SDH是在PDH的基础上发展起来的一种数字传输技术体制，它具有以下主要特点。 ① 在高速率的传输系统中，采用统一的传输标准速率，对两种不同的PDH的速率标准能够予以兼容，给网路的互连互通提供了方便。
② 在SDH的帧结构中具有丰富的用于监控和管理的开销比特，以此为基础，增加了网路监控和管理的功能。
③ 提供了高速率的传输通道，为建立宽带通信网提供重要的基础设施。
SDH Frame Structure
SDH复用单元
1. 容器
容器是一种用来装载各种速率的业务信号的信息结构。C-11,C-12,C-2,C-3和C-4五种标准容器。各种速率的业务信号都应首先通过码速调整等适配技术装进一个恰当的标准容器。已装载的标准容器又作为虚容器的信息净负荷。
2. 虚容器
虚容器是用来支持SDH通道（通路）层连接的信息结构。
分成低阶虚容器和高阶虚容器两类。VC-11,VC12 和VC-2为低阶虚容器, TU-3中的VC-3为低阶虚容器VC-4和AU-3中的VC-3为高阶虚容器。
3. 支路单元 支路单元（TU）是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。TU-n = VC-n + TU-n PTR
4. 管理单元 管理单元（AU）是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构 AU-n = VC-n + AU-n PTR； n=3，4
1
复用过程
映射
映射是一种在SDH网络边界处使支路适配进虚容器的过程，即各种速率的G.703信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，再加进低阶或高阶通道开销（POH）形成虚容器的过程。基帧的几分之一构成的调整帧称为子帧。每一行为一个子帧。
定位
定位是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程，即以附加于VC上的支路单元指针（或管理单元指针）指示和确定低阶VC帧的起点在TU净负荷中（或高阶VC帧的起点在AU净负荷中）的位置。在发生相对帧相位偏差使VC帧起点浮动时，指针值亦随之调整，从而始终保证时钟值准确指示VC帧的起点的过程。指针的作用就是定位，通过定位使收端能正确地从STM-N中拆离出相应的VC，进而通过拆VC、C的包封分离出PDH低速信号，也就是说实现从STM-N信号中直接下低速支路信号的功能。指针有两种AU-PTR和TU-PTR，分别进行高阶VC（这里指VC4）和低阶VC（这里指VC12）在AU-4和TU-12中的定位
AU-PTR的位置在STM-1帧的第4行1—9列共9个字节，用以指示VC4的首字节J1在AU-4
2
净负荷的具体位置，以便收端能据此正确分离VC4。 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，以便收端能正确分离出VC12。TU-12指针为VC12在TU-12复帧内的定位提供了灵活动态的方法。TU-PTR的位置位于TU-12复帧的V1、V2、V3、V4处
正调整
当VC-4帧速率比AUG帧速率低时，则以正调整来提高VC的帧速率，即每次调整或指针操作将在VC-4帧的真实字节J1前插入3个填充伪信息的空闲字节。由于插入了作为正调整字节的空闲字节，VC正在时间上向后推移了一个调整单位的时隙，因而用来指示VC帧起始位置的指针值也要加1。
负调整
当VC-4帧速率比AU-4帧速率高时，则以负调整来降低VC的帧速率，即设法扩大VC字节的存放空间，相当于降低了VC帧速率，实际做法是利用H3字节来存放实际VC净负荷起始的3个字节，使VC在时间上向前移动了一个调整单位的时隙，因而指示其起始位置的指针值也应减1。
复用(multiplex)
复用是一种使多个低阶通道层信号适配进高阶通道, 或将多个高阶通道层信号适配进复用段层的过程, 其基本方法是字节间插.
SDH设备
1. ADM 这是一种具有上下路功能的复用器, 所谓上路是指某一支路信号可以复接到干线上的群路信号中, 并把它们送到目的地; 下路也就是把其一子速率信号从群路信号中取出送到目的地. ADM是SDH中的一种基本设备, 具有复接、 分接、 上路、 下路、 发送和接收功能.
2. TM称为终端复用设备, 这是在目的地或源点采用的一种基本设备, 具有复接、 分接、 发送和接收功能
3. DXC 数字交叉连接设备, 这是对传输的群路信号及其它们的子速率信号进行交换的一种组网设备, 利用数字交叉连接设备可以对电路进行调度, 对网路进行保护, 增强了组网的灵活性和可靠性, 是现代数字传送网中一种不可缺少的基本设备.
VC虚级联
能够很好地解决传统SDH网络承载宽带业务时，带宽利用率低的问题。此外，还提高了SDH网络承载宽带业务时的带宽分配灵活性，能够使虚容器组（VCG）中的各VC无需占用连续的SDH带宽资源，可通过不同的路由传送。但是，VC虚级联也存在着安全和路由时延不同步的问题。
级联是将多个SDH中的虚容器组合起来，形成一个组合容量更大的容器的过程，该容器可以当作仍然保持比特序列完整性的单个容器使用。当需要承载的业务带宽不能和SDH
3
定义的一套标准虚容器（VCs）有效匹配时，可以使用VC级联。
虚级联则是将分布于不同STM-N数据帧中的虚容器（可以同一路由或不同路由），按照级联的方法，形成一个虚拟的结构，进行传输。
与连续级联相比较，虚级联有以下优点：
（1）转送路径上只需要源和宿两点具备虚级联处理功能即可，中间节点不需要具有级联处理功能，这十分有助于提高组网的灵活性和在不具有级联功能的网络上开展EOS业务。 （2）虚级联组内每个成员可以独立传送，支持多路径传送方式，可以更好地利用网络的带宽资源。可以使用LCAS协议，动态调整虚级联内的成员数目，并避免个别成员失效后业务的完全中断。
从级联的方法上，可以分为连续级联和虚级联。
两种方法都能够使传输带宽扩大到单个VC的X倍，它们的主要区别在于构成级联的VC的传输方式。连续级联需要在整个传输过程中保持占用一个连续的带宽，而虚级联先将连续的带宽拆分为多个独立的VCs，各独立的VCs分别传送，在接收侧重新组合为连续带宽。
基于SDH的多业务传送节点（MSTP）如采用VC虚级联方式承载宽带业务（如以太网业务），能很好的保证传输带宽和上层业务带宽有效适配，并能够支持宽带业务的多路径传输（即虚级联的多个VC采用不同的传输路径）。 VC虚级联提供了一种方法来根据业务的需要创建合适大小的管道。但是这个管道一旦建立也不能随意改变大小。LCAS技术作为VC虚级联技术的一个扩展主要就是解决在不中断业务的前提下灵活改变带宽的问题。也就是说LCAS技术可以使得VC虚级联建立的管道变得有\"弹性\"，真正实现带宽的按需分配（Bandwidth On Demand）
链路容量调整机制（LCAS）
VC虚级联应用中的链路容量调整方案（LCAS） ITU-T G.7042/Y.1305标准定义了链路容量调整方案（LCAS）。LCAS提供了一种虚级联链路首端和末端的适配功能，可用来增加或减少SDH/OTN网中采用虚级联构成的容器的容量大小。当某一虚容器（VC）发生故障时，采用链路容量调整方案可以自动的暂时降低容量，VC故障恢复时自动增加容量。
