光传输网性能优化与仿真研究 毕业论文.doc

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1、光传输网性能优化与仿真研究光传输网性能优化与仿真研究 Research on Optimization and Simulation of Optical Transmission Network Performance 摘摘 要要 随着电信业市场的竞争日益加剧，促使电信经营者越来越关注网络质量和安 全。传输网络是保障整个网络质量的基础，经过多期大规模建设和扩容，网络中 存在的问题逐渐显示出来，网络优化成为提高网络质量的唯一途径。 对现有传输网络进行优化，就是在现有传输网络上进行数据采集和评估分析， 通过深入分析网络现状和业务模型，从承载业务类型及流量模式和带宽分配、网 络资源利用、网络安全、

2、光纤和管道资源风险、维护故障分析等诸多方面，提出 优化整改方案。从而达到以下目的：（1）提高网络资源利用率；（2）增加网络 容量，解决网络瓶颈问题；（3）使之承载的业务更丰富；（4）提高网络的安全 性，降低维护成本；（5）使管理更为便捷。 本论文在讨论网络性能优化的必要性以及网络优化实施方案的基础上，探 讨了传输网络性能优化的关键问题，包括对网络结构、同步方案、网络生存性 和多业务支持能力的优化；随后以某地传输网为例，分析了其在网络结构、同 步方案、网络生存性和网管系统现状等方面存在的问题，明确了了对网络性能 进行优化的基本思路并提出了可行的优化改造方案。通过网络性能仿真研究， 表明优化后的网

3、络容量、资源利用率和多业务能力得到显著的提高，网络服务 质量得到改善，可满足当前和未来五年内的业务发展需求。 关键词：关键词：光传输网；性能优化；性能仿真；自动交换光网络 Abstract The competition in the telecommunication market has become more and more fierce, which cause a result that the service provider pay more attention to the quality and the security of the network. The transm

4、ission network is the foundation of the whole communication network, but due to the mass construction earlier, the shortcomings are getting more and clearer, and the network optimization is the only way to solve the problem. Optimization on the existing transmission network is to estimate and analyz

5、e collection data on the network. By in-depth analyses on current network architecture and service model, it puts forward an entire optimization solution on aspects of bore service types, traffic model, bandwidth allocation, network resource efficiency, network security , optic fiber and channel res

6、ource risks as well as maintenance and fault analyses. The solution settles the following issues: (1) advancing network resource efficiency; (2) increasing network capacity for its bottleneck; (3) enriching the bore service types; (4) improving network security and decreasing maintenance cost; (5) m

7、aking network management more convenient. Based on the discussion of necessity of network performance optimization and employment scheme of network optimization, this thesis first studied on the key issues about network optimization, including optimization of network structure, synchronous scheme, n

8、etwork survivability and capability of multi service supporting. Then （略） technologies after network optimization, and the results show that the indexes meet the requirements of present and future 5 years. Key Words： Optical transmission network; Performance optimization; Performance simulation; ASO

9、N (Automatic Switched Transport Network) 1 目目 录录 第第 1 章章 绪论绪论1 1.1 国内外光传输网发展现状及趋势1 1.2 本论文的研究内容1 第第 2 章章 某地光传输网的现状及存在的问题分析某地光传输网的现状及存在的问题分析2 2.1 光缆及管道现状2 2.2 网络与业务负荷现状3 2.2.1 核心层传输系统现状.3 2.2.2 汇聚层传输系统现状.4 （略） 第第 6 章章 总结与展望总结与展望5 参考文献参考文献6 致谢致谢7 附录附录 主要英文缩写语对照表主要英文缩写语对照表8 1 第第 1 章章 绪论绪论 传输网是为各类业务网提供业

10、务信息传送手段的基础设施，是通信网的重要 组成部分，传输网的好坏直接制约着通信网的发展。现在各运营商的本地传输网 经过近几年的快速发展已初具规模，为各项业务的开展提供了必要的通道，但也 存在着一些问题。本章对国内外光传输网的发展现状及趋势作了介绍，通过分析 目前光传输网存在的问题，提出了光网络优化的必要性。同时对本课题的研究目 的、意义、主要内容及创新点作出了说明。 1.11.1 国内外光传输网发展现状及趋势国内外光传输网发展现状及趋势 新一代电信传输网，是电信传输网络发展的一个新的阶段，是以多波长光传 输为主要手段、以 IP 业务为主要传输业务（在相当长时间内是 IP 业务和 TDM 业务共

