SDH光網絡設計與實現(xiàn)

光纖通信課程實訓(論文)SDH光網絡設計與實現(xiàn)院（系）名稱電子與信息工程學院專業(yè)班級學號學生姓名指導教師起止時間：課程實訓（論文）任務及評語院（系）：電子與信息工程學院教研室：通信工程學號學生姓名專業(yè)班級課程實訓（論文）題目SDH光網絡設計與實現(xiàn)課程實訓（論文）任務設計內容要求：根據(jù)網絡拓撲圖，完成以下設計155Mb/s622Mb/s155Mb/s622Mb/s155Mb/sECABGFD性能指標及技術要求1、建立光網絡A、B、C、D、E、F、G七個節(jié)點，完成IP地址設計；2、根據(jù)環(huán)速率，完成單板選擇及安裝；2、建立拓撲連接；3、完成業(yè)務配置：A-B6個2Mb/s；B-E2個34Mb/s；G-D3個2Mb/s。4、完成環(huán)DEFG的復用段保護。5、完成A-B的通道保護。指導教師評語及成績平時成績：答辯成績：論文成績：總成績：指導教師簽字：年月日注：平時成績占20%，答辯成績占40%，論文成績占40%。本科生課程設計（論文）PAGEII摘要光纖通信的發(fā)展導致了同步數(shù)字體系（SDH）的形成。SDH網在網絡的帶寬、靈活性、可靠性、以及帶寬與資源的可管理性等方面，比傳統(tǒng)的PDH網有了很大的提高。以SDH為基礎的傳送網在幾年以前已經成為我國以及國際上通信網建設的主導方向。它不僅將成為未來寬帶網的傳送平臺，而且將是今后全光網絡的基本技術。本設計利用中興公司的ZXMP320傳輸設備進行基于SDH技術的光網絡設計與實現(xiàn)，完成了一個完整的光傳輸系統(tǒng)的設置的全過程。本文系統(tǒng)介紹了SDH光網絡基本原理，簡要介紹了中興公司的ZXMP320設備，同時，對SDH光網絡實訓任務中的網絡節(jié)點建設、單板安裝、以及復用段保護的一系列過程進行了詳細的分析與設計。關鍵詞：光纖通信；復用段保護；同步數(shù)字體系AbstractThedevelopmentofopticalfiberThedevelopmentofopticalfibercommunicationleadstothesynchronousdigitalhierarchy(SDH)formationofSDHnetworkinnetworkbandwidth,flexibility,reliability,andbandwidthandresourcemanagement,thanthetraditionalPDHnetworkhasgreatlyimproved.TheSDHbasedtransportnetworkafewyearsagohasbecomeourcountryandinternationalcommunicationnetworkconstructionoftheleadingdirection.Itwillnotonlybecomethefuturebroadbandnetworktransmissionplatform,andwillbethebasictechnologyforall-opticalnetworksinthefuture.Thesystemdevelopmentmainlyincludestwoaspects:theestablishmentandmaintenanceofback-enddatabaseandfront-endapplicationdevelopment.ThisdesignbyZTECorporationZXMP320transmissionequipmentisbasedonSDHopticalnetworkdesignandimplementation,thewholeprocessofacompleteopticaltransmissionsystem.ThispaperintroducedthebasicprincipleofSDHopticalnetworkandtheZTECorporationZXMP320equipment,atthesametime,theSDHopticalnetworktrainingtaskinbuildinganetworknode,veneerinstallationandmultiplexsectionprotectionofaseriesofprocessweredetailedanalysisanddesign.Keywords：opticalfiber；multiplexsectionprotection；Synchronousdigitalsystem