作为基于SDH的协议，VC和LCAS都是通过定义SDH帧结构当中的空闲开销字节来实现的。如图1所示，对于高阶虚级联和低阶虚级联，LCAS分别利用了VC4通道开销的H4字节和VC12通道开销的K4字节。LCAS技术是建立在VC虚级联的基础之上的。和VC虚级联相同的是它们的信息都定义在同样的开销字节中。与VC虚级联不同的是LCAS是一个双向握手的协议。在传送净荷前发送端和接收端通过控制信息的交换保持双方动作的一致。显然，LCAS需要定义更多的开销来完成它相对复杂的控制。如图2所示，LCAS除了定义了MFI和SQ以外还定义了另外五个字段。
4
ITU-T G.707规范的VC虚级联技术就是将多个VC捆绑在一起作为一个虚级联组(VCG)形成逻辑链路，为了标识同一个虚级联组中的不同成员，在SDH帧的通道开销中定义了复帧指示器(MFI)和序列指示器(SQ)。虚级联组中的各个成员可以通过不同的路径到达接收端，接收端通过这两个指示器可以将经过不同路径，有着不同时延的成员正确地组合在一起。
链路容量增加的过程
这里假设原来的VCG中有n个成员。也就是说原来的VCG中最后一个成员mem-n-1的CTRL字段为EOS。
1．需要增加一个成员。首先网络管理系统向发送端和接收端发出链路容量调整的请求。发送端找到一个CTRL=IDLE的空闲成员mem（n），并将其CTRL字段改为ADD发送到接收端。
2。接收端检查无误后将mem（n）成员的MST置为OK表明该成员可以被加入。发送端接到MST=OK的信息后一方面将原来VCG中最后一个成员mem（n-1）的CTRL置为NORM，另一方面将新加进来的mem（n）成员的CTRL设为EOS。同时还要改变mem（n）的SQ值， 且新的SQ值应当是mem（n-1）的SQ值加1。
3． 在这些过程完成之后，接收端将RS-Ack取反表明链路容量调整结束。发送端在接收到这个确认信息之前都不会接收任何新的改变容量的请求。
5
当接收端检测到某个成员出现错误会将其从VCG中除去。如图所示， 1. 接收端将出现错误的成员mem（n）的MST设置为FAIL。发送端接收到这个信息之后，一方面向网管报告，另一方面将出错的成员的控制字设置为DNU。 2. 接收端开始仅采用正常的VCs重组VCG（即将失效的VC从VCG中暂时删除）； 此时发送端亦将失效VC从VCG中暂时删除，仅采用正常VCs发送数据；
3．图的例子中出错的成员原来是最后一个成员，那么就需要把前一个成员的CTRL设置为EOS。
4. 经过一段时间，接收端若检测到mem（n）的错误消失了，就会将mem（n）的MST设置为OK。请求加入这个成员。发送端也一面将清除错误的信息告知网管，一面加入这个成员。
LCAS技术是建立在VC虚级联基础之上的一个源、宿端之间的双向握手协议，使得VC虚级联的管道变得有“弹性”。LCAS一方面解决了承载业务的安全性问题，即当在不同路径传输的VCG中的部分成员失效时，LCAS可以自动检测并删除失效成员，调整链路带宽，而保证业务的继续传输。另一方面，实现了带宽的按需分配，即可以根据用户数据流量的变化通过网管来灵活地调整链路容量，实现了在VCG组内增加或删除VC成员时对业务无损伤。总之，GFP，VC虚级联和LCAS三种技术的结合使得基于SDH的MSTP对数据业务的传送更加高效、灵活和富有弹性。LCAS技术能够为客户提供更灵活的服务。某些企业对于网络带宽的需求随着的时段不同而有些差别。他们可能在白天上班时间只需10M带宽就足以完成日常工作，但是每天晚上需要半个小时的100M带宽来完成当天数据的备份。以往，这些企业为了保证数据备份的顺利进行，往往不得不租用100M带宽，造成了巨大的浪费。这些问题导致光网络智能化和自动化的需求日趋急迫，但是以ASON技术为核心的下一代智能光网络技术的成熟还需要一定时间。
LCAS技术作为ASON自动调整带宽的基础协议之一，就能够在一定程度上缓解这个矛盾。它能够在不中断业务的前提下动态调整带宽，满足客户的需求。带宽需求增加时，保证链路的容量；当所需带宽减少时，多余的带宽还可以挪作他用。这样一方面节省了企业的开支，另一方面提高了运营商的服务质量。运营商能充分利用自己的资源给更多的客户提供差别化的服务。
除了让网络更加灵活，LCAS技术还让SDH网络更加健壮。当虚级联组中部分成员失效时，它能够剔除这些出错的成员而保证正常的成员仍然顺利的传输。当失效的成员被修复时，能够自动地恢复虚级联组的带宽。这一过程远快于手动配置，从而加强了对业务的保护能力。
6
GFP
定义了一种简单、灵活的数据适配方法，不但可以在字节同步的链路中传送变长的数据包，还可以传送固定长度的数据块。它克服了PPP-HDLC和ML-PPP所无法避免的只支持点到点的逻辑拓扑结构、需要有特定的定界字符、需要对帧里的负荷进行转义处理等诸多弊病；实现EOS的关键技术之一是GFP协议。GFP吸收了ATM信元定界技术，数据承载效率不受流量模式的影响，同时具有更高的数据封装效率，GFP分别对定长/不定长数据进行了优化。GFP还支持灵活的头信息扩展机制来适配各种传输。GFP（通用成帧规程）作为一种新的通信标准,在数据传输效率和所提供的网络功能方面有了很大改进,其主要特点有:（1）具备低延迟的传输与处理能力,适合高速广域网的应用（如存储区域网络SAN）；（2）支持可用于宽带传送的业务适配协议；（3）提供高效的QOS保证机制，能够将物理层或逻辑链路层信号映射到字节同步的信道中；（4）具备客户端管理能力，支持基本的客户端控制功能；（5）采用和ATM技术相似的帧定界方式，减小了定位字节开销，避免传输内容对传输效率的影响；（6）打破了链路层适配协议只能支持点到点拓扑结构的局限性，可以实现对不同拓扑结构的支持。
GFP协议定义了两种类型的GFP帧：GFP客户帧和GFP管理帧。
GFP帧被分成核心帧头区和有效载荷区。核心帧头区由4字节字段组成，其中2字节是有效载荷长度指示符（PLI），另外2字节是根据核心帧头字节计算出来的CRC-16（cHEC）。 GFP 标准定义了两种模式：透传模式和帧映射模式。
GFP-T（透明映射的GFP）是一种面向块状码的数据流模式，实现对时延敏感的SAN网（Storage Area Network，存储区域网）的线路码的高效和透明地传输，它面对的是Fiber Channel（光纤通道）、FICON和ESCON接口的数据流。GFP-F（帧映射的GFP）是一种面向PDU的数据流模式，用作传输IP协议、多协议标记交换（MPLS）和以太网的数据流。 光纤连接(FICON)是把服务器连接到存储设备一个高速输入/输出(I/O)接口。FICON信道通过一个新架构和快速物理链路速率的结合来增加I/O容量使它们是ESCON（企业系统连接）的8倍效率。 FICON信道通过光纤电缆在不重复的距离达20km下提供100-Mbps双向链路速率
在NAT中，有4个地址术语，它们是
Inside Local、Inside Global、OutsideLocal和Outside Global.
