廊坊市SDH传输网扩容毕业设计定稿43100.doc

摘 要随着通信业务的发展，数据通信也有了新的进步，其主要表现在应用种类的增加，宽带使用率的急速上升，这使得廊坊市现有的传输网络无法适应这种需求，为更好的满足人们的需要，必须有一新的技术代替原有的技术，实现网络的互联。美国贝尔实验室提出了SDH并逐步成为当今世界通信领域在传输技术方面的一个发展热点，SDH的出现完全改变了光通信的接入方式。 本文是以廊坊为例，通过调查廊坊市传输网现在的情况，又结合了SDH新技术，从而提出了网络传输的改建方案，此方案中通过增加网络站点、改造网络传输方式等，对现有网络进行优化与扩充，并考虑了网络的保护及同步方式，进而提高网络传输的可靠性。关键词：SDH；设备；网络结构；扩容；复用段保护；通道保护ABSTRACTAlong with the development of communication services, data communication have the new progress in the application, and the main performance, the number of categories of the broadband adoption rapidly increase, which makes Beijing daxing district existing transmission network cant adapt to this demand, to better satisfy peoples needs, there must be a new technology instead of the original technology to realize network interconnection. American bell LABS proposes SDH and gradually become communications field in the world today in transmission technology, a development the emergence of SDH hot completely changed the access way optical.This paper in Beijings daxing district as an example, through investigation of transmission daxing district, and now new technology combining SDH network transmission, thus puts forward the rebuilding scheme, this plan by adding web site, the transformation network transmission mode, etc, to optimize the existing network, and consider and expanded the networks protection and synchronous way, so as to improve the reliability of the network transmission.Key words: SDH; equipment; network structure; dilatation；MSP;PP目 录摘 要 . I1绪 论11.1 廊坊市网络传输现状 21.2现网存在的弊端. 42 SDH网络的原理及特点 52.1 SDH网络概述 52.2 SDH传输原理62.3 SDH传输设备82.4 SDH传输网络基本拓扑结构 112.5 SDH网络的特点 122.6 SDH的前景 123. SDH传输网的保护方式 143.1 环网自愈保护143.1.1 单向通道环保护原理 143.1.2 双纤双向复用段保护环双纤共享复用段保护环 163.1.3 两种自愈环的比较 173.2 子网连接保护 184 SDH网络扩容的设计 194.1 扩容的指导思想. 194.2 扩容设计内容. 194.2.1 链网改造环网194.2.2 单向通道环改双向复用段环224.2.3 复用段环加新站点扩容244.2.4 扩容后的网络295 SDH网络同步原理. 325.1 网络同步的必要性325.2 SDH同步定时325.3 SDH网络的定时方式335.4 SDH网络同步定时分配结构345.5 SDH网络同步方式365.6 SDH网同步基准信号的分配及传送原则365.7 廊坊SDH网络同步方式376 方案的评估与论证. 38致 谢：. 39参考文献：. 