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运维人员岗位培训系列丛书（传输）
目录
一、数字通信技术 1
二、光纤通信的基础知识 2
三、SDH传输体 4
四、WDM部分 12
五、MSTP部分 24
六、ASON部分 29
七、同步网部分 36
八、IP RAN 部分 40
九、与传输网络相关的交换网络、移动网络、数据网络基本知识 46

一、数字通信技术
1、时分复用和波分复用的原理
时分多路复用(TDM)就是将各路信号安排在同一信道上占用不同的时间间隙来完成通信的过程。
波分复用技术(WDM)是指在一根光纤上同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合(复用)起来，并耦合到光纤线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开(解复用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端。
2、误码、抖动、漂移的定义
误码是指经接收、判决、再生后，数字码流中的某些比特发生了差错，使传输的信息质量产生损伤。产生误码的主要原因是传输系统的脉冲抖动和噪声。
所谓抖动 （即定时抖动 ）指的是数字信号的特定时刻 （例如最佳抽样时刻） 相对理想位置的短时间偏离。所谓短时间偏离是指变化频率高于10 Hz的相位变化，而将低于10 Hz的相位变化称为漂移。
3、传输设备的光接口常用性能指标的定义。
光功率是光在单位时间内所坐的功。光功率单位常用毫瓦（mw）和分贝毫瓦（dBm）表示，其中两者的关系为：10lg（功率值/1mw）。
接收灵敏度：定义为收端点处为达到一定误码率所需要的平均接收功率的最小值。
接收过载功率：定义为在收端点处为达到一定误码率所需要的平均接收光功率的最大值。
二、光纤通信的基础知识
一、光纤的结构、类型、色散以及非线性效应
1、光纤的结构：纤芯 core：折射率较高，用来传送光；包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。
2、色散（Dispersion）：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。光纤的色散主要有模式色散、色度色散（包括材料色散和波导色散），材料色散系数的单位为ps/nm·km。多模光纤以模式色散为主，单模光纤以材料色散为主。
3、光纤的分类
1．按材料分；胶套硅光纤；塑料光纤，玻璃光纤。
2．按照光纤的模式分：多模光纤；单模光纤。常用的单模光纤有：G.652：常规单模光纤，零色散点在1310nm左右；G.653：色散位移光纤，零色散点在1550nm左右；G.655：非零色散位移光纤；色散补偿光纤。
3．按折射率分类：阶跃光纤、渐变折射率光纤。
影响光信号传输的因素：损耗、色散、非线性效应、DWDM光传输还要考虑四波混频。光纤通信系统存在三个传输窗口（低损耗窗口），其传输波长分别为： 850nm、 1310nm、1550nm 。其中零色散窗口波长为1310nm，最小损耗窗口波长为1550nm
4、光纤的非线性是光纤介质的一种固有特性而不是光的特性。强激光射入低损耗单模光纤，光纤的非线性就很明显。非线性能引起光信号损耗、噪声、串扰和脉冲展宽。光器件和光纤均有非线性：受激拉曼散射（SRS），受激布里渊散射（SBS） ，自相位调制（SPM），交叉相位调制（XPM），四波混频（FWM）。
二、 光源的分类、光电检测器的分类
光源的作用是产生激光或荧光，它是组成光纤通信系统的重要器件。目前应用于光纤通信的光源半导体激光器LD（Laser Diode）和半导体发光二极管LED（Light Emitting Diode），都属于半导体器件。LD和LED相比，其主要区别在于，前者发出的是激光，后者发出的是荧光。 目前广泛使用的光纤通信系统均为强度调制——直接检波系统，对光源进行强度调制的方法有两类，即直接调制和间接调制。
光电检测器的作用是把接收到的光信号转换成相应的电信号。半导体光检测器主要有两类：PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。PIN光二极管的价格低，使用简单，但响应慢；雪崩二极管的增益和响应速度都优于PIN发光二极管，但其噪声特性差。

