通信技术毕业设计（论文）-C市本地SDH传输网设计方案.doc

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1、兰州工业高等专科学校兰州工业高等专科学校 毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题目题目 C C 市本地市本地 SDHSDH 传输网设计方案传输网设计方案 系系 别别 电子信息工程电子信息工程 专专 业业 通信技术通信技术 班班 级级 通信通信 09-209-2 班班 姓姓 名名 学学 号号 指导教师（职称）指导教师（职称） ） 日日 期期 2012.02.292012.02.29 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） I 摘摘 要要 SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字传输体系)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

2、网络。SDH 可实现网络有效 管理、实时业务监控、动态网络维护等多项功能，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。 本论文在第一章的绪论中主要介绍了论文的研究背景、SDH的传输原理和特点、 SDH的应用与发展趋势；第二章对C市概况简介；第三章介绍了C市电信局本地网网络现 状；第四章详细介绍了C市电信局SDH传输网络结构设计方案；第五章介绍了SDH网络保 护方式的选择与设计；最后对论文工作进行了总结，并提出了下一步研究的设想。其中 第一章为原理性论述,第三、四、五章是本论文研究工作的主要体现。 关键词：关键词：SDH；同步光网络；综合信息传送网络 兰州

3、工业高等专科学校毕业设计（论文） II Abstract SDH (Synchronous Digital Hierarchy, synchronous digital transmission system) is a kind of multiplex, transmission and exchange function of com., and by the unification network management system operation comprehensive information transmission network. SDH can achieve the

4、 efficiency of network management, real time monitoring, dynamic network maintenance and other functions, can greatly improve the utilization rate of cyber source, reduce management and maintenance costs, the realization of flexible and reliable and efficient network operation and maintenance. This

5、thesis in the first chapter of the introduction mainly discusses the research background, the transmission principle and characteristics of SDH, SDH application and development trend of the second chapter of the C city; profiles; the third chapter introduces the C City telecommunication bureau netwo

6、rk status; fourth chapter describes in detail the C City Telecommunication Bureau SDH transmission network structure design scheme; fifth chapter introduces SDH network protection measures selection and design; at the end of the paper, and the next step research. The first chapter discusses the prin

7、ciple of, third, the four or five chapter is the research work of this thesis mainly embodies. Keywords: SDH; synchronous optical network; integrated information transmission network 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） III 目目 录录 摘 要I ABSTRACT.II 1 绪论.1 1.1 本文研究的背景 1 1.2 SDH 的传输原理和特点.2 1.3 SDH 的应用与发展趋势.3 2 C 市概况简介 .5

8、 3 C 市电信局本地网网络现状 .6 3.1 C 市电信局本地网网络结构，交换局数量及位置.6 3.2 各局容量及局间话务量状况 7 4 C 市电信局 SDH 传输网络结构设计方案 .9 4.1 C 市电信局 SDH 传输网网络拓扑结构设计.9 4.2 各局站间业务预测与计算 .10 4.3 各局站间中继电路需求的计算 .10 4.4 进行网络的冗余度和生存性计算 .12 4.5 SDH 自愈环12 4.6 设备选型及功能说明 .13 5 SDH 网络保护方式的选择与设计 15 5.1 SDH 网络保护的基本原理简介15 5.2 C 市电信局 SDH 网网络保护方式15 6 方案评估17 总

9、结与展望.18 致 谢.20 参考文献.21 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 1 1 绪论绪论 1.1 本文研究的背景本文研究的背景 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)全称叫做同步数字传输体制，由此可见 SDH 是 一种传输的体制协议，就像 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。 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 TI(DSL)/E1 载

10、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。综合业务数字网中，我们需要把不同传 输速率(例如 164kb/s 的电话，2Mb/s 的会议电视，434Mb/s 的电视节目)的各种信息都复 接在一起，放在一根线路上传输，原来的准同步数字系列 PDH(Pseudo synchronous Digital Hierarchy)，是把由 30 路电话复接而成的基群信号 H12(传输速率为 2.048Mb/s)逐步复接 成二次群 H22(传输速率为 8.448Mb/s)、三次群 H31(传输速率为 34.368M

