SDH技術(shù)及本地傳輸網(wǎng)組網(wǎng)設計

李 昕

（中國鐵通吉林市分公司，吉林 吉林 132001）

1 SDH網(wǎng)的提出和基本特點

SDH全稱為同步數(shù)字傳輸體制（Synchronous Digital Hierarchy），由此可見，SDH是一種傳輸?shù)捏w制（協(xié)議），就像PDH一準同步數(shù)字傳輸體制一樣，SDH這種傳輸體制規(guī)范了數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu)、復用方式、傳輸速度等級，接口碼型等特性。由于PDH使用過程中產(chǎn)生一些實際問題，SDH是PDH的換代產(chǎn)品。

1.1 PDH存在的缺陷

1.1.1 接口方面

只有地區(qū)性的接口規(guī)范，不存在世界性標準。由歐美系列、北美系列和日本系列三種信號速率等級。從而造成國際互通的困難局面。

沒有世界性標準的光接口規(guī)范，致使不同廠家的設備無法實現(xiàn)橫向兼容，這樣在同一傳輸路線兩端必須采用同一廠家的設備，給組網(wǎng)、管理及網(wǎng)絡互通帶來困難。

l.1.2 復用方式

從高速信號中分/插出低信號要一級一級背靠背式，即從140 Mbit/s的信號中不能一下分插出2 Mbit/s信號，由于低速信號分/插到高速信號要通過層層的復用和解復用過程，會使信號損傷加大，使傳輸性能劣化，造成大容量傳輸時保證不了質(zhì)量。進而速率無法提高。

1.1.3 運行維護方面

PDH信號運行維護工作的開銷字節(jié)少，對完成傳輸網(wǎng)的分層管理、性能監(jiān)控、業(yè)務的實時調(diào)度、傳輸帶寬的控制，告警的分析定位是很不利的。

l.1.4 統(tǒng)一的網(wǎng)管接口

由于沒有統(tǒng)一的網(wǎng)管接口，這就使你買一套某廠家的設備就需要買一套該廠家的網(wǎng)管系統(tǒng)，不利于形成統(tǒng)一的電信管理。當今社會是信息社會，高度發(fā)達的信息社會不允許落后的東西永久存在，就會由先進取代落后，能克服PDH上述缺點的SDH應運而生。

1.2 SDH的基本特點

1.2.1 接口方面

SDH體制不論電口光口都有一套標準相同的速率等級?；镜男盘杺鬏斀Y(jié)構(gòu)等級是同步傳輸模塊—STM－1，其速率是l55 Mbit/s。高級數(shù)字信號系列可通過降低速率等級的信息模塊通過字節(jié)間插同步復接而成，復接的個數(shù)是4的倍數(shù)，例如，STM－4＝4*STM－1（622 Mbit/s）：STM－l6＝4*STM－4（2.5 Gbit/s）。

1.2.2 復用方式

SDH規(guī)定了嚴格的映射復接方法，并采用指針技術(shù)，支路信號在線路信號中的位置是透明的，可以直接從STM－N中靈活的上下支路信號，無需通過逐級復用實現(xiàn)分插功能，減少了設備的數(shù)量，簡化了網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

1.2.3 強大的網(wǎng)絡管理能力

SDH的幀結(jié)構(gòu)中有足夠的開銷比特（開銷比特占總?cè)萘康?/20），包括段開銷（SOH: Section Overhead）和通道開銷（POH:Path Over head），滿足告警、性能監(jiān)控、網(wǎng)絡配置、倒換和公務等需要。

1.2.4 強大的自愈能力

具有智能檢測的 SDH網(wǎng)管系統(tǒng)和網(wǎng)絡動態(tài)配置功能，使SDH網(wǎng)絡實現(xiàn)自愈，在設備或系統(tǒng)發(fā)生故障時，能迅速恢復業(yè)務，提高網(wǎng)絡的可靠性，降低維護費用。

