SDH光學(xué)傳輸系統(tǒng)在廣域網(wǎng)中的實(shí)踐與應(yīng)用

1、SDH光學(xué)傳輸系統(tǒng)在廣域網(wǎng)中的理論與應(yīng)用摘要該文簡(jiǎn)要介紹SNET/SDH的根本原理以及利用SDH實(shí)現(xiàn)海關(guān)廣域網(wǎng)傳輸?shù)脑敿?xì)方案，并給出了相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)配置，為SDH光學(xué)傳輸系統(tǒng)的應(yīng)用提供了一種參考。關(guān)鍵詞SDH，光學(xué)傳輸，廣域網(wǎng)1背景傳輸系統(tǒng)是廣域網(wǎng)的重要組成局部，傳輸系統(tǒng)的好壞直接制約著廣域網(wǎng)的開(kāi)展。當(dāng)前世界各國(guó)大力開(kāi)展的信息高速公路，其中一個(gè)重點(diǎn)就是組建大容量的傳輸光纖網(wǎng)絡(luò)，不斷進(jìn)步傳輸線路上的信號(hào)速率，擴(kuò)寬傳輸頻帶。由于傳統(tǒng)的PDH準(zhǔn)同步數(shù)字傳輸體制在信號(hào)復(fù)用、接口標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)行維護(hù)等方面存在的種種缺陷，使其越來(lái)越不適應(yīng)傳輸網(wǎng)的開(kāi)展，于是美國(guó)貝爾通信研究所首先提出了用一整套分等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳遞構(gòu)造

2、組成的同步光學(xué)網(wǎng)絡(luò)SNET體制，ITT于1988年承受了SNET概念，并重命名為同步數(shù)字體系SDH，使其成為不僅適用于光學(xué)傳輸，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。本文主要講述SDH體制在青島海關(guān)關(guān)區(qū)廣域網(wǎng)中的應(yīng)用。2SNET/SDH原理簡(jiǎn)介2.1、速率標(biāo)準(zhǔn)SNET和SDH是為了互連來(lái)自不同供給商的光學(xué)傳輸設(shè)備而開(kāi)發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)。在SNET標(biāo)準(zhǔn)中，根底信號(hào)稱為同步傳輸信號(hào)一級(jí)STS-1，其速率為51.84b/s。更高級(jí)信號(hào)那么是STS-1信號(hào)速率的整數(shù)倍，從而構(gòu)成STS-N信號(hào)，其中N=1，3，12，48，192和768。一個(gè)STS-N信號(hào)是由N個(gè)字節(jié)交織的STS-1信號(hào)組成的。相應(yīng)于STS-N信

3、號(hào)的光學(xué)信號(hào)稱為-NN級(jí)光學(xué)載波。SDH體系的幀和信號(hào)稱為N級(jí)同步傳輸模塊ST-N，其中N=1，4，16，64和256。STS-N與ST-N的速率對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示。2.2、字節(jié)間插復(fù)用SNET/SDH是基于時(shí)分多路復(fù)用TD的一種技術(shù)。詳細(xì)講SDH體制有一套標(biāo)準(zhǔn)的速率等級(jí)，根本的信號(hào)傳輸?shù)燃?jí)是ST-1，高等級(jí)的信號(hào)系列ST-4、ST-16等，都是將低速率的ST-1通過(guò)字節(jié)間插同步復(fù)用而成，復(fù)用的個(gè)數(shù)是4的倍數(shù)。所謂字節(jié)間插復(fù)用，可以下面的例子來(lái)說(shuō)明。有三個(gè)信號(hào)，幀構(gòu)造各為每幀3個(gè)字節(jié)，即A幀：A1A2A3，B幀：B1B2B3，幀：123。假設(shè)將這三個(gè)信號(hào)通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用方式復(fù)用成信號(hào)D，那D就

4、應(yīng)該是一個(gè)9字節(jié)的幀，構(gòu)造為：A1B11A2B22A3B33。SDH的這種同步復(fù)用方式的優(yōu)勢(shì)還表達(dá)在確保PDH網(wǎng)向SDH網(wǎng)的順利過(guò)渡。如今的PDH體制中，只有1.5bit/s和2bit/s速率的信號(hào)是同步的，其它速率的信號(hào)都是異步的。因此也可將PDH低速支路信號(hào)例如2bit/s通過(guò)字節(jié)間插同步復(fù)用進(jìn)SDH信號(hào)的幀中去ST-N。這樣就使得低速支路信號(hào)在ST-N中的位置也是固定、有規(guī)律，即可預(yù)見(jiàn)，于是通過(guò)在SDH的主干道光纖上傳輸后，接收端就可以從ST-N信號(hào)中直接拆分出低速支路信號(hào)。2.3、SDH幀構(gòu)造ITU-T規(guī)定了ST-N的幀是以字節(jié)為單位的矩形塊狀幀構(gòu)造，如圖一所示。從圖中看出ST-N的信

5、號(hào)是9行270N列的幀構(gòu)造。此處的N與ST-N的N相一致。表示此信號(hào)由N個(gè)ST-1信號(hào)通過(guò)字節(jié)間插復(fù)用而成。由此可知，ST-1信號(hào)的幀構(gòu)造是9行270列的塊狀鄭需要說(shuō)明的是，上面將信號(hào)的幀構(gòu)造等效為塊狀，僅僅是為了分析的方便，ST-N信號(hào)在線路上傳輸時(shí)也遵循按比特的傳輸方式，即：幀構(gòu)造中的字節(jié)從左到右，從上到下一個(gè)字節(jié)一個(gè)字節(jié)的傳輸，傳完一行再傳下一行，傳完一幀再傳下一鄭圖1SDH幀構(gòu)造圖從圖中看出，ST-N的幀構(gòu)造由3局部組成：段開(kāi)銷SH，包括再生段開(kāi)銷RSH和復(fù)用段開(kāi)銷SH；管理單元指針AU-PTR；信息凈負(fù)荷paylad。信息凈負(fù)荷paylad是在ST-N幀構(gòu)造中存放將由ST-N傳送的各

