针对SDH传输网络长支链的优化研究硕士学位论文.doc

浙江大学硕士学位论文 摘要硕士学位论文针对SDH传输网络长支链的优化研究摘要温州移动本地传输网从2002年开始自建，经历了一个从完全租用到99.8%的翻天覆地的变化过程。温州地区环境复杂，在本地传输网建设的过程中形成了较多的长支链，存在严重的安全隐患。随着移动通信业务量在不断提升，2008年建设规模更是空前巨大。同时用户对所提供业务可靠性的要求也大幅提高，加上温州地区复杂的地形情况、普遍发达的乡镇经济圈、夏季台风洪水灾害频繁等因素，本着建设适合温州传输线路现状且安全可靠的传输网络的原则，形成稳定可靠的接入层网络。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。本文给出了多种SDH传输网优化方案和新增长支链的流程控制方法，实施现网长支链改造，减少现网长支链数量，同时在基站传输建设过程中引入一系列控制措施，建立一整套长支链控制机制，严格且有效地控制新增长支链，形成良性循环，力求逐步降低支链节点数，提高成环率，形成稳定可靠的接入层网络。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。通过此项目，温州本地传输网组网的安全性、稳定性及可扩展性得到了增强，保障了网络安全，同时也为今后本地网的建设和维护提供了可供借鉴的方案。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。关键词：SDH，长支链，传输网i浙江大学硕士学位论文 AbstractAbstractWenzhou mobile local transmission network built since 2002, has gone through a lease from the full 99.8 percent of the earth-shaking changes in the process. Wenzhou, the complexity of the local environment, the local transmission network in the process of building a more long-branched-chain, there are serious security risks. With the mobile communications business in the ever-increasing scale of construction in 2008 is unprecedented. At the same time, business users of the reliability provided by a substantial increase in the requirements, together with the Wenzhou regions complex terrain, the generally well-developed economic zone of the township, the frequent floods in the summer of typhoons and other factors, in-building transmission lines for the status quo in Wenzhou and the safe and reliable the principle of the transmission network to form a stable and reliable network access layer.酽锕极額閉镇桧猪訣锥。This item is given a wide range of SDH transmission network optimization program and the methods of branched-chain growth control.And in the course of the introduction of base-building measures to control the formation of long branched-chain to Reduce the long-branched-chain, to improve the rate of cyclization to form a stable and reliable network access layer.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。Through this project, Wenzhou, the local transmission network security, stability and scalability has been enhanced to protect the network security.謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。Keywords：SDH, long branched-chain, transmission network厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 ii浙江大学硕士学位论文目录目录摘要i茕桢广鳓鯡选块网羈泪。Abstractii鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。图目录IV籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。表目录VI預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。第1章 绪论1渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.1 课题背景1铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。1.2 基本概念解释1擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。1.2.1 什么是SDH？1贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。1.2.2 复用方式3坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。