SDH自愈机制及其应用_毕业论文.doc

编号 淮安信息淮安信息职业职业技技术术学院学院 毕毕业业论论文文 题 目SDH 自愈机制及其应用 学生姓名曹家运 学 号37011342 院 系 计算机与通信工程学院 专 业通信技术 班 级370113 指导教师龚佑红 讲师 工程师 顾问教师杜文龙 二 一三年十月 摘 要 I 摘摘 要要 现代社会离不开通信 而通信网络的安全性 即网络的生存性也越来越显 示出其重要的地位 自愈网的概念由此而产生 就是说网络在出现意外故障时 能够在极短时间内且无需人为干涉自动恢复所携带业务 即网络具备发现替代 传输路由并重新确立通信的能力 SDH 环形网保护就是实现自愈网的方法之一 SDH 自愈环保护是使现代大容量光纤网络具有很高生存性的手段之一 自 愈环分通道保护环和复用段共享保护环 本文描述了自愈环的分类 自愈环的 结构及保护机理 同时对各种自愈环结构的特点 应用环境等作出了分析和比 较 以供工程中参考 关键词关键词 SDH 自愈环 复用段共享保护 Abstract II A Abstractbstract Without communicationin modern society and the security of the communication network the network survivability is becoming more and more shows its important position Self healing network concept this means that the network in case of accidental failure can be in a very short period of time without human intervention carried by automatic recovery network have foundalternativetransmission route and re establish the ability of communication SDH ring network SDH self healing ring protection is to make the modern one of the means of high capacity optical network survivability has a very high Self healing ring channel protection ring and multiplexing segment Shared protection ring This article describes the classification of self healing ring self healing ring structure and protection mechanism at the same time to all sorts of self healing ring structure characteristics application environment etc the analysis and comparison of reference for the engineering Keywords SDH Self healing ring Multiplexing segment Shared protection 目 录 III 目目 录录 摘摘 要要 I ABSTRACT II 第一章第一章 绪论绪论 1 1 1 SDH 的概述 1 1 2 SDH 产生的背景 1 1 3 SDH 的特点 1 1 3 1 SDH 技术的优点 1 1 3 2 SDH 技术的不足 2 第二章第二章 SDH 的保护方式及结构的保护方式及结构 5 2 1 自愈的分类 5 2 1 1 常见的保护类型 5 2 1 2 自愈环保护方式的选择 5 2 2 自愈环结构及保护机理 7 2 2 1 两纤单向复用段保护环 7 2 2 2 四纤双向复用段保护环 7 2 2 3 两纤双向复用段保护环 8 2 2 4 两纤单向通道保护环 8 2 2 5 两纤双向通道保护环 9 2 3 自愈环保护的分析比较 9 第三章第三章 SDH 的主要应用的主要应用 11 3 1 自愈网的应用 11 3 2 网络拓扑设计 12 3 3 SDH 在工程综合中应用 13 3 4 泽州县网通传输网现状 14 3 5 对各种接入的支持 16 3 5 1 支持窄带宽带业务 16 3 5 2 