SDH傳輸網(wǎng)仿真應(yīng)用研究及發(fā)展

馬增耀 馬 力 賀亞美

（1、中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司廊坊市分公司，河北 廊坊 065000；2、中國人民解放軍第六九一六工廠，河北 廊坊 065000）

1.SDH傳輸網(wǎng)綜述

SDH傳輸網(wǎng)概念始于1985年，它是由美國貝爾通信研究所提出，被稱之為同步光網(wǎng)絡(luò)（Synchronous Optical NETwork,SONET）。SDH傳輸網(wǎng)它是由整套分等級的標(biāo)準(zhǔn)傳送結(jié)構(gòu)組成，適用于各種經(jīng)適配處理的凈負(fù)荷，在物理媒質(zhì)上進(jìn)行傳送的一種技術(shù)。SDH傳輸網(wǎng)包含的設(shè)備種類繁多、數(shù)量巨大，且分布地域非常廣泛，覆蓋了所有需要傳輸資源的地域，網(wǎng)管系統(tǒng)建設(shè)前要充分考慮到在建設(shè)過程中可能會遇到的各種問題。

SDH傳輸網(wǎng)是由SDH網(wǎng)絡(luò)單元組合而成的，在光纖、微波或衛(wèi)星上進(jìn)行同步信息傳送，集復(fù)接、傳輸、交換功能于一體，由統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)管理操作的綜合信息網(wǎng)。SDH傳輸網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)有效管理、對業(yè)務(wù)性能監(jiān)視等多種功能，能有效地提高網(wǎng)絡(luò)資源的利用率。

除此之外，SDH傳輸網(wǎng)還具有一定的復(fù)用原理。它能夠兼容各種類型的數(shù)字信號并統(tǒng)一到STM-N中傳送。復(fù)用原理有以下兩個步驟：第一步驟是將各種不同速率的信號復(fù)用到STM-1；第二步驟是由STM-1復(fù)用到STM-N，由于STM-1和STM-N的速率成整數(shù)倍關(guān)系。

2.SDH傳輸網(wǎng)仿真平臺應(yīng)用

目前，在我國SDH傳送網(wǎng)仿真平臺的應(yīng)用主要有以下三個方面：第一是借助這個平臺進(jìn)行反事故演習(xí)。在實(shí)際操作中由于在真實(shí)的網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行故障的模擬會影響既有業(yè)務(wù)，而且具有風(fēng)險性，因此可以借助此平臺進(jìn)行反事故演習(xí)。第二是歷史故障的模擬重現(xiàn)。所謂歷史故障的模擬重現(xiàn)，它是指通過對歷史上發(fā)生的故障進(jìn)行模擬，呈現(xiàn)出當(dāng)時的網(wǎng)絡(luò)資源情況和告警信息等，使我們能夠進(jìn)一步了解當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)情況。第三是用于對SDH網(wǎng)絡(luò)管理人員的培訓(xùn)。對運(yùn)營人員進(jìn)行培訓(xùn)是指通過仿真平臺模擬產(chǎn)生告警信息，讓網(wǎng)絡(luò)管理人員根據(jù)告警信息判斷故障的發(fā)生原因，通過這個原因了解故障和告警之間的關(guān)系。下面結(jié)合作者實(shí)際工作經(jīng)驗，談下SDH傳輸網(wǎng)仿真應(yīng)用的幾個方面，僅供參考。

2.1 網(wǎng)絡(luò)仿真。所謂網(wǎng)絡(luò)仿真它是指針對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)或者規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的仿真實(shí)現(xiàn)。而對于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)或規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，它可以由多個典型網(wǎng)絡(luò)按照一定的關(guān)系組合實(shí)現(xiàn)。另外，對網(wǎng)絡(luò)的仿真主要包括對設(shè)備的仿真以及設(shè)備之間拓?fù)涞姆抡?。SDH傳送網(wǎng)中主要包括終端設(shè)備、中繼設(shè)備、復(fù)用設(shè)備等幾種類型的設(shè)備。仿真軟件實(shí)現(xiàn)了各種設(shè)備內(nèi)的機(jī)框，機(jī)槽，機(jī)盤，端口，以及設(shè)備內(nèi)部交叉連接等設(shè)備信息的仿真。拓?fù)溥B接的仿真內(nèi)容主要包括連接類型、速率、以及連接長度等的信息。