三、SDH传输体
1、基本概念
21世纪人类进入高度发达的信息社会。这就要求高质量的信息服务与之相适应，也就是要求现代通信网向着数字化、综合化、宽带化、智能化和个人化方向发展。传输系统是现代通信网的主要组成部分，而传统的准同步数字体系（PDH）有其自身的一些弱点，为了适应通信网的发展需要一个新的传输体制，同步数字体系（SDH）则应运而生。
在这里首先分析PDH的弱点，然后引出SDH的概念及特点，最后介绍SDH的速率和帧结构。
一、 PDH的局限性
a) 没有全世界统一的标准
b) 没有世界性的标准光接口规范
c) 采用异步复用，复用结构缺乏灵活性
d) 采用按位复接
e) 网络管理能力不强
f) 数字通道设备利用率低
二、SDH的概念
SDH网是由一些SDH的网络单元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络（SDH网中不含交换设备，它只是交换局之间的传输手段）。SDH网的概念中包含以下几个要点：同步复用、标准的光接口、强大的网络管理能力。SDH网的基本网络单元包括终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。

2、SDH的速率体系、帧结构、帧周期
同步数字体系最基本的模块信号（即同步传递模块）是STM-1，其速率为155.520Mbit/s。更高等级的STM-N信号可以是将基本模块信号STM-1同步复用、字节间插的结果。其中N是正整数。目前SDH只能支持一定的N值，即N为1、4、16、64。
SDH的帧结构是一种以字节为单位的矩形块状（或称页状）帧结构。STM-N由270×N列、9行组成，即帧长度为270×N×9个字节或270×N×9×8个比特。帧周期为125μs即一帧的时间。这种块状（页状）结构的帧结构中各字节的传输是从左到右、由上而下按行进行的，每秒共传8000帧。整个帧结构可分为三个主要区域。段开销区、域净负荷区、域管理单元指针区域。
SDH的帧结构如下图：

3
4

RSOH
AU-PTR
MSOH
净负荷
125μs
STM-N

9×270×N 字节
261×N
9×N
5
9
1
先行后列
l 以字节为单位（8bit）的块状帧
l 帧频8000帧/s，帧周期125μs

　由图可见，整个帧结构可分为三个主要区域。
（1） 段开销区域
段开销（SOH）是指STM四帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。帧结构的左边9×N列8行（除去第4行）属于段开销区域。对于STM-1而言，它有72字节（576bit），由于每秒传送8000帧，因此共有4.608Mbit/s的容量用于网络的运行、管理和维护。
（2） 净负荷区域
信息净负荷（pay load）区域是帧结构中存放各种信息负载的地方，图3.7中横向第10×N~270×N，纵向第1行到第9行的2349×N个字节都属此区域。对于STM-1而言，它的容量大约为150.336Mbivs，其中含有少量的通道开销（POH）字节，归于监视、管理和控制通道性能，其余荷载业务信息。
（3） 管理单元指针区域
管理单元指针（AU-RTR）用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧中的准确位置，以便在接收端能正确地分解。
在帧结构中第4行左边的9×N列分配给指针用，即属于管理单元指针区域。对于STM-1而言它有9个字节（72bit）。采用指针方式，可以使SDH在准同步环境中完成复用同步和STM-N信号的帧定位。
2、复用过程、映射、定位
SDH的一般复用结构如图所示，它是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构。各种业务信号复用进STM-N帧的过程都要经历映射（mapping）、定位（aligning）和复用（multiplexing）三个步骤。

映射——是将各种速率的G.703支路信号先分别经过码速调整装人相应的标准容器，然后再装进虚容器的过程。
定位——是一种以附加于VC上的支路单元指针指示和确定低价VC帧的起点在TU净负荷中位置或管理单元指针指示和确定高价VC帧的起点在AU净负荷中的位置的过程。
复用——是一种把TU组织进高阶VC或把AU组织进到STM - N的过程。
3、SDH传送网的分层模型
SDH传送网共分为通道层和传输媒质层。由于电路层是面向业务的，因而严格地说不属于传送网。但电路层网络、通道层网络和传输媒质层网络之间彼此都是相互独立的，并符合顾主与服务者的关系，即在每两层网络之间连接节点处，下层为上层提供透明服务，上层为下层提供服务内容。
（1）电路层网络。电路层网络是面向公用交换业务的网络
（2）通道层网络：通道层网络为电路层网络节点（如交换机）提供透明的通道（即电路群）。
（3）传输媒质层网络：所谓传输媒质层网络是指那些能够支持一个或多个通道层网络，并能在通道层网络节点处提供适当通道容量的网络。该层主要面向线路系统的点到点传送。传输媒质层网络又是由段层网络和物理媒质层网络组成的。其中段层网络主要负责通道层任意两节点之间信息传递的完整性，而物理媒质层则主要负责确定具体支持段层网络的传输媒质。