目錄7054第1章緒論 1109441.1開發(fā)背景 1219961.2基本原理 1304151.3SDH傳輸?shù)膬?yōu)點 226340第2章ZXMP320設備簡介 3124402.1設備簡介 338582.2ZXMPS320設備單板介紹 3257482.2.1NCP板介紹 472232.2.2交叉板介紹 4179302.2.3時鐘板介紹 5121372.2.4光接口板介紹 678642.2.5PDH接口板介紹 6283472.3ZXMPS320設備的特點 61101第3章SDH光網絡實訓任務 8216173.1網絡節(jié)點建設 831763.2安裝單板 967973.3建立拓撲連接 121123.4完成業(yè)務配置 13180483.5完成A-B的通道保護 16212693.6完成環(huán)DEFG的復用段保護 1732566第4章實訓總結 2031398參考文獻 21PAGEPAGEPAGE20第1章緒論1.1開發(fā)背景隨著通信技術的發(fā)展，人們也對通信技術提出了更高的要求。要求傳送的信息從簡單的話音已經變成了傳輸文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等多媒體信息。在70至80年代，陸續(xù)出現(xiàn)了T1(DS1)/E1載波系統(tǒng)(1.544/2.048Mbps)、X.25幀中繼、ISDN(綜合業(yè)務數(shù)字網)和FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)等多種網絡技術。但上述網絡技術由于其業(yè)務的單調性，擴展的復雜性，帶寬的局限性，僅在原有框架內修改或完善已無濟于事。SDH就是在這種背景下發(fā)展起來的。在各種寬帶光纖接入網技術中，采用了SDH技術的接入網系統(tǒng)是應用最普遍的。SDH的誕生解決了由于入戶媒質的帶寬限制而跟不上骨干網和用戶業(yè)務需求的發(fā)展，而產生了用戶與核心網之間的接入"瓶頸"的問題，同時提高了傳輸網上大量帶寬的利用率。SDH技術自從90年代引入以來，至今已經是一種成熟、標準的技術，在骨干網中被廣泛采用，且價格越來越低，在接入網中應用SDH技術可以將核心網中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術優(yōu)勢帶入接入網領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網管能力、靈活網絡拓撲能力和高可靠性帶來好處，在接入網的建設發(fā)展中長期受益。1.2基本原理SDH采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊STM-N(SynchronousTransportMode，N=1，4，16流程，64)，最基本的模塊為STM-1，四個STM-1同步復用構成STM-4，16個STM-1或四個STM-4同步復用構成STM-16，四個STM-16同步復用構成STM-64，甚至四個STM-64同步復用構成STM-256;SDH采用塊狀的幀結構來承載信息，每幀由縱向9行和橫向270×N列字節(jié)組成，每個字節(jié)含8bit，整個幀結構分成段開銷(SectionOverHead，SOH)區(qū)、STM-N凈負荷區(qū)和管理單元指針(AUPTR)區(qū)三個區(qū)域，其中段開銷區(qū)主要用于網絡的運行、管理、維護及指配以保證信息能夠正常靈活地傳送，它又分為再生段開銷(RegeneratorSectionOverHead，RSOH)和復用段開銷(MultiplexSectionOverHead，MSOH);凈負荷區(qū)用于存放真正用于信息業(yè)務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節(jié);管理單元指針用來指示凈負荷區(qū)內的信息首字節(jié)在STM-N幀內的準確位置以便接收時能正確分離凈負荷。SDH傳輸業(yè)務信號時各種業(yè)務信號要進入SDH的幀都要經過映射、定位和復用三個步驟。映射是將各種速率的信號先經過碼速調整裝入相應的標準容器(C)，再加入通道開銷

