第11章 城域传输网设计 11.1 SDH骨干传输网络 【重点】 11.2 DWDM骨干传输网络【重点】 11.3 电信级以太城域网设计 11.3 电信级以太城域网设计 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 教学讨论： （1） （2） （3） 主讲：易建勋

11.1.1 SDH网络工作原理 11.1 SDH骨干传输网络 ITU-T在SONET基础上制定了SDH（同步数字系列）标准。 基本帧结构为STM-N（同步传输模块）。 STM-1帧：9行×270列=2430Byte 帧传输原则： 按帧结构顺序，从左到右，自上至下逐个字节传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [P291图11-1] STM-1帧结构 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [P291图11-1] STM-4帧结构 主讲：易建勋

ITU-T规定，任何级别的STM-N帧，帧频都是8000帧/秒，帧周期恒为125μs。 STM-1的传输速率为： 11.1 SDH骨干传输网络 ITU-T规定，任何级别的STM-N帧，帧频都是8000帧/秒，帧周期恒为125μs。 STM-1的传输速率为： 8000×2430×8=155.52Mbit/s。 STM-N帧开销和位置是固定的，与负载无关。 SDH帧可以封装各种信息（如Ethernet、E1、PPP等），因此SDH可用于集成新的服务。 在SDH链路上使用PPP封装，因此可以在SDH传输网上实现IP over SDH。 主讲：易建勋

ITU-T规定了5种标准容器：C11、C12、C2、C3、C4，我国只采用C12、C3和C4三种容器。 11.1 SDH骨干传输网络 2．SDH的容器 容器主要完成速率调整功能。 ITU-T规定了5种标准容器：C11、C12、C2、C3、C4，我国只采用C12、C3和C4三种容器。 由标准容器出来的数据流加上通道开销后，就构成了虚容器（VC），它用于支持通道层的连接。 主讲：易建勋

将低速支路信号复用为SDH标准速率信号，要经历映射、定位和复用3个步骤。 映射 将支路信号适配进虚容器（VC）。 定位 将帧偏移信息收进支路单元。 复用 将多个信道的信号复合起来，在一个公共信道上进行传输。 主讲：易建勋

[P292图11-2] 我国采用的SDH复用与映射结构 主讲：易建勋

字节间插是将低级别的STM，向高级别的STM复用的方式。 11.1 SDH骨干传输网络 4．字节间插复用 字节间插是将低级别的STM，向高级别的STM复用的方式。 例如，STM-4的模块容量是STM-1的4倍，字节间插就是有规律地分别从4个STM-1中，依次抽出1个字节插入到STM-4中，在以上过程中，STM保持帧频不变（8000帧/秒）。 主讲：易建勋

由于支路信号在STM-N帧中的位置固定，因此可直接分出或插入。 可以用字节间插复用方式，将低速信号插入到高速STM-N模块中； 11.1 SDH骨干传输网络 由于支路信号在STM-N帧中的位置固定，因此可直接分出或插入。 可以用字节间插复用方式，将低速信号插入到高速STM-N模块中； 也可以用字节间插复用方式，从高速STM-N信号中分出低速支路信号。 信号分出和插入设备称为ADM（分插复用器）。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] 信号的分出与插入 主讲：易建勋

