光傳輸技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用_第1頁(yè)
光傳輸技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用_第2頁(yè)
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光傳輸技術(shù)技術(shù)的應(yīng)用第1頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)SDH在微波與衛(wèi)星通信中的應(yīng)用一、運(yùn)用于微波通信中的SDH技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)及與光通信應(yīng)用的區(qū)別1.SDH技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)(1)傳輸容量大(2)通信性能穩(wěn)定(3)投資小、建設(shè)周期短(4)便于進(jìn)行運(yùn)行、維護(hù)、管理操作第2頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2.與光通信應(yīng)用的區(qū)別(1)傳輸方式不同(2)復(fù)用技術(shù)更復(fù)雜第3頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、主要應(yīng)用技術(shù)1.微波幀復(fù)用技術(shù)(1)STM-1微波幀結(jié)構(gòu)①M(fèi)LCM的幀結(jié)構(gòu)a.微波幀附加開(kāi)銷(xiāo)用于多級(jí)編碼64QAM和128QAM的STM-1的微波幀附加開(kāi)銷(xiāo)如圖8-1所示。第4頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-1MLCM微波幀附加開(kāi)銷(xiāo)示意圖第5頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月從圖中可以看出,MLCM微波幀結(jié)構(gòu)是在原STM-1幀結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,增加了用于糾錯(cuò)編碼、微波公務(wù)、旁路業(yè)務(wù)和系統(tǒng)控制的附加微波開(kāi)銷(xiāo)(RFCOH),具體內(nèi)容如下:MLCM(多級(jí)糾錯(cuò)編碼監(jiān)督位)WS(旁路業(yè)務(wù))RSC(微波公務(wù)控制信號(hào))ID(路徑識(shí)別)XPIC(正交極化干擾抵消器遠(yuǎn)端復(fù)位)第6頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月b.微波幀結(jié)構(gòu)如圖8-2所示,它是將每一幀的微波附加開(kāi)銷(xiāo)和原有STM-1幀數(shù)據(jù)排列組合成一個(gè)共6行的方陣復(fù)幀,每行包含3.564kbit,每一個(gè)復(fù)幀又可分為兩個(gè)子幀,其寬度為1.776kbit,它是由148個(gè)碼字構(gòu)成,而每個(gè)碼字的寬度為12bit,其中包括C1、C2。C1、C2為二級(jí)糾錯(cuò)編碼監(jiān)督位,通常第一級(jí)使用卷積碼,第二級(jí)使用奇偶校驗(yàn)碼。第7頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月在一個(gè)復(fù)幀中總共用1480bit作為多級(jí)糾錯(cuò)編碼監(jiān)督位,因而MLCM的速率為11.84Mbit/s。在一個(gè)復(fù)幀中除上述兩個(gè)子幀外,每行還包括兩個(gè)寬度為6bit的幀同步碼字(FS),而且這兩個(gè)幀同步碼字是被分配在不同的子幀中的。第8頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-2微波幀結(jié)構(gòu)第9頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月②四維網(wǎng)格編碼調(diào)制(4D-TCM)微波幀結(jié)構(gòu)(2)STM-4微波幀結(jié)構(gòu)STM-4微波幀結(jié)構(gòu)如圖8-5所示。①STM-4幀結(jié)構(gòu)如圖8-5(a)所示,SDH微波傳輸中的一個(gè)STM-4幀是由2個(gè)2×STM-1的幀結(jié)構(gòu)構(gòu)成,并且是通過(guò)兩個(gè)不同的微波波道傳輸?shù)?,因而人們通常將兩個(gè)STM-1幀排列在一個(gè)微波復(fù)幀中。第10頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-5STM-4微波幀結(jié)構(gòu)圖第11頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月②復(fù)幀結(jié)構(gòu)在一個(gè)微波復(fù)幀中,包含了兩個(gè)STM-1幀結(jié)構(gòu),即每行包含540個(gè)字節(jié),共4320bit,為了便于管理我們通常又將其分為4個(gè)子幀。 