40廊坊市SDH传输网扩容的设计1 绪 论随着社会信心化得加速，互联网正逐步成为现代社会的信息基础设施，它承载了数据、语音和视频等多业务，为社会生活的各个方面都带来了极大的便利。CNNIC的数据显示，截至到2010年7月31日，中国的网络用户已经达到了3.2亿。随着互联网用户数量的增加，互联网新业务的激增，这些都促使了现有互联网网络结构发生变化。从最初的网页浏览、网络聊天、E-mail等简单的数据业务，到今天除了资源共享、网上银行、在线交易、网络游戏、搜索引擎等业务外，互联网还承载了多媒体的业务，例如视频会议、VoIP、视频点播、IPTV、NGN、3G大客户专线等。到10年12月为止，中国互联网数据显示，廊坊市互联网使用数为40万户，占河北省总数的5.89%，平均普及率为28.6%，其中宽带接入为32万户，并且这些数据都在不停的上升。这对廊坊市传输网络是一个严峻的考验，为了更好的满足大众的需求，必须对现有网络进行规划与改革。因此，如何扩大传输网的容量设计，提高传输速率，已经是个十分重要的课题。高速率，高带宽、远距离传输的光纤，逐步用做为PSTN ISDN SDH等现代网络的主要物理传输介质，但是，要想实现快速，有效的、准确的传输仅使用光缆连接是不够的，我们还需要各种网络协议来规范传输的规则。这些规则能够有效的减少传输冲突。由此我们便想到了SDH传输网，它最初于1985年由美国贝尔通信研究所提出，称之为同步光网络（Synchronous Optical NETwork,SONET）。它是由一整套分等级的标准传送组成的，能够适用于各种适配处理的净负荷（即网络节点接口比特流中可用于电信业务的部分）在物理媒质如光纤、微波、卫星等上进行传送。这个标准在1986年成为美国数字体系的新标准。国际电信联盟标准部（ITUT）的前身国际电报电话资询委员会（CCITT）于1988年接受SONET概念，并与美国标准协会（ANSI）达成协议，将SONET修改后重新命名为同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy,SDH）,使之成为同时适应于光纤、微波、卫星传送的通用技术体制。由于以上所述的SDH的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发展。电信、联通、网通、广电等电信运营商都已经大规模建设了基于SDH的骨干光传输网络。利用大容量的SDH环路承载IP业务、ATM业务或直接以租用电路的方式出租给企、事业单位。国内一些大型的专用网络也采用了SDH技术，架设系统内部的SDH的传输网络，来承载各种业务。而廊坊要扩展其通信系统容量，也离不开SDH网络技术的运用。1.1 廊坊市网络传输现状目前，廊坊现有的传输网骨干传送层形成由骨干层和接入层组成的完整的传输体系。骨干传输系统由安次区移动公司固安霸州永清、霸州文安大城、安次区移动公司香河大厂三河 一个2.5Gb/s单向通道环和两个622Mb/s链网的组成；其中廊坊市核心网的传输速率为2.5G/s，各县内环网速率为622Mb/s,现在这网络已不能满足人们对网络的需求，急需对其进行扩容升级。全市共有STM-16SDH设备11套，STM-1SDH设备256套，微波设备26套，光传输设备全部采用“深圳华为技术有限公司”生产的SDH光传输产品，基本拓扑如图1-1。图1-1 传输网现在的拓扑1.2现网存在的弊端随着通信业务的增加，现有网络存在以下几方面的弊端：网络的可靠性方面：网络结构简单，网络安全性比较差，没有自愈能力，个别网络结构安全性差，结构合理性需提高；骨干设备尤其是中心局房设备关键板件存在不安全隐患；电路运行负荷分担不均衡，个别设备业务过于集中；同步链路的传送主备用链路规划欠合理，存在过长同步链路，造成同步质量欠佳。但是光缆线路仍存在较大的故障点，如关键节点单路由引入、较长链状结构等问题； 网络的高效性方面：网络的低通道利用率，尤其在不同运营商进行不同业务网之间的传输时，网络通道会大量闲置，降低网络的传输效率；通道利用不高的另一个原因是前期设备性能的局限造成的对新业务接入能力的不足；由于使用通道时缺少整体规划或在整体规划下由于电路的紧急开通引起的电路运行混乱，造成日益复杂的电路调配，电路运行的清晰度低；交叉矩阵浪费严重且使用不均衡，局端上下电路难度增加，线路纤芯的规划分配不合理，限制了设备组网的灵活性，存在大范围纤芯迂回的现象；管理不到位，纤芯使用混乱。网络的扩展性方面：采用了二纤单向通道环，不易实现网络的扩容。网络结构的整体规划不彻底同时没能实现长远发展，网络的日后扩容性不强；而且网络通路的安排和使用十分不合理，当有新电路接入时，过程复杂，难于维护；还有一些设备性能升级扩展性不是很好，尤其在与新技术，新业务对接时候，变现出极差的适应性。网络中的部分网段资源已用殆尽，出现资源匮乏的现象，从而常造成网络拥堵，达不到现有业务的需求。