IP OVER SDH组网
IPover SDH技术作为Internet主干解决方案之一，以Internet网为无连接IP网，继续采用路由器为核心构建广域网，简化了网络体系结构，实现相对比较容易，大大降低了建设费用。IP over SDH具有较高吞吐量，较低协议开销，较高带宽利用率，可以缓解网(WAN)中带宽资源紧张的问题，适用于IP业务占主要地位的网络环境。
在Internet或IP网中，IP over SDH技术与其他传输方式相比，它能提供较高的带宽利用率。在现在耗资巨大的广域网(WAN)链路中，与基于ATM的网络相比，IP over SDH技术能提供高出25%～30%的带宽。IP over SDH/SONET技术可以替代将IP数据包映射进ATM信元，再将信元入SONET(或SDH)净负荷中的方法。
7
PPP（Point-to-Point Protocol）点到点协议和ML-PPP扩展协议； LAPS（Link Access Procedure--SDH）协议；
GFP（Generic Framing Procedure）通用成帧规程协议；
这三种协议均为面向无连接的数据链路层，并有相应的国际标准： PPP： RFC1661；LAPS：ITU-T X.86；GFP： ITU-T G.7041
PPP协议 PPP协议(RFC 1661,Point to Point Protocol)定义了点到点链路上传输多协议数据 包的标准方法,是正式的Internet标准。PPP协议在OSI 7层位于网络层之下,为了与网络层 平滑地连接,PPP协议在规定了基本接口后还要为不同的网络层协议提供相应的封装控制协 议(NCP)。再者,在PPP层下面承载业务的传输媒质也各不相同,如ISDN、FR、SDH/SONET等, 这就需要PPP协议为它们提供相应的链路控制协议(LCP)。
PPP协议包括三个基本组成部分:
(1)在单个串行链路上使用多个协议的封装方法。
(2)链路(LCP)，用来建立、配置和测试数据链路连接。PPP连接的两端使用LCP来协调 连接选项。
(3)让PPP连接不同网络层协议的网络控制协议(NCP)
IETF制定的RFC1619 PPP over SONET/SDH,定义了PPP与SONET/SDH的接口,描述了PPP在 SONET/SDH网络中的具体应用。
当SONET/SDH被配置为点到点的链路时,PPP协议可以很好地支 持这种链路。PPP协议将SONET/SDH传输通路视为面向字节的同步链路,提供链路层的数据报 封装机制。
PPP协议给物理层提供一个字节型接口,PPP帧作为字节流映射进SONET/SDH净负荷 中。由于PPP封装具有相对低的开销,所以相对其它的SONET/SDH净负荷映射方法而言,它能提 供更大的吞吐量,并且充分利用现有设备
LAPS:SDH链路接入规程
PPP(Point to Point，点对点)协议 HDLC(High Level Data Link Control，高级链路控制规程)协议是将IP数据报通过PPP协议进行分组，然后使用HDLC)协议 对PPP分组进行定界装帧，最后将其映射到基于字节的SDH 虚容器中，再加上相应的SDH开销置入STM—N帧中。在这种映射方式中，PPP协议提供多协议封装、 差错控制和链路初始化控制等功能。 LAPS LAPS:SDH链路接入规程. LAPS协议是HDLC协议族的一种。它是在传统的 IP/PPP/HDLC方案基础上提出的一种改进的封装协议。它提供数据链路服 务及协议规范，可以完全替代PPP／HDLC协议。
8
差别主要有：
(1)在PPP／HDLC协议中，地址域的全局地址为0xFF．对个别地址并没有规定；而LAPS协议则规定了三种地址：全局地址为0xFF，个别地址 分别为0x04(IPv4)和0x06(IPv6)。
(2)PPP／HDLC协议利用PPP协议域对多协议进行封装；而LAPS协议则将PPP ／HDLC中不分配作它用的地址域改为SAPIs(服务访问点)标识符来进行多协 议封装。 (3)在PPP／HDLC帧的传送过程中，对短的信息域必须进行填充；而LAPS帧 不需要进行填充。
(4)对于FCS校验域，PPP／HDLC为32bit或16bit依具体情况而定；而LAPS则 直接为32bit LAPS协议比PPP／HDLC更加简单方便，封装效率更高。这在一定程度上提 高了IP传输时的速率和效率,但它依然采用基于标志字节的帧定界方案,无法 从本质上改变由帧定界带来的诸多缺点。
ATM的定义和特点
异步转移模式（Asynchronous Transfer Mode）
ATM是一种转移模式，在这一模式中，信息被组织成为信元, 而包含一段信息的信元并不需要周期性的出现，在这个意义上来说这种转移模式是异步的。
9
ATM特点：1、ATM以面向连接的方式工作2、ATM采用固定长度的信元，信息段的长度较小3、ATM网中没有逐段链路的差错控制和流量控制，以保证实时通信的控制
交换方式1. 电路交换2. 分组交换3. 快速分组交换
ATM方式的特点1.采用固定长度的分组2.采用面向连接的通信方式 3.对链路级的流量控制和差错控制进行简化
ATM协议栈和三层协议
10
11
为了改善信元的定界性能，按上述方法把HEC计算出来以后先和一个固定码组01010101相加，然后才作为正式的HEC写入信头的第五字节。在发送器开始工作时，现将所有的发送值都置为“0”，按上述方法处理后的HEC应该是01010101，这样发送的信头值是：
00….00 01010101 32个0 HEC
在接受端，应先从HEC比特中减去这个码组，然后进行信元误码监测。
ATM层
12
2. VP、VC
VP：在一条通信线路上具有相同的VPI的信元所占有的子路径叫做VP。 VC：在一个VPC中传送的具有相同的VCI的信元所占有的子信道叫做VC。 VPL：一个虚路径（VP）也常称为一个VP链路，简称VPL。
VPC：一个或多个级联的VPL（链路）构成一个VP连接，简称VPC。 VCL：一个虚信道也常称为一个VC链路（VCL）
VCC：一个或多个级联的VC链路构成一个VC连接，简称VCC
13
AAL
14
15
ATM的OAM
16
ATM的业务流控制
MPLS的特点和原理
MPLS吸收了ATM的VPI/VCI交换思想，无缝地集成了IP路由技术的灵活性和二层交
17
换的简捷性。IGP、BGP等路由协议负责收集路由信息，MPLS利用路由信息建立虚连接——基于标签的转发路径，在面向无连接的IP网络中增加了面向连接的属性，从而为IP网络提供一定的QoS保证，满足不同类型服务对QoS的要求。MPLS是一种新的网络标准，是把路由器和ATM交换机融为一体，从而提高IP包的传送速度，简化网络，并作为L3Switching(三层交换)技术的国际标准。MPLS集成了IP与ATM技术各自的优势，采用三层路由机制与LDP结合的方式建立路由表以及前传表，采用二层ATM技术进行快速交换，为新一代电信网络提供了优越的技术基础，既可以完成三层的灵活性、可扩展性，又可以完成二层的快速交换、流量管理、安全性以及QoS的保障机制。MPLS已被证明是大型网络可扩展性的最佳解决方案。
MPLS的应用
提高网络使用率
基于MPLS的CN2将作为3G核心网、NGN中继的承载网，为3G和NGN业务提供统一的IP承载平台。3G核心网的GGSN、SGSN、媒体网关、信令服务器等设备将通过CN2连接，传送话音、数据及信令。同样，在NGN网络中，软交换、中继GW、服务器设备直接连接到CN2上，通过IP网直接承载NGN中继间的信令、话音和数据流量。
简化IPv6实施
IPv6对IPv4最主要的能力是地址空间的扩展，那么相应的路由算法都没有什么改变，转发数据包的控制协议上也没有什么改变。因而，在一个把转发和控制都清楚分开的平台上，只需改变相应的控制协议，转发方面根本就不用改变。
MPLS具有以下优点：
利用短而定长的标签来封装网络层分组。MPLS网络中的路由器不再根据目的IP地址查找路由，而是根据标签转发分组，加快了转发速度。
分组转发路径上的各个节点通过分配标签，建立分组转发的虚拟通道，从而为网络层提供面向连接的服务。
支持各种链路层协议和网络层协议。MPLS位于链路层和网络层之间，它可以建立在各种链路层协议（如PPP、ATM、帧中继、以太网等）之上，为各种网络层（IPv4、IPv6、IPX等）提供面向连接的服务。
不仅支持各种路由协议，还支持基于策略的约束路由，可以满足各种新应用对网络的要求。
应用广泛。MPLS最初是为提高路由器的转发速度而提出的一个协议，但是它的用途不仅仅局限于此，MPLS还可以用来构建VPN网络、实现流量工程、提供QoS保证等，受到大规模IP网络的青睐。
标记的基本概念
1. FEC
