2.5Gbps光传输SDH网络设计毕业论文.doc

2.5Gbps光传输SDH网络设计毕业论文目 录1绪论11.1本文的研究背景11.1.1PDH技术的缺点11.1.2SDH技术的特点21.1.3SDH技术的应用31.2本文的研究内容31.2.1设备和网管选择41.2.2组网方式的确定41.3论文的结构42SDH技术分析52.1SDH的帧结构和复用52.1.1SDH的帧结构52.1.2SDH的复用62.2SDH的组网方式82.2.1SDH的网络层次82.2.2SDH的网络单元92.2.3SDH网络的拓扑类型92.2.4SDH的自愈组网102.2.5SDH的网同步132.3城域网概述132.3.1基本概念132.3.2基本结构142.4选定方案143ZXMP S380系统153.1ZXMP S380系统概述153.1.1支持标准153.1.2业务功能153.1.3网管支持软件153.1.4保护功能153.1.5适用范围153.2ZXMP S380系统介绍163.2.1硬件系统163.2.2软件系统173.3ZXMP S380单板概述1842.5Gbps SDH网络的配置实现194.1创建网元194.2安装单板204.2.1选择单板的规则204.2.2本组网所需单板204.2.3安装单板步骤214.3连接网元214.4公务配置224.5时钟源配置234.6业务配置244.7复用段保护配置264.8检查配置2852.5GbpsSDH传输网的应用和发展295.12.5GbpsSDH传输网的应用295.22.5GbpsSDH传输网的发展前景296结论30致 谢31参考文献32II1 绪论1.1 本文的研究背景我们都知道，如今的社会已经是信息社会，高速发展的信息社会需要更加广泛的电讯服务，同时，在通信网络中传输的交换、处理也在不断增加信息量，无论是从数据传输的用户数量还是从单个用户需要的带宽来讲，都在飞速增长着，特别是后者，它的增长将直接需要系统的带宽以数量级形式增长。因此如何提高通信系统的性能，增加系统带宽，以满足不断增长的业务需求成为大家关心的焦点。这就需要一个以数字化、综合化、智能化、 个性化的方向发展的现代通信网络。作为通信网至关重要的部分，传输系统的优差直接制约着通信网络的发展。全世界都在发展信息高速公路，最重点的一步就是建立大容量的光纤网络，以便加大传输速率，并且扩宽传输带宽，就像建立一条能扩容能容纳大车流的高速公路，此外，还需要传输网络拥有世界性的接口标准，每个用户可以更方便的实现全球通信。SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字传输体系)是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，最先是在1985年由美国国家标准协会(ANSI)提出的，当时命名为同步光网络(SONET：Synchronous Optical Network)，1986年，IUT-T的前身CCITT以SONET为基础制定了SDH同步数字体系标准。它的出现和发展并不是偶然的，是针对已有的准同步系统(PDH)的缺点，并考虑了对现有网络投资的保护而提出的不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制1。1.1.1 PDH技术的缺点（1） SDH从90年代开始得到了大规模的应用，在此之前，电信传输网是基于点对点传输的准同步数字体系（PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy）。最主要的PDH技术就是PCM系统，它的应用相当广泛，但随着电信业务要求的提高，开始暴露出了一些固有缺点。（2） 不存在世界性标准。有欧美系列、北美系列和日本系列三种信号速率等级，如表1-1所示（以PCM数字信号速率为例）。表1-1 PCM数字信号速率基群二次群三次群四次群北美1.544Mbit/s6.312Mbit/s44.736Mbit/s274.176Mbit/s日本1.544Mbit/s6.312Mbit/s32.064Mbit/s97.728Mbit/s欧洲、中国2.048Mbit/s8.448Mbit/s34.368Mbit/s139.264Mbit/s（3） 此外在帧结构、开销比特、同步要求方面也存在着诸多不同，造成国际互通的困难局面。（4） 没有世界性标准的光接口规范，导致不同厂家之间的设备不能相互兼容，因此，在同一传输路线两端的设备必须使用同一个厂家的，在组网、管理及网络互通方相对比较困难。（5） 低次群/高次群之间的复接过程复杂：一般只有部分低速率等级的信号是采用同步复用的；其它高速率等级的信号由于同步调整代价较大，多采用异步复用，即加入额外的开销比特使支路低速信号跟高速信号同步。这样，从高速信号中提取低速信号就十分复杂，唯一的办法就是将整个高速信号一步步的解复用到所需要的低速支路信号等级，交换支路信号后，再重新复用到高速信号，既缺乏灵活性、又增加了设备的成本。