a.子幀結(jié)構(gòu) b.開(kāi)銷(xiāo)第12頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2.編碼調(diào)制技術(shù)3.交叉極化干擾抵消(XPIC)技術(shù) 在微波傳輸中由于存在多徑衰落現(xiàn)象,會(huì)導(dǎo)致交叉極化鑒別率(XPD)下降,從而產(chǎn)生交叉極化干擾。為了抑制交叉極化干擾的影響,故此使用一個(gè)交叉極化抵消器。其工作原理如下:第13頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月首先從與所傳輸信號(hào)相正交的干擾信道中取出部分信號(hào),然后經(jīng)過(guò)處理,并與有用信號(hào)相疊加,從而抵消疊加在有用信號(hào)上的正交極化干擾信號(hào)。通常上述干擾抵消過(guò)程可以在射頻、中頻或基帶上進(jìn)行,因而采用XPIC技術(shù)之后,對(duì)干擾的抑制能力可達(dá)15dB左右。第14頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月4.自適應(yīng)頻域和時(shí)域均衡技術(shù)包括自適應(yīng)頻域均衡技術(shù)和自適應(yīng)時(shí)域均衡技術(shù)。頻域均衡主要是利用中頻通道插入的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的頻率特性來(lái)補(bǔ)償實(shí)際信道頻率特性的畸變,從而達(dá)到減少頻率選擇性衰落的影響。時(shí)域自適應(yīng)均衡則用于消除各種形式的碼間干擾、正交干擾以及最小相位和非最小相位衰落等。第15頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月三、SDH微波通信設(shè)備在SDH微波通信系統(tǒng)中,STM-4的傳輸速率為622.08Mbit/s,占用兩個(gè)微波波道,其基本結(jié)構(gòu)如圖8-6所示,它主要由SDH復(fù)用設(shè)備和SDH微波傳輸設(shè)備構(gòu)成。第16頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-6終端站的電路配置第17頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)復(fù)用設(shè)備從圖8-6中可以看出,復(fù)用設(shè)備主要負(fù)責(zé)完成4個(gè)STM-1或4×63個(gè)2Mbit/s數(shù)據(jù)流的復(fù)用,這樣在復(fù)用器的輸出端將以STM-4數(shù)據(jù)流輸出,并通過(guò)STM-4光接口送到SDH微波傳輸設(shè)備中的中頻調(diào)制解調(diào)器(IF.Modem)(STM-4光接口被安排在中頻調(diào)制解調(diào)器中)。第18頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2)SDH微波傳輸設(shè)備SDH微波傳輸設(shè)備主要包括中頻調(diào)制解調(diào)器部分、微波收發(fā)信機(jī)部分以及操作、管理、維護(hù)和參數(shù)配置部分(OAMP)。如圖8-6所示,微波傳輸設(shè)備共安排了兩個(gè)波道(波道A、波道B)。正常情況下,STM-4群路信號(hào)將在這兩個(gè)微波波道中同時(shí)傳輸。第19頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月①光傳輸接口(OTI)光傳輸接口的結(jié)構(gòu)如圖8-7所示。下面我們就以發(fā)送信號(hào)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。第20頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-7光傳輸接口第21頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月②數(shù)字處理器(DSP)DSP主要用于完成SDH微波傳輸中所要求的信號(hào)處理功能,如圖8-8所示。第22頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-8數(shù)字信號(hào)處理器第23頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月③中頻調(diào)制解調(diào)器在圖8-9中給出了波道A的中頻調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)示意圖。波道B的電路組成與其完全相同。 a.發(fā)信過(guò)程 b.