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1、目 录第一章 引 言1第二章 同步数字体系SDH的基本原理2第一节 SDH的概况2第二节 SDH的帧结构4第三节 SDH的复用映射结构7第四节 SDH的传输网及网络单元22第五节 SDH的传输系统25第四章 朔州市平鲁分公司SDH传输网络现状26第一节 网络结构、交换局数量及位置、传输设备类型及容量26第二节 存在的问题及建设网络的必要性29第四章 朔州市平鲁区SDH传输扩容网络结构设计30第一节 物理路由及拓扑结构30第二节 组网技术31第三节 传输设备选型及配置32第四节 局间中继电路的计算39第五节 中继距离的计算41第五章 朔州市平鲁区SDH传输网络保护方式的设计42第一节 SDH网的
2、物理拓扑结构42第二节 SDH自愈网组网技术44第三节 平鲁区SDH网络保护方式的选择49第六章 SDH传输网网同步的设计50第七章 网络监控及管理53第八章 设计结论55第一章 引 言随着Internet的普及,上网的人们越来越多,网上的业务也如雨后春笋般的蓬勃发展,如网上购物、网上订票、网上旅游、网上教育、网上医疗、视频点播和会议电视等以及电子商务等等，所有这些业务对网络的接入和传输带宽、速率提出了很高的要求。而我们本地网内现有的传输都是基于2M的传统话音业务，已远远不能适应宽带数据业务的发展需求。我国政府在“十五”计划中，把信息产业提到了至关重要的地位，鼓励发展、建设信息基础设施，用信息
3、化带动工业化，加快社会信息化进程，实现跨越化发展。中国加入了WTO，电信市场将进一步放开，国外通信公司也将进入中国市场参与竞争，加上国内的中国电信、移动、联通、网通、铁通等电信经营公司，市场竞争十分激烈，为了能在今后的竞争中赢得主动，把握先机，加大基础设施的建设无疑是重中之重。考虑到各种业务对中继电路的需求，现有的SDH系统上2M中继电路将不能满足通信业务增长的需求。同时更重要的由于数据业务量的不断增长，特别是互联网的不断迅猛发展，IP接入用户已大幅增加，尤其是随着用户对高速、宽带业务的需求日益增长，155M以上中继电路的需求已提上议事日程，而现有的传输网络已不能满足需求。所以建设大容量、高速
4、率的宽带传输网络就显得十分迫切。第二章 同步数字体系SDH的基本原理第一节 SDH的概况SDH就是同步数字传输体制，就象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。我们知道当今社会是信息社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。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传输光纤网络，不断提高传输线路上的信号速率
5、，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。传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，因此在通信网向大容量、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。于是美国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传递结构组成的同步网络（SONET）体制。CCITT于1988年接受了SONET概念，并重命名为同步数字体系（SDH），使其成为
6、不仅适用于光纤传输，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。SDH传输体制是由PDH传输体制进化而来的，因此它具有PDH体制所无可比拟的优点，它是不同于PDH体制的全新的一代传输体制，与PDH相比在技术体制上进行了根本的变革。SDH概念的核心是从统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网，是构成综合业务数字网（ISDN），特别是宽带综合业务数字网（B-ISDN）的重要组成部分。目前正在发展中的SDH传送网是一种全新的传输网络，有数字交叉连接设备DXC和分/插复用设备ADM组成节点，以大容量光纤传输链路连接，构成具有高度灵活性和自愈功能的网络。因为与传统的PDH体制不同，按SDH组建的网络是
