SDH技术在接入网中的应用.doc

SDH技术在接入网中的应用 11计通班 杨蕾SDH技术在接入网中的应用1概论1.1接入网的发展电信网的基本结构正在不断发生变化，骨干网业务节点朝着少局点、大容量，网络结构日趋简单的方向发展。而随着社会经济的发展，需要由电信网提供综合的、多速率的各种业务，电信网传统的用户线概念逐步发展而产生了接入网的概念，大量光纤的敷设使得光纤传输在这个领域得到了应用，并且原来属于骨干传输网的其中一些部分在骨干网络优化中有可能下移到接入网。接入网是电信网中一个十分重要的部分，它涉及千家万户，是普及电信服务，开拓新的电信业务的关键，而且其规模非常巨大，投资几乎是电信总投资的50%。自从接入网的概念提出后，得到了电信界的普遍关注，各国都在这个领域投入了大量的人力物力，厂家积极开发各种各样的产品，运营单位开展接入网应用的研究。我国电信界从1996年开始的接入网的全面试验加深了人们对接入网建设的紧迫性和重要性的认识，各省都在结合自己的网络及实际用户需要，立足现有需求，面向未来发展，探索一条建设的道路。现全国各省各市都在进行轰轰烈烈的接入网建设，带状光缆已沿着城市的主要街道敷设，城郊与乡村也结合交换网网络优化的需要，与原有的局间中继网络统筹考虑敷设光缆。其SDH(SynchronosDigitalHierarchy)是一种新的数字传输体制，是电信传输体制的一次革命。SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展，而产生了用户与核心网之间的接入瓶颈的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。SDH技术自从90年代引入以来，至今已经是一种成熟、标准的技术,在骨干网中被广泛采用，其价格越来越低并也发挥着重要作用。在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。在接入网中应用SDH技术可以将核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益。1.2SDH 技术在接入网的引入目前在接入网应用中，主要以光纤接入为主，并且发展以开放接口V5接入交换机的有源光纤接入网为主。接入网一旦组成之后，将会影响今后十年甚至更长远的时间，如果考虑不周，要纠正起来则是十分困难的事情。随着交换局容量的增加、局点的减少、每交换局服务范围的扩大，接入网的网络变得越来越庞大复杂，其中传输的作用不可忽视，如是，接入网中传输方式就是一个需要重点考虑的因素。1.3现有体制中有准同步系列PDH和同步系列SDH。PDH在我国电信网上发展的时间较长，早已经成为我国电信传输网上的重要体系。但PDH存在着固有的缺点，使得网络的经济性、灵活性以及可靠性得不到进一步的提高和改善。对于PDH标准性差，互通困难这点，在接入网里还不是主要问题，但是，其复用结构缺乏灵活性，系统配置复杂，使数字通信设备的利用率低、通信线路中途上下话路困难。与接入网要求网络能灵活组网、配置相去甚远，无形中增加网络的运营成本。另外，PDH的维护管理信息量少，使维护和管理能力得不到提高，增加接入网网络、应用管理的复杂性，从而使整个网络的可靠性也不能得到进一步的改善。同步数字系列SDH是当今世界通信领域在传输技术方面的一个重要突破。SDH具有明确的信息结构等级、帧结构、光接口标准、设备功能、传输网结构等重要内容，并以其灵活的上下电路、完善的网管功能等方面的优势，给光纤传输技术带来了一次革命，其在骨干传输网上的地位是不可动摇的，我省现在的传输网也是以SDH体制为主来发展。而将SDH应用于接入网，又可以为开发光纤传输网的经济效益、管理性能以及提高网络的可靠性和灵活性等方面开辟新途径。总体来说，SDH应用于接入网具有以下主要特点：a.SDH能容纳三大准同步数字系列，统一了帧结构、光接口标准和网络管理功能等，具有横向兼容性。b.SDH以155Mb/s为基本模块，采用指针调整新技术和同步复接方式，简化了数字复接分接过程，避免了准同步系列复用、解复用过程固有的分插过程，消除了传统通信网中所采取的大量的接口转换过程和背靠背连接方式。按照同步数字体系的标准复用方案，在SDH环境中，支路可方便的插入和分出。SDH通信网较传统的网络更经济更可靠。c.