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宽带课程设计报告格式
课程设计报告
课程名称现代通信系统设计
课题名称现代通信系统之光传输实训
专业通信工程
班级1102
学号201103020214
姓名李存
指导教师胡瑛乔汇东张鏖烽
2014年12月20日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称现代通信系统设计
课题现代通信系统之光传输实训
专业班级通信工程1102
学生姓名李存
学号201103020214
指导老师胡瑛乔汇东张鏖烽
审批
任务书下达日期2014年12月1日
任务完成日期2014年12月20日
目录
一、固网通信系统拓扑图1
二、简单理论介绍1
2.1SDH的概述1
2.2链型网介绍2
2.3环行网介绍2
2.4环行网单向通道保护环保护机制介绍3
三、设备介绍及设备在固网通信系统的作用3
3.1系统硬件介绍3
3.2OptiX155/622H（METRO1000）设备介绍3
3.3OptiXOSN2000设备介绍4
3.4OptiXOSN2000的单板介绍4
四、平台硬件连接图5
五、数据规划6
六、代码分析7
七、结果8
八、体会9
九、评分表10
现代通信系统之光传输实训
1、固网通信系统拓扑图
SDH光传输网络中所有节点串接起来，首尾相连构成环状结构，就形成了环形网。
若将链形网的首尾两个节点相连，即可变成了环形网。
在环形网中，为了完成两个非相邻节点之间的业务连接，这两个节点之间的所有节点都应配合完成同一业务的连接。
环形网的最大优点是具有很高的生存性（survivability），这对现代大容量光纤网络是至关重要的，因而，环形网在SDH设备组网时得到最广泛的应用。
图1.1固网通信系统拓扑图
2、简单理论介绍
2.1SDH的概述
（1）电接口方面:
接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互连的关键。
SDH体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范。
规范的内容有数字信号速率等级、帧结构、复接方法、线路接口、监控管理等。
这就使SDH设备容易实现多厂家互连，也就是说在同一传输线路上可以安装不同厂家的设备，体现了横向兼容性。
SDH体制有一套标准的信息结构等级，即有一套标准的速率等级。
基本的信号传输结构等级是同步传输模块——STM-1，相应的速率是155Mbit/s。
高等级的数字信号系列例如：
622Mbit/s（STM-4）、2.5Gbit/s（STM-16）等，是通过将低速率等级的信息模块（例如STM-1）通过字节间插同步复接而成，复接的个数是4的倍数，例如：
STM-4＝4×STM-1，STM-16＝4×STM-4。
（2）光接口方面:
线路接口（这里指光口）采用世界性统一标准规范，SDH信号的线路编码仅对信号进行扰码，不再进行冗余码的插入。
（3）复用方式:
由于低速SDH信号是以字节间插方式复用进高速SDH信号的帧结构中的，这样就使低速SDH信号在高速SDH信号的帧中的位置是固定的、有规律的，也就是说是可预见的。
这样就能从高速SDH信号例如2.5Gbit/s（STM-16）中直接分/插出低速SDH信号例如155Mbit/s（STM-1），从而简化了信号的复接和分接，使SDH体制特别适合于高速大容量的光纤通信系统。
另外，由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构，可将PDH低速支路信号（例如2Mbit/s）复用进SDH信号的帧中去（STM-N），这样使低速支路信号在STM-N帧中的位置也是可预见的，于是可以从STM-N信号中直接分/插出低速支路信号。
注意此处不同于前面所说的从高速SDH信号中直接分插出低速SDH信号，此处是指从SDH信号中直接分/插出低速支路信号，例如2Mbit/s，34Mbit/s与140Mbit/s等低速信号。
于是节省了大量的复接/分接设备（背靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、设备成本、功耗、复杂性等，使业务的上、下更加简便。
SDH的这种复用方式使数字交叉连接（DXC）功能更易于实现，使网络具有了很强的自愈功能，便于用户按需动态组网，实现灵活的业务调配。
（4）运行维护方面:
维护的自动化程度大大加强。
PDH的信号中开销字节不多，以致于在对线路进行性能监控时，还要通过在线路编码时加入冗余比特来完成。
以PCM30/32信号为例，其帧结构中仅有TS0时隙和TS16时隙中的比特是用于OAM功能。
