光传输设备组网配置演示系统设计与实现.doc

重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 I 摘摘 要要 同步数字传输体制 SDH 是通信领域在传输技术方面的一个发展热点 它是实现高效 智能化 维护功能齐全 操作管理灵活的现代电信网的基础 是未来信息高速公路的重要组成部分 本文介绍了 SDH 组网设计的理论与设计步骤 并制作 flash 来演示这一组 网的过程 全文共分为四章 前两章为理论部分 简要阐述了关于 SDH 概念及 相关理论 后两章为设计部分 是本文的重点 第三章为 SDH 的组网设计 首 先讲述了组网设计的三个主要步骤 然后介绍了网管系统中数据配置 并以图 片形式演示了组网设计应用于 SBS MN NES 网管系统中的五个步骤 第四章为 flash 的设计过程 设计了一个动态视频演示组网设计全过程 让读者更直观的 了解组网设计的过程 首先简要介绍了 flash 软件实现的一些基础功能 然后展 示了设计思路与设计的几个主要步骤 由于 SDH 组网在其他书本上介绍的很少 本文着重于解决其他书籍在这方 面介绍不足的缺陷 希望它能对老师的教学以及想学习 SDH 相关知识的同学提 供很好的参考 关键词关键词 SDH 传输网络 技术的发展 网络结构 自愈网 flash ABSTRACT 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 II Synchronous Digital Hierarchy SDH is a development hot spot in communication technology of transmission It is the base of high performance intelligence maintenance of a full featured flexible operation and management of modern telecommunications network it is also an important part of information superhighway This article describes the design of the SDH network theory and the design steps and also use flash to demonstrate the process of the network The full text is divided into four chapters The first two chapters are the theory briefly expound on the concept and related theory The last two chapters for the design are the focus of this article The third chapter introduced the SDH network design first of all talking about three major steps of the network design and then introduced configuration data of a network management system And using the form of picture presenting the five steps in the design of the network SBS MN NES network management system The fourth chapter is the design process of the flash It designed a dynamic video presentation of the entire process of network design to give readers a more intuitive understanding of the process of network design First of all brief introduced some basic software functions of flash and then demonstrate the design ideas and several major steps As the SDH network was introduced in other books very few this article focuses on the settlement of other books this question I hope it to the teacher s teaching and the students who want to learn the knowledge of SDH providing a good reference Key Words SDH transmission network Technology development Network structure Self healing network flash 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 