11.1.2 SDH传输网络接口 11.1 SDH骨干传输网络 1．光接口与电接口 ITU-T G.957将光接口分为三类： 局内通信光接口 短距离局间通信光接口 长距离局间通信光接口 主讲：易建勋

ITU-T规定了SDH接口标准速率等级； 基本等级STM-1的速率为155.52Mbit/s； 高等级的同步传输模块，可以由低等级的模块复接而成，复接个数是4的倍数。 例如： STM-4＝STM-1×4； STM-16＝STM-4×4； STM-64＝STM-16×4等。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH光接口类型 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 3．SDH设备接口 （1）SDH电接口 E1（2Mbit/s）电接口； 75Ω同轴接口； STM-1 155Mbit/s电接口； 100/1000M以太电接口等。 （2）同步时钟接口 外接高精度时钟源（如BITS）接口； 如符合G.703 建议的2.048MHz外同步时钟接口 接口为75Ω同轴接插件。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 （3）数字通信及设备维护接口。 X.25接口，作网络管理接口； RS232接口，作网元管理接口； 以太网接口，作网络管理接口； N×64kbit/s接口，作数据通信接口； RS422数据接口； RJ11接口，作公务电话接口等。 （4）电源接口。 给设备子架提供-48V电源 进行电源告警管理 主讲：易建勋

11.1.3 SDH传输网络的同步 11.1 SDH骨干传输网络 1．信号的同步 同步是数字信号在传输时，速率必须保持一致。 （1）位同步 收发两端的时钟频率必须同频、同相。 常用方法是接收端直接从接收到的信号码流中提取时钟信号，作为接收端的时钟基准，使收发双方时钟保持同步。 （2）帧同步 实现数据和语音信号的正确分路。 主讲：易建勋

在数字网中，各个节点分别设置高精度的独立时钟，速率的变化限制在规定范围内。 通常国际通信时采用准同步方式。 11.1 SDH骨干传输网络 （3）数字同步网 （4）准同步 在数字网中，各个节点分别设置高精度的独立时钟，速率的变化限制在规定范围内。 通常国际通信时采用准同步方式。 主讲：易建勋

网络内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均以主局时钟为定时基准，并且逐级下控，直到网络终端局。 11.1 SDH骨干传输网络 2．SDH同步网 SDH同步的方法有主从同步和伪同步。 （1）主从同步 网络内设一时钟主局，配有高精度时钟，网内各局均以主局时钟为定时基准，并且逐级下控，直到网络终端局。 一般用于国家、地区内部的数字网络。 我国SDH网采用分级主从同步方式。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] 时钟的主从同步 主讲：易建勋

各数字交换局在时钟上相互独立，毫无关联，而各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度，一般用铯原子钟。 11.1 SDH骨干传输网络 （2）伪同步 各数字交换局在时钟上相互独立，毫无关联，而各数字交换局的时钟都具有极高的精度和稳定度，一般用铯原子钟。 由于铯原子钟精度高，误差很小，接近同步。 伪同步方式一般用于国际数字传输网络中。 主讲：易建勋

11.1.4 SDH传输网设计技术 11.1 SDH骨干传输网络 1．SDH传输网络设备 大部分SDH器件以插板形式，集中安装在机柜中。 [P395图11-5] SDH信号交换方式 主讲：易建勋

将多路低速信号复用成为1路高速信号，或者将1路高速信号分接成多路低速信号。 （2）ADM（分插复用器） 11.1 SDH骨干传输网络 （1）TM（终端复用器） 将多路低速信号复用成为1路高速信号，或者将1路高速信号分接成多路低速信号。 （2）ADM（分插复用器） 应用最广泛的设备，用于SDH网络的中间局站。 主要功能： 在高速信号中分出或插入部分低速信号； 进行不同VC（虚容器）之间的互连； 构成自愈环网络。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 （3）DXC（数字交叉连接设备） 对接入端口的速率进行控制； 分接/插入功能； 分离业务功能； 电路调度功能； 简易网络配置功能； 网关功能； 网络保护倒换功能； 测试设备接入功能等。 主讲：易建勋

纯光再生中继器，主要进行光功率放大，以延长光传输距离； 11.1 SDH骨干传输网络 （4）REG（再生中继器） 延长传输距离，不能上/下电路。 纯光再生中继器，主要进行光功率放大，以延长光传输距离； 电再生中继器，通过光/电变换，电信号抽样、判决、再生整形，电/光变换，达到消除线路噪声，保证线路传送信号波形的完好。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 2．SDH网络拓扑结构 SDH网络支持的拓扑结构有： 点到点、链路形、环形、星形和网状形等 [P296图11-6] SDH网络基本结构 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH系统组成 主讲：易建勋

