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1、光纤通信课程实训(论文)SDH光网络设计与实现 院（系）名称电子与信息工程学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 起 止 时 间： 课程实训（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：通信工程学 号学生姓名专业班级课程实训（论文）题目SDH光网络设计与实现课程实训（论文）任务设计内容 要求：根据网络拓扑图，完成以下设计155Mb/s622Mb/s155Mb/sECABGFD性能指标及技术要求1、建立光网络A、B、C、D、E、F、G七个节点，完成IP地址设计；2、根据环速率，完成单板选择及安装； 2、建立拓扑连接；3、完成业务配置：A-B 6个2Mb/s； B-E 2个34Mb/s
2、； G-D 3个2Mb/s。 4、完成环DEFG的复用段保护。 5、完成A-B的通道保护。指导教师评语及成绩平时成绩： 答辩成绩： 论文成绩： 总成绩： 指导教师签字： 年 月 日注：平时成绩占20%，答辩成绩占40%，论文成绩占40%。摘 要光纤通信的发展导致了同步数字体系（SDH）的形成。SDH网在网络的带宽、灵活性、可靠性、以及带宽与资源的可管理性等方面，比传统的PDH网有了很大的提高。以SDH为基础的传送网在几年以前已经成为我国以及国际上通信网建设的主导方向。它不仅将成为未来宽带网的传送平台，而且将是今后全光网络的基本技术。本设计利用中兴公司的ZXMP320传输设备进行基于SDH技术的
3、光网络设计与实现，完成了一个完整的光传输系统的设置的全过程。本文系统介绍了SDH光网络基本原理，简要介绍了中兴公司的ZXMP320设备，同时，对SDH光网络实训任务中的网络节点建设、单板安装、以及复用段保护的一系列过程进行了详细的分析与设计。关键词：光纤通信；复用段保护；同步数字体系Abstract The development of optical fiber The development of optical fiber communication leads to the synchronous digital hierarchy (SDH) formation of SDH net
4、work in network bandwidth, flexibility, reliability, and bandwidth and resource management, than the traditional PDH network has greatly improved. The SDH based transport network a few years ago has become our country and international communication network construction of the leading direction. It
5、will not only become the future broadband network transmission platform, and will be the basic technology for all-optical networks in the future.The system development mainly includes two aspects: the establishment and maintenance of back-end database and front-end application development. This desi
6、gn by ZTE Corporation ZXMP320 transmission equipment is based on SDH optical network design and implementation, the whole process of a complete optical transmission system. This paper introduced the basic principle of SDH optical network and the ZTE Corporation ZXMP320 equipment, at the same time, t
7、he SDH optical network training task in building a network node, veneer installation and multiplex section protection of a series of process were detailed analysis and design.Key words：optical fiber；multiplex section protection；Synchronous digital system目 录第1章 绪论11.1开发背景11.2基本原理11.3 SDH传输的优点2第2章 ZXM
