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某地SDH网络系统优化方案初探

2009-01-18

企业技术开发·中旬刊 2009年10期

张 军

摘要:某地SDH设备传输网络在市内已经形成比较完整的传输网络,经过今年不断的扩容改造建设,己经基本形成了骨干层、汇聚层及接入层的典型三层网络结构。主要承载PCM电话业务、数据业务、电视电话会议业务等。由于本地业务和其它数据业务的发展,传输容量已不能满足新建业务的需要,现已形成汇聚层传输瓶颈问题,也存在通信安全隐患,文章根据工作实践、结合相关理论,对此作出初步探讨。

关键词:SDH;复接;线路传输;交换

中图分类号:TN914.332 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)20-0088-03

SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系)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,是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络(SONET)。国际电话电报咨询委员会(CCITT)(现ITU-T)于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH,使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点,受到人们的广泛重视。

1SDH技术发展主要特性

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生复用的过程,由于大大简化了DXC,减少了背靠背的接口复用设备,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。因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,它能增强网监,运行管理和自动配置功能,优化了网络性能,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。

2SDH组网优化方案设计

2.1现有方案存在问题

由于本公司传输网络是随着全球电信技术发展、演进而逐步地建设和发展的,因而代表每个发展时期的网络技术、网络设备都在不同的时期为本地通信技术的发展发挥了应有的作用,但同时又不可避免地带有时代的局限性。

根据以上情况描述,现在的通信网络存在着以下问题:

①设备间的连接信道单一。设备的外部连接多,造成维护成本增加、安全性下降。

②网络的扩充能力差。由于传统的传输设备容量小,能力低,不易形成相对稳定的网络能力和网络结构,因此要不断地进行网络扩容工程来扩充网络能力

③缺少多样化的网络接口。由于传统的SDH 网络一直主要基于传统的电话交换语音业务需求而搭建的2Mbit/s 颗粒平台,而不能满足未来宽带数据业务及多媒体业务的需求。传统的SDH 网络设备不能提供多样化的网络接口来支持多种新业务需求。信息化是未来城市发展的重要标志,数据通信的发展正在以前所未有的速度迅猛发展,而传统的SDH 网络设备不能有效地提供多业务接口,因而不能适应市场的需求与发展变化,不能满足未来新业务发展。

④网络结构缺乏一致性和整体性。传统的SDH 网络设备由于其设备功能的单一性,而使得由这些集成度不高、且设备功能单一的SDH 第一代设备构建的网络整体架构松散。

⑤SDH设备功能单一,集成度及网络效率低。即因传统的SDH设备集成度低,造成传输机房资源十分紧张。网络通路连接是通过设备间的外部连接实现的,网络中调通端到端的2 Mbit/s电路所需经过的通路资源占用量大,电路跳转多,网络效率低。

⑥接入网覆盖存在较大盲区。而接入传输设备的建设基本还是随着交换工程建设进行,并且接入设备速率偏低,原来大都是155 Mbit/s,每个接入点最多只能下63条2 Mbit/s电路,总数126条带保护的2 Mbits 电路,线路速率就己饱和,通信容量利用率不高。

2.2设计组网方案

我公司于2007年提出传输扩容工程,按照"规模建网,适度超前"的网络建设新思路,在原有2个汇接局间建设了时分复用CTime Division Mul tiplexer, TOM)10Gbit/s 骨干环八个,使各汇接局间的通路带宽达2*2.5 Gbit/s。同时在四个汇接局安装了终期容量为256 个STM-1的4/4/1交叉机,使得网络结构更趋合理,网络调度更加灵活。要结合传输网络扩容工程进行SDH 各网间的调整优化整合工作。利用传输新网资源配置和网络结构,将原传输网中2 Mbit/s 出环电路调整为新建网中环内直达电路,以节省因跨环转接占用的网络通路资源。应对环状网进行调整改造,逐步将环间的通路接入交叉机上,使网络结构更合理,电路调度更加灵活。