网络中存在两条链网，这不仅不利于升级扩容，而且网络的安全性也很难得到保证，因此需要对网络结构进行改造。2 SDH网络的原理及特点2.1 SDH网络概述同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy ，简称SDH)是基于同步光纤网（PDH）上演变而成，具有先进的技术，逐渐成为当今世界通信领域在传输技术方面的一个研究热点，SDH技术的出现使网络传输的发生了巨大的变化。同步光纤网又称SONET (Synchronous Optical Network),是美国Bellcore公司首先于20世纪80年代提出的。ANSI中规定了SONET标准,国际电报电话咨询委员会(CCITT)于1988年接受SONET的概念,重新命名为同步数字系列（SDH）,SDH不仅可以应用于光纤也可以应用于卫星和微波的传输，同时使原有人工配线的数字交叉连接变成有效地按动态需求方式改变传输网络拓扑，充分发挥网络的灵活性与安全性，大大增强了网络管理方面的功能。SDH与SONET (Synchronous Optical Network),即同步光纤网相当。它是集合了复接、线路传输及交换功能并由统一网络管理系统进行管理操作的综合宽带信息网。它能够实现动态网络维护、实时业务监控、实现网络有效管理互通不同厂商设备等多项功能，此外可以提高通道利用率、实现灵活可靠的网络传输，实现高效的网络运行与维护，因此是当今世界传输技术发展和应用的热点，备受到人们的广泛关注。传统的数字通信制式是异步(准同步)数字的系列(PDH)。异步是指各级比特率相对其标称值有一个规定的容限偏差,而且是不同源的。在数字通信发展开始,异步数字系列（PDH）的发展很迅速并且得到了广泛应用,从而使的数字复用设备能先于数字交换设备得到开发。但在今天数字网通信技术迅速发展,这种基于点对点的体制正暴露出一些固有的弱点。例如逐级复用，难以实现两大 传输系列的互通兼容等。SDH的帧结构克服了PDH的不足，与传统的PDH比较有如下优点：1统一的比特率：在PDH中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。而SDH统一了三种比特率。此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。2强大的网管能力：SDH的帧结构中有足够的开销比特，如段开销和通道开销，并有进一步扩展的余地，能够满足用户的不同需求。3强大的自愈能力：在SDH设备可以组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。4SDH有标准的光接口规范，如图2-1，不同厂家的设备可以再光路上互联，真正实现横向兼容。图2-1 光接口速率等级图 5.SDH具有后向兼容和前向兼容性。所谓后向兼容性是指SDH的STM-1既可复用2Mbit/s系列的PDH信号，又可复用1.5 Mbit/s的PDH系列信号，使两大系列得到统一，便实现国际互通，也便于顺利的从PDH到SDH的过渡，而前向兼容性是指SDH的标准有长远的考虑，它兼容宽带综合业务数字网中异步传递模式信号。2.2 SDH传输原理SDH的信息 结构等级称为同步传送模块STMN（Synchronous Transport，N=1，4， 16，64），它的第一级 为STM1，它实际上是一个带有线路终端功能的准同步数字复用器，接口速率为155.520Mbit/s，为了获得更高的速率，可将四个STM1同步复用构成STM4，16个STM1或四个 STM4同步复用构成STM16；SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由9行 270N列字节组成，每个字节含8bit。整个帧结构分成再生段开销（Section OverHead，SDH）区、复用段开销区（MSOH）、STMN信息净负荷区和管理单元指针（AU PTR）区四个区域，其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送；净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STMN帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次按字节传输，每帧传输时间为125s，每秒传输(1125)1000000帧。原理图如图2-2。 