8、P320设备简介32.1设备简介32.2 ZXMP S320设备单板介绍32.2.1 NCP板介绍42.2.2 交叉板介绍42.2.3 时钟板介绍52.2.4光接口板介绍62.2.5 PDH接口板介绍62.3 ZXMP S320设备的特点6第3章 SDH光网络实训任务83.1网络节点建设83.2安装单板93.3建立拓扑连接123.4 完成业务配置133.5 完成A-B的通道保护163.6 完成环DEFG的复用段保护17第4章 实训总结20参考文献21第1章 绪论1.1开发背景随着通信技术的发展，人们也对通信技术提出了更高的要求。要求传送的信息从简单的话音已经变成了传输文字、数据、图像和视频等多
9、媒体信息。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。但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
10、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。1.2基本原理SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM-N(Synchronous Transport Mode，N=1，4，16流程，64)，最基本的模块为STM-1，四个STM-1同步复用构成STM-4，16个STM-1或四个 STM-4同步复用构成STM-16，四个STM-16同步复用构成STM-64，甚至四个STM-64同步复用构
11、成STM-256;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、STM-N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(Regenerator 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
12、信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、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
13、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原理与数据的串并变换相类似。1.3 SDH传输的优点(1)SDH传输系统在国际上有统一的帧结构数字传输标准速率和标准的光路接口，使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，它能与现有的PDH完全兼容，并容纳各种新的业务信号，形成了全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性。(2)SDH接入系统的不同等级的码流在帧结构净负荷区内的排列非常有规律，而净负荷与网络是同步的，它利用软件能将高速信号一次直接分插出低速支路信号，实现了一次复用的特性，克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后
14、再生复用的过程，由于大大简化了DXC，减少了背靠背的接口复用设备，改善了网络的业务传送透明性。(3)由于采用了较先进的分插复用器(ADM)、数字交叉连接(DXC)、网络的自愈功能和重组功能就显得非常强大，具有较强的生存率。因SDH帧结构中安排了信号的5%开销比特，它的网管功能显得特别强大，并能统一形成网络管理系统，为网络的自动化、智能化、信道的利用率以及降低网络的维管费和生存能力起到了积极作用。(4)由于SDH多种网络拓扑结构，它所组成的网络非常灵活，它能增强网监，运行管理和自动配置功能，优化了网络性能，同时也使网络运行灵活、安全、可靠，使网络的功能非常齐全和多样化。(5)SDH有传输和交换的
15、性能它的系列设备的构成能通过功能块的自由组合，实现了不同层次和各种拓扑结构的网络，十分灵活。(6)SDH并不专属于某种传输介质，它可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。例如，我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH，而且它也便于与光纤电缆混合网(HFC)相兼容。第2章 ZXMP320设备简介2.1设备简介ZXMP320设备是个紧凑的标准型设备，采用插板式结构设计，体积小巧，具备卓越的灵活性、稳定性和可扩展性。另外，它还具有多路FE接口，具有低速率数据业务接入能力。该设备保护能力强，可靠性高，环境适应能力强，而且组
16、网灵活，升级方便，如图2.1所示。 图2.1 S320前面板2.2 ZXMP S320设备单板介绍ZXMP S320设备的单板包括网元控制处理板(NCP)、电源板(PWA和PWB)、系统时钟板(SCB)、勤务板(OW)、交叉板(CSB)、STM-1光接口板(OIB1)、全交叉STM-4光接口板(O4CS)、支路板(ET1/ET3)、支路倒换板(TST/TSA)和4端口智能快速以太网板(SFE4)等，其单板示意图如图2.2所示。电源板PWA/PWB：提供各单板的工作电源，PWA为-48V电源，PWB为+24V电源，可实现1+1热备份，电源板插拔前必须将电源开关置于“OFF”。 图2.2单板截图2
