SDH传输网络结构

——孟祥龙SDH传送网结构一、网络结构元件二、传送网的分层与分割三、光传送网的分层四、SDH网络的物理拓扑SDH传送网结构网络结构元件：描述传送网结构的基本元件，通过它能以少量的结构元件和抽象的方式来描述网络的功能。网络结构元件按其执行的功能划分为：1、拓扑元件2、传送实体3、传送处理4、参考点网络结构元件拓扑元件：以同类型参考点之间的拓扑关系来描述传送网的一种结构元件，分为三类：1、层网络2、子网络3、链路拓扑元件子网络（sub-network）：子网络是为了实行选路由和管理的目的，而对层网络进行功能分割后所产生的子集，它由一组相同类型的连接点（CP）规定。链路（Link）：链路代表了一对子网络之间的拓扑关系，即用来描述两个子网络之间选择路由的固定关系，链路不能再分割。层网络（Layernetwork）：层网络又称传送层网络，是拓扑元件的一种，泛指能将一组相同类型的接入点连在一起、传送信息的逻辑实体。传送实体：泛指能将信息透明地从一个点传送到另一个点的功能手段。信息从传送实体的输入端进入，并从输出端输出，除了传输质量可能遭受恶化外，信息本身是不变化的。按照传递信息的完整性是否受到监视来区分，基本传送实体可分为“连接”和“路径”。连接虽可以在CP之间透明地传送信息，但信息完整性是不受监视的。按照其隶属的拓扑关系，连接还可以进一步细分为网络连接、子网络连接和链路连接。传送实体网络连接（NC）：跨越网络的连接称为网络连接。它可以透明地在层网络上进行端到端的信息传送，由网络边界上的CP定界。网络连接由子网络和链路连接级联而成的，并可以看作是这个复杂实体的抽象代表。子网络连接（SNC）：跨越子网络的连接称为子网络连接。它可以透明地在子网络上进行信息传递，由子网络边界的CP定界。子网络连接可以由更小的子网络连接和链路连接级联而成，并可看作是这个复杂实体的抽象代表。最小的子网络连接是网元NE的连接。链路连接（LC）：跨越链路的连接称为链路连接。它由近端适配功能、路径功能和远端适配功能形成。LC可以将信息透明地在两个子网络间的链路上传递，由链路与子网络边界上的CP界定，并代表了这些CP对之间的联系。路径（Trail）：路径是服务层网络中的传送实体，负责服务层接入点之间一个或多个顾主层网络的特征信息的完整传递。路径由近端路径终端功能、网络连接功能和远端路径终端功能结合而成。处于电路层网络的路径称为电路；处于通道层网络的路径称为通道；处于段层网络的路径称为段。传送处理功能：在描述层网络结构时需要用适配功能和路径终端功能这两个传送处理功能。传送处理功能适配功能：适配功能的作用就是将某一层网络上的特征信息进行适配处理，以便适于在服务层网络上传送。常用的适配功能有复用、编码、速率变换，VC的组合和分解，以及模数转换等。路径终端功能：路径终端功能产生层网络上的特征信息并确保其完整性。它又可以分为路径终端源（Source）和路径终端宿（Sink）。路径终端源接收经适配的顾主层网络的特征信息，再加上路径开销并分配给同一层网络的相关网络连接。路径终端宿终结路径，提取路径开销信息，检查其有效性，并将经适配的顾主层网络的特征信息传送给适配功能。参考点：层网络上的参考点，即传送处理功能或传送实体的输入与另一个输出结合的点。主要分为连接点（CP），终端连接点（TCP）和接入点（AP）。参考点连接点（CP）：连接点就是一种连接类型的输出与另一种的输入相结合的点，特征信息流过连接点。连接点的基本功能是连接功能。对于电路层，CP位于交换机；对于通道层，CP位于DXC；对于传输媒质层，则CP位于中继设备。终端连接点（TCP）：在路径终端源功能输出与网络连接输入结合的地方，以及网络连接输出与路径终端宿功能输入结合的地方将形成单向TCP，当两者结合一起时就成为双向TCP。接入点（AP）：在适配源功能的输出与路径终端源功能的输入相结合的地方，或者路径终端宿功能的输出与适配宿功能的输入相结合的地方将形成接入点（AP）。AP是相邻层网络使用或提供传送服务的交接点，处于层网络的边界处。