网络发生故障时，无需人为干预，网络自动在极短的时间内（ITU-T规定为50ms），使业务自动从故障中恢复传输。 11.1 SDH骨干传输网络 3．自愈环 网络发生故障时，无需人为干预，网络自动在极短的时间内（ITU-T规定为50ms），使业务自动从故障中恢复传输。 自愈是通过备用信道将失效的业务自动恢复，不涉及具体故障部件和线路的修复。故障的修复仍然需要人工干预才能完成。 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 5．SDH城域传输网设计案例 （1）设计目标 （2）组网方案 （3）传输系统 （4）设备配置 （5）结构设计 （6）网管系统 （7）业务功能及实现 （8）网络时钟同步 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH网络应用案例 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH网络应用案例 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH网络应用案例 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH网络应用案例 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH网络应用案例 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH网络应用案例 主讲：易建勋

11.1 SDH骨干传输网络 [案例] SDH网络设备 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 教学讨论： （1） （2） （3） 主讲：易建勋

11.2.1 DWDM网络工作原理 11.2 DWDM骨干传输网络 1．WDM系统工作原理 WDM采用频分复用（FDM）技术，每个波长信道在光谱中占用一定的频率。 WDM采用一系列特定长度的标准光波长。 主讲：易建勋

WDM系统按照波长信道间距不同，分为CWDM（粗波分复用）和DWDM（密集波分复用）。 2．DWDM与CWDM WDM系统按照波长信道间距不同，分为CWDM（粗波分复用）和DWDM（密集波分复用）。 一般认为：波长信道间距大于1nm，且信道总数少于18个时，称为CWDM； 如果波长信道间距小于1nm，且信道总数大于18个，则称为DWDM系统。 现有的商用WDM系统大部分是DWDM系统。 主讲：易建勋

单纤双向传输可以减少光纤和线路放大器的数量。 双向传输的DWDM系统设计复杂。 目前DWDM系统大部分采用单纤单向传输。 3．单纤双向传输 单纤双向传输可以减少光纤和线路放大器的数量。 双向传输的DWDM系统设计复杂。 目前DWDM系统大部分采用单纤单向传输。 对于单纤双向传输的DWDM系统，我国没有完全禁止，但也并不提倡。 EPON系统是采用时分复用的单纤双向传输系统。 主讲：易建勋

如果采用0.4nm（50GHz）信道间距，可传送128个光信道； CWDM采用20nm（2500GHz）信道间距，可以传输18个光信道。 11.2 DWDM骨干传输网络 4．WDM信道容量 现有的成熟技术，在C波段（1530～1565nm）和L波段（1565～1615nm）采用0.8nm（100GHz）信道间距，可传送64个光信道； 如果采用0.4nm（50GHz）信道间距，可传送128个光信道； CWDM采用20nm（2500GHz）信道间距，可以传输18个光信道。 目前在单光纤上采用DWDM技术，商用总容量达到了3.2Tbit/s（80信道×40Gbit/s，烽火通信） 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] 实验室DWDM系统性能 主讲：易建勋

DWDM可传送IP、SDH等数字信号，也可以传送CATV、视频监控、音频等模拟信号。 不同波长的光信号可以在同一根光纤中独立传输而互不干扰，因此能在一根光纤中同时传输声音、视频、数据等多媒体信息，实现多业务综合。 DWDM系统可以节约大量的光纤资源。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 如果DWDM系统中的ROADM（可重构光分插器）和OXC（光交换机）设备能够商用化，就可以直接进行光交换，免除O-E-O（光-电-光）转换步骤，提升网络效率。 DWDM系统扩容时，不需要改变原有的光纤设备，也不需要铺设光纤，只需要更换光端机或增加一个光波长，就可以进行容量扩充，因此DWDM是理想的扩容技术。 主讲：易建勋

