP的成本和风险。
PTN就是整合MPLS Router的电信IP特性和SDH的维护特性的设备。

7.11 什么是VPN
VPN:Virtual Private Network,虚拟专用网络
VPN是依靠Internet服务提供商ISP(Internet Service Provider)和网络服务提供商NSP(Network Service Provider)在公共网络中建立的虚拟专用通信网络。
VPN具有以下两个基本特征:
专用(Private):对于VPN用户,使用VPN与使用传统专网没有区别。VPN与底层承载网络之间保持资源独立,即VPN资源不被网络中非该VPN的用户所使用;且VPN能够提供足够的安全保证,确保VPN内部信息不受外部侵扰。
虚拟(Virtual):VPN用户内部的通信是通过公共网络进行的,而这个公共网络同时也可以被其他非VPN用户使用,VPN用户获得的只是一个逻辑意义上的专网。这个公共网络称为VPN骨干网(VPN Backbone)。
利用VPN的专用和虚拟的特征,可以把现有的IP网络分解成逻辑上隔离的网络。这种逻辑隔离的网络应用丰富:可以用在解决企业内部的互连、相同或不同办事部门的互连;也可以用来提供新的业务,如为IP电话业务专门开辟一个VPN,以此解决IP网络地址不足、QoS保证、以及开展新的增值服务等问题。

7.12 VPN分类
这里我们是按照实现层次进行划分的。根据实现层次的不同,VPNs可以分为L3VPN(Layer 3 VPN),L2VPN(Layer 2 VPN)和VPDN(Virtual Private Dial Network)。
PTN中使用的是PWE3技术,这里我们重点关注L2VPN。

7.13 MPLS L2VPN的架构
MPLS L2VPN的基本架构可以分为AC、VC和Tunnel三个部分。
AC(Attachment Circuit,接入电路)是一条连接CE和PE的独立的链路或电路。AC接口可以是物理接口或逻辑接口。AC属性包括封装类型、最大传输单元MTU、以及特定链路类型的接口参数。
VC(Virtual Circuit,虚电路)是指在两个PE节点之间的一种逻辑连接,VC 由VC type + VC ID进行唯一标识,VC Type:表明VC的封装类型,例如ATM、PPP或VLAN。VC ID:标识VC。相同VC Type的所有VC,其VC ID必须在整个PE唯一。
Tunnel用于封装VC虚电路,实现PE之间透明传送用户数据。
在MPLS VPN中普遍采用的隧道技术主要包括:
LSP隧道
一条LSP通过标签交换转发数据包。如果采用LSPs作为公网隧道,那么只需要在PE上分析IP报头,而不是在VPN报文经过的每个设备上进行分析。因此,VPN报文的处理时间缩短,报文传送的时延也会减少。MPLS标签可以被所有的链路层支持。LSP在功能和安全性上类似于ATM/帧中继的VC(Vitual Circuit,虚电路)。如果骨干网的所有设备支持MPLS功能,推荐采用LSPs或者MPLS Traffic Engineering (MPLS TE,MPLS流量工程)作为公网隧道。

7.14 PWE3基本业务流程
下面通过实例描述PWE3的工作流程:
(1)CE2通过AC把需要模拟的业务(TDM/ATM/Ethernet/FR/……)传送到PE1;
(2)PE1接收到业务数据后,选择相应的PW进行转发;
(3)PE1把业务数据进行两层标签封装,内层标签(PW Label)用来标识不同的PW,外层标签(Tunnel Label)指导报文的转发;
(4)通过公网隧道(Tunnel)务会被包交换网络转发到PE2,并剥离Tunnel Label;
(5)PE2根据内层标签(PW Label)选择相应的AC,剥离PW Label后通过AC转发到CE4。

7.15 PWE3的基本概念
接入链路(Attachment Circuit,AC):连接CE和PE的物理或虚拟电路。比如,AC可以是帧中继、ATM VPI/VCI、以太网端口、VLAN、物理接口上的PPP链接、L2TP隧道上的PPP会话、或者MPLS LSP。
转发器(Forwarders):一个选择PW来传输AC上收到的净载荷的PE子系统。
隧道(Tunnels):在网络上透明承载信息的一种机制。用于承载PW。一条隧道上可以承载多条PW,一般情况下为MPLS隧道。隧道是一条本地PE与对端PE之间的直连通道,完成PE之间的数据透传。
封装(Encapsulation):PW上传输的报文使用标准的PW封装格式和技术。PW上的PWE3报文封装有多种,在RFC4446中有具体的定义。
PW信令协议(Pseudo-Wire Signal):PW信令协议是PWE3的实现基础,用于创建和维护PW。
PW(Pseudo Wire):在PSN上承载PE间模拟业务必要元素的一种机制。
CE(Custom Edge):发起或终结业务的设备。CE不能感知正在使用的是模拟业务还是本地业务。
PE(Provider Edge Router):向CE提供PWE3的设备。通常指骨干网上的边缘路由器,与CE相连,主要负责VPN业务的接入。它完成了报文从私网到公网隧道、从公网隧道到私网的映射与转发。
CW(Control Word):控制字。它是一个4字节的封装报文头,MPLS分组交换网络里用来传递报文信息。
VCCV(Virtual Circuit Connectivity Verification):虚电路连接验证。它是一种手工检测虚电路连接状态的工具,通过扩展LSP-PING实现的。

