硬件介绍：WAN接口之E1/POS/CPOS接口-PDH/SDH

Note：本文用于收集记录关于路由器接口的相关知识。
个人能力有限，敬请各位指导。

参考资料

• 光传输资料，可参考PDH→SDH→MSTP→PTN→OTN，光传输网那些事。
• 信号传输资料，可参考数字音频基础­­­­­－从PCM说起。
• 关于E1和T1接口，可参考What is E1,T1 Line? Difference between E1 and T1。
• 关于E1相关概念，可参考博客-G.703接口和E1接口区别
• 关于PDH和SDH概念介绍，可参考doi.org/10.48550/arXiv.1407.6112描述的Review of Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) and Synchronous Digital Hierarchy (SDH)。
• 关于SDH网络节点接口上的STM-N信号要求，可参考Standardization (ITU-T)发布的ITU-T G.707/Y.1322 (01/2007) Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH)。
• 关于SDH网元的管理问题，可参考Standardization (ITU-T)发布的ITU-T G.784 (03/2008) Management aspects of synchronous digital hierarchy (SDH) transport network element。
• 关于SDH相关术语和定义，可参考Standardization (ITU-T)发布的ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) Terms and definitions for synchronous digital hierarchy (SDH) networks。
• 其他SDH通用标准文档还有 Standardization (ITU-T) G.700–G.709，SDH多路复用设备的主要特点标准文档还有 Standardization (ITU-T) G.780–G.789。
• 关于 PPP 协议字段的相关参数，可参考IANA的Point-to-Point (PPP) Protocol Field Assignments。

目录

1.背景介绍

1.1.相关术语

基本概念：
PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字体系。
SONET：Synchronous Optical Network，同步光纤网。
SDH：Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系。ITU-T G.780/Y.1351(07/2010)中定义SDH是一组分层的数字传输结构，其标准化了在物理传输网络上传输经适当调整过后有效载荷的过程。

SONET和SDH基本相同。上世纪80年代针对PDH的不足，美国Bellcore提出了光纤传输的SONET标准。紧接着国际电报电话咨询委员会CCITT在SONET概念上制定了光纤传输的SDH标准。该SDH标准不仅适于光纤传输也适于微波和卫星传输，是一种通用技术体制。
SONET和SDH之间仅有一些细微差别，主要是在基本的SDH和SONET帧格式中SONET标准多用于北美和日本，SDH标准多用于中国和欧洲。

MSTP：Multi-Service Transmission Platform，多业务传输平台。
PTN：Packet Translate Network，包传输网络。
OTN：Optical Transport Network，光传送网。

ITU-T G.9804.1 (11/2019) 中给出了传输类型、传输速率及网络类型之间的描述：
其中 SNI 表示 Service node interfaces，服务节点接口。SNI 接口通常指接入网与服务节点之间的互连接口，著名标准化的接口或某些物理层维度下的接口。

以及有
其中 UNI 表示 User node interfaces，用户节点接口。UNI 接口通常指接入网与客户之间的互连接口，著名标准化的接口或某些物理层维度下的接口。

STS-1：Synchronous Transport Signal Level-1，同步传送信号级别1。SONET 体系下电传输的基本单位。

OC-1：Optical Carrier Level-1，光载波级别1。SONET 体系下光传输的基本单位。

STM-1：Synchronous Transport Module Level-1，同步传输模块级别1。ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) 中定义 STM 是用于支持 SDH 中截面层连接的信息结构。它由 information payload 信息有效载荷和 SOH（Section overhead，段开销 ） 信息字段组成，并以每 125 μs 重复一次的块帧结构进行组织。该信息经过适当调节，以便以与网络同步的速率在所选介质上进行串行传输。

基本STM定义为155 520 kbit/s，称为 STM-1。更高容量的STM以相当于该基本速率N倍的速率形成。定义了 N = 4（622Mbit/s）、N = 16（2.49Gbit/s）、N = 64 （9.95Gbit/s）和 N = 256（40Gbit/s）等 STM 容量。
STM-0 由一个 3 级的行政单位组成。STM-N，N ≥ 1，与 SOH 一起组成一个 N 级 的管理单元组（AUG-N，Administrative Unit Group-N）。STM-N 分层比特率在ITU-T G.707/Y.1322 (01/2007) Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) 中给出。
后文对 STM 和 AUG 等的相关概念进行简单介绍。

2.PDH传输之E-载波接口

以上文所描述，E-载波接口是PDH时代的代表接口。

2.1.基本概念

PCM：Pulse Code Modulation，脉冲调制。PCM是目前最常用数字传输系统，可以将模拟信号转换成数字信号。其主要过程包括 Sampling 采样，Quantization 量化，Coding 编码。其基本原理在于，对于某一目标模拟波形以特定频率或特定时间周期进行信息采集。这一信息可以包括电流电压等数据。信息采集完成后以特定函数衡量采集到的数据将其量化为具体参数，最终映射为二进制数据。

