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大连工业大学光传输网的优化分析与实现王仲宇大连工业大学 信息科学工程学院 通信122辽宁 大连 116034摘要：随着电信业市场的竞争日益加剧，促使电信经营者越来越关注网络质量和安全。传输网络是保障整个网络质量的基础，经过多期大规模建设和扩容，网络中存在的问题逐渐显示出来，网络优化成为提高网络质量的唯一途径。对现有传输网络进行优化，就是在现有传输网络上进行数据采集和评估分析，通过深入分析网络现状和业务模型，从承载业务类型及流量模式和带宽分配、网络资源利用、网络安全、光纤和管道资源风险、维护故障分析等诸多方面，提出优化整改方案。从而达到以下目的：（1）提高网络资源利用率；（2）增加网络容量，解决网络瓶颈问题；（3）使之承载的业务更丰富；（4）提高网络的安全性，降低维护成本； 使管理更为便捷。本论文第一章首先提出了网络优化的必要性，对网络评估指标和如何实施网络优化进行了讨论；第二章在分析某地传输网在网络结构、同步方案、网络生存性和网管系统现状的基础上，讨论了其存在的问题，提出了网络进行优化改造的基本思路；第三章探讨了传输网络优化中的关键问题，包括对网络结构、同步方案、网络生存性和多业务支持能力的优化；第四章针对某地传输网存在的问题提出了可行的优化改造方案，分析表明网络容量，资源利用率和多业务能力得到显著的提高，网络服务质量得到改善，可满足当前和未来五年内的业务发展需求；第五章对优化后的MSTP网络进行了设备关键指标和MSTP关键技术的测试，结果表明指标完全符合要求，可以投入使用；第六章对全文进行了总结。关键词：网络优化；本地传输网；多业务支持平台；自动交换光网络中图分类号：TS254.9 文献标志码：AOptical transmission network optimization analysis and implementationWANG Zhong-yuDalian Polytechnic University, Dalian 116034, China;Abstrac：The competition in the telecommunication market has become more and more fierce, which cause a result that the service provider pay more attention to the quality and the security of the network. The transmission network is the foundation of the whole communication network, but due to the mass construction earlier, the shortcomings are getting more and clearer, and the network optimization is the only way to solve the problem.Optimization on the existing transmission network is to estimate and analyze collection data on the network. By in-depth analyses on current network architecture and service model, it puts forward an entire optimization solution on aspects of bore service types, traffic model, bandwidth allocation, network resource efficiency, network security , optic fiber and channel resource risks as well as maintenance and fault analyses. The solution settles the following issues: (1) advancing network resource efficiency; (2) increasing network capacity for its bottleneck; (3) enriching the bore service types; (4) improving network security and decreasing maintenance cost; (5) making network management more convenient. Chapter 1 of this thesis, first proposed the necessity for the network optimization, and discusses how to evaluate network index and implement a network optimization; chapter 2 bases the analysis of network structure, synchronization scheme, network survivability and network management, discussing the existing problem, and then proposes the basic method of doing network optimization; chapter 3 discusses the key issues of the transmission network optimization, including the network structure, synchronization scheme, network survivability and the ability to support more type of traffic; chapter 4 gives a feasible network optimization scheme on the existing transmission network. Analysis shows it gives a significant improvement of the network capacity, efficiency, the network service quality and multi-service support which can satisfy the traffic needs for the current and future in five years; chapter 5 gives a test of equipments key indexes and MSTP key technologies after network optimization, and the results show that the indexes meet the requirements, so it can put into use; chaper 6 of the text are summarized.Key Words：Network optimization;Local transmission network;MSTP(Multi Service Transport Platform);ASON (Automatic Switched Transport Network)绪论传输网是为各类业务网提供业务信息传送手段的基础设施，是通信网的重要组成部分，传输网的好坏直接制约着通信网的发展。