大话传送网Word文档下载推荐.docx
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传送网将遍布全球的业务层面的孤岛联成了固定电话网、移动通信网、宽带互联网,套用一句熟悉的广告词,我们不生产信息,我们只是通信系统的搬运工。
在我看来,传送网就是远距离传送信息的可靠的网络。
为什么说远距离呢,你要给你的办公室的同事或者邻居一个东西,就没必要叫快递公司。
同样,信息的传递也不是处处都需要传送网,一般机房内的各种互联就可以直接对接,网
线和2M同轴电缆可以传100米左右,有的设备配置单模光模块也可以传个十几甚至几十公
里,但是几百公里甚至几千公里呢?
远和近没有绝对的界限,只要是业务网鞭长莫及的,就要交给传送网了。
另外一方面就是容量,业务侧通过光纤直连在一定距离内固然可以实现,但是这么多专
业都光纤直连,势必要消耗大量的光缆纤芯,付出的建设成本会很高。
这就好比大家都不
通过快递公司,而是自己开车、坐火车或飞机去送货,那肯定不是十几块钱能搞定的。
传
送网可以达到一对纤芯承载8T甚至更高的业务,传送效率越高就意味着单比特的传送成本
越低,正所谓“因为专注,所以专业”。
再者就是安全,你货物交给快递肯定不希望弄丢了,传送网也必须要保证信息传递的安全性和准确性,需要提供各种容错机制、保护倒换作为安全性的保障。
其实传送网各种技术发展了几十年至今,无非就是这几个关键点:
容量、安全、长距离。
1.1、支路到线路的复用
我们要通过快递寄东西,要先找来快递员填单子,将东西交给快递公司。
业务网通过传送网承载业务,业务网和传送网设备之间也需要一个接口。
快递寄东西,信封和包装箱有
相应的尺寸规格,业务网和传送网的接口也需要有一个标准,这个标准包含了接口的形状
尺寸、电平值、速率、帧结构等。
(业务网:
为接入用户提供一种或几种业务的网络,如
电话网、传真网、数据网等。
)
如果尺寸不一致接头根本都塞不进去就更谈不上传送;
电平值定义一致是为了接收端知道你发的电平值是代表0还是1,就像古代的摔杯为号,都是事先商量好的,旁人根本傻傻搞不清楚;
而速率一致才能保证一字不漏的接收信息;
帧结构是规定了这一长串序列的哪几个比特是表示什么信息,就像用标点符号来断句一样。
总之,想要通过传送网传递信号,就要遵循这个标准,否则就是驴唇不对马嘴。
还记得数年前,大家手机没电了要借充电器都是这样问:
谁手机是诺基亚的,充电器借
我用用,即使同一品牌,接口也不尽相同。
现在基本安卓系统的手机就不存在这个问题,
因为大家接口形状大小、充电电压都相同,这就是标准。
标准统一可以实现多厂家互通,
形成良性的市场竞争,避免垄断局面。
我们知道,传送网传递的是业务侧的0和1组成的码流,那么收发两端就需要这些码流
以双方约定好的规则发送。
传送网的发展从PDH到MSTP二十多年来,说起业务侧接口提起
最多的就是E1,所以我们先来了解一下E1。
E1是PCM(脉冲编码调制)标准的一部分(日本、北美采用T1,速率1.544M),那么E1
到底是什么呢?
早期的固定电话网的语音信号每路是64K,E1就是为传送64K语音信号而
生的的接口,一个E1可以容纳32路64K,那么E1的速率就是32*64k=2.048Mbit/s,就是
我们常说的2M。
1路E1里的32路64k时隙中包含了30路语音信号、1路同步信号和1路
信令。
语音信号的64K是如何得来的,在大学通信原理中都讲过。
根据奈奎斯特定律对语音信
号进行每秒8000次的抽样就可以清晰的还原出语音信号,每次抽样的电平值用1个字节
(8bit)表示,每路语音信号的速率就是8K*8bit/s=64kbit/s。
E1有3种用法:
一种是成复帧,用于时隙16传送随路信令的情况,需要将16帧的第16时隙组合起来
才能传送完整的信令,所以要16帧捆绑起来用。
一种是信道化的E1,就是时隙16不传送信令,除时隙0之外其余31个时隙用来传送
信息。
一种是非信道化的E1,就是整个E1用来封装数据(如以太网),不区分32个时隙。
最初E1是因固定语音业务需求而生,后来这个E1也就成了传送网的接口标准之一。
现
如今,所有需要通过传送网传送的低速率业务,就需要遵循这个标准,如GSM、3G语音采
用其他编码方式,速率也不是每路64k,但接口都是沿用E1,其他非语音的低速信号也统
统沿用这个接口。
这就像我们很熟悉的5号电池,直径14mm,高度49mm,我们不需要知道
为什么是这个尺寸,是谁规定了这个尺寸,我们只知道生产厂家不按照这个尺寸生产,就
一定卖不出去,这就是标准。
有了E1接口,语音业务可以接入到传送网中,可接下来业务怎么传递到目的地呢?
快
递公司每收一个货物,会不会装上车就直接开往目的地?
