SDH传输网的应用规划与网络设计毕业设计.docx

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SDH传输网的应用规划与网络设计毕业设计

四川理工学院毕业设计（论文）

SDH传输网的应用规划与网络设计

摘要

本文介绍同步数字体系（SDHSynchronousDigitalHierarchy）与多业务传送平台（MultiServiceTransportPlatform，MSTP）的相应技术。

针对X市本地光纤传输网的现状与日益增长的数据业务需求进行SDH的设计，制定网络建设目标与要求。

根据数据业务量进行路由的设置、核心节点与设备的选取以及网络的保护等的设计，实现了一种基于城域网SDH技术的综合多业务传送平台。

关键词：

同步数字体系；多业务传送平台；城域光传输网

Abstract

ThispaperintroducedrelevanttechnologiesofSynchronousDigitalHierarchy（SDH）andMultiServiceTransportPlatform（MSTP）.AimingatthestateofopticalfibertransmissionnetworkinXcityandincreasingdemandfordataservices,theSDHwasdesignedandthegoalandrequestofnetworkconstructionwassetup.Accordingtotheamountofdataservices,somedesigns,suchasthesetofroutes,theselectionofcorenodesandthedevicesandtheprotectionofnetwork,wererealized,andthemultiservicetransportplatformbasedonmetropolitanareanetwork（MAN）SDHtechnologieswasachieved.

Keywords:

SynchronousDigitalHierarchy（SDH）;MultiServiceTransportPlatform（MSTP）;MetropolitanAreaOpticalNetwork

第一章绪论

1.1课题研究的背景

SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像和视频等。

加之数字通信和计算机技术的发展，在70至80年代，陆续出现了T1（DS1）／E1载波系统（1.544／2.048Mbps）、X.25帧中继、ISDN（综合业务数字网）和FDDI（光纤分布式数据接口）等多种网络技术。

随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。

SDH就是在这种背景下发展起来的。

在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。

SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展,而产生了用户与核心网之间的接入"瓶颈"的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。

SDH技术自从90年代引入以来，至今已经是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用，且价格越来越低，在接入网中应用可以将SDH技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益[1]。

1.2课题研究的主要目的和内容

本文研究的主要目的是对基于SDH的多业务平台在城域光传输网络中的应用与发展。

主要介绍了SDH的概念、结构、传输设备和网络应用以及对基于SDH的MSTP平台，最后以X市本地SDH传输网络设计规划为实际例子简单介绍了其在实际中的应用与发展。

第二章SDH技术概论

2.1SDH的概念

SDH全称叫做同步数字传输体制，是一种传输的体制（协议），就像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。

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，就好比一条不断扩展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的每一个用户随时随地便捷地通信。

目前传统的PDH传输网，由于其复用方式不能满足信号大容量传输要求，而且PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，由此看出在通信网向大容量、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[3]。

2.2SDH的主要特点

1.统一的网络节点接口

不同的网络节点接口（NNI），具有不同的功能，其中简单节点仅具有复用功能，而复杂节点还具有终结、交叉连接、复用和交换等功能。

所谓网络节点接口是指传输设备和网络节点的接口，为了使含PDH支路信息的SDH网元之间能互通，因而有必要就其各网络节点接口上，对信号的速率等级、帧结构、复接方式、线路接口、监控管理等都进行统一的规范，以此使SDH实现多厂家环境下的操作，体现出其具有横向兼容性。

2.全面的兼容能力

虽然，北美、日本和欧洲现存在相互独立的三大数字系列，但就以1.544Mbit/s和2.048Mbit/s为基群的各大系列数字信号均可以装入相应的“容器”，然后被复接到155.520Mbit/sSDH的STM-1信息帧结构中的净负荷区内，从而顺利完成由PDH向SDH的过渡，使其具有后向兼容性，同时155.520Mbit/s和622.080Mbit/s信号又和异步转移模式（ATM）的用户环路信元的速率相一致，使其具有宽带业务的支撑能力，即具有前向兼容性。

3.灵活的上、下话路技术和动态组网技术

由于SDH的帧结构采用矩形块状结构，使低速的支路在帧中有规律地、均匀地分布，这样利用软件控制从高速信号中一次直接分插出低速信号，而又不影响其他支路信号，同时也简化了操作，避免对高速复用信号进行解复用的过程，省去了一系列背靠背的复用设备，使上下电路快速、准确地实现。

