SDH传输网设计方案

重庆xxx大学经济管理学院-2-哈尔滨市本地SDH传输网设计方案一概述SDH一、SDH传输体制的产生SDH是同步数字体系(SynchronousDigitalHierarchy)的缩写，根据ITU-T的建议定义，它为不同速度的数字信号的传输提供相应等级的信息结构，包括覆用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。SDH是一种新的数字传输体制。它将称为电信传输体制的一次革命。——我们可将信息高速公路同目前交通上用的高速公路做一个类比：公路将是SDH传输系统(主要采用光纤作为传输媒介，还可采用微波及卫星来传输SDH)信号，立交桥将是大型ATM交换机SDH系列中的上下话量复用器(ADM)就是一些小的立交桥或叉路口，而在“SDH高速公路”上跑的“车”，就将是各种电信业务(语音、图像、数据等)。图1-1SDH网络现状二、SDH(SynchronousDigitalHierarchy)特点SDH技术同传统的PDH技术相比，有下面几个明显的优点：1、统一的比特率：重庆xxx大学经济管理学院-3-在PDH中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。而SDH中实现了统一的比特率。此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。2、极强的网管能力：在SDH帧结构中规定了丰富的网管字节，可提供满足各种要求的能力。3、自愈保护环：在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。4、SDH技术中采用的字节复接技术：若把SDH技术与PDH技术的主要区别用铁路运输类比一下的话，PDH技术如同散装列车，各种货物(业务)堆在车厢内，若想把某一包特定货物(某一项传输业务)在某一站取下，即需把车上的所有货物先全部卸下，找到你所需要的货物，然后再把剩下的货物及该站新装货物一一堆到车上，运走。因此，PDH技术在凡是需上下电路的地方都需要配备大量各次群的复接设备。而SDH技术就好比集装箱列车，各种货物(业务)贴上标签(各种开销：Overhead)后装入集装箱。然后小箱子装入大箱子，一级套一级，这样通过各级标签，就可以在高速行驶的列车上准确地将某一包货物取下，而不需将整个列车“翻箱倒柜”(通过标签可准确地知道某一包货物在第几车厢及第几级箱子内)，因此，只有在SDH中，才可以实现简单地上下电路。2、SDH的缺陷所在凡事有利就有弊，SDH的这些优点是以牺牲其他方面为代价的。1.频带利用率低我们知道有效性和可靠性是一对矛盾，增加了有效性必将降低可靠性，增加可靠性也会相应的使有效性降低。例如，收音机的选择性增加，可选的电台就增多，这样就提高了选择性。但是由于这时通频带相应的会变窄，必然会使音质下降，也就是可靠性下降。相应的，SDH的一个很大的优势是系统的可靠性大大的增强了（运行维护的自动化程度高），这是由于在SDH的信号－－STM-N帧中加入了大量的用于OAM功能的开销字节，这样必然会使在传输同样多有效信息的情况下，PDH信号所占用的频带（传输速率）要比SDH信号所占用的频带（传输速率）窄，即PDH信号所用的速率低。例如：SDH的STM-1信号可复用进63个2Mbit/s或3个34Mbit/s（相当于48×2Mbit/s）或1个140Mbit/s（相当于64×重庆xxx大学经济管理学院-4-2Mbit/s）的PDH信号。只有当PDH信号是以140Mbit/s的信号复用进STM-1信号的帧时，STM-1信号才能容纳64×2Mbit/s的信息量，但此时它的信号速率是155Mbit/s，速率要高于PDH同样信息容量的E4信号（140Mbit/s），也就是说STM-1所占用的传输频带要大于PDHE4信号的传输频带（二者的信息容量是一样的）。2.指针调整机理复杂SDH体制可从高速信号（例如STM-1）中直接下低速信号（例如2Mbit/s），省去了多级复用/解复用过程。