11、b/s)、四次群 H4(传输速率为 139.264Mb/s)等。这是什么含义呢？举个例子，想在天津把北京传到上海 的四次群中分出一个特定的基群信号 1，则应先把四次群分接成三次群、然后三次群再分 接成二次群、二次群再分成基群。取出基群信号 1 后，再有天津加上一个基群信号 l，然 后进行相反复接(基群到二次群，然后二次群到三次群)，这样才能继续往上海传送。 可见，为了一个基群信号，需要在天津设置很多分接和复接设备，这样不但增加了成本， 还使信号受到损伤。另外 PDH 在全世界没有统一的标准和规范，不便于国家之间的互通。 针对 PDH 的缺点，美国贝尔通信研究所提出了同步光纤网络 SONET(S

12、ynchronous Optical NET work)的传输技术体制，并逐步成为美国国家标准，1988 年，国际电报电话咨询委 员会(CCITT)与美国国家标准化协会达成协议,将 SONET 修改为国际通用的技术体制， 重新命名为同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy)，可应用于光纤，微波和卫星传 输网络。 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

13、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，在接入网中应用可以将 SDH 技术在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。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 2 1.2 SDH 的传输

14、原理和特点的传输原理和特点 SDH 采用的信息结构等级称为同步传送模块 STM-N(Synchronous Transport=1，4，16，64)，最基本的模块为 STM-l，4 个 STM-1 同步复用构成 STM- 4，16 个 STM-1 或 4 个 STM-4 同步复用构成 STM-16；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 Over Head, SDH)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

15、信息能够正常灵活地传送， 它又分为再生段开销(Rage narrator Section Over Head, RSOH)和复用段开销(Multiplex Section Over Head, 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 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 STM-1 而言每帧字节为 8bit(92701)=19440bit，则

16、 STM-1 的传输速率为 194408000=155.520Mbit/S；而 STM-4 的传输速率为 4155.520Mbit/s=622.080Mbit/S；STM-16 的传输速率为 16155.520(或 4622.080) =2488.320Mbit/s。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 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

17、）或管理单元指针（AUPTR）的功能来实现；复用则是将多个低价通道层信号 通过码速调整使之进入高价通道或将多个高价通道层信号通过码速调整使之进入复用层 的过程。 SDH 之所以能够快速发展这是与它自身的特点是分不开的,其具体特点如下： (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

18、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，然后再发生 复用的过程，由于大大简化了 DXC，因此减少了背靠背的接口复用设备，从而改善了网络 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。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 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 3 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

19、有多种网络拓扑结构，它所组成的网络非常灵活，它能增强网络，运行 管理和自动配置功能，优化网络性能，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 数据速率则需用光纤。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。 (7)从 OSI 模型的观点来看，S

20、DH 属于其最底层的物理层，并未对其高层有严格的限 制，便于在 SDH 上采用各种网络技术，支持 ATM 或 IP 传输； (8)SDH 是严格同步的，从而保证了整个网络的稳定可靠，误码少，且便于复用和调 整； (9)标准的开放型光接口可以在基本光缆段上实现横向兼容，降低了联网成本。 1.3 SDH 的应用与发展趋势的应用与发展趋势 由于以上所述的 SDH 的众多特性，使其在广域网领域和专用网领域得到了巨大的发 展。电信、联通、广电等电信运营商都已经大规模建设了基于 SDH 的骨干光传输网络。 利用大容量的 SDH 环路承载 IP 业务、ATM 业务或直接以租用电路的方式出租给企、事 业单位。

21、而一些大型的专用网络也采用了 SDH 技术，架设系统内部的 SDH 光环路，以 承载各种业务。比如电力系统，就利用 SDH 环路承载内部的数据、远控、视频、语音等 业务。而对于组网更加迫切、而又没有可能架设专用 SDH 环路的单位，很多都采用了租 用电信运营商电路的方式。由于 SDH 基于物理层的特点，单位可在租用电路上承载各种 业务而不受传输的限制。承载方式有很多种，可以是利用基于 TDM 技术的综合复用设备 实现多业务的复用，也可以利用基于 IP 的设备实现多业务的分组交换。SDH 技术可真正 实现租用电路的带宽保证，安全性方面也优于 VPN 等方式。在政府机关和对安全性非常 注重的企业，