支持 IP 业务 16 第四章第四章 总结与展望总结与展望 19 4 1 总结 19 4 2 展望 19 4 2 1 SDH 强大的发展生命力 19 4 2 2 SDH 网络管理发展 19 4 2 3 SDH 应用传输媒介扩展 20 致致 谢谢 21 参考文献参考文献 23 第一章 绪 论 1 第一章第一章 绪论绪论 1 1 SDH 的概述的概述 SDH 是同步数字体系 Synchronous Digital Hierarchy 的缩写 根据 ITU T 的 建议定义 它为不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构 包括复 用方法和映射方法 以及相关的同步方法组成的一个技术体制 它是一种新的 数字传输体制 被称为电信传输体制的一次革命 我们可将信息高速公路同目前交通上用的高速公路做一个类比 公路将 SDH 传输系统信号 立交桥将是大型 ATM 交换机 SDH 系列中的上下话量复 用 ADM 就是一些小的立交桥或叉路口 而在 SDH 高速公路 上跑的 车 就将是各种电信业务 语音 图像 数据等 与以往传统传输技术不同的是 SDH 技术就好比集装箱列车 各种货物 业务 贴上标签 各种开销 Overhead 后装入集装箱 然后小箱子装入大箱子 一级套一级 这样通过各级 标签 就可以在高速行驶的列车上准确地将某一包货物取下 而不需将整个列 车 翻箱倒柜 通过标签可准确地知道某一包货物在第几车厢及第几级箱子内 因此 只有在 SDH 中 才可以实现简单地上下电路 1 2 SDH 产产生的背景生的背景 传统的数字通信制式是准同步数字系列 PDH 所谓准同步是指各级比特 率相对其标称值有一个规定容限的偏差 而且是不同源的 在数字通信发展初 期 准同步数字系列起到了很大作用 使数字复用设备能先于数字交换设备得 到开发 但在数字网技术迅速发展的今天 这种基于点对点的体制正暴露出一 些固有的弱点 无法适应新技术发展要求 难以很好地支持新一代网络 为了 适应新的电信网的发展 新一代公认的理想的传输体制 即同步数字系列 SDH 应运而生 所谓 SDH 是由一些网络单元 如复用器等 构成的 在光纤 或微波 上 进行同步信息传输 复用的方式 SDH 的问世之所以被称为是通信传输体制上 的重大变革 完全因为它具有许多 PDH 所不及的优点 SDH 是电信网朝着高速 化 数字化 综合化及智能化方向发展的必然结果 SDH 传输体制正迅速地代 替不适应现代通信网发展的 PDH 体制 成为推动传输网实现新变革的基础 1 3 SDH 的特点的特点 1 3 1 SDH 技技术术的的优优点点 SDH 技术是大容量同步光通信网络的国际标准 是以提供经济 灵活的通 信网络基础结构的同步数字传输系统 SDH 传输网体系特点如下 1 统一的网络接口点 对网络接口 NNI 进行了统一的规范 它包括数字速率等级 帧结构 复 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 2 接方法 线路接口 监控管理系统 SDH 实现了横向兼容 可以容纳北美 日 本和欧洲的现有数字系列 使得 PDH 体系信号在 STM 1 等级上获得了统一 2 统一的光接口标准 SDH 传输体系采用了 NRZ 码加扰码的光线路码型 克服了 PDH 体系信号 在光接口上传输速率不同的缺点 实现不同厂家生产的设备在光线路上的互通 3 传输速率高 传输容量大 高速的 SDH 信号是通过讲 STM 同步传送模块 信号按字节间插或按码块 间插同步复接而成 商用的 40Gbit s 的光纤系统已经投入使用 4 良好的兼容性 SDH 网络不仅与现有的 PDH 网络完全兼容 还能容纳各种新业务信号 例 如 光纤分布式数据接口信号 FDDI 城域网的分布排队双总线信号 DQDB 宽 带 ISDN 中的异步转移模式 ATM 及以太网数据等 SDH 体现了前向和后向的兼 容性 成为公共的传输平台 5 灵活的复用映射结构 SDH 标准规定了严格的映射复用方法 并采用指针技术 支路信号在线路 信号中的位置是透明的 可以直接从 STM N 中灵活地上下支路信号 无需直接 通过逐级复用就可以实现分插功能 从而减少了设备的数量 简化了网络的结 构 提高了传输性能 6 完善的保护和恢复的机制 SDH 网络具有智能检测的网管系统和网络动态配置功能 自愈能力极强 当设备或系统发生故障时 能迅速恢复业务 从而提高了网络的可靠性 降低 了维护费用 7 强大的网络管理能力 SDH 的帧结构中有丰富的开销比特 大约占信号的 5 因而网络运行 管理和维护 OAM 能力极强 由于 SDH 