SDH信号丰富的开销占用整个帧所有比特的1/20，大大加强了OAM功能。
这样就使系统的维护费用大大降低，而在通信设备的综合成本中，维护费用占相当大的一部分，于是SDH系统的综合成本要比PDH系统的综合成本低，据估算仅为PDH系统的65.8%。
（5）兼容性:
SDH有很强的兼容性，这也就意味着当组建SDH传输网时，原有的PDH传输网不会作废，两种传输网可以共同存在。
也就是说可以用SDH网传送PDH业务，另外，异步转移模式的信号（ATM）、FDDI信号等其他体制的信号也可用SDH网来传输。
那么SDH传输网是怎样实现这种兼容性的呢？
SDH网中用SDH信号的基本传输模块（STM-1）可以容纳PDH的三个数字信号系列和其它的各种体制的数字信号系列——ATM、FDDI、DQDB等，从而体现了SDH的前向兼容性和后向兼容性，确保了PDH向SDH及SDH向ATM的顺利过渡。
SDH是怎样容纳各种体制的信号呢？
很简单，SDH把各种体制的低速信号在网络边界处（例如：
SDH/PDH起点）复用进STM-1信号的帧结构中，在网络边界处（终点）再将它们拆分出来即可，这样就可以在SDH传输网上传输各种体制的数字信号了。
2.2链型网介绍
通信网络中所有节点相互串接如链状，并且首尾两个节点之间互不直接相连（若直接相连，则形成点对点或环形拓扑结构了），就形成了所谓的链形拓扑。
在链形拓扑结构中，为了使两个非相邻节点之间完成业务连接，网上介于这两个节点之间的所有节点都应配合完成同一业务的连接。
例如在两个终端复用器（A、E）之间接入若干分插复用器（B、C、D）就形成了典型的链形拓扑结构（如图2.1所示）。
链形拓扑结构是SDH设备组网初期应用的比较经济的网络拓扑形式。
图2.1链形拓扑结构
链形网是SDH传输网络中最基本的网络拓扑结构之一，链上的业务既可以采用无保护方式，又可以采用1＋1、1:
1、1:
N等保护方式，适用于网络中业务主要集中于相邻两个网元之间或者不能采用环形网络的情况（如沿铁路分布的传输网络）。
对于保护方式，可以根据实际需要选择，主要是考虑业务的重要性和带宽的利用率（如是否上额外业务等）。
2.3环行网介绍
通信网络中所有节点串接起来，首尾相连构成环状结构，就形成了环形网。
若将链形网的首尾两个节点相连，即可变成了环形网。
在环形网中，为了完成两个非相邻节点之间的业务连接，这两个节点之间的所有节点都应配合完成同一业务的连接。
环形网的最大优点是具有很高的生存性（survivability），这对现代大容量光纤网络是至关重要的，因而，环形网在SDH设备组网时得到最广泛的应用。
2.4环行网单向通道保护环保护机制介绍
单向通道保护环通常由两根光纤来实现，一根光纤用于传业务信号，称S光纤；另一根光纤传相同的信号用于保护，称P光纤。
单向通道保护环使用“首端桥接，末端倒换”结构（即“首端双发，末端选收”），参见图1（a）。
业务信号和保护信号分别由光纤S1和P1携带。
例如在节点A，进入环以节点C为目的地的支路信号（AC）同时馈入发送方向光纤S1和P1，即所谓双馈方式（1＋1保护）。
3、设备介绍及设备在固网通信系统的作用
3.1系统硬件介绍
（1）本实验平台为华为公司最新一代SDH光传输设备，采用多ADM技术，根据不同的配置需求，可以同时提供E1、64K语音、10M/100M、34M/45M等多种接口，满足现代通信网对复杂组网的需求。
根据实际需要和配置，目前提供E1、64K语音、10M/100M三种接口。
（2）实验终端通过局域网（LAN）采用SEVER/CLIENT方式和光传输网元通讯，并完成对网元业务的设置、数据修改、监视等来达到用户管理的目的。
（3）本实验平台提供传输设备有OPTIXMETRO1000以及OPTIXOSN2000传输速率为STM-4（即622M）。
（4）两种设备应用于城域传输网中的接入层，可与OSN9500、OptiX10G、OptiXOSN2500、OptiXOSN2000、OptiXMetro3000混合组网。
下图3.1所示是两种设备在传输网络中的地位。
图3.1
3.2OptiX155/622H（METRO1000）设备介绍
OptiX155/622H是华为技术有限公司根据城域网现状和未来发展趋势，开发的新一代光传输设备，它融SDH（SynchronousDigitalHierarchy）、Ethernet、PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）等技术为一体，实现了在同一个平台上高效地传送语音和数据业务。
OptiX155/622H的功能为：
强大的接入容量，高集成度设计，以太网业务接入，业务接口和管理接口，交叉能力，业务接入能力，设备级保护，组网形式和网络保护。