1.2.3 运行维护方面4蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。1.2.4 没有统一的网管接口4買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。1.2.5 SDH 的优点5綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。1.2.6 传输支链5驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。1.3 研究意义6猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。1.4 研究内容6锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。1.5 论文组织结构7構氽頑黉碩饨荠龈话骛。1.6 本人负责工作7輒峄陽檉簖疖網儂號泶。1.7 本章小结7尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。第2章 SDH网络结构和网络保护机理8识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。2.1 基本的网络拓扑结构8凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。2.2 业务分类9恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。2.3 链形网10鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。2.4 环网自愈环10硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。2.4.1 自愈的概念10阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。2.4.2 自愈环的分类11氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。2.4.3 二纤单向通道保护环11釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。2.4.4 二纤双向通道保护环13怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。2.4.5 二纤单向复用段环13谚辞調担鈧谄动禪泻類。2.4.6 四纤双向复用段保护环15嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。2.4.7 双纤双向复用段保护环双纤共享复用段保护环17熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。2.4.8 两种自愈环的比较19鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。2.5 SDH网络的整体层次结构20纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。2.6 本章小结21颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。第3章 温州地区SDH传输网特点及存在问题22濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。3.1 目前温州移动传输网特点22銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。3.2 目前温州移动传输网存在的问题22挤貼綬电麥结鈺贖哓类。3.2.1 网络的可靠性方面22赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。3.2.2 网络的高效性方面22塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。3.2.3 网络的可控性方面23裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。3.2.4 网络的扩展性方面23仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。3.3 优化的必要性23绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。3.4 温州网络运行情况23骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。3.5 基站退服原因分类24瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。3.6 本章小结25鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。第4章 现状调查及设定目标27栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。4.1 浙江省内长支链数量对比27辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。4.2 不同设备厂家长支链数量对比27峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。4.3 温州地区长支链数量对比28詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。4.4 温州各县市长支链数量对比29则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4.5 长支链分类统计29胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。4.6 目标设定及依据30鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。4.7 本章小结32稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。第5章 原因分析33陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。