2.2 故障仿真。所謂故障仿真它是指通過在網(wǎng)絡(luò)的某一處模擬故障，仿真網(wǎng)絡(luò)能夠呈現(xiàn)出相關(guān)的告警信息，對于具有保護(hù)的業(yè)務(wù)，應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)業(yè)務(wù)的保護(hù)倒換。設(shè)備故障主要包括設(shè)備中機(jī)盤故障和端口故障。其中機(jī)盤故障又可以分為線路盤故障，支路盤故障和業(yè)務(wù)盤故障等[5]。線路故障主要是指光纖故障。SDH業(yè)務(wù)的保護(hù)倒換是指對于有保護(hù)的業(yè)務(wù)來說，當(dāng)業(yè)務(wù)某一處發(fā)生故障時，業(yè)務(wù)信號將經(jīng)過另外一條保護(hù)路徑進(jìn)行業(yè)務(wù)的傳送，使業(yè)務(wù)不受故障的影響能夠繼續(xù)正常工作。

需要注意的是，故障仿真中的關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際上是根據(jù)告警之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系和傳遞關(guān)系，在模擬網(wǎng)絡(luò)故障后產(chǎn)生所有相關(guān)的告警。在仿真出來的網(wǎng)絡(luò)上模擬某種故障后，網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)路由等信息會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。當(dāng)此故障發(fā)生時，網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生的告警信息主要有R-LOS，等，對于有保護(hù)的業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)應(yīng)該在故障發(fā)生時進(jìn)行業(yè)務(wù)保護(hù)倒換，使該信號經(jīng)過另外一條路徑。對于存在多條保護(hù)通道的業(yè)務(wù)，當(dāng)發(fā)生多個故障時應(yīng)該能夠進(jìn)行多次的路由切換。

3.SDH傳輸網(wǎng)IP接入方式應(yīng)用

在我們國家，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)是為傳送話音設(shè)計采用TDM和電路交換技術(shù)的一種網(wǎng)絡(luò)，為了傳送IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和視頻，實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)和視頻的多項業(yè)務(wù)的高度密切融合，將IP數(shù)據(jù)包或以太網(wǎng)幀映射到SDH的幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行傳輸?，F(xiàn)階段在我國，POS和MSTP是兩種較為常見的SDH傳輸網(wǎng)承載IP業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式。

其中，在以 Ethernet Over SDH（EOS）技術(shù)為特征的MSTP設(shè)備問世以來，我們通常采用Packet Over SDH（PoS）技術(shù)。這二者在叫法上極其相似。具體分析如下：POS技術(shù)通常在數(shù)據(jù)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)，即路由器或交換機(jī)的WAN側(cè)接口采用STM-1或STM-4的POS光口。我們可以得出，在路由器中實(shí)現(xiàn)IP/PPP/HDLC/VC的映射和封裝過程，通過SDH的光口與傳統(tǒng)的SDH設(shè)備相連。這種結(jié)構(gòu)就是通常所說的疊層網(wǎng)絡(luò)，每層網(wǎng)絡(luò)需要不同的網(wǎng)管系統(tǒng)進(jìn)行管理，無法實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)管理；而且由于采用光口互聯(lián)，造成在接入端的路由器或交換機(jī)等數(shù)據(jù)設(shè)備的投資成本較高。

我們?nèi)绻捎肕STP設(shè)備提供的EOS接入模式，路由器或交換機(jī)直接采用以太網(wǎng)的接口，如RJ45的接口和MSTP設(shè)備相連，而從IP/Ethernet到VC的映射和封裝由MSTP設(shè)備中的多業(yè)務(wù)板卡實(shí)現(xiàn)。而且該板卡具有全功能的二層能力，從接口考慮，由于MSTP也是采用普通的RJ45（10/100BaseT）接口實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，大大節(jié)省了POS的光口互聯(lián)成本，而且可以通過MSTP的統(tǒng)一網(wǎng)管實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)管理。

4.SDH傳輸網(wǎng)發(fā)展趨勢

4.1 研究現(xiàn)狀

目前，我們所用的網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)它只是對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行設(shè)計和研究的一種通用手段。它作為新一代理想的傳輸體系，具有路由自動選擇能力，上下電路方便，維護(hù)、控制、管理功能強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，便于傳輸更高速率的業(yè)務(wù)等優(yōu)點(diǎn)，能很好地適應(yīng)通信網(wǎng)飛速發(fā)展的需要。時至今日，SDH傳輸網(wǎng)得到了較多的應(yīng)用與發(fā)展。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，已建立和即將建立的一系列建議已基本上覆蓋了SDH的方方面面。在干線網(wǎng)和長途網(wǎng)、中繼網(wǎng)、接入網(wǎng)中它開始廣泛應(yīng)用，并且在光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信中也積極地開展研究與應(yīng)用。

