相鄰級聯(lián)和虛級聯(lián)

轉(zhuǎn)載：SDH的級聯(lián)與LCAS技術(shù)（1）2006-11-2012:39:26|分類：默認(rèn)分類|舉報(bào)字號訂閱摘要：為了在傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)上更好適應(yīng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送，ITU-T開發(fā)了級聯(lián)和LCAS技術(shù)。本文研究了連續(xù)級聯(lián)、虛級聯(lián)以及相關(guān)的LCAS協(xié)議。這些技術(shù)能部分解決靈活帶寬調(diào)配問題，現(xiàn)在越來越多的廠家開始在SDH設(shè)備上提供這些功能了。運(yùn)營商采用這些技術(shù)能夠大量節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源。。關(guān)鍵詞：SDH連續(xù)級聯(lián)虛級聯(lián)G.707MFI1MFI2虛級聯(lián)組鏈路容量調(diào)整接收端源端序列號彈性分組環(huán)通用幀規(guī)程Abstract:ForbetteradaptiontotransmissionofdataservicesonTDMnetworksuchasSDH,ITU-TdevelopconcatenationandLCAS.Thispapergivesomeresearchesoncontiguousconcatenation,virtualconcatenationandLCAS.ThesetechnologiescanmakeSDHnetworkprovideflexiblebandwidth.Nowmoreandmoreequipmentcompaniesbegintoaddthesefunctions.totheirSDHproducts.Operatorscansavemoreresourcesbyutilizationofthesetechnologies.Keyword:SDHCCVCG.707MFI1MFI2VCGLCASSinkSourceSQRPRGFP§1技術(shù)背景SDH/SONET技術(shù)作為當(dāng)前傳輸領(lǐng)域最為成熟穩(wěn)定的技術(shù)，近20年得到了極為迅速的發(fā)展。他最大的特點(diǎn)就是提供的業(yè)務(wù)質(zhì)量穩(wěn)定，因?yàn)橛斜Ｗo(hù)機(jī)制，而且用于OAM的信息比較豐富，網(wǎng)管可以容易地監(jiān)視其電路質(zhì)量，便于維護(hù)。他的設(shè)計(jì)初衷是為了傳送語音業(yè)務(wù)，并為部分需要固定速率的客戶提供點(diǎn)對點(diǎn)的專線服務(wù)。以北京為例，SDH網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，表明對于此網(wǎng)絡(luò)的需求仍然在大量增長，對此帶寬資源越顯寶貴。隨著Internet應(yīng)用時(shí)代的到來，以及Intranet中采用了大量不同的數(shù)據(jù)協(xié)議和技術(shù)，并且他們都最終構(gòu)架在了SDH/SONET網(wǎng)絡(luò)之上，問題就出現(xiàn)了。一個(gè)原本適應(yīng)靜態(tài)流量的網(wǎng)絡(luò)怎樣去適應(yīng)速率不完全匹配的動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)。在處理日益增長的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量問題時(shí)，SDH網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)架和帶寬利用問題成了需要研究和改進(jìn)的地方。一個(gè)主要的問題是SDH的硬速率和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入速率不匹配問題。舉例來說,如果100M以太網(wǎng)絡(luò)接入SDH網(wǎng)絡(luò)，我們必須給他配置155M的電路，這樣將近33%的帶寬資源浪費(fèi)掉了，實(shí)際上潛在的浪費(fèi)可能達(dá)到67%。