基于SDH光传输网的组网设计

1、摘 要由于网络迅速发展迫切需要快速增加传输带宽， SDH传输网可以较好的解决这个问题。SDH传输网相对于传统PDH网络存在无法比拟的优势，不仅可以应用在传统的电信领域，还可以使电信网络结构演变成为统一网络。通过对SDH技术理论的分析研究，讨论了SDH传输网组网中需要重点考虑的问题。设备选择华为设备OptiX 为网络站点的主要设备。关键词：传输网 ；同步数字系统；网元；网络保护；时钟同步AbstractAs the network is an urgent need for the rapid development of the rapid increase in transmission b

2、andwidth, SDH transmission network can be used to solve this problem. SDH transmission network to the traditional PDH network are incomparable advantages, Not only can be applied in the traditional telecommunications field, but also can enable the telecommunications network architecture evolved into

3、 a unified network. Based on SDH technology theory analysis, discussion of SDH Network needs to focus on the issue. Equipment Selection Huawei equipment OptiX for the main site network equipment.Key Words：Transport network ;Synchronous digitial hierarchy;network units ;Network protection ;Synchronou

4、s of clock引 言由于网络迅速发展迫切需要快速增加传输带宽， SDH传输网可以较好的解决这个问题。SDH传输网相对于传统PDH网络存在无法比拟的优势，不仅可以应用在传统的电信领域，还可以使电信网络结构演变成为统一网络。通过对SDH技术理论的分析研究，讨论了SDH传输网组网中需要重点考虑的问题。设备选择华为设备OptiX 2500+ 、OSN3500、OptixH（Metro1000）为网络站点的主要设备。数字同步传输网(SDH)是数字通信网中为数字通信设备提供同步参考信号,使业务网实现网同步的一个同步基准参考信号分配网络,它是现代通信网的三大支撑网之一。在通信网中,它对确保各种业务网及

5、其他支撑网的通信质量和运行效率,起着重要的作用。国内干线SDH基本建成近年来,数字网逐步向高速、智能化迈进,网内多种新技术、新业务不断出现。我国正在加快发展SDH,目前已完成了全国数字同步骨干网以及大部分C3以上省内数字同步网的建设工作。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。当今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光纤传输网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带，就好比一条不断扩张的能容纳大量车流的高速公路。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每一用户能随时随地的便捷的通信。1 SDH原理1.1 SDH

6、传输原理1.1.1 SDH信号STM-N的帧结构STM-N信号帧结构的安排应尽可能使支路低速信号在一帧内均匀地、有规律的排列。这样便于实现支路低速信号的分/插、复用和交换，说到底就为了方便的从高速SDH信号中直接上/下低速支路信号。鉴于此，ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8bit）为单位的矩形块状帧结构，如图1所示：9*270*N个字节RSOHAU-PTRMSOH9*N1349payload261*N5图1 STM-N 帧结构图从上图看出STM-N的信号是9行270N列的帧结构。此处的N与STM-N的N相一致，取值范围：1，4，16，64，表示此信号由N个STM-1信号通过字节间插复用

7、而成。由此可知，STM-1信号的帧结构是9行270列的块状帧，由上图看出，当N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号时，仅仅是将STM-1信号的列按字节间插复用，行数恒定为9行1- 4。我们知道，信号在线路上传输时是一个bit一个bit地进行传输的， STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式。SDH信号帧传输的原则是：帧结构中的字节（8bit）从左到右，从上到下一个字节一个字节（一个比特一个比特）的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。STM-N信号的帧频（也就是每秒传送的帧数）是多少呢？ITU-T规定对于任何级别的STM-N帧，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒

8、定的125s。这里需要注意到的是：帧周期的恒定是SDH信号的一大特点，任何级别的STM-N帧它的帧频都是8000帧/秒。由于帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性。从图1中看出，STM-N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。（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

9、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（低速信号）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、灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节。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还有一些管理功能。段开销又分为再生段开销

10、（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相应的段层进行监控。我们讲过段其实也相当于一条大的传输通道，RSOH和MSOH的作用也就是对这一条大的传输通道进行监控。简单的讲二者的区别在于监管的范围不同。举个简单的例子，若光纤上传输的是2.5G信号，那么，RSOH监控的是STM-16整体的传输性能，而MSOH则是监控STM-16信号中每一个STM-1的性能情况。再生段开销在STM-N帧中的位置是第一到第三行的第一到第9N列，共39N个字节；复用段开销在STM-N帧中的位置是第5到第9行的第一到第9N列，共59N个字节。与PDH信号的帧结构相比较，段开销丰富是SDH信号帧结构的一个重要的特点。(3

11、)管理单元指针（AU-PTR）管理单元指针位于STM-N帧中第4行的9N列，共9N个字节， SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号（例如2Mbit/s），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，以便收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负荷。1.1.2 SDH的复用结构和步骤SDH的复用包括两种情况：一种是低阶的SDH信号复用成高阶SDH信号；另一种是低速支路信号（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mb

12、it/s）复用成SDH信号STM-N。第一种情况复用主要通过字节间插复用方式来完成的，复用的个数是4合一，即4STM-1STM-4，4STM-4STM-16。在复用过程中保持帧频不变（8000帧/秒），这就意味着高一级的STM-N信号速率是低一级的STM-N信号速率的4倍。在进行字节间插复用过程中，各帧的信息净负荷和指针字节按原值进行间插复用，而段开销则会有些取舍。在复用成的STM-N帧中，SOH并不是所有低阶SDH帧中的段开销间插复用而成，而是舍弃了一些低阶帧中的段开销.第二种情况用得最多的就是将PDH信号复用进STM-N信号中去。传统的将低速信号复用成高速信号的方法有两种：比特塞入法（又叫