以上可以看出，SDH傳輸網(wǎng)以其明顯的優(yōu)越性已成為傳輸網(wǎng)發(fā)展的主流。SDH技術(shù)與一些先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，如光波分復(fù)用（WDM）、ATM技術(shù)、Internet技術(shù)（IP over SDH）等，使 SDH網(wǎng)絡(luò)的作用越來越大。SDH已被各國列入21世紀(jì)高速通信網(wǎng)的應(yīng)用項目，是電信界公認(rèn)的數(shù)字傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向，具有遠(yuǎn)大的商用前景。

4.2 使用情況

眾所周知，隨著我國通信運(yùn)營商現(xiàn)有的光通信網(wǎng)絡(luò)的容量的急劇增長，在相當(dāng)多的地方僅用于傳統(tǒng)的語音業(yè)務(wù)已經(jīng)過剩，部分容量處于閑置狀況。同時，近年來，隨著IP技術(shù)的飛速發(fā)展和IP業(yè)務(wù)的指數(shù)式爆炸性增長，IP業(yè)務(wù)在電信業(yè)務(wù)結(jié)構(gòu)中呈快速增長趨勢。因此，電信運(yùn)營商很自然的想到利用剩余的電信傳輸網(wǎng)資源解決目前IP業(yè)務(wù)快速增長的問題。使用這種解決方案有兩個好處：一是通過對已有SDH投資進(jìn)行合理利用，解決IP傳輸容量不足的問題；二是由于SDH的保護(hù)機(jī)制優(yōu)于IP的路由收斂或生成樹收斂，承載于SDH傳輸網(wǎng)之上的IP網(wǎng)絡(luò)的可靠性遠(yuǎn)高于純IP傳輸。

4.3 SDH傳輸網(wǎng)在工程應(yīng)用中發(fā)展

4.3.1 SDH傳輸網(wǎng)向高速化發(fā)展。目前，我國雖然在大量工程應(yīng)用中SDH傳輸網(wǎng)的傳輸速率己達(dá)到10GbitPs,但最近Lucent和Nortel己經(jīng)向全世界展示了新一代SDH速率40GbitPs。

4.3.2 適用于WDM的G.655光纖。在我國的光纖市場上,G.652光纖曾經(jīng)一度是運(yùn)營商和設(shè)計者們的主要選擇。但G.652光纖在1510nm波長上存在大色散,造成在高速傳輸下中繼距離過短,因此,在WDM系統(tǒng)出現(xiàn)以后,人們把目光轉(zhuǎn)移到了G.655上。G.655克服了G.652的色散受限和G.653無法進(jìn)行波分復(fù)用的缺點(diǎn),是大容量WDM系統(tǒng)的最佳選擇。

4.3.3 SDH傳輸網(wǎng)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用發(fā)展。最近，我們使用的點(diǎn)播電視、多媒體業(yè)務(wù)和其他寬帶業(yè)務(wù)如雨后春筍般紛紛出現(xiàn)，為SDH應(yīng)用在接入網(wǎng)中提供了廣闊的空間。據(jù)悉，SDH技術(shù)應(yīng)用于接入網(wǎng)的好處是：對于要求高可靠、高質(zhì)量業(yè)務(wù)的大型企事業(yè)用戶，SDH可以提供較為理想的網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)可靠性；可以將網(wǎng)管范圍擴(kuò)展至用戶端，簡化維護(hù)工作；利用SDH固有靈活性，可使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者更快、更有效地提供用戶所需的長期和短期業(yè)務(wù)需求。

[1]肖萍萍，吳健學(xué).SDH原理與技術(shù).北京：北京郵電大學(xué)出版社，2006.

[2]孫學(xué)康，毛京麗.SDH技術(shù).北京：人民郵電出版社，2003.

[3]劉芳.一種SDH網(wǎng)元管理系統(tǒng)設(shè)計考慮[J].山東通信技術(shù) 2002年03期.

[4]崔海霞.光傳輸網(wǎng)絡(luò)管理的實(shí)驗教學(xué)研究[J].大學(xué)物理實(shí)驗 2008年02期.

[5]陳敏.OPNET網(wǎng)絡(luò)仿真.北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[6]劉苗輝，張野，耿殿鵬.SDH傳送網(wǎng)技術(shù)與故障分析.科技咨詢導(dǎo)報，2007.