下图3.2是OptiX155/622H的设备外形图。
图3.2OptiX155/622H外形图
3.3OptiXOSN2000设备介绍
OptiXOSN2000智能光传输系统（以下简称OptiXOSN2000）是华为技术有限公司根据城域网现状和未来发展趋势，开发的新一代智能光传输设备，它融SDH（SynchronousDigitalHierarchy）、WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）、Ethernet、ATM（AsynchronousTransferMode）、PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）、ESCON（EnterpriseSystemsConnection）、FC/FICON（FiberChannel/FibreConnection）、DVB-ASI（DigitalVideoBroadcast-AsynchronousSerialInterface）等技术为一体，实现了在同一个平台上高效地传送语音、数据、存储网和视频业务。
下图3.3是OptiXOSN2000的设备外形结构图。
图3.3OptiXOSN2000外形图
OptiXOSN2000的功能：
1.设备安装：
可装入19英寸机柜和300/600mmETSI标准机柜；2m高的机柜可以装3个子架，2.2m和2.6m高的机柜可以装4个子架。
2.设备组网：
支持M-ADM、ADM、TM、REG组网。
3.业务类型：
STM-1o、STM-1e、STM-4o、E1、E3/T3、FE、GE、外时钟、公务等接口。
4.设备级保护：
支持交叉/时钟、电源的1+1保护，支路支持1组1:
5的E1TPS，2组1:
2的E3/T3/STM-1eTPS，2组1:
1的以太处理板TPS，可以同时支持3组混合TPS保护。
5.网络级保护：
支持SNCP（子网连接保护）、LMSP（线性复用段）、RMSP（环型复用段）。
6.高集成度：
436mm（W）×228mm（D）×353mm（H）（8U）、单子架最大支持256×E1或48×FE或36×E3/T3或6×GE的业务接入能力。
7.强大的以太网处理功能：
支持FE到FE，FE到GE业务透传、汇聚/支持二层交换功能、支持GFP封装方式，支持LCASV2协议、支持EPL、EVPL、EPLAN、EVPLAN业务、支持MPLS标签技术、支持VLAN等功能。
8.系统交叉接入容量：
系统接入容量为5G（32×32VC4），支持10G的高阶交叉和5G的低阶交叉。
3.4OptiXOSN2000的单板介绍
本节介绍OptiXOSN2000的单板类型，以及单板与槽位的对应关系。
下图3.4是设备机框槽位所插单板的的简单描述。
图3.4OptiXOSN2000的设备机框槽位所插单板
下图3.5是现代网络实验室中槽位分布图。
图3.5现网实验室中槽位分布图
4、平台硬件连接图
理论连接模块图4.1。
图4.1连接模块图
连接模块图4.1中SDH1是通过1接口与SDH2的2接口相连，SDH2是通过1接口与SDH3的2接口相连，SDH3是通过1接口与SDH1的2接口相连，这样就形成了一个环形网。
采用环形组网方式时，需要3套SDH设备。
要求配置成PP环（单向通道保护环）。
下图4.2是环形组网图。
图4.2环形组网
下图4.3是ODF光纤配线架连接图。
图4.4ODF光纤配线架连接图
下图4.5是实际物理实线连接图。
其中SDH1,SDH2,SDH3之间的收发是通过环形连接组成。
图4.5实线连接图
5、数据规划
1.SDH1的规划如下
会议电话999
线路电话101
采用的光板的槽位，光口 6槽位1,2光口
采用的EFT的槽位，光口5槽位，7 IP口
使用VC4 VC12传数据第二个VC4，1到5个VC12
主收和备收口1光口主收，2光口备收
自振时钟，跟着时钟自振时钟0xf01，跟着时钟无
穿透VC4 VC12无穿透
使用Ethernet速度10M
2.SDH2的规划如下
会议电话999
线路电话102
采用的光板的槽位，光口 5槽位1,2光口
采用的EFT的槽位，光口3槽位，2 IP口
使用VC4 VC12传数据第二个VC4，1到5个VC12
主收和备收口1光口主收，2光口备收
自振时钟，跟着时钟自振时钟0xf01，跟着时钟0x501
穿透VC4 VC12无穿透
使用Ethernet速度10M
3.SDH3的规划如下
会议电话999
线路电话103
采用的光板的槽位，光口 5槽位1,2光口
采用的EFT的槽位，光口3槽位，无 IP口
使用VC4 VC12传数据无
主收和备收口无