Analog Signals模拟信号：通常使用介质的给定属性来传递信号信息，其数学形式为连续函数的信号。所有自然产生的信号都为模拟信号。
Digital Signals数字信号：数字信号是离散 (不连续）的，幅值表示被限制在有限个数值之内。二进制码就是一种数字信号。
数字信号和模拟信号的区别。

PCM最初是为了使电话局之间一条中继线不只传送一路而是可以传送多路电话而设计的。PCM有两个互不兼容的国际标准：E1 和 T1。

E1：30/32路PCM，带宽 2.048 Mbps。标准 E1 帧为 256 bit，帧长度 125ms（每秒通过8000帧）。
E1 线路通常使用两对线对（一对用于发送，一对用于接收）和时分多路复用 （TDM） 来传输 32 通道 64 Kbps 语音或数据。通道编号为TS0-TS31，TS0用来作同步帧，TS16用来作传送信令，剩下的30条不同的话路用于放数据。
并且这样由 TS 组成的 T1 通道就十分灵活。例如可以将4条 E1 线路进行组合形成 E2 线路 ，4条 E2 组成 E3 线路，4条 E3 组成 E4 线路。
并且需要注意的是不同 E-载波接口 之间并不是简单的速率倍数关系，不同的 E-载波接口 帧大小具有所定义的 bit 长。帧结构可在Standardization (ITU-T)发布的ITU-T G.702 (11/1988): Digital hierarchy bit rates查询相关结果。

除了上述的 PCM30 和 PCM32 外，还有 PCM31 通道化模式。在 PCM31 下，1-31 通路都可用于传输数据。

T1：24路PCM，带宽1.544 Mbps。标准 T1 帧为 193 bit（24*8bit+1bit的控制/同步信息），帧长度 125ms（每秒通过8000帧）。
一个 T1 通道由24个 64-kbps 的 DS0（Digital Signal [Zero]）子通道组成，共 1.536 Mbps。与E1类型，T1线路可以方便的增加带宽。例如可以将 DS0s 1-12 组合为一条 768 kbps 的线路，将 DS0s 13–24 组合为另一条 768 kbps 的线路，从而供给不同用户使用。如果需要扩充带宽，则可将2条 T1 结合而形成具有48个 DS0 的 T1C 线路 。
除此之外还有具有96个 DS0s（4条T1）的 T2 线路 ，以及具有672个 DS0s（28条T1）的 T3 线路，以及具有4032个 DS0s（168条T1）的 T4 线路。

• E1线路带宽计算方式为 256bit*8000=2,048,000 bit/s，也即2.048Mbps。这也是俗称的 2M 线路。
• T1线路带宽计算方式为 (24*8+1bit)*8000=1,544,000 bit/s，也即1.544Mbps。
• 有时也称，E1有32个 time-slot 时隙而T1有24个时隙。
• ITU-T建议的E1体系主要应用于欧洲和中国等地；ANSI建议的T1体系主要应用在美国、加拿大、新加坡和日本等地。
  自动换行
  Standardization (ITU-T) 发布的 ITU-T G.702 (11/1988): Digital hierarchy bit rates 中定义了不同标准下的传输速率。关于以上传输标准速率的帧结构可在 Standardization (ITU-T) 发布的 ITU-T G.704 (10/1998): Synchronous frame structures used at 1544, 6312, 2048, 8448 and 44 736 kbit/s hierarchical levels 查询相关结果。
  在实际应用时可能略有差别，可查看相关资料。

TDM：Time Division Multiplexing，时分复用。TDM 是指将特定的信道依照时间进行划分，每个语音信号的量化值按一定顺序占据一定的固定时间间隔，即所谓的 time-slot 时隙。这样，可以将多个信号以时分复用的方式，在一定的结构中复用成高速复合数字信号，即群信号。而每个信号的传输是相对独立的。一个 TDM 帧由每个子信道的一个时隙组成。

PDH和SONET/SDH等体系都广泛使用TDM技术进行信号传输。

点击此处回到目录

2.2.E-载波接口

关于 E1 接口的相关资料，此处仅进行简单介绍。其他内容，例如仅支持配置1个 channel 的部分通道化单板 E1-F（E1 Fractional）接口，不做过多介绍。
例如，HW 的 E1口 配置后形成 serial 4/0/0:0 接口，而 E1-F 接口直接以可配置的 serial 4/0/0 接口形式存在。两者命令基本类似，此处不做过多说明。
本且需要说明的是：此处提供的命令介绍仅用于相关内容介绍，实际功能还需遵循相关操作指导。

1@帧模式：
E1接口通常支持多种帧模式，主要有 Unframed (UNF，非成帧模式)，Framed (FR，成帧模式) 和 Multi-Framed (MF，成复帧)。
@：在非成帧模式下，所有时隙都作为数据传输通道；
@：成帧模式下，TS0 用于同步，其余TS作为数据传输通道；
@：成复帧模式下，TS0 用于同步而TS16用于传输信令，其余TS作为数据传输通道。有时也将 TS0 和 TS16 称为 Overhead 开销。