17、.2.1 NCP板介绍NCP板的结构原理图如下图2.3所示。图2.3 NCP板结构原理图NCP板存在Download和Run两种状态，可通过截铃开关进行设置复位孔RST用于执行设备的硬复位提供实时时钟以及设备通讯所需的Qx、s和ECC接口，完成消息通信和设备管理功能。2.2.2 交叉板介绍交叉板的结构原理图如下图2.4所示。 业务交叉业务总线业务总线.开销交叉HW总线. 图2.4 交叉板结构原理图交叉板能够完成群路到群路、群路到支路、支路到支路的业务调度，并可实现通道和复用段业务的保护倒换功能，还可实现全交叉功能，而且不存在空分和时分的区别，存在CSB和CSBE两种版本。2.2.3 时钟板介绍
18、时钟板的结构原理图如下图2.5所示。 图2.5 时钟板结构原理图如上图2.5所示，时钟板能够支持快捕、跟踪、保持、自由振荡四种模式。并能提供符合G.703标准的外时钟输入/输出接口，网络采用等级主从同步方式，常用版本为SCB。2.2.4光接口板介绍光接口板能够支持STM-1和STM-4两种速率，O1B1S/D提供单/双光口的STM-1接口，光纤为FC/PC，STM-4需要采用O4CSS/D，O4CSS/D可以提供STM-4光口和业务的交叉连接功能，O1CSS/D可以提供STM-1光口和业务的交叉连接功能，O4CSS/D和O1CSS/D的安插具有特殊要求。每台设备仅安插一块，要求安插在交叉板槽位
19、，且不能与交叉板共存。2.2.5 PDH接口板介绍PDH板的结构原理图如下图2.6所示。图2.6 PDH板结构原理图PDH板能够完成接口线路的编码、解码，线路码型为HDB3码，能够完成信号的映射/去映射处理，能够完成本板总线与背板总线间的复用/解复用处理，复用后的VC-4总线通过背板与系统其它单板相连。2.3 ZXMP S320设备的特点ZXMP S320 是融合SDH、PDH、Ethernet、ATM、RPR 等技术为一体的新一代2.5G/622M MSTP 多业务传送平台。组网和业务调度灵活，网络保护完善，而且支持强大的RPR、ATM 等数据特性，主要应用于网络的汇聚层，及部分重要的接入层
20、。设备主要具有以下特点：1 强大的业务接入能力，方便灵活提供多种业务光接入端口提供STM-16/4/1 接口；电接入端口提供STM-1、E3/T3、E1/T1 等TDM 业务接口，提供灵活的业务上下方式；提供EOS 功能，全面支持EPL、EVPL、EPLAN、EVPLAN 数据业务模型，可以满足用户高带宽数据业务传送需求；内嵌RPR 的可基于灵活的逻辑子网技术用于RPR 环构建，特有的RPR 跨环特性突破RPR 组网单环限制；完善的QoS 控制，可以基于IP 优先级、DSCP 优先级、TOS 优先级、COS 优先级、端口优先级等配置业务流；提供内嵌ATM 功能，支持VP 和VC 交换、CAC
21、控制、CC、PVC 11 保护等功能。2 全面而完善的保护能力，提供网络的高可靠性ZXMP S320 系统对关键单板作1+1 冗余保护，包括时钟板、交叉板。系统对业务接口提供1：N冗余保护，保护类型有E1/T1/E3/T3/FE/STM-1（E）等电支路，单个子架具备同时支持4 组不同电支路的保护能力；ZXMP S320 采用了双电源分配系统，各功能单板采用分散供电方式，使各单板之间的电源影响降低至零，大大减少了单板在热插拔过程中对系统的影响；ZXMP S320 能够实现ITU-T 所建议的组网特性，保护方式包括11 复用段保护、二纤双向复用段保护环、四纤双向复用段保护环、双节点互连保护（DN
22、I）、子网连接保护（SNCP）等；ZXMP S320 设备的保护特性还包括数据业务层的保护：支持以太网共享保护环、RPR 环保护、ATM1+1 保护等。3 可靠的定时同步处理能力，提高同步网络的性能ZXMP S320 采用先进的相位锁定电路，可以选择同步于外时钟，线路时钟，及E1/T1 支路时钟；设备提供E1 接口的支路再定时功能；设备支持同步优先级倒换和基于SSM 算法的自动倒换，优化了网络的定时同步分配，降低了同步规划的难度，避免了定时环路，保证网络同步处于最佳状态。4 易于维护升级，降低OPEX第3章 SDH光网络实训任务3.1网络节点建设首先创建网元节点并设置参数，其中A节点IP地址选
23、择如图3.1所示，B、C、D、E、F、G的IP地址则是按顺序分别选择192.168.（2,3,4,5,6,7）.18。这七个节点里没有终端设备，所以设备类型全都选择ATM.类型。系统类型则全都选择ZXMP S320类型。其截图如图3.2所示。 图3.1 IP地址设置 图3.2网元节点各参数设置3.2安装单板根据环速率，完成单板选择及安装。根据任务书中的网络拓扑图，对节点A，其环速率为155Mb/s，有两个连接端口，所以选择集线路板和交叉板于一体的O1CSD板，除此之外还需NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板，以保证正常工作，其物理子架单板配置如图3.3所示：；对于节点E，其环速率为
24、622Mb/s，有两个连接端口，所以选择集线路板和交叉板于一体的O4CSD板，除此之外还需NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板，以保证正常工作，其物理子架单板配置如图3.4所示： 图3.3 节点A单板安装图3.4 节点E单板安装 节点C与A情况一致，所以单板的安装同上。但是对于节点B,传输速率虽然也是155Mb/s，但是由于它们有三个连接端口，所以除了安装NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板外，选择集线路板和交叉板于一体的OIBID板，截图如图3.5所示;节点D、F、G与节点E情况一致，所以单板的安装同上。对于节点D,传输速率虽然也是622Mb/s，但是由于它们有三个连
