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SDH网络应用的新技术(上)
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随着电信市场的逐步好转,层出不穷的各式各样电信新业务对作为业务承载网的光传送网(OTN)提出了许多新要求,运营商也更多地注重和考虑光传送网建设与运营的效率和综合成本,更加关注光传送网的网络功能。此外,DWDM的应用也大大提高了传输带宽,POS(PacketOverSDH/SONET)技术又缓解了TDM系统对IP包速率的限制;有关OTN G.709建议的数字封装技术很快将提供智能化多波长网络。由网络业务IP化和动态化,以及业务融合的承载平台共同导致的这场技术革新,推动运营商必须优化其SDH网络,采用新技术,以适应各种新业务的应用;这些新技术是VC虚级联(VCAT),通用成幀规程(GFP),动态链路容量调整机制(LCAS)和弹性分组环(RPR)等。其主要目的就是使SDH传输系统适合于传输包括数据业务在内的VoIP,IPTV以及多媒体等多种业务,使SDH网的接口和规约具有灵活性,实现带宽的有效利用,同时使SDH网络易于智能化。

1.通用成幀规程

这是一种将高层的用户信息流适配到传送网络,例如SDH/SONET网络的通用机制,对IP/PPP,FiberChannel,以太网等数据业务,在通过SDH网络传输之前将异步的,突发和可变幀长的业务进行适配;即它是第一层数据封装机制,也是一种高效灵活的映射方法;大多用在城域网和广域网内传输多种规约的数据。GFP(Generic Framing Procedure 简称GFP)的优势在于它可以提供更强的检测和纠错能力,并能提供比传统封装方式更高的带宽效率。这样,作为多业务传输平台(MSTP)的SDH网络可以GFP为基础,实现不同厂商映射方式的互通,即提供从网络到业务的互通,并提升网络效率和简化网络管理,从而提高网络的经济效益。GFP现已成为各厂商以太网业务处理的唯一封装标准。ITU—T G.7041定义了GFP的方案。目前有两种类型的GFP幀结构或映射方法:

基于幀的或成幀映射的GFP-F(FramedMapped):一个数据信号幀完整地映射进一个GFP幀中。

透明映射的GFP-T(TransparentMapped):一个数据信号幀分组地映射进周期性的GFP幀中。

GFP-F只是将客户(用户)数据映射到GFP幀内,而客户数据幀之间用于控制和管理的字节不被映射进GFP幀内,因此,传输网的带宽能有效地利用,这对数据量小的客户特别有利;但要求能提取并传输一个特定的物理编码子层和媒体接入(存取)控制(MAC)规约,所以,不同的规约就要求有不同的硬件设备。GFP-F可以较好地应用于以太网中。

GFP-T将完整的客户信号映射到固定长度的幀内,而不关心信号的内容,主要目的是为了给客户信号提供快速的传输响应时间;如果在客户信号中有无用的空闲信息,这些空闲信息比特也同样地要传透过去。其特点是只要求最低限度的客户端信号的信息,就可用一个单一硬件将传输建立在编码8B/10B的多重规约之上;因此,它用于用户接入网比较理想。

GFP幀结构如图1所示;包括核心包头(CoreHeader)4字节,净荷包头(PayloadHeader)4~64字节,客户或GFP净荷(ClientPayload),幀检测序列(FCS)4字节。

2.VC虚级联

在ITU-TG.707中定义了传统的级联方法,即连续级联。连续级联是将几个相连的容器结合成一个大的容器并通过SDH系统传输;其缺点是传输链路的所有网元必须能识别和处理它,且由于带宽颗粒较大使传输效率较低。但是,ITU-T和ANSI定义的虚级联(VCAT)却没有这些问题。因为,虚级联分别映射各独立的容器到一个虚的级联链路;且任何容器可编成一组,它提供了更精细的带宽颗粒度;此外,它能使运营商根据用户业务需要有效地调整传输容量。所以,通过VCAT即能实现带宽颗粒调整,又实现了业务带宽与SDH虚容器之间的适配,从而比连续级联能更好地利用SDH链路带宽,提高了传输效率;另外,采用VC虚级联(VCAT)技术,还可以实现多径传输;不过,自然会产生差分时延,需要进行补偿。总之,VCAT的特点是将不连续的SDH同步净荷(数据)按级联的方法,构成一个虚级联信号组(VCG)进行传输,以达到匹配业务带宽的目的。在SDH网络中,VCAT的实现比较简单,最重要的是确保参与VCAT的虚容器序列号SQ的传送,要保证在系统的接收端能够将传送信号的VC进行正确的排队重组。

例如有一个千兆比以太网客户信号1Gbps可以映射到7个STM-1中(7*155.5Mbps=1088Mbps),带宽利用率达92%。如果用传统的方法就需要一个STM-16(2.488Gbps),会浪费约60%的固定带宽。表1给出采用VC虚级联的效率。

采用虚级联技术时,数据净荷将被分拆,组成VCG,经过两个或多个路径在SDH网络中传输。因为这两个或多个路径的距离和其路径所包括的网元数量均不可能相同,故VCG成员不可能同时到达终点;收端设备必须补偿其时延差后再重组净荷。差分时延由不同因素造成;其一就是由于VCG各成员经过的路径距离不同,由此造成的差分时延是相对固定的,便于补偿。但由SDH网络指针调整或传输链路自动保护转换造成的差分时延,则是变化的,不易补偿。由ITU-T标准中定义的MFI参数决定了最大允许的差分时延是256ms,但这只不过是理论值;即便在最恶烈情况下也不宜采用这个值。设备厂商需要确定他们生产的网元实际能补偿多大的差分时延。因为差分时延的测试与分析,在网络安装调试时进行补偿,是非常重要的。(待续)
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