MPLS作为一种分类转发技术，将具有相同转发处理方式的分组归为一类，称为转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class）。相同转发等价类的分组在MPLS网络中将获得完全相同的处理。转发等价类的划分方式非常灵活，可以是源地址、目的地址、源端口、目的
18
端口、协议类型、VPN等的任意组合。例如，在传统的采用最长匹配算法的IP转发中，到同一个目的地址的所有报文就是一个转发等价类。 FEC理解为一系列属性的集合,可以用同一个标记进行转发
2. 标签交换路径
一个转发等价类在MPLS网络中经过的路径称为标签交换路径LSP（Label Switched Path）。LSP在功能上与ATM和Frame Relay的虚电路相同，是从入口到出口的一个单向路径。LSP中的每个节点由LSR组成，根据数据传送的方向，相邻的LSR分别称为上游LSR和下游LSR。标签交换路径LSP分为静态LSP和动态LSP两种。静态LSP由管理员手工配置，动态LSP则利用路由协议和标签发布协议动态产生。位于MPLS域边缘、连接其它用户网络的LSR称为边缘LSR，即LER（Label Edge Router），区域内部的LSR称为核心LSR。核心LSR可以是支持MPLS的路由器，也可以是由ATM交换机等升级而成的ATM-LSR。域内部的LSR之间使用MPLS通信，MPLS域的边缘由LER与传统IP技术进行适配。分组被打上标签后，沿着由一系列LSR构成的标签交换路径LSP传送，其中，入节点LER被称为Ingress，出节点LER被称为Egress，中间的节点则称为Transit。 3. 标记的粒度
细颗粒度 路由表中的每目的地地址前缀属于一个等级
中等颗粒度 网络的每个外部接口归为一个等级 通过某一接口离开网络的分组可为一类 粗颗 粒度 网络中的每个节点归为一个等级，通过某一节点离开网络的分组分为一类 4. 标记空间
在标记空间中选出尚未使用的标记并向提出标记申请的 对等体分发此标记每接口标记空间将一系列的标签划分给特定的接口
平台标签空间将一系列的标记划归整个平台所有 5. 标记堆栈
在MPLS中分组可以携带多个标记，这些标记在分组中以“堆栈”的形式存在，按照“后进先出”的原则进行操作，决定转发分组的标记始终是栈顶标记
MPLS 中将标记堆栈的层数叫做“深度” O 表示无标记分组 M 栈顶的标记为第M 层标记，分组在不同的层和不同类型的子网中，转发是用不同的标记引导
6. 标记绑定和标记映射
把一个标记指派给FEC称为标记绑定，决定是由下游的LSR作出的，由下游的LSR通知上游LSR，LER对业务进行划分，分类得到FEC，将有关的标记与FEC进行映射并记录于LIB中
7. 标记赋值 Label Assignment
将网络层路由和数据链路层的标签加以绑定，将绑定消息在LSR之间分发。这个过程称为Label赋值，包含划分Label和路由绑定
19
8. 标记分发
Label分发是LSR用以通知另一个LSR，它所做出的有关标记与FEC绑定的一系列处理过程的总称。 9. 标记清除
由于MPLS Label空间有限，由于网络拓扑的变化导致Label赖以存在的条件消失 Label失效，把Label清除
10、
11. 标记合并
如果LSR将几个输入标签与某个FEC作绑定，那么用这个FEC向下转发分组时，最理想的情况就是来自不同输入端口但具有相同FEC映射的分组只使用一个输出标签。这种操作称为标签合并（Label Merge）。标签合并可大大减少标签需求，提高网络扩展性
LDP协议
LDP基本概念
LDP协议规定了标签分发过程中的各种消息以及相关的处理过程。通过LDP，LSR可以把网络层的路由信息映射到数据链路层的交换路径上，进而建立起LSP。LSP既可以建立在两个相邻的LSR之间，也可以建立在两个非直连的LSR之间，从而在网络中所有中间节点上都使用标签交换。
1. LDP会话
LDP会话是建立在TCP之上的应用连接，用于在LSR之间交换标签映射、标签释放、差错通知等消息。 2. LDP对等体
LDP对等体是指相互之间存在LDP会话、使用LDP来交换标签/FEC映射关系的两个LSR。LDP对等体通过它们之间的LDP会话获得对方的标签映射消息。 3. 标签空间与LDP标识符
标签空间（Label space）定义了标签的作用范围。有两种类型的标签空间： 每接口标签空间（per-interface label space）：LSR的每个接口拥有一个标签空间。 每平台标签空间（per-platform label space）：整个LSR使用一个标签空间。
20
LDP消息类型
LDP协议主要使用四类消息：
发现（Discovery）消息：用于通告和维护网络中LSR的存在，如Hello消息；
会话（Session）消息：用于建立、维护和终止LDP对等体之间的会话，如Initialization消息、Keepalive消息；
通告（Advertisement）消息：用于创建、改变和删除标签/FEC绑定，如标签请求消息、标签映射消息；
通知（Notification）消息：用于提供建议性的消息和差错通知。
为保证LDP消息的可靠发送，除了发现消息使用UDP传输外，LDP的Session消息、Advertisement消息和Notification消息都使用TCP传输
LDP会话协商过程
LDP的操作主要包括以下四个阶段：(1)发现阶段(2 会话建立与维护 (3) LSP建立与维护(4) 会话撤销
标签的分发过程有下游按需标签分发dod和下游自主标签分发du两种模式，它们的主要区别在于标签映射的发布是上游请求还是下游主动发布
CR-LDP：基于路由受限标签分发协议 （CR-LDP：Constraint-Routing Label Distribution Protocol） 基于路由受限标签分发协议（CR-LDP）是 MPLS 体系协议之一。它包含了对 LDP 能力的扩展， 如设置路径，超出了路由协议可使用范围。例如，我们可以根据明确的路由约束、服务质量（QoS）约束及其它约束，建立一个 LSP （标签交换路径）。受限路由（CR）是一种用于满足流量工程需求的机制。这些需求是通过扩展 LDP 实现的，以支持受限标签路径（CR-LSP）。 RSVP-TE：基于流量工程扩展的资源预留协议 （RSVP-TE：Resource ReSerVation Protocol-Traffic Engineering） 基于流量工程扩展的资源预留协议（RSVP-TE）作为 RSVP 协议的一个补充协议，用于为 MPLS 网络建立标签交换路径。这个 RSVP 扩展协议主要用于在有或者没有资源预留的情况下支持明确传送 LSP 的实例。同时它也支持 LSP 的平滑重新路由、优先权及环路监测。
MPLS的交换
通常使用的建立MPLS标记交换路径的信令有LDP/CR-LDP，RSVP-TE，BGP扩展等，其中LDP/CR-LDP和RSVP-TE是用来建立标签连接通路，LDP的标签分配模式有DoD（Downstream On Demand：下游按请求分配标签模式）和Du（Downstream Unsolicited：下游未被请求标签分配模式）两种方式，LDP能够建立到某个目的路由其或目的子网的LSP，起到建立虚连接的作用。CR-LDP和RSVP-TE则能够携带带宽、部分明确路由、着色等约束参数，CR-LDP或RSVP-TE可以通过流量工程的约束路由计算建立满足这些约束条件的LSP。其中LDP/CR-LDP是ITUT认可的MPLS信令标准，也是中国国标中认定的MPLS信令标准。
21
MPLS的流量工程
TE：Traffic Engineering的缩写，即流量工程的意思。流量工程的本质就是将业务流量射到实际的物理路径上。就MPLS而言，其中心思想就是根据网络的实际情况为数据流定合适的lsp并在该lsp上快速转发数据流，通过优化网络资源的使用，避免负载不均衡导致的网络拥塞
流量工程实际上是一套工具和方法，无论是在网络设备和传输线路正常还是失效的情况下，它都能从给定的基础设施中提取最佳的服务。也就是说它要对已安装的资源进行优化。 在IP/MPLS网络中，流量工程讨论的问题是：解决拥塞，避免由于业务流和资源的无效映射所导致的有些网络资源过渡利用，而其它资源则利用不足的矛盾；根据网络拓扑，快速、准确、有效地动态重新分配业务流，尤其是在发生网络线路或设备故障时更应如此。 高级MPLS的流量工程提供动态、实时的自动资源优化，采用所谓的“智能连接”实现IP网络流量工程的目标，即解决上面提出的两项挑战
MPLS流量工程就是通过在网络中建立一条、数条、甚至全连接的LSP、对网络流量进行调度的方法实现网络流量的均衡。通常在网络中有一些链接可能负荷饱满甚至超负荷，另外有一些链接却流量较少，在建立进行流量旁路的LSP的时候，就需要绕开负荷较大的链路，而选择负荷较小的链路。如此就可以有目的的把流量从负荷大的链路转移到负荷较小的链路，从而达到平衡网络流量的目的