22、SDH 租用线路得到了广泛的应用。一般来说，SDH 可提供 E1、E3、STM-1 或 STM-4 等接口，完全可以满足各种带宽要求。同时在价格方面，也已经为大部分单位 所接受。 SDH 作为新一代理想的传输体系，具有路由自动选择能力，上下电路方便，维护、 控制、管理功能强，标准统一，便于传输更高速率的业务等优点，能很好地适应通信网 飞速发展的需要。迄今，SDH 得到了空前的应用与发展。在标准化方面，已建立和即将 建立的一系列建议已基本上覆盖了 SDH 的方方面面。在干线网和长途网、中继网、接入 网中它开始广泛应用，且在光纤通信、微波通信、卫星通信中也积极地开展研究与应用。 兰州工业高等专科学

23、校毕业设计（论文） 4 近些年，点播电视、多媒体业务和其他宽带业务如雨后春笋般纷纷出现，为 SDH 应用在 接入网中提供了广阔的空间。SDH 技术应用于接入网的好处是：1）对于要求高可靠、高 质量业务的大型企事业用户，SDH 可以提供较为理想的网络性能和业务可靠性。2）可以 将网管范围扩展至用户端，简化维护工作。3）利用 SDH 固有灵活性，可使网络运营者 更快、更有效地提供用户所需的长期和短期业务需求。可以预计 SDH 技术将不断发展。 随着网络的发展，它将进一步为终端用户提供宽带服务，在迎接 ATM、CATV、多媒体、 因特网、全光网络带来的机会和提出的挑战中，将得到更加广泛的应用。 综上

24、所述，SDH 以其明显的优越性已成为传输网发展的主流。SDH 技术与一些先进 技术相结合，如光波分复用（WDM） 、ATM 技术、Internet 技术(IP over SDH)等，使 SDH 网络的作用越来越大。SDH 已被各国列入 21 世纪高速通信网的应用项目，是电信 界公认的数字传输网的发展方向，具有远大的商用前景。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 5 2 C 市概况简介市概况简介 SDH（同步数字传输体制）是当今世界通信领域在传输技术方面的一个发展热点， 是传输技术上的重大革命。SDH 以它灵活复接、交叉和线路保护功能结合统一网管系统 进行管理，使维护和管理手段更加先进，使传输

25、网络实现高效、高智能、高灵活性和高 生存性，是目前广为采用的重要传输手段。尤其是 SDH 自愈环结构不仅在中继网和接入 网中获得了广泛的应用，而且在长途网中也得到了大量应用，并且将在以 SDH 为基础的 新一代传输网中扮演越来越重要的角色。相比之下传统的 PDH 传输设备就逊色得多。因 此，我国在传输网的建设上已明确指出大力发展 SDH 系统，限制 PDH 的发展，最终淘 汰 PDH。在此原则基础上，全国从干线传输网、本地网到传输网的新建、扩建传输工程 均采用 SDH 设备，已经初具规模。 本文的对象是 C 市，以下是对 C 市进行简单的表述。为了实现 C 市通信网的数字化， 从 1986 年

26、开始引进程控交换机和光传输设备，用了 8 年时间完成了交换机程控化，局间 中继光缆化。到 1996 年年底，C 市已拥有程控交换机近 102 万门，敷设光缆 240.8 公里， 引进 PDH 光传输设备 250 多端。随着程控交换机的不断扩容，移动通信连年扩建和非话 业务的增加，现有的 PDH 已不能满足对传输系统的需要。另由于 PDH 设备点对点开放 的特点，部分局间剩余 2Mbps 系统无法异地利用，从维护管理方面考虑，现有 PDH 型号 太多，无法统一集中管理，所以传输网络扩容势在必行。在 C 市电信局领导和相关技术 人员对当前最先进的传输技术设备进行广泛的考察和论证后，一致认为向局间中