总的来说,主要根据以下原则进行改造:

①必须具备高强大的可靠性和良好的传输性,以保证本公司对网络的“畅通、及时”原则。因为传输网是整个网络的基础,只有传输网实现安全、高效、稳定的运行,其他别的业务才能够稳固发展,所以我们必须选择先进的传输技术来提高网络的可靠性。

②必须有完善的保护功能,这种保护功能至少要以达到电信业的安全级别为标准。比如,在网络的江南段、江北段任一部位发生障碍时,这种方案必须能实现自动倒换保护功能。

③必须具备完善的网管功能和统一的网管接口。这样才能在处理问题时网管监控端和障碍处理端保持步伐一致。

④必须拥有良好的横向和后向的双重兼容性。在以后网络容量扩大、升级时,原有设备还可以继续利用,不会出现资源浪费的问题。这里也包括不同设备厂商之间的设备兼容。

⑤容量及业务种类可以考虑能够满足3G业务和其他新型数据业务的发展要求,而不只是能够满足传统基站的2M业务,还要能用于提高各项业务数据。随着3G的普及,用户对本公司的业务需求也会更加多元化。根据以上内容,设计的新组网方案如图1所示。

2.3SDH组网优化技术选择

根据以上的指导思想及原则,通过对SDH网络原理的分析,针对目前我公司的传输网络现状和具体的组网情况,结合本地电信交换网、接入网(包括无线接入网、数据接入网等)的发展情况,合理调整和优化网络结构,综合各专业存在的问题提出以下优化措施。

①将所有原PDH设备替换为SDH设备,将SDH 设备作为传输网的基础,让SDH成为传输网的主流,把主网容量155 M扩容到2.5 G。这既是电信网发展的需要,也利于我公司今后多元化业务开发的要求。

②为了适应业务发展的需要,从原来的A局、洪山局两个点增加到A局、B局、洪山局、营房村局四个点,同时为了提高网络安全性,把A局建设接入网增加4 个节点目标局,加建2.5 G 自愈保护环,把原来的通道保护改为现有的复用段保护。使得这四个目标局形成双环双路由的双重保护功能。

③对一些业务量相对比较大或者业务相对重要一些的节点,例如A局,可以根据A局所处的具体地理位置,围绕其周围建设形成一个有自愈保护功能的环形网,其他节点就可以用链形网的方式,这样一来,整个网络就形成了以环带链的结构。今后也可根据业务需要逐步在B局、营房村、洪山局拓展。

3方案的运行测试

由于设备速率高交叉容量大,在工程中一般采用复用段保护环,但插光分支盘可带多个分支环,在所带的分支环上该设备既可以实现VC12级的低阶通道保护,也可以实现VC4级的高阶通道保护。所谓通道保护,就是在两个互为保护的光方向上对通道级的信号实现“并发选收”。环间业务均是通道保护,可根据实际工程灵活配置。

低阶通道保护:低阶通道保护是在AUX盘和TUX盘共同完成。在不超过4个STM1容量VC12级的低阶通道保护,在交叉界面上有三组设置和低阶通道保护有关,在OTNM2000网管中对一站做如下设置:

MSWDropDirection(bSWDropDirection):

NPSP(默认设置):设置本站为复用段保护。

West(或east):设置本站有低阶通道保护,此项不影响设置复用段保护。

具体设置方法为:在交叉界面最下栏的命令行中输入:

MSWDropDirection/w (或e)

BSWDropDirection/w (或e)

MSWAggLowDropList(BSWAggLowDropList):

Automatic(默认设置):自动设置保护方向。

手动设保护方向(以E5保护W1,同时T18保护T17为例)

具体设置方法为:在交叉界面最下栏的命令行中输入:

