sdh光学传输系统在广域网中的实践与应用_0

1 / 7SDH 光学传输系统在广域网中的实践与应用摘 要 该文简要介绍 SONET/SDH 的基本原理以及利用 SDH实现海关广域网传输的具体方案，并给出了相关的网络配置，为 SDH 光学传输系统的应用提供了一种参考。关键词 SDH，光学传输，广域网 1 背景 传输系统是广域网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着广域网的发展。当前世界各国大力发展的信息高速公路，其中一个重点就是组建大容量的传输光纤网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带。由于传统的 PDH 在信号复用、接口标准、运行维护等方面存在的种种缺陷，使其越来越不适应传输网的发展，于是美国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传递结构组成的同步光学网络体制，CCITT 于 1988 年接受了 SONET 概念，并重命名为同步数字体系，使其成为不仅适用于光学传输，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。主要讲述 SDH 体制在青岛海关关区广域网中的应用。2 SONET/SDH 原理简介、速率标准 SONET 和 SDH 是为了互连来自不同供应商的光学传输设备而开发的标准。在 SONET 标准中，基础信号称为同步传输信号一级，其速率为 Mb/s。更高级信号则是 STS-1 信号速率的整数倍，从而构成 STS-N 信号，其中2 / 7N=1，3，12，48，192 和 768。一个 STS-N 信号是由 N 个字节交织的 STS-1 信号组成的。相应于 STS-N 信号的光学信号称为 OC-N。SDH 体系的帧和信号称为 N 级同步传输模块，其中 N=1，4，16，64 和 256。STS-N 与 STM-N 的速率对应关系如下表所示。 、字节间插复用 SONET/SDH 是基于时分多路复用的一种技术。具体讲 SDH 体制有一套标准的速率等级，基本的信号传输等级是 STM-1，高等级的信号系列STM-4、STM-16 等，都是将低速率的 STM-1 通过字节间插同步复用而成，复用的个数是 4 的倍数。所谓字节间插复用，可以下面的例子来说明。 有三个信号，帧结构各为每帧 3个字节，即 A 帧：A1A2A3，B 帧：B1B2B3，C 帧：C1C2C3。若将这三个信号通过字节间插复用方式复用成信号 D，那 D就应该是一个 9 字节的帧，结构为：A1B1C1A2B2C2A3B3C3。 SDH 的这种同步复用方式的优势还体现在确保 PDH 网向 SDH 网的顺利过渡。现在的 PDH 体制中，只有/s 和 2Mbit/s 速率的信号是同步的，其它速率的信号都是异步的。因此也可将 PDH 低速支路信号通过字节间插同步复用进 SDH 信号的帧中去。这样就使得低速支路信号在 STM-N 中的位置也是固定、有规律，即可预见，于是通过在 SDH 的主干道传输后，接收端就可以从 STM-N 信号中直接拆分出低速支路信号。 、SDH 帧结构 ITU-T 规定了STM-N 的帧是以字节为单位的矩形块状帧结构，如图一所示。3 / 7从图中看出 STM-N 的信号是 9 行270N 列的帧结构。此处的 N 与 STM-N 的 N 相一致。表示此信号由 N 个 STM-1 信号通过字节间插复用而成。由此可知，STM-1 信号的帧结构是 9 行270 列的块状帧。需要说明的是，上面将信号的帧结构等效为块状，仅仅是为了分析的方便，STM-N 信号在线路上传输时也遵循按比特的传输方式，即：帧结构中的字节从左到右，从上到下一个字节一个字节的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。图 1 SDH 帧结构图 从图中看出，STM-N 的帧结构由 3 部分组成：段开销，包括再生段开销 和复用段开销；管理单元指针；信息净负荷。 信息净负荷是在 STM-N 帧结构中存放将由 STM-N 传送的各种信息码块的地方。信息净负荷区相当于 STM-N 这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物就是经过打包的低速信号。需要特别说明的是，为了实时监测货物在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中加入了监控开销字节-通道开销 字节。POH 作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在 STM-N 这辆货车上在 SDH 网中传送，它负责对打包的货物进行通道性能监视管理和控制。 段开销是为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须附加的供网络运行管理和维护使用的字节。例如段开销可进行对 STM-N 这辆运货车中的所有货物在运输中是否有损坏进行监控，而 POH 的作用是当车上有货物损坏时通过它来判定具体是哪一件货物4 / 7出现损坏。