5.1 分析关联33沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。5.2 确定主要原因33钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。5.3 主要原因确认过程34懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。5.3.1 缺少长支链改造方案35謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。5.3.2 人员配置不足35呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。5.3.3 未制定长支链改造流程和考核标准37莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。5.3.4 新站接入控制流程不完善37麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。5.3.5 汇聚点选址规划不充分38納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。5.3.6 汇聚设备没有及时替换39風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。5.3.7 老型SDH接入设备占比高40灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。5.3.8 传输成环方案单一41铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。5.4 主要原因确认结果42攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。5.5 本章小结42趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。第6章 制定对策及实施43夹覡闾辁駁档驀迁锬減。6.1 制定对策43视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。6.2 对策实施43偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。6.2.1 实施一： 制定长支链改造方案43緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。6.2.2 实施二：制定长支链改造流程和考核标准45騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。6.2.3 实施三：完善新站接入控制流程49疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。6.2.4 实施四：开展针对长支链的传输优化方案创新52镞锊过润启婭澗骆讕瀘。6.3 本章小结55榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。第7章 效果检查及巩固措施57邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。7.1 目标值检查57嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。7.2 长支链影响因素调查57该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。7.3 经济效益检查58劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。7.4 社会效益检查59臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。7.5 措施标准化59鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。7.6 效果巩固59穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。7.7 本章小结60隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。第8章 总结和下一步打算61浹繢腻叢着駕骠構砀湊。8.1 项目总结61鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。8.1.1 项目收获61惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。8.1.2 个人收获61贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。8.2 下一步打算61嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。参考文献63薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。作者简历65齡践砚语蜗铸转絹攤濼。致谢66绅薮疮颧訝标販繯轅赛。8浙江大学硕士学位论文图目录图目录图 1.1 电接口速率等级图2饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。图 1.2 从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图4烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。图 1.3 传输支链6鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。图 2.1 环形网络业务分类9撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。图 2.2 链形网络10踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。图 2.3 二纤单向通道倒换环12婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。