7、一个高度统一的、标准化的、智能化的网络。它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率。并且由于维护功能的加强大大降低了设备的运行维护费用。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。第二节 SDH的帧结构SDH信号需要什么样的帧结构呢？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、
8、有规律的排列。为什么呢？因为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2-1所示。图2-1 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
9、定为9行。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，那么这个块状帧是怎样在线路上进行传输的呢？难道是将整个块都送上线路同时传输吗？当然不是这样传输，STM-N信号的传输也遵循按比特的传输方式。那么先传哪些比特后传哪些比特呢？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定的125s。8000帧/秒听起来很耳熟，对了，PDH的E1
10、信号也是8000帧/秒。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。想想看PDH不同等级信号的帧周期是否恒定？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E2信号速率E1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/插出低速SDH信号成为可能，特别适用于大容量的传输情况。从图2-1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
11、）；管理单元指针（AU-PTR）；信息净负荷（payload）。下面我们讲述这三大部分的功能。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（有点儿类似于传感器）。段开销（SOH）是为了保证
12、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（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。那么，RSOH和MSOH的区别是什么呢？简单的讲二者的区别在于监管的
13、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。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，AU-PTR起什么作用呢？我们讲过SDH能够从高速信号中直接分/插出低速支路信号（例如2Mbit/s），为什
14、么会这样呢？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。这句话怎样理解呢？若仓库中以堆为单位存放了很多货物，每堆货物中的各件货物（低速支路信号）的摆放是有规律性的（字节间插复用），那么若要定位仓库中某件货物的位置就只要知道这堆货物的具体位置就可以了，也就是说只要知道这堆货物的第一件货物放在哪儿，然后通过本堆货物摆放位置的规律性，就可以直接定位出本堆货物中任一件货物的准确位置，这
15、样就可以直接从仓库中搬运（直接分/插）某一件特定货物（低速支路信号）。AU-PTR的作用就是指示这堆货物中第一件货物的位置。其实指针有高、低阶之分，高阶指针是AU-PTR，低阶指针是TU-PTR（支路单元指针），TU-PTR的作用类似于AU-PTR，只不过所指示的货物堆更小一些而已。第三节 SDH的复用映射结构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、140Mbit/s）复用成SDH信号STM-N。第一种情况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、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。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（又叫做码速调整法）固定位置映射法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，又能满足同步复用，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
