【正文】 和城域網(wǎng) 。 環(huán)型網(wǎng)與總線網(wǎng)的復(fù)合結(jié)構(gòu)見圖 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 圖 環(huán)型網(wǎng)與總線網(wǎng)的復(fù)合結(jié)構(gòu) 節(jié)點星 形 光 纖子 網(wǎng)雙光纖環(huán)主干網(wǎng)3終端 終端電纜 L A N1 K…12 41…L1M…第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 局域網(wǎng)的媒質(zhì)接入控制 （ MAC） 協(xié)議 影響和決定局域網(wǎng)的最主要的因素和技術(shù)除了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)外還有傳輸媒質(zhì)和媒質(zhì)接入控制 （ MAC）方式 。 局域網(wǎng)所用的傳輸媒質(zhì)有雙絞線 、 同軸電纜和光纖等 。 目前由于光纖的巨大優(yōu)點以及光纖技術(shù)的快速發(fā)展 ， 光纖局域網(wǎng)已經(jīng)逐步取代了電纜網(wǎng) 。 而媒質(zhì)接入控制 （ MAC） 方式是局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) ， 包括各種復(fù)用方式 ， 交換方式和控制方式 ， 如圖 。 下面我們介紹幾個常見的 MAC協(xié)議 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 1． CSMA/CD協(xié)議 MAC協(xié)議是 CSMA/CD方式 ， 也就是載波監(jiān)聽多路接入 /碰撞檢測方式 。 以這種方式工作的兩個或多個工作站共享一個公共的總線傳輸媒質(zhì) 。某個工作站要發(fā)送信息 ， 必須等到傳輸媒質(zhì)空閑 ， 才能以串行形式發(fā)送指定的信息 ， 以減少各工作站發(fā)送信息時之間的碰撞 ， 提高信道利用率 ， 這就是監(jiān)聽CSMA。 如若發(fā)生碰撞 ， 則每個發(fā)送站都要立即停止發(fā)送信息 ， 并發(fā)出一個簡單的阻塞信號 ， 以減少碰撞時間 ， 也能提高信道利用率 ， 這就是 CD。 然后 ， 發(fā)送站在退避一段時間后 ， 再次試圖發(fā)送 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 圖 MAC方式分類 T D M A環(huán)網(wǎng)P A B XC S M A / C D 時隙環(huán) 寄存器插入環(huán)令牌總線 令牌環(huán) 選呼 ( 輪詢 ) 預(yù)約復(fù)用方式空分復(fù)用 碼分復(fù)用 碼分復(fù)用 頻分復(fù)用 混合復(fù)用同步 ( C S ) 混合交換 異步 ( C S )控制訪問 隨機訪問分布控制 集中控制第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 2． 令牌總線協(xié)議 MAC協(xié)議是令牌總線方式 ， 它是用令牌控制接入傳輸媒質(zhì)的權(quán)利 ， 只有掌握了令牌的工作站才暫時獲得媒質(zhì) ， 才可通過傳輸媒質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù) 。 雖然各工作站共享一條物理總線 ， 可以接收所有發(fā)送的信號 ， 但是令牌是從一個站傳到另一個站 ， 從而形成一個邏輯環(huán) ， 如圖 。 各個站的物理連接對于邏輯環(huán)的傳遞次序沒有影響 。 不在邏輯環(huán)內(nèi)的站（ 如 H和 F站 ） ， 由于得不到令牌 ， 因此不能發(fā)送數(shù)據(jù) ，但可以接收數(shù)據(jù)和響應(yīng)詢問 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 圖 令牌總線網(wǎng)的結(jié)構(gòu) H媒質(zhì)邏輯環(huán)F G A B CE D第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 每個工作站都具有讓邏輯環(huán)初始化 、 恢復(fù)遺失的令牌 、新站加入等管理功能 。 MAC子層通過邏輯環(huán)將對媒質(zhì)的控制從一個工作站傳遞到下一個工作站 ， 提供對共享媒質(zhì)的順序接入 。 還通過識別和接收上一個工作站來的令牌來決定本站何時有權(quán)接入媒質(zhì) ， 并決定何時應(yīng)該將令牌傳遞給下一個工作站 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 3． 令牌環(huán)協(xié)議 MAC協(xié)議是令牌環(huán)方式 ， 它是由傳輸媒質(zhì)把一組工作站串聯(lián)組成一個環(huán)狀 ， 如圖 所示 。 令牌環(huán)協(xié)議中信息是一個比特一個比特地從一個工作站傳至下一個工作站的 。 通常每個站再生和轉(zhuǎn)發(fā)每一個比特 ， 并可通過它把工作站連到環(huán)上 ， 達到與環(huán)上其它工作站相互通信的目的 。 對媒質(zhì)具有接入權(quán)的某個工作站可把待發(fā)信息發(fā)送到環(huán)上 ， 并將在環(huán)上從一個站到下一個站地環(huán)行 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 當(dāng)信息通過所尋址的目的站時就拷貝此信息 ， 最后由發(fā)送該信息的站從環(huán)上取消此信息 。 當(dāng)一個站檢測到令牌時 ， 它就取得了發(fā)送信息的權(quán)力 。 