27、继网中 引入 SDH 设备。但要充分考虑电信业务及支撑网的传输要求，也要考虑到整个传输网络 的安全性和可靠性，要以提高网络灵活性，减少工程投资，方便维护管理，满足新业务 要求，增强网络生存能力，提高经济效益，适应形势发展为基本原则。即要建成一个高 效、高智能、高灵活性和高生存能力的 SDH 传输网，覆盖全市各市话端局及长途局，满 足 C 市电信业务的发展。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 6 3 C 市电信局本地网网络现状市电信局本地网网络现状 根据 C 市 SDH 传输网 2002 年的发展规划，结合 C 市通信的现状，对诸多方面因素 进行分析后，确定了适合 C 市通信发展的 SDH

28、传输网络。 3.1 C 市电信局本地网网络结构，交换局数量及位置市电信局本地网网络结构，交换局数量及位置 C 市内有市话端局 20 个，其中市话汇接局 3 个（中山，尚志，和兴） ，长途局 （TS）1 个，结合现有局间中间光缆路由和业务流向，经过这 20 个节点建了 6 个 2.5Gbps 的环，采用 FLX-2500A，FLX-600A，FLX-150/600 和 FLX150T 设备，环上节点 名称和数量分别为：环一上为 3 个汇接局，环二上有 6 个节点（尚志，TS，中山，宣化， 花园，奋斗） ，环三上有 6 个节点（尚志，TS，和兴，乡政，河图，安国） ，环四上有 7 个节点（尚志，T

29、S，和兴，和平，学府，教化，抚顺） ，环五上有 6 个节点（尚志，TS， 中山，东直，仁里，南马） ，环六上有 7 个节点（TS，中山，和兴，进乡，香顺，公滨， 长江） 。各环（除环一，环十外）均经过 TS。为保证过环转接双路由，各环分别经过两个 汇接局，以 155Mbps 电口经 DXC 或直接转接。 远离市区节点与 TS 和三个汇接局组成 4 个 622Mbps 环，具体结构为：环七有 5 个节 点（中山，TS，和兴，新发，王岗） ，环八有 5 个节点（中山，TS，和兴，新疆，平房） ， 环九有 5 个节点（中山，TS，尚志，太阳岛，松蒲） ，环十有 4 个点（中山，尚志，先锋， 东风）

30、，过环转接业务在汇接局经 DXC 进行。 在三个汇接局（中山，尚志，和兴）各安装一台大容量数字交叉机 （DXC4/110Gbps） ，来完成环与环间业务量的转接。C 市网络规划如图 3-1 所示。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 7 图 3-1 C 市网络规划 3.2 各局容量及局间话务量状况各局容量及局间话务量状况 C 市 1996 年底拥有市话交换机容量为 102.24 万线，有 28 个独立的市话端局，其中 市话汇接局 3 个，长途局 1 个。从容量上看超过 6 万线的局有 4 个，5 万线的有 4 个，4 万线的有 10 个，其余都在 3 万线以下，长途局（TS）容量为 5.8

31、万线。局间中继方式以 高效直达为主，汇接为辅。按用户话务量 0.2erl 计算，总局间中继系统为方 4390 个（含 有其它业务量） ，总计 2Mb/s 端口 8780 个。从各局所需中继数量上看，三个汇接局（含 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 8 市话用户交换局）所占 2Mb/s 端口在 1000 个以上，TS 占 1700 个，三个汇接局和 TS 的 端口量占全网端口的 52%。从这些统计数字中看出，汇接局和 TS 在 SDH 网中的位置是 很重要的。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 9 4 C 市电信局市电信局 SDH 传输网络结构设计方案传输网络结构设计方案 4.1 C 市

32、电信局市电信局 SDH 传输网网络拓扑结构设计传输网网络拓扑结构设计 由于 SDH 最突出的优势就在于它的自愈功能，这也是中继网中所需要的，因此，整 个网络均采用 SDH 自愈环结构。通过对各局的业务量进行分析后，确定出全网需要 SDH 环的数量。全网共建 10 个同等地位的自愈环，其中 2.5Gbps 环 6 个，622Mbps 环 4 个。 结合节点业务量在临近局间吸引系数较大的特点和光缆路由分布，在每个环都留有适当 容量的情况下，做出每个环所含节点的数量。但由于各节点到汇接局和 TS 业务量较大， 因此，各环均经过两个汇接局和 TS，把这部分业务量在环内消化。系统结构如图 4-1 所 示

