广播电视通信广域SDH传输网架构优化与建设方案研究

2022-09-21王世忠

通信电源技术 2022年10期

王世忠

（中国广电山东网络有限公司济宁市分公司，山东济宁 272037）

0 引言

随着国家广播电视信息通信网相关建设的逐步完成，基本形成了覆盖总部、省市级广播电视台及部分地方发射台站的数据传输能力。为了进一步提高通信网的运行能力，依据自身实际需求，省市级广播电视台建设了基于业务模式发展的广域同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）传输网[1]。为了提高传输网融入国家广播电视信息通信网的程度，优化SDH网络组织架构、重组多路由数据传输机制以及促进光纤传送网（Optical Transmission Network，OTN）、分组传送网（Packet Transport Network，PTN）与SDH技术的融合等均是需要重点解决的问题[2]。

1 广播电视数据通信业务需求

受数据形态的影响，广播电视的业务数据传输模式决定了SDH传输网的组织架构。作为保障广播电视系统平台运行的重要基础，SDH传输网承载的业务数据主要以2M接口为主，光纤直连方式满足了10 Mb/s的带宽需求。根据远距信号传输时延的计算方法，可以推导光纤传输时延为

式中：L表示光缆铺设的实际长度；n1表示光纤信号在光缆中传输的折射率；c表示光信号传输速率；n2表示数据传输设备的总数；tz表示信号通过传输设备的实际时间；tq表示去模型映射的实际传输时延；ty表示模型映射的实际传输时延。

以通用的G.655光纤为例，其n1=1.48、c=3×108m/s，通常情况下系统传输的实测数据为tz≤0.022×10-3s、tq+ty≤0.168×10-3s。当远距信号传输时延Δt=10×10-3s、数据传输设备的总数n2=5时，光缆铺设的实际长度最大可达1 970 km；当Δt=30×10-3s时，光缆铺设通道的总长度最大可达5 980 km。根据广播电视通信广域SDH传输网的实际铺设光缆长度和数据传输设备总数的峰值，系统业务的工作时延符合传输网的标准。

2 广域SDH传输网组织架构优化

对于省市级广播电视广域光纤信号传输而言，多路网络架构的设计起到了重要作用，能够在部分网络节点瘫痪的前提下保证系统正常运行。跨区域间的多路信号传输网络体系架构丰富，能够实现点对点间的多路信号传输。分布式的传输网架构符合光纤信号传输要求，即网络传输的核心节点可以由其他节点阶段性替代。省市级广电系统的SDH传输网络上下行数据汇聚点、跨省域间的海量数据交互点以及网络通信传输点等均能由其他节点完成分布式数据承载，优化后的架构网络可以有效避免区域性网络故障，如图1所示[3]。

图1 广域SDH传输网核心节点的分布式传输保护机制

SDH传输网的组织架构优化能够有效提高数据传输效率，信道扩容、格式匹配保证了海量数据分发。通过区域网络规划对节点资源进行分组，能够在满足稳定性的前提下，适应信号传输带宽，并将网络分布式架构模式应用于光纤传输系统，自上而下实现数据归口，完善广域SDH传输网建设规划[4]。

3 广域SDH传输网建设方案

广域SDH传输网建设规划主要围绕3个层级进行框架搭建，可以归纳为系统运营核心面、技术实现骨干面以及使用需求接入面等。广域SDH传输网建设的整体架构如图2所示。

图2 广域SDH传输网建设的整体架构

3.1 系统运营核心平台

系统运营核心平台由网络输入节点共同组成，可以作为智能分配流量入口，将各地市采集上传的业务数据和上级管理机构下发的指令数据等进行梳理，调配好系统运营的核心工作。

整个核心面采用网状（环形）架构，能够随时调配资源，为骨干平台提供可复用的节点。为了适应SDH传输网的分布式架构，核心节点一般选择能够同时汇聚两组核心业务的关键节点，在满足性能需求的前提下兼顾数据传输的完整性，这里选择4个核心节点[5]。

上述选择的核心节点依然采用G.655光纤进行组网，各下级发射台站分别与2个节点连接，以融入数据传输网。根据数据承载量分析，超过8组的广域数据业务需要遍历超过6个发射台站的数据流转，对信号传输带宽、通信网络设备等提出了更高的要求，因此这里采用平级式区域骨干网。通过对数据业务的分析，依据国际电信联盟电信标准部规定的STM-64标准，信号传输速率为10 Gb/s。

3.2 技术实现骨干平台

由下级市县依据自身需求选择性接入，通常采取的是链式结构，对接各个下级单位业务生成的各类信息等业务。从系统布局看，整个骨干平台实际上是直接利用上级的部分干线作为数据传输使用，即通过复用方式将通信网进行局部优化，完善跨域信息流转，形成了相邻市县间的最优信息传输通路。将主干线作为业务数据密集区域的数据通道，既提升了系统运行的稳定性，又增加了业务数据的通过性，实现分片包干、多路传输[6]。

3.3 使用需求接入平台

使用需求接入平台由各区域内海量用户端组成，承载了终端数据业务汇入和需求管理等业务，一般可以通过点对点、以点概面来实现数据的汇总上传。整个接入平台采用星状结构分布，节点一般选择业务站点。

为了有效对接下级需求，通常情况下会进行分层处置，即设置多层数据流转平台，满足业务接入的数据需求。现阶段，新建网络节点的成本过高，为了提高效率、降低成本，实际采用的是分割现有网络，逐步完善网络规划，实现资源数据的快速共享。根据对数据业务的分析，采用国际电信联盟电信标准部规定STM-16标准，信号传输速率为2.5 Gb/s。

4 建设方案分析与验证

4.1 数据传输量

广域SDH传输网建设方案基于系统运营核心平台、技术实现骨干平台、使用需求接入平台建立，利用其中丰富的节点资源可以实现信号传输的接力与二次分发，围绕关键业务数据聚集点进行线路优化或复用基于OTN的直达信道，满足承载海量数据传输的需求[7]。

4.2 网络结构复用率

通过计算复用可以判断架构设计是否合理，能否适应海量数据传输的任务要求。以主要业务数据传输净流量为基础，结合信号传输过程中涉及复用的通信链路数量、局部网络架构的稳定性标准以及该链路同时使用的比例情况等进行网络复用率计算，即：

数据传输净流量以实际流量发生数为准，复用的通信链路数量为业务运行中需要的链路数，局部网络架构的稳定性标准一般设置为1.5～2，复用比例在时效性要求高的业务中一般设置为100%。该建设方案以数据聚集型业务为主，6条核心系统链路的复用率有4条已经接近80%，此时系统承载量趋于饱和，可以适当调整数据传输链路数量，满足业务增长需求[8-10]。