通道化 channel 是指在成帧模式下，时隙是否可分配置不同通道下。E1通道化后的接口称为CE1。CE1 可以当 E1 用，但 E1 却不可以作 CE1 使用。并且 CE1 接口也需进行时隙映射才可正常通信。
//using ce1用于设置E1接口的工作方式为成帧模式/通道化模式，默认工作于成帧模式/通道化模式。
//using e1用于设置E1接口的工作方式为非成帧模式/净通道模式。
//channel-set用于将通道化后的接口分配不同的时隙。HW通道化后形成对应的接口为 interface serial controller-number：set-number，set-number对应通道化序列号。

2@编码模式：
E-载波接口主要有如下两种编码方式：
AMI：Alternate mark inversion，交替反转码。这是一种成对不等性码，实现上可以用相反极性的两个信号电平来表示输入数据。这种码可以实现信号纠错，但缺少信息同步机制。如果信息中出现多个连续的0信号，造成定时信号提取困难。具体实现上简单来说就是将二进制编码中的0保持不变，而将1交替的变换为+1和-1。第一个1的符号是正还是负均可。
HDB3：High-density bipolar3，三阶高密度双极性码。这种扰码技术是 AMI 码的改进版。其原理为若消息码中连0个数小于等于3则编码规则同 AMI 码，反之将每4个0看作一小节，定义为B00V，B可以是-1、0、+1，V可以是-1、+1。

//某些设备可能仅支持 HDB3 编码模式。

3@帧格式：分帧方式
E-载波接口的帧格式主要可分为 CRC-4（Cyclic Redundancy Check 4，循环冗余校验-4）和 非CRC-4 两种。CRC-4校验可用于提供额外的保护来防止帧对齐信号的仿真，和增强误差监测功能。对于启用了 CRC-4 功能的数据帧，可将 TS0 时隙的第一个bit置位用于进行相应标识。

@：CRC-4主要在 2.048 Mbps下进行使用，对于其他速率的载波分别有 CRC-5 和 CRC-6等。
@：CRC功能的详细原理和程序执行可查阅 Standardization (ITU-T) 发布的 ITU-T G.704 (10/1998): Synchronous frame structures used at 1544, 6312, 2048, 8448 and 44 736 kbit/s hierarchical levels。
@：//frame-format crc4用来设置E1接口的帧格式为crc-4。默认情况下为非crc-4。
自动换行
除此之外，还有一个 CRC 校验模式。这个通常指的是数据包的校验，不进行crc校验，可能会导致错包也能正常发送，影响正常通信。
//32比特的精度会更高，但是会占用更多的资源。

4@传输参数对接：
E1接口对接时不能有信号丢失/帧失步/复帧失步/滑码告警，并且接口参数上必须完全一致。因为个别特性参数的不一致，不会在指示灯或者告警台上有任何告警，但是会造成数据通道的不通/误码/滑码/失步等情况。这些特性参数主要有：时钟/阻抗/帧结构/CRC4校验

时钟同步：PDH使用的是准同步传输，因此需要对传输数据进行时钟校准以防止发送端和接收端接收到的 bit 流存在错乱等。
//clock master用于设置使用内部时钟信号进行同步，slave则指使用线路时钟信号进行同步。默认使用内部时钟信号。

阻抗：
//set e1 impedance命令用来配置E1接口的阻抗值。主要有非平衡式的 75Ω 和平衡式的 120Ω，默认 75Ω。

2.3.T-载波接口

1@帧格式：分帧方式
标准 T1 帧为 193 bit（24*8bit+1bit的 framing bit 控制/同步信息），帧长度 125ms（每秒通过8000帧）。包含 24个 64-kbps 的 DS0（Digital Signal [Zero]）子通道组。
其中的 Framing bit（8kbit/s）主要用于消息同步和告警。

SF：Super Frame，超帧。每个 SF 由 12 个 DS1/T1 帧组成。
将每帧的第193位作为控制位，SF的第12位193位将它们组合成一个12位的控制字（如1000 1101 1100），提供帧同步和信令管理信息。利用SF帧的12位控制字的奇数位（称为Ft位，对应的帧称为终端帧）标记帧和超帧边界，以便接收设备能够正确处理用户数据;控制字的偶数位（称为Fs位，对应的帧称为信令帧）用于携带信令标志。

ESF：Extended Super Frame，扩展超帧。
ESF 帧格式将 SF 帧模式从 12 帧扩展到 24 帧，总共 193* 24 = 4632 位。ESF 和 SF 帧格式基本相同。

2@编码模式：
T-载波接口主要有如下两种编码方式：
AMI：Alternate mark inversion，交替反转码。这是一种成对不等性码，实现上可以用相反极性的两个信号电平来表示输入数据。这种码可以实现信号纠错，但缺少信息同步机制。如果信息中出现多个连续的0信号，造成定时信号提取困难。具体实现上简单来说就是将二进制编码中的0保持不变，而将1交替的变换为+1和-1。第一个1的符号是正还是负均可。
B8ZS：Bipolar 8 zeros substitution，二进制8-zero替换码。这种扰码技术是 AMI 码的改进版。当计划传输 8 个连续0位时，B8ZS 发送器会用包含故意BPV（ bipolar violations，双极性违规） 的码字替换 8 个零序列，如图 3-4 所示。代码字采用 000VP0VP 的形式，其中 V 是与先前发射的脉冲具有相同极性的脉冲，P 是与前一个脉冲极性相反的脉冲。