AP的主要功能是适配功能。对于电路层，AP位于网络终端设备；对于通道层，AP位于复用设备；对于传输媒质层，AP位于线路终端设备。分层：传送网可从垂直方向分解为三个独立的层网络，即：电路层、通道层和传输媒质层。传送网的分层与分割分割：每一层网络在水平方向又可以按照该层内部结构分割为若干分离的部分，组成适于网络管理的基本骨架。传送网的分层模型从上至下依次为：1、电路层网络2、通道层网络3、传输媒质层网络SDH传送网分层模型电路层网络：电路层网络直接为用户提供通信业务，诸如电路交换业务、分组交换业务和租用线路业务等。按照提供业务不同，可以区分不同的电路层网络。电路层网络与相邻的通道层网络是相互独立的。电路层网络的主要设备是交换机和用于租用线路业务的交叉连接设备。电路层网络的端到端电路连接一般由交换机建立。通道层网络：通道层网络支撑（Suport）一个或多个电路层网络，为电路层网络节点（如交换机）提供透明的通道（即多条电路）。VC-12可以看作电路层网络节点间通道的基本传送单位，VC-3/VC-4可以作为局间通道的基本传送单位。通道的建立由交叉连接设备（DXC）负责，可以提供较长的保持时间。通道层网络进一步划分为高阶通道层（VC-3/4）和低阶通道层（VC-12和VC-2），SDH网的一个重要特点是能够对通道层网络的连接进行管理和控制，因此网络应用十分灵活和方便。通道层网络与其相邻的传输媒质层网络是相互独立的。但它可以将各种电路层业务信号映射进复用段层所要求的格式内。通道层网络的主要设备是DXC。传输媒质层网络：传输媒质层网络与传输媒质（光缆或微波）有关，它支撑一个或多个通道层网络，为通道层网络节点（例如DXC）间提供合适的通道容量，STM-N是传输媒质层网络的标准等级容量。传输媒质层网络的主要设备为此线路传输系统。传输媒质层网络进一步划分为段层网络和物理媒质层网络（简称物理层）。段层网络涉及为提供通道层两个节点间信息传递的所有功能，物理层涉及具体的支持段层网络的传输媒质，如光缆和微波。在SDH网中，段层网络还可以细分为复用段层网络和中继段层网络。复用段层网络为通道层提供同步和复用功能并完成复用段开销的处理和传递。中继段涉及中继设备之间或中继设备与复用段终端设备之间的信息传递，诸如定帧、扰码、中继段误码监视以及中继段开销的处理和传递。物理层网络主要完成光电脉冲形式的比特传送任务，与开销无关。传送层分层后，每一层网络仍然很复杂。为了管理上的方便，在分层的基础上，再对每一层网络划分为若干分离的部分，组成网络管理的基本骨架。采用分割的概念可以将任一层网络进行递归分解，直到披露所要看到的细节为止，所能看到的最小细节恰好就是NE内实现交叉连接矩阵的设备。层网络的分割2、网络连接的分割：网络连接=TCP+子网络连接+链路连接+TCP1、子网络的分割：子网络=较小的子网络+链路+拓扑3、子网络连接的分割：子网络连接=CP+较小的子网络连接+链路连接+CP链路连接和分层：当网络连接已经被完全分解成基本的链路连接和子网络连接时，每一链路连接可以看作是抽象的传送实体，由采用分层概念的适配功能和路径功能组成。按照分层的概念，光传送网的开销和传送功能也是分层的，即不同层的网络有不同的开销和传送功能。光传送网络的分层例如中继段有中继段开销（RSOH），通道层有通道层的开销（POH）。各层之间存在等级关系，按功能可以在垂直方向有序地排列，每一层都需要全部低层的服务来执行本层的功能。不同实体的光接口可以通过对等层进行水平方向的通信。由于对等层间并无实际传输媒质相连，故其间通信实际是通过下一层提供的服务及其同层间通信来实现的。如此类推直至最低层，其同层通信直接通过物理媒质上的实际通信来实现。光传送网络的分层中继段终端（RST）产生和终结RSOH；复用段终端（MST）产生和终结MSOH；通道终端（PT）完成对净负荷的复用和解复用以及通道开消的处理。1、分插复用器（ADM）：分插复用器是最能体现SDH优势的网元之一。