流量工程通过动态监控网络的流量和网络单元的负载，实时调整流量管理参数、路由参数和资源约束参数等，使网络运行状态迁移到理想状态，优化网络资源的使用，避免负载不均衡导致的拥塞。如图12所示，从Router A到Router H存在两条路径：Router A－Router C－Router G－Router F－Router H和Router A－Router C－Router D－Router E－Router F－Router H，前者的带宽为40M，后者的带宽为100M。流量工程可以根据带宽等因素合理地分配流量，从而有效地避免链路拥塞。
例如，Router A到Router H存在两种业务，流量分别为40M和70M，流量工程可以把前者分配到带宽为40M的路径上，将后者分配到带宽为100M的路径上。
MPLS TE结合了MPLS技术与流量工程，通过建立到达指定目的地的LSP隧道进行资源预留，使网络流量绕开拥塞节点，达到平衡网络流量的目的。MPLS TE具备以下优势：
在建立LSP隧道的过程中，可以预留资源，保证服务质量；
LSP隧道有优先级、带宽等多种属性，可以方便地控制LSP隧道的行为； 通过备份路径和快速重路由技术，在链路或节点失败的情况下提供保护；
建立LSP隧道的负荷小，不会影响网络的正常业务； 与基于ITU-T Y.1711的MPLS OAM机制和基于ITU-T Y.1720的保护倒换机制配合，检
22
测整条LSP隧道的连通性，并在LSP隧道出现故障时，进行保护倒换。
正是这些优势，使得MPLS TE成为非常吸引人的流量工程方案。通过MPLS TE技术，服务提供商能够充分利用现有的网络资源，提供多样化的服务。同时可以优化网络资源，进行科学的网络管理。
流量工程要解决的问题
智能连接、带宽估计、带宽测量、网络弹性、连接优先级、网络重组规则
流量工程的方法
1．流量会聚（Aggregation）、整合（Merging）与分支（Deaggration） 2. 业务流的分类
3.基于约束的路由选择技术
目前MPLS流量工程的应用主要集中在以下几个方面：流量统计分析、流量优化、网络保护和提供服务质量。
MPLS流量工程支持带宽约束：对于有带宽要求的LSP，支持MPLS的流量工程可以计算出一条满足带宽要求的LSP。
MPLS流量工程可以支持LSP的抢占：对于带宽较大的LSP，或比较重要的用户，我们可能希望它有较高的抢占优先级，可以去抢占其它的LSP的资源。对于一些不是非常重要的LSP则可以被抢占。同样，一些LSP在建立好了以后可能就不希望它被抢占。现在的MPLS流量工程支持8个抢占优先级和8个保持优先级。
MPLS流量工程支持着色：每个链路可以含有一个或多个颜色，它可以被用来标识这个链路是否支持Voip业务，或者只支持尽力传输业务。也可以用来标识链路的地理位置，在建立LSP的时候保证在一个区域里的LSP不会绕出本区域。 MPLS VPN
VPN技术概述
VPN（Virtual Private Network）是基于公网，利用隧道、加密等技术，为用户提供的虚拟专用网络，它给用户一种直接连接到私人局域网的感觉。
1. 传统VPN组网方式
传统VPN组网方式分成两种，一种是专线VPN，一种是基于客户端设备的VPN （CPE-based VPN）。
专线VPN使用DDN电路或者虚电路（如ATM PVC、FR PVC 等）连接客户的站点，形成一个叠加式的二层VPN网络。这种方式的VPN，成本高、建设周期长、网络拓展性不好，并且可管理性差。
CPE-based VPN，其VPN功能都集成在各种各样的CPE设备之中，运营商的公网为客户提供透明的数据传输。因为VPN是跨越不可信任的公网构建而成的，所以一般CPE-based VPN都采用隧道、加密、认证等方式来防止数据被复制、篡改和丢失。这种方式的VPN，
23
其最大缺点就在于需要客户投入较大的人力、物力去管理和维护VPN，同时加密机制也会对设备的转发性能和网络的拓展性产生很大的影响。
2. Provider Provisioned VPN（PP-VPN） MPLS VPN网络由三部分组成：
CE：用户网络边缘设备，有接口直接与服务提供商相连。CE“感知”不到VPN的存在，也不需要必须支持MPLS。
PE：服务提供商边缘路由器，是服务提供商网络的边缘设备，与用户的CE直接相连。在MPLS网络中，对VPN的所有处理都发生在PE上。PE负责对VPN用户进行管理、建立各PE间的LSP连接、同一VPN用户各分支间路由分派。
P路由器：服务提供商网络中的骨干路由器，不与CE直接相连。P设备只需要具备基本MPLS转发能力，仅根据外层标签对VPN报文进行MPLS转发，无须参与VPN用户管理及相关表项的创建和维护。
MPLS VPN分为MPLS L3VPN和MPLS L2VPN：
MPLS L3VPN：是服务提供商VPN解决方案中一种基于PE的三层VPN技术，它利用BGP在服务提供商骨干网上发布VPN路由，通过MPLS在服务提供商骨干网上转发VPN报文。
MPLS L2VPN：是基于MPLS网络的二层VPN服务，使运营商可以在MPLS网络上透明地传输用户二层数据。从用户的角度来看，MPLS网络是一个二层交换网络，可以在不同节点间建立二层连接。
BGP/MPLS VPN的特点
①作为PP-VPN，提高了用户网络管理效率，降低了用户在网络管理方面投入的费用。 ②解决了纯三层IP VPN所不能解决的地址重叠和重叠VPN的问题。
③具有较好的网络拓展性，解决了传统VPN在实现用户节点全网状连接时的N2问题。 ④不需要采用加密、认证等手段，通过路由隔离、地址隔离等多种方式，实现与传统VPN相类似的安全保证。
⑤运营商勿需经过网络调整可以同时为用户提供VPN业务和一些相关的IP增值业务（如Internet接入，防火墙，NAT等）。 ⑥支持用户各种Qos和Cos业务需求。但是BGP/MPLS VPN也具有它的局限性，比如只能支持IP技术，不能支持IP多播应用等。
BGP/MPLS VPN中几个重要的概念
1. VRF
BGP/MPLS VPN的安全举措之一就是路由隔离和信息隔离，它是通过VPN路由转发表（VPN Routing && Forwarding：VRF）和MPLS中的LSP来实现的。在PE路由器上，存在有多个VRF表，这些VRF表是和PE路由器上的一个或多个子接口相对应的，用于存放这些子接口所属VPN的路由信息。通常情况下，VRF表中只包含一个VPN的路由信息，但是当子接口属于多个VPN时，其所对应的VRF表中就包含了子接口所属的所有VPN的路由信息。
24
对于每一个VRF表，都具有路由区分符（Route Distinguisher：RD）和路由目标（Route Target：RT）两大属性。
2. RD
VPN中IP地址的规划是由客户自行制订的，因而有可能会出现客户选择在RFC1918中定义的私有地址作为他们的站点地址或者不同的VPN使用相同的地址域，也就是所谓的地址重叠现象。地址重叠的后果之一就是BGP无法区分来自不同VPN的重叠路由，从而导致某个站点不可达。
为了解决这个问题，BGP/MPLS VPN除了采用在PE路由器上使用多个VRF表的方法，还引入了RD的概念。RD具有全局唯一性，通过将8个字节的RD作为IPv4地址前缀的扩展，使不唯一的IPv4地址转化为唯一的VPN-IPv4地址。VPN-IPv4地址对客户端设备来说是不可见的，它只用于骨干网络上路由信息的分发。
RD和VRF表之间建立了一一对应的关系。通常情况下，对于不同PE路由器上属于同一个VPN的子接口，为其所对应的VRF表分配相同的RD，换句话说，就是为每一个VPN分配一个唯一的RD。但是对于重叠VPN，即某个站点属于多个VPN的情况，由于PE路由器上的某个子接口属于多个VPN，此时，该子接口所对应的VRF表只能被分配一个RD，从而多个VPN共享一个RD。
3. RT
RT的作用类似于BGP中扩展团体属性，用于路由信息的分发。它分成Import RT和Export RT，分别用于路由信息的导入、导出策略。当从VRF表中导出VPN路由时，要用Export RT对VPN路由进行标记；在往VRF表中导入VPN路由时，只有所带RT标记与VRF表中任意一个Import RT相符的路由才会被导入到VRF表中。RT使得PE路由器只包含和其直接相连的VPN的路由，而不是全网所有VPN的路由，从而节省了PE路由器的资源，提高了网络拓展性。RT具有全局唯一性，并且只能被一个VPN使用。通过对Import RT和Export RT的合理配置，运营商可以构建不同拓扑类型的VPN，如重叠式VPN.
