针对SDH传输网络长支链的优化研究硕士毕业论文

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1、浙江大学硕士学位论文 摘要 针对SDH传输网络长支链的优化研究 摘要温州移动本地传输网从2002年开始自建，经历了一个从完全租用到99.8%的翻天覆地的变化过程。温州地区环境复杂，在本地传输网建设的过程中形成了较多的长支链，存在严重的安全隐患。随着移动通信业务量在不断提升，2008年建设规模更是空前巨大。同时用户对所提供业务可靠性的要求也大幅提高，加上温州地区复杂的地形情况、普遍发达的乡镇经济圈、夏季台风洪水灾害频繁等因素，本着建设适合温州传输线路现状且安全可靠的传输网络的原则，形成稳定可靠的接入层网络。本文给出了多种SDH传输网优化方案和新增长支链的流程控制方法，实施现网长支链改造，减少现网

2、长支链数量，同时在基站传输建设过程中引入一系列控制措施，建立一整套长支链控制机制，严格且有效地控制新增长支链，形成良性循环，力求逐步降低支链节点数，提高成环率，形成稳定可靠的接入层网络。 通过此项目，温州本地传输网组网的安全性、稳定性及可扩展性得到了增强，保障了网络安全，同时也为今后本地网的建设和维护提供了可供借鉴的方案。关键词：SDH，长支链，传输网i浙江大学硕士学位论文 AbstractAbstractWenzhou mobile local transmission network built since 2002, has gone through a lease from the f

3、ull 99.8 percent of the earth-shaking changes in the process. Wenzhou, the complexity of the local environment, the local transmission network in the process of building a more long-branched-chain, there are serious security risks. With the mobile communications business in the ever-increasing scale

4、 of construction in 2008 is unprecedented. At the same time, business users of the reliability provided by a substantial increase in the requirements, together with the Wenzhou regions complex terrain, the generally well-developed economic zone of the township, the frequent floods in the summer of t

5、yphoons and other factors, in-building transmission lines for the status quo in Wenzhou and the safe and reliable the principle of the transmission network to form a stable and reliable network access layer.This item is given a wide range of SDH transmission network optimization program and the meth

6、ods of branched-chain growth control.And in the course of the introduction of base-building measures to control the formation of long branched-chain to Reduce the long-branched-chain, to improve the rate of cyclization to form a stable and reliable network access layer.Through this project, Wenzhou,

7、 the local transmission network security, stability and scalability has been enhanced to protect the network security.Keywords：SDH, long branched-chain, transmission network ii浙江大学硕士学位论文目录目录摘要iAbstractii图目录IV表目录VI第1章 绪论11.1 课题背景11.2 基本概念解释11.2.1 什么是SDH？11.2.2 复用方式31.2.3 运行维护方面41.2.4 没有统一的网管接口41.2.5

8、SDH 的优点51.2.6 传输支链51.3 研究意义61.4 研究内容61.5 论文组织结构71.6 本人负责工作71.7 本章小结7第2章 SDH网络结构和网络保护机理82.1 基本的网络拓扑结构82.2 业务分类92.3 链形网102.4 环网自愈环102.4.1 自愈的概念102.4.2 自愈环的分类112.4.3 二纤单向通道保护环112.4.4 二纤双向通道保护环132.4.5 二纤单向复用段环132.4.6 四纤双向复用段保护环152.4.7 双纤双向复用段保护环双纤共享复用段保护环172.4.8 两种自愈环的比较192.5 SDH网络的整体层次结构202.6 本章小结21第3章

9、 温州地区SDH传输网特点及存在问题223.1 目前温州移动传输网特点223.2 目前温州移动传输网存在的问题223.2.1 网络的可靠性方面223.2.2 网络的高效性方面223.2.3 网络的可控性方面233.2.4 网络的扩展性方面233.3 优化的必要性233.4 温州网络运行情况233.5 基站退服原因分类243.6 本章小结25第4章 现状调查及设定目标274.1 浙江省内长支链数量对比274.2 不同设备厂家长支链数量对比274.3 温州地区长支链数量对比284.4 温州各县市长支链数量对比294.5 长支链分类统计294.6 目标设定及依据304.7 本章小结32第5章 原因分

10、析335.1 分析关联335.2 确定主要原因335.3 主要原因确认过程345.3.1 缺少长支链改造方案355.3.2 人员配置不足355.3.3 未制定长支链改造流程和考核标准375.3.4 新站接入控制流程不完善375.3.5 汇聚点选址规划不充分385.3.6 汇聚设备没有及时替换395.3.7 老型SDH接入设备占比高405.3.8 传输成环方案单一415.4 主要原因确认结果425.5 本章小结42第6章 制定对策及实施436.1 制定对策436.2 对策实施436.2.1 实施一： 制定长支链改造方案436.2.2 实施二：制定长支链改造流程和考核标准456.2.3 实施三：完

11、善新站接入控制流程496.2.4 实施四：开展针对长支链的传输优化方案创新526.3 本章小结55第7章 效果检查及巩固措施577.1 目标值检查577.2 长支链影响因素调查577.3 经济效益检查587.4 社会效益检查597.5 措施标准化597.6 效果巩固597.7 本章小结60第8章 总结和下一步打算618.1 项目总结618.1.1 项目收获618.1.2 个人收获618.2 下一步打算61参考文献63作者简历65致谢668浙江大学硕士学位论文图目录图目录图 1.1 电接口速率等级图2图 1.2 从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图4图 1.3 传输支链6图