13SOHSTM-N净负荷（含POH）传输方向4AU PTR59SOH 9 x N 261 x N 270 x N 列 图2-2 SDH传输模块图SDH 传输 业务 信号时各种业 务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用 三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码 速调整装入相应的标准容器（C），再加入通道开销（POH）形成虚容器（VC）的过程，帧 相位发生的偏差称为帧偏移；定位 即是将帧偏移信息收进支路单元（TU）或管理单元（AU）的过程，它通 过支路单元指针（TU PTR）或管理单元指针（AU PTR）的功能来 实现；复用则 是将多个低价信号通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层的过程。图2-3为SDH复用映射结构图。 图2-3 SDH复用映射结构2.3 SDH传输设备华为传输设备包括OptiX 2500+、OptiX 155/622、OptiX 622H和其他设备。本次设计用的是OptiX 2500+设备，设备如图2-4，下面主要介绍一下此设备： 图2-4 OptiX 2500+设备实物图OptiX 2500+主要应用于传输网，是华为公司根据城域传输网的现状和未来发展趋势而推出的多业务传送平台（MSTP）设备。该设备融合了SDH和ATM和以太网以及DWDM技术；从而不但具有SDH设备灵活的组网和业务调度能力（MADM），而且通过二层处理数据业务，实现接入、处理、传送和调度ATM和以太网业务的，在同一台MSTP设备上实现话音、数据等多种业务的传输和处理。此外在OptiX 2500+设备中统一的用户带宽管理平台的采用，有效管理了用户接入和传输带宽；对ATM业务可以通过VP Ring技术实现带宽动态分配；为了实现整个传输带宽的共享，还对以太网业务采用VLAN控制和二层交换技术。OptiX2500+设备还可以通过采用内置式DWDM技术，以低成本方式扩展环路传输带宽。OptiX 2500+作为华为技术有限公司OptiX Metro系列产品之一，应用于汇接层的业务汇聚；，OptiX 2500+亦可作为骨干层传输设备，应用在骨干层业务量较小的网络中； OptiX 2500+作为接入层传输设备时，应用在接入层大业务量的网络。OptiX 2500+设备具有华为OptiX系列光传输设备的优点，具有优良的性能指标巨大的交叉容量、丰富的支路接入和优良的性能指标。该设备充分吸收了华为技术有限公司在SDH领域内的科研成果和数据通信产品开发方面的经验，开发并使用了一系列拥有自主知识产权的ASIC芯片，提高了设备的集成度。OptiX 2500+单子架可以提供128128 VC-4交叉能力，并以其灵活多样的设备配置功能与丰富的支路接口，提高了设备的业务配置与组网能力。OptiX系列设备具有统一的网络管理平台，可对传输网络进行集中操作、维护和管理，实现业务的自动配置与调度，保证网络的安全运行。OptiX 2500+交叉连接功能强大：设备的交叉矩阵包括128128 VC-4交叉容量的高阶交叉矩阵和20162016等效VC-12交叉容量的低阶交叉矩阵。在大容量的交叉矩阵和相应的软件功能的支持下，OptiX 2500+可在单子架 上实现多个TM或ADM系统的功能，并支持多系统间的业务调 度和保护。由于具备 强大的交叉连接能力，OptiX 2500+可作为一个中等容量的本地交叉 连接设备使用，大大增强了设备的组网能力和网络间业务的调度能力。OptiX 2500+因为采用了4848 VC-4高阶交叉矩阵（1616 VC-4低价交叉矩阵）的XCL交叉板时，所以单子架具有48STM-1接入能力，这样使设备更容易地应用于中、小容量的本地网，具有良好的性价比。由于采用大规模的交叉连接矩阵，OptiX 2500+具有强大的组网能力；满足在中心局应用时的复杂组网要求，支持多种网络拓扑，包括枢纽形、点对点、环形、线形、网孔形等。OptiX 2500+的保护功能包括设备保护和网络保护。设备保护可通过支路单元、定时单元、交叉连接单元的冗余热备份保护来实现。网络级别的保护包括SDH层保护和ATM层保护。SDH层保护又分为1+1和1：N线性复用段保护、二纤单向复用段专有保护环、二纤双向复用段共享保护环、四纤双向复用段共享保护环、二纤单向通道保护环、二纤双向通道保护环、多路径保护、共享光纤虚拟路径保护等。