自振时钟，跟着时钟自振时钟0xf01，跟着时钟0x501
穿透VC4 VC12第二个VC4，1到5个VC12
使用Ethernet速度无
6、代码分析
SDH1
#1:
login:
"szhw","nesoft";
:
cfg-init-all;
:
cfg-set-devicetype:
OptiXOSN2000,SubrackI;
:
cfg-set-nename:
64,"SDH1";
:
cfg-add-board:
1,la1:
2,etfs8:
4,pl1:
5,eft0:
6,sd4:
9,sd4:
7,xcs:
27,osb4a:
12,scc:
14,piu:
15,piu:
18,aux:
19,sti;
:
cfg-set-telnum:
18,1,101; //设置线路电话为101
:
cfg-set-meetnum:
18,999; //设置会议电话为999
:
cfg-set-lineused:
18,6,1,1; //在1光口添加一路线路电话
:
cfg-set-lineused:
18,6,2,1;
:
cfg-set-meetlineused:
18,6,1,1; //在1光口添加一路会议电话
:
cfg-set-meetlineused:
18,6,2,1;
:
cfg-set-synclass:
7,1,0xf101;// 设定1个时钟，由7板的xcs产生，自振0xf101
:
cfg-add-sncppg:
1&&5,rvt; //由于使用了五个VC12所以设置5个保护
:
cfg-set-sncpbdmap:
1&&5,work,6,1,2,1&&5,5,1,2,1&&5,vc12;// 设置1光口为主收，2光口为备收
:
cfg-set-sncpbdmap:
1&&5,backup,6,2,2,1&&5,5,1,2,1&&5,vc12;
:
cfg-add-xc:
0,5,1,2,1&&5,6,1,2,1&&5,vc12;
:
cfg-add-xc:
0,5,1,2,1&&5,6,2,2,1&&5,vc12;
:
ethn-cfg-set-portenable:
5,ip7,enable; //定义5槽位EFT板第一个外部端口可用
:
ethn-cfg-set-workmode:
5,ip7,100mful；//定义5槽位EFT板外部端口为100M全双工
:
ethn-cfg-add-vctrunkpath:
5,vctrunk7,bi,vc12,5,1&&5; //定义绑定VCTRUNK物理通道，5槽位VCTRUNK7绑定5个时隙，bi代表业务双向。
:
ethn-cfg-set-encapsprotl:
5,vctrunk7,gfp; //定义5槽位VCTURUNK1以太网封装格式为gfp
:
ethn-cfg-set-fcmode:
5,ip7,enable; //定义以太网流控时能
:
cfg-verify;//写入配置
:
cfg-get-nestate;//查看状态
SDH2
#2:
login:
"szhw","nesoft";
:
cfg-init-all;
:
cfg-set-devicetype:
OptiXM1000V300,subrackI;
:
cfg-set-nename:
64,"SDH2";
:
cfg-add-board:
3,eft:
5,oi4d:
6,sp2d;
:
cfg-set-telnum:
14,1,102; //设置线路电话为102
:
cfg-set-meetnum:
14,999; //设置会议电话为999
:
cfg-set-lineused:
14,5,1,used; //在1光口添加一路线路电话
:
cfg-set-lineused:
14,5,2,used;
:
cfg-set-meetlineused:
14,5,1,used; //在1光口添加一路会议电话
:
cfg-set-meetlineused:
14,5,2,used;
:
cfg-set-synclass:
13,2,0x0501,0xf101; // 设定2时钟，由13板的xcs产生，自振0xf101,跟踪0x501
:
cfg-add-sncppg:
1&&5,rvt; //由于使用了五个VC12所以设置5个保护
:
cfg-set-sncpbdmap:
1&&5,work,5,1,2,1&&5,3,1,2,1&&5,vc12; // 设置1光口为主收，2光口为备收
:
cfg-set-sncpbdmap:
1&&5,backup,5,2,2,1&&5,3,1,2,1&&5,vc12;
:
cfg-add-xc:
0,3,1,2,1&&5,5,1,2,1&&5,vc12;
