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摘要：目前，利用CISCO多信道STM-1模塊來匯接多條SDH 2Mbit/s專線的方式已逐漸得到廣泛應用，但是該模塊匯接N×64kbit/s專線的功能還沒有用戶在北京通信的網絡上使用過。為了對該模塊的功能有一個較全面的了解，為了使北京通信能夠更好地向用戶提供服務，我們進行了該項功能實驗。試驗方法是，在一臺CISCO 7507路由器上配置了1塊多信道STM-1模塊，使用其中的一個2Mbit/s通路經SDH網與一臺低端路由器以2Mbit/s速率互連；在另一個2Mbit/s通路中綁定2個64kbit/s時隙，經SDH及DDN與另一臺低端路由器以128kbit/s速率互連。實驗目的是測試在這種環境下，多信道模塊能否通過2Mbit/s及128kbit/s通路與低端路由器實現網絡層的正常通信。通過試驗，結果表明了多信道STM-1模塊拆分2Mbit/s及N×64kbit/s的功能正常，網絡通信正常，可以基于北京通信網絡向用戶提供此類業務。
關鍵詞：信道化；STM-1；多路復用
1 實驗背景
隨著信息與通信技術的發展，許多用戶對通信的需求與日俱增，在專線電路的數量上和帶寬上都提出了更高的需求。當用戶需要租用多條2Mbit/s專線統一接入一個中心點時，傳統的做法是，若其2Mbit/s電路的數量很多，則可以在中心點安裝一臺同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy ,SDH）光端機，用以提供N個2Mbit/s端口；若2Mbit/s電路數量較少，就通過高速率數字用戶環路（High-rate Digital Subscriber Loop ,HDSL）調制解調器將2Mbit/s電路延伸至中心點；用戶則需要在路由器上配置大量的E1接口一條一條地將2Mbit/s專線接入中心網絡。而當用戶租用大量的64kbit/s數字數據網（Digital Data Network ,DDN）專線時，也是將多條64kbit/s DDN專線通過DDN匯聚成多條信道化E1（channelized E1 ,CE1）電路，再由SDH或HDSL承載接入到用戶的中心點。
可以看到，當大量的2Mbit/s電路都匯聚到中心點時，如果都是以逐條2Mbit/s專線的方式接入路由器，那么就要求路由器能夠提供大量的E1/CE1接口，這會受到路由器板卡及槽位的限制，而且大量的電纜、跳線也會帶來維護和管理上的不方便，故障點也隨之增多，障礙率也因此而提高。所以在我們為用戶設計網絡方案時，會盡量避免采用這種組網方式，而是建議用戶在路由器上配置多信道STM-1模塊（MultiChannel STM-1 Port Adapter ，PA-MC-STM-1）來完成多條2Mbit/s電路的匯聚接入。
目前，Cisco公司已經正式推出了PA-MC-STM-1模塊，并且一些用戶已經使用此模塊成功的拆分出了多條2Mbit/s專線，但目前在北京還沒有用戶使用過其拆分N×64kbit/s的功能。因此，為了使我們的方案更加切合實際，為了向用戶提供更加安全、可靠的網絡保障，為了提高北京通信的服務質量，由系統集成部負責組織、實施及實地測試，在網絡局網調部、專網維護部、網管部傳輸中心、網監中心及其它相關單位的協助配合下，進行了Cisco多信道STM-1模塊拆分2Mbit/s及N×64kbit/s功能的試驗。
2 PA-MC-STM-1模塊
2.1 模塊簡介
PA-MC-STM-1是當今飛速發展的廣域互連需求的理想解決方案，它適應不同的互連業務需求，可以同時提供專線電路和幀中繼業務的接入。同時，使用戶可以利用一個STM-1實現大量的遠端站點的接入，也使用戶不必再為應該配置什么樣的路由器接口模塊而做過多的考慮。
PA-MC-STM-1是為CISCO 7200系列以上的路由器與SDH互連而設計的一款信道化模塊，它通過一對光纖提供接入63個E1電路的能力，代替了傳統的通過63個獨立的線對接入E1電路的方式。該模塊減少了布線的復雜性，而且一旦配置好相關的數據，當租用新的E1電路時，可以利用空余的信道實現"即租即用"，無需進行硬件的擴容和額外的配置，使用起來方便、快捷。當需要低速率專線，如N×64kbit/s時，該模塊可以最多支持256個信道組，且最低可拆分64kbit/s子速率電路，是一種靈活的、高密度的接入方式。
2.2 模塊的關鍵特性
￠ 一個信道化STM-1端口；
￠ 支持channelized E1、fractional E1、和full-rate E1，
- 在63個E1中可以最多配置256個信道，
- 對于每個E1，可以選擇內部時鐘或網絡時鐘，
- 最低可拆分64kbit/s時隙；
￠ 支持幀中繼、PPP、HDLC串口封裝協議；￠ 支持IP、IPX網絡協議；
￠ 支持CRC-4校驗；
￠ 支持SDH 1＋1復用段保護。
2．3 對路由器的要求
對于CISCO 7500系列路由器，要求：
￠ VIP4-80（Versatile Interface Processor ,通用接口處理器）以上；
￠ RSP4（Route Switch Processor，路由交換處理器）、RSP4+或者RSP8；
￠ CISCO IOS（Internet Operation System，網際操作系統）版本12.0(14)S、12.0(16)S或12.1(5)E。