现在各运营商的本地传输网经过近几年的快速发展已初具规模，为各项业务的开展提供了必要的通道，但也存在着一些问题。本章对国内外光传输网的发展现状及趋势作了介绍，通过分析目前光传输网存在的问题，提出了光网络优化的必要性。同时对本课题的研究目的、意义、主要内容及创新点作出了说明。第一章1.1 国内外光传输网发展现状及趋势新一代电信传输网，是电信传输网络发展的一个新的阶段，是以多波长光传输为主要手段、以IP业务为主要传输业务（在相当长时间内是IP业务和TDM业务共存）、以ASON为目标的智能光传输网络。它是下一代电信网络的重要组成部分，能够以其高度智能、高度开放、高度生存性一高度可管理性来支撑下一代电信网。基于SDH的多业务传送节点（简称MSTP），在SDH原有的TDM业务接入和交叉连接的基础上，增加了ATM、以太网等数据业务的接入、交换、统计复用和传送等功能，并提供多种业务接口和统一的网络管理能力的多业务节点。国外也将MSTP称为多业务提供平台（Multi-Service Providing Platform，MSPP）。MSTP通过将传输层和数据链路层甚至网络层功能集成在一个设备中，并进行优化设计，功能上相当于现有的“SDH+ATM交换机（或以太网交换机）”，在一个机架内包括SDH的ADM/DXC功能、以太网交换机、ATM交换机等多种功能1。第2章 某地光传输网的现状及存在的问题分析网络评估作为网络优化的第一步，工作范围包括通过对原有网络进行数据采集、现场检查，并对网络组网合理性、业务发展需求进行掌握和分析，同时和客户保持双向沟通，良性互动，提出适合客户网络发展的优化建议。本次光网络评估优化重点是通过对网络资源和组网的评估，通过一系列的指标的比较，对全网进行详细的了解和把握，找出其中存在的瓶颈和风险点，并在此基础上提出切实可行的网络优化实施方案，为网络的后期发展、优化提供全面、系统的数据参考。某地移动本地网主要为GSM/GPRS移动基站提供2M电路服务，另外提供一些企业、网吧等大客户接入、内部办公自动化、营业厅计费等服务、以及少量机房监控等通道服务。整个网络中心交换机房主要是电信局机房和移动公司机房，两个节点完成了除少数大客户接入外的所有业务终结。而且由于移动基站建设的渐进性，每个接入环，并且绝大部分接入节点的业务通道都向到两个中心节点开放。2.1 光缆及管道现状图2.1 某地传输网拓扑图经过前期的大力建设，某地传输网已经敷设G.652光缆共计1451.53公里；通信管道集中在市区，共建65.36公里，具体情况如表2.1所示。其存在的问题主要为：部分光缆存在较长距离的架空，部分郊区光缆直埋较浅，网络安全性存在很大的隐患；存在汇聚层和接入层混用一条光缆的情况，由于接入层需要经常增加节点，网络调整频繁，若在施工中出现问题，会导致汇聚层的瘫痪。表2.1 某地传输网光缆状况统计表 （单位：km）光缆芯数直埋架空管道总计813.613.61256.856.816586.565.8652.32498.698.636467.478.9546.34037.837.84845.845.87合计1306.665.878.91451.5光功率的计算依据下列公式（ITU-T建议G.957的最坏值计算法）：L=（Ps-Pr-Pp-C-Mc）/（af+as） （2.1）2.2 网络与业务负荷现状2.2.1 核心层传输系统现状某地传输网络，由核心层、汇聚层和接入层三部分组成。核心层由两端2.5G设备组成，用于VC4及VC4级别以上业务的调度。汇聚层中，环B为2.5G两纤复用段保护环，主要承载B-2、B-3、B-4至核心节点B-1、B-5 BSC间的电路，为本地汇聚系统；环C为622M两纤复用段保护环，主要承载城区各BTS至核心节点C-1 BSC间的电路，为本地汇聚系统。该网络就充分体现了集中汇聚型业务的特点。接入层以155M设备为主，接入层的电路业务全部进行集中汇聚到中心业务站点，这样可以较为方便的实现网络业务的及时开通和拓展。其中A-1、B-1和C-1在一个机房，A-2和B-5在一个机房，按照分层的概念把上述网络分为三个层次进行分析：1网络资源利用率A-1到A-2之间系统最大容量可满足两节点间开通16STM-1，目前己开通6个632M电路，系统资源占用率37.5%,冗余度62.5%。（1）汇聚层节点的选择。一般依据地理区域的分布或行政区域的划分将本地传输网分为若干个汇聚区，选择一些机房条件好、业务发展潜力大、可辐射其他节点的站点设置汇聚点。建议以县（包括县级市）为汇聚区，在县辖区内选择重点镇作为汇聚点；（2）汇聚环上节点数量的调整，节点数不宜太多，一般为46个；（3）汇聚层可以采用2纤或4纤的复用段保护环或通道保护环，传输速率建议为2.5Gbit/s或10Gbit/s。对于平均分配的业务，可以采用2纤或4纤的复用段保护环。如果有汇聚型的业务，则2纤通道保护环在业务配置和调度、保护倒换等方面都比复用段保护环简单和容易，更适合在汇聚型的业务中使用13。2网络存在的问题核心层所承载的电路主要是MSC,BSC间的电路，现已开通378个2M电路。从系统承载的电路类型看，对系统安全性的要求极高，从系统的保护方式及冗余度看，日前网络的安全性处于优良状态，但是，由于所承载电路的重要性，仍要考虑在其他层面提供本系统的备份路由，以更好的保证所承载电路的安全性。第6章 总结与展望本文对某地传输网的现状和存在的问题从网络结构、网络同步和网管系统方面进行了分析研究，针对某地传输网的实际需求，制定了适合当地传输网优化建设的方案，分析结果表明，本地传输网优化方案很好的解决了本地传输网的实际问题。本论文完成的主要工作有：1.在明确网络优化的概念的基础上，探讨了网络评估指标和实施网络优化的基本步骤；2.在对某地传输网的现状充分研究的基础上，针对其网络拓扑、资源利用率、时钟同步和网管系统存在的问题，阐明了某地传输网的必要性；3.对网络的拓扑结构、同步、生存性和对多业务的支持等网络优化中的关键问题进行了讨论和分析；4.针对网络中存在的资源利用率过高、组网结构不合理等问题提出了本地传输网的具体解决方案，通过优化后的对比分析，证明网络优化方案是可行和有效的。同时为了提高核心层网络的生存性，对本地传输网向ASON演进提出了具体优化方案；5.对新增MSTP层进行了设备关键指标和MSTP关键技术（通用成帧程序技术、虚级联技术、链路容量调整机制技术）的测试，结果表明MSTP网可以投入使用。随着对多业务平台开发和研究的进一步深化，多业务平台的智能化也被提到议事日程上来。参考文献1马永源, 马力.电信规划方法M.北京：北京邮电大学出版社，2001.15-18.2徐世中.波分复用光传送网中选路和波长分配算法的研究D.成都：电子科技大学，2000.24-27.3冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析R.北京：清华大学核能技术设计研究院，1997.67-70.4尚晓波，胡修林，杨灵. 两种伪随机码同步捕获方法的性能比较J.通信技术，2001（9）：90-93.5Kim J H, John Y M, Byun Y T. All-optical XOR Gate Using Semiconductor Optical Amplifiers without Additional Input BeamJ. IEEE Photonics Technology Letters, 2002(10): 42-45.6王志功.光纤传输系统超高速集成电路设计.2001全国光电子器件与集成技术会议论文集C.信息产业部.北京,2001年10月.57-59.