4、SDH网元类型及组网类型
SDH传输网是由不同类型的网元通过光缆线路的连接组成的，通过不同的网元完成SDH网的传送功能：上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。SDH网中常见网元有：终端复用器（TM）、分插复用器（ADM）、再生中继器（REG）和同步数字交叉连接设备（SDXC）。SDH网络中，通常采用点对点链状、星形、树形、环形等网络结构。
5、段开销字节含义
SDH帧结构中安排有两大类开销：段开销（SOH）和通道开销（POH），它们分别用于段层和通道层的维护。段开销（SOH）是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必需的附加字节，是供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。帧结构的左边9×N列8行（除去第4行）属于段开销区域。SOH可以进一步划分为再生段开销（RSOH，占第1至第3行）和复用段开销（MSOH，占第5至第9行）。每经过一个再生段更换一次RSOH，每经过一个复用段更换一次MSOH。
STM-N帧中SOH以字节交错间插方式构成高阶STM-N（N＞1）段开销时，第一个STM-1的段开销被完整保留，其余的N-1个STM-1的段开销仅保留定帧字节A1，A2和B2，其它已安排的字节均应略去。
6、SDH的网络保护和恢复
在SDH网络中，根据业务量的需求，可以采用各种各样拓扑结构的网络。不同的网络结构所采取的保护方式不同，因而在SDH网络中的自愈保护可以分为线路保护倒换、环形网保护、网孔形DXC网络恢复及混合保护方式等。
自动线路保护倒换是最简单的自愈形式，其结构有两种：即1+1和1：n结构方式。特点业务恢复时间很快，可短于50ms。
环形保护
SDH传输网中所采用的网络结构有多种，其中环形结构才具有真正意义上的自愈功能，故而也称为自愈环。自愈是指无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障，因而环形网络具备发现替代传输路由；并重新确立通信的能力，可见它特别适应大容量的光纤通信发展的要求，故得到了广泛的重视。
自愈环结构方式的划分：按照自愈环结构来划分，可分为通道倒换环和复用段倒换环；按照进入环的支路信号和由分路节点返回的支路信号方向是否相同来划分，可分为单向环和双向环两种；按照一对节点之间所用光纤的最小数量来划分，可分为二纤环和四纤环。综上所述尽管可组合成多种环形网络结构，但目前多采用下述五种结构的环形网络：二纤单向复用段倒换环；四纤双向复用段倒换环；二纤双向复用段倒换环；二纤单向通道倒换环；二纤双向通道倒换环。
四、WDM部分
一、 WDM概念及工作原理
概念：WDM波分复用是利用单模光纤低损耗区的巨大带宽，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。
工作原理：发送端的光发射机发出波长不同而精度和稳定度满足一定要求的光信号，经过光波长复用器复用在一起送入掺铒光纤功率放大器（掺铒光纤放大器主要用来弥补合波器引起的功率损失和提高光信号的发送功率），再将放大后的多路光信号送入光纤传输，中间可以根据情况决定有或没有光线路放大器，到达接收端经光前置放大器（主要用于提高接收灵敏度，以便延长传输距离）放大以后，送入光波长分波器分解出原来的各路光信号。
二、 工作方式：
双纤双向工作方式：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。
单纤双向工作方式：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。
三、 系统组成
1. 光波长转换单元（OTU）：
2. 光复用单元（OM）
3. 光解复用单元（OD）
4. 光放大单元（OA）
5. Raman泵浦放大单元（RPU）
6. 光监控信道处理单元或光监控信道及时钟传送单元（OSC/OTC）
7. 光监控信号接入单元
8. 色散补偿单元（DCM）
9. 多通道光谱分析单元（MCA）
10. 系统控制与通信单元（SCC）
11. OTU电源备份单元（PBU）
图5.2波分复用原理组成
信道1
光转发器1
光转发器n
信道N
输出
G.957
G.692
光中继放大
PA
光发射机
接收1
接收n
信道1
信道N
光监控信道
发送器
光监控信道
接收/发送
光监控信道
接收器
网络管理
系统
PA
LA
光线路
放大
光功率
放大
放大
光分波器
光合波器
·
·
·
信道N

