同步數(shù)字體系技術在交通通信系統(tǒng)中的應用

【摘要】隨著高速公路的發(fā)展，未來交通系統(tǒng)通信業(yè)務將轉向大顆粒IP業(yè)務，業(yè)務傳輸所需的帶寬將迅速增長，針對交通系統(tǒng)通信業(yè)務對光纜通信網(wǎng)絡的新要求，同步數(shù)字體系技術的引入成為必然。本文主要介紹同步數(shù)字體系技術的基本原理以及其在交通系統(tǒng)通信中的應用。

【關鍵詞】同步數(shù)字體系；交通系統(tǒng)；同步數(shù)字體系

隨著現(xiàn)代通信的不斷發(fā)展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等。加之數(shù)字通信和計算機技術的發(fā)展，人們希望現(xiàn)在信息傳輸網(wǎng)絡能快速、經(jīng)濟、有效地提供各種電路和業(yè)務。在上世紀70-80年代陸續(xù)出現(xiàn)的網(wǎng)絡技術，由于其業(yè)務的單調性、擴展的復雜性、帶寬的局限性，僅在原有框架內(nèi)修改或完善已無濟于事。同步數(shù)字體系應用在接入網(wǎng)中，可以將該技術在核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領域，充分利用同步數(shù)字體系同步復用，標準化的光接口，強大的網(wǎng)管能力，靈活的網(wǎng)絡拓補能力和高可靠性所帶來的好處，將在接入網(wǎng)的建設發(fā)展中長期受益。

１．同步數(shù)字體系技術簡介

該技術是一種光纖傳輸體制，它以同步傳送模塊（STM-1，155Mbit/s）為基本概念，其模塊由信息凈負荷（payload）、段開銷（SOH）、管理單元指針（AU）構成，其突出特點是利用虛容器方式兼容各種PDH體系。同步數(shù)字體系傳輸網(wǎng)具有智能化的路由配置能力、方便維護監(jiān)控管理能力強、光接口標準統(tǒng)一等優(yōu)點。同步數(shù)字體系的技術特點主要有：

（1）同步數(shù)字體系傳輸系統(tǒng)在國際上有統(tǒng)一的幀結構，數(shù)字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網(wǎng)管系統(tǒng)互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現(xiàn)有的PDH完全兼容，并容納各種新的業(yè)務信號，形成了全球統(tǒng)一的數(shù)字傳輸體制標準，提高了網(wǎng)絡的可靠性。

（2）同步數(shù)字體系接入系統(tǒng)的不同等級的碼流在幀結構凈負荷區(qū)內(nèi)的排列非常有規(guī)律，而凈負荷與網(wǎng)絡是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現(xiàn)了一次復用的特性，克服了PDH準同步復用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復用設備，改善了網(wǎng)絡的業(yè)務傳送透明性。

（3）由于采用了較先進的分插復用器（ADM）、數(shù)字交叉連接（DXC）、網(wǎng)絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因同步數(shù)字體系幀結構中安排了信號的5%開銷比特，它的網(wǎng)管功能顯得特別強大，并能統(tǒng)一形成網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，為網(wǎng)絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網(wǎng)絡的維管費和生存能力起到了積極作用。

（4）由于同步數(shù)字體系有多種網(wǎng)絡拓撲結構，它所組成的網(wǎng)絡非常靈活，它能增強網(wǎng)監(jiān)、運行管理和自動配置功能，優(yōu)化了網(wǎng)絡性能，同時也使網(wǎng)絡運行靈活、安全、可靠，使網(wǎng)絡的功能非常齊全和多樣化。

（5）同步數(shù)字體系有傳輸和交換的性能，它的系列設備的構成能通過功能塊的自由組合，實現(xiàn)了不同層次和各種拓撲結構的網(wǎng)絡，十分靈活。

（6）同步數(shù)字體系并不專屬于某種傳輸介質，它可用于雙絞線、同軸電纜，但同步數(shù)字體系用于傳輸高數(shù)據(jù)率則需用光纖。這一特點表明，同步數(shù)字體系既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的各級電信網(wǎng)，國家與省級有線電視干線網(wǎng)就是采用同步數(shù)字體系，而且它也便于與光纖電纜混合網(wǎng)（HFC）相兼容。

（7）從OSI模型的觀點來看，同步數(shù)字體系屬于其最底層的物理層，并未對其高層有嚴格的限制，便于在同步數(shù)字體系上采用各種網(wǎng)絡技術，支持ATM或IP傳輸。

