问答题 [说明]
随着计算机技术和通信技术的迅猛发展,计算机网络技术的发展也可用日新月异来形容。在计算机网络的接入技术、光通信技术、路由交换技术、网络安全技术、无线通信技术、网络存储技术等诸多方面不断涌现出各种新技术。在网络规划和设计中,如何根据项目的现状和实际需求,积极地引进和使用新技术,是网络规划设计师的职责。

问答题 [问题1]
业务IP化和大颗粒化,导致城域网技术需要由现有“以TDM电路交换为内核”向“以IP分组交换为内核”演进。PTN是一种面向分组业务的传送网络和技术,它定位于城域网汇聚接入层,以分组交换为核心并提供多业务支持。结合你的网络规划设计经验,请分析比较MSTP组网与PTN组网两种方案的优点和不足,将表7-5中,横线上的内容填写完整。
表7-5 MSTP与PTN的组网比较
比较项目 MSTP组网 PTN组网
统计复用 刚性管道,无统计复用 ______
速率 核心层10G,汇聚层10G/2.5G,接入
层622/155M
______
组网 ______ 环形、链形、MESH
保护 ______ ______
保护性能 50ms电信级保护 ______
【正确答案】弹性管道,有统计复用
核心层、汇聚层10GE,接入层GE
环形、链形、MESH
复用段保护、通道保护、SNCP保护
环网Wrapping/Steering保护、1+1/1:1 LSP线路保护
50ms电信级保护
【答案解析】[解析]
目前,城域传送网MSTP/SDH主要是承载以小颗粒TDM业务为主,分组业务为辅。业务IP化和大颗粒化,导致城域网将由主要承载现有E1/STM-1(2Mbps/155Mbps)TDM业务逐渐转向承载FE/GE(10Mbps/100Mbps/1000Mbps)IP业务。城域网技术需要由现有“以TDM电路交换为内核”向“以IP分组交换为内核”演进。
PTN是一种面向分组业务的传送网络和技术,它定位于城域网汇聚接入层,以分组交换为核心并提供多业务支持,既具备数据通信网组网灵活和统计复用传送的特性,又继承了传统光传送网面向连接、快速保护、OAM能力强等优点。
PTN通过标签交换机制实现面向连接的快速转发;通过PWE3技术实现各类非分组业务的端到端仿真;通过DiffServ模型实现端到端的QoS控制;通过CIR(保证带宽)和PIR(突发带宽)机制实现统计复用;通过同步以太网、IEEE1588v2和ToP等技术提供精确的频率和时间同步;提供设备保护、线性复用段保护、MPLSTunnelAPS、LAG和FRR等丰富的保护方式和类似SDH的电信级的OAM能力。多种技术的融合为PTN高效、高质地承载3G基站和全业务奠定了良好的基础。PTN在实现方式上有MPLS-TP和PBT两种技术标准,分别源白对MPLS技术和以太网技术的改进。
MSTP与PTN两种组网方案的核心差别是交换方式和统计复用能力。SDH设备、MSTP设备和PTN设备交换方式的区别如表7-7所示;MSTP与PTN的组网比较如表7-8所示。
表7-7 SDH/MSTP和PTN设备的交换方式
比较项目 内核 承载业务类型 技术特点和现状
SDH设备 TDM交换(VC交叉) TDM业务 无法承载分组业务
MSTP设备 TDM业务和分组业务 在分组业务比重较大时承载效率较低
PTN设备 分组交换 在分组业务比重较大时承载效率较高
表7-8 MSTP与PTN的组网比较
比较项目 MSTP组网 PTN组网
统计复用 刚性管道,无统计复用 弹性管道,有统计复用,带宽规划可按收敛比、提高带
宽利用率
速率 核心层10G,汇聚层10G/2.5G,接入层
622/155M
核心层、汇聚层10GE,接入层GE
组网 环形、链形、MESH 环形、链形、MESH