采用的是分层的网络结构 能实现分 布式管理 所以每一层网络系统的信号结构中都安排了足够的开销比特来实 OAM 综合上述特点 SDH 最核心的特点是同步复用 标准的光接口及强大的网 管能力 1 3 2 SDH 技技术术的不足的不足 SDH 作为一中的新的技术体制还存在一些缺陷 主要表现如下 1 频带利用率低 我们知道有效性和可靠性是一对矛盾增加了有效性必将降低可靠性 增加 可靠性也会相应的使有效性降低 例如 收音机的选择性增加 可选的电台就 增多 这样就提高了选择性 但是由于这时通频带相应的会变窄 必然会使音 第一章 绪 论 3 质下降 也就是可靠性下降 相应的 SDH 的一个很大的优势是系统的可靠性 大的增强了 运行维护的自动化程度高 这是由于在 SDH 的信号 STM N 帧中加了大量的用于 OAM 功能的开销字节 这样必然会使在传输同样多有效信 息的情况下 PDH 信号所占用的频带 传输速率 要比 SDH 信号所占用的频带 传输速率窄 即 PDH 信号所用的速率低 例如 SDH 的 STM 1 信号可复用 进 63 个 2Mbit s 或 3 个 34Mbit s 相当于 48 个 2Mbit s 或 1 个 140Mbit s 相当 于 64 个 2Mbit s 的 PDH 信号 只有当 PDH 信号是以 140Mbit s 的信号复用 进 STM 1 信号的帧时 STM 1 信号才能容纳 642Mbit s 的信息量 但此时它的 信号速率是 155Mbit s 速率要高于 PDH 同样信息容量的 E4 信号 140Mbit s 也就是说 STM 1 所占用的传输频带要大于 PDH E4 信号的传输频带 二者的信 息容量是一样的 2 指针调整机理复杂 SDH 体制可从高速信号 例如 STM 1 中直接下低速信号 例如 2Mbit s 省去了多级复用 解复用过程 而这种功能的实现是通过指针机理来完成的 指 针的作用就是时刻指示低速信号的位置 以便在 拆包 时能正确地拆分出所 需的低速信号 保证 SDH 从高速信号中直接下低速信号的功能的实现 可以说 指针是 SDH 的一大特色 但是指针功能的实现增加了系统的复杂性 最重要的是使系统产生 SDH 的 一种特有抖动由指针调整引起的结合抖动 这种抖动多发于网络边界处 SDH PDH 其频率低 幅度大 会导致低速信号在拆出后性能劣化 这种抖 动的滤除会相当困难 3 软件的大量使用对系统安全性的影响 SDH 的一大特点是 OAM 的自动化程度高 这也意味软件在系统中占用相 当大的比重 这就使系统很容易受到计算机病毒的侵害 特别是在计算机病毒 无处不在的今天 另外 在网络层上人为的错误操作 软件故障 对系统的影 响也是致命的 这样系统的安全性就成了很重要的一个方面 SDH 体制是一种新生事物 尽管还有这样那样的缺陷 但它已在传输网发 展中 显露出了强大的生命力 传输网从 PDH 过渡到 SDH 已是一个必然的趋 势 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 4 第二章 SDH 的保护方式及结构 5 第二章第二章 SDHSDH 的保护方式及结构的保护方式及结构 2 1 自愈的分自愈的分类类 SDH 网络保护的方式可以分为两大类 即 路径保护和子网连接保护 路径保护包括线性系统的复用段保护和环网的通道保护等等 都已经得到 了广泛的应用 2 1 1 常常见见的保的保护类护类型型 SDH 自愈环一般是由若干分插设备 ADM 首尾相连构成的环形结构网 这 种结构的网具有很高的生存性 自愈环结构分为通道保护环和复用段 线路 共享 保护环 通道保护环业务量的保护倒换发生条件是根据离开环的通道信号质量 好坏决定 一般看是否产生通道 AIS 信号 复用段共享保护环以每一对节点间 的复用段信号优劣而定 出故障时整个节点间的复用段业务全部转向保护环 通道保护环一般用专用保护 即正常情况下保护段也传业务信号 而复用段保 护环一般用公用保护 即正常情况下保护段空闲 根据进入环的支路信号与由 该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同 自愈环分为单向环和双向 环 根据一对节点间所用光纤的最小数目又分为二纤环和四纤环 通道倒换环 一般工作在单向二纤方式 目前也有的工作在双向两纤方式下 复用段倒换环 可以工作在两纤 四纤 单向 双向 图 2 1 自愈的分类 图 2 1 自愈的分类 由上图可以看出 自愈环分五种典型结构 两纤单向 两纤双向 四纤双 向复用段保护环和两纤单向 两纤双向通道保护环 2 1 2 自愈自愈环环保保护护方式的方式的选择选择 