（6） 开销比特小，不能够提供足够的运行、管理和维护（OAM：Operation, Administration and Maintenance ）能力。（7） 网络基于点对点结构，设备利用率低。建立在点对点传输基础上的复用结构缺乏灵活性，使得数字传输设备的利用率较低。（8） 这些缺点的产生，并非开发不到位，而是因为PDH自身的“先天不足”，这些缺点制约了电信网向“网络化、智能化、综合化”的发展，而急需一个更为先进的体制来取而代之。1.1.2 SDH技术的特点为了解决PDH体制的弊病，SDH应运而生，SDH传送网主要有下列特点1：（1） 使1.5Mbit/s和2Mbit/s两大数字体系在STM1等级上获得统一。各个国家之间在进行数字信号通信时，无需转换为另一标准，是第一个世界性统一标准的数字传输体系。（2） 同步复用，复用映射结构灵活。不同码流根据不同等级有规律地排列在帧结构净负荷中，而净负荷跟网络之间是同步的，因此，只需用软件，就可使低速支路信号一次直接高速信号分插出来，这并不影响其他支路信号，还不再需要对所有高速多路复用信号分用，简化了网络结构，上下业务也方便，DXC 还得到极大地简化了。通过同步分插能力还能构建自愈环网，大大提高网络的可靠性与安全性。还有，减少背对背接口业务能改进业务的透明性，方便端到端的业务管理，使网络更容易适应并加快引进新的贷款业务。（3） 丰富的开销比特。极大地提高了网络的OAM能力，而且DXC 和 ADM等那类网元的高度智能化，可以通过嵌入式的控制通路把一部分网络管理功能分配给网元，这种分布式的管理能促进发展新特性和功能。（4） 因为把标准光接口集成到各种网元，所以减少了原本需要的分开传输和复用，从而简化硬件，纾缓挤塞路由。另外，因为有了标准的光接口和通信协议，光接口就成为了开放型接口，实现在基本光缆段上横向兼容，适应多厂家环境要求，从而降低联网成本。（5） 具有信息净负荷的透明性。该网络可以传输多种净负荷及其混合体，无论它们的信息结构是怎样的。净负荷和SDH网络接口只存在边界上，净负荷一旦装入虚容器，需要处理的就只是虚容器了，这样光路实体数量就能减少了，从而网络管理更容易。（6） 具有定时透明性。通过SDH网元连接到高精度参考时钟，可以减少调整频率和提高网络性能。另外SDH的指针调整技术，使净负荷能在不同的“同步岛”间传输而不会影响业务质量。也就是说，SDH网络的定时透明性可以确保即使它在伪同步状态下也能正常工作，也能够承受定时基准丢失。（7） 用一个光接口代替了大量电接口。可以不由常规的SDH同步系统的背靠背电接口传输业务，而是直接直接经由光纤接口通过中间节点，消除很多单元相关的电路和跳线光缆，这样，网络的可用性和误码率性就能得到改进。同时，因为减少了电接口的数量、设备种数，简化了操作任务，从而减少了2030的运营成本。（8） 与现有网络能完美兼容，现有PDH的各种速率依旧可发挥作用。（9） 能接入各种新业务，从而具备完全的向后、向前的兼容性。总之，SDH网有着最核心的三个特点，即同步复用、标准光接口和强大的网管能力，其明显的优越性已成为传输网发展的主流。1.1.3 SDH技术的应用SDH作为新一代理想的传输体系，具有路由自动选择能力，上下电路方便，维护、控制、管理功能强，标准统一，便于传输更高速率的业务等优点，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。在干线网和长途网、中继网、接入网中它开始广泛应用，且在光纤通信、微波通信、卫星通信中也积极地开展研究与应用。1.2 本文的研究内容鉴于SDH网络的优点，本次研究是2.5Gbps光传输SDH网络，假设某光传输工程需要在A、B、C、D四个站点采用2.5Gbps SDH光传输设备通信，站点A与B之间有2个34M业务，站点A与C之间有2个2M业务，站点B与D之间有1个34M和2个2M业务，详细阐述设计实现过程。1.2.1 设备和网管选择中兴通讯基于SDH的多业务节点设备产品可以满足从核心层、汇聚层到接入层的所有应用，为用户提供了面向未来的城域网整体解决方案。其中ZXMP S380/S390的传输容量很大，可广泛运用于骨干网和本地网。而ZXMP S380最高传输速率为2488.320 Mbit/s，根据题目要求我们选定了它作为实现设备。由于网络由ZXMP S380设备组成，所以网管采用ZXONM E300。1.2.2 组网方式的确定由于环形网具有良好的自愈能力，加上只有4个点，刚好可以使用环形网，所以构建为环网。保护方式采用二纤双向复用段保护。时钟源类型应根据用户要求进行选择，包括外时钟、抽线路时钟和内时钟。网头网元是指配置为时钟源的网元，网络的同步时钟则从该网元获得。为便于设备的日常维护，通常将网头网元和接入网元设为同一网元。在本课题中，将网元A设定为网头网元，时钟源类型为外时钟。依据以上的组网分析结果绘出系统组网图，如图1-1所示。