造成這個(gè)現(xiàn)象的根本原因在于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的統(tǒng)計(jì)和突發(fā)特性。另一個(gè)低效率問題在于動(dòng)態(tài)帶寬的分配。很多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)通道可能需要帶寬變化才更顯經(jīng)濟(jì)，業(yè)務(wù)高峰的時(shí)候帶寬大一些，空閑時(shí)可以小一點(diǎn)，甚至釋放帶寬。典型的應(yīng)用如遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫備份，晚上工作時(shí)需要大帶寬，平時(shí)甚至可以不用，這樣希望帶寬給其他應(yīng)用。§2解決辦法在構(gòu)建下一代網(wǎng)絡(luò)之前，我們希望能在傳統(tǒng)SDH網(wǎng)絡(luò)上部分解決這個(gè)問題。級聯(lián)技術(shù)和鏈路容量調(diào)整技術(shù)就是ITU-T推出用來解決這個(gè)問題的。他總的目標(biāo)就是在傳輸這個(gè)層面上解決帶寬適配以節(jié)約資源的問題。各種級聯(lián)技術(shù)能夠?qū)ⅹ?dú)立的VC虛容器進(jìn)行捆綁來適配成合適的帶寬。特別是虛級聯(lián)能夠?qū)ⅹ?dú)立的高階或者低階凈負(fù)荷虛容器在信號發(fā)端進(jìn)行標(biāo)記分組組成級聯(lián)組，然后獨(dú)自傳送到目的地，在接收端重新組合，這樣帶寬利用率大大提高。盡管如此，級聯(lián)技術(shù)還不能解決動(dòng)態(tài)分配帶寬的問題。就是說在不中斷業(yè)務(wù)的情況不可能改變帶寬。ITU-T提出的LCAS能解決這個(gè)問題，因此他和虛級聯(lián)技術(shù)是配套協(xié)議，他能在業(yè)務(wù)不中斷的情況下動(dòng)態(tài)改變帶寬，這種改變可能是人為網(wǎng)管干預(yù)，也可能是故障造成。在故障造成的情況下，當(dāng)故障恢復(fù)時(shí)，LCAS還能自動(dòng)恢復(fù)帶寬。§3級聯(lián)技術(shù)ITU-T的第15組是負(fù)責(zé)傳輸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的研究單位。1996年提出的G.707初次提到了級聯(lián)技術(shù)，稱之為Tandemconcatenation。正式詳細(xì)描述規(guī)定級聯(lián)技術(shù)是在2000年10月出版的ITU-TG.707/Y.1322。2001年3月對其中某些細(xì)節(jié)做了補(bǔ)充，2001年11月為配合LCAS做了改善，重新規(guī)定了某些字節(jié)的信息含義，最近的一次修改是在2002年8月。ITU-T出臺(tái)LCAS標(biāo)準(zhǔn)是在2001年11月。VC級聯(lián)技術(shù)是為那些不能很好地符合SDH虛容器標(biāo)準(zhǔn)的凈負(fù)荷傳送使用的，包括VC-3/4/2/12/11級聯(lián)。ITU-T定義了兩種級聯(lián)方法：連續(xù)（相鄰）級聯(lián)和虛級聯(lián)。兩種方法都提供X倍VC帶寬的容量給一個(gè)通道。不同之處在于終端。連續(xù)級聯(lián)在整個(gè)傳輸過程中保持了相鄰帶寬的整體性，而虛級聯(lián)則是在中間把連續(xù)帶寬打亂并放入各個(gè)VC中傳送，只是在終端進(jìn)行重組。虛級聯(lián)只需在終端設(shè)備處具有級聯(lián)功能即可，而連續(xù)級聯(lián)則必須在整個(gè)通路中所有設(shè)備都具有此功能。在兩種級聯(lián)中互相轉(zhuǎn)換是可能的。VC4的虛級聯(lián)和連續(xù)級聯(lián)的轉(zhuǎn)換在ITU-TG.783中有定義。VC2的轉(zhuǎn)換將來會(huì)研究?！??1連續(xù)級聯(lián)Contiguousconcatenation§3?1?1VC4連續(xù)級聯(lián)（X可以取值4,16,64,256）VC4—Xc的連續(xù)級聯(lián)的凈負(fù)荷區(qū)如圖1所示。普通功能的POH位于第一列，這個(gè)POH是給整個(gè)VC-4-Xc用的。比如說BIP-8校驗(yàn)就是檢驗(yàn)全負(fù)荷區(qū)的。2列到X列是固定填充比特。