四、 关键部件
1、 光源：
1.1目前广泛使用的光纤通信系统均为强度调制——直接检波系统，对光源进行调制的方式分为：直接调制、间接调制。
1.2 DWDM系统的光源的两个突出的特点是：
比较大的色散容纳值；
标准而稳定的波长；
1.3在DWDM系统中，激光器波长的稳定是一个十分关键的问题，根据ITU-T G.692建议的要求，中心波长的偏差不大于光信道间隔的正负五分之一，即当光信道间隔为0.8nm的系统，中心波长的偏差不能大于±20GHz。
2、 光电检测器
2.1半导体光检测器主要有两类：PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD）。雪崩二极管的增益和响应速度都优于PIN发光二极管，但其噪声特性差。
2.2目前业界提出的用于SDH/DWDM的实用化FEC技术主要有以下三种：带内FEC、带外FEC、增强型FEC（EFEC）
3、 光放大器
3.1光放大器的工作不需要转换光信号到电信号，可支持将任何比特率和信号格式的光信号直接完成放大。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。
3.2现有的两种主要类型的光放大器：半导体光放大器（SOA）和光纤光放大器（FOA）。
3.3根据EDFA在DWDM光传输网络中的位置，可以分功率放大器（Booster Amplfier)，简称BA；线路放大器（Line Amplifier)，简称LA；前置放大器（preamplifier)，简称PA。
3.4技术上，将EDFA光放大器增益曲线中1525nm~1540nm范围称做蓝带区，将1540nm~1565nm范围称做红带区，一般来说，当传输的容量小于40Gbit/s时，优先使用红带区。
3.5 EDFA的增益锁定技术有：控制泵浦光源增益法和饱和波长法
3.6光纤拉曼放大器的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，其增益介质为传输光纤本身、噪声指数低。当与常规EDFA混合使用时可大大降低系统的噪声指数，增加传输跨距。
3.7拉曼光纤放大器有三个突出的特点：（1）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，（2）其增益介质为传输光纤本身；噪声指数低。
3.8光放大器的技术指标中要求：1）单路或合路光纤最大光功率电平为+17dBm或+20dBm；2）光放大器必须有明显的安全标志以确保人身安全。当光纤断开时，应具有泵浦源自动关闭功能或将EDFA 输出功率降低到安全功率以内。
4、 光复用器和光解复用器
4.1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。
4.2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。
4.3光波分复用器的种类有很多，大致可以分为四类：干涉滤光器型、光纤耦合器型、光栅型、阵列波导光栅（AWG）型。
4.4标称中心频率指的是光波分复用系统中每个通路对应的中心波长。在DWDM中允许的通路频率是基于参考频率为193.1THz，以及通道最小间隔为100GHz 、50GHz或者25GHz的频率间隔系列。
五、 设备类型及组网
1、设备类型或功能结构：
1. 光终端复用设备OTM（Optical Terminal Multiplexer）
2. 光线路放大设备OLA（Optical Line Amplifier）
3. 光分插复用设备OADM（Optical Add/Drop Multiplexer）
4. 电中继设备REG（Regenerator）
5. 光均衡设备OEQ（Optical Equalizer）
2、组网类型：点到点组网、链形组网、环形组网
六、 影响WDM系统的主要性能因素
包括色散、功率、信噪比、非线性及其它影响
七、 光功率计算：
光功率是传输中重要的指标。它的传输依赖的基础。下面以某厂家设备介绍一下光功率的计算方法。
a) OTM发送端光功率计算