7.16 移动承载中PTN典型应用场景
PTN作为传送网的产品,承载的业务主要为2G、3G、4G、大客户专线,而且主要聚焦在城域内(本地网),通常配合OTN完成对业务的承载。
PTN使用PWE3技术在基站(BTS)和基站控制器(BSC)之间构建透明的二层管道,完成对TDM(2G)业务的仿真。
PTN使用PWE3技术在基站(NodeB)和基站控制器(RNC)之间构建透明的二层管道,完成对ATM或者Ethernet(3G)业务的仿真。
PTN使用PWE3+L3VPN技术在基站(eNodeB)和EPC(SGW\MME)之间构建透明的二层管道,完成对Ethernet(4G)业务的仿真。

7.17 PTN的设计理念
(1) 强大的网络管理能力,所有对设备和网络的操作、管理和维护都通过网管完成。网络可规划、可控、可管理,转发行为可预知
(2) PTN 基于 MPLS/PWE 技术提供与业务无关的连接
(3) 提供基于连接的 OAM 、保护、管理和业务

7.18 光纤接入技术的分类
有源光网络 (Active Optical Network, AON)
无源光网络 (Passive Optical Network, PON)

7.19 FTTH/FTTB 的主要应用
(1) 新兴运营商在管道/光纤资源紧张的区域利用 FTTB 快速开展业务,如网吧一条街、小区接入等
(2) 部分驻地网络运营商利用 FTTB 占领接入网和用户驻地网市场,然后为基础业务运营商提供公共接入平台
(3) 政府或设备制造商推动商用试验,主要为了实现“三网合一"的应用模式
(4) 体运营商开展 FTTH 试验及局部商用,建立 FTTH 示范小区建设
(5) 作为新兴运营商展开业务竞争的切入手段
(6) —些高档的应用场所(高档小区 写字楼)提升整体形象

7.20 PON 网络架构
PON是一种点到多点(P2MP)结构的无源光网络;
GPON: gigabit-capable passive optical network 千兆比特无源光网络
PON网络的组成:
光线路终端:OLT ( Optical Line Terminal)
光分配网络:ODN ( Optical Distribution Network) 由分光器和光纤组成
光网络单元/终端:ONU/ONT( Optical Network Unit/ Optical Network Terminal)
P2MP:point to multiple point 点到多点
与其他PON技术一样,GPON技术采用点到多点的用户拓扑结构,利用光纤实现数据、语音和视频的全业务接入的目的,一个典型的Ethernet over PON系统由OLT、ONU、POS组成。OLT(Optical Line Terminal)放在中心机房,ONU(Optical Network Unit)放在用户设备端附近或与其合为一体。POS(Passive Optical Splitter)是无源光纤分支器,是一个连接OLT和ONU的无源设备,它的功能是分发下行数据,并集中上行数据。

7.21 GPON常见场景
FTTC:fiber to the curb 光纤到路边
FTTB:fiber to the building 光纤到大楼
FTTH:fiber to the home 光纤到户

在ODN网络中,光纤连接OLT分支最大可达1:64的ODN,OLT分支连接到ONU。在GPON的TC层,OLT到ONU最大逻辑距离被定义为60km,而最远ONU与最近ONU之间距离最大为20km,这样严格定义是为了使测距窗口不至于过大而影响业务质量。对于分光比,随着光模块的改进,TC层最大可支持的分光比将可达到1:128。

7.22 GPON网络基本性能参数

7.23 GPON数据复用方式
GPON实现单纤双向传输,系统采用WDM技术
为了分离同一根光纤上多个用户的信号,采用以下两种技术:下行数据流采用广播技术;上行数据流采用TDMA技术。

7.24 GPON上行数据
TDMA方式:GPON的上行是通过TDMA(时分复用)的方式传输数据,上行链路被分成不同的时隙,根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙。

7.25 GPON下行数据
广播方式:GPON的下行帧长为固定的125us,下行为广播方式,所有的ONU都能收到相同的数据,但是通过GEM PORTID来区分不同的ONU的数据,ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。

7.26 为什么要测距
各个ONU和OLT的距离都不一样,光信号在光纤上的传输时间不一样,到达各ONU的时刻不一样。
OLT给每个ONU分配不同的时隙来发送上行的数据,如何保证各ONU能够精确定位时隙?
多个ONU的上行数据如何不冲突,实现帧同步?