33、。 图 4-1 C 市 SDH 传输网管结构图 在转接业务方面，通过对局间话务矩阵的分析，得出过环业务量较大，这些业务如 果用 SDH 的 ADM 设备直接转接，则需要增加很多设备，并且不利于今后的发展。因此， 在三个汇接局各安装一台大容量数字交叉机（DXC4/10Gbps），来完成环与环间业务量 的转接，业务的汇聚和疏导，PDH 和 SDH 的网关，传输网和本地网的网关，完成 DXC 网络保护等功能，使复杂的 SDH 城域网具有了灵活性。在 SDH 网运行中网管系统是不 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 10 可缺少的，但鉴于目前 C 市电信局的网络管理和日常维护是异地设置，一套网管系统

34、工 作不方便，考虑设二套网管设备，即操作维护中心和网管调度中心各一套，且能互为备 用。 由于 SDH 设备对时钟同步要求较高，因此，SDH 设备的主时钟从 TS 节点的 BITS 上直接提取，汇接局节点作为备用，如图 4-2 所示。 图 4-2 C 市 SDH 传输网同步系统图 在网络保护方面，除线路保护外，应该考虑有适当的设备保护措施，即在网络结构 上应充分考虑网络的安全性和经济性，在设备配置上既考虑先进性又兼顾灵活性。 4.2 各局站间业务预测与计算各局站间业务预测与计算 业务预测包括基础资料的收集和信息资源的充分利用、预测基础量和派生量的选择 确定、预测结果所处范围合理性的审定及预测结果

35、的修正等几个方面。由于业务预测是 整个规划的定量数据和定性发展的基础和依据，因此这种预测的准确程度将直接影响规 划的可行性，所以说业务预测在网络规划中是非常重要的一步。特别是现在竞争加剧， 建设资金紧缺，为合理有效地利用宝贵的资源，企业不仅要能够对情况变化做出快速的 反应，而且对未来发展要有比较准确的预见。 4.3 各局站间中继电路需求的计算各局站间中继电路需求的计算 SDH 网的传输指标，主要有衰减和色散。对于 G652 光纤，使用 1310nm 工作波长， 一般为衰减受限；工作在 1550nm 窗口，一般为色散和衰减两种受限。但不管工作哪种波 长，衰减和色散均要核算。通常的设计方法是，现计

36、算衰减，在核算色散值是否符合要 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 11 求。计算衰减，有效的方法是最坏值设计法。 所谓最坏值设计法，即在设计再生段时，将所有光参数指标都按最坏值（即系统寿 命终了前，所有系统和光缆富余度都用尽，且处于允许的最恶劣的环境条件下仍能满足 的指标）进行计算。采用最环值设计法的系统不存在先期失效问题，缺点是各项参数同 时出现最坏值的概率极小，因而在正常情况下有相当大的富余度，设计结果比较保守， 在一定程度上会使系统总成本有所提高。但最坏值设计法为工程设计人员和设备制造厂 商提供了简单的设计指导和明确的元部件指标，并且可以实现基本光缆段上设备的横向 兼容，因此设计应中

37、优先选用最环值设计法。对于 PDH 系统，计算中继段长公式是： （1） PsPrAcPp L AfAsMc 式中：L-中继段长度（Km） 。 Ps-S 点入光纤光功率（dBm） 。 Pr-R 点出光纤光功率（dBm） 。 Ac-S 和 R 点间其它连接的衰减（dB） 。 Pp-光通道功率代价（dB） 。应根据 ITU-T 建议 G.957 和 G.691 确定规定光通 道总功率代价。 Af-光缆光纤衰减常数（dB/Km） 。 As-光缆固定接头平均熔接衰减（dB/Km） 。 Mc-光缆富余系数（dB/Km） 。 在用最坏值发射机 SDH 网络系统时，设备富裕度不再单独规范，而是分散给光发送 机