注：1）Mn的插损指标（AWG或藕合器）
2）放大器输入光功率＝单波输入光功率＋10lg（波数）
3）FIU的插损问题。
b) OTM接收端光功率计算

注：1）WPA单波输出光功率－VOA衰减－DCM插损＝WBA单波标准输入光功率。
2）OTU输入光功率＝WBA单波输出光功率－（衰减器衰减）－D32插损
八、 了解WDM系统的分类
1. WDM根据其兼容性分类，可以分为开放式WDM系统和集成式WDM系统。
2. 集成式WDM系统是指SDH终端必须具有满足G.692的光:接口，包括标准的光波长和满足长距离传输的光源。
3. 开放式WDM系统是指在发送端设有光波长转发器（OTU），以便在不改变光信号数据格式的情况下，把光波长按照一定的要求重新转换，以满足WDM系统的设计要求。
九、 了解OTN的分层、帧结构
1、OTN的分层：OTM-n.m、OTM-nr.m、OTM-0.m这几种接口的速率和帧格式均符合ITU-T G.709建议。
0为完整功能OTM接口OTM-n.m信号的组成，OTMn.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。其中m可为1、2、3、12、23、123。M单独数字1或2或3表示承载的信号分别为OTU1/OTU1V或OTU2/OTU2V或OTU3/OTU3V，m=12表示承载的信号部分为OTU1/OTU1V，部分为OTU2/OTU2V，m=23 表示承载的信号部分为OTU 2/OTU2V，部分为OTU3/OTU3V；m=123 表示承载的信号部分为OTU 1/OTU1V，部分为OTU2/OTU2V，部分为OTU3/OTU3V。OTMn.m信号的物理光特征规格由厂商决定，建议不做规定。
需要注意的是光层信号OCh由OCh净荷和OCh开销构成；OCh被调制入OCC后，多个OCC时分复用，构成OCG-n.m单元；而OMSn净荷则和OMSn开销共同构成OMU-n.m单元，与此类似，OTSn净荷和OTSn开销共同构成OTM-n.m单元。
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。

OTM-n.m基本信息包含关系
来看看如0所示的简化功能OTM接口OTM-nr.m信号的组成，OTMnr.m由最多n个光通道复用组成，不支持非随路开销。目前支持的规格有OTM16r.m，m可为1、2、3、12、23、123，其中OTM16r.1和OTM16r.2信号的物理光特征规格在ITU-T建议G.959.1中有定义，而另外4种信号的物理光特性规格则有待进一步研究。
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。

OTM-nr.m基本信息包含关系
另一种简化功能OTM接口为OTM-0.m，如0所示，OTM-0.m仅由单个光信道组成，不支持随路开销OOS，没有特定的波长配置。由于只包含单个光通道，因此m只能为1、2或3，OTM0.1，OTM0.2和OTM-0.3信号的物理光特征规格在ITU-T建议G.959.1和G.693中有定义。

OTM-0.m基本信息包含关系
几种接口的电层信号结构都是相同的，均通过随路开销完成对电层信号的监控，区别在于完整功能OTM接口OTM-n.m的光层信号支持通过一路OSC传送非随路开销。
2、帧结构：

五、MSTP部分

一、级联与虚级联概念
VC级联技术有相邻级联与虚级联两种：
一、 相邻级联
相邻级联又称连续级联，就是将同一个STM-N中的X个相邻的VC首尾依次连接成为一个整体结构即虚容器级联组VCG（VC Group）进行传送。相邻级联只保留一列通道开销POH，其余的VC的POH改为填充字节。因此，相邻级联在整个传送过程中必须保持连续的带宽。
相邻级联可写为VC4-Xc、VC12-Xc等，其中X为级联的VC个数，且X取值范围只能是4、16、64、256四个数字。
二、 虚级联
所谓虚级联，就是将分布在不同STM-N中的X个VC（可以同一路由，也可不同路由）用字节间插复用方式级联成一个虚拟结构的VCG进行传送。也就是把连续的带宽分散在几个独立的VC中，到达接收端再将这些VC合并在一起。
与相邻级联不同的是，在虚级联时，每个VC都保留自己的POH。虚级联利用POH中的H4（VC3/VC4级联）或K4（VC12级联）指示该VC在VCG中的序列号。
虚级联写为VC4-Xv、VC12-Xv等，其中X为VCG中的VC个数，v代表“虚”级联。
高阶VC虚级联利用H4字节，低阶VC虚级联时利用K4字节来承载链路控制信息，源端和宿端之间通过握手操作，完成带宽的增加与减少，成员的屏蔽、恢复等操作。
二、LCAS的作用
LCAS包含两个意义，一是可以自动删除VCG中失效的VC或把正常的VC添加到VCG之中，即当VCG中的某个成员出现连接失效时，LCAS可以自动将失效VC从VCG中删除，并对其他正常VC进行相应调整，保证VCG的正常传送；失效VC修复后也可以再添加到VCG中。二是自动调整VCG的容量，即根据实际应用中被映射业务流量大小和所需带宽来调整VCG的容量，LCAS具有一定的流量控制功能，无论是自动删除、添加VC还是自动调整VCG容量，对承载的业务并不造成损伤。
LCAS技术是提高VC虚级联性能的重要技术，它不但能动态调整带宽容量，而且还提供了一种容错机制，大大增强了VC虚级联的健壮性。
三、GFP封装
以太网业务的封装，是指以太网信号在映射进SDH的虚容器VC之前所进行的处理。
因为以太网业务数据帧长度是不定长的，这与要求严格同步的SDH帧有很大区别，所以需要使用适当的数据链路层适配协议来完成对以太数据的封装，然后才能映射进SDH的虚容器VC之中，最后形成STM-N信号进行传送。
目前主要有三种链路层适配协议可以完成以太网数据业务的封装，即点到点协议PPP、链路接入SDH规程LAPS与通用成帧规范GFP。相对于PPP和LAPS，GFP协议更复杂一些，但其标准化程度更高，用途更广