保护 复用段保护、通道保护、SNCP保护 环网Wrapping/Steering保护、1+1/1:1LSP线路保护
保护性能 50ms电信级保护 50ms电信级保护
控制平面 可升级支持 可升级支持
在PTN组网方案中,线性保护倒换是一种G8131定义的路径保护方式,主要包括无协议的1+1方式和基于协议的1:1/1:N方式,可以对端到端路径或者端到端路径上的每个区段(节点或链路)进行保护。其中,1+1和1:1为独享保护,1:N为共享保护。采用1+1时工作路径和保护路径都承载业务并采用双发选收的模式;采用1:1时在网络正常的情况下仅工作路径承载业务,备用路径空闲(也可运行其他较低优先级的业务),在网络故障情况下,通过协议切换到备用路径承载业务(可抢占其他较低优先级的业务)。
环网保护倒换由G8132定义。环网保护是基于协议的区段共享方式。一般对环网上的每个区段分别进行保护,不同区段的备用路径可以共享。在网络正常的情况下,端到端路径经过的各个区段的备用路径空闲(也可运行其他较低优先级的业务);在某个区段故障时,有两种实现方式,一种是wrapping(环回)方式,故障区段的相邻节点通过协议切换到该区段的备用路径,另一种是steering方式(转向),源宿节点通过协议切换到备用路径。由于环网保护为共享方式,在资源利用率方面比1+1和1:1线性保护更有优势,因此在各种保护方式成熟的情况下,应优选环网保护(例如,现网MSTP以复用段共享环网保护为主)。
问答题 [问题2]
实现透明的、具有高度生存性的全光通信网是宽带通信网未来发展目标,要实现该目标,需要以下所列举的一些先进技术来支撑。请在以下备选答案中选择相应的选项填入下列空缺处。
光波分多址技术:______; 光突发数据交换技术:______;
副载波多址技术:______; 光时分多址技术:______;
空分光交换技术:______; 无源光网技术:______;
备选答案:
A.该技术多用于接入网部分,以点对多点方式为光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间提供光传输媒质
B.该技术是在同一光载波波长上,将时间分割成周期性的帧,每一个帧再分割成若干个时隙,再根据一定的时隙分配原则,使每个ONU在每帧内只按指定的时隙发送信号,然后利用全光时分复用方法在光功率分配器中合成一路光时分脉冲信号,再经全光放大器放大后送入光纤中传输
C.该技术是将光交换元件组成门阵列开关,并适当控制门阵列开关,即可在任一路输入光纤和任一输出光纤之间构成通路
D.该技术是将多个不同波长且互不交叠的光载波分配给不同的ONU,用以实现上行信号的传输,从而产生多路不同波长的光脉冲,然后利用波分复用方法经过合波器形成一路光脉冲信号来共享传输光纤并送入到光交换局
E.该技术的基本原理是将多路基带控制信号调制到不同频率的射频(超短波到微波频率)波上,然后将多路射频信号复用后再去调制一个光载波
F.该技术是针对目前光信号处理技术尚未足够成熟而提出的,有两种光分组技术:包含路由信息的控制分组技术和承载业务的数据分组技术
【正确答案】D F E B C A
【答案解析】[解析]
光波分多址(WDMA)技术是将多个不同波长且互不交叠的光载波分配给不同的光网络单元(ONU),用以实现上行信号的传输,即各ONU根据所分配的光载波对发送的信息脉冲进行调制,从而产生多路不同波长的光脉冲,然后利用波分复用方法经过合波器形成一路光脉冲信号来共享传输光纤并送入到光交换局。在WDMA系统中为了实现任何允许节点共享信道的多波长接入,必须建立一个防止或处理碰撞的协议,该协议包括固定分配协议、随机接入协议(包括预留机制、交换和碰撞预留技术)及仲裁规程和改装发送许可等。
