SONET 技原理术

8.6 SONET  
     SONET(同步光纤网)一种光纤技术，其数据传输速率可以高达1 G b p s以上。S O N E T增长
的很快，越来越多的电话公司都将它纳入了服务范围。该标准是由B e l l c o r e和电信工业解决
方案联盟( AT I S )开发的，在1 9 8 4年被提交给A N S I，成为一个开放的、灵活的和廉价的光纤传
输标准。在1 9 8 6年，I T U - T开始开发类S O N E T的传输和速度建议，但是最终形成的标准却叫
做同步数字序列( S D H )，该标准主要在欧洲使用。现在， S O N E T的数据传输速率已经可以高
达2 . 4 8 8 G b p s，并且承诺在将来可以达到1 3 . 2 7 1 G b p s。
    

      S O N E T的一个优点是它是非专有的，所以可以从众多的厂家购买点到点的网络设备。SONET可以连接到AT M、I S D N和其他设备的接口上，为这些设备提供高速通信。S O N E T的另外一个优点是它可以在很长的距离上提供高速的数据传输，例如在两个城市或者州之间。S O N E T在以下方面尤其有用：
          在两个相距很远的网络之间提供高速的数据连接(例如，在大学校园和私有公司发起的研究中心之间提供高速的数据传输)。
          在两个相距很远的站点之间举行视频会议。
          远程教学。
          高质量的音频和视频播放。
          复杂图形的高速传输，例如，通过卫星拍摄得到的地形学地图和图像。

8.6.1 通信介质和特性

       S O N E T高速通信使用的通信介质是单模光纤电缆和T 载波通信(从T- 3开始)。主要的传输
方法发生在物理层，这使得其他一些传输技术，如AT M、F D D I和S M D S等，可以运行在
S O N E T之上。S O N E T和使用固定信元长度的技术最为兼容(例如，AT M和S M D S )，和使用可
变帧长的技术兼容性要差一些。
       S O N E T的基本速率为5 1 . 8 4 M b p s ,即光纤载波级别1 ( O C - 1 )，其电子方面的级别称为同步传输信号级别1 ( S T S - 1 )。从该速率开始，便可以将信号切换到特殊类型服务所需要的更高速率
上。当前可用的速率范围如表8 - 2所示。未来的S O N E T传输速度有望达到S T S级别2 5 6，速率
为1 3 . 2 7 1 G b p s。O C - 3、O C - 1 2和O C - 4 8是现在最常用的选择。(通过项目练习8 - 3，收集一些通过R B O C提供的S O N E T服务方面的信息。)

       等价的S T S说明的是S O N E T用来进行传输的路径数量，例如S T S - 1使用一条路径，
而S T S - 9使用9条路径。下载I T U - T的版本S D H和S O N E T十分相似，但是S D H的基本速率是1 5 5 . 5 2 M b p s，而不是5 1 . 8 4 M b p s，称为同步传输模型级别1 ( S T M - 1 )。表8 - 3给出的是S D H的光纤传输速率。
 
8.6.2 SONET网络拓扑和故障恢复

      S O N E T在环型拓扑中传输，提供的故障恢复方法有三种(具体实现哪种方法取决于WAN

提供商使用的体系结构)：单向路径交换、自动保护交换和双向路径交换。在单向路径交换中，
光纤环只有一个。数据信号在环上沿两个方向传输。接收结点决定接受哪个信号。如果在一
个路径上有断口，在另外一个路径上的信号仍然可以达到目的结点。沿另外一条路径发送的
数据提醒接收节点当前只有一个路径是通的。
 在自动保护交换中，如果在S O N E T网络上的某一个点检测到了故障，则把数据定向到另
 第三种故障恢复方法是双向路径交换，提供的故障恢复率最高，可以高达9 9 %。它使用双环
技术，所以在任何时候总有两个路径可以到达某个节点(见图8 - 1 5 )。数据在两个环上都进行发送，
但是方向相反。如果在其中的一条路径上有断口，另外一条路径上的数据仍然可以畅通无阻。

8.6.3 SONET分层和OSI模型

      S O N E T使用了四个协议层(见图8 - 1 6 )。其中最底层为光子层，与O S I模型中物理层对应。
该层处理信号的转换和传输。被传输的电信号需要转换成光信号，然后再放到光纤电缆上，
在接收端，需要将接收到的光信号再还原为电信号。该层还监视着信号传输方面的问题，包
括光脉冲的形状，传输的能量级别以及传送信号的波长等。

     第二层叫做路段层(Section layer)。该层负责对数据进行封装，保证数据以正确的顺序进
行发送，同时保证每一个帧的定时和检查传输中出现的错误。
     再上面一层为线路层，该层监视传输中出现的问题，如果出现问题则进行故障恢复。同
时该层还负责信号的同步和交换，保证整个帧都到达其目的地。
     最上面的一层为路径层，用以将信号映射到通信信道上。例如，它可以将AT M信号映射
到一个信道而将I S D N信号映射到另外一个信道。该层还保证从源到目的地的信道的可靠性。

8.6.4 SONET帧

      STS-1帧是S O N E T帧的最为基本的组装块(见图8 - 1 7 )。S T S - 1帧长9 0个字节。它由虚拟支

流( V T )构成，使用什么虚拟支流的类型取决于应用程序的需求。每个V T都是一个独立的数据
封装。V T决定了如何将一个载波信号映射到S O N E T帧中。例如，已经定义了映射T- 1 ( V T 1 . 5 )
和T- 3 ( V T 6 )通信的V T。V T从设计上保证了异步和同步信号的传输。除了承载多个V T之外， S T S - 1帧还包含一个开销比特的前导。该开销比特包含差错检验和该帧的其他传输维护信息。