在完成信息的發(fā)送和對正常操作進行相應(yīng)的檢驗之后 ， 該站將發(fā)一個新令牌以供其它站獲得使用環(huán)路的機會 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 圖 令牌環(huán)網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu) BA C D EIJ H G F第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 光纖局域網(wǎng)的發(fā)展 在短短的十幾年間 ， 光纖局域網(wǎng)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個方面的重大演變： （ 1)在電纜局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展低速光纖計算機局域網(wǎng)； （ 2） 由低速光纖局域網(wǎng)發(fā)展到第二代的高速光纖計算機局域網(wǎng)； （ 3） 由高速光纖計算機局域網(wǎng)發(fā)展到寬帶綜合業(yè)務(wù)光纖局域網(wǎng)及城域網(wǎng) 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 就目前的這種發(fā)展趨勢可以預(yù)測未來的光纖局域網(wǎng)的發(fā)展趨勢： （ 1） 進一步高速化和寬帶化； （ 2） 研究和發(fā)展光波長交換技術(shù) ， 這是在 WDM基礎(chǔ)上發(fā)展的光交換技術(shù)； （ 3） 相應(yīng)于前兩種技術(shù)的發(fā)展 ， 研究新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其通信協(xié)議； （ 4） 在光纖局域網(wǎng)中發(fā)展和應(yīng)用 ATM技術(shù) 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 同步數(shù)字網(wǎng) (SDH) SDH網(wǎng)產(chǎn)生的技術(shù)背景 隨著信息社會的發(fā)展 ， 人們要求得到高質(zhì)量的信息服務(wù) ， 要求通信網(wǎng)提供多種多樣的電信業(yè)務(wù) ， 且通過電信網(wǎng)傳輸 、 交換 、 處理的信息量將不斷增加 ， 這就要求現(xiàn)代化通信網(wǎng)向數(shù)字化 、 綜合化 、 智能化和個人化發(fā)展 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 1． 缺乏統(tǒng)一的世界標(biāo)準(zhǔn) 以前數(shù)字通信的信號系列是準(zhǔn)同步數(shù)字系列（ PDH），它只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，不存在世界性的標(biāo)準(zhǔn)，這樣造成了世界互通的困難。 2． 缺乏統(tǒng)一的光接口標(biāo)準(zhǔn) 由于各個廠家采用各自開發(fā)的線路碼型 ， 使得同一等級的光接口的信號速率不一樣 ， 致使不同廠家的設(shè)備無法相互兼容 。 這給組網(wǎng) 、 管理及網(wǎng)絡(luò)互通帶來很大的困難 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 3． 復(fù)用結(jié)構(gòu)復(fù)雜 現(xiàn)有的 PDH系列的基群是同步的 ， 從低次群到高次群的復(fù)接是異步的 ， 需通過碼速的調(diào)整達到速率的匹配和容納時鐘頻率的偏差 ， 由此造成設(shè)備的復(fù)雜性和成本的增加 。 4． 網(wǎng)管信息有限 目前的 PDH的復(fù)用幀結(jié)構(gòu)中沒有很多用來網(wǎng)絡(luò)管理和維護的比特 ， 因而無法實現(xiàn)分層管理和對通道的傳輸性能實現(xiàn)端對端的監(jiān)護 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 5． 缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)管標(biāo)準(zhǔn) 目前對傳輸系統(tǒng)的管理也都是廠家各自開發(fā)的管理系統(tǒng) ， 沒有統(tǒng)一的規(guī)范 ， 不利于形成一個統(tǒng)一的電信管理網(wǎng) 。 6． 缺乏靈活的網(wǎng)絡(luò)管理能力 傳統(tǒng)的 PDH的網(wǎng)絡(luò)運行和管理主要靠人工的數(shù)字信號交叉連接 ， 無法實現(xiàn)在線實時控制 ， 難以滿足用戶對網(wǎng)絡(luò)動態(tài)組網(wǎng)和新業(yè)務(wù)接入的要求 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) SDH的基本概念和特點 SDH概念的核心是從統(tǒng)一的國家電信網(wǎng)和國際互通的高度來組建數(shù)字通信網(wǎng) ， 并構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN） ， 特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的重要組成部分 。 由 SDH組建的網(wǎng)具有高度統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的智能化的網(wǎng)絡(luò) ， 它采用全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)了多廠家產(chǎn)品的兼容 ， 在全程全網(wǎng)范圍實現(xiàn)了統(tǒng)一的管理和操作 ， 可進行靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)調(diào)度 ， 實現(xiàn)高可靠的網(wǎng)絡(luò)自愈 ，從而大大提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率 ， 降低管理和維護的成本 。 