1、通用成帧规程GFP
GFP（General Framing Procedure）是目前流行的一种比较标准的封装协议，它提供了一种把信号适配到传送网的通用方法。业务信号可以是协议数据单元PDU如以太网MAC帧，也可以是数据编码如GE用户信号。
若数据为PDU信号，则采用帧映射GFP-P方式，若数据为8B/10B编码块一类的实时业务，如GE、DVB、FICON、ESCON信号等，则采用透明映射GFP-T方式，适用于。；当用于数据网元时，如以太网、IP等数据业务，采用帧映射GFP-F方式。
GFP封装包括二大部分，即核心报头与净负荷
GFP帧包括两种类型，用户帧和控制帧
4～65535 字节
核心报头
净负荷

2 2 4～64 0～65535 4字节
PDU长度指示（PLI）
核心报头HEC
净负荷报头
净负荷
净负荷FCS

2 2 0～60 2 字节
类型
类型域HEC
扩展报头
扩展报头HEC

图7.4 GFP帧的结构

三、EPL、EVPL、EPLAN、EVPLAN的含义
EPL：以太透传业务，各个用户独占一个VCTRUNK带宽，业务延迟低，提供用户数据的安全性和私有性；
EVPL：又可称为VPN专线，其优点在于不同业务流可共享vc trunk通道，使得同一物理端口可提供多条点到点的业务连接，并在各个方向上的性能相同，接入带宽可调、可管理，业务可收敛实现汇聚，节省端口资源；
EPLn：也称为网桥服务，网络由多条EPL专线组成，实现多点到多点的业务连接。接入带宽可调，可管理，业务可收敛、汇聚。优点与EPL类似，在于用户独占带宽，安全性好；
EVPLn：也称为虚拟网桥服务、多点VPN业务或VPLS业务，实现多点到多点的业务连接。
四、以太业务处理流程

六、ASON部分
一、ASON的三个平面
如图6.2所示，智能光网络最基本的特征是在传统的传送平面和管理平面的基础上，增加了独立的控制平面，用于支持各种控制操作诸如恢复/保护、快速配置、快速加入和去除网元等，控制平面是智能光网络区别于一般光网络的独特之处。

图6.2 智能光网络的体系结构

下面分别从构成智能光网络ASTN/ASON的三个逻辑平面，即传送平面（TP）、控制平面（CP）和管理平面（MP）的角度探讨一下光网络的智能性。
一、传送平面
传送平面由作为交换实体的传送网网元（NE）组成，主要完成连接/拆线、交换（选路）和传送等功能，为用户提供从一个端点到另一个端点的双向或单向信息传送，同时，还要传送一些控制和网络管理信息。
二、控制平面
光网络智能化的关键之处就在于同现有的传送网络相比，引入了一个控制平面。ASTN/ASON智能光网络内的呼叫控制和连接控制的功能都是由控制平面完成的。
控制平面接口的主要功能是用于实现控制平面与上层用户之间、控制平面内部各功能实体之间以及控制平面与传送平面、管理平面之间的连接。控制平面涉及到的接口主要有5种，即：用户网络接口(UNI)、外部网络节点接口(E-NNI)、内部网络节点接口(I-NNI)、连接控制接口(CCI)和管理平面与控制平面之间的接口(NMI－A)。
三、管理平面
管理平面对控制平面和传送平面进行管理，在提供对光传送网及网元设备进行管理的同时，实现网络操作系统与网元之间更加高效的通信功能。管理平面的主要功能是建立、确认和监视光通道，并在需要时对其进行保护和恢复。