17、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STM-N帧的过程都要经历映射、定位、复用三个步骤。我国的光同步传输网技术体制规定了以2Mbit/s信号为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4的复用路线，其结构见图2-3所示。图2-3 我国的SDH基本复用映射结构当前运用得最多的复用方式是将2Mbit/s信号复用进STM-N信号中，它也是PDH信号复用进SDH信号最复杂的一种复用方式。首先，将2Mbit/s的PDH信号经过速率适配装载到对应的标准容器C12中，为了便于速率的适配采用了复帧的概念，即将4个C12基帧组成一个
18、复帧。C12的基帧帧频也是8000帧/秒，那么C12复帧的帧频就成了2000帧/秒。为了在SDH网的传输中能实时监测任一个2Mbit/s通道信号的性能，需将C12再打包加入相应的通道开销（低阶通道开销），使其成为VC12的信息结构。此处LP-POH（低阶通道开销）是加在每个基帧左上角的缺口上的，一个复帧有一组低阶通道开销，共4个字节：V5、J2、N2、K4。因为VC可看成一个独立的实体，因此我们以后对2Mbit/s的业务的调配是以VC12为单位的。为了使收端能正确定位VC12的帧，在VC12复帧的4个缺口上再加上4个字节的TU-PTR ，这时信号的信息结构就变成了TU12，9行4列。TU-PT
19、R指示复帧中第一个VC12的起点在TU12复帧中的具体位置。3个TU12经过字节间插复用合成TUG-2，此时的帧结构是9行12列。7个TUG-2经过字节间插复用合成TUG3的信息结构。请注意7个TUG-2合成的信息结构是9行84列，为满足TUG3的信息结构9行86列，则需在7个TUG-2合成的信息结构前加入两列固定塞入比特。TUG3信息结构再复用进STM-N中的步骤则与前面所讲的一样。从2Mbit/s复用进STM-N信号的复用步骤可以看出3个TU12复用成一个TUG2，7个TUG2复用成一个TUG3，3个TUG3复用进一个VC4，一个VC4复用进1个STM-1，也就是说2Mbit/s的复用结构
20、是373结构。在将低速支路信号复用成STM-N信号时，要经过3个步骤：映射、定位、复用。定位是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中或高阶VC帧的起点在AU净负荷中的具体位置，使收端能据此正确地分离相应的VC，这部分内容在下一节中将详细论述。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（例如TU12(3)TUG2(7)TUG3(3)VC4）或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程（例如AU-4(1)AUG(N)STM-N）。复用也就是通过字节间插方式把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
21、已相位同步，因此该复用过程是同步复用，复用原理与数据的串并变换相类似。映射是一种在SDH网络边界处（例如SDH/PDH边界处），将支路信号适配进虚容器的过程。象我们经常使用的将各种速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信号先经过码速调整，分别装入到各自相应的标准容器中，再加上相应的低阶或高阶的通道开销，形成各自相对应的虚容器的过程。为了适应各种不同的网络应用情况，有异步、比特同步、字节同步三种映射方法与浮动VC和锁定TU两种模式。三种映射方法和两类工作模式共可组合成五种映射方式，我们着重讲一讲当前最通用的异步映射浮动模式的特点。异步映射浮动模式最适用于异步/准同步信号映射