(POH)形成虛容器(VC)的過程，幀相位發(fā)生偏差稱為幀偏移。定位即是將幀偏移信息收進支路單元(TU)或管理單元(AU)的過程，它通過支路單元指針(TUPTR)或管理單元指針(AUPTR)的功能來實現(xiàn)。復用的概念比較簡單，復用是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層，或把多個高階通道層信號適配進復用層的過程。復用也就是通過字節(jié)交錯間插方式把TU組織進高階VC或把AU組織進STM-N的過程，由于經過TU和AU指針處理后的各VC支路信號已相位同步，因此該復用過程是同步復用原理與數(shù)據(jù)的串并變換相類似。1.3SDH傳輸?shù)膬?yōu)點(1)SDH傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結構數(shù)字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務信號，形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標準，提高了網絡的可靠性。(2)SDH接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結構凈負荷區(qū)內的排列非常有規(guī)律，而凈負荷與網絡是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現(xiàn)了一次復用的特性，克服了PDH準同步復用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復用設備，改善了網絡的業(yè)務傳送透明性。(3)由于采用了較先進的分插復用器(ADM)、數(shù)字交叉連接(DXC)、網絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因SDH幀結構中安排了信號的5%開銷比特，它的網管功能顯得特別強大，并能統(tǒng)一形成網絡管理系統(tǒng)，為網絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網絡的維管費和生存能力起到了積極作用。(4)由于SDH多種網絡拓撲結構，它所組成的網絡非常靈活，它能增強網監(jiān)，運行管理和自動配置功能，優(yōu)化了網絡性能，同時也使網絡運行靈活、安全、可靠，使網絡的功能非常齊全和多樣化。(5)SDH有傳輸和交換的性能它的系列設備的構成能通過功能塊的自由組合，實現(xiàn)了不同層次和各種拓撲結構的網絡，十分靈活。(6)SDH并不專屬于某種傳輸介質，它可用于雙絞線、同軸電纜，但SDH用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點表明，SDH既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的國家與省級有線電視干線網就是采用SDH，而且它也便于與光纖電纜混合網(HFC)相兼容。第2章ZXMP320設備簡介2.1設備簡介ZXMP320設備是個緊湊的標準型設備，采用插板式結構設計，體積小巧，具備卓越的靈活性、穩(wěn)定性和可擴展性。另外，它還具有多路FE接口，具有低速率數(shù)據(jù)業(yè)務接入能力。該設備保護能力強，可靠性高，環(huán)境適應能力強，而且組網靈活，升級方便，如圖2.1所示。圖2.1S320前面板2.2ZXMPS320設備單板介紹ZXMPS320設備的單板包括網元控制處理板(NCP)、電源板(PWA和PWB)、系統(tǒng)時鐘板(SCB)、勤務板(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)、支路倒換板(TST/TSA)和4端口智能快速以太網板(SFE4)等，其單板示意圖如圖2.2所示。電源板PWA/PWB：提供各單板的工作電源，PWA為-48V電源，PWB為+24V電源，可實現(xiàn)1+1熱備份，電源板插拔前必須將電源開關置于“OFF”。圖2.2單板截圖2.2.1NCP板介紹NCP板的結構原理圖如下圖2.3所示。