由于TU12内每2Mb/s都自带时钟信号，因而分布在全国及全世界各地的企业办事处可以经济地互相连接，并可更加灵活及动态地为通信业务选择路由。d.STM1采用字节复用，适合于数字交换要求； SDH标准的体系结构便于清晰的模块化设计，从而简化了扩展升级，具有面向网络发展的升级能力。e.SDH所提供足够的开销，明确的层次，满足了网络管理和维护的各种需要，为网络运营者带来更大的灵活性，从而提高网络效益与服务质量，并能适应将来电信管理网智能化的发展。f.SDH的信息“容器”可以灵活地组合，例如可将几个容器合并成一个容器来使用。SDH可以动态地改变网络配置和宽带，及时适应用户对新业务的需求，这对于接纳新出现的电信业务就很方便。g.SDH具有多种设备的组合，包括终端复用器、分插复用器、交叉连接设备和中继器。这些设备相配合，使得SDH具有灵活有效的网络组建功能，便于网络的调度。SDH体系中使用光纤构成的环形结构借助于路径保护确保信道的可靠性；通过使用特定的保护准则，还可以实现动态的路由选择。h.SDH能支持异步转移模式（ATM）、窄带的和宽带的综合业务数字网。SDH的这些优点是具有极大的吸引力的。然而它也有不足之处，例如频带的利用率不如PDH系统，由于采用指针调整和大量使用软件而使设备变得复杂等。近年来有些厂家又综合PDH和SDH的优势，开发基于带有一些SDH特点的PDH，厂家称之为SPDH或APDH。这是指基于PDH的码速调整原理，又尽可能采用SDH组网的一部分技术，在SDH和PDH的国标或ITUT建议之外设置帧结构、码速等。这类似于是在PDH系统引入SDH的一些优点，使其在上下电路的灵活性、网管的完善性方面有明显的进步。虽然PDH在技术上没有SDH先进，但就其经济性而言，在窄带业务为主的情况下，在经济并不十分发达、电信业务量较小的场合，改进的PDH系统仍然具有较高的使用价值。比较这三种方式，如果采用现有体制，则可以充分利用现有体制的成果，引入其优点，可以加快接入网发展的进程。由于从传输网的总体发展来说，今后PDH将不再作为发展的方向。而基于SDH体制传送的接入网，可以在接入网可以接受的价格水平上引入SDH的先进性，将有利于接入网的长期发展，并有利于统一整个传输体制的标准。光同步数字传输技术既是综合业务数字网的重要组成，又是其发展的“促进剂”， 特别是对于宽带综合业务数字网（BISDN）具有更加特殊的作用。因为SDH组建的网是一个高度统一的标准化智能网和具有极高可靠性的自愈网。而这些功能都是BISDN所必需的。随着用户对新业务和带宽需求的增加，接入节点是否有足够的容量和管理能力，网络是否灵活安全已成为将来能否满足电信发展需要的关键，因此SDH也将是宽带接入网的必不可少的组成部分。由此可见，基于SDH体制来标准化接入网的传输，在技术上有更大的优势。1.4SDH技术在接入网中应用的重要意义SDH的引入首先在干线网开始，从ITUT制定建议开始，有关SDH的标准、规范就主要是考虑了骨干网应用的需要。如果直接将目前在干线网中SDH的应用方法照搬进接入网，也会带来一些不便： 现有许多SDH设备主要是应用于骨干传输网的，由于复杂干线的需要而使SDH设备具有的复杂性，对于大多数接入网而言往往是不必要的，也是不经济的。 接入网需要网管，但目前不一定要求达到SDH子网管理系统的水平，不一定要那样完整的管理能力。 SDH规范的STMN的码率并不完全适用于接入网，接入网还需要一些更低的规范速率。 对设备、系统、网络的功能要求及性能要求而言，SDH在接入网与在骨干网中的应用要求不一样，为了给接入网环境提供一个更经济的传输方案，有必要研究SDH在接入网中的应用。 由于业务流量流向的相异，SDH应用于接入网，其网络的组织及保护措施都应有别于骨干网。骨干网中的子网数量相对少但子网间互相联系多，接入网中子网数量多但子网间几乎相互独立。 与骨干网中SDH设备都设置于优良的环境条件相比，接入网中SDH设备还应适应恶劣的环境。由此可见，如选用SDH作为接入网的传输体制基础，就需要对SDH的个别标准在接入网使用时（也仅仅在接入网使用时）作某些补充和简化，以期降低设备成本，方便接入网组网，并且还能保持SDH的优点，紧靠SDH已有标准。2 SDH传送网结构我国的SDH传送网在物理结构和逻辑连接上采用了分层结构：省际一级干线、省内二级干线、中继网、接入网。从网络的拓扑来看，各层有不同的特点，如图2.1所示。