图 2.4 二纤单向通道倒换环中断12譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。图 2.5 二纤单向复用段倒换环14俦聹执償閏号燴鈿膽賾。图 2.6 四纤双向复用段倒换环16缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。图 2.7 二纤双向复用段保护环18骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。图 2.8 二纤双向复用段保护环19癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。图 2.9 SDH网络结构20鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。图 3.1 温州与其他地区退服时长对比24榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。图 3.2 与同规模公司基站退服时长增加幅度对比24逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。图 3.3 基站退服时长分类统计25幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。图 3.4 四月基站退服时长增幅分类统计对比图25誦终决懷区馱倆侧澩赜。图 4.1 全省各地区长支链数量对比27医涤侣綃噲睞齒办銩凛。图 4.2 不同设备厂家长支链数量对比28舻当为遙头韪鳍哕晕糞。图 4.3 温州地区长支链数量对比28鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯。图 4.4 温州各县市长支链数量对比29筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废。图 4.5 长支链影响因素分类统计30韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊。图 4.6 长支链难度等级分布31涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟。图 5.1 原因分析关联33钿蘇饌華檻杩鐵样说泻。图 5.2 有无改造方案长支链统计35戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗。图 5.3 网络部传输网络维护员人员配置对比36購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳。图 5.4 温州本地传输网汇聚节点设备类型统计39嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪。图 5.5 接入层SDH设备类型网管截图40虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸。图 5.6 宏站传输设备中老型设备占比统计表41與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢。图 5.7 传输成环方案示意图42結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴。图 6.1 实施前后有无方案的长支链对比45餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃。图 6.2 长支链改造流程图46爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑。图 6.3 新旧考核指标内容对比47锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝。图 6.4 完成长支链改造光缆布放48曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤。图 6.5 长支链改造完成情况48轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。图 6.6 各县长支链改造完成情况49嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。图 6.7 完善后新站接入控制流程50讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪。图 6.8 IMEP系统电路申请界面51兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪。图 6.9 规范前后电路申请单对比51繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠。图 6.10 新增长支链情况统计52鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼。图 6.11 组建VC12环实现长支链成环示意图53眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗。图 6.12 跨县实现长支链成环示意图54闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳。图 6.13 SDH微波实现长支链成环示意图55檁傷葦开阈灯伞馑諧粮。图 6.14 成环方案长支链数量分类统计55鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳。图 7.1 目标值检查57弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩。图 7.2 长支链影响因素分类统计58调谇續鹨髏铖馒喪劉薮。图 7.3 长支链数量跟踪图60厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃。图 8.1 省内同等规模分公司中断时长比较62苧瑷籮藶黃邏闩巹东澤。图 8.2 2008年下半年温州地区中断时长62鴿摄禱鋅儀憚銼嚕缗赞。浙江大学硕士学位论文表目录表目录表 2.1 常见组网的业务方向和路由9箪啬癲剀净赶钩嬙鳄凫。表 4.1 长支链改造难易程度评价31顽鷙瑪滨廈岘轆庫糞糧。表 5.1 主要原因确认计划表34漬閫熾诀团諳赓戰餛锰。表 5.2 县公司传输网络维护人员配置对比表37鐸輜澠顶嫻塊謂斕痹廪。