III 目目 录录 前 言 1 第一章 SDH 光同步数字传输网络 2 第一节 SDH 发展史 2 一 SDH 的产生 2 二 SDH 技术的发展 2 第二节 SDH 基本技术介绍 3 一 SDH 速率等级 3 二 网同步的概念 3 三 SDH 网同步的必要性 3 第三节 本章小节 6 第二章 SDH 网络结构和保护机制 6 第一节 SDH 组网结构 6 一 基本的网络拓扑结构 6 第二节 链型网和自愈环 8 一 链型网 8 二 环形网 自愈网 9 第三节 本章小节 15 第三章 SDH 光同步数字传输组网设计 16 第一节 组网设计步骤 16 一 选择网络结构 16 二 设置业务矩阵 16 三 计算各站所需要的电路板种类及数量 17 四 根据网络结构及业务矩阵画出时隙分配图 19 第二节 网管系统中数据配置 21 一 SBSMN NES 网管的启动 21 二 登陆 22 三 建立网络拓扑结构 包括建立网关 网管 链路等 22 四 进行网元配置 24 五 进行单板配置 29 第三节 本章小节 41 第四章 FLASH 设计 42 第一节 FLASH软件简介 42 一 Flash 操作环境 42 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 IV 第二节 FLASH 设计组网的过程 43 一 flash 制作思路 44 二 制作准备 44 三 总体规划 44 四 制作步骤 44 五 制作效果 49 第三节 本章小节 49 结 论 51 致谢 52 参考文献 53 附 录 54 一 英文原文 54 二 英文翻译 64 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 5 前前 言言 SDH 作为新一代理想的传输体系 具有路由自动选择能力 上下电路方便 维护 控制 管理功能强 标准统一 便于传输更高速率的业务等优点 能很 好地适应通信网飞速发展的需要 迄今 SDH 得到了空前的应用与发展 在标 准化方面 已建立和即将建立的一系列建议已基本上覆盖了SDH 的方方面面 在干线网和长途网 中继网 接入网中它开始广泛应用 且在光纤通信 微波 通信 卫星通信中也积极地开展研究与应用 我们知道的介绍 SDH 原理的书籍很多 但 SDH 组网的介绍在其他书本上的介绍 却很少 为了弥补相关书籍在这方面的不足 本文主要介绍 SDH 的组网设计的步骤 为了能方面读者学习和研究 本文还制作了 flash 动态视频 Flash 相信大家都不陌生 它的应用领域相当广泛 贺卡 MTV 动画短片 网站片头 网络广告都有 flash 的身影 它已成为了大众化的媒体传播方式 Flash 被称为是 最为灵活的前台 由于其独特的时间片段分割 TimeLine 和 重组 MC 嵌套 技术 结合 ActionScitp 的对象和流程控制 使得在灵活的界面 设计和动画设计成为可能 同时它也是最为小巧的前台 由于 flash 的这些优点 使得 Flash 平台的动画制作也大大丰富了教学的内 容和表现形式 具有极强的感染力和易用性 所以本文采用 flash 软件来制作 SDH 组网步骤的视频 希望读者能够喜欢 同时本文也借此简要的介绍了 flash 的运用 使大家在学习 SDH 组网的过程中能对该软件有所了解 达到一举两得的效果 前言部分要终结性的介绍技术发发展 应用 你论文研究的目的意义 前言部分要终结性的介绍技术发发展 应用 你论文研究的目的意义 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 6 第一章第一章 SDH 光同步数字传输网络光同步数字传输网络 第一节第一节 SDH 发展史发展史 随着传输网络的光化 原来的同轴电缆传输网络被光纤网络取代 因此同步数 字体系 SDH 应运而生 在网络中得到较广泛的使用 本论文论述了 SDH 的发展 关键策略等 一 一 SDH 的产生的产生 SDH 技术的诞生有其必然性 随着通信的发展 要求传送的信息不仅是话音 还有文字 数据 图像和视频等 加之数字通信和计算机技术的发展 在 70 至 80 年代 陆续出现了 T1 DS1 E1 载波系统 1 544 2 048Mbps X 25 帧中继 ISDN 综合业务数字网 和 FDDI 光纤分布式数据接口 等多种网络技术 随着信息社会的到来 人们希望现代信息传输网络能快速 经济 有效地提供 各种电路和业务 而上述网络技术由于其业务的单调性 扩展的复杂性 带宽的局 限性 仅在原有框架内修改或完善已无济于事 SDH 就是在这种背景下发展起来的 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 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 二 二 SDH 技术的发展技术的发展 自 1988 年 ITU T 正式命名 SDH 并制定相关建议以来 SDH 技术得到了飞速发 展 各大厂商的设备相继问世 SDH 技术的应用已进入高潮 SDH 是一项先有标准 后开发设备的一种具有高度标准化的传输技术 因而 标准化工作对 SDH 设备的开发与技术应用显得十分重要 ITU T 十分重视 SDH 的 标准化工作 已制定了一套基本成熟的系列化建议用来指导设备的份制和网络建设 除了已有的 16 个建议外 将在近期讨论的建议还有关于 SDH 时钟的 G 81s 建议 关于环形网互通的 G SHR 2 建议 关于 