（4）光传输网（OTN）已经开始商业化试用。 11.2 DWDM骨干传输网络 6．DWDM的发展 （1）新调制码型不断应用。 （2）信道间距不断变窄。 （3）单信道传输速率不断提高。 （4）光传输网（OTN）已经开始商业化试用。 主讲：易建勋

（5）随着信道间距的减小，相邻信道之间的信号光谱开始发生重叠。 （6）设备费用仍然相当高。 11.2 DWDM骨干传输网络 7．DWDM系统存在的问题 （1）网络管理仍不成熟。 （2）性能管理有待研究。 （3）不同厂商的DWDM产品兼容性较差。 （4）一些重要的光器件不成熟。 （5）随着信道间距的减小，相邻信道之间的信号光谱开始发生重叠。 （6）设备费用仍然相当高。 主讲：易建勋

11.2.2 DWDM网络基本结构 11.2 DWDM骨干传输网络 现在ITU-T还没有形成统一的WDM规范。 1．集成式WDM系统和开放式WDM系统 集成式WDM兼容性较差，应用不多。 开放式WDM系统是在波分复用器前加入OTU（波长转换器），将SDH、Ethernet、CATV等不规范的波长转换为标准波长。 开放式WDM系统可以实现不同厂商的DWM设备，工作在一个WDM系统内。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [P301图11-9] 开放式WDM系统结构 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] DWDM系统结构 主讲：易建勋

在1548～1560nm波长区内的16个波长，可充分利用EDFA的高增益区，更容易实现各信道的增益均衡。 11.2 DWDM骨干传输网络 2．波长工作区的选择 在1548～1560nm波长区内的16个波长，可充分利用EDFA的高增益区，更容易实现各信道的增益均衡。 很容易在该区域的另一侧（1530～1545nm）开通另外16个波长，扩容为32信道的WDM系统。 WDM系统对中心频率偏移有严格规定。 信道间距为100GHz的16×2.5Gbit/s的WDM系统，到光信号终了时，波长偏移应不大于±20GHz。 主讲：易建勋

业务分散型网络多采用光复用段保护环方式。 （1）光通道保护环 11.2 DWDM骨干传输网络 3．WDM系统环路保护 业务集中型网络多采用光通道保护环方式; 业务分散型网络多采用光复用段保护环方式。 （1）光通道保护环 光通道保护环采用双发优收（单收）方式实现保护，一根光纤组成工作环路，另一根光纤组成保护环路。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 1+1保护环结构： 1：1保护环结构： 缺点：光通道利用率低，成本较高。 信号发送端同时向工作环路和保护环路发送数据，由接收端进行信号选收。 不需要复杂的倒换协议，可靠性较高。 1：1保护环结构： 首端的连接是不确定的，产生保护倒换请求时，才进行保护首端的连接。 缺点：光通道利用率低，成本较高。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 （2）光复用段保护环 只在光信道上进行1+1保护； 不对终端设备进行保护； 这种方法减少了成本。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] 4纤双向自愈环 主讲：易建勋

当输入的光信号功率迅速增大时，会使光放大器内部产生“光浪涌”现象，导致输出的光功率出现“尖峰”，其峰值功率可达到数十瓦。 11.2 DWDM骨干传输网络 4．WDM系统安全要求 当输入的光信号功率迅速增大时，会使光放大器内部产生“光浪涌”现象，导致输出的光功率出现“尖峰”，其峰值功率可达到数十瓦。 这种高功率的光信号非常危险，有可能烧坏光连接器件和光接收机。 为了防止光浪涌，当检出光缆中断或信号中断时，系统应自动减小或切断向光放大器的馈送功率； 链路状态恢复时，待光信号恢复一定时间后，再恢复光放大器的馈送功率。 主讲：易建勋