7.27 测距原理
测距的过程:
OLT通过Ranging测距过程获取ONU的往返延迟RTD(Round Trip Delay),计算出每个ONU的物理距离
然后指定合适的均衡延时参数EqD(Equalization Delay)
基本公式为:EqD(n) = Teqd – Rtd(n) 其中Teqd为固定值,是指该GPON系统可能的最大时延(比如最大OLT,ONU距离为20km,则Teqd为200+50=250us),而RTD是OLT测量出的每个ONU的往返传输时延。
为了测量RTD,OLT会发送一个测距请求消息给ONU,ONU再响应该消息。
RTD的时间是:从传输下行测距请求消息的第一个比特或者字节到接收到的测距响应消息的最后一个比特或者字节之间的时间。

7.28 为什么需要DBA
什么是DBA?
DBA, Dynamic Bandwidth Assignment(动态带宽分配)
DBA能在微秒或毫秒级的时间内完成对上行带宽的动态分配
为什么需要DBA?
可以提高PON端口的上行线路带宽利用率
可以在PON口上增加更多的用户
用户可以享受到更高带宽的服务,特别是那些对带宽突变比较大的业务
DBA 工作机制
SR-DBA: status report-DBA 状态报告
NSR-DBA: non status report-DBA 非状态报告

7.29 SR-DBA的实现过程
OLT内部DBA模块不断收集DBA报告信息,进行相关计算,并将计算结果以BW Map的形式下发给各ONU。
各ONU根据BW Map信息在各自的时隙内发送上行突发数据,占用上行带宽。

DBA功能的实现机制主要包括以下几个部分:
OLT或ONU进行拥塞检测;
向OLT报告拥塞状态;
按照指定参数更新OLT分配带宽;

7.30 为什么要加密?
GPON下行采用广播技术,同一PON口下的主干光线和分光后的数据都是一样的,每个ONU收到的数据都是一样的。如何保证ONU的数据不被其他ONU所获取解析?
GPON支持下行广播数据进行AES128加密处理
AES: Advanced Encrypt System 一种国际通用的加密算法
只对GEM帧中的Payload进行加密处理;
GPON系统定期的进行AES密钥交换和更新,提高了线路数据的可靠性;

7.31 GPON系统的AES加密处理
密钥更换由OLT发起密钥更换请求,ONU响应并将生成的新的密钥,并分两部分发给OLT,且重复发送三次 ;
OLT收到了新的密钥后,就要开始进行密钥切换,将使用新的密钥的帧号通过相关的命令通知ONU(也是三次) ,ONU在相应的数据帧上切换校验密钥。

7.31 OLT 的功能
OLT,optical line terminal,光线路终端,指的是用于连接光纤干线的终端设备
1、向ONU(光网络单元)以广播方式发送以太网数据;
2、发起并控制测距过程,并记录测距信息;
3、为ONU分配带宽;即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小.

7.32 ONU 的功能
ONU (Optical Network Unit) 光网络单元,ONU分为有源光网络单元和无源光网络单元。
1.对OLT发送的广播进行选择性接收,若需要接收该数据要对OLT进行接收响应;
2.对用户的需要发送的以太网数据进行收集和缓存,按照被分配的发送窗口向OLT端发送该缓存数据。
3.应用ONU可以有效提高整个系统的上行带宽利用率,还能够根据网络应用环境和适用业务特点对信道带宽进行配置,在不影响通信效率和通信质量的条件下承载尽量多的终端用户,提高网络利用率,降低用户成本。

7.33 GPON 的优点
(1) 更远的传输距离:采用光纤传输,接入层的覆盖半径为 20km
(2)更高的带宽: GPON 非对称上下行 ,上行速率 1.25G bit/s, 下行速率 2.5Gbit/
(3)分光特性 局端光纤经分光后引出多路到用户光纤,节省光纤资源

8. 综合应用案例

9. 实训: SDH&ITN 常见业务配置

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