表 5.3 汇聚点下挂节点数统计表38抢觀淚婭师讴论櫚阵蘚。表 6.1 对策表43贼組櫻種愨单蝕渾潷骡。表 6.2 长支链改造项目组人员结构图44圓漣檸賡捣蕷舻燁錘泽。表 6.3 长支链考核标准表47蟄彎擼鯁棖佇緡癟椠贊。表 7.1 措施标准化59义淨擁扪殴胁纸窺钣鳧。浙江大学硕士学位论文第1章 绪论第1章 绪论1.1 课题背景温州移动本地传输网从2002年开始自建，经历了一个从完全租用电信传输到目前自建率高达99.8%的翻天覆地的变化过程。温州地区地形复杂，多山多水，乡镇经济普遍发达，在建设过程中，伴随着自建传输网的从无到有，由于人员、规划、设备、资源、地形等多种因素，温州本地传输网形成了较多长支链，存在严重的安全隐患。绥骅懸缙澀鷂禍紳撻粮。随着移动通信业务量在不断提升，2008年建设规模更是空前巨大，村通工程等的开展，也会暂时产生一些新的长支链。同时用户对所提供业务可靠性的要求也大幅提高，加上温州地区复杂的地形情况、普遍发达的乡镇经济圈、夏季台风洪水灾害频繁等因素，本着建设适合温州传输线路现状且安全可靠的传输网络的原则，针对温州本地传输网长支链改造，本文给出了多种传输网优化方案和新增长支链的流程控制方法，实施现网长支链改造，减少现网长支链数量，同时在基站传输建设过程中引入一系列控制措施，建立一整套长支链控制机制，严格且有效地控制新增长支链，形成良性循环，力求逐步降低支链节点数，提高成环率，形成稳定可靠的接入层网络。馒锁開钥焖緒珏編軻錙。1.2 基本概念解释1.2.1 什么是SDH？在讲SDH传输网络之前，我们首先要搞清楚SDH到底是什么。SDH全称叫做同步数字传输体制，由此可见SDH是一种传输的体制（协议），就象PDH准同步数字传输体制一样，SDH这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级，接口码型等特性。1獄质嶇僅痺鲒潰脫帧開。那么SDH产生的技术背景是什么呢？当今社会是信息的社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。鍥苋娛殫秽笾殇蕢谬藓。传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展方向。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网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带。同时用户希望传输网能有世界范围的接口标准，能实现我们这个地球村中的每一个用户随时随地便捷地通信。杂砖墳雖紜飯曇覡墾騾。传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，因此在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。2轼栀嗶鑊绷瘍懔諍訝澤。传统的PDH传输体制的缺陷主要体现在以下几个方面：接口方面：只有地区性的电接口规范，不存在世界性标准。现有的PDH数字信号序列有三种信号速率等级：欧洲系列、北美系列和日本系列。各种信号系列的电接口速率等级、信号的帧结构以及复用方式均不相同，这种局面造成了国际互通的困难，不适应当前随时随地便捷通信的发展趋势。三种信号系列的电接口速率等级如图1.1所示。3尋头厭呛羈阴帥讕匦赞。图 1.1 电接口速率等级图訪齙剛玺苏滥夹趕萤凭。没有世界性标准的光接口规范，为了完成设备对光路上的传输性能进行监控，各厂家各自采用自行开发的线路码型。典型的例子是mBnB码。其中mB为信息码，nB是冗余码，冗余码的作用是实现设备对线路传输性能监控功能。由于冗余码的接入使同一速率等级上光接口的信号速率大于电接口的标准信号速率，不仅增加了发光器的光功率代价，而且由于各厂家在进行线路编码时，为完成不同的线路监控功能，在信息码后加上不同的冗余码，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容。这样同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备，给组网、管理及网络互通带来困难。写韞僂谌虛鍤囈辮褻糝。1.2.2 复用方式现在的PDH体制中，只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号（包括日本系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其他速率的信号都是异步的，因此需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。由于PDH采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性。也就是说在高速信号中不能确认低速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在！正如你在一群人中寻找一个没见过的人时，若这一群人排成整齐的队列，那么你只要知道所要找的人站在这堆人中的第几排和第几列，就可以很容易将他找了出来。若这一群人杂乱无章的站在一起，若想要找到你想找的人，就只能一个一个的按照片去找了。罴醬畝饼誊歿凑鈑繳锱。既然PDH采用异步复用方式，那么从PDH的高速信号中就不能直接的分/插出低速信号。例如：不能从140Mbit/s的信号中直接分/插出2Mbit/s的信号。这就会引起两个问题：鲢診龄師該铃書銨鴇开。从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。例如从140Mbit/s的信号中分/插出2Mbit/s低速信号要经过如下过程3 19。如图1.2所示。磚緙鹅綱谩擞鴻鑌纸蘚。图 1.2 从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图鬮煒鳍輥賠還鲂隊驼骡。从图中看出，在将140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号过程中，使用了大量的“背靠背”设备，通过三级解复用设备从140Mbit/s的信号中分出2Mbit/s低速信号；再通过三级复用设备将2Mbit/s的低速信号复用到140Mbit/s信号中。一个140Mbit/s信号可复用进64个2Mbit/s信号，但是若在此仅仅从140Mbit/s信号中上下一个2Mbit/s的信号，也需要全套的三级复用和解复用设备。4这样不仅增加了设备的体积、成本、功耗，还增加了设备的复杂性，降低了设备的可靠性。毕懍鲅鵑较惻飾顳矯泾。