分插复用设备 ADM 的环状网结构具有强大的自愈功能 自愈是它的一个重 要特征 所谓自愈是指在发生故障时 网络自动地在极短的时间内 ITU T 规定 为 50ms 以内 使业务自动从故障中恢复 用户几乎感觉不到网络出了故障 整 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 6 个过程不需要人为干预 自愈环之所以可以自动从故障中恢复业务 主要是因 为这种环网络在故障发生时 可以找到一条新的传输路由来替代原来的路由进 行通信 可以采用备用设备作为替代路由 或者利用现有设备中的备用通道来 实现业务的恢复 由此可以知道网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由 网元强大的交叉能力以及网元一定的智能 自愈只是靠备用设备或备用信道将 失效的业务恢复 故障的部件和线路的修复或更换 仍然是要靠人工的操作才 可以完成修复工作 这就像断了的光缆还需人工接好 自愈环的保护方式有多 种 可根据自身需要采取不同的保护方式 自愈环按照实现保护的传输单位可 分为通道保护环和复用段保护环 通道保护环中 业务的保护是以通道为基础 的 环上的某一支路 PDH 信号的传输质量来决定是否发生倒换 它不涉及 APS 协议的处理过程 在收端收到 TUAIS 信号时 来决定该通道进行倒换 复用段倒换环是以复用段为基础的 复用段信号所传送信号的质量劣化是 启动倒换的先决条件 复用段保护倒换启动时通过 APS 协议来实现的 启动保 护倒换的信息由 SDH 帧中的 K1 K2 b1 b5 字节所携带 当复用段的信号劣 化到一定水平时 倒换启动 环上相应的备用信道就承担起原有业务通道的信 号输 如果按照一对节点间所用光纤的最小数量来分 还可以分为二纤环和四纤 环 图 2 2SDH 自愈结构 图 2 2 自愈结构 第二章 SDH 的保护方式及结构 7 2 2 自愈自愈环结环结构及保构及保护护机理机理 2 2 1 两两纤单纤单向复用段保向复用段保护环护环 图 2 3 两纤单向复用段保护所示 S 表示业务光纤 P 表示保护光纤 支路 信号从 S1 光纤插入 P1 光纤一般空闲 各节点中高速线路上都有一个保护倒换 开关 B C 间光纤断后 B 节点开关倒换 S1 上的 AC 线路信号经 P1 沿相反 方向传到 C 节点 经 C 节点倒换开关再从 P1 光纤回到 S1 光纤落地分路 图 2 3 两纤单向复用段保护 2 2 2 四四纤纤双向复用段保双向复用段保护环护环 图 2 4 中 两根业务光纤 S1 S2 构成双向业务通路 两根保护光纤 P1 P2 构成双向保护通路 从节点 A 进入环以 C 节点为目的地的信号沿 S1 按顺时针 方向传输 从 C 节点到 A 节点的信号沿 S2 按逆时针方向传输 P1 P2 一般是 空闲的 四纤双向复用段保护环存在着两种保护方式 段保护方式和环保护方 式 如果两节点间发生同时影响业务通路和保护通路的故障 如四纤同时被切 断或节点故障 用环保护 即 当 B C 节点间光缆被切断后 B C 两节点执 行倒换 S1 与 P1 沟通 S2 和 P2 沟通 AC 业务由 S1 转到 P1 光纤上传输 CA 业务由 S2 转到 P2 光纤传输 当故障只影响到业务通路的时候 如发送 接收 设备故障或只是业务光纤被切断时 应采用段保护方式 类似于 1 1 保护系统 即 当 B C 节点间业务光纤被切断后 A C 节点进行倒换 A 节点将 S1 P2 光纤沟通 C 节点将 S2 与 P1 沟通 S1 信号由 P2 传 S2 信号由 P1 传 环保护要占用整个保护通路 因此环倒换开关与段倒换开关不能同时启动 段 倒换开关的优先级应较高 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 8 图 2 4 四纤双向复用段保护 2 2 3 两两纤纤双向复用段保双向复用段保护环护环 在上面提到的四纤环中 S1 P2 上信号的传输方向相同 S2 P1 上信号的 传输方向相同 在两纤双向复用段保护环中 将 S1 P2 上的信号合为一根光纤 来传输 S2 和 P1 上的信号也合为一根光纤传输 都各占一半时隙 S1 P2 光纤 上业务时隙携带的信号由 S2 P1 光纤上保护时隙来保护 S2 P1 上的业务信号 由 S1 P2 上的保护时隙执行保护 在这里一条光纤上既传业务信号又传保护信 号 当光缆或节点发生故障时 总是同时影响工作通路和保护通路 所以不能 应用段保护方式 图 2 5 两纤双向复用段保护 图 2 5 两纤双向复用段保护 2 2 