3 實驗環境
本次試驗的網絡連接如圖2所示。
圖 2 試驗網絡連接圖
3．1 實驗機房
在實驗機房的一臺CISCO 7507路由器（以下簡稱7507）上，我們配置了一塊多信道STM-1模塊，提供1個STM-1單模光接口。在本次試驗中，將測試該模塊同時拆分2Mbit/s及128kbit/s的專線電路的功能。
同時，在實驗機房還放置了一臺華為3640路由器（以下簡稱3640），該路由器配置了一塊接口類型為DB-25(4E1)的CE1模塊，本次試驗使用了其中的第1個CE1接口。通過轉換電纜，可以提供120Ω、G.703接口。
3．2 傳輸機房
在傳輸機房的LUCENT ADM16/1（Add and Drop Multiplexer , 分插復用器）光端機（以下簡稱ADM16/1）上擴容了一塊4×STM-1光接口支路板，并占用了其中的一個接口與實驗機房7507的多信道STM-1模塊互連。
3．3 DDN機房
在DDN機房，放置了一臺CISCO 2611路由器（以下簡稱2611），配置了1個同步串口，與一臺I24 Modem連接并接入DDN。通過網管配置，I24 Modem的速率設定為128kbit/s。
3．4 專線電路
我們申請了2條專線，一條是128kbit/sDDN專線，一端在DDN機房經Modem連接至2611；另一端則經DDN節點機匯入一條CE1后，再通過ADM16/1映射到了STM-1的一個VC12中接入試驗機房7507路由器。
另一條是2Mbit/s傳輸專線，一端在實驗機房與3640的CE1接口相連；另一端則通過ADM16/1映射到了STM-1的另一個VC12中接入試驗機房的7507。
4 實驗內容
1．首先，由DDN網管配置數據，將一條CE1的第1、2時隙綁定為128kbit/s（為了在DDN節點機上配置數據，我們先利用環路使這條專線正常工作），然后由傳輸網管配置數據將這條CE1映射到AU-4/1（表示第一個AU-4）、TUG-3/1、TUG-2/1的VC12/1中。在7507的多信道STM-1接口及C2611的串口上配置相關數據，觀察這個子接口的LINE及LINE PROTOCOL是否都是UP狀態，并相互進行PING測試，檢查網絡是否工作正常。
2．由傳輸網管配置數據將一個2Mbit/s映射到AU-4/1、TUG-3/1、TUG-2/1的VC12/2中，在7507的多信道STM-1接口及3640的CE1接口上配置相關數據，觀察兩個子接口的LINE及LINE PROTOCOL是否都是UP狀態，并相互進行PING測試。
5 實驗數據配置
在給出實驗配置數據前，先介紹一下PA-MC-STM-1的多路復用結構，如圖3所示。
圖 3 PA-MC-STM-1多路復用結構
STM-1是由一個AU-4或3個AU-3復用而成，本次試驗使用1個AU-4復用成1個STM-1的結構。每個AU-4可以有3個TUG-3傳送通道，每個TUG-3/AU-3可以配置承載21個TU-12，每個TU-12可以承載1個信道化E1幀，每個E1幀可以拆分為N×64kbit/s的時隙組合。
每個E1可以設置為CCITT/ITU G.704和G.706規定的fractional E1。fractional E1是整個E1的一個子集，速率等級可以是N×64kbit/s，N為1~31。未使用的E1信道不能被訪問，其中傳送的是可設置的空閑信息（十六進制時為0x0到0xFF，即十進制的0~225）。同時，每個E1還可以配置為不包含任何成幀信息的unframed E1，unframed E1是fractional E1的一個特例。
根據上述的復用原理，給出下面的配置數據：
1． CISCO 7507路由器試驗數據配置：
Router(config)#Controller sonnet 1/1/0
Router(config-controller)#framing sdh
Router(config-controller)#clock source line
Router(config-controller)#aug mapping au-4
Router(config-controller)#au-4 1 tug-3 1
Router(config-controller-tug-3)#mode c-12
Router(config-controller-tug-3)#tug-2 1 e1 1 channel-group 1
timeslots 1-2
Router(config-controller-tug-3)#tug-2 1 e1 1 framing no crc4
Router(config-controller-tug-3)#tug-2 1 e1 2 unframed
Router(config-controller-tug-3)#idle pattern 0x0
Router(config-controller-tug-3)#exit
Router(config-controller)#exit
Router(config)#interface serial 1/1/0.1/1/1/1:1
Router(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