BGP/MPLS VPN的结构
BGP/MPLS VPN的结构主要分成数据面和控制面。 数据面定义了VPN数据的转发过程；
控制面则定义了LSP的建立和VPN路由信息的分发过程。在此，我们主要讨论一下数据的转发过程和路由信息的分发过程。
2. 数据面转发过程 在MPLS网络中传输的VPN数据采用外标签（又称隧道标签）和内标签（又称VPN标签）两层标签栈结构，它们分别对应于两个层面的路由：域内路由和VPN路由。域内路由即MPLS中的LSP是由PE路由器和P路由器通过运行标签分发协议（Label Distribution Protocol：LDP）或资源预留协议（Resource Reservation Protocol：RSVP）建立的，它所产生的标签转发表用于VPN分组外层标签的交换。VPN路由是由PE路由器之间通过运行MP-iBGP建立的，该协议跨越骨干网的P路由器分发VPN标签形成VPN路由。
在PE路由器上除了VRF表外，还有MPLS路由表，该表用于存放VPN标签和子接口的对应关系，为出口PE路由器到CE路由器之间的数据转发提供依据。
具体数据转发过程如下：当CE路由器通过某个子接口将一个VPN分组发给入口PE路由器后，PE路由器查找该子接口对应的VRF表，从VRF表中得到VPN标签、初始外层标签以及到出口PE路由器的输出接口。当VPN分组被打上两层标签之后，就通过输出接口
25
发送到相应LSP上的第一个P路由器。骨干网中P路由器根据外层标签逐跳转发VPN分组，直至最后一个P路由器弹出外层标签，将只含有VPN标签的分组转发给出口PE路由器。出口PE路由器根据VPN标签，查找MPLS路由表得到对应的输出接口，在弹出VPN标签后通过该接口将VPN分组发送给正确的CE路由器，从而实现了整个数据转发过程。特别的，当出口PE路由器和入口PE路由器是同一个路由器时，PE路由器对收到的VPN分组将不经过任何处理直接转发给目的CE路由器。
3.控制面
（1）CE-PE路由器之间通过采用静态/缺省路由，或采用IGP（RIPv2、OSPF）等动态路由协议，或建立EBGP连接等方式进行路由信息的交互。
当入口PE路由器从某个子接口接收到来自CE路由器的路由信息时，除了将该路由导入对应的VRF表，PE路由器还要为该路由分配一个VPN标签。该VPN标签用以识别接收路由信息的子接口，因此从同一个子接口接收到的路由信息将被分配同样的VPN标签，从而PE路由器可以将收到的VPN分组转发到合适的子接口。
（2）PE-PE之间通过采用MP-iBGP进行路由信息的交互。PE路由器通过维持iBGP网状连接或使用路由反射器来确保路由信息被分发给所有的PE路由器。当入口PE路由器分发路由信息时，将同时携带路由所在VRF表的RD，即将路由的IPv4地址转化为VPN-IPv4地址。分发的具体路由信息包括该路由的VPN-IPv4地址前缀、下一跳BGP即入口PE路由器的VPN-IPv4地址（其中RD=0）、分配给该路由的VPN标签和该路由所在VRF表的Export RT。该路由信息我们称为带有标签的VPN-IPv4路由信息。
当出口PE路由器收到路由信息时，将查看该路由的RT，如果RT和其任意VRF表中任意一个Import RT相符时，就将该路由存入VPN-IPv4.RIB表。在进行路由选择之后，将最优路由中的VPN-IPv4地址转化成IPv4地址，即去掉地址中的RD，导入到相应的VRF表中。
宽带接入
铜线接入
DSL（数字用户线路，Digital Subscriber Line）是以铜质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括HDSL、SDSL、VDSL、 ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。它们主要的区别就是体现在信号传输速度和距离的不同以及上行速率和下行速率对称性的不同这两个方面。HDSL与SDSL支持对称的T1/E1（1.544Mbps/2.048Mbps）传输。其中HDSL的有效传输距离为3－4公里，且需要两至四对铜质双绞电话线；SDSL最大有效传输距离为3公里，只需一对铜线。比较而言，对称DSL更适用于企业点对点连接应用，如文件传输、视频会议等收发数据量大致相应的工作。同非对称DSL相比，对称DSL的市场要少得多。
VDSL、ADSL和RADSL属于非对称式传输。其中VDSL技术是xDSL技术中最快的一种，在一对铜质双绞电话线上，下行数据的速率为13到 52Mbps，上行数据的速率为1.5到2.3Mbps，但是VDSL的传输距离只在几百米以内，VDSL可以成为光纤到家庭的具有高性价比的替代方案，目前深圳的VOD（Videoondemand）就是采用这种接入技术实现的；ADSL在一对铜线上支持上行速率640Kbps到1Mbps，下行速率 1Mbps到8Mbps，有效传输距离在3－5公里范围以内；RADSL能够提供的速度范围与ADSL基本相同，但它可以根据双绞铜线质量的优劣和传输距离的远近动态地调整用户的访问速度。正是RADSL的这些特点使RADSL成为用于网上高速冲浪、视频点播（IAV）、远程局域网络（LAN）访问的
26
理想技术.
xDSL技术与应用
HDSL系统中的线路编码
HDSL系统中有若干编码、调制方法可供选择，其中包括2B1Q基带编码、无载波调幅调相（CAP）和离散多音频编码（DMT）。HDSL系统中常用的为2B1Q和CAP调制方式。（DMT固有的时延难以满足HDSL要求的500us端到端传输延时的要求；并且DMT需要较复杂的模数转换）
2B1Q码
01 10 11 00 00 11
-1 +3 +1 –3 –3 +1
ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line ，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。即使边打电话边上网，也不会发生上网速率和通话质量下降的情况 ADSL设备在传输中需要遵循以下标准之一：
ITU-T G.992.1(G.dmt) G.dmt：全速率，下行8Mbps，上行1.5Mbps
ITU-T G.992.2(G.lite) G.lite：下行1.5Mbps，上行512Kbps ITU G.992.3/4 ADSL2 下行12Mbps，上行1.0Mbps
ITU G.992.3/4 Annex （附件）J ADSL2 下行12Mbps，上行 3.5Mbps ITU G.992.5 ADSL2+ 下行24Mbps，上行1.0Mbps
ITU G.992.5 Annex M ADSL2+ 下行24Mbps，上行3.5Mbps
ADSL Problem
1. 一条电话线可同时接听，拨打电话并进行数据传输，两者互不影响。
2. 虽然使用的还是原来的电话线，但adsl传输的数据并不通过电话交换机，所以adsl上网不需要缴付额外的电话费，节省了费用。
3. adsl的数据传输速率是根据线路的情况自动调整的，它以“尽力而为”的方式进行数据传输
DMT技术的基本原理
传统的电话线系统使用的是铜线的低频部分（4kHz以下频段）。而ADSL采用DMT（离散多音频）技术，将原来电话线路0kHz到1.1MHz频段划分成256个频宽为4.3khz的子频带。
其中，4khz以下频段人用于传送POTS（传统电话业务），20KhZ到138KhZ的频段用来传送上行信号，138KhZ到1.1MHZ的频段用来传送下行信号。
DMT技术可以根据线路的情况调整在每个信道上所调制的比特数，以便充分的地利用线路。一般来说，子信道的信噪比越大，在该信道上调制的比特数越多，如果某个子信道信噪比很差，则弃之不用。目前，ADSL可达到上行640kbps、下行8Mbps的数据传输率。
DMT技术的基本原理是把可用带宽（1MHz以下）分成256个独立的正交子信道，每
27
个子信道带宽为4.3125kHz，根据信道的性能（如信噪比、噪声、衰减等），把输入数据自适应地分配到每一个子信道上。如果某一个子信道无法承载数据，则简单予以关闭，而对于那些可用子信道，一个码元包络内可载送1--11比特信息。如果将传输信道在频率上划分若干段，在每个频段(对应于不同的频率)采用上面提到的QAM方法，然而再将各自输出叠加在一起，经传输信道传送。所得到的波形即为DTM码。上述简单的DMT系统中的频段，有各种称法：频率盒(bins)、音调(tones)、子信道(sub channels)和子载波(sub carrier)，但其语义基本相同。DMT中的频段划分原则，是使每个盒的频率为一个公共频率的整数倍。此公共频率称为基本频率(fundamental frequency)。
ADSL2的主要技术特性
(1) 速率提高、覆盖范围扩大(2)线路诊断技术(3)增强的电源管理技术(4)速率自适应技术
无分离器ADSL2技术
无分离器ADSL2（G.992.4）是对G.lite（G.992.2）的增强，主要包括两大方面：一是与G.992.3相似的改进，如增加了全数字模式，增加了PTM模式，可支持四种延迟通道、四个承载信道，以及传输能力、线路诊断、在线重配置、功率控制、频谱控制、减小功耗等；二是与无分离器特性相关的改进，如包含快速重训练的更强大的激活过程、自适应长度快速启动等。由于G.lite的应用很少，制订G.992.4主要为了标准上的完整性，应用前景有限
ADSL2+的技术特点
ADSL2+除了具备ADSL2的技术特点外，还有一个重要的特点是扩展了ADSL2的下行频段，从而提高了短距离内线路上的下行速率。使用ADSL2+可以有效地减少串话干扰。 xDSL网络分析
优势：