4 两两纤单纤单向通道保向通道保护环护环 图 2 6 两纤单向通道保护 所有业务信号都沿顺时针方向在 S1 光纤上传输 同时在保护光纤上沿逆时针方向传输着同样的备份信号 如 B C 间光纤断 S1 上的业务信号丢失 则接收节点处开关倒换 接收从 P1 上相反方向传来的备份 信号 两纤单向通道保护环实际上是单端操作的 1 1 保护倒换系统 第二章 SDH 的保护方式及结构 9 图 2 6 两纤单向通道保护 2 2 5 两两纤纤双向通道保双向通道保护环护环 图 2 7 两纤双向通道保护 两纤双向通道保护环中其 1 1 方式与单向保护环 基本相同 只是返回信号沿相反方向返回 主要优点是在无保护环或将同样 ADM 设备应用于线性场合下具有通道再利用功能 使总业务量增加 从 A 节点 到 C 节点的 AC 业务信号同时馈入 S1 P1 光纤 如 B C 间光纤断 C 节点倒 换 选择 P1 反方向过来的保护信号 这与两纤单向通道保护环一样 不同的是 从节点 C 到节点 A 的 CA 信号同时馈入 S2 P2 光纤 方向与两纤单向通道保 护环中的正好相反 图 2 7 两纤双向通道保护 2 3 自愈自愈环环保保护护的分析比的分析比较较 1 保护 恢复时间是衡量自愈能力的一个重要指标 以 DXC 选路为基础 的自愈网需要几分钟 而自愈环保护可达 50 200ms 其中通道保护环一般可达 到 30 50ms 以下 但采用网管系统介入恢复过程的 M N 两纤双向通道保护 环需要几分钟 复用段共享保护涉及到必须采用 SDH 中的 K 字节在倒换时通信 需要的保护倒换时间长于通道保护 一般在 200ms 左右 2 在节点设备故障时 相临两节点在进行复用段保护倒换时可能发生错 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 10 连 即倒换前后通路的起点并未连向相同的终点 如倒换前节点连向目的节点 B 而倒换后连向 目的节点 C 在通道倒换中不会发生此问题 3 通道保护可以实现部分通道保护 即部分通道在发端只发向一个方向 收端也不需倒换这样 可以将本来做保护通道的现在用来开更多的业务 增大 业务量 复用段共享保护不能实现部分通道保护 4 复用段共享保护环工作在线路等级 保护倒换基于线路等级的失效而 非整个端到端连接完整路由和积累性能 因为只能按一段一段实现链路保护 不可能有端到端的保护能力 而通道级保护与网络拓扑无关 不局限于环形结 构 具有端到端的网络保护能力 5 复用段共享保护环的基本容量单位为 VC 4 适合大业务量场合 一 般应至少为 STM 16 16 VC 4 STM 4 一般没有必要用复用段共享保护 STM 1 则根本不能使用 通道保护可以提供 VC12 VC3 VC4 等各种容量等 级 灵活性很大 6 将业务量分为两种分布类型 分散分布和集中分布 对于通道倒换环 来说 无论分散分布还是集中分布 由于进入环中的所有支路信号都要经过两 个方向传到接收节点 相当于要通过整个环传输 因此环的业务量等于设备的 系统容量 STM N 对于复用段共享保护环 其业务量与业务的分散集中程度有 关 用表 2 1 来描述可以看出 业务如果呈分散分布 则选用复用段共享保护 虽然倒换时间较长 但可以提供更多的通路数 如果业务明显集中于一两个节 点 则选择通道保护 因为它所提供的通路数接近于复用段共享保护 而且没 有 K 字节之间的通信 倒换时间短 表 2 1 k 为节点函数 第三章 SDH 的主要应用 11 第三章第三章 SDHSDH 的主要应用的主要应用 3 1 自愈网的自愈网的应应用用 1 随着现代社会对通信的依赖性越来越大 通信网络的生存性已成为至 关重要的问题 自愈网概念的产生 给提高通信网络的生存性提供了极为重要 的途径和方法 所谓自愈网就是网络具备替代传输路由 无需人为干预 网络 就能在极短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务 用户感觉不到网络已 出故障 其基本原理就是使网络具备自我诊断自动恢复通信的能力 2 按照自愈网的定义可以有多种手段来实现 各种自愈网都需要考虑下 面一些共同的因素 初始成本 要求恢复的业务量的比例 用于恢复任务所需 的额外容量 业务恢复的速度 升级或增加节点的灵活性 易于操作运行和维 护等等 对于业务量足够大 1890 个 B 通道 的业务大户 或者党政军等重要用户 可采用双路由的 1 1 保护方式 3 由于 SDH 环形网络可以进一步改善网络的生存性 降低成本 在接 入网中主要是提倡以环形网组网为主 接入网的保护方式也主要地是以 SDH 自 