AZXMP S380ZXMP S380ZXMP S380ZXMP S380二纤双向复用段保护环2.5GbpsBDC网管系统图1-1 2.5Gbps传输网系统组网图1.3 论文的结构本论文在第一章的绪论中主要介绍了论文的研究背景、PDH的缺点和SDH的特点、SDH的应用；第二章对SDH技术进行了分析，主要介绍了SDH信号的帧结构、SDH网络结构和网络保护机理、传输网的建设方案分析；第三章详细介绍了中兴ZXMP S380系统；第四章则是对该SDH传输系统网管系统实现步骤的详细记录；在最后一章的结论中对论文工作进行了总结，并提出了下一步研究的设想。其中第一、二章为原理性论述，第三、四、五章是本论文研究工作的主要体现。2 SDH技术分析2.1 SDH的帧结构和复用SDH中的帧结构以同步传输模块（STM，Synchronous transport module）的形式被定义和传输。在各种STM-N帧结构中，STM-1是SDH中最基本、最重要的帧结构信号，其速率为155.520Mbit/s。STM-1信号经扰码和电/光转换之后直接在光接口上传输，速率不变。更高等级的STM-n信号是将低等级的STM信号进行同步字节间插复用得到的。目前，SDH仅支持N=1、4、16、64，其它等级的信号因其应用有限，将逐渐趋于消亡。2.1.1 SDH的帧结构SDH 帧结构的物理结构如图2-1所示。1传输方向95431BSOHAUPTRSOHSTM-N 净负荷（含POH）列图2-1 SDH的帧结构示意图（1） SDH以字节为单位进行传输，是一种以字节为基础的矩形块状帧结构，由270N 列和9行8 bit的字节组成。（2） SDH的矩形帧在光纤上传输时是逐行传输的，在光发送端经并/串转换后逐行进行传输，而在光接收端经串/并转换后还原成矩形帧进行处理。（3） 在SDH帧中，字节的传输是从左到右按行进行的。首先由每一帧左上角第一个字节开始，从左向右按顺序传送，一行一行地传，直至整个9270N个字节都传送完再开始传下一帧。这样一帧帧地传送，每秒传输8000帧，每帧长度为125s。（4） SDH的帧频是8000帧/秒，即信号帧中某一特定字节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率算法就是80008 bit64 kbit/s，也即是一路数字电话的传输速率为64 kbit/s。以STM-1等级为例，其速率为270（每帧270列）9（共9行）64 kbit/s（每个字节的传输速率为64 kbit/s）=155520 kbit/s=155.520 Mbit/s。从图2.1来看，STM-N的帧结构的逻辑结构由三部分组成。（1） 段开销（SOH）区域段开销是指STM-N帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必需的附加字节，用于网络的运行、管理和维护。SDH帧的第1至第9N列中，第1至第3行和第5行至第9行分配给段开销。段开销还可以进一步划分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。（2） 信息净负荷（Payload）区域信息净负荷区域是是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种用户信息码块的地方。横向第10N列至第270N列，纵向第1至第9行都属于信息净负荷区域，包含通道开销字节（POH），它也是净负荷的一部分，跟净负荷一起在网络中传送，用于监视、管理和控制通道性能。（3） 管理单元指针（AU PTR）区域AU PTR位于STM-N帧结构第4行的第1至第9N列。它是一种指示符，用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内确切的位置，以便接收端能根据这个位置指示符的值（指针值）准确分离信息净负荷。采用指针方式是SDH的重要创新，可使之在准同步环境中完成同步复用和STM-N信号的帧定位。2.1.2 SDH的复用低速信号复用成高速信号有两种方法：一是PDH系统中采用的脉冲插入法，又称正码速调整法。它用固定位置的比特塞入指示来表示塞入的比特是否载有信号数据。此方法可接受异步复用（即被复用的净负荷有较大的频率差异），不过不可以把低速信号接入高速复用信号，或者从高速信号中还原出低速信号。另一种是固定位置映射法，它可以根据低速支路信号在高速信号中的某个特定位置来附着低速同步信息。虽然后一种方法能较为方便地接入或取出支路信号，但有可能导致在这两种信号之间出现轻微频差和相移，需要在复用设备接口处用125 缓存器去校准支路信号频率差和相位，因此造成信号延迟与滑动性损伤。ITU-T规定了一套完整的复用映射结构，如图2-2所示，通过这些路线可将PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号2。图2-2 ITU-T规定的SDH结构复用示意图我国为了使每种净负荷只有一条复用映射途径，规定了一个较为简单的复用映射结构，如图2-3所示，它是标准复用映射结构的一个子集2。