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广电IP over SDH的应用探讨

2/14/2005来源:数据通信人气:9544

张晓冬


  计算出新频道的音量。私有描述符的定义并不复杂,总局统一定义办法,要求各运营商、集成商、厂家遵守,便可以从根本上解决音量不一致的问题,这是一个很好的解决方案,音量电平描述符如表1所示。

  表1音量电平描述符(建议)

  channel_audio_volumne_descriptor(){备注

  descriptor_tag8uimsbf描述符标签

  descriptor_length8uimsbf描述符长度

  for(i=0;iservice_id16uimsbf业务标识符

  audio_volumne_refercence8uimsbf音量电平参考值

  }

  }

  2左右声道声音的一致性

  视频业务有两个伴音的情况主要出现在各省卫视上,查看卫视信号的业务信息,为视频业务、双声道伴音,机顶盒读取业务信息后将其设为双声道,它并不知道左声道是视频伴音,右声道是省电台的广播,就出现了两个声道声音不同的情况,这属于没有按规定划分业务类型和设置业务信息(SI)。根据DVB-C标准,带广播的卫视节目,应设置为两个业务,一个是视频业务(单声道),一个是音频业务,接收端按需要解出所需的业务。国内卫视严格按有关标准设置业务信息,既解决了接收时机顶盒两个声道声音不同的问题,又可方便各服务平台单独将广播复用为一个多节目的TS流,一个模拟频道就可传几百套广播,有利于电视和广播的协调发展。

  在广播业务中,数字音频电平的统一与平衡是一个难点,数字电视中的业务信息为我们较好地解决这一问题提供了有效的技术手段。数字电视中有不少问题看起来很复杂、很难解决,但只要对整个数字电视的标准有透彻的理解就很容易解决,整体平移工作就更容易进行。

  目前发达国家的骨干网基本上都是采用SONET/SDH传输体制。在中国,诗以40%~50%的速度高速增长,随着Internet的高速发展,全球范围内的IP数据业务量呈指数增长,因而如何利用现有庞大的SDH网络高效而经济地传输数据业务,成为SDH面对的首要问题。《信息产业“十五”计划纲要》中指出“在长途网络上采用IP over SDH/WDM、超高速(G比特或T比特)路由器以及光波长路由器等技术组建宽带IP骨干网络;在城市范围内采用十兆、百兆、吉位局域网(LAN)以及IP over SDH/WDM、超高速(G比特或T比特)路由器等技术组建宽带IP城域网”。

  在高性能、宽带的IP业务方面,DWDM设备价格较高,在中小城市干线网距离较短时,性价比的优势不明显。而许多省干线网由于建设早,大多采用SDH的STM-16技术设计,应用IP over SDH技术,投资少见效快而且线路利用率高。因而就目前而言,发展高性能IP业务,IP over SDH是较好的选择。

  1IP over SDH技术的优势

  尽管目前IP接入网络所采用的接入技术多种多样,但始终需要一个具有高度可靠性的传输网络进行承载。国内外正在建设的SDH/SONET传输网络,是在主干网上实施IP over SDH/SONET技术必要的物理基础。SDH网络是一种成熟的技术,可以提供非常高的带宽,带宽利用率高,达到95%,IP数据包通过PPP协议直接映射到SDH帧结构上,省去中间的ATM层,简化了IP网络体系结构,提高数据传输效率;将IP网络技术建立在SDH传输平台上,可以很容易地跨越地区和国界,兼容各种不同的技术和标准,实现网络互联;SDH网络有良好的自愈性,其业务恢复功能和保护功能可保证网络的可靠性。

  2IP over SDH工作原理

  IP over SDH以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络。SDH协议是物理层协议,主要负责在物理层介质上传送字节数据。IP协议是无连接的协议,属于网络层协议。数据链路层负责SDH协议与IP协议之间的接口,IETF定义PPP协议来执行此项功能,IP over SDH技术使用PPP协议对IP数据包进行封装,把IP分组根据RFC1662规范插入到PPP帧中的信息段,再将PPP分组放入高级数据链路控制(HDLC)的帧结构中,把封装后的IP数据包映射到SDH的SDH帧结构净负荷区。 IP over SDH把IP数据格式转换成SDH的帧格式进行传输,并在网络结构上保留了SDH的基于Framer上的数据通道切换方式对环路进行保护,这是一种基于电子硬件的保护技术。

  简单地讲,这种采用SDH传输IP业务的方式就是将不同的网络层次的业务通过VC级联的方式映射到SDH电路的各个时隙中,由SDH网络提供完全透明的传输通道,从物理层的设备角度看是一个集成的整体。