二、ASON涉及的主要协议
2．1.1控制平面信令协议-RSVP-TE ：基于流量工程的资源预留协议
RSVP-TE ：基于流量工程的资源预留协议G.7713.2 给出分布式连接管理（DCM）的GMPLS RSVP-TE协议实现。GMPLS RSVP-TE是MPLS网络在流量工程方面对RSVP的扩展，它与RSVP有相同的信令格式和消息类型
2.1.2链路管理协议LMP
LMP协议是运行于两个相邻节点间用于TE链路管理的协议。
LMP协议实现的主要功能：
控制通道管理：用于在相邻节点间建立和维护控制通道，LMP维护的控制通道仅供链路校验时使用。因为必须存在了可用的控制通道之后，才能进行相邻节点间的连通性校验和属性一致性校验。
数据链路连通性校验：完成数据链路的物理连通性验证，动态获取链路的接口映射关系。
TE链路属性一致性校验：用于将多条数据链路集成为一条TE链路，并且同步此TE链路的属性，确保TE链路属性在两端节点上的配置一致。

2.1.3 ASON路由协议
OSPF——开放最短路径优先协议
OSPF（Open Shortest Path First，开放最短路径优先）协议是一种内部网关，它通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库，生成最短路径树，每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。OSPF是Internet路由选择协议的一种，也是目前构建大型网络最常用的路由选择协议，并且不容易受到有害路由信息的影响。

三.ASON的业务连接类型
在ASON网络中，根据控制平面和管理平面对于连接管理功能的分布，定义以下三种基本连接类型：
永久连接(PC)：PC是一种由管理系统配置的连接类型。
交换连接(SC)：SC是一种由于终端用户的请求而建立的任何连接，即在连接的终端节点之间通过一个信令/控制平面，包括控制平面内的信令单元之间的信令消息的动态交换来建立的连接。
软永久连接(SPC)：SPC是一个用户到用户的连接，其中端到端连接中的用户到网络部分是通过网络管理系统建立的一个永久连接(PC)，而端到端连接的网络部分是通过控制平面建立的一个交换连接。在连接的网络部分，连接建立的请求是由管理平面发起，而由控制平面设置。
四.ASON的保护与恢复
一、保护机制
保护机制是指为了对一条或多条工作连接进行保护，而预先建立起一条或多条保护连接的机制。这些用于保护的容量即使未被使用也不能被重路由利用，而且中间节点用于保护的交叉连接已事先完成配置，在保护时不需要进行改变。
在保护机制中，由于保护通道/链路都是预先建立的，在故障发生时不需要通过ASON信令去指挥任何中间节点的连接控制器发生倒换，因此业务恢复的速度快（一般小于50ms），适用于较高等级的业务；但是由于用于保护的容量即使未被使用也不能被重路由使用，这就使得保护机制需要较多的冗余资源，一般会超过100％。目前，保护方案可以分为以下几类。
1. 专用保护
1＋1保护：业务在两条完全不相交的通道/链路（工作通道/链路和保护通道/链路）上同时传送，在接收端选择质量最好的信号。
1:1保护：业务只在工作通道/链路上传送，而保护通道/链路不传送业务或传送低优先级的业务。当工作通道/链路发生故障时，业务由工作通道/链路倒换到保护通道/链路上，而保护通道/链路上的低优先级业务被放弃。
(2)共享保护
1：N保护(N>1)：N条工作通道/链路共享1条保护通道/链路。N条工作通道/链路同时出现故障的几率很低。如果有超过一条工作通道/链路出现故障，就保护优先级最高的工作通道/链路。
二、恢复机制
恢复机制是指通过重路由机制建立新的连接以代替失效连接的机制，这些新连接会占用网络中冗余的共享容量。与保护不同，当故障发生需进行恢复时，网络中支持该连接的部分或全部交叉连接会发生变化。
根据路由计算和资源分配发生的时间不同，恢复可以分为预置和实时两种方式。在预置方式中，恢复路由或资源（时隙）在故障发生之前就已经确定并在相应节点进行了预置存储，当故障发生之时直接调用相应的恢复路由或资源信息进行交叉连接；在实时方式中，计算软件在故障发生之后才根据网络当时的资源情况进行路由计算和资源分配，继而完成交叉连接。实时方式可以反映当前网络资源的使用情况，所以路由资源的调配较之预置方式更具灵活性，但其恢复速度比预置方式要慢。
根据故障修复后的业务处理，恢复机制可以分为可返回和不返回两种。可返回方式就是指故障修复后需要将业务从保护连接上倒换回初始的工作连接上，这样做可以尽量保持网络的初始优化设计；不返回方式与前者相反，即使故障得到了修复，业务也不返回初始的工作连接而继续保持在保护连接之上，这样做节点不需保存初始工作连接的信息。