VC-4-Xc是通過X個(gè)STM-N中的連續(xù)AU-4來傳輸?shù)?。VC-4-Xc中的第一列就位于第一個(gè)AU—4中。第一個(gè)AU-4的指針指示的就是VC-4-XCJ1字節(jié)的位置。第二個(gè)到第X個(gè)AU4的指針用于級聯(lián)指示，用來指示凈負(fù)荷區(qū)。指針調(diào)整和通常一樣執(zhí)行,X*3個(gè)填充字節(jié)用來指針調(diào)整。VC-4-Xc當(dāng)X等于4時(shí)可以有599,040kbit/s的容量，X=16時(shí)容量為2,396,160kbit/s,—次類推。指針指示級聯(lián)的機(jī)制:

如下圖2所示，本圖源自ITU-7G.707文檔。在傳統(tǒng)的SDH功能框架下，對于H1,H2字節(jié)的I和D比特注意的比較多?，F(xiàn)在級聯(lián)使用的是N比特一一新數(shù)據(jù)標(biāo)識。通常N比特組合為0110,而采用了連續(xù)級聯(lián)技術(shù)后，有些AU-4的N比特組合就變成了1001。所以指針就有了指示級聯(lián)大小的功能。例如4個(gè)VC4的連續(xù)級聯(lián)，第一個(gè)VC4的新數(shù)據(jù)標(biāo)識為0110,第二個(gè)VC的新數(shù)據(jù)標(biāo)識就為1001，標(biāo)識和前面的VC是級聯(lián)關(guān)系，同樣3,4個(gè)VC4也是1001，第5個(gè)VC4又重新變成0110。這樣在一個(gè)大的通道里（16*VC4）就劃出了4個(gè)VC4綁在一起的通道。111 U2ElJ2 4SHi1111 U2ElJ2 4SHi11121.114!516\XF4NSS[0|1D1D1D1DinhiipbimctvdIm峙 ! …… ■*t1lncR-nieiilDIXwindiiNKdw血忖flag?EnaU?iwhen和凹stloutof4biiswidi"inCL"? atIcjj3outuf4bilsmatch"01ic"bn^tidwithiihercods?tnvtft5D-bftl?AcceptmajDrily\Liic＜畔汕2Poisiiivejusitifiction叩Nillmiiiy'■I'l■-：'HliiHPointerZNormfilrsn^eis;l.irAlU.Al-.k 0-7S2decimallorHI: U-7HdeciiiulPosiiiwjuaiffieatioji?Inveri5bbiis',5Acceptm^joriiy鞏衣圖2AU-4指針安排由圖中可以看到，新數(shù)據(jù)標(biāo)識采用的是多數(shù)表決，3個(gè)比特以上符合1001就為新數(shù)據(jù)，3個(gè)比特以上符合0110就是disable狀態(tài)。§3?1.2在高階VC中的連續(xù)級聯(lián)（VC-2s在VC-3）ITU-T標(biāo)準(zhǔn)中推薦描述的是VC-2S在VC-3的連續(xù)級聯(lián)，雖然我國采用的復(fù)用結(jié)構(gòu)只是標(biāo)準(zhǔn)中的某幾種，例如：C12,C3,C4,但原理是一樣的。VC-12-Xc提供一個(gè)由X個(gè)VC12容器構(gòu)成的凈負(fù)荷區(qū)，第一個(gè)VC-12的POH和通常的POH功能類似，但略有不同，比如BIP-2用于全部凈負(fù)荷區(qū)字節(jié)的校驗(yàn)。第二個(gè)VC到第X個(gè)VC的POH位置上是填充比特。

和VC4的連續(xù)級聯(lián)一樣，級聯(lián)區(qū)大小的指示是通過TU2指針來完成的。具體如下圖3所示：NlNlNlNlSl引［|D|ilDl11Dl“DiE①(Shitsspecifysize)圖3TU12指針比特安排這個(gè)指針的字節(jié)安排和AU指針類似。NNNN仍然叫做新數(shù)據(jù)標(biāo)識，采用多數(shù)判別，通常0110表示沒有級聯(lián)，1001指示級聯(lián)。在ITU-TG.7071996年的版本中規(guī)定了SS比特的含義，但在新標(biāo)準(zhǔn)中，級聯(lián)時(shí)SS比特不作規(guī)定。X個(gè)VC12的連續(xù)級聯(lián)，指針增減1,調(diào)整X個(gè)字節(jié)。