xDSL技术直接利用现有用户电话线，节省投资； ADSL传输距离，一般地可以达到2-3公里 ADSL的双向速率不对称性，符合用户使用互联网“下载的内容多，上传的内容少” 的业务特性； 劣势：非对称的上下行传送通道限制了交互式多媒体业务的发展，诸如视频会议业务难以开展；DSLAM的上联汇聚逐渐成为网络瓶颈；终端及线路维护复杂 大规模推广及宽带化受到线路交接点品质、线间串扰等客观限制； 机遇：网络形成规模，成为固网运营商业务收益的一个重要来源
与2.5亿的固定电话用户相比，宽带用户所占比例不到3%，仍有巨大发展空间
挑战：快速实现网络规模在深度和广度上的进一步扩大；适应规模建设，有效降低运维成本、简化维护管理流程；选择合适的组网模式和认证方式；精细化管理业务和内容服务
光纤接入
有源光接入技术：PDH、SDH -> MSTP
无源光接入技术：APON,BPON,GPON,EPON
PON（Passive Optical Network：无源光纤网络）。 PON（无源光网络）是指（光配线网）中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端（OLT），一级一批配套的安装于用户场所的光网络单元（ONUs）。在OLT与ONU之间的光配线网（ODN）包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。PON网络的突出优点是消除了
28
户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。而且这种接入方式的前期投资小，大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但它造价低，无须另设机房，维护容易。因此这种结构可以经济地为居家用户服务。PON的复杂性在于信号处理技术。在下行方向上，交换机发出的信号是广播式发给所有的用户。在上行方向上，各ONU必须采用某种多址接入协议如时分多路访问TDMA（Time Division Mutiple Access）协议才能完成共享传输通道信息访问。
优势 1) 相对成本低，维护简单，容易扩展，易于升级。PON结构在传输途中不需电源，没有电子部件，因此容易铺设，基本不用维护，长期运营成本和管理成本的节省很大
2) 无源光网络是纯介质网络，彻底避免了电磁干扰和雷电影响，极适合在自然条件恶劣的地区使用。
3) PON系统对局端资源占用很少，系统初期投入低，扩展容易，投资回报率高 4) 提供非常高的带宽。EPON目前可以提供上下行对称的1.25Gb/s的带宽，并且随着以太技术的发展可以升级到10Gb/s。GPON则是高达2.5Gb/s的带宽。
5) 服务范围大。PON作为一种点到多点网络，以一种扇出的结构来节省CO的资源，服务大量用户。用户共享局端设备和光纤的方式更是节省了用户投资。
6) 带宽分配灵活，服务有保证。G/EPON系统对带宽的分配和保证都有一套完整的体系。可以实现用户级的SLA。
APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛（FSAN）标准化的PON技术，FSAN在2001年底又将APON更名为BPON，APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。 为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟（EFMA）在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，IEEE 802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps对称速率，将来速率还能升级到10Gbps。EPON产品得到了更大程度的商用，由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。对于Gbit/s速率的EPON系统也常被称为GE-PON。
GPON，FSAN与ITU已对其进行了标准化，其技术特色是在二层采用ITU-T定义的GFP（通用成帧规程）对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，能提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有标准的上行速率，并具有强大OAM功能。在高速率和支持多业务方面，GPON有明显优势，但成本目前要高于EPON，产品的成熟性也逊于EPON
光接入网的设计考虑 光接入汇聚节点(CO)
上联核心光传输网络(SDH,IP,ATM)、汇聚业务带宽(Nx2.5G10G)、具备智能化管理功能、具备多样化业务管理功能、具备网络元素(光纤,带宽,业务)计费控制能力
网络安全与信息安全机制、实现500米1000米覆盖率 用户节点(ONU)
按用户类型划分(FTTB,FTTC,FTTH)+(LAN+WLAN+xDSL)、按业务提供划分(Data,IP,Voice,Video/HDTV,VPN,TDM)、具备智能化管理功能、具备多样化业务管理功能、具备支持多业务能力、信息安全机制、电源提供(本地/随路供电)
光接入网
光纤到路边（FTTC）、光纤到楼（FTTB）、光纤到家（FTTH）和光纤到办公室（FTTO） 无源光网络上行信道的传输技术
根据接入网室外传输设施中是否含有源设备，OAN可以划分为无源光网络（PON，Passive Optical Network)和有源光网络（AON,Active Optical Network),前者采用光分路器分
29
路，后者采用电复用器分路。光网络（pon）主要采用无源光功率分配器（耦合器）将信息送至个用户.
以太网接入
EPON（以太无源光网络）是一种新型的光纤接入网技术，它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点：低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理等等。在物理层，IEEE 802.3-2005规定采用单纤波分复用技术(下行1490 nm，上行1310 nm)实现单纤双向传输，同时定义了1000 BASE-PX-10 U/D和1000 BASE-PX-20 U/D两种PON光接口，分别支持10 km和20 km的最大距离传输。在物理编码子层，EPON系统继承了吉比特以太网的原有标准，采用8B/10B线路编码和标准的上下行对称1 Gbit/s数据速率(线路速率为1.25 Gbit/s). 在数据链路层，多点MAC控制协议(MPCP)的功能是在一个点到多点的EPON系统中实现点到点的仿真，支持点到多点网络中多个MAC客户层实体，并支持对额外MAC的控制功能。MPCP主要处理ONU的发现和注册，多个ONU之间上行传输资源的分配、动态带宽分配，统计复用的ONU本地拥塞状态的汇报等。EPON媒质的性质是共享媒质和点到点网络的结合。在下行方向，拥有共享媒质的连接性，
而在上行方向其行为特性就如同点到点网络。 EPON的关键技术问题
如前所述，EPON技术目前还处在研究讨论阶段，还有许多问题有待解决，主要包括以下几个方面。 1．上行信道复用技术2．测距和时延补偿技术3．支持突发信号的光器件4．突发信号的快速同步
EPON协议简单，对光收发模块技术指标要求低，因此系统成本较低。另外，它继承了以太网的可扩展性强、对IP数据业务适配效率高等优点，同时支持高速Internet接入、语音、IPTV、TDM专线甚至CATV等多种业务综合接入，并具有很好的QoS保证和组播业务支持能力，是目前建设高质量接入网的重要技术之一。
无线接入
用户提供无线宽带数据服务的技术主要有3G、Wi-Fi和WiMAX，3G是广域网技术，它主要面向全球手机用户群，其主要弱点是显示屏幕小和数据传输速率低，一般下行数据速率仅为384Kbps，不过最近电信公司和手机制造商正在逐步采用所谓的超3G技术HSDPA来将下行数据传输速率提高到3Mbps左右，并积极研发可将下行数据传输速率提高到50Mbps左右的4G技术。Wi-Fi是一种局域网技术，它只能通过Wi-Fi接入点为300米以内的多个用户提供最大54Mbps的下行数据传输速率。WiMAX则是一种城域网技术，一个基站就可为3到10公里半径范围内的多个固定用户提供最大40Mbps的下行数据传输速率，以及为3公里半径范围内的多个移动用户提供最大15Mbps的下行数据传输速率。它的最大优势是覆盖工作距离很大而且允许在移动的环境(如汽车和游轮)上使用。
WLAN
无线局域网络(Wireless Local Area Networks； WLAN)是相当便利的数据传输系统，它利用射频(Radio Frequency； RF)的技术，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线(Coaxial)所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到「信息随身化、便利走天下」的理想境界。基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用未授权的2.4或5.3GHz射频波段进行无线连接。它们应用广泛，从家庭到企业再到Internet接入
30
热点
无线局域网的优点：
（1） 灵活性和移动性。（2）安装便捷（3）易于进行网络规划和调整（4）故障定位容易5）易于扩展
