【正文】 和城域網(wǎng) 。 環(huán)型網(wǎng)與總線網(wǎng)的復合結構見圖 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 圖 環(huán)型網(wǎng)與總線網(wǎng)的復合結構 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 局域網(wǎng)的媒質接入控制 （ MAC） 協(xié)議 影響和決定局域網(wǎng)的最主要的因素和技術除了網(wǎng)絡拓撲結構外還有傳輸媒質和媒質接入控制 （ MAC）方式 。 局域網(wǎng)所用的傳輸媒質有雙絞線 、 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) 。 而媒質接入控制 （ MAC） 方式是局域網(wǎng)的關鍵技術 ， 包括各種復用方式 ， 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 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 。某個工作站要發(fā)送信息 ， 必須等到傳輸媒質空閑 ， 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 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 ) 預約復用方式空分復用 碼分復用 碼分復用 頻分復用 混合復用同步 ( 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 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的權利 ， 只有掌握了令牌的工作站才暫時獲得媒質 ， 才可通過傳輸媒質發(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)和響應詢問 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 圖 令牌總線網(wǎng)的結構 H媒質邏輯環(huán)F G A B CE D第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 每個工作站都具有讓邏輯環(huán)初始化 、 恢復遺失的令牌 、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接入媒質 ， 并決定何時應該將令牌傳遞給下一個工作站 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 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 。 對媒質具有接入權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 當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 。 當一個站檢測到令牌時 ， 它就取得了發(fā)送信息的權力 。 在完成信息的發(fā)送和對正常操作進行相應的檢驗之后 ， 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 圖 令牌環(huán)網(wǎng)的邏輯結構 BA C D EIJ H G F第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 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)務光纖局域網(wǎng)及城域網(wǎng) 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 就目前的這種發(fā)展趨勢可以預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 ， 這是在 WDM基礎上發(fā)展的光交換技術； （ 3） 相應于前兩種技術的發(fā)展 ， 研究新型網(wǎng)絡拓撲結構及其通信協(xié)議； （ 4） 在光纖局域網(wǎng)中發(fā)展和應用 ATM技術 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 同步數(shù)字網(wǎng) (SDH) SDH網(wǎng)產生的技術背景 隨著信息社會的發(fā)展 ， 人們要求得到高質量的信息服務 ， 要求通信網(wǎng)提供多種多樣的電信業(yè)務 ， 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 1． 缺乏統(tǒng)一的世界標準 以前數(shù)字通信的信號系列是準同步數(shù)字系列（ PDH），它只有地區(qū)性的電接口規(guī)范，不存在世界性的標準，這樣造成了世界互通的困難。 2． 缺乏統(tǒng)一的光接口標準 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 ， 致使不同廠家的設備無法相互兼容 。 這給組網(wǎng) 、 管理及網(wǎng)絡互通帶來很大的困難 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 3． 復用結構復雜 現(xiàn)有的 PDH系列的基群是同步的 ， 從低次群到高次群的復接是異步的 ， 需通過碼速的調整達到速率的匹配和容納時鐘頻率的偏差 ， 由此造成設備的復雜性和成本的增加 。 4． 網(wǎng)管信息有限 目前的 PDH的復用幀結構中沒有很多用來網(wǎng)絡管理和維護的比特 ， 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 5． 缺乏統(tǒng)一的網(wǎng)管標準 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)絡管理能力 傳統(tǒng)的 PDH的網(wǎng)絡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)絡動態(tài)組網(wǎng)和新業(yè)務接入的要求 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 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) ， 并構成綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ ISDN） ， 特別是寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的重要組成部分 。 由 SDH組建的網(wǎng)具有高度統(tǒng)一的標準的智能化的網(wǎng)絡 ， 它采用全球統(tǒng)一的標準實現(xiàn)了多廠家產品的兼容 ， 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)務調度 ， 實現(xiàn)高可靠的網(wǎng)絡自愈 ，從而大大提高網(wǎng)絡資源的利用率 ， 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 (1) 對網(wǎng)絡節(jié)點接口 （ NNI） 進行了統(tǒng)一的規(guī)范 。 這些網(wǎng)絡節(jié)點的接口包括數(shù)字速率等級 、 幀結構 、復接方法 、 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)間插同步復接而形成 ， 大大簡化了復接分接 ，使 SDH十分適合大容量光纖通信 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 (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)復接進入 ― 1信號的凈負荷內 ，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 (4) 簡化了電路 。 采用了同步復用方式和靈活的復用映射結構 ， 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 (6)增強的網(wǎng)絡管理能力 。 SDH幀結構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)絡的維護管理能力大大增強 。 (7)SDH的廣泛應用 。 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移模式（ ATM） 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 SDH復用結構 1． 幀結構 SDH的幀結構是以字節(jié)做基礎的矩形塊狀幀結構，如圖 。 這種結構便于實現(xiàn)支路的同步復用、交叉連接（ DXC）、上下話路等。 STM―N 的幀結構是由 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。幀結構由信息凈負荷（ 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 圖 STMN的幀結構 9 2 7 0 N 字節(jié)S T M N 凈負荷( 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 （ 1） 信息凈負荷是幀結構中存放等待 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通常作為凈負荷的一部分與信息碼塊一起在網(wǎng)絡中傳輸 。 （ 2） 段開銷是為了保證信息凈負荷正常靈活傳送所必須附加的供網(wǎng)絡運行 、 管理和維護使用的字節(jié) 。 段開銷又分為再生段開銷 （ RSOH ） 和復用段開銷（ MSOH） 。 （ 3） 管理單元指針是用來指示信息凈負荷第一字節(jié)在 STM―N 幀內的準確位置的指示符 ， 以便在收信端正確分離信息凈負荷 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 2． 復用單元 SDH的復用結構是由一系列的基本復用單元組成 ，而復用單元實際上是一種信息結構 ， 不同的復用單元在復用過程中所起到的作用各不相同 。 我國使用的復用結構如圖 。 第 8章 光纖通信網(wǎng)絡 圖 我國的 SDH基本復用映射結構 S T M N A U G N指針處理復用定位校準映射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 下面 ， 我們從每個容器的作用看這種復用結構 。 （ 1） 容器 C。 容器 C是一種用來裝載各種速率業(yè)務信號的信息結構 ， 主要完成 PDH信號與 VC之間的適配功能 （ 如碼速調整 ） 。 對