圖2.3NCP板結構原理圖NCP板存在Download和Run兩種狀態(tài)，可通過截鈴開關進行設置復位孔RST用于執(zhí)行設備的硬復位提供實時時鐘以及設備通訊所需的Qx、s和ECC接口，完成消息通信和設備管理功能。2.2.2交叉板介紹交叉板的結構原理圖如下圖2.4所示。業(yè)務交叉業(yè)務總線業(yè)務總線...開銷交叉HW總線...圖2.4交叉板結構原理圖交叉板能夠完成群路到群路、群路到支路、支路到支路的業(yè)務調度，并可實現(xiàn)通道和復用段業(yè)務的保護倒換功能，還可實現(xiàn)全交叉功能，而且不存在空分和時分的區(qū)別，存在CSB和CSBE兩種版本。2.2.3時鐘板介紹時鐘板的結構原理圖如下圖2.5所示。圖2.5時鐘板結構原理圖如上圖2.5所示，時鐘板能夠支持快捕、跟蹤、保持、自由振蕩四種模式。并能提供符合G.703標準的外時鐘輸入/輸出接口，網絡采用等級主從同步方式，常用版本為SCB。2.2.4光接口板介紹光接口板能夠支持STM-1和STM-4兩種速率，O1B1S/D提供單/雙光口的STM-1接口，光纖為FC/PC，STM-4需要采用O4CSS/D，O4CSS/D可以提供STM-4光口和業(yè)務的交叉連接功能，O1CSS/D可以提供STM-1光口和業(yè)務的交叉連接功能，O4CSS/D和O1CSS/D的安插具有特殊要求。每臺設備僅安插一塊，要求安插在交叉板槽位，且不能與交叉板共存。2.2.5PDH接口板介紹PDH板的結構原理圖如下圖2.6所示。圖2.6PDH板結構原理圖 PDH板能夠完成接口線路的編碼、解碼，線路碼型為HDB3碼，能夠完成信號的映射/去映射處理，能夠完成本板總線與背板總線間的復用/解復用處理，復用后的VC-4總線通過背板與系統(tǒng)其它單板相連。2.3ZXMPS320設備的特點ZXMPS320是融合SDH、PDH、Ethernet、ATM、RPR等技術為一體的新一代2.5G/622MMSTP多業(yè)務傳送平臺。組網和業(yè)務調度靈活，網絡保護完善，而且支持強大的RPR、ATM等數(shù)據(jù)特性，主要應用于網絡的匯聚層，及部分重要的接入層。設備主要具有以下特點：強大的業(yè)務接入能力，方便靈活提供多種業(yè)務光接入端口提供STM-16/4/1接口；電接入端口提供STM-1、E3/T3、E1/T1等TDM業(yè)務接口，提供靈活的業(yè)務上下方式；提供EOS功能，全面支持EPL、EVPL、EPLAN、EVPLAN數(shù)據(jù)業(yè)務模型，可以滿足用戶高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務傳送需求；內嵌RPR的可基于靈活的邏輯子網技術用于RPR環(huán)構建，特有的RPR跨環(huán)特性突破RPR組網單環(huán)限制；完善的QoS控制，可以基于IP優(yōu)先級、DSCP優(yōu)先級、TOS優(yōu)先級、COS優(yōu)先級、端口優(yōu)先級等配置業(yè)務流；提供內嵌ATM功能，支持VP和VC交換、CAC控制、CC、PVC1＋1保護等功能。全面而完善的保護能力，提供網絡的高可靠性ZXMPS320系統(tǒng)對關鍵單板作1+1冗余保護，包括時鐘板、交叉板。系統(tǒng)對業(yè)務接口提供1：N冗余保護，保護類型有E1/T1/E3/T3/FE/STM-1（E）等電支路，單個子架具備同時支持4組不同電支路的保護能力；ZXMPS320采用了雙電源分配系統(tǒng)，各功能單板采用分散供電方式，使各單板之間的電源影響降低至零，大大減少了單板在熱插拔過程中對系統(tǒng)的影響；ZXMPS320能夠實現(xiàn)ITU-T所建議的組網特性，保護方式包括1＋1復用段保護、二纖雙向復用段保護環(huán)、四纖雙向復用段保護環(huán)、雙節(jié)點互連保護（DNI）、子網連接保護（SNCP）等；ZXMPS320設備的保護特性還包括數(shù)據(jù)業(yè)務層的保護：支持以太網共享保護環(huán)、RPR環(huán)保護、ATM1+1保護等?？煽康亩〞r同步處理能力，提高同步網絡的性能ZXMPS320采用先進的相位鎖定電路，可以選擇同步于外時鐘，線路時鐘，及E1/T1支路時鐘；設備提供E1接口的支路再定時功能；設備支持同步優(yōu)先級倒換和基于SSM算法的自動倒換，優(yōu)化了網絡的定時同步分配，降低了同步規(guī)劃的難度，避免了定時環(huán)路，保證網絡同步處于最佳狀態(tài)。