MSWAggLowDropList/enum w.1,e.5,t.17,t.18

BSWAggLowDropList/enum w.1,e.5,t.17,t.18

设置工作方向和需要保护的时隙数:(以W1为工作方向,第1~50个2M需要保护为例),此设置在默认界面中没有,需要在命令行中输入。

具体设置方法为:在交叉界面最下栏的命令行中输入:setpw.1.1/50

高阶通道保护(仅针对2.5G环内做高阶通道保护);

高阶通道保护是在AUX盘完成。有16个VC4容量。

AUX单盘配置中设置前16个VC4时隙中任意某个VC4时隙参加通道保护。在交叉界面上只需作并发的设置,无需其他特殊设置,配置管理界面如图2所示。

在实际组网中既可以是复用段保护方式,也可以是通道保护方式,还可以是复用段保护方式和通道保护方式同时并存。

4解决测试问题方案

由于单板硬件的故障,有时会导致复用段倒换故障,其表现为环路倒换状态混乱、交叉倒换数据不正确,以及倒换后业务瞬断或部分业务中断等。这些故障一般分为两类:

第一类是由于复用段协议未正常运行,导致复用段倒换故障;

第二类是协议工作正常,业务正常倒换到备用通道后出现的故障;

因此,对于复用段倒换以后业务中断的问题,首先应该查询全网所有网元是否采用的是同一种协议。其次查看全网的复用段协议状态,判断是否环路倒换状态紊乱引起业务中断;如果全网倒换状态正常,可以分析中断的业务,观察是某个站的业务中断,还是某个VC4通道业务中断,从中可以初步将故障进行分类。

如图3所示,例如以数字1~5分别代表五个站点为例。5个站组成的一个2.5G复用段保护环,1号站为网管中心站(在设计方案中代表A局),1号站到其它各个站有业务。

故障现象:2号和3号网元之间断纤后,部分业务中断。查询3、4、5、1、2号网元的复用段倒换状态,不是S、P、P、P、S态,倒换状态不正确。 重新启动复用段协议,也不能进入正常的复用段倒换状态。

故障分析及排除:

①重新启动协议不能恢复正常,可能与复用段节点参数设置有关。查询环上各个网元的复用段参数,结果如表1所示。

从上表中可以看出,复用段节点参数未按逆时针方向设置,设置的方向与逆时针方向相反;

②复用段节点参数设置错误导致了倒换出现异常。如:2号网元复用段模块处理时,默认为西向光板对应的网元节点号比本身小1,东向光板对应的网元节点号比本身大1,如果复用段节点参数设置不正确,必将导致协议处理出现异常;

③在网管上按逆时针方向重新设置复用段节点参数后,重启协议恢复正常。

所以,复用段参数的设置必须按逆时针方向从“0”逐站递增,最大节点数为环上节点总数-1,复用段参数的设置和修改要仔细。

5结 语

到目前为止,还没有出现可完全替代SDH的新技术,有的只是现有SDH技术的发展和补充,这也证明了SDH强大的生命力,SDH在城域网中仍将继续发展,主要理由如下:

{1}我国的电路交换网在5年左右的时间内仍将继续发展。

{2}SDH本身高低端的发展潜力(高于40GB/s,低于155MB/s)SDH通道级联功能与多种数据业务映射结构的支持,增强了支持ATM/IP的能力,正由新的ITU-T建议予以支持,有效地支持了多业务传输能力。

{3}未来的超大容量的核心光传送网由DWDM垄断,从带宽颗粒度与成本上考虑,SDH转移到网络边缘,接入网需要更多的SDH接入设备。

{4}SDH近期仍然是可靠性和生存性最高的传送网技术。

参考文献:

[1] 韦乐平,光同步数字传送网[M].北京:人民邮电出版社,1998.

[2] 马永源.广东省SDH传输网组网技术的探索[J].广东通信技术,1996,(3).

[3] 邬贺铨.SDH的组网方式探讨(三)[J].信息系统工程,1997,(1).

[4] 祁晓荔.关于在SDH组网中应考虑的几个问题[J].江苏通信技术,1994,(4).