12、2.1 环形网络业务分类9图 2.2 链形网络10图 2.3 二纤单向通道倒换环12图 2.4 二纤单向通道倒换环中断12图 2.5 二纤单向复用段倒换环14图 2.6 四纤双向复用段倒换环16图 2.7 二纤双向复用段保护环18图 2.8 二纤双向复用段保护环19图 2.9 SDH网络结构20图 3.1 温州与其他地区退服时长对比24图 3.2 与同规模公司基站退服时长增加幅度对比24图 3.3 基站退服时长分类统计25图 3.4 四月基站退服时长增幅分类统计对比图25图 4.1 全省各地区长支链数量对比27图 4.2 不同设备厂家长支链数量对比28图 4.3 温州地区长支链数量对比28图

13、4.4 温州各县市长支链数量对比29图 4.5 长支链影响因素分类统计30图 4.6 长支链难度等级分布31图 5.1 原因分析关联33图 5.2 有无改造方案长支链统计35图 5.3 网络部传输网络维护员人员配置对比36图 5.4 温州本地传输网汇聚节点设备类型统计39图 5.5 接入层SDH设备类型网管截图40图 5.6 宏站传输设备中老型设备占比统计表41图 5.7 传输成环方案示意图42图 6.1 实施前后有无方案的长支链对比45图 6.2 长支链改造流程图46图 6.3 新旧考核指标内容对比47图 6.4 完成长支链改造光缆布放48图 6.5 长支链改造完成情况48图 6.6 各县长

14、支链改造完成情况49图 6.7 完善后新站接入控制流程50图 6.8 IMEP系统电路申请界面51图 6.9 规范前后电路申请单对比51图 6.10 新增长支链情况统计52图 6.11 组建VC12环实现长支链成环示意图53图 6.12 跨县实现长支链成环示意图54图 6.13 SDH微波实现长支链成环示意图55图 6.14 成环方案长支链数量分类统计55图 7.1 目标值检查57图 7.2 长支链影响因素分类统计58图 7.3 长支链数量跟踪图60图 8.1 省内同等规模分公司中断时长比较62图 8.2 2008年下半年温州地区中断时长62浙江大学硕士学位论文表目录表目录表 2.1 常见组网

15、的业务方向和路由9表 4.1 长支链改造难易程度评价31表 5.1 主要原因确认计划表34表 5.2 县公司传输网络维护人员配置对比表37表 5.3 汇聚点下挂节点数统计表38表 6.1 对策表43表 6.2 长支链改造项目组人员结构图44表 6.3 长支链考核标准表47表 7.1 措施标准化59浙江大学硕士学位论文第1章 绪论第1章 绪论1.1 课题背景温州移动本地传输网从2002年开始自建，经历了一个从完全租用电信传输到目前自建率高达99.8%的翻天覆地的变化过程。温州地区地形复杂，多山多水，乡镇经济普遍发达，在建设过程中，伴随着自建传输网的从无到有，由于人员、规划、设备、资源、地形等多种

16、因素，温州本地传输网形成了较多长支链，存在严重的安全隐患。随着移动通信业务量在不断提升，2008年建设规模更是空前巨大，村通工程等的开展，也会暂时产生一些新的长支链。同时用户对所提供业务可靠性的要求也大幅提高，加上温州地区复杂的地形情况、普遍发达的乡镇经济圈、夏季台风洪水灾害频繁等因素，本着建设适合温州传输线路现状且安全可靠的传输网络的原则，针对温州本地传输网长支链改造，本文给出了多种传输网优化方案和新增长支链的流程控制方法，实施现网长支链改造，减少现网长支链数量，同时在基站传输建设过程中引入一系列控制措施，建立一整套长支链控制机制，严格且有效地控制新增长支链，形成良性循环，力求逐步降低支链节

17、点数，提高成环率，形成稳定可靠的接入层网络。1.2 基本概念解释1.2.1 什么是SDH？在讲SDH传输网络之前，我们首先要搞清楚SDH到底是什么。SDH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），就象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。1那么SDH产生的技术背景是什么呢？当今社会是信息的社会，高度发达的信息社会要求通信网能提供多种多样的电信业务，通过通信网传输、交换、处理的信息量不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化方向发展。传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好

18、坏直接制约着通信网的发展方向。当前世界各国大力发展的信息高速公路，其中一个重点就是组建大容量的传输光网络，不断提高传输线路上的信号速率，扩宽传输频带。同时用户希望传输网能有世界范围的接口标准，能实现我们这个地球村中的每一个用户随时随地便捷地通信。传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，因此在通信网向大容量、标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。2传统的PDH传输体制的缺陷主要体现在以下几个方面：接口方面：只有地区性的电接口规范，不存在世界性