22、，包括将PDH通道映射进SDH通道的应用，能直接上/下低速PDH信号，但是不能直接上/下PDH信号中的64kbit/s信号。异步映射接口简单，引入映射时延少，可适应各种结构和特性的数字信号，是一种最通用的映射方式，也是PDH向SDH过渡期内必不可少的一种映射方式。当前各厂家的设备绝大多数采用的是异步映射浮动模式。浮动字节同步映射接口复杂但能直接上/下64kbit/s和N 64kbit/s信号，主要用于不需要一次群接口的数字交换机互连和两个需直接处理64kbit/s和N64kbit/s业务的节点间的SDH连接。第四节 SDH的传输网及网络单元SDH传输网是由不同类型的网元通过光缆线路的连接组成的
23、，通过不同的网元完成SDH网的传送功能：上/下业务、交叉连接业务、网络故障自愈等。下面我们讲述SDH网中常见网元的特点和基本功能。TM终端复用器终端复用器用在网络的终端站点上，例如一条链的两个端点上，它是一个双端口器件，如图4-1所示。图2-14 TM模型它的作用是将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号STM-N中，或从STM-N的信号中分出低速支路信号。请注意它的线路端口输入/输出一路STM-N信号，而支路端口却可以输出/输入多路低速支路信号。在将低速支路信号复用进STM-N帧（将低速信号复用到线路）上时，有一个交叉的功能，例如：可将支路的一个STM-1信号复用进线路上的STM-16信
24、号中的任意位置上，也就是指复用在116个STM-1的任一个位置上。将支路的2Mbit/s信号可复用到一个STM-1中63个VC12的任一个位置上去。对于华为设备，TM的线路端口（光口）一般以西向端口默认表示的。ADM分/插复用器分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上结点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口的器件，如图4-2所示。图2-15 ADM模型ADM有两个线路端口和一个支路端口。两个线路端口各接一侧的光缆（每侧收/发共两根光纤），为了描述方便我们将其分为西（W）向、东向（E）两个线路端口。ADM的作用是将低速支路信号交叉复用进东或西向线路上
25、去，或从东或西侧线路端口收的线路信号中拆分出低速支路信号。另外，还可将东/西向线路侧的STM-N信号进行交叉连接，例如将东向STM-16中的3#STM-1与西向STM-16中的15#STM-1相连接。ADM是SDH最重要的一种网元，通过它可等效成其它网元，即能完成其它网元的功能，例如：一个ADM可等效成两个TM。REG再生中继器光传输网的再生中继器有两种，一种是纯光的再生中继器，主要进行光功率放大以延长光传输距离；另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继器，主要通过光/电变换、电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换，以达到不积累线路噪声，保证线路上传送信号波形的完好性。此处讲的是后一种再生中继器，
26、REG是双端口器件，只有两个线路端口W、E。如图4-3所示：图2-16 电再生中继器它的作用是将w/e侧的光信号经O/E、抽样、判决、再生整形、E/O在e或w侧发出。注意到没有，REG与ADM相比仅少了支路端口，所以ADM若本地不上/下话路（支路不上/下信号）时完全可以等效一个REG。真正的REG只需处理STM-N帧中的RSOH，且不需要交叉连接功能（we直通即可），而ADM和TM因为要完成将低速支路信号分/插到STM-N中，所以不仅要处理RSOH，而且还要处理MSOH；另外ADM和TM都具有交叉复用能力（有交叉连接功能），因此用ADM来等效REG有点大材小用了。DXC数字交叉连接设备数字交叉
27、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，如图4-4所示。图2-17 DXC功能图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）。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。
28、m和n的相应数值的含义见表2-1：m、n 数值与速率对应表m或n0123456速率64kbit/s2Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/s 155Mbit/s622Mbit/s2.5Gbit/s表2-1第五节 SDH的传输系统 SDH的传输系统包括链形组网、环形组网等。(见第五章第一节)第四章 朔州市平鲁分公司SDH传输网络现状第一节 网络结构、交换局数量及位置、传输设备类型及容量朔州市平鲁区传输网自2000年开始建设，现在由本地网和城域网202个网元组成, 城域网由4个2.5G组成的一个主环和2个155环组成如图2-1所示，本地网由8个2.5G组成的一个主环和10个15