WLAN的硬件设备 （1） 无线网卡。无线网卡的作用和以太网中的网卡的作用基本相同，它作为无线局域网的接口，能够实现 （2）无线AP。AP是Access Point的简称，无线AP就是无线局域网的接入点、无线网关，它的作用类似于有线网络中的集线器。 （3）无线天线。当无线网络中各网络设备相距较远时，随着信号的减弱，传输速率会明显下降以致无法实现无线网络的正常通信，此时就要借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增强
Wi-Fi是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi是一个无线网路通信技术的品牌，由Wife联盟(Wi-Fi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把Wi-Fi及IEEE 802.11混为一谈。甚至把Wi-Fi等同于无线网际网路。
Wi-Fi 原先是无线保真的缩写，Wi-Fi 的英文全称为wireless fidelity,在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网的技术，以前通过网线连接电脑，而现在则是通过无线电波来连网；常见的就是一个无线路由器，那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用WIFI连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为“热点”。
WiMAX
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。WiMAX也叫802•16无线城域网或802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。全球互通微波存取（Worldwide Interoperability for Microwave Access，缩写为WiMAX），是一项高速无线数据网络标准，主要用在城域网络（MAN）。由WiMAX论坛（WiMAX Forum）提出并于2001年6月成形。它可提供最后一英里无线宽带接入，作为电缆和DSL之外的选择。它在IEEE 802.16标准的多个版本和选项中做出唯一的选择，以保证不同厂商产品的互操作性。在802.16 物理层的三个变体中，WiMAX选择了802.16-2004版的256 carrier OFDM，能够借由较宽的频带以及较远的传输距离，协助电信业者与ISP业者建置无线网络的最后一哩，与主要以短距离区域传输为目的之IEEE 802.11通信协定有着相当大的不同。
WiMAX达到的带宽及传送距离使其具有提供下列服务应用的潜力：
作为Wi-Fi 热点间或Wi-Fi热点到达网络其他部分之连接。 为最后一哩宽带存取提供电缆或数字用户回路（DSL）以外的无线替代方案。 长距离的通信：无线电波传送距离长，故涵盖率较佳。 提供高速的移动通信服务。 为企业营运持续计划中的网络连线提供分集化的来源：若企业同时拥有固定及无线网络连接，特别是由不相关的服务供应商提供时，则这些企业将较不易为特定之服务终止所影响。 为全球漫游连线（Nomadic connectivity）之应用。
WiMAX构建于高级无线技术，抵消效果的干扰提供更多数据以大范围。 两个关键高级无线突破结合入移动WiMAX标准是正交频分多访问(OFDMA)和多个输入/多个输出(MIMO)智能天线技术。 这两种技术有效地放置到更多的数据的可用电波以提高吞吐量和/或覆盖范围。 尤其有利MIMO高干扰环境中，如中心城市。WiMAX是一项新兴技术，能
31
够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性，由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1～6英里覆盖范围(取决于多种因素)，WiMAX可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外，凭借这种覆盖范围和高吞吐率，WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi热点提供回程
WiMAX的主要构成 1、传输单元
因此WiMAX传输互联网在前景，WiMAX网络使用的做法是，类似于移动电话。 开展某一定地理范围内被分成多个一系列重叠的区域称为单元。 每一个单元提供覆盖范围为用户在该邻域。 当旅行到主要从一个单元到另一个，无线连接是递送关闭从一个单元到另一个。
2、主要设备
WiMAX网络包括两个主要组件:一个基站和订户设备。 WiMAX基站安装在一个立式或高楼为广播此无线信号。 订户接收信号在WiMAX启用笔记本电脑,Mobile Internet Device (MID)(或者甚至了WiMAX调制解调器。
3、应用范围
WiMAX标准支持移动，便携式和固定服务选项。 这使无线供应商提供宽带互联网访问区域相对不发达通过电话和电缆公司。 用于固定WiMAX部署中，服务提供商提供客 户端设备(CPE)，作为指向无线“modem”以提供的界面为WiMAX网络为特定位置，如家庭、网吧，或办公室。 WiMAX也以及适合新兴市场作为的经济方法提供高速度互联网。
WiMax五大优势 优势之一，实现更远的传输距离。WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。优势之二，提供更高速的宽带接入。据悉，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。优势之三，提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi－Fi热点连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。WiMax可为50公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。优势之四，提供多媒体通信服务。由于WiMax较之Wi－Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。优势之五, 从产业链来讲，Wimax有商用数据上网卡有商用手机(HTC Max 4G)，并且还存在终端一致性测试的问题。所以，WiMAX的产业链还需要经过像TD-SCDMA产业链的规模试验过程
3G上网
3G上网是继GSM 、GPRS、EDGE后的新的技术，国内三大运营商之一中国移动采用的是自主产权的TD-SCDMA，速度可达2.8M;中国电信采用cdma 2000技术，现在架设的EVDO REV.A网络速度可达3.1M.而中国联通采用的是国际主流WCDMA技术，理论速度可达7.2M.现在国内的3G网络正在全面覆盖中。到时就会有更精确的数据。3G上网仍有很多技术难题需要解决。3G网络暂时无法支持大规模上网活动，移动通信网络的空中资源有限，根本无法支持数以亿计的网络用户。中国电信和中国移动都发布了“C＋W”（CDMA＋WLAN）和“T＋W”（TD＋WLAN）战略，利用WLAN（无线局域网）作为3G的重要补充技术。中国电信和中国移动下半年都将大规模建设无线局域网。 3G系统能够满足高速率传输以支持多媒体业务，它在室内静止环境可达2Mbps、在室内外步行环境可达384Kbps、在室外快速移动环境可达144Kbps。3G网络可以利用WiFi高速数据传输的特点以弥补自己
32
数据传输速率受限的不足，而WiFi不仅可利用3G网络完善的鉴权与计费机制，而且可结合3G网络广覆盖的特点进行多接入切换功能。这样就能实现WiFi与3G的融合，使3G运营锦上添花，进一步扩大业务量。
Qos
2．时延抖动
时延抖动是指时延在平均值上下的起伏，根据实际测量发现，抖动大于500ms是不可接受的，而抖动达到300ms时，是可以接受的，此时为了消除抖动会引起较大的时延，综合时延对语音质量的影响来考虑，要求承载网的抖动小于80ms。
抖动会引起端到端的时延增加，会引起语音质量的降低。影响抖动的因素一般和网络的拥塞程度相关。网络节点流量超忙，数据包在各节点缓存时间过长，使得到达速率变化较大。由于语音同数据在同一条物理线路上传输，语音包通常会由于数据包的突发性而导致阻塞
3．丢包率
丢包率的形成原因主要有两点，一是传统IP传输过程中的误码，这种情况在目前的网络条件下发生的概率极低。另一个是不能保障业务带宽造成的，当网络流量越拥塞，影响就越强烈，丢包发生率也就越大。
丢包对VoIP语音质量的影响较大，当丢包率大于10%时，已不能接受，而在丢包率为5%时，基本可以接受，因此，要求IP承载网的丢包率小于5%。
软交换网对IP承载网的要求包括媒体流和信令流两部分，其中媒体流对承载网的最高QoS指标为时延≤100ms、时延抖动≤10ms、丢包率≤1%；信令流对承载网基本QoS的要求为：时延≤100ms、时延抖动≤10ms、丢包率≤0.1%、包差错率≤10 。
M/M/1排队：表示泊松到达、指数服务特性、一个服务员的排队系统。这里符号M来自马尔可夫（Markov）过程，用来表示泊松过程或相应的指数分布。
M/M/m排队：表示泊松到达、指数服务分布特性、m个服务员的排队系统。 M/G/1排队：表示泊松到达、服务时间服从一般分布的单服务员排队系统。 M/D/1排队：表示泊松到达、服务时间为常数的单服务员排队系统。
33
34
M/M/1、M/G/1、M/D/1排队模型
35
36
37
38
39
40
41
42
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容