表2-1 OptiX 2500+系统单板1单板中文全称2500配置可插槽位ssn1(n2)sl16STM-16光接口板Slot78 Slot1112ssn1(n2)slq4四路STM-4光接口板Slot78 Slot1112ssn1(n2)sld4二路STM-4光接口板Slot78 Slot1113ssn1(n2)sl4一路STM-4光接口板Slot58 Slot1113ssn1(n2)slq1四路STM-1光接口板Slot58 Slot1113ssn1(n2)sld1二路STM-1光接口板Slot58 Slot1113ssn1(n2)sl1一路STM-1光接口板Slot58 Slot1113ssn1sep/sep1(接口板/直接)STM-1线路功能处理板直接出: s5s8 s11s13，接口板出:s6s7 s12s13ssn1eu044xSTM-1电接口引出板Slot1/3/15/17表2-2 OptiX 2500+系统单板2单板中文全称2500 配置可插槽位ssn1pq163xE1业务处理板Slot57 Slot1213ssn1pqm63xE1/T1业务处理板Slot57 Slot1213ssn1d75s32xE1/T1电接口倒换出线板(75欧姆)Slot14 Solt1518ssn1d12s32xE1/T1电接口倒换出线板(120欧姆)Slot14 Solt1518ssn1d12b32xE1/T1电接口出线板(120/75欧姆)Slot14 Solt1518ssn1pd36xE3/DS3业务处理板Slot67 Slot1213ssn1pl33xE3/DS3业务处理板Slot67 Slot1213ssn1d34s6xE3/DS3电接口倒换出线板Slot1/3 Solt15/17ssn1spq44xE4/STM1业务处理板Slot67 Slot1213ssn1mu044xE4/STM1业务接口板Slot1/3 Solt15/17ssn1tsb88路电接口保护倒换板Slot1/17ssn1tsb44路电接口保护倒换板Slot1/17表2-3 OptiX 2500+系统单板3单板中文全称2500 配置可插槽位ssn1efs0 10M/100M以太网处理板Slot67 Slot1213ssn1efs44路10M/100M以太网处理板Slot58 Slot1113ssn1egs2两路千兆以太网处理板Slot58 Slot1113ssn1etf88路百兆以太网接口板Slot1/3 Solt15/17ssn1fan风扇板Slot2324ssq1piu电源接口板Slot2225ssn1ba22路光功率放大板Slot58 Slot1113ssn1bpa光功率及前置放大板Slot58 Slot1113ssq1sap系统辅助处理板Slot14ssq1cxl1/4交叉时钟主控线路板(20G/5G)slot910ssq1cxl16交叉时钟主控线路板(20G/5G)slot910ssq1sei辅助信号扩展接口板附：系统配置时根据槽位分析图选择合适的系统单板2.4 SDH传输网络基本拓扑结构SDH网是由各种不同的SDH网元设备通过光缆互连而成的，网络的拓扑结构是由网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成的。拓扑结构一定程度上决定了网络的信道的利用率、可靠性和经济性。网络拓扑的基本结构有总线型、链形、星形、树形、环形和网孔形，当前用得最广泛的网络拓扑是链形网和环形网，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂、保护性更强的网络 。如图2-4所示。图2-4 SDH网络拓扑结构2.5 SDH网络的特点SDH之所以能够快速发展这是与它自身的特点是分不开的，其具体特点如下：（1）SDH传输网有统一的帧结构，标准的数字传输速率和标准的光路接口，使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，不仅能完全兼容与现有的PDH，并能容纳各种新的业务信号，形成了统一的数字传输体制标准，提高了网络的的标准性与可靠性；（2）SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列是非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程，由于大大简化了数字交叉连接器（DXC），减少了背靠背的接口复用设备，改善了网络的业务传送透明性；（3）SDH采用了先进的分插复用器（ADM）、数字交叉连接（DXC），从而网络的自愈功能和重组功能非常强大，具有较强的生存率。因SDH帧结构中留有信号的5开销比特，它的网管功能显得十分强大，能统一形成网络管理系统，对网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维护管理费和生存能力起到了积极作用；（4） 因为SDH有多种网络拓扑结构，所以它组网能力特别强，它增强了网络监护，运行管理和自动配置功能，优化了网络性能，同时也使网络运行灵活、安全、可靠，使网络的功能非常齐全和多样化；（5）SDH传输性能和交换性能方面，由于它的设备的构成是各种功能模块的自由组合，组成了不同层次和各种拓扑结构，灵活性强；（6）SDH的传输介质很丰富，它可用于双绞线、也可用于同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。