SDH 信息模型的 G 774 系列建议等 总的 来说 到目前为止 SDH 体制的标准已相对完善 但也还有些方面有待于近一步规范 其主要表现在以下方面 SDH 抖动和漂动的指标和测试方法 SDH 时钟指标和测试 方法 自愈环的互通 SDH 网络层信息模型 光纤放大器的光接口以及 l0Gbit s 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 7 系统等 SDH 技术在骨干网中被广泛采用 且价格越来越低 在接入网中应用可以将 SDH 技术在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 第二节第二节 SDH 基本技术介绍基本技术介绍 一 一 SDH 速率等级速率等级 在 SDH 中 最基本的模块信息被称作同步传送模块 STM 其第一级即为 STM 1 它由信息净荷 段开销 SOH 和管理单元指针 Au PTR 组成 每帧的传输周期 为 125us 速率为 155 52Mbit s 扰码后的 STM l 信号经过电 光转换就可以得到 光线路接口的 STM 1 信号 将 4 个 STM 1 信号同步按字节复接起来就得到了 STM 4 将 4 个 STM 4 或 16 个 STM I 同步按字节复接起来就得到了 STM 16 由于 STM N 复接时信息净荷 和帧定位等辅助信息均由复接产生 不另外增加帧头和其他辅助信息 因此 STM 4 和 STM 16 的速率分别为 STM 1 的 4 倍和 16 倍 即 STM 1 155 52Mbit s STM 4 622 08Mbit s STM 16 2488 32Mbit s 包含 54 个 STM 1 的更高速率的 STM 64 9953 28Mbit s 的标准也正在研究 之中 二 网同步的概念二 网同步的概念 同步是指信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系 就是它们相对应 的有效瞬间以同一平均速率出现 模拟通信网的同步是传输系统中两端载波机间的 载波频率的同步 其目的是为了保证在音频通路中端到端的频差不超过 2Hz 从而 满足模拟网中传输各类业务的要求 数字通信的网同步是由同步网络来实现的 同步网络是指能够提供参考定时信 号的网络 一个同步网络的结构包括了由同步链路所连接的同步网络节点 而同步 网络节点是指在某个直接被节点时钟定时的单一物理位置中的一组设备 基本的同 步控制力法土要有四种 1 准同步方式 2 主从同步方法 3 互同步方法 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 8 4 混合同步方式 三 三 SDH 网同步的必要性网同步的必要性 数字同步网是现代通信网的一个必不可少的重要组成部分 能准确地将同步信 息从基准时钟向同步网各同步节点传递 从而调节网中的时钟以建立并保持同步 满足电信网传递业务信息所需的传输和交换性能要求 它是保证网络定时性能的关 控 以往我国电信网的同步方式采用自上而下的主从同步方式 以交换机作为同步 中心 这种传统的网同步方式网络结构复杂 定时性能不高 但对端到端的滑动影 响要求仅为每天不超过 5 次的话音和传真的业务来讲不甚明显 所以网络定时问题 并不突出 而今 随着电信向宽带化 智能化 综合化和个人化时代的迈进 新设 备 新业务 新技术层出不穷 多种数字设备日益增加 所需要的基准定时信号的 数量和类型也增多 因而引出了时钟设备和定时信号的供给问题 要求整个数字网 的时钟性能有所提高 基于 SDH 的同步网络 不同于以往的点到点的同步 点到点同步的唯一目的 就是减小滑动 将滑动次数控制在规定的技术范围内 以减小传输业务的损伤 而 SDH 网同步所关注的是如何保证在输出信号中的抖动和漂动满足 ITU T 规范的要求 在 SDH 网中 影响净负荷信息质量主要有三个因素 1 指针调整 发生在 SDH PDH 网络边界 以及同步链路中指针处理终端 于链路 节点数目及指针处理器 2 净负荷映射和支路映射 发生在 SDH PDH 网边界 它受制于同步器的质量 3 网络定时信号 存在于各网络节点及网络单元中 受网络时钟的影响 在这三个因素中 前两个因素是受第三个因素制约的 在所有节点都同步时 指针调整事件是难得发生的 而在同步质量劣化条件下 指针调整事件会频频发生 多指针事件又导致 SDH PDH 边界起相位平滑作用的解同步器要求严格化 因此网同 步质量的好坏是至关重要的 在这里将具体阐述时钟信号在指针调整和净负荷映射 过程中所起的关键性作用 SDH 使目前 PDH 体系各种速率数字信号以及 ATM 信元都能映射进 STM 1 帧内各 种规格的虚容器 VC 所谓映射就是使各种速率的支路信号与相应的虚容器容量同 步 以使 VC 成为可以独立传送 复用和交叉连接的实体 SDH 网络用同步器将输入的信号转入各种字节中 这些字节又被映射进 SDH 帧 中净负荷位置 网络将这些净负荷传送到各自的目的地 在传输过程的最后 这些 字节又被解同步器以尽量接近原始数据的速率转换成系列比特流 为了适应不同速率的支路信号在 SDH 网中传送 比特调整被用于同步过程 即 不同速率信号映射进 VCn 不包括字节同步映射方式 而字节调整则出了传输过程 也叫指帧调整 它是 VC 到 Au 的定位标难 正是由于这些比特调整和字节调整导致 在 SDH 网络的输出端 当网络同步性能恶化时 出现了不希望有的影响 即抖动 