图2-3 我国的SDH基本复用映射结构各种信号装入SDH帧结构的净负荷区都需经过映射、定位校准和复用三个步骤3。（1） 映射映射是一种在SDH的边界处，将支路信号适配相应的n阶虚容器（VC-n）的过程。各种速率等级的数字流进入相应的接口容器C，完成象速率调整这样的适配功能。这些容器C是一种用来装载各种速率业务信号的信息结构，完成适配功能（例如速率调整），目前有5种标准容器：C-11、C-12、C-2、C-3和C-4。我国定义C-12对应速率是2.048 Mbit/s，C-3对应速率是34.368 Mbit/s， C-4对应速率是139.264 Mbit/s。由标准容器输出的数字流加上通道开销POH后就构成了虚容器（VC），这一过程就是映射。（2） 定位定位校准即加入调整指针，用来校正支路信号频差和实现相位对准。定位是用指针值指示VC-n的第一个字节在TU-n或者AU-n帧的起始位置。VC是SDH中必不可少的一种信息结构，其包封速率与网络同步，包封内装载不同容量的PDH支路信号。除VC的组合点和分解点（即PDH网和SDH网的边界处）外，VC在SDH中传输时一直是完整不变的，因此，VC可在通道中任一点作为一个独立的实体取出或插入，可以进行同步复用和交叉连接处理，相当灵活和方便。VC可分为低阶虚容器和高阶虚容器两类。VC-12和VC-3为低阶虚容器， VC-4为高阶虚容器。把VC-n装进TU-n或者AU-n中，同时将其帧参考点的偏差也当成信息结合进去，从VC-n到TU-n和VC-n到AU-n的转换是一个速率适配的过程正是这定位校准过程。（3） 复用复用即字节间插复用，是一种将多个低阶通道层信号适配进高阶通道或将多个高阶通道层信号适配进复用段层的，即将多个低速信号复用成一个高速信号。为了适应各种不同的网络应用情况，有异步、比特同步、字节同步三种映射方法与浮动VC和锁定TU两种模式。TU是一种为低阶通道层和高阶通道层提供适配功能的信息结构，它由低阶VC和TU PTR组成。AU是一种为高阶通道层和复用段层提供适配功能的信息结构，由一个相应的高阶VC-n和相应的管理单元指针AU-nPTR组成。一个或多个在STM-N帧内占有固定位置的AU组成管理单元组AUG，N个AUG的基础上再附加上段开销SOH便形成了最终的STM-N帧结构。根据支路信号的不同，由以上处理步骤的组合，构成了将不同支路映射到SDH帧的处理。下面以2 Mbit/s支路信号为例来说明复用映射过程。（1） 标称速率为2.048 Mbit/s的PDH信号先进入C-12进行适配处理；（2） C-12加上低阶POH后构成VC-12；（3） 在VC-12的基础上加上TU PTR进行定位校准，构成TU-12；（4） 3个TU-12经字节间插后复用成TUG-2；（5） 7个TUG-2经字节间插后复用成TUG-3；（6） 3个TUG-3经字节间插并加上高阶POH后构成VC-4净负荷；（7） VC-4加上AU PTR构成AU-4，AU PTR指明VC-4相对于AU-4的相位；单个AU-4直接置入AUG；（8） N个AUG通过字节间插复用，附加上SOH就得到STM-N信号。2.2 SDH的组网方式2.2.1 SDH的网络层次如按从上到下划分，SDH网络可分为以下三层。（1） 通道层：为所支持的不同电路层业务提供所需的速率传递能力，主要设备是DXC。SDH中的虚容器即是通道层的概念。SDH网络中，通道层还根据速率等级不同而划分为高阶通道层（VC-3/VC-4）和低阶通道层（VC-12）。（2） 传输媒质层：传输媒质层网络与具体的传输媒质有关，提供路径和链路连接支持，为通道层提供通道容量。例如：STM-1就是传输媒质层网络的标准传送容量，该层主要面向不同网元之间的点到点传输，又可划分为复用段和再生段层网络。复用段：涉及复用段终端之间的端到端的信息传递，包括为通道层提供同步和复用，并完成有关复用段开销的处理；再生段：涉及再生中继器之间的信息传递，包括定帧、扰码、误码监视等处理。（3） 物理层：完成光电脉冲的处理和在具体物理媒质（如光纤）上的传输。2.2.2 SDH的网络单元SDH网络中的网络单元主要包括以下4种类型。（1） 终端复用器（TM）：将低速支路信号插入高速的STM帧信号，完成接入功能。（2） 再生中继器（REG）：主要用于信号的远距传输，也提供对信号质量的监测等功能。（3） 分插复用器（ADM）：将支路信号从高速码流中提取或将支路信号插入高速码流。其应用最为广泛，主要功能可归为：支路信号的插入/提取；利用内部的交换单元实现带宽管理；利用ADM构造自愈环。（4） 数字交叉连结设备（SDXC）：在基本的分插复用功能的基础之上，通过加入了交换功能，故障管理、维护、配置与网管能力构成了数字交叉连接设备，部分SDXC具有TM的功能。2.2.3 SDH网络的拓扑类型SDH网络是由SDH网元设备通过光缆互相连接而成。网络节点（网元）和传输线路的几何排列形状就成了网络的拓扑结构。拓扑结构在很大程度上决定了网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性。