SDH既能应用于主干线通道，也能应用于支线通道。例如，我国的国家与省级有线电视网的主干道和支干道都采用了SDH传输网，而且它与光纤电缆混合网(HFC)同时使用时也很方便。（7）从OSI模型的观点来看，SDH属于物理层，对它的高层没有严格的限制，因此便于在SDH上采用各种网络技术，从而能够支持ATM或IP传输；（8）SDH是严格同步的，从而保证了整个网络稳定可靠，误码少，且便于复用和调整；（9）标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现横向兼容，降低了联网成本。2.6 SDH的前景SDH技术作为全新的传输网络体系，具有很多优点，例如路由自动选择功能，上下电路方便，控制、管理、维护功能强，标准统一，便速率的业务等，能很好地适应于传输更高数字通信网的飞速发展。目前，SDH传输泛的应用和更好的发展。在标准化网已经得到了广方面，已建立和系他宽规范建议，这些协议基本带业务陆列即将建立盖了传输网的各个方面。并广泛应用于干的一上覆线网和长途网、中继网、接入网中。在光纤通信、微波通信、卫星通信究与应用。近些年，点播电视、多媒体业务和其续出现，又为SD中也开展了研H在接入网中应用提供间。SDH技广阔的空接入网的优点是：1）对于大术应用于了型企事业用户，SDH可以网络性能和高可靠性。2）可以将网提供较为理想的管范围扩展至用户端，简化维护管理工作。3）利用SDH固有灵活性，可使网络运营者更快、更有效地为用户提短期业务。从技术上来看，接入供长期和层的相对较小，需要提供IP、TDM，可能还有ATM带宽需求等综合业务传送。解决的主要方法是以SDH接入层传送 系统为基础并能够提供IP 、ATM 传送（包括TDM、IP与ATM接口，甚至包括IP 和ATM 与处理的系统交换模块），这种方一个业务提供点（POP）上提可廉价地在高质量供式专线、ATM 、IP 等入、传送和业务的接保护。 随着不断增大骨干传输容量，城络的接入能力也逐渐提高。但域传输网以IP为主然是不的网络业务仍可预知的，这需具有更好的自要传输网络适应能力，而这仅是网络接口或力不仅网适应能的适应络容量种自能力，而且要求网络能力。总的来说，低连接的自适应成本、灵活运营的完成到用户的业务接入和业端商端局快速务收敛是入系统的城域网接需主要对未来求。简单地讲，这SDH传输以种采用太网等多种业同的网络层次务的方是将不的业务通式就过级联的方式映射到SDH电路的各个时隙中，由SDH网络透明的传输通道，从物理层完全设备角度上看是一个集成的整体。这种解决大幅度地降低投资规模，减少设备方案可的提供以占地面积，降低功耗，进而降本。同时，提供多业务的能力还低网络营成可以使网络运营商能运营商的运够快速地部署网络业务，提为传输收入，增强市场高业务竞争能力。综上所述，SDH以其明显的优越性已成网发展的主流。SDH技术与一些相结合，如光波分复先进技术用（WDM）、ATM技术、Internet技术（IP over SDH）等，使SDH速通信网网大。SDH已被各国络的作用越来越列入21世纪高的应用项目，是电信界公输网的发展方认的数字传向，具有远大的商用前景。3 SDH传输网的保护方式目前，在SDH传输网中，以其SDH技术成熟，组网灵活等优点，可以根据需要组织成线形、星形、树形、环形等网络拓扑，但无论哪种拓扑，网络的可靠性都是非常重要的，而可靠性又由网络保护的方式决定。SDH网络保护的方式可以分为两大类，即：环网保护和子网连接保护（SNCP）。3.1 环网自愈保护传输网上的业务按流向可分为单向业务和双向业务。以环网为例说明单向业务和双向业务的区别。如图3-1所示。图 3-1 环形网络若A和C之间互通业务，A到C的业务路由假定是ABC，若此时C到A的业务路由是CBA，则业务从A到C和从C到A的路由相同，称为一致路由。若此时C到A的路由是CDA，那么业务从A到C和业务从C到A的路由不同，称为分离路由。所谓自愈是指在网络发生故障时，在没有人干预的情况下，网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内）自动从故障中恢复正常传输，这样用户几乎感觉不到网络出了故障。环形网具有很强的自愈功能，因此其网络拓扑使用最广泛。自愈环的分类按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类；按网元节点间的光纤数可将自愈环划分为双纤环（一对收/发光纤）和四纤环（两对收发光纤）；按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。3.1.1 单向通道环保护原理二纤通道保护环是由两根光纤组成两个环形网络，其中一个环是主环S1；一个环是备用环P1。