由于ADM在传输网中灵活的上/下电路功能，他不仅可用于点到点传输，而且可以经济方便地用于链型网和环形网，所以它是SDH网络中最常用的设备。两种SDH设备2、数字交叉连接设备（DXC）：数字交叉连接设备具有复用、解复用、交叉连接、业务调度机传输的功能，但主要功能是完成STM-N信号的交叉连接。与ADM相比，DXC具有多对高速率输入/输出STM-N线路信号端口，同时有较强的交叉连接能力。可以根据端口速率和交叉连接速率的不同对DXC进行分类，通常用DXCX/Y表示。X：接入端口数据流的最高等级；Y：参与交叉连接的最低级别；X、Y=0、1、2、3、4；其中0：64kbit/s电路速率；1、2、3：PDH体制的1、2、3次群速；4：PDH体制的4次群速率，和SDH的STM-1速率等级。我国目前采用的数字交叉连接设备主要为：DXC4/4、DXC4/1、DXC1/0网络拓扑，即网络节点和传输线路的几何排列，反映了物理连接或物理拓扑。点到点拓扑是最简单的通信形式，早期的SDH系统将基于这种物理拓扑。除了最简单的情况以外，网络的基本物理拓扑有五种类型。SDH网络的物理拓扑将通信网的所有站点串联起来，并使首末两个点开放，就形成了线形拓扑。在这种拓扑结构中，要使两个非相邻点之间完成连接，其间的所有点都必须完成连接功能。这是SDH早期应用的比较经济的网络拓扑形式，首末两端使用终端复用器(TM)，中间各点使用分插复用器(ADM)。线形当通信网的所有点中有一个特殊的点与其余点以辐射的形式直接相连，而其余点之间相互不能直接相连时，就形成了星形拓扑，又称枢纽形拓扑。在这种拓扑结构中，除了特殊点外的任意两点间的连接都是通过特殊点进行的，特殊点为经过的信息流进行路由选择并完成连接功能。这种网络拓扑可以将特殊点(枢纽站)的多个光纤终端综合成一个，具有灵活的带宽管理，能节省投资和运营成本，但是在特殊点存在失效问题和瓶颈问题。星形将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点就形成树形拓扑。树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。这种拓扑结构在特殊点也存在瓶颈问题和光功率预算限制问题，特别适用于广播式业务，但不适用于提供双向通信业务。树形将通信网的所有站点串联起来首尾相连，而且没有任何点开放，就形成了环形网。将线形结构的两个首尾开放点相连就变成了环形网。在环形网中，要完成两个非相邻点之间的连接，这两点之间的所有点都必须完成连接功能。环形网的最大优点是具有很高的网络生存性，因而在SDH网中受到特别的重视。环形通信网的许多点直接互连时就形成了网孔形拓扑。如果所有的点都直接互连时就称为理想的网孔形。在非理想的网孔形中，没有直接相连的两个点之间需要经由其它点的转接功能才能实现连接。网孔形的优点是不存在如星形拓扑那样的瓶颈问题和失效问题，两点间有多种路由可选；缺点是结构复杂、成本较高。网孔形我国的SDH网络结构可分为四个层面：最高层面为长途一级干线网。主要省会城市及业务量较大的汇接节点城市（例如徐州等）装有DXC4/4，其间由高速光纤链路组成。形成了一个大容量、高可靠的网孔形国家骨干网结构，并辅以少量线形网。由于DXC4/4也具有PDH体系的140Mb/s接口，因而原有PHD的140Mb/s和565Mb/s系统也能纳入由DXC4/4统一管理的长途一级干线网中。我国SDH网络结构第二层面为二级干线网。主要汇接节点装有DXC4/4或DXC4/1。形成省内网状或环形骨干网结构，并辅以少量线性网结构。由于DXC4/1有2Mb/s、34Mb/s或140Mb/s接口，因而原来PHD系统也能纳入统一管理的二级干线网，并具有灵活调度电路的能力。第三层面为中继网（即长途端局与市话局之间以及市话局之间的部分）。可以按区域划分为若干个环由ADM组成速率为STM-4/STM-16的自愈环。也可以是路由备用方式的两节点环。这些环具有很高的生存性，又具有业务量疏导功能。环形网主要是复用段转换环方式，