19、标准。现有的PDH数字信号序列有三种信号速率等级：欧洲系列、北美系列和日本系列。各种信号系列的电接口速率等级、信号的帧结构以及复用方式均不相同，这种局面造成了国际互通的困难，不适应当前随时随地便捷通信的发展趋势。三种信号系列的电接口速率等级如图1.1所示。3图 1.1 电接口速率等级图没有世界性标准的光接口规范，为了完成设备对光路上的传输性能进行监控，各厂家各自采用自行开发的线路码型。典型的例子是mBnB码。其中mB为信息码，nB是冗余码，冗余码的作用是实现设备对线路传输性能监控功能。由于冗余码的接入使同一速率等级上光接口的信号速率大于电接口的标准信号速率，不仅增加了发光器的光功率代价，而且由

20、于各厂家在进行线路编码时，为完成不同的线路监控功能，在信息码后加上不同的冗余码，导致不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不一样，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容。这样同一传输路线两端必须采用同一厂家的设备，给组网、管理及网络互通带来困难。1.2.2 复用方式现在的PDH体制中，只有1.5Mbit/s和2Mbit/s速率的信号（包括日本系列6.3Mbit/s速率的信号）是同步的，其他速率的信号都是异步的，因此需要通过码速的调整来匹配和容纳时钟的差异。由于PDH采用异步复用方式，那么就导致当低速信号复用到高速信号时，其在高速信号的帧结构中的位置没规律性和固定性。也就是说在高速信号中不能确认低

21、速信号的位置，而这一点正是能否从高速信号中直接分/插出低速信号的关键所在！正如你在一群人中寻找一个没见过的人时，若这一群人排成整齐的队列，那么你只要知道所要找的人站在这堆人中的第几排和第几列，就可以很容易将他找了出来。若这一群人杂乱无章的站在一起，若想要找到你想找的人，就只能一个一个的按照片去找了。既然PDH采用异步复用方式，那么从PDH的高速信号中就不能直接的分/插出低速信号。例如：不能从140Mbit/s的信号中直接分/插出2Mbit/s的信号。这就会引起两个问题：从高速信号中分/插出低速信号要一级一级的进行。例如从140Mbit/s的信号中分/插出2Mbit/s低速信号要经过如下过程3

22、19。如图1.2所示。图 1.2 从140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号示意图从图中看出，在将140Mbit/s信号分/插出2Mbit/s信号过程中，使用了大量的“背靠背”设备，通过三级解复用设备从140Mbit/s的信号中分出2Mbit/s低速信号；再通过三级复用设备将2Mbit/s的低速信号复用到140Mbit/s信号中。一个140Mbit/s信号可复用进64个2Mbit/s信号，但是若在此仅仅从140Mbit/s信号中上下一个2Mbit/s的信号，也需要全套的三级复用和解复用设备。4这样不仅增加了设备的体积、成本、功耗，还增加了设备的复杂性，降低了设备的可靠性。由于低速信号分

23、/插到高速信号要通过层层的复用和解复用过程，这样就会使信号在复用/解复用过程中产生的损伤加大，传输性能劣化，在大容量传输时，此种缺点是不能容忍的！这也就是为什么PDH体制传输信号的速率没有更进一步提高的原因所在。1.2.3 运行维护方面PDH信号的帧结构里用于运行维护工作（OAM）的开销字节不多，这也就是为什么在传输设备进行光路上的线路编码时，要通过增加冗余编码来完成线路性能监控功能。由于PDH信号运行维护工作的开销字节少，因此对完成传输网分层管理、性能监控、业务的实时调度、传输带宽的控制、告警的分析定位是很不利的。1.2.4 没有统一的网管接口由于没有统一的网管接口，这就使你买一套某厂家的设

24、备，就需买一套该厂家的网管系统。容易形成网络的七国八制的局面，不利于形成统一的电信管理网。由于以上这种种缺陷，使PDH传输体制越来越不适应传输网络的发展，于是美国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传递结构组成的同步网络（SONET）体制。CCITT于1988年接受了SONET概念，并重命名为同步数字体系（SDH），使其成为不仅适用于光纤传输，也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。4 181.2.5 SDH 的优点对于上层的各种网络，SDH相当于一个透明的物理通道，在这个透明的通道上，只要带宽允许，用户可以开展各种业务，如电话、数据、数字视频等，而业务的质量将得到严格的保障。它的的

25、特点有：一、稳定性好：SDH基于时分复用，稳定性高，提供了丰富的检、纠错能力。SDH可以组成各种形式的环网，具有完善的自愈保护功能，使得传输链路的可用性很高。二、高速率性：SDH可提供2Mbps至10Gbps的电路速率。它可以作为链路来支持IP网，它的作用只是将路由器以点到点的方式连接起来。三、高可靠性：SDH网络可提供高质量、高可靠性的传输通道。通过自愈环的结构，可确保通道的切换时间小于50ms。5 201.2.6 传输支链传输网中SDH网元设备通过光缆互连，网元节点之间没有首尾相连的接入形式称为支链，该种网络拓朴结构不具备环路保护功能，当某个方向的支链传输光缆（或微波）中断时，将会引起下挂