:
cfg-add-xc:
0,3,1,2,1&&5,5,2,2,1&&5,vc12;
:
ethn-cfg-set-portenable:
3,ip2,enable; //定义3槽位EFT板第一个外部端口可用
:
ethn-cfg-set-workmode:
3,ip2,100mfull; //定义3槽位EFT板外部端口为100M全双工
:
ethn-cfg-add-vctrunkpath:
3,vctrunk2,bi,vc12,5,1&&5; //定义绑定VCTRUNK物理通道，3槽位VCTRUNK2绑定5个时隙，bi代表业务双向。
:
ethn-cfg-set-encapsprotl:
3,vctrunk2,gfp; //定义3槽位VCTURUNK1以太网封装格式为gfp
:
ethn-cfg-set-fcmode:
3,ip2,enable; //定义以太网流控时能
:
cfg-verify; //写入配置
:
cfg-get-nestate;
SDH3
#3:
login:
"szhw","nesoft";
:
cfg-init-all;
:
cfg-set-devicetype:
OptiXM1000V300,subrackI;
:
cfg-set-nename:
64,"SDH3";
:
cfg-add-board:
3,eft:
5,oi4d:
6,sp2d;
:
cfg-set-telnum:
14,1,102; //设置线路电话为102
:
cfg-set-meetnum:
14,999; //设置会议电话为999
:
cfg-set-lineused:
14,5,1,used; //在1光口添加一路线路电话
:
cfg-set-lineused:
14,5,2,used;
:
cfg-set-meetlineused:
14,5,1,used; //在1光口添加一路会议电话
:
cfg-set-meetlineused:
14,5,2,used;
:
cfg-set-synclass:
13,2,0x0501,0xf101; // 设定2时钟，由13板的xcs产生，自振0xf101,跟踪0x501
:
cfg-add-xc:
0,5,1,2,1&&5,5,2,2,1&&5,vc12;//进行光口到光口的穿透
:
cfg-add-xc:
0,5,2,2,1&&5,5,1,2,1&&5,vc12;
:
cfg-verify; //写入配置
:
cfg-get-nestate;
7、结果
通过ping自己的ip地址得到的结果图7.1如下。
图7.1
检测此光传输网是通过拨打SDH1上的电话拨打SDH2及SDH3上预设的电话号码，若都可接通则说明此光传输环形网络是通的。
检测原理因为设计的光传输网是环形的故SDH1发出的信息，SDH3,SDH2都可以接收得到。
所以通过检测从SDH1上的电话拨打SDH2及SDH3上预设的电话号码，观察SDH2,SDH3上的电话是否接通则可判断此光传输网络是否成功。
8、体会
通过本次课程设计我了解并熟悉了现代通信系统的光纤通信设备，且学会了规划通信网。
我也知道了通道保护与复用段保护的差别，主环是通过东发西收，备环则是西法东收。
并且网元中PL1板是电接口板，有16路2M信号，其用于存放信息，不能直接连接，而SL1板是光接板，其是用于接线的。
通过本实验了解2M业务在环形组网方式时候的配置并验证环形组网时的自愈保护功能。
我了解OSN2000及METRO1000设备硬件结构，并熟悉设备间的组网结构及设备间光纤连接，SDH基本原理知识及单向通道保护环的保护机制。
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。
常见的网络结构有链形网、星形网、树形网、环形网、网孔形、环带链、环相切、环相交等。
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，所以在建设网络时，首先要确定采用何种网络结构。
本次课程设计模拟的便是环形网的配置与管理。
我刚开始接触光纤通信网时，一片迷茫。
我不知道网元之间如何连接，也不知道SDH内部是怎么工作的。
但通过组长及老师的耐心指导，我慢慢的解决了这些疑问。
我还知道了网元之间传信息是相互的，发送出信息，随主环顺序有接受者发回的发馈信息，组成一个环形。
总而言之，我在此次课程设计中受益良多。
9、评分表
计算机与通信学院课程设计评分表
课题名称：
现代通信系统之光传输实训
教师签名：
日期：
项目
评价
设计方案的合理性与创造性
设计与调试
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