保护恢复应用策略

表6.1 现有保护恢复机制进行的等级划分

七、同步网部分
数字同步网的结构
数字同步网的结构主要取决于同步网的规模，网络中的定时分配方式和时钟的同步方法。但是由于数字同步网是支撑网，因此从根本上讲，上述诸多因素又取决于业务网的规模，结构和对同步的要求。
在国内或运营者的通信网中，同步网采用下列方式。
全同步方式：此时整个网络运行在同步状态。
全准同步方式：此时整个网络运行在准同步状态。
混合同步方式：此时网络划分为若干个子网，在子网间采用准同步方式，在子网内采用同步方式。
同步方式
一、主从同步方式
主从同步方式使用一系列分级的时钟，每一级时钟都与其上一级时钟同步，在网中的最高一级时钟称为基准主时钟或基准时钟这是一个高精度和高稳定度的时钟，该时钟经同步分配网（即定时基准分配网）分配给下面的各级时钟。目前CCITT将各级时钟划分为4类：
基准主时钟，由建议G.811作了规范
转接局从时钟，由建议G.812作了规范
端局从时钟，也由建议G.812作了规范
SDH网络单元时钟，由建议G.81s作了规范
端局以上的同步方式如图13.3：
G.811
PRC
G.812
节点钟
G.812
节点钟
G.812
节点钟
G.812
节点钟
G.812
节点钟
G.812
节点钟
图13.3 局间分配的同步结构

2、时钟类型及工作状态
一、时钟类型
目前公用网中实际使用的时钟类型主要分为三类：
铯原子钟
利用铯原子的能量跃迁现象构成的谐振器来稳定石英晶体振荡器的频率。这是一种长期稳定度和精确度很高的时钟，其长期频偏优于1×10－11，可以作为全网同步的最高等级的基准主时钟。不足之处是可靠性较差，平均无故障工作时间仅2～3年，但采用多重备用和自动切换技术后已能实现高可靠的基准主时钟。此外，其短期稳定度也不够理想。

当采用多重备用和自动切换技术后，铯原子钟的可靠性较高。因此它一般作为全网同步的最高等级的基准主时钟。
石英晶体振荡器
应用范围十分广泛的廉价频率源，可靠性高，价格低，频率稳定度范围很宽，采用高质量恒温箱的石英晶振可达10－10/天。石英晶振的缺点是长期稳定度不好，与铯原子钟特性恰好互补。一般，高稳定度石英晶振可以作为长途交换局和端局的从时钟，此时石英晶振采用窄带锁相环，并具有频率记忆功能。低稳定度石英晶振可以作为远端模块或数字终端设备的时钟。
一般，高稳定度石英晶振可以作为长途交换局和端局的从时钟，此时石英晶振采用窄带锁相环，并具有频率记忆功能。低稳定度石英日振可以作为远端模块或数字终端设备的时钟。
铷原子钟
铷原子钟过去用得很少，随着技术的进步，正在逐步采用这种时钟源。它的特点是：其性能（稳定度和精确度）和成本介于上述两种时钟之间。具有出色的短期稳定度，且成本较低