基本网络拓扑类型有链形、星形、树形、环形和网孔形（如图2-4所示）3。TMADMADMTMTMDXC/ADMTMTMTMTMDXC/ADMADMADMTMTMTMADMADMADMADMa)链型b)星型c)树型d)环型e)网孔型DXC/ADMDXC/ADMDXC/ADMDXC/ADM图2-4 基本网络拓扑图以上这些拓扑结构都有各自的特性，选择网络类型要顾及到很多因素，比如网络要有高的生存能力、简易的网络配置、网络结构能适应融合新业务。在实际建网中，不同的网络层次需要用到的拓扑类型也不尽相同，如：长途网则选择网孔形拓扑；市内局间中继网一般采用环形或者线形拓扑；而本地网一般采用环形和星形拓扑结构，当然，特殊情况下还可能采用线形结构。2.2.4 SDH的自愈组网所谓自愈网就是在极短的时间内，无需人为干预，网络就能从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。其基本原理是使网络具备发现故障和重新建立通信的能力。自愈网只涉及重新确立通信，而不管具体失效元部件的修复和更换，后者仍需人工干预才能完成。自愈网的分类方式分为多种，按照网络拓扑的方式可分为链型网络业务保护方式、环形网络业务保护方式和环间业务保护方式。其中，链型网络业务保护方式又包括1+1通道保护、1+1复用段保护和1：1复用段保护，环形网业务保护方式包括二纤单向通道保护环、二纤双向通道保护环、二纤单向复用段保护环、二纤双向复用段保护环、四纤双向复用段保护环，环间业务保护方式包括双节点互连（DNI保护方式）和多接点互连（转化为双节点互连）。下面以4个节点的环为例，分别介绍4种典型、实用的自愈环结构3-4。1. 二纤单向通道保护倒换环二纤单向通道保护倒换环的保护方式为通道1+1保护，以PATH-AIS为倒换的判据，无需APS协议。如图2-5所示。基于通道的保护，倒换与否按分出的每一通道信号质量的优劣而定。保护的最小单位为一个TU12。工作原理是“并发优收”。图2-5 二纤单向通道保护倒换环示意图光纤：工作光纤S，用于传送业务信号，保护光纤P，这两根光纤首端桥接，末端倒换。正常时：信号AC在发端A同时馈入S与P光纤（并发），沿二条路径到达C，其中S：A-B-C，P：A-D-C；收端（优收），正常情况下选收S光纤上业务：A-B-C；同理，信号CA是走这样的路线，即S：C-D-A，P：C-B-A，号CA：S：C-D-A，收端选用S：C-D-A。倒换：一旦PATH-AIS告警，仅检测到倒换条件的通道发生倒换。如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S光纤的AC信号A-B-C丢失，所以接收倒换开关转向来自P光纤，即接收信号：A-D-C，而CA业务信号仍按原路径传送。2. 二纤单向复用段保护倒换环二纤单向复用段保护倒换环如图2-6所示。图2-6 二纤单向复用段保护倒换环示意图环的方向：顺时针/逆时针，业务流向：分离路由。工作通道：定义为S1，指正常情况下业务所经过的路径（时隙），以STM-16级别为例，光纤的前一半时隙为工作通道，即第1-8个AU4。保护通道：定义为P1，指保护倒换后业务所经过的路径（时隙），同样以STM-16级别为例，光纤的后一半时隙为保护通道，即第8-16个AU4。正常时：信号AC在发端A从S1进行分插，P1是空闲的，在S1环的业务是顺时针的。倒换条件：LOS、LOF、复用段AIS告警，可选条件：复用段的误码10E-3。故障：当测到倒换条件时，整个工作通道完全倒换到保护通道上。如B、C间的光缆被切断。AC信号：S1-P1-A-D-C-S1。，3. 四纤双向复用段倒换环四纤双向复用段倒换环如图2-7所示。图2-7 四纤双向复用段保护倒换环示意图四纤：两根业务光纤：S1与S2（一发一收）；两根保护光纤： P1与P2（一发一收）分别为二根业务光纤提供保护。正常时：利用S1与S2光纤传送业务。业务信号AC在发端A馈入S1光纤，沿顺时针方向到达C站：A-B-C。同理，业务信号CA在发端C馈入S2光纤，沿逆时针方向到达A站：C-B-A。P1与P2光纤可传送额外业务。故障时：如B、C间的工作光缆被切断。在B、C点执行跨段倒换，B节点：把AC业务从S1光纤交叉到P1光纤，仍沿顺时针方向传输A-B-C；并把CA业务从S2光纤交叉到P2光纤，仍沿逆时针方向传输C-B-A，C节点：从P1光纤上接收AC业务，并把CA业务发到P2光纤。在B、C点执行跨环倒换：B节点：把AC业务从S1光纤环回到P1光纤，并沿逆时针方向传输A-B-A-D-C。C节点：把CA业务从S2光纤倒换到P2光纤，并沿顺时针方向传输C-D-A-B-A。4. 二纤双向复用段倒换环二纤双向复用段倒换环如图2-8所示。图2-8 二纤双向复用段保护倒换环示意图二纤：S1/P2和S2/P1双向：环的方向：顺时针/逆时针，业务流向：双向业务复用段：基于复用段的保护，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1K2字节所携带的APS协议来启动的。