11.2.3 DWDM网络常用器件 11.2 DWDM骨干传输网络 1．DWDM系统组成 发射部分： 光发射机，光波长转换器（OTU），光合波器（OMU） 接收部分： 光分波器（ODU），光接收机等 传输部分： 光线路放大器（LA），光分插复用器（OADM）等 主讲：易建勋

工作站（WS），网络管理终端（EOT），管理软件等。 11.2 DWDM骨干传输网络 监控部分： 光监控通道（OSC）等； 网管部分： 工作站（WS），网络管理终端（EOT），管理软件等。 主讲：易建勋

DWDM系统对波长、波长间距、中心频率偏移等有严格要求。 （2）光接收机 2．光端机 （1）光发射机 DWDM系统对波长、波长间距、中心频率偏移等有严格要求。 （2）光接收机 主讲：易建勋

光放大器不需要经过光-电-光（O-E-O）转换，可直接对光信号进行放大的有源器件。 11.2 DWDM骨干传输网络 3．掺铒光纤放大器（EDFA） （1）光放大器功能 DWDM系统光放段距离为60～80km； 光放大器不需要经过光-电-光（O-E-O）转换，可直接对光信号进行放大的有源器件。 光中继放大器（REG）可对光信号进行O-E-O转换，并且对信号进行3R（再放大，再整形，再定时）处理； 使用光中继放大器（REG）后，光信号传输距离可达到600km。 主讲：易建勋

掺稀土元素的掺铒光纤放大器（EDFA）； 半导体激光放大器（SOA）； 非线性拉曼光纤放大器（SRA）。 目前WDM系统大部分采用EDFA。 11.2 DWDM骨干传输网络 （2）光放大器的类型 目前商用的光放大器： 掺稀土元素的掺铒光纤放大器（EDFA）； 半导体激光放大器（SOA）； 非线性拉曼光纤放大器（SRA）。 目前WDM系统大部分采用EDFA。 主讲：易建勋

EDFA由掺铒光纤、泵浦激光和耦合器等组成。 EDFA是在石英光纤中掺入铒离子（E3+），使掺铒光纤具有受激放大功能； 11.2 DWDM骨干传输网络 （3）EDFA工作原理 EDFA由掺铒光纤、泵浦激光和耦合器等组成。 EDFA是在石英光纤中掺入铒离子（E3+），使掺铒光纤具有受激放大功能； 然后用高功率泵浦激光对掺铒光纤进行辐射激发，掺铒光纤受辐射激发后会对光信号进行放大。 耦合器的功能是将光信号与泵浦激光混合。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [P304图11-11] 掺铒光纤放大器基本结构 主讲：易建勋

出于激光安全性和光纤非线性的考虑，输出光功率一般限制在17dBm以下。 光信号的放大与码率和信号格式无关。 11.2 DWDM骨干传输网络 （4）EDFA技术性能 980nm泵浦激光可以保持较低的噪声系数； 1480nm泵浦激光可以获得较大的输出功率。 出于激光安全性和光纤非线性的考虑，输出光功率一般限制在17dBm以下。 光信号的放大与码率和信号格式无关。 EDFA能把各波长光信号同时放大。 WDM系统经过500～600km的传输后（中间需要OLA），必须使用光中继放大器（REG）对信号进行“光-电-光”转换和3R处理。 主讲：易建勋

4．光合波器（OMU）与光分波器（ODU） （1）分波/合波器的功能。 光合波器与光分波器也称为复用器/解复用器（MUX/DEMUX）。 11.2 DWDM骨干传输网络 4．光合波器（OMU）与光分波器（ODU） （1）分波/合波器的功能。 光合波器与光分波器也称为复用器/解复用器（MUX/DEMUX）。 合波器是将不同波长的光信号结合在一起的器件； 分波器将多波长信号分解为个别波长输出的器件。 主讲：易建勋