Router(config-if)#encapsulation hdlc
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#exit
Router(config)#interface serial 1/1/0.1/1/1/2:0
Router(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
Router(config-if)#encapsulation hdlc
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#end
Router＃write
Router＃sh run
controller SONET 1/1/0
framing sdh
!
au-4 1 tug-3 1
idle pattern 0x0
tug-2 1 e1 1 cannel- 1 timeshlots 1-2
tug-2 1 e1 1 framing no-crc4
tug-2 1 e1 2 unframed
!
interface Serial1/1/0.1/1/1/1:1
ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
encapsulation hdlc
!
interface Serial1/1/0.1/1/1/2:0
ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
encapsulation hdlc
!
2．CISCO 2611路由器試驗數據配置：
Router#config t
Router(config)#interface serial 0/0
Router(config-if)#ip address 192.168.1.2 255.255.255.0
Router(config-if)#encapsulation hdlc
Router(config-if)#no shutdown
Router(config-if)#end
3．華為3640路由器試驗數據配置：
Router#config t
Router(config)#controller e1 0
Router(config-if-E1-0)#using e1
Router(config-if-E1-0)#clock line
Router(config-if-E1-0)#linecode hdb3
Router(config-if-E1-0)#no shutdown
Router(config-if-E1-0)#exit
Router(config)#interface s0:0
Router(config-if-Serial0:0)#ip address 192.168.2.2 255.255.255.0
Router(config-if-Serial0:0)# encapsulation hdlc
Router(config-if-Serial0:0)#no shutdown
Router(config-if-Serial0:0)#end
6 試驗過程
一個實驗，結果是重要的，但過程是更重要的。沒有過程也就沒有結果，而且從過程中我們可以增長很多知識，得到很多經驗，并且豐富了結果的內容，為今后的實際應用提供了有價值的借鑒。下面，我就將試驗過程做一大致的描述。
在實驗過程中，我們在傳輸、DDN設備上多次做環路電路測試，利用環路的手段幫助定位并排除故障。為了更加清晰地描述環路測試過程，在圖4的示意圖上用字母（A、B、C、）來標注做環路的位置。
圖4 環路測試示意圖
在網管配置好相關數據，物理線路都連接完畢，網絡設備也連接完成以后，我們首先從路由器上查看端口及協議狀態，發現這2條線路的LINE及LINE PROTOCOL都是DOWN，說明線路存在問題，于是我們大致按照下面的步驟進行了處理。
1、因為連接這兩條線路的子端口的LINE狀態都是DOWN，所以首先想到整個155Mbit/s通路有可能都沒有連通。同時，我們發現多信道STM-1模塊上面的RxCXR燈不亮，則證實了肯定是從ADM16/1 的光接口到該模塊之間的光路上存在故障。一般來說，出現這樣的問題大多是光纖的問題，很少是由于設備原因引起的。于是我們更換了一對光纖，故障現象就消失了，并且看到兩條線路的子端口的LINE狀態都變成了UP狀態，說明不僅全程光路已經正常，而且從路由器到ADM16/1這一段電路在VC12級別上的配置是匹配的，并且這一段的2Mbit/s物理通路工作正常。
2．LINE UP后，LINE PROTOCOL依然DOWN，于是我們開始檢查VC12/2的這條2Mbit/s專線。
PA-MC-STM-1 LED指示燈的狀態如表1所示。
表1
|
PA-MC-STM-1 |
Color |
State |
Meaning |
|
LED,LED Label | |||
|
ENABLE |
Green |
On |
模塊工作狀態正常 |
|
RxCXR |
Green |
On |
表示PA-MC-STM-1模塊正常
接收到SDH信號 |
|
Alarm
|
Yellow
|
On
|
指示SDH/E1信號錯誤,例如
LOS、LOF等。 |
?