26、业务节点中断。6省公司关于支链节点数量的定义如下：由于某个方向的支链传输光缆（或微波）中断，引起该支链下的业务节点（包括基站、营业厅，不包括直放站、微蜂窝）的中断数，定义为该支链的节点数量。根据支链节点数量定义，某支链的节点数量达3个及以上的称为长支链,如图1.3所示：环路节点A1级支链节点环路节点C环路节点B环路节点D1级支链节点2级支链节点2级支链节点长支链！2.5G2.5G图 1.3 传输支链1.3 研究意义温州地区自然灾害频发，特别是在台风等重大自然灾害来临时，手机往往会成为重灾区、危险区的惟一可靠的实时通信工具，通信网络的畅通就事关人民群众的生命财产安全，事关救灾抢险的及时性和有效性

27、，其经济效益无法估量，政治意义重大。由此可见，温州本地传输网长支链成环改造，保障了温州移动通信系统的正常运行，可以有效提高用户的满意度，增强用户对中国移动网络的信赖度和认同感，进而无形中不断提升中国移动的品牌价值。1.4 研究内容温州接入层和汇聚层的组网形式历经了多次变更，通过在经验总结的基础上不断改进和优化，形成了目前各县汇聚层采用MSP（复用段保护）上叠加PP（通道保护）虚拟环的组合保护模式，155M接入环双节点跨接在2.5G汇聚设备上，能够在汇聚环和接入环同时中断或者汇聚节点单点失效的情况下实现对业务的保护，大大增强了系统的安全性和稳定性。该组网方式缺点是实际接入层站点分布广，且温州地区

28、地形复杂，多山多水，有一些支链站点较难环回至汇聚节点，或者需经过多个站点跳纤至汇聚节点，需占用接入层纤芯资源和汇聚设备光口资源等。长支链改造包括两个方面，即已形成长支链的改造和新增长支链的控制。1.5 论文组织结构本文将从以下几个方面论述长支链的改造：（1） SDH网络结构和网络保护机理（2） 温州地区SDH传输网特点及存在问题（3） 现状调查及设定目标（4） 原因分析（5） 制定对策及实施（6） 效果检查及巩固措施（7） 总结及展望1.6 本人负责工作本人主要负责的工作有：（1） 温州及省内各主要城市基站退服的资料收集（2） 温州市区及各县长支链现状调查（3） 各类分析会议、厂家指导培训的记

29、录和总结（4） 长支链改造的监控把关（5） 负责长支链改造的属地随工以及长支链改造的实施工作（6） 新站开通的长支链审核把关1.7 本章小结随着温州地区移动通信业务量在不断提升，移动用户对所提供业务可靠性的要求大幅提高，加上温州地区复杂的地形情况、普遍发达的乡镇经济圈、夏季台风洪水灾害频繁等因素，本着建设适合温州传输线路现状且安全可靠的传输网络的原则，针对温州本地传输网长支链改造，本文给出了多种传输网优化方案和新增长支链的流程控制方法，实施现网长支链改造，减少现网长支链数量，同时在基站传输建设过程中引入一系列控制措施，建立一整套长支链控制机制，严格且有效地控制新增长支链，形成良性循环，力求逐步

30、降低支链节点数，提高成环率，形成稳定可靠的接入层网络。浙江大学硕士学位论文第2章 SDH网络结构和网络保护机理第2章 SDH网络结构和网络保护机理2.1 基本的网络拓扑结构SDH网是由SDH网元设备通过光缆互相连接而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性、可靠性和经济性很大程度上与其拓扑结构有关。网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形。（1） 链形网此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。这种拓扑的特点是较经济，但是存在安全隐患。（2） 星形网此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连，其他各网元节点互不相连，

31、网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。特殊节点的作用类似交换网的汇接局。（3） 树形网此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。（4） 环形网环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要是因为它具有很强的生存性，即自愈功能较强。（5） 网孔形网将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传

32、输路由，使网络的可靠更强，不存在瓶颈问题和失效问题。但是由于系统的冗余度高，必会使系统有效性降低，成本高且结构复杂。当前温州地区接入层用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。2.2 业务分类传输网上的业务按流向可分为单向业务和双向业务。以环网为例说明单向业务和双向业务的区别。如图2.1所示。图 2.1 环形网络业务分类若A和C之间互通业务，A到C的业务路由假定是ABC，若此时C到A的业务路由是CBA，则业务从A到C和从C到A的路由相同，称为一致路由。若此时C到A的路由是CDA，那么业务从A到C和业务从C到A的路由不同，称为分离路由。我们称一致路由的业务为双向业

33、务，分离路由的业务为单向业务。常见组网的业务方向和路由如表2.1所示。表 2.1 常见组网的业务方向和路由组网类型路由业务方向链形网一致路由双向环形网双向通道环一致路由双向双向复用段环一致路由双向单向通道环分离路由单向单向复用段环分离路由单向2.3 链形网典型的链形网如图2.2所示。图 2.2 链形网络链形网的特点是具有时隙复用功能，即线路STM-N信号中某一序号的VC可在不同的传输光缆段上重复利用。如图5-3中AB、BC、CD以及AD之间通有业务，这时可将AB之间的业务占用AB光缆段X时隙（序号为X的VC，例如3VC4的第48个VC12），将BC的业务占用BC光缆段的X时隙（第3VC4的第4