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 9 和漂移 当 SDH 网同步性能恶化 或者网络节点时钟失去外同步源 进入保持模式或自 由运行模式 各节点时钟之间必然出现频率偏差 从而引起节点字节 FIF0 先进 先出缓存器 容量相对于门限太满或太空 因此必须在净负荷中进行字节调整 以 使字节 FIFO 容量恢复到正常 这就是指针调整机制 指帧调整有正指针和负指帧 调整 当一个或一组字节在正常情况下用来填充净负荷字节 在字节宽度 FIFO 读 空时为了使读入速率减慢而空闲 不塞入净负荷字节 则该字节或该组字节称正指 针调整机会 运用这些正调整机会字节的过程则为正指制调整 类似地 有负调控 机会字节 在正常情况下它们为空 而有时为了加速字竹 FIFO 的读出 则被迫塞 入净负荷字节 输出 帧 输入 帧 字节 输入 来自节点 N 1的时 钟 比特MFO 弹性存储 器 写 指针调整 处理器 字节输 出 来自节点 N的时钟 剩下一个网络节 点 读 图 1 1 网络节点模型 在网络解同步器处 数据到达速率的非均匀性制约了解同步指算法 该算法要 求尽量减小输出信号中的抖动 数据到达速率的非均匀性产生的原因有多种 1 在正常网络运行状态下 即同步运行状态 实际上没有指针调整发生 或发 生的概率非常小 此时 解同步器节点的数据到达依赖于字节宽度映射的传输机 理 空隙存在于数据字节之间 导致解同步器比特缓存器处不规则的字节到达速度 这些空隙既存在于虚容器 VCn 的映射中 也存在于传输 VCn 的 STM N 帧结构中 通 道开销 一般用缓存器和相位平滑电路 可以平滑这些有空隙的信号的相位以减 小抖动 图 1 2 所示的带缓存器的锁相环 即为一种相位平滑电路 2 在失去网同步的情况下 一个或多个节点将从进入保持运行模式或自由运 行模式的时钟源获取定时 将导致在 SDH 网络节点之间相关时钟的频率差异 用于 固定门限 FIFO 网字节宽度缓存器的时钟间的频率差异将导致正或负的指针调整 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 10 PDH支路信 号输出 来自最后一 个网络节点 解同 步器 比特 缓存 器 数字锁 相环 缓存器 满度数 字节到比特 解映射 图 1 2 解同步器模型 第三节第三节 本章小节本章小节 在这章中 我们主要围绕 SDH 光同步数字传输网络的相关知识进行展开 介绍了 SDH 的产生 SDH 技术的发展 SDH 的速率等级 网同步的概念 网同步的必要性 等 通过这些的介绍 让读者对 SDH 的基础知识有一定的了解 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 11 第二章第二章 SDH 网络结构和保护机制网络结构和保护机制 第一节第一节 SDH 组网结构组网结构 一 基本的网络拓扑结构一 基本的网络拓扑结构 SDH 网是由网元设备通过光缆互联而成的 网络结点和传输线路的几何排列就 构成了网络的拓扑结构 网络的有效性 信道的利用率 可靠性和经济性在很大程 度上与其拓扑结构有关 网络拓扑的基本结构有链型 星型 树型 环型和网孔型 如图 2 1 所示 链形网 ABCD E 星形网 A B C DE 树形网 环形网 A B CD E 网孔形 A B C D E A BC DE 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 12 图 2 1 网络拓扑结构 1 1 链型网 链型网 链型网络 简称链网 拓扑是将网中的所有节点一一串联 而首尾两端开放 它的特点是较经济 在 SDH 网的早期用得较多 主要用于专网 如铁路网 中 2 2 星型网 星型网 星型网络拓扑是将网中一网元作为特殊节点与其他各网元节点相连 其他各 网元节点互不相连 网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接 这种网络拓扑的 特点是可通过特殊节点来统一管理其他网络节点 利于分配带宽 节约成本 但存 在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题 特殊节点的作用类似交换网的 汇接局 此种拓扑多用于本地网 接入网和用户网 3 3 树型网 树型网 树型网络拓扑可看成是链型拓扑和星型拓扑的结合 4 4 环型网 环型网 环型网 简称环网 拓扑实际上是指将链型拓扑首尾相连 从而使网上任何一个 网元节点都不对外开放的网络拓扑形式 这是当前使用最多的网络拓扑形式 主要 是因为它具有很强的生存性 即自愈功能较强 环型网常用于本地网 接入网和用 户网 局间中继网 5 5 网孔型网 网孔型网 将所有网元节点两两相连 就形成了网孔型网络拓扑 这种网络拓扑为两网元 节点间提供多个传输路由 使网络的可靠更强 不存在瓶颈问题和失效问题 但是 由于系统的冗余度高 必会使系统有效性降低 成本高且结构复杂 网孔型网主要 用于长途网中 以提供网络的高可靠性 当前用得最多的网络拓扑是链型和环型 通过它们的灵活组合 可构成更加复 杂的网络 第二节第二节 链型网和自愈环链型网和自愈环 传输网上的业务按流量可分为单向业务和双向业务 以环型网为例说明单向 业务和双向业务的区别 如图 2 2 所示 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 13 图 2 2 环形网 若 A 和 C 之间互通业务 A 