而这种功能的实现是通过指针机理来完成的，指针的作用就是时刻指示低速信号的位置，以便在“拆包”时能正确地拆分出所需的低速信号，保证了SDH从高速信号中直接下低速信号的功能的实现。可以说指针是SDH的一大特色。但是指针功能的实现增加了系统的复杂性。最重要的是使系统产生SDH的一种特有抖动－－由指针调整引起的结合抖动。这种抖动多发于网络边界处（SDH/PDH），其频率低、幅度大，会导致低速信号在拆出后性能劣化，这种抖动的滤除会相当困难。3.软件的大量使用对系统安全性的影响SDH的一大特点是OAM的自动化程度高，这也意味着软件在系统中占用相当大的比重，这就使系统很容易受到计算机病毒的侵害，特别是在计算机病毒无处不在的今天。另外，在网络层上人为的错误操作、软件故障，对系统的影响也是致命的。这样，系统的安全性就成了很重要的一个方面。SDH体制是一种在发展中不断成熟的体制，尽管还有这样那样的缺陷，但它已在传输网的发展中，显露出了强大的生命力，传输网从PDH过渡到SDH是一个不争的事实。因此，可以肯定地说，即将实现的信息高速公路将基本上由SDH设备构成，只有同高速公路(SDH)相连的支路、叉路将仍保留部分PDH设备。传统的数字通信制式是异步(或称准同步)数字系列(PDH)。所谓异步是指各级比特率相对其标称值有一个规定容限的偏差,而且是不同源的。在数字通信发展初期,异步数字系列起到很大作用,使数字复用设备能先于数字交换设备得到开发。但在数字网技术迅速发展的今天,这种基于点对点的体制正暴露出一些固有的弱点。SDH的问世之所以被称为是通信传输体制上的重大变革,皆因其具有许多PDH所不及的优点。第二章SDH本地传输网络规划重庆xxx大学经济管理学院-5-传输网络作为各综合业务网的承载平台，其网络规划的好坏直接影响到各种业务的发展。同步数字体系（SDH）网络规划是指在原有传输网络的基础上，以满足预期的传输电路需求为目的，综合考虑网络的可靠性、可持续发展能力及工程成本等因素，对传输网络的未来建设作出一个合理的安排和估计。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。网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。1、本地传输网的规划1.1对传输网现状的分析首先应对本地传输网的现状及存在的问题作一具体、全面的分析，并根据网络的现状，给出网络的物理路由图和组织逻辑图。1.2确定传输需求的总业务量1.2.1业务预测业务预测包括基础资料的收集和信息资源的充分利用、预测基础量和派生量的选择确定、预测结果所处范围合理性的审定及预测结果的修正等几个方面。由于业务预测是整个规划的定量数据和定性发展的基础和依据，因此这种预测的准确程度将直接影响规划的可行性，所以说业务预测在网络规划中是非常重要的一步。特别是现在竞争加剧，建设资金紧缺，为合理有效地利用宝贵的资源，企业不仅要能够对情况变化作出快速的反应，而且对未来发展要有比较准确的预见。1.2.2将业务量需求变换为传输网的电路需求除统计各种业务网的传输电路需求外，还应附加足够的余量，以确保未来例如宽带的应用、综合业务的发展等电路需求，以此作为整个传输网规划的定量的基础。1.3根据传输需求确定网络组织的初步方案组织方案应继承现有的网络，并以本地目标网结构为基础，综合考虑网络的可靠性、网络的平滑发展及建设成本等因素，结合撤点并网、网络优化和接入网的建设通盘来进行规划，确定SDH传输网的网络组织方案，包括网络的分层、组网方式和环的线速率等，并建立逻辑组织图和物理路由图。1.3.1网络的分层作为传输网的目标网，沿垂直方向一般分为骨干层和汇聚层两个层面，以与汇接局和端局两级相对应；对于覆盖面积大，潜在用户较多的本地网，可考虑分重庆xxx大学经济管理学院-6-为骨干层、汇聚层和边缘层3个层面。对于移动、联通等以集中型业务为主的运营商，在经济不太发达的地级市，网络的传输容量需求不大，还没有组成真正的骨干层，可先分为汇聚层和边缘层两个层面，等网络容量扩大后，再划分为骨干层、汇聚层和边缘层3个层面。