光栅型分波/合波器对温度很敏感，因此必须采用温控措施。 11.2 DWDM骨干传输网络 （3）分波/合波器技术性能 光栅型分波/合波器是一种无源器件； 波长间距可缩小到0.51nm。 插入损耗不会随信道的增多而增加； 能实现32～131个波长的复用。 光栅型分波/合波器对温度很敏感，因此必须采用温控措施。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [P305图11-12] 光栅型分波/合波器工作原理 主讲：易建勋

将输入的光信号转换成满足G.692要求的光信号。 大部分光波长转换器属于光-电-光型。 光波长转换器功能： 11.2 DWDM骨干传输网络 5．光波长转换器（OTU） 将输入的光信号转换成满足G.692要求的光信号。 大部分光波长转换器属于光-电-光型。 光波长转换器功能： 光信号恶化的情况下，进行光信号再生和放大； 波长的上路与下路； 光波长转换器可以接触电信号，它很容易进行开销处理。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 6．光分插复用器（OADM） OADM的功能 有选择地按需上下路波长； 上下路波长不影响直通波长； 控制上下路波长的功率，补偿链路损耗； 对波长进行管理和开销处理； 满足光信号的常规要求。 如最大信噪比（OSNR）; 功率一致性; 光损耗等。 主讲：易建勋

使用中继放大器的WDM系统，需要增加一个额外的光监控信道，对光放大器的运行状态进行监控。 11.2 DWDM骨干传输网络 7．光监控信道（OSC） 使用中继放大器的WDM系统，需要增加一个额外的光监控信道，对光放大器的运行状态进行监控。 一般采用1510nm波长，监控信号速率为2Mbit/s，信号发送功率为0～7dBm。 主讲：易建勋

11.2.4 DWDM传输网络设计 11.2 DWDM骨干传输网络 1．DWDM网络对光纤的要求 城域网传输距离一般在80km以内，对光纤的传输衰减不敏感，这免除了使用外部调制解调器和光放大器的要求，以及相应的信道均衡要求。 主讲：易建勋

DWDM支持环型、链路型、网状型、树型等结构。 长途传输网大多采用链路型和环型结构。 WDM城域网大多采用环型结构。 光通信设备故障率很低，故障大多来自光缆线路。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] DWDM城域网结构 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] DWDM网络应用案例 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] DWDM网络应用案例 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] DWDM网络应用案例 主讲：易建勋

11.2.5 CWDM在城域网中的应用 11.2 DWDM骨干传输网络 1．CWDM定义的工作波长 ITU-T G.694.2定义了1270～1610nm的18个标准波长的CWDM（粗波分复用）系统。 CWDM产品有8波长和16波长两种形式。8波长系统目前应用较多。 8波长一般选用1460～1620nm（S+C+L）波段； 16波长的CWDM系统必须采用损耗平坦的G.652C“全波"光纤。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 2．CWDM波长间距 G.694.2选取20nm做为CWDM系统的通道间隔； 这种间隔允许使用无致冷器的激光源。 光滤波器通带宽度为13nm左右。 主讲：易建勋

DWDM系统每波长需要消耗4W左右的功率； CWDM系统每波长只需要0.5W左右的功率。 4波长的CWDM系统，消耗10～15W的功率。 CWDM系统一般不采用线路光放（LA），最大传输距离为50km左右。 主讲：易建勋

不需要冷却激光器，采用价格低廉的无源滤波器，使用廉价的小型光端机。 目前CWDM系统成本只有DWDM的30%左右。 CWDM适用于点对点、以太网、SDH等网络，特别适合短距离（50km以下）、高带宽（2.5Gbit/s以上）、接入点密集的通信应用，如园区网络通信。 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] CWDM网络应用案例 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] CWDM网络应用案例 主讲：易建勋