29、5环及一个155虚拟环组成如图2-2所示,其中光缆1900多公里,管道40多公里。 图3-1 城域网图3-2 本地网平鲁区目前有交换局1个，位于邮电大楼机房内，模块局5个，接入网点56个，分布于城乡各接入网机房。传输设备全部采用华为设备，速率包括2.5G、622M、155M等，设备型号包括Optix2500+、Optix155/622、Metro1000、Metro500、OSN2500、OSN1500等。第二节 存在的问题及建设网络的必要性随着电信业务量和业务种类的急剧增加，对网络的要求也迅速提高。根据网管系统的测试数据表明，去年以来，朔州市平鲁区SDH传输网络中大部分局点之间2M占用率很高
30、，已不能很好的满足网络需要。同时与相关部门例如交换、接入网、无线市话等进行交流，了解到今年业务种类和用户量都将有大幅度增加。 因此本次工程计划对邮电大楼、药材公司、南关、市公安局、区公安局、电力公司这六个机房的传输设备进行扩容，组建一个新的2.5G环，来代替旧的155环。这次SDH传输网络扩容工程的主要目的是为巩固现有的业务，充分发挥网络优势，为企业争取更大的业务发展空间。通过扩容可以支撑更大的业务容量；升级版本提供更强功能的平台支持，为各项新功能需求提供更强的支撑能力；提供长期发展下的扩容方案，解决目前网络资源紧张问题，并具备为后续扩容奠定基础；强化网络管理和运行环境，为业务维护和业务运营提
31、供支持，并可满足不断变化的需求；更好的疏通网络，保证通信质量，为移动广大客户提供更优质的电信服务，建设先进的传输网络，同时树立企业形象，提高企业竞争力。第四章 朔州市平鲁区SDH传输扩容网络结构设计第一节 物理路由及拓扑结构目前，各局站之间的光缆均已到位，本次工程各区段光缆路由及拟占用光纤情况如下：（1）邮电大楼药材公司：占用现有12芯光缆的3、4光纤；（2）药材公司南关：占用现有6芯光缆的3、4光纤，（3）南关城区公安局：占用现有8芯光缆的3、4光纤；（4）城区公安局电力公司：占用现有8芯光缆的5、6光纤；（5）电力公司广场：占用现有8芯光缆的5、6光纤；（6）广场邮电大楼：占用现有12芯光
32、缆的7、8光纤。10km8km5km9km7km拓扑结构如下图所示：城 区公安局邮电大楼南 关药材公司广场电力公司8km2.5G单向通道环图4-1 网络拓扑图第二节 组网技术系统容量（STM-16）10082Mb/s传输速率2.5Gb/s同步格式(STM-16)工作波长1550nm电接口码型2Mb/s接口：HDB3码 155Mb/s接口：CMI码发送光功率标准功率最大：+3dBm，最小-2dBm高功率最大：+7dBm，最小+5dBm接收灵敏度标准功率最大：-9dBm，最小-28dBm（BER10-12）高功率最大：-9dBm，最小-28dBm（BER10-12）设备允许最大接收色散1600Ps
33、/nm 标准功率2400Ps/nm 高功率光发射器LD输入口阻抗75不平衡抖动应符合ITU-T建议G.783误码性能应符合ITU-T建议G.826及邮电部420KM(HRDS)误码性能要求光纤连接器衰耗0.5dB同步方式主从同步方式,应ITU-T建议G.703要求,并具备外部时钟及内部时钟时钟两种定时工作方式电源电压-40V75V正常工作温度045相对湿度90%（+35）第三节 传输设备选型及配置目前平鲁区传输网都采用华为公司传输设备，为便于管理、维护，本次工程仍采用华为公司设备，设备型号为OPTIX2500+。华为公司是国内最好的通信设备生产商，Optix2500+是一款典型的2.5G传输设
34、备，各项性能指标都符合国标要求。各站设备配置如图4-2到4-6所示。各单板功能如下：PQ1 632M支路板XCS 交叉时钟板SL16 单光口622M光板SCC 主控及公务板图4-2 邮电大楼OPTIX2500+机架板位示意图图4-3 药材公司 OPTIX2500+机架板位示意图图4-4 南关OPTIX2500+机架板位示意图图4-5 城区公安局OPTIX2500+机架板位示意图图4-6 电力公司OPTIX2500+机架板位示意图图4-7 广场OPTIX2500+机架板位示意图第四节 局间中继电路的计算各站配置电路数量如下：区 间2M邮电大楼-药材公司63邮电大楼-南关16邮电大楼-城区公安局1