保护的最小单位为AU4。工作通道：定义为S1、S2。保护通道：定义为P1、P2。倒换条件：LOS、LOF、复用段AIS告警，可选条件：复用段的误码10E-3。故障：当测到倒换条件时，整个工作通道完全倒换到保护通道上。2.2.5 SDH的网同步SDH网同步结构采用主从同步方式，要求所有网络单元时钟都要以全网的主时钟为基准，即最终跟踪到它。局内同步一般是采用星形拓扑，即高质量的时钟由外部获取定时同步，然后局内其他时钟均从本局最高质量的时钟获取定时基准。获取到的定时信息由SDH网络单元通过同步链路送至他局网络单元。而局间同步分配一般采用树形拓扑，是因为支路单元指针调整会引起抖动进而影响时钟性能，所以避免把TU内传送的一次群信号分配到局间同步，而是采用STMN来传输同步信息。2.3 城域网概述2.3.1 基本概念城域网通常被认为是具有统一协议的、连接政府机关、教育科研等企事业用户、公司以及家庭用户的宽带网络，主要提供数据业务和分组化的话音、图像、视频等多媒体应用的综合业务，覆盖城市及其郊区范围的本地公用网络。城域网以统计和分组技术为基础，网络层次结构清晰，所用产品和技术商用化程度高、扩展性好，用户和业务管理手段灵活方便、可靠性强，并且具有容量速率宽带化、信息传输高效化、接入手段多样化、内容获取本地化、用户访问个性化、业务提供特色化、新业务推出快速化、扩容延伸灵活化、升级发展预见化的特点。2.3.2 基本结构本地城域传输网一般按核心层、汇聚层和接入层三层建设。当然，建设规模较小的传输网，可以适当减少层次5-8。（1） 核心层核心层由传输核心节点组成，是传输网的核心部分，负责提供核心节点间的局间中继电路。核心层应具有大容量的业务调度能力和多业务传送能力，以及较高的安全、可靠性。（2） 汇聚层汇聚层由汇聚节点与核心节点之间的网络组成，负责一定区域内的业务汇聚和疏导。汇聚层节点是业务区内所有接入层网络的汇聚中心，为转接和汇聚区内所有业务接入节点提供通路。汇聚层应有较大的业务交叉能力和汇聚能力，使网络有良好的可扩展性。（3） 接入层接入层由多个业务接入节点组成，可采用多种接入技术，能完成多种业务的接入和传送。接入层应有丰富的业务接口，如2M、10/100M、ATM等，有建设速度快、可靠性高、成本低和对业务质量提供保证的特性等。2.4 选定方案综合以上理论，结合研究要求，最终选定本传输网可作为为核心层或汇聚层，设备选择ZXMP S380，网管采用ZXONM E300，构建为环网，保护方式采用二纤双向复用段保护。时钟源类型应根据用户要求进行选择，包括外时钟、抽线路时钟和内时钟。将网元A设定为网头网元，时钟源类型为外时钟，网络的同步时钟则从A网元获得。3 ZXMP S380系统3.1 ZXMP S380系统概述ZXMP S380是中兴通讯推出的基于SDH的多业务节点设备，最高传输速率为2488.320 Mbit/s9。3.1.1 支持标准ZXMP S380设备遵循G.707的映射结构，支持SDH体制，提供STM-1至STM-16等几乎全速率接入，可不中断业务平滑升级到ZXMP-S390设备。3.1.2 业务功能（1） 数据业务ZXMP S380可提供GE接口、FE接口、PoS接口、ATM接口，利用软件强大的处理技术，可以实现业务信号的透明传输、虚拟路由器、虚拟网桥、虚拟数据网等功能。（2） 传统SDH业务ZXMP S380可提供STM-1至STM-16速率的标准光接口、STM-1电接口、PDH电接口，而且可以通过空闲着的开销字节来实现公务电话、F1接口等。3.1.3 网管支持软件采用具有网元管理层和部分网络管理层的功能的Unitrans ZXONM E300光网络产品网元/子网层统一网管（简称ZXONM E300）。统一管理基于SDH的多业务节点的中兴通讯设备。3.1.4 保护功能设备保护功能：冗余设计、单板1+1热备份等；网络保护功能：复用段保护、子网连接保护、双节点互连保护。3.1.5 适用范围由于ZXMP S380有着网管强大、接口丰富、保护机制完善，它能广泛运用在目前甚至将来的干线网、本地网和城域网。3.2 ZXMP S380系统介绍ZXMP S380设备的功能框图如图3-1所示9。ZXMP S380基于SDH的多业务节点设备SDH设备（TM ADM REG）ZXONM E300网管系统网元控制平台时钟处理平台业务交叉平台开销处理平台电源支撑平台业务接入平台系统管理配置管理故障管理性能管理维护管理安全管理硬件系统软件系统图3-1 ZXMP S380设备的功能框图3.2.1 硬件系统ZXMP S380设备提供2000 mm、2200 mm和2600 mm三种机柜。子架作为设备的核心组件安装在ZXMP S380机柜中。高度为2000 mm和2200 mm的机柜只能安装一个子架，高度为2600 mm的机柜既可以安装一个子架也可以安装两个子架。通过子架中单板的不同配置实现设备的各项功能9。ZXMP S380/S390硬件系统采用“平台”的设计理念，拥有网元控制平台、时钟处理平台、业务交叉平台、开销处理平台、电源支撑平台及业务接入平台。