到 C 的业务路由假定是 A B c 若此时 C 到 A 的 业务路由是 c B A 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 c D A 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 一致路由的业务称为双向业务 分离路由的业务称为单向业 务 一 链型网一 链型网 典型的链型网如图 2 3 所示 A B C D 图 2 3 链型网 链型网的特点是具有时隙复用功能 即线路 STM N 信号中某一序号的 VC 可在 不同的传输光缆段上重复利用 如图 2 3 中 A B B C C D 以及 A D 之间返有业 务 这时可将 A B 之间的业务占用 X 光缆段 X 时隙 序号为 X 的 Vc 例如 3vc 4 的 第 48 个 vC 12 将 B C 的业务占用 B C 光缆段的 X 时隙 第 3vC4 的第 48vC 12 将 C D 的业务占用 C D 光缆段的 X 时隙 第 3VC4 的第 48 个 vC 12 这种情况 就是时隙重复利用 这时 A D 的业务因为光缆的父时隙已被占用 所以只能占用 ADMADM TM TM 支路业务支路业务支路业务支路业务 X 时 隙 Y 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 Y 时 隙 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 14 光路上的其他时隙 Y 时隙 例如第 3vc4 的第 49VC 12 或者第 7VC4 的第 48 个 VC 12 链网的这种时隙重复利用功能 使网络的业务容量较大 网络的业务容量指 能在网上传输的业务总量 网络的业务容量和网络拓扑 网络的自愈方式和网元节 点间业务分布关系有关 链网的最小业务量发生在链网的端站为业务主站的情况下 所谓业务主站是 指各网元都与主站互通业务 其余网元间无业务互通 以图 2 3 为例 若 A 为业务 主站 那么 B C D 之间无业务互连 此时 C B D 分别与网元 A 通信 这时由 于 A B 光缆段上的最大容量为 STM N 因系统的速率级别为 STM N 则网络的业 务容量为 STM N 链网达到业务容量最大的条件是链网中只存在相邻网元间的业务 如图 3 3 所示 此时网络中只有 A B B C C D 的业务不存在 A D 的业务 这时 时隙可 重复利用 那么 在每一个光缆段上业务都可占用整个 STM N 的所有时隙 若链 网有 M 个网元 此时网上的业务最大容量为 M 1 xSTM N M 1 为光缆段数 常见的链网有二纤链 不提供业务的保护功能 不提供自愈功能 四纤链 一般提供业务的 1 1 或 1 1 保护 四纤链中两根光纤收发作主用信道 另外两根 收 发作备用信道 链网的自愈功能 1 1 1 1 1 n 这里要说的是 1 M 保护方 式中 M 最大只能到 14 这是由 K1 字节的 b5 一 b8 限定的 K1 的 b5 一 b8 的 0001 一 1110 1 14 指示要求倒换的主用信道编号 二 环形网 自愈网二 环形网 自愈网 1 1 自愈的概念 自愈的概念 当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大 要求通信网络能及时准确地传递信 息 随着网上传输的信息越来越多 传输信号的速率越来越快 一旦网络出现故障 这是难以避免的 例如 土建施工中将光缆挖断 将对整个社会造成极大的损坏 因此 网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的问题 所谓自愈是指在网络发生故障 例如光纤断 时 无需人为干预 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传输 使用户 几乎感觉不到网络出了故障 其基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建 立通信的能力 替代路由可采用备用设备或利用现有设备中的冗余能力 以满足全 部或指定优先组业务的恢复 由此可知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 自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复 而不涉及具体故障的部件和线路的 修复或更换 所以故障点的修复仍需人工干预才能完成 如断了的光缆需要人工接 好 当网络发生自愈时 业务切换到备用信道传输 切换的方式有恢复方式和不恢 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 15 复方式两种 恢复方式指在主用信道发生故障时 业务切换到备用信道 当主用信道修复 后 再将业务切回主用信道 一般在主要信道修复后还要再等一段时间 一般是几 到十几分钟 以使主用信道传输性能稳定 这时才将业务从备用信道切换过来 不恢复方式指在主用信道发生故障时 业务切换到备用信道 主用信道恢复后 业务不切回主用信道 此时将原主用信道作为备用信道 原备用信道当作主用信道 在原备用信道发故障时 业务才会切回原主用信道 2 2 自愈环的分类 自愈环的分类 目前环型网络的拓扑结构用得最多 因为环型网具有较强的自愈功能 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 