1.2.5 兼容性強

SDH網(wǎng)可傳送PDH業(yè)務，ATM、FDDI信號都可以在SDH網(wǎng)傳輸，SDH既有向前的兼容性又有向后的兼容性。

2 SDH信號的結(jié)構(gòu)及復用方式

2.1 STM－N的結(jié)構(gòu)圖

圖1 STM－N的結(jié)構(gòu)圖

它由9行*270N列（字節(jié)）組成，每字節(jié)8個比特，幀的周期為125 μs，頻率為8 kHz，STM－1（N＝l）是SDH最基本的結(jié)構(gòu)，每幀周期125，傳19 440比特（9*270*5）傳輸速率為19 440*8 000 bit/s＝155 520 kbit/s；STM－N是由N個STM－1經(jīng)字節(jié)間插同步復接而成的。SDH由凈負荷、管理單元指針和段開銷三部分組成。

2.1.1 開銷（SOH）

段開銷（SOH）區(qū)域用于存放幀定位、運行、維護和管理方面的字節(jié)，以保證主信息凈負荷正確靈活地傳送。段開銷分為再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）。

RSOH：再生段開銷位于STM－N中的1～3行的1～9*N列，用于幀定位、再生段的監(jiān)控和維護管理。

MSOH：復用段開銷分布在STM－N幀中的5～9行的l～9*N列，用于復用段的監(jiān)控、維護和管理。

2.1.2 管理單元（Au）

管理單元指針存放在幀的第4行的1～9*N列，用來指示信息凈負荷的第一個字節(jié)在STM－N幀內(nèi)的準確位置，即定位。通過定位使收端能正確地從STM－N中拆離出相應的VC。指針有兩種：管理單元指針（Au－PTR）；支路單元指針（Tu－PTR）。Au－PTR的位置在STM－1的第4行Z～9列共9個字節(jié)，用以指示VC4的首字節(jié)JI在Au－4凈負荷的具體位置，以便收端能據(jù)此正確分離VC4。

Tu－PTR用以指示VCl2的首字節(jié)V5在Tu－12凈負荷中的具體位置，以便收端能正確分離出VCl2。

2.2 SDH的復用方式

SDH的復用包括兩種情況：一種是低階的SDH信號復用成高階SDH信號；另一種是低速支路信號（例如：2 Mbit/s、34 Mbit/s、140 Mbit/s）復用成SDH信號STM－N。

復用的方法主要通過字節(jié)間插復用方式來完成。

2.3 下一代SDH的發(fā)展前景

傳統(tǒng)的SDH顯示了相當頑強的生命力。下代SDH人大大延長了SDH的生命，下一代SDH將會成為城域網(wǎng)的解決方案之一。傳統(tǒng)運營商擁有大量的SDH網(wǎng)絡，下一代SDH顯然可以很好地幫助他們繼續(xù)發(fā)揮現(xiàn)有網(wǎng)絡的功能，同時克服傳統(tǒng)SDH的昂貴、復雜等缺點，在現(xiàn)有的TDM網(wǎng)絡上有效地支持以太網(wǎng)業(yè)務，提供快速、合理的解決方案。在舊的機框內(nèi)插入一塊百兆以太網(wǎng)卡后，就可以在現(xiàn)有的SDH網(wǎng)上提供以太網(wǎng)，這樣既可以使他們的網(wǎng)絡符合業(yè)務融合的潮流，也可以降低初期的大規(guī)模投入，充分利用資源。

3 SDH的組網(wǎng)方式

鏈形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)是SDH網(wǎng)絡的兩種基本結(jié)構(gòu)，從這兩種基本的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)上結(jié)合實際應用方式，又可以衍生出各種復雜的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。