（1）首先在ADM16/1 A位置將這個2Mbit/s向7507方向做環路，發現多信道STM-1模塊中這個E1子端口的LINE PROTOCOL UP，且為LOOPED，說明7507看到了環路，SDH到7507的2M通路正常。然后在A位置向3640方向做環路，發現3640的E1接口LINE PROTOCOL狀態還是DOWN，因此，我們斷定應該是ATM16/1到3640之間的2Mbit/s線路有問題。
（2）于是我們就用2M表在DDF2（Digital Distribution Frame，數字配線架）位置跨接測試，測試結果顯示發線的衰耗很大，約為16DdB，說明從DDF2到DDF1這一段發方向的跳線中，肯定有跳線接頭連接不實。于是我們將DDF2的跳線拆掉重新跳接后，用2M表測試,發現衰耗還是很大，我們又在DDF1處將跳線拆掉重新跳接，還是衰耗大，這樣故障范圍就縮小到最后一個接頭了。
(3)我們在DDF1跳出的2Mbit/s線的一端做了一個RJ45插頭，為了和3640 E1電纜的RJ45插頭互連，我們使用了一個RJ45插座到插座的轉換器，連接2Mbit/s跳線和E1電纜。故障就出現在這里，其中的一個RJ45插座和插頭接觸有些松動，造成線路連接不實，所以使整個2Mbit/s線路衰耗過大。經過處理，故障消失了，多信道STM-1的E1子端口LINE PROTOCOL狀態變為UP，這條2Mbit/s線路終于調通了。
3. 2Mbit/s線路連通后，我們就開始處理128kbit/s專線的問題了，主要經過了以下幾個步驟：
(1)我們首先在ADM16/1 A位置向7507和2611兩個方向分別做2Mbit/s環路，結果發現，雙方都分別檢測到了環路，LINE PROTOCOL狀態都變為UP，且為LOOPED。這就說明從SDH出發向兩邊看，所有的通路都正常，7507可以檢測到2Mbit/s環路，2611在經過了DDN后，也可以檢測到這個環路。
(2)然后，我們又在DDN節點機的CE1中繼端口（B位置）向兩邊做環路，同樣，7507和2611的LINE PROTOCOL的狀態都為UP，說明從DDN節點機的中繼端口出發向兩邊看，所有的通路也都正常。
(3)做完CE1環路后，還不能發現問題所在，于是我們又在DDN節點機的V35端口處（C位置）做環路。這時就發現2611能夠檢測到環路，LINE PROTOCOL UP，而7507上信道化STM-1模塊相應的E1子端口就檢測不到環路了，相應的LINE PROTOCOL狀態依然是DOWN。
(4)發現問題以后，我們又使用2Mbit/s表在DDF2處進行了跨接測試，發現2M發方向沒有任何告警，通路正常，而收方向出現REMOTE告警，即收到了由7505發來的遠端（對告）告警。同時，當我們斷開7507的光纖，在ODF1（Optical Fiber Distribution Frame , 光纖配線架）將光纖向ADM16/1方向做環路時，再用2M表測試2Mbit/s收方向，發現REMOTE告警消失，2Mbit/s收發均正常。
(5)根據上述各種測試現象，在經過了深入、細致的分析后，最后我們認為應該是多信道STM-1模塊在某些參數的配置上與DDN節點機的參數不完全匹配，而且是有關幀格式的參數。理由如下：
從2M表測試結果看，之所以在2Mbit/s收方向會出現REMOTE告警，而斷開7507后告警即消失，原因應該是當7505接收到由DDN節點機裝配并發送過來的2Mbit/s信息幀時，認為幀格式不正確，就回送一個REMOTE告警，說明與遠端設備（DDN節點機）不匹配，不能正確識別2Mbit/s信息幀。
從DDN環路測試結果看，當在DDN節點機的CE1中繼端口（B位置）做環路時，7507的E1子端口狀態為UP，而此時并沒有由DDN節點機將2Mbit/s重新成幀。當從DDN節點機V35端口（C位置）做環路時，由于2Mbit/s幀是經DDN節點機重新裝配后發送到7507的，所以幀格式可能與7507所設置的幀格式不匹配，使E1子端口的LINE PROTOCOL狀態為DOWN。