//此处连续的8个0被替换为 000VP0VP，并且由于前一个脉冲为正所以被替换为 000+-0-+。

点击此处回到目录

3.SDH传输之POS/CPOS接口

PDH时代，其主要有如下缺点限制了其使用。

1. 灵活性限制。在更高bit流下难以识别单个通道。要实现这一能力，意味着需要花费额外的开销找到理想的速率去复用多个信号。
2. 有效性限制。在高bit流下难以分配出低速链路。
3. 性能限制。PDH缺少监控字段，因此在实际应用时无法表现出高性能。
4. 标准不统一。每个制造商都具有自己的标准，难以实现互通交流。
5. 低效高带宽。PDH的高带宽复合受限。
6. 此外，PDH仅支持PPP封装，不支持HUB连接等。

因此在1990s时代，先后出现了 SONET 和 SDH 传输体系。SONET（Synchronous Optical Network，同步光纤网）是 ANSI（American Natinal Standards Institute，美国国家标准化组织）颁布的美国标准版本，SDH 是 ITU（International Telecommunication Union，国际电信同盟）颁布的国际标准版本。

SONET/SDH 是一组有关光纤信道上的同步数据传输的标准协议，常用于物理层架构和同步机制。

3.1.基本概念/帧结构

SONET/SDH比较：

SONET/SDH优劣势：
SONET 低开销；易去复合；可提供网络弹性功能。但是不存在可互操作的标准；通道越少，开销越大；更高容量下的带宽效率低。
SDH 可以传输PDH信号；环网组网可提供交换保护；网络可快速修复，动态可自愈；允许突发光纤带宽；易于连接不同网络；可轻松扩展到更高的比特率，从而改善了管理和维护过程。但是 SDH 系统很大程度上依赖于软件，容易受到计算机病毒的攻击；复杂性与系统相关，因为使用指针直接添加或删除的较低速率信号进行存档；需要复杂的设备，因为有许多不同的管理流量类型和选项。

STS/OC/STM：Synchronous Transport Signal同步传送信号，Optical Carrier光载波 和 Synchronous Transfer Module同步传递模块。STS 是 SONET 的电传输基本单位，OC 是 SONET 的光传输基本单位，STM 是 SDH 的基本传输单位。
SONET和SDH常见速率对应关系表。STM-n 的 n 表示由 n 条 STM-1 复合而成。

POS：Packet Over SONET/SDH，SONET/SDH上的包传输。通常指代广域网端口类型，可以利用 SONET/SDH 提供的高速传输通道直接传送 ATM 和 IP 等数据业务。

其基本原理是使用链路层协议(PPP、HDLC 和 FR)对数据包进行封装。然后再由 SONET/SDH 通道层的业务适配器把封装后的数据包映射到 SONET/SDH 同步净荷中，然后经过 SONET/SDH 传输层和段层，加上相应的通道开销和 SOH（Section Overhead，段开销），把 payload 净荷装入一个 SONET/SDH 帧中，最后到达光网络，在光纤中传输。

CPOS：channel POS，通道化的POS。通常是指将一条光路划分为相互独立的多路数据，每一路独享带宽、有自己的起点终点和监控策略。每一个通路可称为一个通道。
通道化串口可由 CPOS 接口通道化形成。由 CPOS 通道化出的 E1 口可工作于 unframed 模式和 channelized 模式。

SDH帧的相关概念：
C-n：Container-n，容器。其中n为单元等级序号。用来装载各种速率的业务信号的信息结构单元。容器是构成虚拟容器的网络同步信息负载的信息结构。对于每个定义的虚拟容器，都有一个相应的容器。

ITU-T G.709 Synchronous multiplexing structure 定义了 C-11、C-12、C-2、C-3 和 C-4 五种标准容器的规范。ITU-T G.709 经历过 G.709 (11/1988)、G.709 (04/1991) 和 G.709 (03/1993) 三个版本的迭代后，在 1996-03 合并于 ITU-T G.707 (03/1993) 并于 ITU-T G.707 (03/1996) 中撤回。
关于 SDH 的相关术语，可参考Standardization (ITU-T)发布的ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) Terms and definitions for synchronous digital hierarchy (SDH) networks。

VC-n：Virtual Container-n，虚容器。用来支持 SDH 的 path layer 通道层连接的信息结构单元，是SDH通道的信息终端。虚容器由块帧结构组织起来的 information payload 信息有效载荷 和 path overhead 通道开销 构成。并且每 125μs 或 500μs 重复一次。

ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) 定义了两类虚容器：
低阶虚容器：单个 container-n (n = 11, 12, 2, 3) 以及与其适配的低阶虚容器 Higher-Order VC path overhead。也即 VC-11，VC-12，VC-2，VC-3。
高阶虚容器：单个 container-n (n = 3, 4) 或多个 TUG，以及与其适配的低阶虚容器 Lower-Order VC path overhead。也即 VC-3，VC-4。

TU-n：Tributary Unit-n，支路单元。TU 是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的信息结构。支路单元由 information payload 信息有效载荷 和 TU Pointer 支路单元指针 组成

ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) 定义 TU-n (n = 11, 12, 2, 3) 由 VC-n 和 TU Pointer 支路单元指针组成。

TUG-n：Tributary Unit Group-n，支路单元组。在 higher-order VC-n payload 高阶VC净负荷中，固定地占有规定位置的一个或多个 TU 的集合称为 TUG。TUG 可以构建由不同尺寸的 TU 组成的 mixed capacity payloads 混合容量有效载荷，以提高运输网络的灵活性。

ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) 定义：
一个 TUG-2 由多个 TU-11, TU-12 或 TU-2 组成；一个 TUG-3 由多个 TU-2 或 TU-3 组成。

AU-n：Administration Unit-n，管理单元。AU是提供高阶通道层和复用段层之间适配的信息结构。

ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) 定义 AU 由 information payload 信息载荷（更高阶的 VC）和 AU pointer 组成。AU pointer管理单元指针，用于指示 payload frame start 负载帧开始相对于 multiplex section frame start 多路复用段帧开始的偏移量。在每种情况下，管理单元指针位置都是相对于 STM-N 帧固定的。
并在其中定义了2种 AU：AU-3 和 AU-4。
AU-3：由一个 VC-4 和一个 AU pointer 管理单元指针组成，该指针指示 VC-4 相对于 STM-N 帧的相位对齐。
AU-4：由一个 VC-3 和一个 AU pointer 管理单元指针组成，该指针指示 VC-3 相对于 STM-N 帧的相位对齐。

AUG-n：Administration Unit Group-n，管理单元组。在STM-N的净负荷中，固定地占有规定位置的一个或多个 AU 的集合称为 AUG。

ITU-T G.780/Y.1351(07/2010) 定义 AUG-1 由多个 AU-3 或 AU-4 组成。AUG-4，AUG-16，AUG-64，AUG-256等详细内容可查看原文。

自动换行
DCC：Data Communication Channel，数据交流通道。可以通过有线或无线连接、光纤、卫星链路、微波链路，甚至是分组交换网格上的虚拟轨道，等多种媒介，来实施。据此可以分为 Wired DCC、Wireless DCC、Virtual DCC、Point-to-Point DCC 和 Multi-Point DCC, 等。DCC功能使用 SONET/SDH 的操作管理和维护（OAM）通道来管理支持 SONET/SDH 接口的设备。

Standardization (ITU-T)发布的 ITU-T G.707/Y.1322 Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) 和 ITU-T G.784 (03/2008) Management aspects of synchronous digital hierarchy (SDH) transport network element 中定义了两种常用的 DCC：DDC_R 和 DDC_M。
DDC_R：RS data communication channel。使用具有192 kbps 信道的字节D1、D2和D3作为 Regenerator Section DCC。DDC_R 可由所有 SDH NE（Network Element，网元）访问，并分配给 NE 使用。
DDC_M：MS data communication channel。对于STM-N （N=1，4，16，64，256），使用具有 576 kbps 信道的字节 D4至D12 作为 Multiplex Section DCC。D4-D12通道可用作广域网通用通信通道，以支持包括非 SDH 应用在内的 TMN（Telecommunications Management Network，电信管理网络）。这将包括操作系统之间的通信以及操作系统与网元（包括 SDH 网元）之间的通信。
此外对于 STM-256，有 9216 kbps 信道的字节 D13至D156 作为 Extende Multiplex Section DCC，也简写为 DDC_Mx。
ITU-T G.784 (03/2008) 建议在骨干 STM-16（和更高阶）网络部分中同时提供 DDC_R 和 DDC_M。DDC_M 用于通过多路复用部分转发数据（使用 OSI 路由协议），DDC_R 用于将数据转发到目标 Multiplex Section 跨度内的 regenerator 再生器。DDC_M 可以看作是骨干网，而 DDC_R 和 LAN 则用于将该骨干网互连到无法通过 DDC_M 访问的设备，例如 regenerator 再生器和非SDH设备。DCC M 和 DCCR 可用于承载两个独立的、可能是专有的管理应用程序。SDH NE 可以选择在物理级别上通过连接 DDC_M ，或者终止 DDC_M 并路由 PDU，同时使用 DDC_R 在子网内进行互连。