35、6邮电大楼-电力公司8邮电大楼-广场8本设计电路、时隙分配详见 “通路时隙分配图”、第五节 中继距离的计算光纤数字通信系统中继距离的设计要考虑两个独立的因素：衰减限制和色散限制。ITU-T G.652建议规定1550nm波长的色散系数约为20ps/(nm.km)；一个中继段上的光传输衰减包括两部分内容：一是光纤本身的固有衰减，二是光纤之间的连接损耗和微弯带来的附加损耗。当前广泛采用的设计方法是ITU-TG.956所建议的极限值设计法，下面对这一方法加以描述。在设计中，一般光纤系统的中继距离L可表示为：PT表示发送光功率（dBm）PR表示接收灵敏度（dBm）ACT和ACR分别表示线路系统发送端、
36、接收端活动连接器的接续损耗ME表示设备富余度，取3dBAf表示中继段的平均光缆衰减系数（dB/km），取0.25 dB /kmAS表示中继段的平均接头损耗(dB/km)，取0.04 dB /km（1550nm）Pd表示光通道代价，一般小于1dB根据计算，各中继都属于短距，因此各站光盘均使用低功率型。各中继段的最大色散值均小SDH设备的最大允许色散值。第五章 朔州市平鲁区SDH传输网络保护方式的设计第一节 SDH网的物理拓扑结构网络的物理拓扑泛指网络的形状，即网络节点和传输线路的几何排列，它反映了物理上的连接。网络的效能、可靠性和经济性在很大程度上均与具体物理拓扑有关。当通信只涉及两点时，即点到
37、点拓扑，常规的PDH系统和初期应用的SDH系统都是基于这种物理拓扑的，除这种简单情况外，SDH网还有五种基本拓扑类型，见图5-1：图5-1 基本网络拓扑图（1）线形将通信网络中的所有点一一串联，而使首尾两点开放，这就形成了线性拓扑，有时也称为链形。这种拓扑的特点是其间所有点都应具有完成连接的功能（以便两个非相邻点之间完成连接）。这也是SDH早期应用的比较经济的网络拓扑形式。（2）星形这一种拓扑即是通信网络中某一特殊点与其它各点直接相连，而其它各点间不能直接连接，即星形拓扑。在这种拓扑结构中，特殊点之外两点通信应通过特殊点进行。特殊点为经过的信息流进行路由选择并完成连接功能。这种网络拓扑形式的优
38、点是可以将多个光纤终端统一成一个终端，并利于分配带宽，节约投资和运营成本。但也存在着特殊点的安全保障问题和潜在瓶颈问题。（3）树形所谓树形拓扑可以看成是线性拓扑和星形拓扑的结合。即将通信网络的末端点连接到几个特殊点。这种拓扑形式可用于广播式业务，但它不利于提供双向通信业务，同时，还存在瓶颈问题和光功率限制问题。（4）环形环形拓扑实际上就是将线形拓扑的首尾之间再相互连接，从而任何一点都不对外开放，即为环形拓扑。这种环形网在SDH网中应用比较普遍，主要是因为它具有一个很大的优点，即很强的生存性，这在当今大容量光纤网络设计、维护中至关重要。（5）网孔形当涉及通信的许多点直接互相连接时就形成了网孔拓扑
39、，若所有的点都彼此连接即称为理想的网孔形拓扑（网形网）。这种拓扑形式为两点间通信提供多种路由可选、可靠性高、生存性强且不存在瓶颈问题和失效问题的好处，但结构复杂、成本也高，适合于业务量很大的地区。当前用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。第二节 SDH自愈网组网技术随着科学和技术的发展，现代社会对通信的依赖性越来越大，通信网络的生存性已成为至关紧要的问题。近几年来，一种被称为自愈网的概念应运而生。所谓自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内）从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。其基本原理就是使网
40、络具备替代传输路由并重新确立通信的能力。自愈网的概念只涉及重新确立通信，而不管具体失效元部件的修复或更换，后者仍需人工干预才能完成。按照自愈网的定义可以有多种手段来实现自愈网，各种自愈网都需要考虑下面一些共同的因素：初始成本、要求恢复的业务量的比例、用于恢复任务所需的额外容量、业务恢复的速度、升级或增加节点的灵活性、易于操作运行和维护等等。自愈网实现手段主要有线路保护倒换和环形网保护两种方法。1、线路保护倒换线路保护倒换是最简单的自愈形式，其基本原理是当出现故障时，由工作通道（主用）倒换到保护通道（备用），用户业务得以继续传送。传统的PDH系统多采用此方式，它主要适用于点到点应用的保护，适用于