§3?2虛級聯(lián)Virtualconcatenation§3?2?1VC4虛級聯(lián)（X可以取值1,……，256）VC-4-Xv提供了一個(gè)連續(xù)的凈負(fù)荷區(qū)，有X倍48384/14960kbit/s大，如圖4所示。虛容器映射進(jìn)了VC-4-Xv中的單個(gè)VC4。每個(gè)VC4都有自己的POH。H4字節(jié)用于虛級聯(lián)指示。\\\\\\LLL-亠I圖4VC-4-Xv的結(jié)構(gòu)將一個(gè)整體的數(shù)據(jù)幀分成獨(dú)立的VC4幀來傳輸，傳輸過程中就和傳統(tǒng)的SDH機(jī)制一樣了，這一點(diǎn)和連續(xù)級聯(lián)有很大的不同。在連續(xù)級聯(lián)中，傳輸經(jīng)過的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都必須支持連續(xù)級聯(lián)機(jī)制，懂得處理新數(shù)據(jù)標(biāo)志，從而整體傳送；而虛級聯(lián)不用，只需在源和宿端支持虛級聯(lián)機(jī)制即可。與此同時(shí)帶來了新的問題，源端將同一幀打散后傳送，可能由于時(shí)延在宿端重組時(shí)需要標(biāo)明幀的序號，這樣才能克服不同通道傳輸產(chǎn)生的時(shí)延。在VC-4-Xv中的VC—4獨(dú)立通過網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)椴煌膫鞑ニ俣?，?dú)立的VC可能產(chǎn)生延時(shí)。不同的延時(shí)必須進(jìn)行補(bǔ)償，對于虛級聯(lián)的凈負(fù)荷整體，各個(gè)虛容器必須重組。重組必須至少能克服125微妙的延時(shí)。通過引入一個(gè)兩層的512ms的復(fù)幀結(jié)構(gòu)來對付125微妙的延時(shí)（最大256ms）。第一層用H4字節(jié)的5—8比特，作為4比特的復(fù)幀指示（MFI1）。每個(gè)基幀MFI1加1,計(jì)數(shù)從0到15。8比特復(fù)幀指示叫第二層（可以理解為高階）復(fù)幀指示（MFI2），利用第一個(gè)基幀循環(huán)中的第一幀和第二幀中的H4字節(jié)的1-4比特（參看圖5）。每個(gè)第一層復(fù)幀周期（0到15），MFI2加1,計(jì)數(shù)從0到255。那么結(jié)合起來，整個(gè)復(fù)幀周期為16X256=4096幀，時(shí)間上為512ms。JI4l=vlIurlBlubll-Fnim*liii1 Jlil.3 貼丄 Jti4I9riSOil7ItiiNrram*III-HritlHIrrndirHhirSTFIII'Kihit-llniiKtf11rSoQuenciindicdocMSBCbiiv11丁0MSo尸WFi |^13il^iiJ特11311lhIrudvnvIivTunKlEdxaiDrIIFI1MSGbififeL?4i'll0n2ndmulivTrAnBindKJErrKFIZL5Rbiu5-Hi0011CCTirr.0da1iJrKKrtri￡1'iQfi4ReiZrow1biKef口Irijsitf-j1右良yJWM'「I1■冃cwnurli'f1nRr^rn^ilI'DtfllV"1Q1屯ruCIIIJflJaifiID此*12」i*□□出沖10i1JIIib0W：i110U12RnnrdiDE"1qu-1 - ■?i?--* '■"■■■I8?*■■：11iHJmptTKiin^issf^rW1爭1?!bih"和1i11?2ndvnulEiirMnttind乳hbotMFl2：MS0bizZ00a甘1nnifiiE&BnKioliEJUsrMF12LSB犢紐乩枯001)L1Rt-wnedlTOOflr,i0圖5H4各個(gè)比特的編碼表示安排這種編號方法實(shí)際上是通過分層利用，擴(kuò)大了復(fù)幀計(jì)數(shù)的范圍。有了復(fù)幀指示，在宿端就可以重組了，在同一周期內(nèi)，所有復(fù)幀指示值相等的幀就是來自同一個(gè)VC-4-Xv幀，可以組合在一起。為了正確重組，還必須知道各個(gè)VC4的重組順序，這就需要成員順序指示。這個(gè)問題通過SQ序列指示來完成。用MFI1的14和15幀中的H4字節(jié)的高4位表示，如圖5所示。序列指示SQ指示了單個(gè)VC4連接到VC-4-Xv中的序列/順序，每個(gè)VC-4-Xv中的VC-4都有固定的而且是唯一的序列號，從0到X-1。在VC-4-Xv中傳輸?shù)牡谝粋€(gè)時(shí)隙序列號是0,依此類推從