STM-1帧结构：标准 STM-1 帧为 270 bytes*9行，帧长度 125ms（每秒通过8000帧）。270 * 8bits * 9 * 8000 = 155,520,000 bps = 155,520 Mbps。
STM-N帧 由N个 STM-1帧 复合而成。并总的分成如上三个部分：Section Overhead（段开销）、Payload（净载荷数据）和 AU-PTR（Administrative unit pointer，管理单元指针）。
Higher-Order Path Overhead的特殊字节 ：前文介绍 Path Overhead 通道开销是 VC-n 的组成部分，通道开销负责的是通道层的监控功能。其中高阶通道开销包含有：
踪迹字节J0：Regeneration Section Trace Message，再生段踪迹字节。用于接收端检测与发送端之间是否处于持续连接状态，使通道接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接（该通道处于持续连接）状态。通常要求收发两端 J0 字节匹配。
踪迹字节J1：Higher-Order VC-N path trace byte，高阶通道踪迹字节。用于接收端与指定的发送端之间是否处于持续的连接状态，重复发送高阶通道接入点标识符，使通道接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接（该通道处于持续连接）状态。通常要求收发两端 J1 字节匹配。
踪迹字节J2：Lower-Order VC-N path trace byte，低阶通道踪迹字节。用于接收端与指定的发送端之间是否处于持续的连接状态，重复发送低阶通道接入点标识符，使通道接收端能据此确认与指定的发送端处于持续连接（该通道处于持续连接）状态。通常要求收发两端 J2 字节匹配。
信号标记字节C2：Path signal label byte。主要用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质，例如通道是否已装载、所载业务种类和它们的映射方式。要求收发两端C2字节匹配。
低阶信号标记字节V5：Path signal label byte。主要用来指示VC帧的复接结构和信息净负荷的性质，例如通道是否已装载、所载业务种类和它们的映射方式。要求收发两端V5字节匹配。

STM-N帧的复用结构/VC-4的3-7-3构型：
ITU-T G.707/Y.1322 (01/2007) Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) 中定义了 STM-N帧的复用结构：
可以看到 STM-N 以不同形式的 Container、VC 和 TU 等组合时，可以有多种复合路径。

在此，我们如果取其中的一种复合结构 Container-11/12 的 AU-4 构型：有如下结果：
这也就是我们所常见的 TUG₃-TUG₂-TU₁₂ 的3-7-3 构型：VC-4 =3 * TUG₃ - 7 * TUG₂ - 3 * TU₁₂。

或者可以有如下简化图式：
按照此种复合方式。STM-1 可以被分为 63 种时隙：1-1-1 ， 1-1-2， 1-1-3， 1-2-1，…， 3-7-3。有时也称TU0，TU1，TU2，TU3，…，TU63。

若以 X-Y-Z 表示 TUG₃-TUG₂-TU₁₂ 的3-7-3 构型，其计算公式为：
$$公式一：TU()=(X-1)\ast 7\ast 3+(Y-1)\ast 3+Z.$$
需要注意的是该时隙计算编码称为朗讯模式，被 Cisco 等厂家所使用。HW编码为：
$$公式二：TU()=(Z-1)\ast 7\ast 3+(Y-1)\ast 3+X.$$
其他 STM-N 复用模式不在此进行详细描述，感兴趣者可查阅相关资料。

//multiplex mode { au-4 | au-3 }用来配置CPOS接口的AUG复用路径。CPOS接口的帧格式为 SDH 时，两种复合模式都可；帧格式为 SONET 时，则只能复用到AU-3，不能使用multiplex mode命令。
自动换行
那么依照厂家所使用的时隙编码方式可以确认厂家 STM-1 帧所使用的时隙，对接时需要进行匹配。
例如对于构型 2-5-3 的 STM-1 帧，其在阿尔卡特模式表示的即为 STM-1 帧的 36 时隙，而对于 HW 而言则映射的为 56 时隙。该值也即意味着HW在对接配置 channel 中的 number 值应配置为56。感兴趣者可自行计算阿尔卡特模式与HW模式的时隙对照表，或直接查阅相关资料。

点击此处回到目录

3.2.POS/CPOS接口

需要注意的是本节内容仅供相应参考，实际应用请查阅相关资料。

POS接口：
POS口的传输帧格式：
//frame-format { sdh | sonet }用于设置 POS 接口以 SONET 标准运行还是以 SDH 标准运行。默认以 SDH 标准运行。

当以 SDH 标准运行时，还可调整 POS 的 STM-n 类型。
//set workmode stm命令用来配置4STM1接口卡的工作模式。
//display workmode 用于查看板块工作模式

POS口的链路层协议：
//ink-protocol 命令用于在 POS 接口下直接配置链路层协议。POS 接口默认封装PPP协议。

PPP 协议：是一种点到点协议，是为在同等单元之间传输数据包这样的简单链路设计的链路层协议。主要在串口或串行链路上使用。PPP支持多种网络协议，比如TCP/IP、NetBEUI、NWLINK等，开销小速度快，并且具有身份验证功能。
//这里展示了 POS 接口封装 PPP 协议后使能 CHAP 认证承载 TCP/IP 网络的简单示例。
自动换行
HDLC 协议：High-level Data Link Control，高级数据链路控制。这是一种面向比特的链路层协议，主要运行在点到点链路上封装数据。
比特流：传输的时候是以比特为单位进行传输。字符集：传输的时候是以字符为单位进行传输。相似的也可承载 TCP/IP 网络协议。
自动换行
fr 协议：Frame Relay，帧中继。这是一种在数据链路层用简化的方法传送和交换数据单元的快速分组交换技术，实现设备间通过 Virtual Circuit 虚电路通信。帧中继能够在单一物理传输线路上提供多条虚电路。