SDH同步和灵活的复用方式也大大地简化了数字交叉连接（DXC）功能的实现过程。

DXC的引入增强了网络的自愈功能[2]。

可以根据用户的需求进行动态组网，便于新业务的引入。

4.充分的开销比特

在SDH帧结构中，拥有丰富的开销比特，可以用来传输大量的网管信息，使得网络的操作管理与维护能力大大加强。

此外，由于SDH中的DXC和ADM等是一类智能化网元，它通过在SDH中的控制通路中嵌入控制字，可以将部分网络管理能力分配到网元，以实现分布式管理，便于新特性和新功能的开发。

5.网络同步

当各网络单元工作在高精度基准时钟时，可以减少调整频率，同时改善网络性能，因而在SDH网络中，采用主同步方式，即使用一系列分级时钟，使每一级时钟都与其上一级时钟保持同步，这样网络中各节点都保持与高精度、高稳定性的主时钟同步，使各网络节点接口上的时钟频率和相位都控制在预先确定的容差范围之内，以便使网络内各交换节点上的全部数字流能实现正确有效的交换。

2.3SDH的网络节点接口、速率和帧结构

2.3.1网络节点接口

从基本原理上看，一个庞大的传输网是由两种基本设备构成的，即传输设备和网络节点。

传输设备可以是光缆线路系统，也可以是微波接力系统。

网络节点则有多种，例如64kbit/s电路节点、宽带节点等。

简单节点只有复用功能，复杂节点则包含网络节点的全部功能，即终结、交叉连接、复用和交换功能。

网络节点接口（NNI）从概念上讲是网络节点之间的接口，从具体实现上看就是传输设备和网络节点之间的接口。

如果能规范一个唯一的标准NNI，它不受限于特定的传输媒质，也不局限于特定的网络节点，而能结合所有上述这些不同的传输设备和网络节点，构成唯一统一的传输、复用、交叉连接和交换接口，则这个NNI对将来网络的演变和发展将具有很强的适应性和灵活性，并可能最终构成一个统一的电信网络基础设施。

NNI在网络中的可能位置可以用图2.1来表示。

TR:

支路信号Line:

线路系统DXC：

数字交叉连接设备

SM:

同步复用器Radio:

无线系统EA：

外部接入设备

图2.1NNI在网络中的位置

当然，要想规范一个统一的NNI需要进行大量的工作，其中首先要统一的就是接口速率等级和帧结构安排[3]。

2.3.2同步数字体系的速率

同步数字体系信号的最基本的、最重要的模块信号就是STM-1，其速率为155.520Mbit/s，相应的光接口线路信号只是STM-1信号经过扰码后的电/光转换结果，因而速率不变。

更高等级的STM-N信号可以近似看作是将基本模块信号STM-1按同步复用，经字节间插后的结果，其中N是正整数。

G.707规定的SDH的等级名称为STM-N，标准分级N取1、4、16、64，但也有可选级，N取0、8、12、128、256。

对于标准分级的比特率，其后级与前级均是4的整倍数的关系，因为SDH采用的是同步复用，在低次群合成高次群时无需插入比特，这一点是与PDH不同的。

ITU-T建议G.707规定了一种矩型块状的STM-N帧结构，其结构如图2.2所示，由图可知，STM-N由270列和9行的字节组成。

同时G.707规定，SDH的帧长（与PDH相同）为125us，即每秒传送8000帧[4]。

为此，STM-N的复用速率应为：

STM-N=

N=1，4，16，64

                                                          图2.2STM-N帧结构图

2.3.3帧结构

ITU-T规定了STM-N的帧是以字节（8位）为单位的矩形块状帧结构，如图2.2所示。

从上图看出STM-N的信号是9行×270×N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。

STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式，信号帧传输的原则是：

帧结构中的字节（8位）从左到右，从上到下一个字节一个字节的传输，传完一行再传下一行，传完一帧再传下一帧。

ITU-T规定对于任何的STM等级，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或帧周期为恒定的125μs。

E1PDH信号的帧频也是8000帧/秒。

需要注意的是，对于任何STM级别帧频都是8000帧/秒，帧周期的恒定是SDH信号的一大特点。

由于帧周期的恒定使STM-N信号的速率有其规律性。

例如STM-4的传输数速恒定的等于STM-1信号传输数速的4倍，STM-16恒定等于STM-4的4倍，等于STM-1的16倍。

而PDH中的8.448Mbit/s信号速率≠2.048Mbit/s信号速率的4倍。

SDH信号的这种规律性使高速SDH信号直接分出低速SDH信号成为可能，特别适用于大容量的传输情况。

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.段开销

段开销是为了保证信息净负荷正常灵活传送所附加的供网络运行、管理和维护（OAM）使用的字节