25、接端口，所以除了安装NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板外，选择集线路板和交叉板于一体的OIBID板，截图如图3.6所示。 图3.5 节点B单板安装图3.6 节点D单板安装3.3建立拓扑连接 建立好所有的网元节点并且设置完成相关参数类型之后，在草纸上标出相应端口的序列号，然后将对应端口进行连接，完成之后结果如图3.7所示。 图3.7 整体拓扑图 3.4 完成业务配置 按照任务书的要求，首先是AB 6个2Mb/s的业务。在客户端操作窗口中，选择网元A、B、C，单击菜单中的业务配置按钮，当网元A为操作对象时，连接示意图如图3.8所示，连接结果如图3.9所示。 图3.8 节点A下发业务
26、图3.9 A-B下发业务结果 对于B-E 2个34Mb/s的业务配置，下发业务的方式大致同上，不过下发业务时是接在ET3E单板的34Mb的接口上，其业务配置的结果如图3.10 所示。 图3.10 B-E下发业务结果 由于B-E的业务下发需要经过节点D，其中此处D点不用下发业务，直接贯通就行，B、E的下发业务连接方式与A、B相同。3.5 完成A-B的通道保护 通道保护的作用是保证A到B的也业务正常下发，即使AB这条线路故障，业务还能从备用线路正常进行，所以，只需给A-B的业务连接一跳备用线路，选择A-C-B这条线路，C节点不用下发业务，直接贯通就可以，贯通方法如图3.11。调试结果如图3.12所
27、示。图3.11 节点C内部贯通图3.12 A-B通道保护结果3.6 完成环DEFG的复用段保护 复用段保护是以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1K2字节所携带的APS协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个STM-N或1/2STM-N的业务都切换到备用信道上。复用段保护条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC（复用段误码过量）告警信号。在客户端窗口中，单击复用段保护快捷按钮，在弹出如图3.13所示的对话框中单击新建按钮，弹出复用段保护配置对话框，选择复用段保护类型为二纤双向共享（不带额外业务），单击确定，再返回至复用段保护对话框，在保护组列表
28、中按照D、E、F、G顺序增加保护信息，单击增量下发按钮，单击下一步，在弹出的对话框中再点击下一步，此时会弹出如图3.14所示的对话框，如图3.14所示，分别对D、E、F、G进行连线，单击确定 应用，关闭该对话框。单击业务配置快捷按钮，发现如图3.15所示的现象，则证明复用段保护完成。图3.13 复用段保护配置图3.14 复用段保护连接图3.15 复用段保护完成第4章 实训总结本次实训完成了一个完整的光传输系统的设置，通过实验对一个完整的光传输通信系统有了一定的了解，对光传输通信系统的设计有了一个全面的训练，对光通信网的核心结构有了一个整体的认识。同时，利用中兴通讯光传输设备ZXMP320，掌握
29、了光传输设备的实际操作，能够对电路业务进行熟练配置。ZXMP S320 是一个标准型STM-16 综合业务的传送平台，体积小巧、功能强大、性价比高，适用于系统容量较大、多种业务同时存在的场合。ZXMP S320设备采用先进的技术和设计思想，继承中兴通讯在SDH 领域的技术积淀，结合网络业务的多样化和网络结构变化所赋予的技术内涵，可与中兴通讯其他所有传输系统配合使用，提供完善的光传输解决方案。在设计过程中，遇到了如下两个问题。第一个问题就是单板的安装问题。在单板的安装过程中，对于像OIB1D，O1CSS等板缺乏了解，后来经过老师的系统讲解，明白了每个板子的具体使用方法，特别是CSB板，它是不能与
30、OIB1D，O1CSS等板同时安装的。搞清了这个问题后，才能着手完成其他的任务。第二个问题就是拓补连接过程中，由于没有找到合适的方法，而总是发生连接混淆的情况，通过老师的悉心指导，同学间的交流，确定了对网络节点端口进行标号的方法，终于成功解决了这一问题。通过此次实训，也增强了分析问题解决问题的能力，加强了理论与实际相结合的能力，提高了实践动手能力，为将来从事通信方面的科研、生产工作打下了一定的基础。 本人签字：参考文献1 刘增基,周洋溢等编著.光纤通信M.第二版.西安:西安电子科技大学出版社,20142 颜清华.光同步数字传输与自愈网络M.北京:电子工业出版社,20103 张筱华,石方文.通信英语M.第四版.北京:北京邮电大学出版社,20124 田文.SDH网络中的光接口参数J.通信世界,2003(27):12-165 张宝富,赵继勇.光缆网工程设计与管理M.北京:国防工业出版社,20096 刘智伟,何金武.简要分析电力SDH光纤通信网络组网优化方式J.网络与信息工程,2014(23):31-357 肖新峰.TCP/IP协议与网络管理标准M.北京:清华大学出版社,20108 刘磊.SDH传输网建设设计D.山东大学硕士学位论文.2010:10-15