進一步說明如下： 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) (1) 對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口 （ NNI） 進行了統(tǒng)一的規(guī)范 。 這些網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的接口包括數(shù)字速率等級 、 幀結(jié)構(gòu) 、復(fù)接方法 、 線路接口 、 監(jiān)控管理等 。 使得同一線路可安裝不同廠家的設(shè)備 ， 實現(xiàn)了兼容 。 (2) 靈活的擴容和升級能力 。 SDH的基本速率是 （ STM― 1） ， 更高的同步數(shù)字系列的信號可通過簡單的將 STM― 1信號進行字節(jié)間插同步復(fù)接而形成 ， 大大簡化了復(fù)接分接 ，使 SDH十分適合大容量光纖通信 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) (3)SDH對 PDH的兼容 。 SDH信號可容納北美 、 日本和歐洲的現(xiàn)有數(shù)字系列 。 可將不同等級的數(shù)字系列裝入虛容器 ， 然后經(jīng)復(fù)接進入 ― 1信號的凈負(fù)荷內(nèi) ，使新的 SDH能支持 PDH， 便于 PDH向 SDH的過渡 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) (4) 簡化了電路 。 采用了同步復(fù)用方式和靈活的復(fù)用映射結(jié)構(gòu) ， 從而可利用軟件使高速信號一次直接分插出低速支路信號 ， 可避免對全部高速信號進行解復(fù)用的做法 。 因而省去了大量的電路接口數(shù)量 。 (5) 靈活的動態(tài)組網(wǎng)能力 。 SDH同步和靈活的復(fù)用方式也使數(shù)字交叉連接（ DXC） 功能的實現(xiàn)大大簡化 ， DXC的引入使網(wǎng)絡(luò)增強了自愈能力 ， 便于根據(jù)用戶的要求進行動態(tài)組網(wǎng) 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) (6)增強的網(wǎng)絡(luò)管理能力 。 SDH幀結(jié)構(gòu)中安排了豐富的開銷字節(jié) ， 這些開銷包括段開銷 （ SOH） 和通道開銷 （ POH） ， 這樣使網(wǎng)絡(luò)的維護管理能力大大增強 。 (7)SDH的廣泛應(yīng)用 。 SDH 不僅支持基于電路交換的同步傳送模塊（ STM） ， 還支持基于分組交換的異步轉(zhuǎn)移模式（ ATM） 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) SDH復(fù)用結(jié)構(gòu) 1． 幀結(jié)構(gòu) SDH的幀結(jié)構(gòu)是以字節(jié)做基礎(chǔ)的矩形塊狀幀結(jié)構(gòu)，如圖 。 這種結(jié)構(gòu)便于實現(xiàn)支路的同步復(fù)用、交叉連接（ DXC）、上下話路等。 STM―N 的幀結(jié)構(gòu)是由 9行 N列的 8比特字節(jié)組成的碼塊。幀長為9 270 N 8=19440 N比特，若用時間來表示，對于任何 STM等級，其幀長都為 125μs。幀結(jié)構(gòu)由信息凈負(fù)荷（ Payload）、段開銷（ SOH）和管理單元指針三個主要區(qū)域組成。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 圖 STMN的幀結(jié)構(gòu) 9 2 7 0 N 字節(jié)S T M N 凈負(fù)荷( 含 P O H )13459S O HA U P T RM S O H9 N 261 N第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) （ 1） 信息凈負(fù)荷是幀結(jié)構(gòu)中存放等待 STM―N 傳送的各種信息碼塊的地方 ， 也存放少量用于通道性能監(jiān)視 、 管理和控制的通道開銷 （ POH） 字節(jié) 。 POH通常作為凈負(fù)荷的一部分與信息碼塊一起在網(wǎng)絡(luò)中傳輸 。 （ 2） 段開銷是為了保證信息凈負(fù)荷正常靈活傳送所必須附加的供網(wǎng)絡(luò)運行 、 管理和維護使用的字節(jié) 。 段開銷又分為再生段開銷 （ RSOH ） 和復(fù)用段開銷（ MSOH） 。 （ 3） 管理單元指針是用來指示信息凈負(fù)荷第一字節(jié)在 STM―N 幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置的指示符 ， 以便在收信端正確分離信息凈負(fù)荷 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 2． 復(fù)用單元 SDH的復(fù)用結(jié)構(gòu)是由一系列的基本復(fù)用單元組成 ，而復(fù)用單元實際上是一種信息結(jié)構(gòu) ， 不同的復(fù)用單元在復(fù)用過程中所起到的作用各不相同 。 我國使用的復(fù)用結(jié)構(gòu)如圖 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 圖 我國的 SDH基本復(fù)用映射結(jié)構(gòu) S T M N A U G N指針處理復(fù)用定位校準(zhǔn)映射1 3 9 2 6 4 k b / s3 4 3 6 8 k b / s2 0 4 8 k b / s1AU 4 VC 43T U G 31C 4C 3TU 3 VC 3T U G 273TU 12 VC 12 C 12第 8章 光纖通信網(wǎng)絡(luò) 下面 ， 我們從每個容器的作用看這種復(fù)用結(jié)構(gòu) 。 （ 1） 容器 C。 容器 C是一種用來裝載各種速率業(yè)務(wù)信號的信息結(jié)構(gòu) ， 主要完成 PDH信號與 VC之間的適配功能 （ 如碼速調(diào)整 ） 。 對