1 1 二纤单向通道保护环 二纤单向通道保护环 二纤单向通道保护环由两根光纤组成两个环 其中一个为主环 S1 一个为备 环 Pl 两环的业务流向一定要相反 通道保护环的保护功能是通过网元支路板的 并发选收 功能来实现的 也就是支路板将支路上的环业务 并发 到主环 S1 备环 P1 上 两环上业务完全一样且流向相反 平时网元支路板 选收 主环 下支路的业务 如图 2 4 a 所示 图 2 4 a 二纤单向通道保护环 若环网中网元 A 与 C 互通业务 网元 A 和 C 都将上环的支路业务 并发 到 环 S1 和 P1 上 S1 和 P1 上的所传业务相同且流向相反 S1 逆时针 P1 为顺时 针 在网络正常时 网元 A 和 C 都选收主环 S1 上的业务 那么 A 与 C 业务互通 的方式是 A 到 C 的业务经过网元 D 穿通 由 S1 光纤传到 C 主环业务 C 到 A 的 业务由光纤经过网元 B 穿过传到 C 备环业务 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 16 在网元 C 支路板 选收 主环 S1 上的 A C 业务 完成网元 A 到网元 C 的 业务传输 网元 C 到网元 A 的业务传输与此类似 当 B C 光缆段的光纤同时被切断 注意此时网元支路板的并发功能没有改变 也就是此时 S1 环和 P1 环上的业务还是一样的 如图 2 4 b 所示 图 2 4 b 二纤单向通道保护环 我们看看这时网元 A 与网元 C 之间的业务如何被保护 网元 A 到网元 C 的业 务由网元 A 的支路板并发到 S1 和 P1 光纤上 其中 Sl 业务经光纤由网元 D 穿通至 网元 C P1 光纤的业务经网元 B 穿通 由于 B C 间光缆断 所以光纤 P1 上的 业务无法传到网元 C 不过由于网元 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 的支路板不进行保护倒换 网元 C 的支路板将到网元 A 的业务并发到 S1 环和 P1 环上 其中 P1 环上的 C 到 A 业务经网元 D 穿通传到网元 A S1 环上的 C 到 A 业务 由于 B C 间光纤 断所以无法传到网元 A 网元 A 默认是选收主环 S1 上的业务 此时由于 S1 环上 的 C A 的业务传不过来 这时网元 A 的支路板就会收到 S1 环上 TU AIS 告警 信号 网元 A 的支路板收到 S1 光纤上的 TU AIS 告警后 立即切换到选收备环 P1 光纤上的 C 到 A 的业务 于是 C A 的业务得以恢复 完成环上业务的通道保 护 此时网元 A 的支路板处于通道保护倒换状态 切换到选收备环方式 网元发生了通道保护倒换后 支路板同时监测主环 s1 上业务的状态 当连续 一段时间未发现 TU AUS 时 发生切换网元的支路板将选收切回到收主环业务 恢复成正常时的默认状态 二纤单向通道保护倒换环由于上环业务是并发选收 所以通道业务的保护实际 上是 I I 保护 倒换速度快 业务流向简捷明了 便于配置维护 缺点是网络的业 务容量不大 二纤单向保护环的业务容量恒定是 STM N 与环上的节点数和网 元间业务分布无关 为什么 举个例子 当网元 A 和网元 D 之间有 业务占用 x 时 隙 由于业务是单向业务 那么 A D 的业务占用主环的 A D 光缆段的 x 时隙 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 17 占用备环的 A B B C C D 光缆段的 X 时隙 D A 的业务占用主环的 D C C B B A 的 x 时隙 备环的 D A 光缆段的 X 时隙 也就是说 A D 间的 业务会将环上全部光缆的 主环 备环 x 时隙占用 其他业务将不能再使用该时隙 没有时隙重复利用功能 了 这样 当 A D 之间的业务为 STM N 时 其他网元 将不能再互通业务了 即环上无法再增加业务了 因为环上整个 STM N 的时 隙资源都已被占用 所以单向通道保护环的最大业务容量是 STM N 二纤单向通道环多用于环上有一站点是业务主站 业务集中站的情况 二纤单 向通道环多用于 155 622 系统 在组成通道环时要特别注意的是主环 S1 和备环 P1 光纤上业务的流向必须相 反 否则该环网无保护功能 2 2 二纤双向通道保护环 二纤双向通道保护环 二纤双向通道保护环网上业务为双向 一致路由 保护机理也是文路的 并发 选收 业务保护是 1 1 的 网上业务容量与单向通道保护二纤环相同 但结构更 复杂 与二纤单向通道环相比无明显优势 故一般不用这种自愈方式 二纤双向通 道保护环如图 2 5 所示 图 2 5 二纤双向保护环 3 3 二纤单向复用段保护环 二纤单向复用段保护环 下面介绍二纤单向复用段保护环的自愈机理 如图 2 6 所示 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 18 图 2 6 a 二纤单向复用段保护环 图 2 6 b 二纤单向复用段保护环 若环上网元 A 与网元 C 互通业务 构成环的两根光纤 S1 P1 分别称之为主 纤和备纤 上面传送的业务不是 14l 的业务而是 I 1 的业务 主环 S1 k 传主 用业务 备环 Pl 上传备用业务 因此 复用段保护环上业务的保护方式为 1 1 保 护 有别于通道保护环 在环路正常时 网元 A 桂主纤 S1 