易于維護升級，降低OPEX第3章SDH光網絡實訓任務3.1網絡節(jié)點建設首先創(chuàng)建網元節(jié)點并設置參數(shù)，其中A節(jié)點IP地址選擇如圖3.1所示，B、C、D、E、F、G的IP地址則是按順序分別選擇192.168.（2,3,4,5,6,7）.18。這七個節(jié)點里沒有終端設備，所以設備類型全都選擇ATM.類型。系統(tǒng)類型則全都選擇ZXMPS320類型。其截圖如圖3.2所示。圖3.1IP地址設置圖3.2網元節(jié)點各參數(shù)設置3.2安裝單板根據(jù)環(huán)速率，完成單板選擇及安裝。根據(jù)任務書中的網絡拓撲圖，對節(jié)點A，其環(huán)速率為155Mb/s，有兩個連接端口，所以選擇集線路板和交叉板于一體的O1CSD板，除此之外還需NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板，以保證正常工作，其物理子架單板配置如圖3.3所示：；對于節(jié)點E，其環(huán)速率為622Mb/s，有兩個連接端口，所以選擇集線路板和交叉板于一體的O4CSD板，除此之外還需NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板，以保證正常工作，其物理子架單板配置如圖3.4所示：圖3.3節(jié)點A單板安裝圖3.4節(jié)點E單板安裝節(jié)點C與A情況一致，所以單板的安裝同上。但是對于節(jié)點B,傳輸速率雖然也是155Mb/s，但是由于它們有三個連接端口，所以除了安裝NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板外，選擇集線路板和交叉板于一體的OIBID板，截圖如圖3.5所示;節(jié)點D、F、G與節(jié)點E情況一致，所以單板的安裝同上。對于節(jié)點D,傳輸速率雖然也是622Mb/s，但是由于它們有三個連接端口，所以除了安裝NCP、SCB、PWA、OW、ET1、ET3E板外，選擇集線路板和交叉板于一體的OIBID板，截圖如圖3.6所示。圖3.5節(jié)點B單板安裝圖3.6節(jié)點D單板安裝3.3建立拓撲連接建立好所有的網元節(jié)點并且設置完成相關參數(shù)類型之后，在草紙上標出相應端口的序列號，然后將對應端口進行連接，完成之后結果如圖3.7所示。圖3.7整體拓撲圖3.4完成業(yè)務配置按照任務書的要求，首先是A—B6個2Mb/s的業(yè)務。在客戶端操作窗口中，選擇網元A、B、C，單擊菜單中的[業(yè)務配置]按鈕，當網元A為操作對象時，連接示意圖如圖3.8所示，連接結果如圖3.9所示。圖3.8節(jié)點A下發(fā)業(yè)務圖3.9A-B下發(fā)業(yè)務結果對于B-E2個34Mb/s的業(yè)務配置，下發(fā)業(yè)務的方式大致同上，不過下發(fā)業(yè)務時是接在ET3E單板的34Mb的接口上，其業(yè)務配置的結果如圖3.10所示。圖3.10B-E下發(fā)業(yè)務結果由于B-E的業(yè)務下發(fā)需要經過節(jié)點D，其中此處D點不用下發(fā)業(yè)務，直接貫通就行，B、E的下發(fā)業(yè)務連接方式與A、B相同。3.5完成A-B的通道保護通道保護的作用是保證A到B的也業(yè)務正常下發(fā)，即使AB這條線路故障，業(yè)務還能從備用線路正常進行，所以，只需給A-B的業(yè)務連接一跳備用線路，選擇A-C-B這條線路，C節(jié)點不用下發(fā)業(yè)務，直接貫通就可以，貫通方法如圖3.11。調試結果如圖3.12所示。圖3.11節(jié)點C內部貫通圖3.12A-B通道保護結果3.6完成環(huán)DEFG的復用段保護復用段保護是以復用段為基礎的，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹陀枚涡盘柕馁|量決定的。倒換是由K1K2字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來啟動的，當復用段出現(xiàn)問題時，環(huán)上整個STM-N或1/2STM-N的業(yè)務都切換到備用信道上。復用段保護條件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC（復用段誤碼