13、做码速调整法）这种方法利用固定位置的比特塞入指示来显示塞入的比特是否载有信号数据，允许被复用的净负荷有较大的频率差异（异步复用）。它的缺点是因为存在一个比特塞入和去塞入的过程（码速调整），而不能将支路信号直接接入高速复用信号或从高速信号中分出低速支路信号，也就是说不能直接从高速信号中上/下低速支路信号，要一级一级的进行。这种比特塞入法就是PDH的复用方式。固定位置映射法这种方法利用低速信号在高速信号中的相对固定的位置来携带低速同步信号，要求低速信号与高速信号同步，也就是说帧频相一致。它的特点在于可方便的从高速信号中直接上/下低速支路信号，但当高速信号和低速信号间出现频差和相差（不同步）时，要用

14、125s（8000帧/秒）缓存器来进行频率校正和相位对准，导致信号较大延时和滑动损伤。从上面看出这两种复用方式都有一些缺陷，比特塞入法无法直接从高速信号中上/下低速支路信号；固定位置映射法引入的信号时延过大。SDH网的兼容性要求SDH的复用方式既能满足异步复用（例如：将PDH信号复用进STM-N），又能满足同步复用（例如STM-1STM-4），而且能方便地由高速STM-N信号分/插出低速信号，同时不造成较大的信号时延和滑动损伤，这就要求SDH需采用自己独特的一套复用步骤和复用结构。在这种复用结构中，通过指针调整定位技术来取代125s缓存器用以校正支路信号频差和实现相位对准，各种业务信号复用进S

15、TM-N帧的过程都要经历映射（相当于信号打包）、定位（相当于指针调整）、复用（相当于字节间插复用）三个步骤。2. SDH传输设备的组网应用2.1 OSN3500OSN3500设备特性：OSN3500是STM-64 MSTP设备；子架尺寸：498（宽）X287（深）X700mm（高）；可装入300深ETSI机柜，2200mm机柜可装入两个子架；根据交叉板规格不同，分为配置I(40G容量）和配置II（80G容量），满足不同容量网络需求。业务槽位丰富，最多支持15个业务处理板槽位。支路业务上下能力强，有16个支路接口板槽位，单子架上下504个2M、32个E4、48个E3/DS3提供STM-1/4/1

16、6/64的群路速率。丰富的业务接口，E1/T1、E3/T3、E4、STM-1(E)、STM-1/4/16/64、FE、GE、ATM、SAN、内置WDM。支持扩展机框上下额外业务,与主机框通过电缆连接，降低成本OSN3500支持GXCSA、EXCSA、UXCSA、SXCSA四种交叉板。OSN3500开销总线特点：OSN3500：2-17；3-16；4-15；5-14；6-13；7-12；8-11互为对偶板位；OSN3500的板间通信如下图：图3 3500开销总线示意图2.2 Optix2500+图4 Optix系统整体介绍Optix提供96*96vc4的高阶交叉、32*32vc4的低阶交叉可接入

17、32E1接口的PD1板；63E1接口的PQ1板；32E1/T1接口的PM1板；63E1/T1接口的PQM板；3E3/T3接口的PL3板；12E3/T3接口的PQ3板；4 E4接口的PQ4板；4 E4/STM-1接口的SPQ4板。对于SDH单元系统可接入1路STM-16光接口板S16、1路STM-4光接口板：SL4、2路STM-4光接口板：SD4、4路STM-1光接口板：SQ1、1路STM-1光接口板：SL1、2路STM-1光接口板：SD1、2路STM-1电接口板：SDE、2路STM-1电接口板：SDE2、4路STM-1电接口板：SQE。Optix2500+配置特点：IU1IU3、IU10IU1

18、2因容量限制不能接入SD4、S16板；若IU4板位接入SD4板，则IU3板位不能接入任何板；若IU4板位接入S16板，则IU1IU3板位不能接入任何板；若IU9板位接入SD4板，则IU10板位不能接入任何板；若IU9板位接入S16板，则IU10IU12板位不能接入任何板；当IU4IU9插六块S16板时，IU1IU3以及IU10IU12不能再插入任何接口板，此时相当于小形DXC；最多能在IU1-IU4,IU9-IU12各接入1块PQ1板，因此单子 架最多能够上下638504个2M ；组成复用段环时，东西向光口所在的线路板位必须互为对偶板位。 组成复用段环ADM时，东西向光口在线路板上的光口序号必

19、须相同。3.设计总结本文以SDH原理为基础，主要以华为的SDH光传输设备OPTIX系列为例，用华为专用的T2000网管对本地组网要求的设备进行新建和基本业务配置。对所列的网络拓扑实现保护功能，使SDH的传输网络可以实现无人为情况下的自愈功能，保证了工作路由出现问题和故障后，可以通过备用路由实现通信，提高了网络的稳定与安全性。SDH的缺点及发展趋势：SDH网络的缺点在于频带利用率过低。SDH本身的可靠性能和有效性之间存在矛盾，可靠性增加，有效性就会降低，反之则可靠性能较低。通过指针对SDH的信息进行定位和控制、监控，实现起来比较繁琐，机理比较复杂。随着社会通信技术的发展，SDH技术已经不能满足现在的通信发展状况，于是新的技术应运而生，其中已经开始大量投入到国家干网应用的是密集型波分复用技术，据现在资料记载华为公司的设备可以达到单波40G，最大传输3200G；其次有一种叫PTN的技术还没有大面积使用，性能提高不大，但是该表了信息的处理方式，以数据通信处理信息的形式打包信息，提高了机理的易于性。参考文献1 傅海阳.SDH数字微波传输系统.北京:人民邮电出版社，1998，:23-33.2邓忠礼.数字传输系统测试.北京：人民邮电出版社，1993:14-2