收信過(guò)程第24頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-9信號(hào)發(fā)送流程第25頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月四、SDH微波通信系統(tǒng)數(shù)字微波通信是指以微波作為載體傳送數(shù)字信息的一種通信手段,因而SDH微波通信將兼有SDH數(shù)字通信與微波通信兩者的優(yōu)點(diǎn)。第26頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月1.SDH微波通信系統(tǒng)組成數(shù)字微波傳輸線(xiàn)路的組成形式可以是一條主干線(xiàn),中間有若干分支,也可以是一個(gè)樞紐站向若干方向分支。圖8-11就是一條數(shù)字微波通信線(xiàn)路的示意圖,其主干線(xiàn)可長(zhǎng)達(dá)幾千公里,并可有若干條支線(xiàn)線(xiàn)路,除了線(xiàn)路兩端的終端站外,還有大量中繼站和分路站。第27頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-11數(shù)字微波中繼通信線(xiàn)路示意圖第28頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)微波站:按不同工作性質(zhì),它可以分為數(shù)字微波端站,數(shù)字微波中繼站、數(shù)字微波分路站和樞紐站。①終端站終端站是指位于線(xiàn)路兩端或分支線(xiàn)路終點(diǎn)的站。在SDH微波終端站的設(shè)備中包括發(fā)信端和收信端兩大部分。第29頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月SDH微波終端站的發(fā)信端主要負(fù)責(zé)完成主信號(hào)的發(fā)信基帶處理(包括CMI/NRZ變換、SDH開(kāi)銷(xiāo)的插入與提取、微波幀開(kāi)銷(xiāo)的插入及旁路業(yè)務(wù)的提取等)、調(diào)制(包括糾錯(cuò)編碼、擾碼及發(fā)信差分編碼等)、發(fā)信混頻及發(fā)信功率放大等。第30頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月SDH微波終端站的收信端主要負(fù)責(zé)完成主信號(hào)的低噪聲接收(根據(jù)需要可含分集接收及分集合成)、解調(diào)(含中頻頻域均衡、基帶或中頻時(shí)域均衡、收信差分譯碼、解擾碼、糾錯(cuò)譯碼等)、收信基帶處理(含旁路業(yè)務(wù)的提取、微波幀開(kāi)銷(xiāo)的插入與提取、SDH開(kāi)銷(xiāo)的插入與提取、NRZ/CMI變換等)。第31頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月②中繼站中繼站是指位于線(xiàn)路中間、不上下話(huà)路的站??煞譃樵偕欣^站、中頻轉(zhuǎn)接站、射頻有源轉(zhuǎn)接站和無(wú)源轉(zhuǎn)接站。第32頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月③分路站分路站是指位于線(xiàn)路中間的站,它既可以上、下某收、發(fā)信波道的部分支路,也可以溝通干線(xiàn)上兩個(gè)方向之間的通信。由于在此站上能夠完成部分波道信號(hào)的再生,因此該站應(yīng)配備有SDH微波傳輸設(shè)備和SDH分叉復(fù)用設(shè)備(ADM)。第33頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月④樞紐站樞紐站是指位于干線(xiàn)上的、需完成多個(gè)方向通信任務(wù)的站。在系統(tǒng)多波道工作的情況下,此類(lèi)站應(yīng)能夠完成對(duì)某些波道STM-4信號(hào)或部分支路的轉(zhuǎn)接和話(huà)路的上、下功能,同時(shí)也能完成對(duì)某些波道STM-4信號(hào)的復(fù)接與分接操作,如需要還能對(duì)某些波道的信號(hào)進(jìn)行再生處理后再繼續(xù)傳播。第34頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2)交換機(jī):這是用于功能單元、信道或電路的暫時(shí)組合以保證所需通信動(dòng)作的設(shè)備,用戶(hù)可通過(guò)交換機(jī)進(jìn)行呼叫連接,建立暫時(shí)的通信信道或電路。(3)用戶(hù)終端:這是由用戶(hù)使用的終端設(shè)備,如自動(dòng)電話(huà)機(jī)、電傳機(jī)以及計(jì)算機(jī)等。第35頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(4)數(shù)字終端機(jī):它實(shí)際是一個(gè)數(shù)字電話(huà)終端復(fù)用設(shè)備,其功能是將交換機(jī)送來(lái)的多路信號(hào)變換為時(shí)分多路數(shù)字信號(hào),并送往數(shù)字微波傳輸信道,或者是將數(shù)字微波傳輸信道所接收的時(shí)分多路數(shù)字信號(hào)反變換為交換機(jī)所要求的信號(hào),并同時(shí)送至交換機(jī)。