POS接口的时钟模式：
//clock 用于配置POS 接口的时钟模式。MASTER 指以本地源为时钟，SLAVE 指以线路为源作为时钟。由于 SONET/SDH 都是同步传输，需要依靠特定时钟进行同步。对于某些设备还会配备时钟板卡进行同步。
通常建议接口两端选择时钟精度更高的一方。通常要求一端本地一端线路。

POS接口的CRC模式：//CRC 用于设置POS接口的CRC校验字长度。32比特占用更多的资源，精度会更高。默认 CRC 校验字长度为 32比特。

POS接口的加扰功能：
//scramble 用来配置 POS 接口对载荷数据的加扰功能。默认使能。

ITU-T G.707/Y.1322 (01/2007) Network node interface for the synchronous digital hierarchy (SDH) 认为可以通过 scrambler 加扰器来防止出现长序列的“1”或“0”，从而提供合适的 bit pattern 位模式。

POS接口的开销字节：
前文介绍 Path Overhead 通道开销是 VC-n 的组成部分，主要负责通道层的 OAM 监控功能，可提供如下修改：
//flag用于配置开销字节。默认开销字节C2的为0x16，J0和J1都为空字符串。

POS接口的MTU：POS口本身具有某些三层口的属性，因此也需要两端进行MTU协商。包括 IPv4 MTU 和 IPv6 MTU。
//某些设备 MTU 命令可能需要重启生效。

POS接口的聚合：某些设备还可支持 POS 接口的聚合功能，效果与LACP类似。
POS接口的聚合：
IP-Trunk：IP-Trunk的成员接口只能使用 HDLC 封装形式。

//创建IP-trunk。
//将 POS 口加入 ip-trunk。

POS-Trunk：POS-Trunk的成员接口只能使用 PPP 封装形式。

//创建 POS-Trunk 口，并加入成员。

IP-Trunk 和 POS-Trunk 都为逻辑接口，具有 POS 口相应属性。

自动换行
CPOS接口：
CPOS口的传输帧格式：
//frame-format { sdh | sonet }用于设置 POS 接口以 SONET 标准运行还是以 SDH 标准运行。默认以 SDH 标准运行。

CPOS 接口是可通道化的接口，CPOS 接口形成的串口可称为通道化串口，逻辑特性与同步串口相同。可以将其通道化为 E1 口使用，此时可配置为三种工作方式：
1@CPOS接口的E1通道化模式/成帧模式：
//e1 channel-set用于配置E1通道工作在通道化模式，并对E1通道进行时隙捆绑。此处采用的 E1 时隙为 PCM31。

2@CPOS接口的E1净通道模式/非成帧模式：
//e1 unframed用来配置E1通道工作在非通道化模式，并生成一个不分时隙、数据带宽为2Mbit/s的接口。此处采用的 E1 时隙为 PCM32，全部通道用于传输数据。

3@CPOS接口的VC4模式：
//此时，也即将整个 STM-1 不分时隙进行数据传输。

CPOS接口的E1映射模式：
前文我们提到 STM-1 帧在进行 VC-4 复合时，有 TUG₃-TUG₂-TU₁₂ 的3-7-3 构型：VC-4 =3 *TUG₃ - 7 * TUG₂ - 3 * TU₁₂。也即我们刚刚提到CPOS接口的E1通道化模式/成帧模式中 e1 channel-set 通道化的63种时隙。

因此有时，也将 STM-1 帧的 VC-4 复合称为TUG₃-TUG₂-E1。

若以 X-Y-Z 表示 TUG₃-TUG₂-TU₁₂ 的3-7-3 构型时，其
$$公式二：TU()=(Z-1)\ast 7\ast 3+(Y-1)\ast 3+X.$$
这种方式HW称为 h-mode，默认使用该模式。

//mapping-mode 用于配置 CPOS 接口下 E1 的映射模式。
a-mode：阿尔卡特模式。
$$公式三：TU()=(X-1)\ast 7\ast 3+(Z-1)\ast 3+Y.$$
l-mode：朗讯模式。
$$公式一：TU()=(X-1)\ast 7\ast 3+(Y-1)\ast 3+Z.$$
举例：
某 STM-1 帧的复合构型为 2-4-3 时，朗讯模式为33，对应 HW 时隙为53。

CPOS接口E1通道的时钟、帧格式和开销字节：与 E1 接口概念相同
//时钟，默认 SLAVE 线路时钟。
//帧格式，默认no-crc。
//开销字节，默认J2为空字符串，V5取值为2。