光突发数据交换技术是针对目前光信号处理技术尚未足够成熟而提出的,在这种技术中有两种光分组技术:包含路由信息的控制分组技术和承载业务的数据分组技术。控制分组技术中的控制信息要通过路由器的电子处理,而数据分组技术不需光电/电光转换和电子路由器的转发,直接在端到端的透明传输信道中传输。
副载波多址(SCMA)技术的基本原理是将多路基带控制信号调制到不同频率的射频(超短波到微波频率)波上,然后将多路射频信号复用后再去调制一个光载波。在ONU端进行二次解调,首先利用光探测器从光信号中得到多路射频信号,并从中选出该单元需要接收的控制信号,再用电子学的方法从射频波中恢复出基带控制信号。在控制信道上使用SCMA接入,不仅可降低网络成本,还可解决控制信道的竞争。
光时分多址(OTDMA)技术是在同一光载波波长上,将时间分割成周期性的帧,每一帧再分割成若干个时隙(无论帧或时隙都是互不重叠的),然后根据一定的时隙分配原则,使每个光网络单元(ONU)在每帧内只按指定的时隙发送信号,然后利用全光时分复用方法在光功率分配器中合成一路光时分脉冲信号,再经全光放大器放大后送入光纤中传输。在交换局,利用全光时分分解复用。为了实现准确、可靠的光时分多址通信,避免各ONU向上游发送的码流在光功率分配器合路时可能发生碰撞,光交换局必须测定它与各ONU的距离,并在下行信号中规定光网络单元(ONU)的严格发送定时。
空分光交换技术的基本原理是将光交换元件组成门阵列开关,并适当控制门阵列开关,即可在任一路输入光纤和任一输出光纤之间构成通路。因其交换元件的不同可分为机械型、光电转换型、复合波导型、全反射型和激光二极管门开关等。
无源光网技术(PON)多用于接入网部分。它以点对多点方式为光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间提供光传输媒质,而这又必须使用多址接入技术。目前使用的有时分多址接入(TDMA)、波分复用(WDM)、副载波多址接入(SCMA)3种方式。PON中使用的无源光器件有光纤光缆、光纤接头、光连接器、光分路器、波分复用器和光衰减器。拓扑结构可采用总线型、星形、树形等多种结构。
问答题 [问题3]
在IPv6网络进行IPv6地址分配时,需要使用一组ICMPv6信息报文,确定邻节点之间的关系(即邻节点发现)。
(1)请列举出邻节点发现使用到的报文名称;
(2)ICMPv6除了具备ICMPv4的所有基本功能之外,还进行了哪方面的修改?
【正确答案】(1)①路由器请求报文;②路由器公告报文;③邻节点请求报文;④邻节点公告报文;⑤重定向报文。
(2)①删除了所有不再使用的报文类型,并定义了新的报文类型;②合并了ICMP、IGMP、ARP等多个协议的功能
【答案解析】[解析]
邻节点发现使用到的报文有:①路由器请求报文:由主机发出,请求本链路的路由器发送路由器公告报文,其目的地址为FF02::2,跳数值为255;②路由器公告报文:由路由器发出(主动发出或应答),包括链路前缀、MTU等一系列参数;③邻节点请求报文:由主机发出,用于解析链路上其他IPv6主机接口卡的MAC地址,检查邻节点是否可达;④邻节点公告报文:由邻节点发出;⑤重定向报文:由路由器发出,通知主机对指定的目的节点有一个更好的路由。
ICMPv6具备ICMPv4的所有基本功能,但进行了以下修改:①删除了所有不再使用的报文类型,并定义了新的报文类型;②合并了ICMP、IGMP、ARP等多个协议的功能。ICMPv6报文被封装在IPv6分组中传送。ICMPv6的报文分为差错报文和信息报文两类。前者用于报告IPv6分组在传输过程出现的错误,包括目的不可达、分组过大、超时、参数错误等;后者用于提供网络诊断功能和附加的主机功能,包括组播侦听发现与邻节点发现。