38、和接收机，即厂家提供的光发送功率和接受灵敏度应是在系统寿命终了，富裕度用完 且处于极端温度下仍能保证实用性能要求的数值。这与传统的计算 PDH 系统方法稍有不 同，目的是为了便于更好地实现基本光缆段上的横向兼容性，对 SDH 系统，由于传输速 率高，必须考虑光通道功率代价。它包括反射和由码间干扰模分配噪声、激光器噪声引 起的总色散功率代价，一般取 1dB。 利用衰减受限公式计算出中继段长度，再核算色散是否受限。ITU-T 对光接口参数间 光通道最大色散大都做了规范，只有对 L-4.2；S-16.2；L-16.3 未做出规范，再核算时， 最常用和有效的方法是，要求设备厂家提供 SR 间通道最大总

39、色散值 Dmax（ps/nm） ，要 求厂家提供的光纤色散系数 D（ps/nm.km） ，再用下式进行核算： （2） Dmax L D 式中：DmaxS 和 R 点之间允许的最大色散值（ps/nm） 。 D-系统寿命终了时光纤色散系数（ps/nm.km） ，1310nm 取 3.5ps/nm.km，1550nm 取 20ps/nm.km。 然后比较衰减受限和色散受限计算结果，取较小的数值（L）即为设计中继距离，在 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 12 实际设计中，通常都是衰减限制了中继段长度。在设计时，可参照 ITU-T 提出的光接口 参数，但对于长距离中继段，可根据工程实际需要，要求厂

40、家提供增强型光接口参数， 如 2.5Gbps 光接口，ITU-T 规范在 SR 向光通道衰减范围为 12-20dB，在长途传输中则显 得有些过小，目前不少厂家可以做到 28dB 甚至 30dB 以上，这样可增大中继距离，还有 的厂家可以提供光放大器，可以在较长距离（如 100km 以上）不加中继。 4.4 进行网络的冗余度和生存性计算进行网络的冗余度和生存性计算 冗余度是指系统提供的供出现故障情况时调动使用的容量与总容量之比。 生存性是指系统保护和恢复的能力。业务恢复时间和业务恢复的范围是度量生存性 的最重要的指标。 对于大城市，一般全网冗余度取在 50%以上，一般城市取 30%以上较合适。本

41、地网 SDH 骨干层建成后，生存性应达到 100%，第 2 层到第 3 层则可适当降低。对大城市本地 网，建议全网总的生存性应在 70%以上，中小城市本地网应在 50%以上为宜。此外，对 于汇接局、移动局、ATM 骨干节点和 IP 骨干节点等，无论采用何种网络拓扑结构，都应 保证有两个不同的物理路由。 4.5 SDH 自愈环自愈环 自愈网是指无需人为干预、能够在短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务的 网络。其保护类型有：线路倒换保护、环形网保护和数字交叉连接（DXC）恢复保护。 线路保护方式适用于两点间有较大业务量的场合；环形网保护的适用范围十分广泛，从 国家级干线网到接入网都可大量采用；

42、DXC 恢复保护适用于业务量高度集中的长途网。 自愈环有两种最常用的形式：二纤单向通道环和二纤双向复用段保护环。两者的适 应面是不同的，可从以下几方面作比较： (1)业务容量（仅考虑主用业务）。二纤单向通道保护环的最大业务容量是 STM-N； 二纤双向复用段保护环的业务容量为 M/2STM-N（M 是环上的节点数）。 (2)复杂性。二纤单向通道保护环无论从控制协议，还是操作上来说，都是各种倒换 环中最简单的，由于不涉及自动保护倒换（APS）的协议处理过程，因而业务倒换时间最 短。二纤双向复用段保护环的控制逻辑则是各种倒换环中最复杂的。 (3)兼容性。二纤单向通道保护环仅使用已经完全规定好了的通