并且两环的业务流向要相反，通道保护环是通过网元支路板的“并发选收”功能实现网络保护的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样只是流向相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务，如图3-2所示。 图3-2 二纤单向通道倒换环在网络正常时，由S1光纤传到C（主环业务）网元A和网元C都选收主环S1上的业务。那么A与C业务互业务经过网通的方式是A到C的元D并穿通，；由P1网元B穿通传经过到光纤C（备环业务）。在网元C支路板“选收”主环S1上的AC业务，完成网元A到网元C的业务传输环S1和环P1上的所传业务相同且流向相反S1逆时针当环网中A与C之间互通业务时，网元A和网元C需都将上环的支路业务“并发”到环S1和环P1上，环P1为顺时针。网元C到网元A的业务传输与此类似。的并发功能没有改变当BC光缆段的光纤同时被切断，注意此时网元支路板，也就是此时S1环和P1环上的业务还是一样的。如图3-3所示。图3-3 二纤单向通道倒换环A的支路板并发到S1和P1光纤上网元A到网元C的业务由网元，其中S1业务经光纤由网元D穿通传至网元C，由于BC间光缆断，所以光纤P1 P1光纤的业务经网元B穿通上的业务无法传到网元C，不过由于网元网元C的支路板不进行保护倒换C默认选收主环S1上的业务，这时网元A到网C的业务并未中断。网元C的支路板将到网元其中P1环上的C到A业务经网元D穿通传到网元A A的业务并发到S1环和P1环上，S1环上的C到A业务，由于BC间光纤断所以无法传到网元A，此时由于S1环上的网元A所以往下插全“1”AIS，默认是选收主环S1上的业务，CA的业务传不过来，A网元线路w侧产生R-LOS告警，这时网元A的支路板就会收到S1环上TU-AIS告警信号。立即切换到选收备网元A的支路板收到S1光纤上的TU-AIS告警后，环P1光纤上的C到A的业务，于是CA的业务得以恢复，此时网元A的支路板处于通道保完成环上业务的通道保护，护倒换状态切换到选收备环方式。支路板同时监测，当连续一段时网元发通道主环S1上业务的状态保护倒换以后，间未发现TU-AIS时，选收切回到收主环业务，恢复成正发生切换网元的支路板将常时的默认状态。由于上环业通道业务的保，所以二纤单向通道保务是并发选收护倒换环护是11保护。倒换速度快，而且便于配业务流向简明，置和维护。单通道的缺点是网与环上的节点数络的业务容量不大恒而且容量定为STM-N，和网元间业务分布无关。有一站点向通道环多是业务主站业务集二纤单用于环上中站的情况，目前二道环多用于纤单向通155、622系统。3.1.2 双纤双向复用段保护环双纤共享复用段保护环双纤双环，如图3-4中光向复用段保护纤S1和上的业务P2，S2和P1流向相同，以两对光纤合成时分技术将这，两根光纤S1/P2、S2/P1。半个时隙传每根光纤的前送主用业务，送额外业务，也就是一根后半个时隙传光纤上的保护时隙纤上的主用业务。双纤双向复用段用来保护另一根光保护环光纤，它是每无专门的主备一条光纤用信道，后一半时隙为前一半时喜时主备用信道，两根相反。保护机理如下两图。在网络正常光纤业务流向情况下，网元A到网元C的主用业务S1时隙（对于STM-16系统，主用业务放在S1/P2光纤的只能放在时隙1#8#STM-1VC4中），备用业务STM-N的前8个放于P2时隙（系统只能对于STM-16放于9#16#STM-1VC4中），穿通传到沿光纤S1/P2由网元B网元C，光纤上的S1、P2时隙分别网元C从S1/P2提取出主用、额外业务。网元C到网元A的光纤主用业务放于S2/P1的S2时隙，额外业务放于S2/P1光纤的P1时隙，经网元B穿通传到网元A，相应的业务网元A从S2/P1光纤上提取。见图3-4。图3-4 二纤双向复用段保护环当环网BC被切断时，网元A到网元C的主用之间的光缆段业务沿S1/P2光网元B，环回（处环回）在纤传到网元故障行，环回是将时隙端点B处进的S1/P2光纤上S1业务全部环到S2/P1去（例如/P2光纤上的1#8#STM-1VC4全部STM-16系统是将S1环到S2/P1光隙上上的9#16#STM-1VC4），时隙纤光纤上的P1时上的额外业务被中断。然后沿1，S2/P1光纤经网元A、在网元C此时S2/P1光纤P执行环回功能（故障端点站），即将S2/P1光纤上的P1通传到时网元D穿网元C，隙所，网元C提取该时隙的业务，完成接收网元A到网网元C的主用载的网元A到业务环回到S1/P2的S1时隙元C的主用业务。见图3-5。图3-5 二纤双向复用段保护环网元C到网元A的网元C到网元由网元C将A的业务先主用业务S2，环回纤的P2时隙上，这时P2外业务中时光纤经网元D隙到S1/P2光上的额断。