1.3.2网络的组网方式根据本地网传输距离短等特点，为保证网络安全可靠，网络拓扑应以分插复用器（ADM）设备组成自愈环为主，辅以少量的线形、星形结构。自愈环之间的交叉点应尽量采用2个衔接点。1.3.2.1SDH自愈环自愈网是指无需人为干预、能够在短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务的网络。其保护类型有：线路倒换保护、环形网保护和数字交叉连接（DXC）恢复保护。线路保护方式适用于两点间有较大业务量的场合；环形网保护的适用范围十分广泛，从国家级干线网到接入网都可大量采用；DXC恢复保护适用于业务量高度集中的长途网。自愈环有两种最常用的形式：二纤单向通道环和二纤双向复用段保护环。两者的适应面是不同的，可从以下几方面作比较：换环中最简单的，由于不涉及自动保护倒换（APS）的协议处理过程，因而业务倒换时间最（1）业务容量（仅考虑主用业务）。二纤单向通道保护环的最大业务容量是STM-N；二纤双向复用段保护环的业务容量为M／2×STM-N（M是环上的节点数）。（2）复杂性。二纤单向通道保护环无论从控制协议，还是操作上来说，都是各种倒短。二纤双向复用段保护环的控制逻辑则是各种倒换环中最复杂的。（3）兼容性。二纤单向通道保护环仅使用已经完全规定好了的通道告警指示信号（AIS）来决定是否需要倒换，与现行SDH标准完全相容，因而也容易满足多厂家产品的兼容性要求。另外，对于四纤双向复用段保护环，由于所需的设备和光纤是二纤复用环的2倍，因此成本也大约是二纤复用环的2倍。尽管其容量是二纤复用环的1.5-1.9倍，且支持跨段保护，有很强的生存性，但只有容量较大且为均匀型业务时，才是最经济的。自愈环的选择应该从网络的业务量分布、保护／恢复时间、工程初始成本、升级或增加节点的灵活性、易于操作运行和维护等方面综合考虑。对于联通、移动等运营商的传输网络，由于多为集中型业务（业务量分布主要集中在交换中心），各种环的容量是相同的，因此，二纤通道倒换环是最经济的。但对于重庆xxx大学经济管理学院-7-2.5Gbit/s以上速率的系统，从网络的平滑发展等方面考虑，建议采用二纤复用段保护环。1.3.2.2环的线速率自愈环的线速率目前有155、622Mbit/s、2.5和1OGbit/s等几种。以目前设备容量费用比来说，2.5Gbit/s的设备是最高的，从经济性和网络的可持续发展的角度看，2.5Gbit/s设备是最合算的，可以适当超前采用2.5Gbit/s环。至于10Gbit/s设备，目前虽然已进入成熟和商业化阶段，但价格较贵，只宜在较大城市的核心层上应用。1.3.2.3自愈环上合理的节点数量对于二纤通道保护环，节点数量不超过16个，从方便电路调配来考虑，8-10个为宜；对于二纤复用段保护环，线速率在STM-4时，以3～6个节点为宜；STM-16系统以4-8个节点为宜。1.4分配业务流量在对业务流量进行分配计算时，一般遵循最短路由和负荷分担的原则。在组织双向环时，应同时考虑各环路的容量的平衡性，以便于网络的电路调度和扩容。如果所组织的网络不能满足分摊到线路段上的业务量，则需对原组织的网络进行多次调整。1.5进行网络的冗余度和生存性计算冗余度是指系统提供的供出现故障情况时调动使用的容量与总容量之比。生存性是指系统保护和恢复的能力。业务恢复时间和业务恢复的范围是度量生存性的最重要的指标。对于大城市，一般全网冗余度取在50%以上，一般城市取30%以上较合适。本地网SDH骨干层建成后，生存性应达到100%，第2层到第3层则可适当降低。对大城市本地网，建议全网总的生存性应在70%以上；中小城市本地网应在50%以上为宜。此外，对于汇接局、移动局、ATM骨干节点和IP骨干节点等，无论采用何种网络拓扑结构，都应保证有两个不同的物理路由。1.6进行设备配置应根据网络结构、光缆情况、业务流量需求和分布特点，并综合考虑现有的传输设备，选择合适的保护方式和系统容量，对各环