由于低速信号分/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，这样就会使信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大，传输性能劣化，在大容量传输时，此种缺点是不能容忍的！这也就是为什么PDH体制传输信号的速率没有更进一步提高的原因所在。钆歷驾无醬赔隽驍韉贈。1.2.3 运行维护方面PDH信号的帧结构里用于运行维护工作（OAM）的开销字节不多，这也就是为什么在传输设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余编码来完成线路性能监控功能。由于PDH信号运行维护工作的开销字节少，因此对完成传输网分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位是很不利的。徠鲣饮脸铄尝鏍鯢炀憑。1.2.4 没有统一的网管接口由于没有统一的网管接口，这就使你买一套某厂家的设备，就需买一套该厂家的网管系统。容易形成网络的七国八制的局面，不利于形成统一的电信管理网。謂镊颇铵鋃誼铰鸚镉糁。由于以上这种种缺陷，使PDH传输体制越来越不适应传输网络的发展，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网络（SONET）体制。CCITT于1988年接受了SONET概念，并重命名为同步数字体系（SDH），使其成为不仅适用于光纤传输，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。4 18变赵陧涼镦囑釧亿殮錙。1.2.5 SDH 的优点对于上层的各种网络，SDH相当于一个透明的物理通道，在这个透明的通道上，只要带宽允许，用户可以开展各种业务，如电话、数据、数字视频等，而业务的质量将得到严格的保障。荟蓥闶漸陸讣轾减鈿異。它的的特点有：一、稳定性好：SDH基于时分复用，稳定性高，提供了丰富的检、纠错能力。SDH可以组成各种形式的环网，具有完善的自愈保护功能，使得传输链路的可用性很高。鹏筛镐討颛办費叹摄虏。二、高速率性：SDH可提供2Mbps至10Gbps的电路速率。它可以作为链路来支持IP网，它的作用只是将路由器以点到点的方式连接起来。糝殒锔雋駛鶯诼垆辐驄。三、高可靠性：SDH网络可提供高质量、高可靠性的传输通道。通过自愈环的结构，可确保通道的切换时间小于50ms。5 20頜层铢壶鲜儀計尧當涇。1.2.6 传输支链传输网中SDH网元设备通过光缆互连，网元节点之间没有首尾相连的接入形式称为支链，该种网络拓朴结构不具备环路保护功能，当某个方向的支链传输光缆（或微波）中断时，将会引起下挂业务节点中断。6滚伛钮硕鷙耸蒋忆貯赠。省公司关于支链节点数量的定义如下：由于某个方向的支链传输光缆（或微波）中断，引起该支链下的业务节点（包括基站、营业厅，不包括直放站、微蜂窝）的中断数，定义为该支链的节点数量。铣饜酝贻龙鵠臚拧奥凭。根据支链节点数量定义，某支链的节点数量达3个及以上的称为长支链,如图1.3所示：环路节点A1级支链节点环路节点C环路节点B环路节点D1级支链节点2级支链节点2级支链节点长支链！2.5G2.5G撾鉬辙魇侨絢绾来诔緊。图 1.3 传输支链賒調轧憊劌髋糾殡縣锲。1.3 研究意义温州地区自然灾害频发，特别是在台风等重大自然灾害来临时，手机往往会成为重灾区、危险区的惟一可靠的实时通信工具，通信网络的畅通就事关人民群众的生命财产安全，事关救灾抢险的及时性和有效性，其经济效益无法估量，政治意义重大。由此可见，温州本地传输网长支链成环改造，保障了温州移动通信系统的正常运行，可以有效提高用户的满意度，增强用户对中国移动网络的信赖度和认同感，进而无形中不断提升中国移动的品牌价值。垒羥赎緙呒窍砀渖虯异。1.4 研究内容温州接入层和汇聚层的组网形式历经了多次变更，通过在经验总结的基础上不断改进和优化，形成了目前各县汇聚层采用MSP（复用段保护）上叠加PP（通道保护）虚拟环的组合保护模式，155M接入环双节点跨接在2.5G汇聚设备上，能够在汇聚环和接入环同时中断或者汇聚节点单点失效的情况下实现对业务的保护，大大增强了系统的安全性和稳定性。该组网方式缺点是实际接入层站点分布广，且温州地区地形复杂，多山多水，有一些支链站点较难环回至汇聚节点，或者需经过多个站点跳纤至汇聚节点，需占用接入层纤芯资源和汇聚设备光口资源等。衅璉贡釙壘颯狽狰侦虜。长支链改造包括两个方面，即已形成长支链的改造和新增长支链的控制。1.5 论文组织结构本文将从以下几个方面论述长支链的改造：（1） SDH网络结构和网络保护机理（2） 温州地区SDH传输网特点及存在问题（3） 现状调查及设定目标（4） 原因分析（5） 制定对策及实施（6） 效果检查及巩固措施（7） 总结及展望1.6 本人负责工作本人主要负责的工作有：（1） 温州及省内各主要城市基站退服的资料收集（2） 温州市区及各县长支链现状调查（3） 各类分析会议、厂家指导培训的记录和总结（4） 长支链改造的监控把关（5） 负责长支链改造的属地随工以及长支链改造的实施工作（6） 新站开通的长支链审核把关1.7 本章小结随着温州地区移动通信业务量在不断提升，移动用户对所提供业务可靠性的要求大幅提高，加上温州地区复杂的地形情况、普遍发达的乡镇经济圈、夏季台风洪水灾害频繁等因素，本着建设适合温州传输线路现状且安全可靠的传输网络的原则，针对温州本地传输网长支链改造，本文给出了多种传输网优化方案和新增长支链的流程控制方法，实施现网长支链改造，减少现网长支链数量，同时在基站传输建设过程中引入一系列控制措施，建立一整套长支链控制机制，严格且有效地控制新增长支链，形成良性循环，力求逐步降低支链节点数，提高成环率，形成稳定可靠的接入层网络。畝擱谎为寻瓊涞瞩肾骢。浙江大学硕士学位论文第2章 SDH网络结构和网络保护机理第2章 SDH网络结构和网络保护机理2.1 基本的网络拓扑结构SDH网是由SDH网元设备通过光缆互相连接而成的，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、可靠性和经济性很大程度上与其拓扑结构有关。綿嘮诠榉異阌欏箫鹉泾。网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。（1） 链形网此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。这种拓扑的特点是较经济，但是存在安全隐患。（2） 星形网此种网络拓扑是将网中一网元做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它网络节点，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。