11、存） 、以 ASON 为目标的智能光传输网络。它是下一代电信网络的重要组 成部分，能够以其高度智能、高度开放、高度生存性一高度可管理性来支撑下一 代电信网。 基于 SDH 的多业务传送节点（简称 MSTP） ，在 SDH 原有的 TDM 业务接入 和交叉连接的基础上，增加了 ATM、以太网等数据业务的接入、交换、统计复 用和传送等功能，并提供多种业务接口和统一的网络管理能力的多业务节点。国 外也将 MSTP 称为多业务提供平台（Multi-Service Providing Platform，MSPP） 。 MSTP 通过将传输层和数据链路层甚至网络层功能集成在一个设备中，并进行优 化设计，功

12、能上相当于现有的“SDH+ATM 交换机（或以太网交换机） ” ，在一个 机架内包括 SDH 的 ADM/DXC 功能、以太网交换机、ATM 交换机等多种功能1。 1.21.2 本论文的研究内容本论文的研究内容 （下文略） 2 第第 2 章章 某地光传输网某地光传输网的现状及存在的问题分析的现状及存在的问题分析 网络评估作为网络优化的第一步，工作范围包括通过对原有网络进行数据采 集、现场检查，并对网络组网合理性、业务发展需求进行掌握和分析，同时和客 户保持双向沟通，良性互动，提出适合客户网络发展的优化建议。 本次光网络评估优化重点是通过对网络资源和组网的评估，通过一系列的指 标的比较，对全网进

13、行详细的了解和把握，找出其中存在的瓶颈和风险点，并在 此基础上提出切实可行的网络优化实施方案，为网络的后期发展、优化提供全面、 系统的数据参考。 某地移动本地网主要为 GSM/GPRS 移动基站提供 2M 电路服务，另外提供一 些企业、网吧等大客户接入、内部办公自动化、营业厅计费等服务、以及少量机 房监控等通道服务。整个网络中心交换机房主要是电信局机房和移动公司机房， 两个节点完成了除少数大客户接入外的所有业务终结。而且由于移动基站建设的 渐进性，每个接入环，并且绝大部分接入节点的业务通道都向到两个中心节点开 放。 2.12.1 光缆及管道现状光缆及管道现状 某地传输网拓扑图如图 2.1 所示

14、。 STM-16 STM-4 B-1 B-2 B-3 B-4 B-5 C-4 C-1 C-3 STM-16 A-1A-2 C-2 图图 2.2.1 1 某地传输网拓扑图某地传输网拓扑图 3 经过前期的大力建设，某地传输网已经敷设 G.652 光缆共计 1451.53 公里； 通信管道集中在市区，共建 65.36 公里，具体情况如表 2.1 所示。 其存在的问题主要为：部分光缆存在较长距离的架空，部分郊区光缆直埋较 浅，网络安全性存在很大的隐患；存在汇聚层和接入层混用一条光缆的情况，由 于接入层需要经常增加节点，网络调整频繁，若在施工中出现问题，会导致汇聚 层的瘫痪。 表表 2.2.1 1 某地

15、传输网光缆状况统计表某地传输网光缆状况统计表 （单位：（单位：km） 光缆芯数直埋架空管道总计 813.613.6 1256.856.8 16586.565.8652.3 2498.698.6 36467.478.9546.3 4037.837.8 4845.845.87 合计1306.665.878.91451.5 依据 ITU-T 建议 G.957 的最坏值计算法2，光功率的计算为 （2.1）0)()()( mia gP （下文略） 2.22.2 网络与业务负荷现状网络与业务负荷现状 2.2.1 核心层传输系统现状核心层传输系统现状 某地传输网络，由核心层、汇聚层和接入层三部分组成。核心层

16、由两端 2.5G 设备组成，用于 VC4 及 VC4 级别以上业务的调度。汇聚层中，环 B 为 2.5G 两纤 复用段保护环，主要承载 B-2、B-3、B-4 至核心节点 B-1、B-5 BSC 间的电路， 4 为本地汇聚系统；环 C 为 622M 两纤复用段保护环，主要承载城区各 BTS 至核心 节点 C-1 BSC 间的电路，为本地汇聚系统。该网络就充分体现了集中汇聚型业务 的特点。接入层以 155M 设备为主，接入层的电路业务全部进行集中汇聚到中心 业务站点，这样可以较为方便的实现网络业务的及时开通和拓展。 其中 A-1、B-1 和 C-1 在一个机房，A-2 和 B-5 在一个机房，按