41、两点间有稳定的较大业务量的场合，不适合环形网，所以就不再作过多的介绍。2、环形网保护将网络节点连成一个环形可以进一步改善网络的生存性和成本。网络节点可以是DXC，也可以是ADM，但通常环形网节点用ADM构成。利用ADM的分插能力和智能构成的自愈环是SDH的特色之一。采用环形网实现自愈的方式称为自愈环。目前自愈环的结构种类很多，按环中每个节点插入支路信号在环中流动的方向来分，可以分为单向环和双向环；按保换倒换的层次来分，可以分为通道倒换环和复用段倒换环；按环中每一对节点间所用光纤的最小数量来分，可以划分为二纤环和四纤环。但在实际中常用的自愈环有二纤单向通道的倒换环和二纤双向复用段保护环。（1）二
42、纤单向通道倒换环二纤单向通道倒换环如图5-2所示图5-2 二纤单向通保护环二纤单向通道保护环由两根光纤实现，其中一根用于传业务信号，称S1光纤，另一根用于保护，称P1光纤。基本原理采用1+1保护方式，即利用S1光纤和P1光纤同时携带业务信号并分别沿两个方向传输，但接收端只择优选择其中的一路。例如：节点A至节点C进行通信（AC），将业务信号同时馈入S1和P1，S1沿顺时针将信号送到C，而P1则沿逆时针将信号也送到C。接收端分路节点C同时收到两个方向来的支路信号，按照分路通道信号的优劣决定选哪一路作为分路信号。正常情况下，以S1光纤送来信号为主信号，因此节点C接收来自S1光纤的信号。节点C至节点A
43、的通信（CA）同理。当BC节点间光缆被切断时，两根光纤同时被切断，如图5-3所示。图5-3 二纤单向通道保护环（断）在节点C，由于S1光纤传输的信号AC丢失，则按通道选优准则，倒换开关由S1光纤转至P1光纤使通信得以维护。一旦排除故障,开关再返回原来位置，而C到A的信号CA仍经主光纤到达，不受影响。（2）二纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环如图5-4所示：它有两根业务光纤S1、S2和两根保护光纤P1、P2。S1形成一顺时针业务信号环，P1则为S1反方向的保护信号环；S2则是逆时针业务信号环，P2则是S2反方向的保护信号环。四根光纤上都有一个倒换开关，起保护倒换作用。正常情况下，从A节点进入
44、到C的低速支路信号沿S1传输，而从节点C进入环到A的信号沿S2传输，P1、P2此时空闲。当BC之间四根光纤被切断，利用APS协议在B和C节点中各有两个执行环回功能。从而保护环的信号传输，见图(b)，在B节点，S1和P1连通，S2和P2连通。C节点也同样完成这个功能。这样，由A到C的信号沿S1到达B节点，再经P1到达C节点，而由C至A的信号先经P2到达B，再经S2传输到A节点，等BC恢复业务通信后，倒换开关再返回原来位置。图5-4 四纤双向复用段保护环二纤双向复用段保护环是在四纤双向复用段保护环基础上改进得来的。它采用了时隙交换（TSI）技术，使S1光纤和P2光纤上的信号都置于一根光纤（称S1/
45、P2光纤），利用S1/S2光纤的一半时隙（例如时隙1M）传光纤的业务信号，另一半时隙（时隙M+1N，其中MN/2）传P2光纤的保护信号。同样S2光纤和P1光纤上的信号也利用时隙交换技术置于一根光纤（称S2/P1光纤）上。由此，四纤环可以简化为二纤环。二纤双向复用段保护环如图5-5所示。图5-5 二纤双向复用段保护环当BC节点间光缆被切断，与切断点相邻的B节点和C节点中的倒换开关将S1/P2光纤与S2/P1光纤沟通，如图（b）所示。图5-6 二纤双向复用段保护环（断）利用时隙交换技术，通过节点B的倒换，将S1/P2光纤上的业务信号时隙（1M）移到S2/P1光纤上的保护信号时隙（M+1N）；通过节
46、点C的倒换，将S2/P1光纤上的业务信号时隙（1M）移到S1/P2光纤上的保护信号时隙（M+1N）。当故障排除后，倒换开关将返回到原来的位置。由于一根光纤同时支持业务信号和保护信号，所以二纤双向复用段保护环的容量仅为四纤双向复用段保护环的一半。第三节 平鲁区SDH网络保护方式的选择对两种保护环比较如下：a.业务容量（仅考虑主用业务）单向通道保护环的最大业务容量是STM-N，双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2 STM-N（M是环上节点数）。b.复杂性二纤单向通道保护环无论从控制协议的复杂性，还是操作的复杂性来说，都是各种倒换环中最简单的，由于不涉及APS的协议处理过程，因而业务倒换时间也最短。二纤双向