愈环保护为主 电信网中的业务量分布只要有三种 集中型 均匀型 相邻型 而接入网 的业务量分布是典型的集中型 其业务量一般都集中在一个节点 交换母局 即使考虑到用户业务的双主或双归 其业务量仍然属于集中型 四纤复用段保 护环虽然既支持环倒换 也支持跨距段倒换 某些多个故障情况可以完全得到 保护 但对于接入网集中型的业务量分布来说 这种跨距段的保护显示不出其 优越性 4 从成本上来看 四纤环能提供较二纤环高的业务容量 适用于业务容 量足够大的情况 但对于接入网应用环境 由于处于网络的边缘 业务容量低 因此简单的二纤环的应用更显得经济 从网络的保护 恢复时间来看 通道保护环由于不需要自动保护协议 APS 其保护时间一般可以做到小于 50ms 而复用段保护环涉及 APS 需要有高效的 通信协议和硬件实现 因此保护倒换时间普遍较通道保护环高 复用段保护环工作在线路等级 保护倒换基于线路等级的失效而非整个端 到端连接完整路由和积累性能 因而只能按一段一段实现链路保护 而不可能 有端到端的保护能力 通道等级的保护是基于通道级信号的质量 因而传送设 备在线路等级上的速率 格式和特性对通道级是全透明的 于是通道级保护可 以在网络支路接入等级上实现 而与传送设备的类型无关 具有很大的灵活性 也由于保护倒换发生在支路接入级 失效检测的范围可以超过线路级 而基于 整个端到端连接的积累性能 无论线路级上的失效还是支路接入级上的失效都 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 12 能检测到 可见通道级的保护倒换与网络拓扑无关 并不局限于环形结构 适 应面更宽 具有端到端的网络保护能力 在接入网应用场合 对于四种结构的 自愈环 其比较见表 3 1 接入网应用场合自愈环的比较 表 3 1 接入网应用场合自愈环的比较 项目 二纤单向通道保 护环 1 1 二纤双向通道保 护环 1 1 四纤双向复用段 共享保护环 二纤双向复用 段共享保护环 节点数 KKKK 保护容量 1111 基本容量单位 VC12 3 4VC12 3 4VC4VC4 保护时间 ms 50 50 50 50 成本低低高中 APS 协议无无有有 端到端保护有有无无 应用灵活性好好差中 在接入网中可用 性 好好不好不好 充分比较几种环的结果可见 对于接入网应用场合 由于接入网是处于网 络的连界处 业务容量要求低 而且大部分业务量汇集在一个节点 端局 上 因而适合这种业务量需求模型的 比较简单经济的通道保护环十分适合 3 2 网网络络拓扑拓扑设计设计 基于以上对 SDH 光传输技术的研究对重庆联通楼宇的 SDH 光传输网络拓 扑作了以下设计 如图 3 1 重庆楼宇传输系统拓扑设计图所示 红旗河沟八楼 红旗河沟七楼和南方花园四楼 南方花园五楼的四套 1670SM 设备构成一个 10G 的环 红旗河沟六楼 红旗河沟七楼 红旗河沟八楼 红旗河沟九楼 红旗河 沟十楼五套 1660SM 组成一个 2 5G 环 南方花园二楼 南方花园三楼 南方花 园四楼 南方花园五楼 南方花园六楼五套 1660SM 组成一个 2 5G 环 两个 2 5G 环通过 10G 环连通 红旗河沟十楼和南方花园二楼分别下挂一个 155M 的下挂子架 红旗河沟七楼 红旗河沟八楼 南方花园四楼 南方花园五 楼分别下挂两个 1660SM 子架作为下业务的下挂子架 第三章 SDH 的主要应用 13 图 3 1 重庆楼宇传输系统拓扑设计图 保护方案的选择方案一 我们考虑在在环一 环二 环三都采用二纤通道 保护类型 由于都是二纤通道保护 假如在红旗河沟六楼和南方花园四楼之间 有业务 那么该业务所在的 STM N 就在红旗河沟 6 楼 红旗河沟七楼 南方花 园五楼 南方花园四楼 红旗河沟 8 楼 红旗河沟 9 楼六个站之间形成一个理 论上的环路 以次形成理论上的自愈环保护 此时的双接点的设置就毫无意义 可言 同时 它也同时占用了南方花园四楼 红旗河沟 8 楼之间的电路和红旗 河沟七楼 高新区五楼之间的电路 基于以上两种缺点的考虑 我们放弃了次 种方案的选择 方案二 我们考虑在在环一 环二 环三都采用二纤双向复用 段保护类型 此种方案对于各个环内部的保护作用是很明显的最佳方案 但对 于过环业务的保护使用双接点就没有意义了 3 3 SDH 在工程在工程综综合中合中应应用用 在许多通信系统工程设计的建设过程中 不可避免地要考虑到已有系统的 再利用因素 以及不同型号设备的兼容问题 SDH 数字微波通信系统在此方面 具有独有的优势 它不仅具有光纤级传输性能及全面的网络管理性能 还包括 一个开放的系统结构 能方便地实现不同型号的 ADM 上 