这种分层结构简化了网络规划设计，适应行政管理体制，使各个层面的规划建设具有一定的独立性并可在层内最优化。图2.1 SDH传送网目标结构最高层面为省际干线网，就是我们通常所讲的“八纵八横”网络。第二层面为省内干线网.第三层面为本地中继网，一般按区域划分为若干个环，由ADM组成速率为STM4/STM16的自愈环，主要是复用段倒换环方式。在部分业务量足够大的地方在环间采用DXC4/1沟通，完成业务量疏导和其他管理功能，同时也可以作为长途网与中继网之间以及中继网和接入网之间的网关或接口。第四层面为用户接入网，是从业务节点到用户终端或用户内部网之间的这部分网络，处于电信网络的边界处。其特点是：节点数多，每节点容量小，业务容量要求低，且大部分业务量汇集于一个节点（端局）上，其他节点间没有业务联系，业务的流向呈现出星形的状态。因而通道倒换环或星形网都十分适合于该应用环境，所需设备除STM1/STM4（个别地区有可能会用到STM16）复用设备（TM和ADM）外，还有就是光用户环路载波系统。光接口速率为155Mb/s或622Mb/s，用户接口能适应多种业务，包括普通电话用户接口、用户小交换机、2Mb/s、34Mb/s、140Mb/s、155Mb/s、2BD或30BD接口、基带数据以及城域网接口（IEEE802.D）等。3在接入网中引入SDH传输技术接入网使用SDH技术，可以使得网络运营者能更有效地向用户提供所须的短期或长期的业务需求；对于要求有高质量、高可靠的业务大户，可提供理想的网络环境和业务可靠性；可非常方便地增加传输带宽；由于SDH大量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和新特性的增加比较方便，适于将来的发展，网管能力得到提高，从而简化维护工作；结合V5接口的应用，将V5的功能直接用于SDH结构的接口，简化网络的组织。a.把SDH传输技术引入到接入网，使它的功能和接口尽可能靠近用户，从根本上缩短骨干网和接入网在技术层次上存在的巨大鸿沟，对未来ATM交换技术的采用，逐步发展成为宽带综合业务数字网（B-ISDN）具有深远的意义。有关标准建议的成熟及相应产品的推出为SDH在接入网应用奠定了理论和物质基础。b.利用SDH自愈环每节点可提供的业务量大的特点，解决业务量高度集中的大城市的中心商业服务区用户业务接入的同时，保证服务质量。c.由于网络优化后使得接入网覆盖范围增大，传输距离拉长，将用户较集中的节点纳入接入网主干层，结合SDH自愈网的特点，至少保证主干层业务不会被中断，因此最适合配置在我省接入网的主干层上。然后利用分配层中的各种组合，满足FTTR、FTTB、FTTC甚至FTTO/FTTH等多种应用需求。d.SDH自愈环由于只须2芯或4芯便可构成环路，而不象光纤线路环需要很大的芯数，适合于已有现成小芯数光缆，一时又难以敷设大芯数光缆的地方，例如骨干网优化后原来属于局间传输的网络一般都有小芯数光缆，将这部分光缆纳入接入网主干层，提供高可靠性的网络。e.SDH已在核心网上充分显示出完善的自愈保护、高可靠性的特点，而接入网目前的业务需求量要小些，这样在建设SDH接入网时，除可以承载接入业务外，还可以承载移动基站、BB机台、数字节点机等其余业务，借助SDH的大容量、高可靠性，可组成传输与接入的混合网，提高接入网的可靠性，并降低整个电信网络建设的投资。f.SDH应用于接入网的关键是成本问题。普通SDH在满配置时每E1线的成本低于PDH；但应用在接入网时，ONU的E1接口量通常较少，暂时达不到满配置，使普通SDH每E1线价格比PDH高很多，成为SDH在接入网大量应用的障碍。为减少成本，可根据需要在接入网中使用低容量的板，例如每板4或8个E1，按照集线比1：4可满足480线或960线用户需求。g.随着Sub-STM-1体系的确立，SDH在接入网中的应用将更加灵活方便。使用SDH子速率概念继承SDH的技术特点，同时又是控制成本的探索。h.随着内置SDH技术的成熟，在接入网中内置SDH，再一次提升了接入网的整体技术水平，是接入网应用和发展的需要。内置SDH系统利用超大规模集成电路，在不断完善性能的同时，提高系统的集成度，有效控制成本，是SDH广泛应用于接入网的有效方法。i.SDH提供理想的网络性能和业务可靠性，可以更快更有效地提供用户所需的长期和短期业务。j.将PDH与SDH结合起来的SPDH设备，在近期应用虽然有一定