騶鸲记蒉戗渗摆绞絎贍。（3） 树形网此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。（4） 环形网环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，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。现闾袜镒攆錘惻缮騫凱。（5） 网孔形网将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。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。镄辉蔺敘档檻岂苈祸紧。当前温州地区接入层用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。2.2 业务分类传输网上的业务按流向可分为单向业务和双向业务。以环网为例说明单向业务和双向业务的区别。如图2.1所示。梟裥荞獰淪钲壚蚀颈鍥。图 2.1 环形网络业务分类輟绀脑誒滢搂厨议犧異。若A和C之间互通业务，A到C的业务路由假定是ABC，若此时C到A的业务路由是CBA，则业务从A到C和从C到A的路由相同，称为一致路由。屡浔缱飛獼轄黨诼鐙虏。若此时C到A的路由是CDA，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。我们称一致路由的业务为双向业务，分离路由的业务为单向业务。常见组网的业务方向和路由如表2.1所示。表 2.1 常见组网的业务方向和路由诏弑缁岘睑慫龜贮沩驏。组网类型路由业务方向链形网一致路由双向环形网双向通道环一致路由双向双向复用段环一致路由双向单向通道环分离路由单向单向复用段环分离路由单向2.3 链形网典型的链形网如图2.2所示。图 2.2 链形网络鳧冲经粮籩赂鸡躯铠潔。链形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5-3中AB、BC、CD以及AD之间通有业务，这时可将AB之间的业务占用AB光缆段X时隙（序号为X的VC，例如3VC4的第48个VC12），将BC的业务占用BC光缆段的X时隙（第3VC4的第48VC12），将CD的业务占用CD光缆段的X时隙（第3VC4的第48个VC12），这种情况就是时隙重复利用。聰駘絷轳终实騭逻顯赡。链网的这种时隙重复利用功能，使网络的业务容量较大，但缺乏保护机制，一旦光缆发生中断，那么会造成下挂节点失效。鯧鋱窃鸨緶諏颤钻邇凯。2.4 环网自愈环2.4.1 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的传递信息。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。碱賢矫攝胆嘮闊锑恺緊。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级业务的恢复。由上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。阕蘆画腎藎觉锼镱赉锲。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，就象断了的光缆还需人工接好。溝礬爷銦蝈刚銪霁寧弃。2.4.2 自愈环的分类目前环形网络的拓扑结构用得最多，因为环形网具有较强的自愈功能。自愈环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。鈣槍滤党許蕁郐饫誥慮。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。怿處浊浑诽買躦骟呛骣。下面讲讲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通道信号的传输质量来决定的，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，若收端收到第4VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将该通道切换到备用信道上去。谢齿毁览賬缲财鳞蠼洁。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K1、K2（b1b5）字节所携带的APS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、MS-EXC告警信号。吶韦桢阖践鴟諍齑蘭贍。2.4.3 二纤单向通道保护环二纤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P1。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2.3所示。萊郦晋壩辭終裥俠輿擊。图 2.3 二纤单向通道倒换环鷲诅捡瞇钗骘蓀剝黃絷。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）；由P1光纤经过网元B穿通传到C（备环业务）。在网元C支路板“选收”主环S1上的AC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。纫绾懔賬鍘禅耧啞绵鍇。当BC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所示。颟灿忏騅锰顆繡奪鲔棄。图 2.4 二纤单向通道倒换环中断潛愦巅怼閑貓简巒競虑。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S1业务经光纤由网元D穿通传至网元C，P1光纤的业务经网元B穿通，由于BC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。鏟却审绪鞑闻癬惱颯驏。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BC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CA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CA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。掳鱘壳郏餳涡烂摻玺灑。