17、照分层的概念 把上述网络分为三个层次进行分析： 1网络资源利用率网络资源利用率 A-1 到 A-2 之间系统最大容量可满足两节点间开通 16STM-1，目前己开通 6 个 632M 电路，系统资源占用率 37.5%,冗余度 62.5%。 （1）汇聚层节点的选择。一般依据地理区域的分布或行政区域的划分将本 地传输网分为若干个汇聚区，选择一些机房条件好、业务发展潜力大、可辐射其 他节点的站点设置汇聚点。建议以县（包括县级市）为汇聚区，在县辖区内选择 重点镇作为汇聚点； （2）汇聚环上节点数量的调整，节点数不宜太多，一般为 46 个； （3）汇聚层可以采用 2 纤或 4 纤的复用段保护环或通道保护环

18、，传输速率 建议为 2.5Gbit/s 或 10Gbit/s。对于平均分配的业务，可以采用 2 纤或 4 纤的复用 段保护环。如果有汇聚型的业务，则 2 纤通道保护环在业务配置和调度、保护倒 换等方面都比复用段保护环简单和容易，更适合在汇聚型的业务中使用13。 2网络存在的问题网络存在的问题 核心层所承载的电路主要是 MSC,BSC 间的电路，现已开通 378 个 2M 电路。 从系统承载的电路类型看，对系统安全性的要求极高，从系统的保护方式及冗余 度看，日前网络的安全性处于优良状态，但是，由于所承载电路的重要性，仍要 考虑在其他层面提供本系统的备份路由，以更好的保证所承载电路的安全性。 2.

19、2.2 汇聚层传输系统现状汇聚层传输系统现状 （下文略） 5 第第 6 章章 总结与展望总结与展望 本文对某地传输网的现状和存在的问题从网络结构、网络同步和网管系统方 面进行了分析研究，针对某地传输网的实际需求，制定了适合当地传输网优化建 设的方案，分析结果表明，本地传输网优化方案很好的解决了本地传输网的实际 问题。 本论文完成的主要工作有： （1）在明确网络优化的概念的基础上，对网络的拓扑结构、同步、生存性 和对多业务的支持等网络优化中的关键问题进行了讨论和分析； （2）以某地传输网为例，针对现有网络在拓扑结构、资源利用率、时钟同 步和网管系统方面存在的问题，阐明了进行网络性能优化的必要性，

20、并提出了可 行的优化改造方案； （3）对优化后的网络性能进行了仿真研究，表明优化后的网络容量、资源 利用率和多业务能力得到显著的提高，网络服务质量得到改善。 随着对多业务平台开发和研究的进一步深化，多业务平台的智能化也被提到 议事日程上来。 6 参考文献参考文献 1 马永源, 马力. 电信规划方法M. 北京: 北京邮电大学出版社, 2001. 2 徐世中. 波分复用光传送网中选路和波长分配算法的研究D. 成都: 电子科技大学, 2000. 24-27. 3 冯西桥. 核反应堆压力管道与压力容器的 LBB 分析R. 北京: 清华大学核能技术设计研 究院, 1997.67-70. 4 尚晓波, 胡

21、修林, 杨灵. 两种伪随机码同步捕获方法的性能比较J. 通信技术, 2001（9）: 90-93. 5 Kim J H, John Y M, Byun Y T. All-optical XOR Gate Using Semiconductor Optical Amplifiers without Additional Input BeamJ. IEEE Photonics Technology Letters, 2002(10): 42-45. 6 王志功. 光纤传输系统超高速集成电路设计. 2001 全国光电子器件与集成技术会议论文集 C.信息产业部. 北京, 2001 年 10 月. 57

22、-59. 7 张伟力. 绿色营销理论与应用N. 经济参考报, 2007-01-11(8). 8 ITU-T Recommendation G.805-1995, Generic Functional Architecture of Transport NetworksS. 9 李华. 一种新型 ASON 终端产品P. 中国: ZL200620010242.X, 2006-09-30. 10 王明亮. 关于中国学术期刊标准化数据库系统工程的进展EB/OL. http:/ 11 万锦堃. 中国大学学报论文集文摘(1983-1993). 英文版DB/CD. 北京: 中国大百科全书 出版社, 1996

23、. 附录附录 主要英文缩写语对照表主要英文缩写语对照表 缩略语缩略语中文全称中文全称英文全称英文全称 ADM分插复用器Add/Drop Multiplexer ASON自动交换光网络Automatic Switched Transport Network BITS大楼综合定时供给Building Integrated Timing Supply DXC数字交叉连接Digital Cross Connect MSTP 多业务传送平台Multi Service Transport Platform SDH同步数字体系Synchronous Digital Hierarchy STM同步传送模块Synchronous Transport Module