通信工程SDH设备组网设计课程设计.docx

1、通信工程SDH设备组网设计课程设计兰州交通大学课程设计中文题目： SDH设备组网设计 英文题目： SDH networking equipment design 课程： 现代传输技术 学 院：电子与信息工程学院 专 业： 通 信 工 程 姓 名： 郭 锐 学 号： 201109559 指导教师: 郑玉甫 二 零 一 四 年 六 月 摘要随着通信业的迅猛发展，在接入侧通信传输网络建设过程中经常会遇到一些新的网络和业务结构，而这些新的网络和业务结构在接入侧业务传输和保护问题上对SDH传输设备也提出新的要求，其中有两类情况比较典型。SDH 技术已经得到了广泛的应用, 它组网方式灵活, 能因地制宜地采

2、用线形、环形、星形、链形, 网孔形等多种拓扑结构, 其中环形组网方式应用较为普遍, 且大多数情况下都能满足业务等级对网络健壮性的要求。而在所有环路保护方式中, 复用段保护(MSP) 环又因其资源利用率高、保护及时等特性备受广大传输维护工作者青睐。共享光路, 就是低速率环网借用高速率环网的物理通道作为自己的逻辑通道来实现逻辑上的业务成环, 利用这种技术在逻辑上形成的保护环路称为虚拟环。本文从五个方面对SDH虚拟环组网做了一个系统的介绍，第一部分绪论部分SDH的概念、发展及特点进行了介绍，第二部分介绍了SDH的设备，第三部分对SDH的常见组网方式进行了详细的分类介绍，第四部分虚拟环组网方式虚拟环及

3、保护工作原理做了详细分析，第五部分介绍了虚拟环组网的实现与典型应用，结合实际对虚拟环组网方式的主要特点及优缺点进行了总结。关键字：SDH；SDH设备；组网方式；虚拟环；共享光路子网连接保护 Abstract With the rapid development of communication industry, communication transmission network at the access side of the construction process often encounter some of the new network and business structu

4、re, and these new access networks and business structure in the upper side of the business and the protection of SDH transmission transmission equipment also raised new demands, more typical situation in which there are two types. SDH technology has been widely used, it is flexible networking modes,

5、 can be adapted to local conditions using a variety of topologies linear, ring, star, chain, mesh shaped, wherein the annular networking applications more common, and most the case can meet service level requirements for network robustness. In all loop protection, the multiplex section protection (M

6、SP) ring but also because of high resource utilization, protection and other features attracted wide transmission timely maintenance workers of all ages. Shared optical path, is the low rate of high-speed ring ring borrowed physical channel as their logical channel to implement business logic into t

7、he ring, the use of this technology to protect the loop formed logically called virtual ring. This article from the five aspects of SDH virtual ring network made the introduction of a system, the first part of the introduction part of the SDH concept, development and characteristics were introduced,

8、 and the second part describes the SDH equipment, the third part of the common SDH networking for a detailed description of the classification, the fourth part of virtual networking virtual ring and ring protection works to do a detailed analysis, the fifth part describes the implementation of the v

9、irtual ring with the typical networking applications, combined with the actual virtual ring group main features and advantages and disadvantages of the network approach are summarized.Keywords: SDH; SDH equipment; networking; virtual ring; shared optical path SNCP目录1.绪论 11.1 SDH的概念及发展 11.2 SDH网的基本网络

10、单元 21.3 SDH的特点 31.4 SDH的应用 42.SDH设备 52.1 再生中继器 52.2 复用器 52.3 数字交叉连接设备 62.4 SDH设备的逻辑功能块 73.SDH常见组网方式 113.1 SDH设备及其组网原则 113.2 SDH基本网络拓扑结构 133.3 SDH自愈环网 154.虚拟环及保护工作原理 174.1 MSP环与SNCP环共享及工作原理 174.2 共享光纤虚拟路径保护的含义 184.3 共享光纤虚拟路径保护的机理 194.4 共享光纤虚拟路径保护的特点 194.5 共享光纤虚拟路径保护的设备要求 195.虚拟环组网的实现与典型应用 205.1 虚拟环组网

11、 205.2 虚拟环组网的应用 205.3 虚拟环技术的主要优缺点 21总结 22致谢 23参考文献 241. 绪论1.1SDH的概念及发展 SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)，根据ITU-T的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。SDH光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。SDH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)。国际电报电话咨询委员会(CCITT)(

12、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。 SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STMN(Synchronous Transport Mode，N=1，4，16，64)，最基本的模块为STM1，四个STM1同步复用构成STM4，16个STM1或四个 STM4同步复用构成STM16，四个ST

13、M16同步复用构成STM64，甚至四个STM64同步复用构成STM256；SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向 270N列字节组成，每个字节含8bit，整个帧结构分成段开销(Section OverHead，SOH)区、STMN净负荷区和管理单元指针(AU PTR)区三个区域，其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送，它又分为再生段开销(Rege nerator Section OverHead，RSOH)和复用段开销(Multiplex Section OverHead，MSOH)；净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维