11.2 DWDM骨干传输网络 [案例] CWDM与DWDM的技术比较 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 教学讨论： （1） （2） （3） 主讲：易建勋

11.3.1 城域以太网技术特征 11.3 电信级以太城域网设计 1．以太网技术的发展 全球已有10亿多个以太网交换端口； 11.3 电信级以太城域网设计 11.3.1 城域以太网技术特征 1．以太网技术的发展 全球已有10亿多个以太网交换端口； 以太网端口占全球数据端口的95%以上； 以太网已有长期应用的经验； 流行的操作系统和应用程序与以太网兼容； 以太网初始建设成本和运营成本较低； 扩展性好，容易安装开通等。 城域以太网与传统以太网比较，仅保留了帧结构和简单性，其他特征已有根本性变化。 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 2．城域以太网技术特征 （1）标准化 网络结构、接口和协议的标准化； 标准化的业务传送，如： 11.3 电信级以太城域网设计 2．城域以太网技术特征 （1）标准化 网络结构、接口和协议的标准化； 标准化的业务传送，如： 以太网专线（EPL）； 以太网虚拟专线（EVPL）； 以太局域网（E-LAN）等 。 主讲：易建勋

城域以太网支持用户的数量（百万级用户）； 网络的地理范围（百公里）； 业务识别（数据、语音、视频）； 网络控制能力（AAA、OAM）； 11.3 电信级以太城域网设计 （2）扩展性 城域以太网支持用户的数量（百万级用户）； 网络的地理范围（百公里）； 业务识别（数据、语音、视频）； 网络控制能力（AAA、OAM）； 组网规模等。 主讲：易建勋

星形结构组网时，可能出现广播风暴等问题； 增加信令协议，实现环形组网； 链路聚合耗费了大量的线路和端口资源，不适合城域以太网； 11.3 电信级以太城域网设计 （3）可靠性 星形结构组网时，可能出现广播风暴等问题； 增加信令协议，实现环形组网； 链路聚合耗费了大量的线路和端口资源，不适合城域以太网； 生成树协议（STP）恢复时间为秒级，远远大于电信级要求的50ms。 城域以太网要确保业务倒换时间小于50ms。 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 （4）QoS 城域以太网的QoS技术： 流分类： 映射： 11.3 电信级以太城域网设计 （4）QoS 城域以太网的QoS技术： 流分类： 根据MAC地址、VLAN ID、IP地址及端口号区分业务流。 映射： 根据策略，对实时性较强的业务设置为EF（加速转发）；对丢包敏感，而实时性不强的业务，设置为AF（确保转发）；对应普通业务设置为BF（尽力而为）。 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 拥塞控制： 队列调度： 根据业务的不同需求，对数据流应用不同的拥塞控制算法。 确保时延和抖动等性能。 11.3 电信级以太城域网设计 拥塞控制： 根据业务的不同需求，对数据流应用不同的拥塞控制算法。 队列调度： 确保时延和抖动等性能。 主讲：易建勋

以太网OAM能力很弱，管理功能不足以支持电信网的网络范围。 以太网交换机不具备内置的故障定位和性能监视能力。 11.3 电信级以太城域网设计 （5）电信级管理 OAM（操作、管理、维护）功能要求。 以太网OAM能力很弱，管理功能不足以支持电信网的网络范围。 以太网交换机不具备内置的故障定位和性能监视能力。 主讲：易建勋

11.3.2 城域以太网体系结构 11.3 电信级以太城域网设计 1．城域以太网参考模型 城域以太网主要承载业务： 11.3 电信级以太城域网设计 11.3.2 城域以太网体系结构 1．城域以太网参考模型 城域以太网主要承载业务： 面向公众用户的多业务承载； 企业用户的专线/VPN业务承载。 （1）城域以太网组网参考模型。 [如图11-20] 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 （2）城域以太网业务参考模型 [P316图11-21] 城域以太网业务参考模型 主讲：易建勋

EVC是一种端到端的逻辑管道连接，以太网帧一旦进入到管道中是不会被泄露的。 11.3 电信级以太城域网设计 2．城域以太网业务类型 （1）EVC（以太网虚连接） EVC是一种端到端的逻辑管道连接，以太网帧一旦进入到管道中是不会被泄露的。 EVC可以将数据流量有效地隔离开来，通过对EVC及其中的流量进行相应控制。 MEF定义了3种城域以太网业务类型： E-Line点到点业务 E-LAN多点到多点 E-Tree点到多点。 主讲：易建勋