下话路复用器 之 间的切换和交叉互连 其综合应用 典型 网络链接如图 3 2 所示 SDH 的综合 应用 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 14 图 3 2 SDH 综合应用 我国地域辽阔 各地自然条件和经济发展情况差别相当大 因此 必须因 地制宜的安排各种传输手段 各国的经验表明 在发生自然灾害的情况下 总 是首先靠无线通信方式恢复电信业务 同时在某些应用场合 如连接到卫星地 球站 移动通信网基站及其专用网 以及连接到广大农村及偏远的厂矿等 还 是用微波作为传输手段比较灵活方便 而且其性能价格比也十分理想 所以 我国在大力发展光纤干线传输网的同时 也十分注意发展建设 SDH 数字微波通 信网 原邮电部已决定在 九五 至 十五 期间新建 30 条左右的国家一级干 线 SDH 微波电路 总长约 30000km 3 4 泽泽州州县县网通网通传输传输网网现现状状 通常情况下 干线自愈环 含局间通信 由于各节点间有较大的业务量 而 且节点需要较大的业务分插能力 常选用具有较大业务容量的双向复用段倒换 环 而对业务容量要求较低的局间中继及用户接入 2 纤单向通道倒换环可以较 为经济地满足业务需求 综合以上分析 泽州县网通传输网络分为 4 环 分别 采用 2 纤双向复用段保护环及 2 纤单向通道保护环 目前环上共有 32 节点 泽州县地处山西东南部 随着工农业的迅速发展 居民生活水平逐渐提高 对于通信质量的要求也越来越高 泽州县网通主要负责各乡镇固定电话业务 宽带上网等增值业务以及部分企业要求的专线业务 因此 传输网络的安全稳 定极其重要 第三章 SDH 的主要应用 15 表 3 2 四种自愈环特性比较 以传输网络中两环为例 其保护环组网方式见图 3 3 保护环组网方式 图 3 3 保护环组网方式 环一为 STM 16 2 纤双向复用段保护环 是原中心局 现为二分局 和新增端 局三分局及 2 个农话局组成 为该地区传输网络的骨干层 容量为 2 5 G 前 8 个 VC 4 作为主用通道的工作时隙 后 8 个 VC 4 作为备用通道的保护时隙 主 用通道与备用通道业务流向相反 当泽州一泰昌线路正常时 泽州一泰昌的业 务只经过这两个网元 仅仅是发送和接收业务方向不同 当光缆通道中断时 这两个节点监测到复用段信号失效自动发生复用段倒换 由泽州到泰昌所有业 务将倒到保护时隙 从泽州经孟匠巴公到达泰昌 环二 STM 4 PP 为相对业务较多且需多种业务的 2 纤单向通道保护环 因为 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 16 是单向环 主用通道业务方向是一致的 2 个节点间的业务配置要遍及整个环 因此环上每一个时隙都不能再重复使用 这点不同于双向保护环 主用通道由 网管人员配置 配置完成后 系统自动配置方向相反的业务作为备用通道 当 环上追山到川底通道正常时 从追山到川底业务只经过追山 川底两个节点 而 JII 底到追山的业务则需要经过李庄 大阳 贾泉 东沟 泽州几个节点 业 务方向一致 当追山一川底段光缆通道中断时 系统监测到通道不好自动发生 通道转换 从追山经泽州 东沟 贾泉 大阳 李庄最后到达川 I 底 而川 I 底 发送到追山的业务因不经过追山一川底通道 所以不受影响 不发生倒换 在 泽州县的环网中既包括 2 纤双向复用段保护 又包括 2 纤单向通道保护类型 配置时针对不同环进行不同的保护方式的配置即可 这样无论是区段故障还是 干线故障或者是区段和干线同时中断 都能得到相应的保护措施 网络会自动 地在极短的时间内 ITU T 规定为 50 ms 以内 使业务自动从故障中恢复传输 用户几乎感觉不到网络出了故障 这样 网络的可靠性 安全性都得到了保障 当通道修复后要再等一段时间 一般是几到十几分钟 以使通道传输性能稳定 这时才将业务从备用信道切换过来 自使用 SDH 环型自愈网以来 泽州县传输 网络光缆线路出现过几次意外中断 均没有对业务造成影响 同时在一些计划 的光缆改迁和缓开站施工中 利用环网的自愈保护功能 给施工带来极大的便 利 网络的安全性和可靠性得到极大程度的提升 3 5 对对各种接入的支持各种接入的支持 3 5 1 支持窄支持窄带宽带业务带宽带业务 为了更充分地利用 SDH 的优势 需要将 SDH 进一步扩展至低带宽用户 特别是无线用户 提供灵活并能综合新老业务的 64kbit s 等级传送平台 具体实 施方法可以有多种 如使用 STM 0 子速率连接 STM 0 对于小带宽用户是一 种经济有效地方案 同时又能保持全部 SDH 管理能力和功能 