34、8VC12），将CD的业务占用CD光缆段的X时隙（第3VC4的第48个VC12），这种情况就是时隙重复利用。链网的这种时隙重复利用功能，使网络的业务容量较大，但缺乏保护机制，一旦光缆发生中断，那么会造成下挂节点失效。2.4 环网自愈环2.4.1 自愈的概念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。所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动地在极短

35、的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务自动从故障中恢复传输，使用户几乎感觉不到网络出了故障。其基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有设备中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元一定的智能。自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路的修复或更换，所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，就象断了的光缆还需人工接好。2.4.2 自愈环的分类目前环形网络的拓扑结构用得最多，因为环形网具有较强的自愈功能。自愈环的分类可按保护的业务级别、环

36、上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类；按网元节点间的光纤数可将自愈环划分为双纤环（一对收/发光纤）和四纤环（两对收发光纤）；按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。下面讲讲通道保护环和复用段保护环的区别。对于通道保护环，业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC（某一路PDH信号），倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否应进行倒换。例如在STM-16环上，若收端收到第4VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将该

37、通道切换到备用信道上去。复用段倒换环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K1、K2（b1b5）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的业务信号都切换到备用信道上。复用段保护倒换的条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信号。2.4.3 二纤单向通道保护环二纤通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环S1；一个为备环P1。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向

38、相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务，如图2.3所示。图 2.3 二纤单向通道倒换环若环网中网元A与C互通业务，网元A和C都将上环的支路业务“并发”到环S1和P1上，S1和P1上的所传业务相同且流向相反S1逆时针，P1为顺时针。在网络正常时，网元A和C都选收主环S1上的业务。那么A与C业务互通的方式是A到C的业务经过网元D穿通，由S1光纤传到C（主环业务）；由P1光纤经过网元B穿通传到C（备环业务）。在网元C支路板“选收”主环S1上的AC业务，完成网元A到网元C的业务传输。网元C到网元A的业务传输与此类似。当BC光缆段的光纤同时被切断，注意此时网元支路板的并发功能没有改变，也就是此时S

39、1环和P1环上的业务还是一样的。如图2.4所示。图 2.4 二纤单向通道倒换环中断我们看看这时网元A与网元C之间的业务如何被保护。网元A到网元C的业务由网元A的支路板并发到S1和P1光纤上，其中S1业务经光纤由网元D穿通传至网元C，P1光纤的业务经网元B穿通，由于BC间光缆断，所以光纤P1上的业务无法传到网元C，不过由于网元C默认选收主环S1上的业务，这时网元A到网C的业务并未中断，网元C的支路板不进行保护倒换。网元C的支路板将到网元A的业务并发到S1环和P1环上，其中P1环上的C到A业务经网元D穿通传到网元A，S1环上的C到A业务，由于BC间光纤断所以无法传到网元A，网元A默认是选收主环S1

40、上的业务，此时由于S1环上的CA的业务传不过来，这时网元A的支路板就会收到S1环上TU-AIS告警信号。网元A的支路板收到S1光纤上的TU-AIS告警后，立即切换到选收备环P1光纤上的C到A的业务，于是CA的业务得以恢复，完成环上业务的通道保护，此时网元A的支路板处于通道保护倒换状态切换到选收备环方式。网元发生了通道保护倒换后，支路板同时监测主环S1上业务的状态，当连续一段时间未发现TU-AIS时，发生切换网元的支路板将选收切回到收主环业务，恢复成正常时的默认状态。二纤单向通道保护倒换环由于上环业务是并发选收，所以通道业务的保护实际上是11保护。倒换速度快，业务流向简捷明了，便于配置维护。缺点

41、是网络的业务容量不大。二纤单向保护环的业务容量恒定是STM-N，与环上的节点数和网元间业务分布无关。二纤单向通道环多用于环上有一站点是业务主站业务集中站的情况，在目前组网中，二纤单向通道环多用于155、622系统。2.4.4 二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环网上业务为双向（一致路由），保护机理也是支路的“并发选收”，业务保护是11的，网上业务容量与单向通道保护二纤环相同，但结构更复杂，与二纤单向通道环相比无明显优势，故一般不用这种自愈方式。2.4.5 二纤单向复用段环前面讲过复用段环保护的业务单位是复用段级别的业务，由于倒换要通过运行APS协议，所以倒换速度不如通道保护环快，华为SDH设备

42、的复用段倒换速度是25ms。下面讲述单向复用段保护倒换环的自愈机理，如图2.5所示。图 2.5 二纤单向复用段倒换环若环上网元A与网元C互通业务，构成环的两根光纤S1、P1分别称之为主纤和备纤，上面传送的业务不是11的业务而是11的业务主环S1上传主用业务，备环P1上传备用业务；因此复用段保护环上业务的保护方式为11保护，有别于通道保护环。在环路正常时，网元A往主纤S1上发送到网元C的主用业务，往备纤P1上发送到网元C的备用业务，网元C从主纤上选收主纤S1上来的网元A发来的主用业务，从备纤P1上收网元A发来的备用业务（额外业务），网元C到网元A业务的互通与此类似。在CB光缆段间的光纤都被切断时