E-LAN业务使城域以太网就像一个局域网。 （4）E-Tree业务类型 类似于EPON的点到多点业务。 11.3 电信级以太城域网设计 （2）E-Line业务类型 E-Line业务在实际应用中表现为以太网专线（EPL）业务、以太网虚拟专线（EVPL）业务、以太网宽带接入（EIA）业务，IP VPN传送业务等。 （3）E-LAN业务类型 多点的2层VPN业务，以太网组播业务等。 E-LAN业务使城域以太网就像一个局域网。 （4）E-Tree业务类型 类似于EPON的点到多点业务。 主讲：易建勋

11.3.3 城域以太网设计技术 11.3 电信级以太城域网设计 1．RPR城域网技术 RPR（弹性分组环）遵循IEEE 802.17标准。 11.3 电信级以太城域网设计 11.3.3 城域以太网设计技术 1．RPR城域网技术 RPR（弹性分组环）遵循IEEE 802.17标准。 优点： 确保业务的服务质量； 50ms的保护切换时间。 缺点： 新增加了一个MAC层，造成成本较高； 只支持环型组网，没有跨环标准，无法实现环相切、环相交、环相连等复杂的网路结构。 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 [案例] RPR网络应用案例 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 [案例] RPR网络应用案例 主讲：易建勋

SVLAN（可堆叠VLAN）也称为Q in Q。 在以太帧中堆叠2个IEEE 802.1Q标签，使数据包带着2层VLAN标签穿越IP城域网。 11.3 电信级以太城域网设计 2．Q in Q（SVLAN）城域网技术 SVLAN（可堆叠VLAN）也称为Q in Q。 在以太帧中堆叠2个IEEE 802.1Q标签，使数据包带着2层VLAN标签穿越IP城域网。 Q in Q最多能提供4096×4096个VLAN ID。 主讲：易建勋

11.3 电信级以太城域网设计 3．MAC in MAC城域网技术 设计思想： 11.3 电信级以太城域网设计 3．MAC in MAC城域网技术 设计思想： 在用户以太数据包上再封装一个运营商的以太帧头，形成2个MAC地址。用户MAC地址存储在电信运营商的以太帧中，传输网只根据运营商的MAC地址转发流量。 优点。 运营网与用户之间的界限非常清晰。 MAC地址理论上可以支持1600万个用户。 运营网与用户网的隔离。 采用2层封装技术，不需要复杂的信令机制。 主讲：易建勋

MPLS（多协议标签交换）与TE（流量工程）技术的融合，称为MPLS-TE。 11.3 电信级以太城域网设计 4．MPLS城域网技术 MPLS（多协议标签交换）与TE（流量工程）技术的融合，称为MPLS-TE。 MPLS糅合了OSPF、IS-IS、BGP等复杂路由协议，以及跨域等技术。 MPLS技术相对以太网来说比较复杂。 主讲：易建勋

MSTP（多业务传输协议）不但可以完成TDM（时分复用）业务的传送，还可以直接提供各种速率的以太网接口； 11.3 电信级以太城域网设计 5.MSTP技术 MSTP（多业务传输协议）不但可以完成TDM（时分复用）业务的传送，还可以直接提供各种速率的以太网接口； 基于MSTP的城域网是一个主流方案。 基于MSTP的城域网利用率很低. 例如，一个100M带宽的Ethernet数据包，需要155M带宽的VC进行封装; 2.5G的SDH只能支持2个GE封装。 主讲：易建勋

【本章结束】 课程作业与讨论 讨论： SDH网络有哪些主要设备，以及它们的主要功能。 讨论以太局域网和城域以太网的差别。 【本章结束】 主讲：易建勋