通过一定的连接方式组合成一个功能完善、配置灵活的SDH设备。根据不同的组网要求，可配置为TM、ADM和REG三种类型9。网元控制平台即网元设备与后台网管的接口，其他平台均通过网元控制平台接收或上报网管信息。电源支撑平台指ZXMP S380采用分散供电方式，各单板所需电源由安装在各自单板内的电源模块提供。业务接入平台完成SDH、PDH、以太网、ATM等业务的接入，并转换为相应的格式送入业务交叉平台进行业务的汇集和分配。开销处理平台利用SOH的开销字节，在传输净负荷数据的同时，提供公务话音通道和若干辅助数据数字或模拟（音频）通道。时钟处理平台为设备内所有平台提供系统时钟，是硬件平台的核心之一。业务交叉平台接收来自业务接入平台和开销处理平台的业务信号以及各种信息，完成业务流向及信息的汇集、分配和倒换。3.2.2 软件系统ZXMP S380设备采用ZXONM E300实现设备硬件系统和传输网络的管理和监视，协调传输网络的工作。E300采用四层结构，分别为设备层、网元层、网元管理层和子网管理层，并可向网络管理层提供Corba接口。各层次结构如图3-2所示9。图3-2 ZXMP S380各层次结构图设备层（MCU）：监测告警、性能状态，接收管理系统的命令，控制单板去实现特定的功能。网元层（NE）：即是网管系统中的Agent，管理单个网元，对上电时的网元进行初始化配置，在正常运行情况下监控所有网元的告警、性能状态，通过网关网元（GNE）接收网元管理层 （Manager） 的监控处理命令。网元管理层（Manager）：用于控制和协调一系列网元，有管理者Manager，用户界面GUI和本地维护终端LMT。其中，网元管理层的核心Manager可以在同一时间管理多个子网，实现对网元设备的控制和协调；GUI提供图形用户界面，转换用户管理需求为内部格式命令并下发给Manager；LMT则可以通过控制用户权限和软件功能部件，简单合成GUI和Manager，弱化网元管理功能，主要应用在开通维护本地网元。子网管理层：和网元管理层的组成结构差别不大，可利用网元管理层的网管间接配置、维护网元。通过子网管理系统把命令下发给网元管理系统，接着网元管理系统再转发到网元，完成操作后，网元会通过网元管理系统应答子网管理系统，提供Corba接口给网络管理层。结合这几个层次，此网管系统可实现配置管理、故障管理、性能管理、安全管理、系统管理、维护管理等网元层网管的功能。3.3 ZXMP S380单板概述ZXMP S380设备的单板可分为功能单板和业务单板。功能单板包括NCP板、OW板、SC板、CS板、OA板；业务单板包括电支路板、电接口板、光线路板。网元控制板NCP提供网元管理功能，作为系统网元级的监控中心，上连Manager，下接单板监控信息，承上启下，具备纵横双向实时处理与通信的能力，提供消息通信功能和同步设备管理功能。时钟板SC的功能是提供系统时钟、系统帧头并实现网同步，同时提供系统开销总线时钟及帧头。交叉板CS是整个系统功能的核心，是群路和支路净负荷的汇集地，完成业务交叉、开销交叉以及保护倒换等功能。公务板OW采用STM-N信号中的公务字节并结合网管和CS板交叉处理功能，实现公务电话、音频接口、IP数据业务和会议电话等功能。STM-16光线路板OL16完成以下功能：1. 用于将低速信号复合成2.5 Gbit/s高速信号。2. 负责STM-16速率线路信号的发送和接收。3. 完成光接收数据的帧定位、开销提取、下载以及发送数据的上载功能。每块OL16板提供一个STM-16的标准光接口，可实现VC-4-nC的级联，其中n16， OL16E板提供四个STM-16的标准光接口。STM-1电接口板EL1，速率为155.520 Mbit/s，完成接收数据的帧定位、段开销提取与插入、指针处理、AU-4级通道开销的提取和插入、告警检测的功能。电支路板有ET1和ET3/TT3，每块ET1板可提供63路2 M电接口。每块ET3/TT3板可提供6路34 M/45 M电接口。4 2.5Gbps SDH网络的配置实现4.1 创建网元因为A、B、C、D四个站点采用2.5Gbps SDH光传输设备通信，站点A与B之间有2个34M业务，站点A与C之间有2个2M业务，站点B与D之间有1个34M和2个2M业务，所以需要创建A、B、C、D四个网元。首先打开安装好的网管软件的“Server”，待服务器开启后即可打开“gui”登录，点击“设备管理”“创建网元”，在弹出来如图4-1所示的对话框中配置网元属性，所有网元的系统类型均设置为ZXMP S380/S390，设备类型为ZXMP S380，网元状态设置离线，其他的按照表4-1填好对应的内容，其中配置网元地址对话框如图4-2所示，点击“应用”，依次完成A、B、C、D四个网元的创建。