当然不会,那样和我们自己开车去送没什么区别,传送网就失去了他的意义。
快递公司一定会把货物集中到一起,按照目
的地分别装到大的货车中传送,这样高昂的运费分摊到每一个小包裹上就很少,成本就降下来了。
传送网需要在站点间建立一个可以传送多路业务信号的大的通道,这个通道一定比业务信号的带宽要大很多。
对于传送网来说,业务接入(收发快递)叫做支路侧,站点间传送
通道(物流运输)叫做线路侧,有了线路侧把站点之间连接起来,才能称之为网络。
把很多货物放到一个车厢里运输在传送网里有个专业的词,叫做复用,复用就是若干路
信号合并到一起传送的过程。
下图就是一个最简单的传送网示意图,在两个站点之间建立一个8M的线路侧通道,可
以容纳4个E1业务,站点间的2个E1业务通过线路侧的通道传送,其余两个E1作为冗余,
可以计算出这个8M的带宽利用率为50%。
上图中,支路信号通过“时分复用”的方式装载到线路通道当中,这里有必要介绍一下
各种复用方式:
空分复用、时分复用、频分复用、码分复用。
我们打个比方,在一个房间里有四个人,两两成对的同时一对一交流,他们互相之间有会干扰,为了解决这个问题提高交流的效率,目前有以下几种办法:
空分复用:
这个简单,让四个人分到两个房间里去对话,空间分离了,自然干扰就消除了,你走你的阳关道,我过我的独木桥。
对于传送网来说,新建一个传输系统来提高容量就是空分复用。
时分复用:
就是两组快速轮流说话。
原本每组说一句话用1秒钟,现在改为每个组说0.5
秒后换另一个组说,这样两组说话的时间互相不重叠,就像把时间切成一片片的分给大家使用,达到了快速传递信息消除干扰的目的。
时分复用的等级越高,就需要说话的速度越
快,就像中国好声音主持人华少那样。
传送网的速率升级就是提高时分复用的等级,从2M
到8M,信号传送的时间不变,只是每个bit信号占有的时间窗口缩短到原来的1/4。
频分复用:
让两组分两个声部去说,就像女高音和男低音一同演唱那样,两组各自锁定
收听各自的声部,由于声音之间差别较大易于分辨,也能达到消除干扰的效果。
频分复用
在生活中最常见的就是收音机,不同调频的节目都在空气中传播,我们通过调整收音机接
收的频率去切换频道,只要频率保持一定的间隔,就不会收到其他频道的节目。
传送网的
波分复用就是让信号调制成不同的波长在一根光纤中传送,我们物理课都学过波长和频率
是成反比的,波长不同就是频率不同,这实际上就是光纤内的频分复用。
(c=λf)
码分复用:
大家都有这样的经验,我们在聊天的时候,如果旁边有其他人说汉语,我们
一定会觉得受打扰,但是如果旁边的人在说法语,而我们又不懂法语的话,旁边人说话对我们的干扰一定小很多,就当是背景噪声了。
码分复用就是利用这个原理,让两组人分别
用汉语和法语说话。
码分复用在无线专业中听到的比较多,在传送网专业也有对应的
OCDMA(光码分多址)的研究,但目前尚无应用。
(即编码不同)
了解了支路到线路的复用,那么接下来的问题是,支路侧和线路侧采用什么速率接口,支路侧接信号如何复用到线路接口中传送,我们又去怎样监控系统的工作状态等等,解决这些问题的方法需要一个完整的技术体系,比如我们接下来要说的PDH和SDH。
前文多次提到了映射(装箱子)、复用(小箱子装入大箱子),这个过程是如何实现的
呢?
SDH规定了一系列的映射复用的方式,下图是我国使用的方式的示意图。
图中的各个单元对应如下:
C:
容器,VC:
虚荣器,TU:
支路单元,TUG:
支路单元组,AU:
管理单元,AUG:
管理单元组。
在这里我们对于E1封装到STM-1的过程进行简单的说明,目的是大概了解这个过程的原理,毕竟我们不是搞开发的人员。
还是把E1当做一个货物来看待,首先SDH提供一个叫做C12的箱子,这个箱子尺寸
(速率)略大于E1,E1装入C12时要塞一些泡沫固定(码速调整),C12贴上标签(通道开销)之后形成了带标签的箱子(VC12)。
VC12被绳子绑在了固定的位置(指针定位)之后形成TU12。
3个TU12组合在一起(复用)形成了TUG2,7个TUG-2组合在一起(复用)形成了TUG3,3个TUG3又组合(复用)在一起装在了一个叫做C4的大的箱子里,C4贴上
标签(通道开销)后形成VC4,VC4又被绳子固定(指针定位)后形成AU4,AU4加上车头
(SOH)后最终形成了货车(STM-1)。
N辆货车(STM-1)组成了长长的车队(STM-N)。
其他速率的信号复用的过程也大致类似,无非就是装箱(码速调整)、贴标签(通道开
销)、绑定位置(指针定位)、组合(复用)、加车头(段开销)几个过程,从复用的路线图中都容易去理解。
SDH可以提供多种容器,包括C12、C3、C4,支路侧可以支持E1、34M、45M、140M的
PDH信号,同时STM-N也可以作为支路业务,如果线路侧速率是STM-M,支路侧速率是
STM-N,只要M大于N就可以。
这里SDH的复用是采用字节间插的方式,和PDH的按bit间插有所区别。
字节间插可以
一定程度保证信号的完整性,但需要的缓存要大一些。
特别需要说明的是,在这些容器中,VC(虚容器)是我们工作中最耳熟能详的一个,因
为VC是作为一个独立的单元被调度(交叉)的,从我们举的装车的例子也容易理解,被贴
上了标签的箱子作
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