（6）經過了上述對問題的分析與定位，我們決定從參數下手，仔細檢查DDN節點機的參數和7507的參數，一一進行核對。DDN節點機的CE1參數比較簡單，一般默認為1~31時隙幀格式、CRC4 DISABLE。信道化STM-1上對應的E1子端口也設定為使用1~31時隙傳送數據，而CRC4參數默認值卻為ENABLE，與DDN節點機出現了不一致。于是，我們更改了路由器的CRC4參數，設定為"NO CRC4"，同時在DDN網管上重新生成了一遍128kbit/s電路，于是這條128kbit/s電路終于調試通了，LINE PROTOCOL狀態變為UP。
至此，兩條專線均已調通，試驗成功。
7 易出現的問題
通過這一段時間的測試，我們總結了一些容易出現的故障，以及相應的處理方法，以供參考。
1．光纖故障
·故障現象：PA-MC-STM-1面板RxCXR LED指示燈不亮、所有子端口的LINE狀態均為DOWN。
·故障原因：光纖不通。
·故障處理：檢查并清理光纖接頭或更換光纖。
2．2Mbit/s物理線路故障
·故障現象：對于E1專線電路，PA-MC-STM-1 E1子端口的LINE狀態為UP、LINE PROTOCOL狀態為DOWN，且對端路由器E1端口LINE狀態為DOWN；2M表測量衰減過大或檢測到斷路(LOS)。
·故障原因：2Mbit/s跳線接頭連接不實、跳線跳接錯誤。
·故障處理：檢查跳線接頭或更改跳線。
3．參數配置問題
·故障現象：對于N×64kbit/s專線電路，在DDN CE1端口做環路，雙方路由器均能夠檢測到環路，從DDN V35端口做環路，低端路由器能夠檢測到環路，而高端路由器檢測不到2Mbit/s環路。
·故障原因：路由器與DDN之間參數不匹配。
·故障處理：檢查成幀格式（1~31時隙）及CRC-4參數。
8 實驗結論
通過實驗，證實了PA-MC-STM-1拆分2Mbit/s及N×64kbit/s的功能正常，可以基于北京通信的DDN、SDH網絡向用戶提供此類業務。
9、業務開通建議
在用戶初次申請N×64kbit/s匯入CE1并再匯入STM-1業務時，建議在正式開通專線業務前，應留出一定時間由電信維護部門與用戶配合進行電路調測與運行觀察，確保在運行一段時間沒有問題后再進行批量的開通，以向用戶提供高可靠、高質量的服務。
在進行專線故障處理時，電信維護部門應與用戶密切配合。因為這類專線所經過的中間環節較多，涉及到不同的維護部門，給故障處理帶來了一定的難度，同時在處理障礙時，也需要用戶配合查看其網絡設備及線路的狀態。所以我們應該急用戶所急、想用戶所想，與用戶密切配合盡快地為用戶解決問題，展現北京通信高技術、高水平的企業形象。
10 PA-MC-STM-1的管理與維護
下面是CISCO 7507路由器有關PA-MC-STM-1的維護管理命令，在進行日常維護時經常會用到。
·查看路由器系統硬件配置、接口類型號、IOS軟件版本號、名字
Router# show version(或 "show hardware")
·查看PA-MC-STM-1端口的錯誤和性能數據
Router# show controller sonnet slot/port-adapter/port [brief | tabular]
·查看PA-MC-STM-1子端口的錯誤和性能數據
Router# show controller sonnet slot/port-adapter/port.au-4-number /tug-3-
number/tug-2-number/ e1-number [brief | tabular]
·查看PA-MC-STM-1子端口狀態和統計信息
Router# show interface serial slot/port-adapter/port.au-4-number/tug-3- /
number /tug-2-number/ e1-number:channel-group-number
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