表4-2 各网元属性表网元名称网元标识网元类型网元速率IP地址子网掩码A1ADM®STM-16192.192.1.1255.255.255.0B2ADM®STM-16192.192.2.1255.255.255.0C3ADM®STM-16192.192.3.1255.255.255.0D4ADM®STM-16192.192.4.1255.255.255.0图4-1 创建网元图4-2 配置网元地址4.2 安装单板4.2.1 选择单板的规则必须配置的单板：功能单板。包括NCP板、OW板、SC板和CS板。为提高系统的稳定性，配置两块SC板和CS板。选配单板：光线路板、电接口板、电支路板。根据光接口速率选择光接口板，并根据传输距离等实际情况选择光接口类型。根据业务要求选择对用的电接口板和电支路板。4.2.2 本组网所需单板在本组网中，A、B、C、D网元都需要安装NCP板、OW板、SC板和CS板，使用的光线路板都是OL16板。因为站点A与B之间有2个34M业务，AC之间有2个2M业务，BD之间有1个34M和2个2M业务，所以，所需安装的单板详情如表4-2所示。表4-2 单板配置表单板类型配置数量（槽位）站点A站点B站点C站点DNCP1（9）1（9）1（9）1（9）SC1（14）1（14）1（14）1（14）OW1（18）1（18）1（18）1（18）CS2（4、5）2（4、5）2（4、5）2（4、5）OL162（1、2）2（1、2）2（1、2）2（1、2）E11（10）1（10）1（10）1（10）E31（12）1（12）1（12）4.2.3 安装单板步骤在“gui”客户端操作窗口中，双击刚刚建立好的网元，弹出“单板管理”框，根据表4-2所示，安装好的单板如图4-3所示。图4-3 安装单板4.3 连接网元在“gui”客户端操作窗口中，单击菜单中的“设备管理”“公共管理”“网元间连接配置”选项，或直接单击工具条中的相应图标按钮，弹出连接配置对话框如图4-4所示，按照表4-3的连接配置表增加网元间连接关系，点击“应用”。图4-4 网元间连接配置表4-3 网元间连接配置表传输方向源网元单板端口目的网元单板端口A-B双向A: OL161-1-1端口1发送B: OL161-1-1端口1接收B-C双向B: OL161-1-2端口1发送C: OL161-1-1端口1接收C-D双向C: OL161-1-2端口1发送D: OL161-1-1端口1接收D-A双向D: OL161-1-2端口1发送A: OL161-1-1端口1接收完成以上配置后可以看到网络拓扑图如图4-5所示。图4-5 网络拓扑图4.4 公务配置选中所有建立好的SDH网元，单击选项栏中的“设备管理”“公共管理”“公务配置”，弹出公务配置对话框如图4-6所示。进行公务号码配置，可选择“自动配置”，让系统自动配置公务号码，或者双击各个网元手动设置。图4-6 公务配置在本设计中公务配置使用的是手动配置，网元A、B、C、D的公务号码分别为101、102、103、104，强插密码均为999，无群呼密码。因为A、B、C、D成环，所以必须设置公务保护控制点，所以设置D为公务保护控制点，控制点顺序为1。4.5 时钟源配置首先需要设置网关网元，在本设计中，选择A网元作为网管网元，网头。选中网元A，然后点击菜单栏的“设备管理”“设置网管网元”即可设置。接着再选中所有建立好的SDH网元，单击选项栏中的“设备管理”“ SDH管理”“时钟源”，弹出时钟源配置对话框如图4-7所示。因为A为网头，所以设置A连接外时钟，优先级最高，B、C、D的时钟源都选择线路抽时钟，优先级别则按照距离外时钟较近的优先级较高。按照表4-4进行时钟源配置，所以网元都必须启用SSM字节，所以配置都必须选择“应用”。图4-7 时钟源配置图表4-4 时钟源配置表网元优先级1的时钟类型及单板端口优先级2的时钟类型及单板端口A外时钟 端口1内时钟B线路抽时钟OL161-1-1端口1线路抽时钟OL161-1-2端口1C线路抽时钟OL161-1-1端口1线路抽时钟OL161-1-2端口1D线路抽时钟OL161-1-1端口1线路抽时钟OL161-1-2端口14.6 业务配置本设计中，A、B、C、D之间业务情况为： AB之间有2个34M业务， AC之间有2个2M业务， BD之间有1个34M和2个2M业务，所以业务连接如下：（1） AB间的2个34M业务：A：OL161-1-1 Port(1) AUG(1) AU4(1) TUG3(2), TUG3(3)ET31-1-12 1#, 2#B：OL161-1-1 Port(1) AUG(1) AU4(1) TUG3(2), TUG3(3)ET31-1-12 1#, 2#（2） AC间的2个2M业务：A：OL161-1-1 Port(1) AUG(1) AU4(1) TUG3(1) TU12(1), TU12(2)ET11-1-10 1#, 2#B：OL161-1-1 Port(1) AUG(1) AU4(1) TUG3(1) TU12(1), TU12(2)OL161-1-2 Port(1) AUG(1) AU4(1) TUG3(1) TU12(1),TU12(2)C：OL161-1-1 Port(1) AUG(1) AU4(1) TUG3(1) TU12(1), TU12(2)ET11-1-10