對(duì)于SDH系統(tǒng),一般采用SDH數(shù)字終端復(fù)用設(shè)備作為其數(shù)字終端機(jī),而圖中的數(shù)字分路終端機(jī)則可以采用分插復(fù)用器(ADM)。第36頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2.SDH常用頻段的射頻波道配置 規(guī)定微波波道的最大傳輸帶寬可達(dá)40MHz。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“1~40GHz數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)容量系列及射頻波道配置”規(guī)定中明確指出,[JP2]1.5GHz和2GHz頻段的波道帶寬可以較窄,取2MHz、4MHz、8MHz、14MHz波道帶寬,適用于中、小容量的信號(hào)系統(tǒng)。4GHz、5GHz、6GHz頻段的電波傳播條件較好,特別適用于大容量的高速SDH微波傳輸系統(tǒng)。第37頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月五、SDH微波系統(tǒng)的綜合應(yīng)用 有下列幾種方式。 (1)用SDH微波系統(tǒng)使光纖電信網(wǎng)形成閉合環(huán)路。 (2)與SDH光纖系統(tǒng)串聯(lián)使用。 (3)作為SDH光纖網(wǎng)的保護(hù),以解決整個(gè)通信網(wǎng)的安全保護(hù)問(wèn)題。 (4)自成鏈路或環(huán)路。第38頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)SDH在互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用一、Internet網(wǎng)絡(luò)Internet是全球性的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),它是一種借助于計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)而實(shí)現(xiàn)全球信息傳遞的快捷、有效和方便的手段。第39頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月二、實(shí)現(xiàn)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)的主要技術(shù) 在寬帶IP網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中需要考慮網(wǎng)絡(luò)分層、技術(shù)體制和接入技術(shù)等問(wèn)題。1.網(wǎng)絡(luò)分層 寬帶IP城域網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)迅速發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的條件下,建立起的城市范圍內(nèi)的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò),它是寬帶IP骨干網(wǎng)在城市范圍內(nèi)的延伸,并作為本地公共信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分,負(fù)責(zé)承載各種多媒體業(yè)務(wù)以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。第40頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)核心層核心層主要完成城域網(wǎng)內(nèi)部信息的高速傳送與交換,實(shí)現(xiàn)與其他網(wǎng)絡(luò)的互連互通。下面以一個(gè)具體寬帶IP網(wǎng)絡(luò)為例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。圖8-15是一個(gè)寬帶IP網(wǎng)絡(luò)的核心層拓?fù)鋱D。第41頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-15寬帶IP網(wǎng)核心拓?fù)鋱D第42頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2)匯接層匯接層主要完成信息的匯聚和分發(fā)任務(wù),實(shí)現(xiàn)用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)管理。(3)接入層接入層主要是為用戶(hù)提供具體的接入手段。第43頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月2.傳送技術(shù)最新的寬帶IP網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)之上建立起來(lái)的,可采用當(dāng)前最先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)——IP