上发送到冈元 c 的主用业务 往备纤 PI 上 发送到网元 c 的备用业务 网元 c 从主纤上选收主纤 Sl 上来的网元 A 发来的主用 业务 从备纤 p1 上收网元 A 发来的备用业务 额外业务 图 2 6 中只画出了收主 用业务的情况 网元 c 到网元 A 业务的互通与此类似 如图 2 6 a 所示 在 c B 光缆段问的光纤都被切断时 在故障端点的两网元 c B 产牛一个环 回功能 见图 2 6 b 网元 A 到网元 c 的主用业务先由网元 A 发到 s1 光纤上 到 故障端点站 B 处环回到 P1 光纤上 这时 N 光纤上的额外业务被清掉 改传网元 A 到网元 c 的主用业务 经 A D 网元穿通 中 P 光纤传到网元 C 由于网元 c 只 从主纤 s1 上提取主用业务 所以这时 Pl 光纤上的网元 A 到网元 c 的主用业务在 c 点处 故障端点站 环回到 s1 光纤上 网元 c 从 S1 光纤上下载网元 A 到网元 c 的主 用业务 网元 C 到网元 A 的尘用业务因为 c D A 的丰用业务路由业中断 所以 C 到 A 的土用业务的传输与正常时无异只不过备用业务此时被清除 通过这种方 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 19 式 故障段的业务被恢复 完成业务白愈功能 4 4 二纤双向复用段保护环 二纤双向复用段保护环 鉴于四纤双向复用段环的成本较高 出现了一个新的变种 双纤双向复用段保 护环 它们的保护机理相类似 只不过采用双纤方式 网元节点只用单 ADM 即可 所以得到了广泛的应用 从图 2 4 a 中可看到光纤 Sl 和 P2 s2 和 P1 上的业务流向相同 因此 可以 使用时分技术将这两对光纤合成为两根光纤 s1 P2 s2 P1 这时将每根光纤的 前半个时隙 例如 STM 16 系统为 1 8 传送主用业务 后半个时隙 例如 STM l6 系统的 9 16 传送额外业务 也就是说一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上 的主用业务 P2 S2 图 2 7 a 二纤双向复用段保护环 P2 S2 图 2 7 b 二纤双向复用段保护环 3 3 通道保护环和复用段保护环的区别 通道保护环和复用段保护环的区别 对于通道保护环 业务的保护是以通道为基础的 也就是保护的是 STM N 信 号中的某个 VC 某一路 PDH 信号 倒换与否按环上的某一个别道道信号的传输质 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 20 量来决定的 通常利用收端是否收到简单的 TU AIS 信号来决定该通道是否应进行 倒换 例如 在 STM 16 环上接收端收到第 4Vc 4 的第 48 个 TU 12 有 TU AIS 就仅将该通道切换到备用信道上去 复用段倒换环是以复用段为基础的 倒换与否是根据环上传输的复用段信号的 质量决定的 倒换是由 Kl K2 b1 b5 字节所携带的 APS 自动保护倒换 协议 来启动的 当复用段出现问题时 环上整个 STM N 或 1 2STM N 的业务信号都 切换到备用信道上 复用段保护倒换的条件是 LOF LOS MS AIS 及 MS EXC 告警信号 由于 STM N 帧中只有 1 个 K1 和 1 个 K2 所以复用段保护倒换是将环上的所 有主用业务 STM N 四纤环 或 1 2STM N 二纤环 都倒换到备用信道上去 而不 是仅仅倒换其中的某一个通道 通道保护环往往是专用保护 在正常情况下保护信道也传主用业务 业务的 1 1 保护 信道利用率不高 复用段保护环使用公用保护 正常时主用信道传主 用业务 备用信道传额外业务 业务的 1 1 保护 信道利用率高 第三节第三节 本章小节本章小节 本章主要是对 SDH 网络结构和保护机制的介绍 重点介绍了 SDH 组网的结构 包括链型网 星形网 环形网 树形网 环相切 环相交等 再者介绍了链型网和 自愈网 自愈网也就是我们说的保护机制 网络发生故障 例如光纤断 时 无需人 为干预 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 障中恢复传输 使用户几乎感觉不到网络出了故障 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 21 第三章第三章 SDH 光同步数字传输组网设计光同步数字传输组网设计 第一节第一节 组网设计步骤组网设计步骤 传输网是重要的电信基础网 而 SDH 是目前应用最为广泛的传输体制 本节主 要介绍组网设计的步骤 首先我们要选择合适的网络拓扑结构 在此基础上设置业 务矩阵 计算各站所需要的电路板种类和数量 这些做好后 就要画时隙分配图 这个是组网设计中十分重要的一环 他设计到下一节的 SBS MN NES 网管中的业务 配置 我们应仔细对待 下面 我们将通过实例 详细讲述组网的步骤 一一 选择网络结构 选择网络结构 SDH 网是由 SDH 网元设备通过光缆互连而成的 网络节点 网元 和传输线路 的几何排列就构成了网络的拓扑结构 网络的有效性 信道的利用率 可靠性和 经济性在很大程度上与其拓扑结构有关 所以在建设网络时 首先要确定采用何种 网络结构 常见的网络结构有链形网 星形网 树形网 环形网 网孔形 环带链 环相 切 环相交等 本次设计以环相切为例 如图 w e A B C D G F E e w e w e