段开销又分为再生段开销和复用段开销，分别对相应的段层进行监控。简单的讲二者的区别在于监管的范围不同。举个简单的例子，若光纤上传输的是信号，那么 RSOH 监控的是 STM-16 整体的传输性能，而 MSOH 则是监控 STM-16 信号中每一个 STM-1 的性能情况。 SDH 能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号，这是因为低速支路信号在高速 SDH 信号帧中的位置有预见性，而预见性的实现就在于 SDH 帧结构中存在着管理单元指针。AU-PTR 是用来指示信息净负荷的第一个字节在 STM-N 帧内的准确位置的指示符，以便收端能根据这个位置指示符的值正确分离信息净负荷。指针有高、低阶之分，高阶指针是 AU-PTR，低阶指针是 TU-PTR，支路单元指针的作用类似于 AU-PTR 只不过所指示的信息更加具体。 、复用方式 SDH 的复用包括两种情况：一种是低阶的 SDH信号复用成高阶 SDH 信号；另一种是低速支路信号复用成SDH 信号 STM-N。限于篇幅，只讲述第二种情况。图二是ITU-T 规定的复用路线的子集，可以看到图中从一个有效负荷到 STM-N 的复用路线不是唯一的，有多条路线，例如：2Mbit/s 的信号有两条复用路线，也就是说可用两种方法复用成 STM-N 信号。我国的光同步传输网技术体制选用 AU-4的复用路线。图 2 STM-1 复用体系 在最低级别上，PDH 的E1 信号被映射进容器，然后加上填充位的 C 被映射进虚容5 / 7器，创建一个具有公共速率的 VC 负载，从而成为同步多路复用。接着 VC 在支路单元里通过指针进行排列，这样 TU就可以被同步复用进支路单元组。3 个 TU-12 可以被复用进一个 TUG-2。TUG 接着复用进更高一级的 VC，该 VC 叫做高阶 VC，它有自己的独立报头，TUG 作为它的负载。然后每个 VC 依次进入管理单元，AU 通过加上一个 AU 指针被复用进一个 AUG，来自 AUG 的最终负载在加上一个包含复用段开销和再生段开销的报头后组成了最终的 STM-N 帧。3 应用实践、网络接口卡 PA-MC-STM-1SMI 在青岛关区广域网骨干改造项目中，我们在 CISCO7507 路由器上配置了“PA-MC-STM-1SMI”接口卡来实现与网通的 SDH 骨干网连接，其外型如图三所示。现对该卡做一简要介绍。图 3 PA-MC-STM-1SMI 网络接口卡 此卡适用于 Cisco7200VXR 和Cisco7500 等高端路由器，它是一个单口多通道高速 STM-1端口适配卡，可以把它当作能够配置 63 条独立 E1 链路的多通道 E1 STM-1 接口。每一条 E1 链路既可以当作纯 E1 链路也可以当作 CE1 链路来配置，不过最多同时只可以配置256 个 channel。需要注意的是，它适合于所有 7500 系列路由器上的 VIP4-80 模块，而较早的 VIP2 模块不支持它，路由器的 IOS 版本号最好选用以上。 、网络拓扑结构 如图四所示网络拓朴结构，青岛海关核心路由器为 Cisco7507，配置一块 PA-MC-STM-1SMI 网络模块。通过光纤连至网通6 / 7622M 光端机上，进入全省 SDH 骨干网。各隶属海关入网方式为：2M 光纤接 PDH 光端机，光端机直接出电缆接路由器E1 模块。若隶属海关无 E1 模块，采取光端机出电缆接 E1/协议转换器，通过转换器，将信号转成类型，接路由器模块。协议转换器参数设置注意选择非成帧、线路时钟等方式。核心模块 PA-MC-STM-1SMI 可以划分出多达 63 个 2M 时隙电路，每条时隙对应一个隶属海关。图 4 网络拓扑、SDH配置参数 限于篇幅，我们只给出部分时隙和接口的配置，下述配置结合图二 STM-1 的复用体系不难理解，在此不再给出具体解释。controller SONET 4/1/0framing sdhclock source clockaug mapping au-4au-4 1 tug-3 1mode c-12tug-2 1 e1 1 unframedtug-2 1 e1 2 channel-group 0 timeslots 1-31tug-2 1 e1 3 unframed.tug-2 7 e1 1 channel-group 1 timeslots 1-31tug-2 7 e1 2 unframedtug-2 7 e1 3 channel-group 3 timeslots 1-31interface Serial4/1/1/1/1:0ip address encapsulation ppp7 / 74 结论 简要叙述了 SDH 光学传输系统的工作原理和在青岛海关关区广域网中的实践应用。以往 SDH 只是作为服务运营商的骨干资源，一般给用户使用的接入方式还是DDN、FrameRelay 等传统专线类型。但是随着近两年网络应用的飞速发展，特别是光学网络技术的发展正推动整个网络向可支持更多业务的“全光”网络前进，服