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ATM(POA)、IP

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SDH(POS)和IP

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WDM(POW)等。第44頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)IPoverATMIP是因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。IP與ATM技術(shù)相融合,將能充分發(fā)揮出ATM支持多業(yè)務(wù),提供服務(wù)質(zhì)量保證(QOS)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),解決了傳輸速率問(wèn)題,提高了網(wǎng)絡(luò)性能,降低設(shè)備成本,增加了可管理性,提高了可擴(kuò)展性。其基本原理如下。①I(mǎi)P

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ATM的基本原理②IP

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ATM的特點(diǎn)第45頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(2)IPoverSDHIP

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SDH也稱(chēng)為Packet

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SDH(POS),即直接以SDH網(wǎng)絡(luò)作為IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的物理傳輸網(wǎng)絡(luò),可見(jiàn)是一種IP與SDH技術(shù)的結(jié)合,其工作原理如下。①I(mǎi)P

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SDH的基本原理②IP

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SDH的特點(diǎn)第46頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(3)IPoverWDM①I(mǎi)P

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WDM的基本原理 IP

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WDM是IP與WDM技術(shù)相結(jié)合的標(biāo)志。首先在發(fā)送端對(duì)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)進(jìn)行復(fù)用,然后將復(fù)用信號(hào)送入一根光纖中傳輸,在接收端再利用解復(fù)用器將各不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分開(kāi),送入相應(yīng)的終端,從而實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包在多波長(zhǎng)光路上的傳輸。由此可見(jiàn),IP

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WDM將是一個(gè)真正意義上的鏈路層數(shù)據(jù)網(wǎng),在IP層和物理層之間省去了ATM層和SDH層,將IP數(shù)據(jù)直接放到光路上進(jìn)行傳播。第47頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月②IP

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WDM的特點(diǎn)a.簡(jiǎn)化了層次,減少了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和功能重疊,從而降低了網(wǎng)管復(fù)雜程度。b.充分利用光纖的帶寬資源,極大地提高了帶寬和相對(duì)的傳輸速率。c.對(duì)傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式及調(diào)制方式透明??梢詡魉筒煌a率的ATM、SDH/SONET和吉比特第48頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月3.接入技術(shù)采用寬帶IP網(wǎng)絡(luò)作為IP骨干網(wǎng)之后,可以支持寬帶接入服務(wù),為用戶(hù)提供各種寬帶的多媒體業(yè)務(wù),因而各運(yùn)營(yíng)商將根據(jù)自身的特點(diǎn)提出相應(yīng)的解決方案,一般有FTTx+xDSL、FTTx+HFC、FTTx+LAN以及無(wú)線(xiàn)接入等方式,其中FTTx+LAN最為看好。第49頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月三、IPoverSDH技術(shù)IP

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SONET/SDH也稱(chēng)為POS,它是通過(guò)SONET/SDH提供的高速傳輸通道來(lái)直接傳送IP數(shù)據(jù)包。1.數(shù)據(jù)的封裝參照OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型在圖8-18中給出IP

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SDH的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。第50頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月圖8-18IP

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SDH的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)第51頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月可見(jiàn)SONET/SDH協(xié)議是物理層協(xié)議,主要負(fù)責(zé)物理層上數(shù)據(jù)流的傳送任務(wù)。IP協(xié)議是屬于網(wǎng)絡(luò)層的無(wú)連接協(xié)議,主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包由源到宿的尋址和路由選擇,兩者之間是數(shù)據(jù)鏈路層,主要負(fù)責(zé)進(jìn)行幀定位和糾錯(cuò)。第52頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月由于SONET/SDH是采用點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸方式,因而IETF(國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)聯(lián)合會(huì))建議采用PPP(點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議)作為鏈路層協(xié)議來(lái)對(duì)IP數(shù)據(jù)包進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝,然后再采用HDLC幀格式,在同步傳輸鏈路上對(duì)PPP封裝的IP數(shù)據(jù)幀進(jìn)行定界。從而將PPP幀映射到SDH的虛容器之中。由此可見(jiàn),IP

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SDH的數(shù)據(jù)封裝過(guò)程極為簡(jiǎn)單,可分為兩步,即將IP數(shù)據(jù)包封裝到PPP幀中和將PPP幀放入SDH虛容器。下面從協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始討論。第53頁(yè),課件共59頁(yè),創(chuàng)作于2023年2月(1)

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