CPOS接口的开销字节：类似与 POS 口，CPOS有如下可配置的开销字节。
//默认开销字节C2取值为2，S1取值为15。

与之类似的帧bit协商还有帧间填充符：
//itf用来设置CPOS接口的帧间填充符类型个数。默认填充0x7e，个数为4个。

3.3.MPPP接口

MPPP协议主要定义于 1996 年发布的 RFC1990：The PPP Multilink Protocol (MP)。MPPP 通常指 MultiLink PPP，也即多链路 PPP。可以将多个PPP链路捆绑使用以提供比任何组成成员具有更大带宽的虚拟链路。

MPPP协议基本原理：
此处仅对 MPPP 协议进行简单介绍，详细原理不进行相关说明。感兴趣者可查阅相关资料。

MPPP帧：
MPPP帧 主要组成为在原有 PPP 帧头部中插入 MPPP header。PPP 帧头为 0xff03，其内层 Data Link Layer Protocol Numbers 为 0x003d 时表示 MPPP 帧头。

Protocol Numbers 之后是一个包含 Sequence Number 的四字节报文头，以及两个指示分段开始数据包或终止数据包的一位字段。这种帧称为 Long Sequence Number 帧。
在协商一个附加的 PPP LCP option 之后，可以选择用一个只有 12bits 的 Sequence Number 空间的两字节报文头替换四字节报文头。这种帧称为 Short Sequence Number 帧。

//RFC1990 所定义的 Long Sequence Number 帧。
//RFC1990 所定义的 Short Sequence Number 帧。
其中的 B-bit 和 E-bit 主要用于区分链路的分片情况。B-bit 置位表示此为数据第一个帧，E-bit 置位表示此为数据最后一个帧。其他中间帧及未定义 bit 应当都置位 0。
Sequence Number 主要用于记录帧序列号。类似于 TCP/IP 等协议的序列号，可用于防止数据错乱。2 字节的 Sequence Number 需要在一个附加的 PPP LCP 协商之后使用。

MPPP的额外 LCP Configuration Options：
MPPP 引入了附加 LCP Configuration Options 的使用：Multilink MRRU LCP option（Multilink Maximum Received Reconstructed Unit，最大接收重组单元）、Multilink Short Sequence Number Header Format Option（短序列号头格式）和 Endpoint Discriminator Option （尾节点鉴别符）。

MPPP的额外 LCP Configuration Options 统一采用 TLV 格式：Type 占1字节，Length 占1字节，value 字段长取决于 Length 描述的整个 Option 长度。
MRRU option：是MP必须协商的参数，用于确认对端接收分片报文重组后的最大报文尺寸，以便对IP报文进行分片。该 option 有 Type=17 和 length=4 字段以及携带 2 字节 MRRU 值。
SSHNF option：字节更少能够提升网络通信的可靠性。该 option 仅有 Type=18 和 length=2 字段。
EPD option：表示发送数据包的系统的标识。两端MP-Group的终端标识符配置相同时，LCP的状态才可能UP。
自动换行
//此处为 SSHNF option 和 EPD option 示例。此处 EPD 的 6b6b6b 是手动指定 kkk 对应的 ASCII 值。
EPD option 目前标准化了 7 种类型：第 0-6 种分别定义于RFC1990，第 7 种定义于 RFC3790。感兴趣者可查阅相关资料。

MPPP接口注意事项：

• 绑定到同一MP-Group中的接口，其绑定方式必须相同。
• 两端用于互通的MP-Group中捆绑的接口数量必须相同。
• 本端同一个MP-Group中绑定了多个接口，这些接口直连的对端接口也必须被绑定到同一MP-Group中。

自动换行
MPPP的使用：
创建MPPP接口：
//interface mp-group用于创建MPPP接口。

串口加入MPPP接口：
//ppp mp 用于将通道化/非通道化形成的串口加入到 MPPP 接口中。

MPPP接口的分片功能：
//fragment-threshold 用来配置MP数据报文的分片大小。其中 0 表示分片大小为128字节；1 表示分片大小为256字节；2表示分片大小为512字节；3 表示不分片。默认取3不分片。

MPPP接口的MRRU：
MRRU（Max-Receive-Reconstructed Unit，最大接收重组单元）是MP必须协商的参数，用于确认对端接收分片报文重组后的最大报文尺寸，以便对IP报文进行分片。
// mrru 用于配置 mppp 接口的 mrru，主要作用于于 MP 的 LCP 协商阶段。默认1500 字节。如果两端不一致，则设备可自动协商选择较小值。

相应的如果重组时间过长，系统将丢弃该报文。
//drop-timeout 用来配置MP接口对上行 MP 报文的分片重组的超时时间。默认取 100ms。

MPPP接口的SSHNF：
//short-sequence 用于协商短序列字 MPPP 帧格式。也即前文所述 Multilink Short Sequence Number Header Format。

MPPP接口的EPD：
//undo discriminator 用来去使能终端标识符协商功能，也即前文所述 Endpoint Discriminator。默认开启。当两端MP-Group的终端标识符配置相同时，LCP的状态才可能UP。成员口建议配置一致。

//ppp mp endpoint 用于配置 MPPP 成员口的 EPD。

点击此处回到目录

更新