  SDH设备上以太网板的功能是处理链路层的数据转发,完成以太网数据向SDH数据的映射,实现IP over SDH的功能。

  交换模块完成LAN端口的无阻塞交换,映射、解映射模块完成以太网帧的封装、解封装与映射、解映射。每个广域网方向由1~48个VC12实现任意绑定(采用虚级联方式)来调整带宽。

  3广电网中IP over SDH技术的应用方案

  泰州市广电光纤干线传输网上连省网、国家干线网,下连所属4市2区,光缆选用G.652光纤,总长400多千米,以环型拓扑方式组网,主设备采用法国Alcatel 2.5 Gbit/s的数字传输系统。

  SDH光纤环由光纤双向环组成,路由器可有各种不同的等级,分别连接各自的IP子网。如路由器1与路由器2通信,接入线路速率为E1,要实现IP over SDH,则在STM-1中继线及STM-16光纤环路中分别分出1条E1速率的支持(信号),由SDH网管系统设置,连接于路由器1与路由器2之间。

  从网络的投资与建设方面考虑,采用SDH构造骨干网,分支网络采用吉位或百兆以太网是比较实际的网络设计方案。采用SDH方式建设城域宽带IP光纤网骨干网,可将数据按照地理位置,传输至各吉位路由器进行分布式处理,由吉位路由器提供吉位或百兆以太网端口与下一级交换机互联。由于各吉位路由器之间通过SDH连接,网络的可靠性由SDH自愈恢复能力提供,当两台吉位路由器之间的光纤通路出现故障时,数据流会自动沿着吉位路由器另一侧的光纤通路传输,使骨干网具有较高的可靠性,同时骨干网采用IP over SDH技术使网络具有较高的传输速率。由于吉位路由器上每端口价格极高,与下一级交换机的连接中是否提供冗余备份,需根据实际应用情况来决定。

  4相关技术

  IP over SDH技术的实现需要PPP协议和高速路由器。

  4.1支持IP over SDH技术的协议

  (1)PPP协议

  PPP协议即IETF FRC1661的The PointtoPoint PRotocol和RFC2153的PPP vendor Extension,是一个简单的OSI第二层网络协议。其标头只有两个字节,没有地址信息,只是按点到点顺序,面向无连接。PPP协议可将IP数据包切成PPP帧(符合RFC1662:PPP in HDLCLink Faming)以满足映射到SDH/SONET帧结构(符合RFC1619:PP over SDH)上的要求。

  (2)简化的数据链路协议(SDL)

  在IP/PPP/HDLC/SDH中,使用的基于HDLC的帧定界协议存在一些问题,主要表现在用户使用HDLC帧时,网管需要对每一个输入、输出字节都进行监视。当用户数据字节的编码与标志字节相同时,网管需要进行填充、去填充操作。为此,Lucent提出了简化数据链路协议SDL。SDL用户对同步或异步传送的可变长的IP数据包进行高速定界,可适用于OC-48/STM-16以上速率的IP over SDH。SDL协议主要应用于点到点的IP传送,可用于任何类型的数据包(如IPv4,IPv6等)。与HDLC相比,SDL更容易应用于高速链路,并且能提供链路层的QoS。

  4.2IP over SDH的实现关键依赖于路由器技术

  IP over SDH是IP数据包采用点到点协议PPP映射到SDH帧上,通过高速路由器将路由计算和包转发分开,并采用ASIC(专用集成电路)进行数据包的排队、计算和转发,大大提高了路由器的交换速率,消除了网络“瓶颈”,并且,路由转发时延缩短到比较理想的和谐,这些都拓宽了路由器在IP over SDH组网中的应用。现在,随着新型路由器技术发展,IP over SDH技术应用也会更上一个新台阶。

  5总结

  在高性能、宽带的IP业务方面,国内外广泛建设的SDH环境为IP over SDH的实施创造了良好的条件。随着吉位高速路由器的进一步成熟和IP业务的进一步增大,对IP over SDH的应用会越来越广泛。在广电网络的平台上IP over SDH适用于狮设和改造Internet骨干网的首选方案,兼顾了传统的语音服务和新出现的IP数据服务,能同时适用于传统的ATM设备和近几年来得到迅速发展的以太网设备。加上目前在IP QoS研究方向的进展,通过RSVP资源预留协议、一系列拥塞控制机制和排队策略已经能够较好地满足业务质量,IP over SDH成为当前应用前景最广的传输方式。


摘自 中国有线电视