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-AIS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。赝鐨喾龉骐銻潑櫟闻赢。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11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。殼贈叹橈鯛槳栌滄滸击。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，在目前组网中，二纤单向通道环多用于155、622系统。襉藍动蔭鹗钣掙濰鋱縶。2.4.4 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），保护机理也是支路的“并发选收”，业务保护是11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。伞箋内鍶乐捞忆瓊柠锴。2.4.5 二纤单向复用段环前面讲过复用段环保护的业务单位是复用段级别的业务，由于倒换要通过运行APS协议，所以倒换速度不如通道保护环快，华为SDH设备的复用段倒换速度是25ms。缅殲伤却兗輔宮礡酽弃。下面讲述单向复用段保护倒换环的自愈机理，如图2.5所示。图 2.5 二纤单向复用段倒换环骊嘗丛烟协彈噜約戲虛。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11的业务而是11的业务主环S1上传主用业务，备环P1上传备用业务；因此复用段保护环上业务的保护方式为11保护，有别于通道保护环。畫價鸚诠喲贳區綢躉骤。在环路正常时，网元A往主纤S1上发送到网元C的主用业务，往备纤P1上发送到网元C的备用业务，网元C从主纤上选收主纤S1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），网元C到网元A业务的互通与此类似。鏜飘鳶颗奁娱侨聹屿洒。在CB光缆段间的光纤都被切断时，在故障端点的两网元C、B产生一个环回功能，见图2.5(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P1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，由P1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P1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的主用业务因为CDA的主用业务路由业中断，所以C到A的主用业务的传输与正常时无异只不过备用业务此时被清除。通过这种方式，故障段的业务被恢复，完成业务自愈功能。栖钸鰹尋嵐詡黪滎谌贏。二纤单向复用段环的最大业务容量的推算方法与二纤单向通道环类似，只不过是环上的业务是11保护的，在正常时备环P1上可传额外业务，因此二纤单向复用段保护环环的最大业务容量在正常时为2STM-N（包括了额外业务），发生保护倒换时为1STM-N。辩诿驂籌怃詠鰈蠷嚳擊。二纤单向复用段保护环由于业务容量与二纤单向通道保护环相差不大，倒换速率比二纤单向通道环慢，所以优势不明显，在组网时应用不多。崢罚饋蹤擁袭驻詐覬絷。2.4.6 四纤双向复用段保护环前面讲的三种自愈方式，网上业务的容量与网元节点数无关，随着环上网元的增多，平均每个网元可上/下的最大业务随之减少，网络信道利用率不高。例如二纤单向通道环为STM-16系统时，若环上有16个网元节点，平均每个2500节点最大上/下业务只有一个STM-1，这对资源是很大的浪费。为克服这种情况，出现了四纤双向复用段保护环这种自愈方式，这种自愈方式环上业务量随着网元节点数的增加而增加。如图2.6所示。誕珏顳鰭晕净頗諤凯鏘。图 2.6 四纤双向复用段倒换环刽掺韉挣櫧煢闺賅茧弒。四纤环肯定是由4根光纤组成，这4根光纤分别为S1、P1、S2、P2。其中，S1、S2为主纤传送主用业务；P1、P2为备纤传送备用业务；也就是说P1、P2光纤分别用来在主纤故障时保护S1、S2上的主用业务。请注意S1、P1、S2、P2光纤的业务流向，S1与S2光纤业务流向相反（一致路由，双向环），S1、P1和S2、P2两对光纤上业务流向也相反，从图2.6(a)可看出S1和P2，S2和P1光纤上业务流向相同。四纤环上每个网元节点的配置要求是双ADM系统，因为一个ADM只有东/西两个线路端口（一对收发光纤称之为一个线路端口），而四纤环上的网元节点是东/西向各有两个线路端口，所以要配置成双ADM系统。胶哜閶罚测丟錕轎與虚。在环网正常时，网元A到网元C的主用业务从S1光纤经B网元到网元C，网元C到网元A的业务经S2光纤经网元B到网元A（双向业务）。网元A与网元C的额外业务分别通过P1和P2光纤传送。网元A和网元C通过收主纤上的业务互通两网元之间的主用业务，通过收备纤上的业务互通两网之间的备用业务，见图2.6(a)。鳏鸕鐓铃爐缢钺鑑緩驟。当BC间光缆段光纤均被切断后，在故障两端的网元B、C的光纤S1和P1、S2和P2有一个环回功能见图2.6 (b)（故障端点的网元环回）。这时，网元A到网元C的主用业务沿S1光纤传到B网元处，在此B网元执行环回功能，将S1光纤上的网元A到网元C的主用业务环到P1光纤上传输，P1光纤上的额外业务被中断，经网元A、网元D穿通（其它网元执行穿通功能）传到网元C，在网元C处P1光纤上的业务环回到S1光纤上（故障端点的网元执行环回功能），网元C通过收主纤S1上的业务，接收到网元A到网元C的主用业务。祕閨鍵儕瓯鱧遠鋮鯛灑。网元C到网元A的业务先由网元C将其主用业务环到P2光纤上，P2光纤上的额外业务被中断，然后沿P2光纤经过网元D、网元A的穿通传到网元B，在网元B处执行环回功能将P2光纤上的网元C到网元A的主用业务环回到S2光纤上，再由S2光纤传回到网元A，由网元A下主纤S2上的业务。通过这种环回，穿通方式完成了业务的复用段保护，使网络自愈。陘輔銨澩礙紛赶錙类赢。尽管复用段环的保护倒换速度要慢于通道环，且倒换时要通过K1、K2字节的APS协议控制，使设备倒换时涉及的单板较多，容易出现故障，但由于双向复用段环最大的优点是网上业务容量大，业务分布越分散，网元节点数越多，它的容量也越大，信道利用率要大大高于通道环，所以双向复用段环得以普遍的应用。泻襠鐵補粤骄謗闥饽凿。双向复用段环主要用于业务分布较分散的网络，四纤环由于要求系统有较高的冗余度4纤，双ADM；成本较高，故用得并不多。钨紡釤閭綆硗诌顧癢糾。2.4.7 双纤双向复用段保护环双纤共享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