43、，在故障端点的两网元C、B产生一个环回功能，见图2.5(b)。网元A到网元C的主用业务先由网元A发到S1光纤上，到故障端点站B处环回到P1光纤上，这时P1光纤上的额外业务被清掉，改传网元A到网元C的主用业务，经A、D网元穿通，由P1光纤传到网元C，由于网元C只从主纤S1上提取主用业务，所以这时P1光纤上的网元A到网元C的主用业务在C点处（故障端点站）环回到S1光纤上，网元C从S1光纤上下载网元A到网元C的主用业务。网元C到网元A的主用业务因为CDA的主用业务路由业中断，所以C到A的主用业务的传输与正常时无异只不过备用业务此时被清除。通过这种方式，故障段的业务被恢复，完成业务自愈功能。二纤单向复

44、用段环的最大业务容量的推算方法与二纤单向通道环类似，只不过是环上的业务是11保护的，在正常时备环P1上可传额外业务，因此二纤单向复用段保护环环的最大业务容量在正常时为2STM-N（包括了额外业务），发生保护倒换时为1STM-N。二纤单向复用段保护环由于业务容量与二纤单向通道保护环相差不大，倒换速率比二纤单向通道环慢，所以优势不明显，在组网时应用不多。2.4.6 四纤双向复用段保护环前面讲的三种自愈方式，网上业务的容量与网元节点数无关，随着环上网元的增多，平均每个网元可上/下的最大业务随之减少，网络信道利用率不高。例如二纤单向通道环为STM-16系统时，若环上有16个网元节点，平均每个2500节

45、点最大上/下业务只有一个STM-1，这对资源是很大的浪费。为克服这种情况，出现了四纤双向复用段保护环这种自愈方式，这种自愈方式环上业务量随着网元节点数的增加而增加。如图2.6所示。图 2.6 四纤双向复用段倒换环四纤环肯定是由4根光纤组成，这4根光纤分别为S1、P1、S2、P2。其中，S1、S2为主纤传送主用业务；P1、P2为备纤传送备用业务；也就是说P1、P2光纤分别用来在主纤故障时保护S1、S2上的主用业务。请注意S1、P1、S2、P2光纤的业务流向，S1与S2光纤业务流向相反（一致路由，双向环），S1、P1和S2、P2两对光纤上业务流向也相反，从图2.6(a)可看出S1和P2，S2和P1

46、光纤上业务流向相同。四纤环上每个网元节点的配置要求是双ADM系统，因为一个ADM只有东/西两个线路端口（一对收发光纤称之为一个线路端口），而四纤环上的网元节点是东/西向各有两个线路端口，所以要配置成双ADM系统。在环网正常时，网元A到网元C的主用业务从S1光纤经B网元到网元C，网元C到网元A的业务经S2光纤经网元B到网元A（双向业务）。网元A与网元C的额外业务分别通过P1和P2光纤传送。网元A和网元C通过收主纤上的业务互通两网元之间的主用业务，通过收备纤上的业务互通两网之间的备用业务，见图2.6(a)。当BC间光缆段光纤均被切断后，在故障两端的网元B、C的光纤S1和P1、S2和P2有一个环回功

47、能见图2.6 (b)（故障端点的网元环回）。这时，网元A到网元C的主用业务沿S1光纤传到B网元处，在此B网元执行环回功能，将S1光纤上的网元A到网元C的主用业务环到P1光纤上传输，P1光纤上的额外业务被中断，经网元A、网元D穿通（其它网元执行穿通功能）传到网元C，在网元C处P1光纤上的业务环回到S1光纤上（故障端点的网元执行环回功能），网元C通过收主纤S1上的业务，接收到网元A到网元C的主用业务。网元C到网元A的业务先由网元C将其主用业务环到P2光纤上，P2光纤上的额外业务被中断，然后沿P2光纤经过网元D、网元A的穿通传到网元B，在网元B处执行环回功能将P2光纤上的网元C到网元A的主用业务环回

48、到S2光纤上，再由S2光纤传回到网元A，由网元A下主纤S2上的业务。通过这种环回，穿通方式完成了业务的复用段保护，使网络自愈。尽管复用段环的保护倒换速度要慢于通道环，且倒换时要通过K1、K2字节的APS协议控制，使设备倒换时涉及的单板较多，容易出现故障，但由于双向复用段环最大的优点是网上业务容量大，业务分布越分散，网元节点数越多，它的容量也越大，信道利用率要大大高于通道环，所以双向复用段环得以普遍的应用。双向复用段环主要用于业务分布较分散的网络，四纤环由于要求系统有较高的冗余度4纤，双ADM；成本较高，故用得并不多。2.4.7 双纤双向复用段保护环双纤共享复用段保护环鉴于四纤双向复用段环的成本

49、较高，出现了一个新的变种：双纤双向复用段保护环，它们的保护机理相类似，只不过采用双纤方式，网元节点只用单ADM即可，所以得到了广泛的应用。在网络正常情况下，网元A到网元C的主用业务放在S1/P2光纤的S1时隙（对于STM-16系统，主用业务只能放在STM-N的前8个时隙1#8#STM-1VC4中），备用业务放于P2时隙（对于STM-16系统只能放于9#16#STM-1VC4中），沿光纤S1/P2由网元B穿通传到网元C，网元C从S1/P2光纤上的S1、P2时隙分别提取出主用、额外业务。网元C到网元A的主用业务放于S2/P1光纤的S2时隙，额外业务放于S2/P1光纤的P1时隙，经网元B穿通传到网元

