C市本地SDH传输网设计方案毕业设计论文可编辑

C 市本地 SDH 传输网设计方案毕业设计论文兰州工业高等专科学校毕业设计(论文)题目 C 市本地 SDH 传输网设计方案 系 别电子信息工程 专 业通信技术班 级通信 09-2 班姓 名姚海龙 学 号 200910103232 指导教师(职称) 李颖(讲师) 日 期2012.02.29 摘 要SDHSynchronous 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:SDH;同步光网络;综合信息传送网络AbstractSDH 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 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 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 network 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 principle 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目 录摘 要 IAbstract II1 绪论 11.1 本文研究的背景 11.2 SDH 的传输原理和特点 21.3 SDH 的应用与发展趋势 32 C 市概况简介 53 C 市电信局本地网网络现状 63.1 C 市电信局本地网网络结构,交换局数量及位置 63.2 各局容量及局间话务量状况 74 C 市电信局 SDH 传输网络结构设计方案 94.1 C 市电信局 SDH 传输网网络拓扑结构设计 94.2 各局站间业务预测与计算 104.3 各局站间中继电路需求的计算 104.4 进行网络的冗余度和生存性计算 124.5 SDH 自愈环 124.6 设备选型及功能说明 135 SDH 网络保护方式的选择与设计 155.1 SDH 网络保护的基本原理简介 155.2 C 市电信局 SDH 网网络保护方式 156 方案评估 17总结与展望 18致 谢 20参考文献 211 绪论1.1 本文研究的背景SDHSynchronous 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 TIDSL/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。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 PDHPseudo 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 34.368Mb/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 SONETSynchronous 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。1.2 SDH 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-NSynchronous Transport1,4,16,64,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 8bit9270119440bit,则 STM-1 的传输速率为194408000155.520Mbit/S;而 STM-4 的传输速率为4155.520Mbit/s622.080Mbit/S;STM-16 的传输速率为 16155.520 或4622.0802488.320Mbit/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)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:1SDH 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;2SDH 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 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;5SDH 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;6SDH 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,SDH 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;8SDH 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。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,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。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。2 C 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