14、护管理的通道开销字节；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STMN帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125s，每秒传输1/1251000000帧，对STM1而言每帧比特数为8bit(92701)=19440bit，则STM1的传输速率为194408000=155.520Mbit/s，而STM4的传输速率为4155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM16的传输速率16155.520(或4622.080)=2488.320Mbit/s1。SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧

15、都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器(C)，再加入通道开销 (POH)形成虚容器(VC)的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收进支路单元(TU)或管理单元(AU)的过程，它通过支路单元指针(TU PTR)或管理单元指针(AU PTR)的功能来实现；复用的概念比较简单，复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层，或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程。复用也就是通过字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程，由于经过TU和AU指针处理后的各VC支路信号已相位同步，因此该复用过程是同步复用复用原理

16、与数据的串并变换相类似。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

17、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SDH技术可以将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。1.2SDH网的基本网络单元SDH传输网是由一些基本的SDH网络单元(NE)和网络节点接口(NNI)组成，通过光纤线

18、路或微波设备等连接进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH传输网具有全世界统一的网络节点接口从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换的过程；有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STMN(N1， 4，16， 64)。构成SDH系统的基本网元主要有同步光缆线路系统、终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(REG)和同步数字交叉连接设备(SDXC)。终端复用器(TM)：TM是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一。它的主要功能是将若干个PDH低速率支路信号复用成为STM1帧结构电(或光)信号，或将若干个STMn信号复用成为STMN( n N)。.1

19、型将每个支路输入的STM-N信号中的 VC-4安排在STM-M 帧中的固定位置上。.2型包含VC-4通道连接功能块，能把每个支路的STM-M帧中的任何位置。.1型和.2型属于分插复用器，无需分接和终结整个STM-M信号即可接入STM-M的支路信号。.1型可以接入则PDH G.703接口的支路信号；包括低阶通道控制功能，即从本地 VC-1/2/3到STM-M 的 VC-3/4的复用插入和反向的解复用；还有高阶通道控制功能，即从本地VC-3/4到STM-M的插入和STM-M VC-3/4到本地的终结或再复用传输。.2型可以接入STM-N接口的支路信号，并且具有.1型所没有的附加功能，即可以在内部将

20、STM-M信号分接(解复用)到VC-1/2/3。型复用器为互通复用器，能把随AU-3网中VC-3的C-3净荷转换为AU-4网中VC-3的C-3净荷，完成AU-3网与AU-4网的转换3。 图2-2 TM模型2.3数字交叉连接设备数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接。DXC可将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上，上图表示有m条入光纤和n条出光纤。DXC的核心是交叉连接，功能强的DXC能完成高速(例STM-16)信号在交叉矩阵内的低级别交叉(例如VC12级别的交叉)。 图2-3DX

21、C功能图通常用DXCm/n来表示一个DXC的类型和性能(注mn)，m表示可接入DXC的最高速率等级，n表示在交叉矩阵中能够进行交叉连接的最低速率级别。m越大表示DXC的承载容量越大；n越小表示DXC的交叉灵活性越大。m和n的相应数值的含义见表2.1：表2.1 m、n数值与速率对应表M或n0123456速率64Kbit/s2Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/s155Mbit/s622Mbit/s2.5gbit/s2.4SDH设备的逻辑功能块 (1)SPI：SDH物理接口功能块。SPI是设备和光路的接口，主要完成光/电变换、电/光变换，提取线路定时，以及相应告警的检测。 (

22、2)TTF：传送终端功能块。SPI、RST、MST、MSA一起构成了复合功能块TTF，它的作用是在收方向对STM-N光线路进行光/电变换(SPI)、处理RSOH (RST)、处理MSOH(MST)、对复用段信号进行保护(MSP)、对AUG消间插并处理指针AU-PTR，最后输出N个VC4信号；发方向与此过程相反，进入TTF的是VC4信号，从TTF输出的是STM-N的光信号。 (3) RST：再生段终端功能块。RST是RSOH开销的源和宿，也就是说RST功能块在构成SDH帧信号的过程中产生RSOH (发方向)，并在相反方向(收方向)处理(终结)RSOH。 (4)HOI：高阶接口。此复合功能块由HP

23、T、LPA、PPI三个基本功能块组成。完成的功能是将140Mbit/s的PDH信号。 (5)HOA：高阶组装器。高阶组装器的作用是将2Mbit/s和34Mbit/s的POH信号通过映射、定位、复用，装入C4帧中，或从C4中拆分出2Mbit/s和34Mbit/s的信号。 (6)MSA：复用段适配功能块.。MSA的功能是处理和产生AU-PTR，以及组合/分解整个STM-N帧，即将AUG组合/分解为VC4。 (7)LPA：低阶通道适配功能块。LPA的作用是通过映射和去映射将PDH信号适配进C，或把C信号去映射成PDH信号，其功能类似于PDH踎C，此处指140Mbit/s踎C4。 (8)SEMF：同步设备管理功能块。它的作用是收集其它功能块的状态信息，进行相应的管理操作。这就包括了本站向各个功能块下发命令，收集各功能块的告警、性能事件，通过DCC通道向其它网元传送OAM信息，向网络管理终端上报设备告警、性能数据以及响应网管终端下发的命令。 (9)LPT：低阶通道终端功能块。L