然后沿S1/P2、网元A穿通B，在网P2时隙业务环行环回元B处执功能S2/P1光纤传到的到S2/P1光纤的S2时隙到达网元上去，将S1/P2光纤经网元A落地。通过以上方式完成了环网在故障时业务的自愈。双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2(STM-N)，其中M是节点数。双纤双向复用段保护环在组网中使用得较多，2500系统主要用于622，也是适用于业务分散的网络。3.1.3 两种自愈环的比较业务容量:单向通道保护环的最大业务容量是STM-N，双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2 *STM-N（M是环上节点数）。复杂性 二纤单向通道保护环无论从控制协议的复杂性，还是操作程度的复杂性来说，都是各种倒换环中最简单的，协议处理过程，因而及APS的业务由于不涉倒务由于换时间也最短。二纤双向复用段保护环的控制逻辑是各种倒换环中最复杂的。兼容性 二纤单向通道保护环仅使用已经完全规定好AIS信号了的通道来决需要倒换，与现行定是否SDH标相容，因而准完全也容易厂家产品兼容满足多性要求。二纤双向复用段保护环使用APS协议尚未标准化APS协议决定倒换，所以复用段倒换环目前都不能品兼容满足多厂家产性的要求。对于通道保护环，业务的保护是别通道以础的，也就是保护通道为TM-N信号基的是S中的某基的是S个VC（某一路PDH信号），倒换与的某一个信号否按环上的传输质常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号决定的，通来决定该通应进行道是否倒换。例如在STM-16环上，若收端量来收到第个TU-12有TU-AIS4VC4的第48，那么就到备用信仅将该通道切换道上去。复用段倒换环是在复用段为基础上，据环上传输的复用段倒换与否是根信号决定的。倒换的质量是由K1、K2（b1b5）带的APS协议所携来字节启动的，当复问题时，环上整个STM-N或1/2STM-N的业务用段出道都切换到备上。复用段保护现信号用信倒换的条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告护现信警信号。通道保护环往往是专用保护，在正常情况下保护信道在正常情况也传主用业情况也传务（业务的11保护），信道利用率不信道利用率高。护环使用公用复用段保保护，正常时主用主用业信道传务，额外业务（业务的1：1保护）备用信道，信道利用率高。3.2 子网连接保护子网连接保护是指对某一子网连接预先安排专用的保护路由,这样一旦子网发生故障,专用保护路由便取代子网担当在整个网络中的传送任务。子网连接保护包括的子网连接保护（SNC/I）和利用固有利用非监测的子网连介入式接保护（SNC/N）。固有监测是指利用网络的固有息如连接状态可用信、能数据性等,检测连来间接地接情况,务层故能防止服障。是指利用入式监对非介测信息的只原测（非介入）来特征听接地监监来直测连监来直接情况,能接性防止连故障。子网连接保护在网络中的配置保护有很大的灵活性,特别适用于可以灵活不断变化、对未来传输测的、根据需需求不能预要就增加连连接方面具接的网络,故而于干线网、中继网、接入网它能够应用等网络拓扑,其保为1+1方式,即每一,以及树形、环形、网状的各种网络个工作连护结构接都用连接,保护可任有一个相应备意置于VC12、VC2、VC3、VC4各通道,同样,那些连接运营定需要保护,那些者不需要也能决连接保护。当用段实行保护时,传输信同时在复号被双重将有可能保护。SNCP 根据对例换的不同可动条件监测式利用固方监测启网连接的子有以分为保护（SNC/I）和利监测的子网连（SNC/N）可以分为两种；根据对用非介入式保护路 径利用情况的不同接保护1+1的SNCP和1：1的SNCP两种；正常反倒换是根据工作路径否返回可以分CP和非返回式SNCP为返回式SN两种；根据 对SNCP两端倒换时可分为单向护和双单向倒换保是否协同动作又换方式无须使保护两种等等。由于1+1的向倒倒换保护用APS协议，因而得到了简单易行广泛的应用。4 SDH网络扩容的设计4.1 扩容的指导思想现有传输网结够简单，而且采用单通道复用。单向通道环的容量固定为STM-N，并且不随网元数量的增加而增加，然而双向复用段环的容量为M/2*STM-N，M为节点数，节点数越多其容量就越大。由于业务量的增加,为了满足现有业务的需求，并提高通信网络的可靠性，首先需要把原有网络中的连网改造成环网，然后把单向通道环改为双向复用段环，最后再在这个基础上增加相应的新站点，提高通信系统的容量。4.2 扩容设计内容4.2.1 链网改造环网并升级 此过程需要将原有安次移动文安大城、安次区移动公司香河大厂三河，两条链网通过在增加静海、西青和通州站点，连成两个环形网。设备需求如下：表4-1 各县基站设备需求表 设备站