e w e e w e w w w STM 4 STM 4 图 3 1 环相切 二 设置业务矩阵二 设置业务矩阵 业务矩阵即各站相互之间的业务关系 例如 现有 A B C D E F G 四个 站 假设 A 和 B 之间有 16 个 2M 业务 A 和 C 之间有 8 个 2M 业务 A 和 D 之间有 8 个 2M 业务 A 和 E 之间有 8 个 2M 业务 A 和 G 之间有 8 个 2M 业务 B 和 C 之间有 8 个 2M 业务 B 和 D 之间有 8 个 2M 业务 C 和 D 之间有 6 个 2M 业务 C 和 E 之间 有 8 个 2M 业务 D 和 E 之间有 8 个 2M 业务 D 和 F 之间有 8 个 2M 业务 D 和 G 之 间 8 个 2M 业务 E 和 F 之间 16 各 M 业务 E 和 G 之间有 6 个 2M 业务 F 和 G 之间 有 8 个 2M 业务 则其业务矩阵如下 单位 2M 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 22 表 1 业务矩阵 ABCDEFG A1688808 B1688800 C886800 D886888 E8888168 F0008168 G800868 三 计算各站所需要的电路板种类及数量三 计算各站所需要的电路板种类及数量 提示 电路板槽位是固定的 设计时只需确定各站有哪些板位需插板 OptiX 155 622 设备的电路板板位图如下所示 T T T T T T T T X X L L L L S S S O U U U U U U U U C C U U U U T T C H G G C P 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 图 3 2optix155 622 设备电路板位图 共有 18 个板位 其中 1 1 8 板位为支路板位 支路板用于上下支路业务 支路板有下列几种 PL1 对应 2M 业务 每板提供 16 个 2M 业务通道 PD1 对应 2M 业务 每板提供 32 个 2M 业务通道 相当于 2 块 PL1 PL3 对应 34M 业务 每板提供 4 个 34M 业务通道 PL4 对应 140M 业务 每板提供 1 个 140M 业务通道 PD4 相当于 2 块 PL4 由业务矩阵可得知某个站的业务总数 从而可确定该站所需要的支路板数量 2 9 10 板位为交叉板位 交叉板用于完成时隙的交叉连接 交叉板至少 一块 如果配两块 则为主备用关系 目前用的交叉板名为 GTC 3 11 14 板位为线路板位 线路板作为 SDH 设备与传输线路的接口板 目前的 输出线大多为光纤 故线路板主要是指光板 常用的光板是下面两种 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 23 SL1 对应 STM 1 的系统 SL4 对应 STM 4 的系统 根据网络拓扑结构 可确定某站所需要的光板数量 提示 与一个方向对接就 需要一块光板 关于线路板位 有所谓的东 西向约定 Optix155 622 设备 约定 11 13 板位为西向板位 12 14 为东向板位 注 西向 东向在图中分 别用 W E 表示 4 15 16 板位为时钟板位 时钟板也至少要配置一块 如果配两块 则为主备 用关系 时钟板名为 STG 5 17 板位为主控板位 主控板的功能主要有 负责 SDH 设备与网管的通信 负责 SDH 设备之间的通信 存储程序数据 存储各单板软件 主控板名为 SCC 主控 板是必配的 6 18 板位为公务板位 公务板主要用于处理开销字节和提供公务通信 SDH 各网 元之间的通信 公务板有 OHP OHP2 OHP3 三种 目前主要用 OHP2 公务板是可 选的 需要提供公务通信就配 本设计建议配上 以便练习公务电话设置 现以 A D E 为例 配置电路板 2345678910111213141516171 8 P D 1 P D 1 G T C S L 4 S L 4 S T G S C C O H P 2 图 3 3A 站板位图 123456789101112131415161718 P D 1 P D 1 G T C S L 4 S L 4 S L 4 S L 4 S T G S C C O H P 2 图 3 4D 站板位图 1 2345678910111213141516171 8 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 重庆邮电大学本科毕业设计 论文 24 P D 1 G T C S L 4 S L 4 S T G S C C O H P 2 图 3 5E 站板位图 四四 根据网络结构及业务矩阵画出时隙分配图 根据网络结构及业务矩阵画出时隙分配图 所谓时隙分配 就是要确定支路的电路端口与线路时隙的对应关系 1 电路端口 支路板 PL1 PD1 PL3 PL4 PD4 的电路端口分别为 1 16 1 32 1 4 1 1 2 2 线路时隙 根据 SDH 复用原理 一个 STM 1 中包含 63 个 VC12 或 4 个 VC3 或 1 个 VC4 VC 称为虚容器 一个 VC 可以理解为一个通道 需要分配一个时隙 可以这样理解 一个 STM 1 对应 2M 业务的时隙编号为 1 63 对应 34M 业务 的时隙编号为 1 4 对应 140M 业务的时隙编号为 1 本次设计就上面的环相切进行配