43、道告警指示信号 （AIS）来决定是否需要倒换，与现行 SDH 标准完全相容，因而也容易满足多厂家产品的 兼容性要求。 另外，对于四纤双向复用段保护环，由于所需的设备和光纤是二纤复用环的 2 倍， 因此成本也大约是二纤复用环的 2 倍。尽管其容量是二纤复用环的 1.5-1.9 倍，且支持跨 段保护，有很强的生存性，但只有容量较大且为均匀型业务时，才是最经济的。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 13 自愈环的选择应该从网络的业务量分布、保护恢复时间、工程初始成本、升级或 增加节点的灵活性、易于操作运行和维护等方面综合考虑。对于联通、移动等运营商的 传输网络，由于多为集中型业务（业务量分布主要

44、集中在交换中心），各种环的容量是 相同的，因此二纤通道倒换环是最经济的。 4.6 设备选型及功能说明设备选型及功能说明 SDH 设备（SDH equipment）构成 SDH 网络的网元物理实体。基本的 SDH 设备有各 种复用器、再生中继器和数字交叉连接设备。 (1)复用器包括终端复用器、高阶复用器、分插复用器和互通复用器 4 类。具体配置 有 7 种：1 型、2 型、1 型、2 型、1 型、2 型和型复用器。 其中，1 型和2 型属于终端复用器，具有从 PDH 信号到 STM-N 信号的复用功能。 1 型复用器只有简单复用功能，能够将每个 PDH 支路输入信号安排在 STM-N 帧中的固

45、P 定位置上。2 型复用器有含 VC-1/2/3 和（或）VC-3/4 通道连接功能，可以灵活地 把每个 PDH 支路输入信号安排在 STM-N 帧中的任意位置上。.1 型和.2 型属于高阶复 用器，具有把速率较低的若干个 STM-N 信号组合成一个速率较高的 STM-M 信号的复用能 力（MN） 。.1 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

46、则 PDHG703 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-MVC-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 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。 (2)数字

47、交叉连接设备分为三种类型。类型一提供高阶虚容器（VC-4）的交叉连接， 如 DXC4/4。类型而二仅提供低阶虚容器（VC-4）的交叉连接，如 DXC4/1。类型三提供低 阶虚容器（VC-12，VC-3）和高阶虚容器（VC-4）的两种交叉连接。对 STM-N 接口信号和 PHD 接口信号，提供高阶虚容器给高价通道连接（HPC）功能块，分别是传送终端功能块 （TTF）和高阶接口（HOI）功能块实现的。从 HPC 功能块把低阶虚容器提供给低阶通道 连接（LPC）功能块，需经高阶组装器（HOA）复合功能。将由 PDH 导出的低阶虚容器提 供给低阶通道连接（LPC）功能块，是通过低阶接口（LOI）复合功

48、能实现的。高阶通道 连接（HPC）和低阶通道连接（LPC）矩阵的控制通过同步设备管理（SEMF）实现， DCX4/4/1 属于该类型（具有低阶交叉矩阵和独立高阶，VC-4 交叉矩阵的 DXC4/4/1 设备） 。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 14 (3)再生中继器是构成 SDH 长距离链路的一种设备，主要用于补偿光纤传输引起的介 入的衰减损耗，重新产生新的光信号继续传输。再生器的主要功能包括对线路传输信号 进行光/电转换、开销处理、扰码、定时提取、判决处理、性能监视，最后经光/电转换 变成符合所要求的格式和性能的光信号向下游传递，实现长距离传输的目标。SDH 再生器 具有多种光/电接

49、口，包括：发送光纤上符合 G957 规范的 S 参考点，接收光纤上符合 G957 规范的 R 参考点，用于公务通信的接口，用于使用者通路的接口，还有与电信管 理网（TMN）互连的 Q 接口，与工作站相连的 F 接口。再生器的性能要求应符合 G825 建议。 兰州工业高等专科学校毕业设计（论文） 15 5 SDH 网络保护方式的选择与设计网络保护方式的选择与设计 当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大，要求通信网络能及时准确的传递信息。 随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络出现故障（这是难 以避免的，例如土建施工中将光缆挖断） ，将对整个社会造成极大的损坏。因此网络的生 存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的问题。 5.1 SDH 网络保护的基本原理简介网络保护的基本原理简介 SDH网络保护方式可以分为路径保护和子网连接保护两大类。路径保护包括线性系 统的复用段保护、环网的复用段保护和通道保护等，在移动传输网络中都已得到了广泛 的应用。子网