4 本地網(wǎng)SDH傳輸網(wǎng)組設計

4.1 組網(wǎng)思路

（1）充分利用好現(xiàn)有網(wǎng)絡資源，在保證現(xiàn)有投資的前提下，逐步引入新技術(shù)、新業(yè)務，做到少投入、多收益。

（2）滿足建設資金緊張的條件下、考慮業(yè)務需求和兼顧未來發(fā)展的前提下，最大限度的提高網(wǎng)絡的安全性、實用性和性價比。

（3）新城域網(wǎng)建成后，核心層三年內(nèi)不用做重大調(diào)整即可滿足業(yè)務發(fā)展需求。

4.2 鐵通吉林市城域網(wǎng)傳送網(wǎng)優(yōu)化思路

根據(jù)鐵通吉林市分公司目前在吉林市內(nèi)的業(yè)務量、業(yè)務分布及用戶對業(yè)務需求的特征、特點，在吉林市一次性建成一個層次分明、結(jié)構(gòu)固定、功能完備、覆蓋廣泛的城域網(wǎng)的方案是不可取的。主要原因是：建成這樣一個龐大的城域網(wǎng)需要注入巨額資金，然而高投入必將帶來高風險。未來幾年仍然是鐵通公司大發(fā)展、大建設的時期。因此，鐵通吉林市的城域網(wǎng)建設應是分期進行、逐步完善的過程。

4.3 鐵通吉林市城域網(wǎng)優(yōu)化建設方案

（1）市區(qū)內(nèi)由PDH設備搭建的城域傳送網(wǎng)是本次網(wǎng)絡優(yōu)化的對象。

（2）此次網(wǎng)絡優(yōu)化傳輸設備采用兼容了 TDM、IP、ATM等多種技術(shù)體制，多業(yè)務、多速率、多協(xié)議的MSTP傳輸設備。

（3）網(wǎng)絡分為核心匯聚層、接入層兩層結(jié)構(gòu)。核心匯聚層采用10 GSMTP環(huán)網(wǎng)，接入層根據(jù)業(yè)務量不同將分別采用2.5 G/622 M/155 M的SMTP環(huán)網(wǎng)或鏈網(wǎng)；環(huán)內(nèi)保護采用二纖雙向通道保護環(huán)。

（4）根據(jù)吉林市城市地理分部特點（一條松花江將吉林市分為三塊：江南、江北、市中心），核心匯聚層選擇四個節(jié)點，包括：吉林中心局、匯接二局、松白局、江北一局。①吉林中心局主要完成長途局、關口局、匯接局作用；②匯接二局主要完成關口局、匯接局作用；③松白局位于吉林市江南地區(qū)，主要完成江南地區(qū)業(yè)務匯聚；④江北一局位于吉林市江北地區(qū)，主要完成江北地區(qū)業(yè)務匯聚。

（5）根據(jù)各局所位置、業(yè)務量及光纜資源，接入層由以下環(huán)路和鏈路組成。①和平路局－徐州路局－吉林北局－哈達街局－江北一局組成STM－16接入環(huán)1；②二道江局－鐵東中區(qū)局－江彎路局－鴻博局－匯接二局組成STM－16接入環(huán)2；③松花江中學局－萬山路局－465醫(yī)院局－松白局組成 STM－4接入環(huán) 3；④朱雀山局－大長屯局－科龍局－龍?zhí)渡骄郑行木纸M成STM－4接入環(huán)4；⑤慶豐局－船營公安局局－匯接二局一中心局組成STM－4匯聚環(huán)5；⑥臨江門局，電力學院局在船舶公安局局以STM－4鏈帶出；⑦造紙廠局、麗錦局、松江局、越山路局從中心局由STM－1鏈帶出；⑧物華局、德勝門局、產(chǎn)院局、朝陽局從慶豐局由STM－1鏈帶出；⑨歡喜局從電力學院局由STM－1鏈帶出；⑩北大街局、北山局從船舶公安局局由STM－1鏈帶出；○11紅旗局、朝陽局從臨江門局由STM－1鏈帶出。

文廟局、松北局從江彎路局由STM－1鏈帶出慶豐，船營公安局由于節(jié)點位置重要，帶出模塊局數(shù)目比較多，設備應具備平滑升級到STM－16的能力。

4.4 鐵通吉林市分公司2004年吉林市城域傳送網(wǎng)網(wǎng)絡優(yōu)化拓撲圖

圖1 網(wǎng)絡圖

1 李建東編著.現(xiàn)代通信技術(shù)[M].西安：西安電子科技大學，2005