50、A，网元A从S2/P1光纤上提取相应的业务。见图2.7。图 2.7 二纤双向复用段保护环在环网BC间光缆段被切断时，网元A到网元C的主用业务沿S1/P2光纤传到网元B，在网元B处进行环回（故障端点处环回），环回是将S1/P2光纤上S1时隙的业务全部环到S2/P1光纤上的P1时隙上去（例如STM-16系统是将S1/P2光纤上的1#8#STM-1VC4全部环到S2/P1光纤上的9#16#STM-1VC4），此时S2/P1光纤P1时隙上的额外业务被中断。然后沿S2/P1光纤经网元A、网元D穿通传到网元C，在网元C执行环回功能（故障端点站），即将S2/P1光纤上的P1时隙所载的网元A到网元C的主用业务

51、环回到S1/P2的S1时隙，网元C提取该时隙的业务，完成接收网元A到网元C的主用业务。见图2.8。图 2.8 二纤双向复用段保护环网元C到网元A的业务先由网元C将网元C到网元A的主用业务S2，环回到S1/P2光纤的P2时隙上，这时P2时隙上的额外业务中断。然后沿S1/P2光纤经网元D、网元A穿通到达网元B，在网元B处执行环回功能将S1/P2光纤的P2时隙业务环到S2/P1光纤的S2时隙上去，经S2/P1光纤传到网元A落地。通过以上方式完成了环网在故障时业务的自愈。双纤双向复用段保护环的业务容量为四纤双向复用段保护环的1/2，即M/2(STM-N)或MSTM-N（包括额外业务），其中M是节点数。

52、双纤双向复用段保护环在组网中使用得较多，主要用于622和2500系统，也是适用于业务分散的网络。当前组网中常见的自愈环只有二纤单向通道保护环和二纤双向复用段保护环两种，下面将二者进行比较。2.4.8 两种自愈环的比较（1） 业务容量（仅考虑主用业务）单向通道保护环的最大业务容量是STM-N，双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2 STM-N（M是环上节点数）。（2） 复杂性二纤单向通道保护环无论从控制协议的复杂性，还是操作的复杂性来说，都是各种倒换环中最简单的，由于不涉及APS的协议处理过程，因而业务倒换时间也最短。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

53、通道保护环仅使用已经完全规定好了的通道AIS信号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兼容性要求。二纤双向复用段保护环使用APS协议决定倒换，而APS协议尚未标准化，所以复用段倒换环目前都不能满足多厂家产品兼容性的要求。2.5 SDH网络的整体层次结构同PDH相比SDH具有巨大的优越性，但这种优越性只有在组成SDH网时才能完全发挥出来。传统的组网概念中，提高传输设备利用率是第一位的，为了增加线路的占空系数，在每个节点都建立了许多直接通道，致使网络结构非常复杂。而现代通信的发展，最重要的任务是简化网络结构，建立强大的运营、维护和管理（OAM）功能，降低传输费用并支

54、持新业务的发展。我国的SDH网络结构分为四个层面，如图2.9所示。图 2.9 SDH网络结构最高层面为长途一级干线网，主要省会城市及业务量较大的汇接节点城市装有DXC 4/4，其间由高速光纤链路STM-4/STM-16组成，形成了一个大容量、高可靠的网孔形国家骨干网结构，并辅以少量线形网。由于DXC4/4也具有PDH体系的140Mbit/s接口，因而原有的PDH的140Mbit/s和565Mbit/s系统也能纳入由DXC4/4统一管理的长途一级干线网中。第二层面为二级干线网，主要汇接节点装有DXC4/4或DXC4/1，其间由STM-1/STM-4组成，形成省内网状或环形骨干网结构并辅以少量线性

55、网结构。由于DXC4/1有2Mbit/s，34Mbit/s或140Mbit/s接口，因而原来PDH系统也能纳入统一管理的二级干线网，并具有灵活调度电路的能力。第三层面为中继网（即长途端局与市局之间以及市话局之间的部分），可以按区域划分为若干个环，由ADM组成速率为STM-1/STM-4的自愈环，也可以是路由备用方式的两节点环。环形网中主要采用复用段倒换环方式，但究竟是四纤还是二纤取决于业务量和经济的比较。环间由DXC4/1沟通，完成业务量疏导和其他管理功能。同时也可以作为长途网与中继网之间以及中继网和用户网之间的网关或接口，最后还可以作为PDH与SDH之间的网关。最低层面为用户接入网。由于处于

56、网络的边界处，业务容量要求低，且大部分业务量汇集于一个节点（端局）上，因而通道倒换环和星形网都十分适合于该应用环境，所需设备除ADM外还有光用户环路载波系统（OLC）。速率为STM-1/STM-4，接口可以为STM-1光/电接口、PDH体系的2Mbit/s、34Mbit/s或140Mbit/s接口、普通电话用户接口、小交换机接口、2B+D或30B+D接口以及城域网接口等。2.6 本章小结本章主要讲述了SDH网络的基本拓扑形式及特点，自愈环的保护机理及应用范围，我国SDH网的4层结构。重点介绍了单向通道保护环、双向双纤复用段保护环的工作机理、适用范围、业务容量。28浙江大学硕士学位论文第3章 温