目前 LTU T 第 15 研究组已开发了一个新的建议 G 708 规定了 STM 2 和 STM 1 接口 届时 SDH 演进一步向用户推进 在接入网领域占据更大的份额 集成宽带接入设备 支持窄带的接入 V5 接口 与 V5 1 5 2 研究平台兼容 更改协议可实现升级 两种协议处理方案 远端终结和局端终结 用户可根据情况选择 SDH 利用虚容 VC 将不同的支路信号映射到 STM N 中 在 SDH 标准中 采用 VC 1 映射 T1 E1 VC 2 映射 T2 VC 3 映射 T3 E3 级连的 VC 能映射比单个的 VC 更大的数据流因此能更有效地利用带宽 它的另一个好处是 能实现 带宽按需分配 即动态地分配信道 对于像以太网和压缩数字图像这样 的非标准数据速率 动态带宽按需分配能大大地提高带宽的利用率 3 5 2 支持支持 IP 业务业务 接入网用 SDH 的最新发展趋势是支持 IP 接入 目前至少需要支持以太网接 第三章 SDH 的主要应用 17 口的映射 除了携带语音业务量以外 可以利用部分 SDH 净负荷来传送 IP 业务 从而使 SDH 也能支持 IP 的接入 IBAS 设备通过插入网卡作为支路盘 为用户 提供两路以太网接口 工作方式可为双工或半双工 以太网接口所需带宽可由 系统灵活分配 n 2Mbit s 综合起来 集成宽带接入系统具有如下优点 1 综合考虑了窄带接入和宽带接入 另外更完善地解决了 IP 接入 实现 了语音 数字电视 多媒体服务的集成接入 2 基于 SDH 由于 SDH 技术很成熟 能提供可靠的服务 3 可增加带宽 提高网络管理能力 减少维护工作 降低成本 4 对于 GSM 系统来说 可灵活地提供 2Mbit s 的透明通道 5 可方便地升级和扩大容量 为平滑过渡至 FTTH 做好准备 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 18 第四章 总结与展望 19 第四章第四章 总结与展望总结与展望 4 1 总结总结 本次毕业设计是基于 SDH 自愈机制及其应用所做的一篇论文 我经过了一 个月的努力 直到今日论文算是基本完成了 从最初的茫然 到慢慢的进入状 态 再到对思路逐渐的清晰 期间我查找了好多的资料 咨询了指导老师 老 师细心的给我指导整个写作过程真是难以用语言来表达 虽然 SDH 相比不算是 最新的技术 但在我看来还是一个比较新鲜的行业 同时也是比较热门的一个 行业 在这个行业里头 涉及的知识 技术是相当广的 这就要求我要不断的 学习去适应去接受事物的能力 这个课题的探讨必定会是我受益终生 4 2 展望展望 4 2 1 SDH 强强大的大的发发展生命力展生命力 到目前为止 还没有出现可完全替代 SDH 的新技术 有的只是现有 SDH 技术的发展和补充 这也证明了 SDH 强大的生命力 SDH 在城域网中仍将继续 发展 主要理由如 1 我国的电路交换网在 5 年左右的时间内仍将继续发展 SDH 本身高低端的发展潜力 高于 40Gb s 低于 155Mb s SDH 通道级联 功能与多种数据业务映射结构的支持 增强了支持 ATM IP 的能力 正由新的 ITU T 建议予以支持 有效地支持了多业务传输能力 未来的超大容量的核心光 传送网由 DWDM 垄断 从带宽颗粒度与成本上考虑 SDH 转移到网络边缘 接入网需要更多的 SDH 接入设备 2 SDH 近期仍然是可靠性和生存性最高的传送网技术 IETF 及 IEEE 802 17 已经推出及即将推出的标准 为 SDH 上高效 可靠的 IP 传输奠定了坚实的基础 3 基于 SDH SONET 的多业务传送平台有两类发展趋势 一种方案是在 SDH 除提供 TDM 的 E1 等接口外 利用其它带宽提供以太网 口 ATM 接口 POS 接口等 为宽带数据设备提供传输通道 利用 SDH 的 50ms 自愈能力提供保护 此方案是一种实现较易与原始的方案 也是宽带网建 设初期各运营商最愿意采用的方案 而且目前也是大量采用的方案 第二种方 案就是数据优化的多业务传送平台 MSTP 它的优势是非常明显的 能够兼 容目前大量应用的 TDM 业务 又满足日益增长的数据业务 IP ATM 的要求 SEGAM 公司动态带宽调整方案的性能仿真报告表明 该技术比第一种方案平均 带宽利用率提高 8 倍 4 2 2 SDH 网网络络管理管理发发展展 SDH 是由软件控制的复杂系统和网络 大量借鉴了计算机科学的最新研究 成果 例如采用了面向对象的软件设计方法 UNIX 操作系统 最新的关系数据 淮安信息职业技术学院毕业设计论文 20 库结构等 一个考虑周全 技术