（8）同步數(shù)字體系是嚴格同步的，從而保證了整個網(wǎng)絡穩(wěn)定可靠，誤碼少，且便于復用和調整。

（9）標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現(xiàn)橫向兼容，降低了聯(lián)網(wǎng)成本。

2.同步數(shù)字體系的傳輸原理

同步數(shù)字體系采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊STM-N（Synchronous Transport，N=1，4，16，64），最基本的模塊為STM-1，四個STM-1同步復用構成STM-4，16個STM-1或四個STM-4同步復用構成STM-16；定位即是將幀偏移信息收進支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TUPTR）或管理單元指針（AUPTR）的功能來實現(xiàn)；復用則是將多個低價通道層信號通過碼速調整使之進入高價通道層或將多個高價通道層信號通過碼速調整使之進入復用層的過程。

3.SHD技術在交通系統(tǒng)通信中的應用

3.1網(wǎng)絡架構設計

交通通信網(wǎng)的網(wǎng)架結構，決定了交通通信網(wǎng)分級、分層、分區(qū)的傳輸網(wǎng)絡拓補結構。國調中心至各大區(qū)調度中心的交通通信為一級傳輸網(wǎng)，大區(qū)調度中心至各省級調度中心的交通通信為二級傳輸網(wǎng)，省級調度中心至各地區(qū)級調度中心的為三級傳輸網(wǎng)，地區(qū)級調度中心至各縣級調度所為四級傳輸網(wǎng)，各縣級調度網(wǎng)就是五級交通傳輸網(wǎng)了，交通系統(tǒng)通信網(wǎng)的業(yè)務流向比較特殊，是從低級向高級的流向，因此網(wǎng)絡的結構、容量也必須符合這一要求，在實際建設過程中，還需要根據(jù)實際情況，考慮網(wǎng)絡建設和管理的復雜度，確定網(wǎng)絡的層次架構。

3.2同步數(shù)字體系用戶接入設備的布置

省級調度中心配置一套同步數(shù)字體系用戶接入設備，將各地區(qū)通信網(wǎng)至省調及上級調度的主通道業(yè)務信號進行分叉/復接，實現(xiàn)業(yè)務重組：地區(qū)級調度中心配置一套同步數(shù)字體系用戶接入設備，實現(xiàn)業(yè)務重組。同步數(shù)字體系用戶接入設備，其基本平臺是一套高性能的STM－1同步數(shù)字體系傳輸設備，多臺同步數(shù)字體系用戶接入設備能夠組成STM－1的同步數(shù)字體系網(wǎng)，也能夠接入到STM－4或STM－16的網(wǎng)絡中組成同步數(shù)字體系子網(wǎng)，同步數(shù)字體系傳輸與復用部分應符合ITU建議G.782，G.707，G.826，G.813。

3.3業(yè)務實現(xiàn)過程

考慮將來的業(yè)務擴展，根據(jù)業(yè)務需要分配帶寬顆粒，在傳輸系統(tǒng)中，一次分配4個左右2M，二次分配3個左右2M，局間提供分組交換所需的2M。綜合業(yè)務接入網(wǎng)設備需滿足如下業(yè)務需求：2/4線音頻專線接入、Z接口延伸業(yè)務、熱線電話、以太網(wǎng)等。

3.4保護方式的選擇分析

同步數(shù)字體系的特點是其光環(huán)自愈功能，在光纖被切割等故障發(fā)生時仍能在很短的時間內(nèi)恢復通信，這在保證整個通信系統(tǒng)的可靠性方面起了重要作用。在實際設計過程中需要結合節(jié)點的分布、格局、不同的保護方式，主要有兩種不同的網(wǎng)絡配置方案：（1）自愈環(huán)保護，較適應于環(huán)網(wǎng)結構，對網(wǎng)絡通信容量較大，結構簡單的大型網(wǎng)絡更為實用，（2）SNC（子網(wǎng)連接保護），較適應于網(wǎng)孔型網(wǎng)絡結構，對于交通通信網(wǎng)通信容量較小，分支較多更為適用，該配置方案可靠性強，投資小，公共點僅需一套設備，時延短。

4.結語

同步數(shù)字體系已經(jīng)是一套在電信網(wǎng)中成熟應用的技術，而結合交通系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀、交通系統(tǒng)通信業(yè)務特點、系統(tǒng)特征等多個方面的需求，本文闡述了同步數(shù)字體系技術的普遍性和應用于交通通信網(wǎng)絡區(qū)別于其他通信系統(tǒng)的特殊性，為交通基礎設施建設提供一些方案參考。 [科]

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