57、州地区SDH传输网特点及存在问题第3章 温州地区SDH传输网特点及存在问题3.1 目前温州移动传输网特点目前温州移动的传输网络以较大规模光纤SDH传输网为主体。为承载TDM业务而设计制定的SDH技术以其高可靠性、强可控性、良好扩展性以及完善的网络体制，在现在传输网中占着主导地位。7在网络结构方面，本地传输网络按分层分割的方式进行建设，一般分为核心层、汇聚层、接入层。核心层负责以大颗粒业务的调度和多业务处理为主要任务。汇聚层以多业务颗粒汇聚、传送、调度和处理为主任务，核心层、汇聚层系统设备通常采用2.5Gb/s 、10Gb/s设备或WDM设备，在业务需要交叉量较大的节点设置DXC设备或选用MAD

58、M设备作为小型交叉连接设备。8 9 边缘接入层以小颗粒传送、调度和多业务接入处理为主要任务，一般采用155/622Mb/s环网结构，接入设备要求提供丰富的用户接口。103.2 目前温州移动传输网存在的问题3.2.1 网络的可靠性方面个别网络结构安全性能差，结构合理性需提高。骨干设备尤其是中心局房设备关键板件存在不安全隐患。电路运行负荷分担不均衡，个别设备的业务过于集中。同步链路的传送主备用链路规划欠考虑，存在过长同步链路，造成同步质量欠佳。光缆线路仍存在大的故障点，如存在关键节点单路由引入、较长链状结构等。3.2.2 网络的高效性方面网络通道利用率偏低，特别是综合业务运营商存在不同业务网的不同

59、传输网时，通道存在大量闲置。因前期设备性能的局限造成的对新业务接入能力的不足，也是通道利用不高的原因，通道使用缺少整体规划或在整体规划下由于电路的紧急开通，而造成的电路运行的混乱，致使电路调配日益复杂，局端上下电路难度增加，交叉矩阵浪费严重且使用不均衡，电路运行的清晰度低。线路纤芯的规划分配不合理，限制了设备组网的灵活性，存在大范围纤芯迂回的现象。管理不到位，纤芯使用混乱。103.2.3 网络的可控性方面 由于分期建设和设备招标等诸多因素的影响，存在不同厂家相互对接的情况，虽不影响电路的开通，但在电路调度、运行维护的可控性方面存在不足，并影响到了数据等新业务的接入。网管系统的ECC网络缺少规划

60、，使网管信息传送、开销字节的传送解读等速度不理想，造成管理的时效性低。对电路的通道规划缺乏对电路等级的分级管理考虑，实现SLA的电信服务较为困难。11 123.2.4 网络的扩展性方面网络结构整体规划不彻底或达不到长远发展演进的需求，网络的延续建设性差。通道的安排和使用欠合理，新电路的开通接入维护复杂。个别设备性能升级扩展性差，对接入新技术及新业务的适应能力差。3.3 优化的必要性由以上新形式下对传输网的要求可以看出，为适应未来通信市场的竞争并在竞争中把握得先机，运营商针对目前传输网络存在的诸多问题，对现在的传输网进行优化显得非常必要，通过优化使传输网不仅可以保证各业务的开通，更可以进一步开展

61、新业务、争夺新用户。通过优化使传输网的资源潜力得到充分的发挥，整合现有的各方面优势以及解决存在问题，建设成网络结构更加清晰、支持业务更丰富、运营维护更方便、电路生产更高效、设备环境更合理、扩容升级更平滑的传输网络。用更少的投资，做更好的事情！3.4 温州网络运行情况根据温州分公司2007年网络质量运行报表，2007年7-12月温州地区基站退服时长为592.9小时。为了进一步分析温州分公司基站退服时长情况，将温州分公司2007年7-12月基站退服时长与省内同等规模的地区进行了比较，如图3.1所示： 图 3.1 温州与其他地区退服时长对比进一步对温州分公司和省内同等规模分公司2007年7-12月同

62、期基站退服时长增加幅度进行了对比，如图3.2所示，温州分公司基站退服时长过长，增加幅度过大，需要关注如何降低基站退服时长，提升网络运行质量！图 3.2 与同规模公司基站退服时长增加幅度对比3.5 基站退服原因分类按照基站退服对应的传输网元节点属性，对2007年7-12月的基站退服时长进行分类统计，其中网元节点属性为长支链的退服时长最最长，达到349.5小时，短支链退服时长213.2小时，环路退服30.2小时，分类统计图如图3.3所示：传输网元节点属性退服时长占比长支链349.558.95%短支链213.235.96%环路30.25.09%合计592.9100%图 3.3 基站退服时长分类统计进一步按照退服基站对应的传输网元节点属性对2007年7-12月同期基站退服时长增加幅度进行了对比。发现长支链增加幅度远高于其他两种，分类统计图如图3.4所示：图