XX市SDH传输网规划(优化)设计

XX大学网络教育学院毕业设计论文题目：XX市SDH传输网规划设计入学年月：所学专业：学员证号：学员姓名：工作单位：指导教师：总站/学习中心：完成时间：目录一、同步数字体系(SDH)的基本原理....................................31、SDH的基本概念..................................................32、SDH的帧结构....................................................53、SDH的复用映射结构..............................................74、SDH的传输网及网络单元..........................................8二、XX市SDH传输网络现状....................................91、网络结构，交换局数量及位置，传输设备类型及容量..................92、存在的问题及扩大SDH网的必要性.................................10三、XX市SDH传输网络结构设计方案.............................111、网络拓扑结构的设计...............................................112、设备选型.........................................................113、局间中继电路分配................................................114、局间中继距离的计算..............................................12四、SDH网络保护方式的设计.........................................141、SDH网络保护的基本原理..........................................142、XX市SDH网网络保护方式的选择..............................18五、SDH网同步的设计...............................................181、网同步的基本概念.................................................182、XX市SDH网同步的设计.....................................20六、方案论证、评估...................................................20一、同步数字体系(SDH)的基本原理1、SDH的基本概念（1）什么是SDH传输网SDH（SynchronousDigitalHierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。SDH不仅适合于点对点传输，而且适合于多点之间的网络传输。（2）SDH传输网的特点SDH技术同传统的PDH技术相比，有下面几个明显的优点：a:统一的比特率：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。b: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。c: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。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,SDH技术也有一下的缺点a: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。b: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。c: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。2、SDH的帧结构SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。图给出SDH帧一个STMN帧有9行，每行由270×N个字节组成。这样每帧共有9×270×N个字节，每字节为8bit。帧周期为125μs，即每秒传输8000帧。对于STM1而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520Mb/s。字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。如图1.1标示了SDH的帧结构：图1.1SDH帧大体可分为三个部分：（1）信息净负荷（payload）是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种用户信息码块的地方。信息净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物就是经过打包的低速信号——待运输的货物。为了实时监测货物（打包的低速信号）在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中加入了监控开销字节——通道开销（POH）字节。POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在STM-N这辆货车上在SDH网中传送，它负责对打包的货物（低阶通道）进行通道性能监视、管理和控制。（2）段开销（SOH）：是为了保证信息净负荷正常传送所必须附加的网络运行、管理和维护的字节。例如段开销可进行对STM-N这辆运货车中的所有货物在运输中是否有损坏进行监控，而通道开销（POH）的作用是当车上有货物损坏时，通过它来判定具体是哪一件货物出现损坏。也就是说SOH完成对货物整体的监控，POH是完成对某一件特定的货物进行监控，当然，SOH和POH还有一些其他管理功能。（3）管理单元指针（AU-PTR）：管理单元指针位于STM-N帧中第4行的9×N列，共9×N个字节，AU-PTR起什么作用呢？我们讲过SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号（例如2Mbit/s），为什么会这样呢？这是因为低速支路信号在高速SDH信号帧中的位置有预见性，也就是有规律性。预见性的实现就在于SDH帧结构中指针开销字节功能。AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置的指示符，以便接收端能根据这个位置指示符的值（指针值）准确分离信息净负荷。其实指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR（支路单元指针），TU-PTR的作用类似于AU-PTR，只不过所指示的信息负荷更小一些而已。各种信号装入SDH帧结构的净负荷区需经过三个步骤：映射、定位、复用。3、SDH的复用映射结构（1）SDH复用的特点:PDH的复用为逐级复用，称为线路复用。需使用大量的硬件配置，灵活性差。而SDH系统则是低阶通道层信号适配进高阶通道层，高阶通道层信号适配进复用段层。SDH采用同步复用、映射、指针处理的新概念，增加了数据处理的灵活性。SDH可以将目前PDH绝大多数的标准速率装入SDH帧结构内的信息净负荷区，也可是ATM信源或其他新业务信号。（2）SDH的一般复用映射结构：SDH的一般复用结构如图1.2所示，它是由一些基本复用单元组成的有若干中间复用步骤的复用结构，各种业务信号复用进STM—N帧的过程都要经历映射，定位和复用三个步骤。139.264Mb/s2.048Mb/sC-4VC-4AU-4STM-NC-3VC-3TU-3VC-2TU-2VC-12TU-12C-12AUGTUG-3TUG-2×3×7×3×1×N×1×1映射定位复用指针处理图1.2（3）映射结构的分类：SDH主要分为异步，比特同步和字节同步三种方法。a：异步映射：是一种对映射信号结构无任何限制（信号有无帧结构均可），也无需其与网同步，仅使用正码速调整或正/零/负码速调整将信号适配装入VC的映射方法。b:比特同步映射是一种对映射信号结构无任何限制，但要求其与网同步，从而无需码速调整即可使信号适配装入VC的映射方法。c：字节同步映射：是一种要求映射信号具有块状帧结构，并与网同步，无需任何速率调整可使信号适配装入VC内规定位置的映射方法。4、SDH的传输网及网络单元（1）SDH传输网的基本网络结构SDH网主要由终端复用器TM、分插复用设备ADM、数字交叉连接设备DXC等网络单元以及连接它们的(光纤)物理链路构成。图1.3标示出SDH传输网各基本网元的拓扑结构，SDH终端的主要功能是复接/分接和提供业务适配，例如将多路E1信号复接成STM1信号及完成其逆过程，或者实现与非SDH网络业务的适配。ADM是一种特殊的复用器，它利用分接功能将输入信号所承载的信息分成两部分：一部分直接转发，另一部分卸下给本地用户。然后信息又通过复接功能将转发部分和本地上送的部分合成输出。DXC类似于交换机，它一般有多个输入和多个输出，通过适当配置可提供不同的端到端连接。图1.3（2）SDH网络的基本拓扑结构：在SDH网络中，通常采用链形，星形，树形，环形和网孔形等结构，如图1.4所示。图1.4二、XX市SDH传输网络现状1、网络结构，交换局数量及位置，传输设备类型及容量XX市SDH传输网络结构如图2.1所示，共有综合楼，二枢纽，残联，热源厂，新程控楼，报社等六个汇聚交换机房，汇聚机房采用华为OSN3500设备，容量为10G，接入层机房采用华为Metro1000设备，容量为155M。图2.12、存在的问题及扩大SDH网的必要性主要存在问题如下：（a）网络成环率不足，多数组网结构为链形结构，一旦发生光缆阻断，极易导致传输中断，基站退服，存在严重的网络安全隐患。（b）部分链路网元过多或业务承载较多，原有的155M容量不足以支撑全网业务，制约了部分网元的接入及新业务的开通。因此对于XX市SDH传输网的规划改造势在必行。三、XX市SDH传输网络结构设计方案1、网络拓扑结构的设计：网络拓扑结构主要采用环形拓扑，部分接入网元采用链形结构。拟在原有网络结构的基础上新敷设新程控楼—锡温宾馆和石灰厂—残联两段光缆线路，如图3.1所示。同时对原有的电路利用率较大的155M环路或链路进行扩容，升级为622M。图3.1同时将无委会机房升级为汇聚机房，新增华为OSN3500设备，同时新敷设无委会—二枢纽汇聚光缆一条，实现汇聚机房成环优化，具体如图3.2所示。图3.2再敷设奶牛场—电力宾馆接入层光缆一条，实现两条链路的成环改造。2、设备选型通过综合考虑XX市原