6、種信息碼塊的地方。信息凈負(fù)荷區(qū)相當(dāng)于ST-N這輛運(yùn)貨車的車箱，車箱內(nèi)裝載的貨物就是經(jīng)過(guò)打包的低速信號(hào)。需要特別說(shuō)明的是，為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)貨物在傳輸過(guò)程中是否有損壞，在將低速信號(hào)打包的過(guò)程中參加了監(jiān)控開(kāi)銷字節(jié)-通道開(kāi)銷PH字節(jié)。PH作為凈負(fù)荷的一局部與信息碼塊一起裝載在ST-N這輛貨車上在SDH網(wǎng)中傳送，它負(fù)責(zé)對(duì)打包的貨物低速信號(hào)進(jìn)展通道性能監(jiān)視管理和控制。段開(kāi)銷SH是為了保證信息凈負(fù)荷正常靈敏傳送所必須附加的供網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和維護(hù)使用的字節(jié)。例如段開(kāi)銷可進(jìn)展對(duì)ST-N這輛運(yùn)貨車中的所有貨物在運(yùn)輸中是否有損壞進(jìn)展監(jiān)控，而PH的作用是當(dāng)車上有貨物損壞時(shí)通過(guò)它來(lái)斷定詳細(xì)是哪一件貨物出現(xiàn)損壞。段開(kāi)銷又分為再

7、生段開(kāi)銷RSH和復(fù)用段開(kāi)銷SH，分別對(duì)相應(yīng)的段層進(jìn)展監(jiān)控。簡(jiǎn)單的講二者的區(qū)別在于監(jiān)管的范圍不同。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，假設(shè)光纖上傳輸?shù)氖?.5G信號(hào)，那么RSH監(jiān)控的是ST-16整體的傳輸性能，而SH那么是監(jiān)控ST-16信號(hào)中每一個(gè)ST-1的性能情況。SDH可以從高速信號(hào)中直接分/插出低速支路信號(hào)例如2bit/s，這是因?yàn)榈退僦沸盘?hào)在高速SDH信號(hào)幀中的位置有預(yù)見(jiàn)性，而預(yù)見(jiàn)性的實(shí)現(xiàn)就在于SDH幀構(gòu)造中存在著管理單元指針AU-PTR。AU-PTR是用來(lái)指示信息凈負(fù)荷的第一個(gè)字節(jié)在ST-N幀內(nèi)的準(zhǔn)確位置的指示符，以便收端能根據(jù)這個(gè)位置指示符的值指針值正確別離信息凈負(fù)荷。指針有高、低階之分，高階指針是A

8、U-PTR，低階指針是TU-PTR，支路單元指針TU-PTR的作用類似于AU-PTR只不過(guò)所指示的信息更加詳細(xì)。2.4、復(fù)用方式SDH的復(fù)用包括兩種情況：一種是低階的SDH信號(hào)復(fù)用成高階SDH信號(hào)；另一種是低速支路信號(hào)例如2bit/s復(fù)用成SDH信號(hào)ST-N。限于篇幅，只講述第二種情況。圖二是ITU-T規(guī)定的復(fù)用道路ITU-TG.709標(biāo)準(zhǔn)的子集，可以看到圖中從一個(gè)有效負(fù)荷到ST-N的復(fù)用道路不是唯一的，有多條道路，例如：2bit/s的信號(hào)有兩條復(fù)用道路，也就是說(shuō)可用兩種方法復(fù)用成ST-N信號(hào)。我國(guó)的光同步傳輸網(wǎng)技術(shù)體制選用AU-4的復(fù)用道路。圖2ST-1復(fù)用體系在最低級(jí)別上，PDH的E1信號(hào)

9、被映射進(jìn)容器，然后加上填充位的被映射進(jìn)虛容器V，創(chuàng)立一個(gè)具有公共速率的V負(fù)載，從而成為同步多路復(fù)用。接著V在支路單元TU里通過(guò)指針進(jìn)展排列，這樣TU就可以被同步復(fù)用進(jìn)支路單元組TUG。3個(gè)TU-12可以被復(fù)用進(jìn)一個(gè)TUG-2。TUG接著復(fù)用進(jìn)更高一級(jí)的V，該V叫做高階V，它有自己的獨(dú)立報(bào)頭，TUG作為它的負(fù)載。然后每個(gè)V依次進(jìn)入管理單元AU，AU通過(guò)加上一個(gè)AU指針被復(fù)用進(jìn)一個(gè)AUGAUgrup，來(lái)自AUG的最終負(fù)載在加上一個(gè)包含復(fù)用段開(kāi)銷SH和再生段開(kāi)銷RSH的報(bào)頭后組成了最終的ST-N鄭3應(yīng)用理論3.1、網(wǎng)絡(luò)接口卡PA-ST-1SI在青島關(guān)區(qū)廣域網(wǎng)骨干改造工程中，我們?cè)贗S7507路由器上

10、配置了“PA-ST-1SI接口卡來(lái)實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)通的SDH骨干網(wǎng)連接，其外型如圖三所示?，F(xiàn)對(duì)該卡做一簡(jiǎn)要介紹。圖3PA-ST-1SI網(wǎng)絡(luò)接口卡此卡適用于is7200VXR和is7500等高端路由器，它是一個(gè)單口多通道高速ST-1端口適配卡，可以把它當(dāng)作可以配置63條獨(dú)立E1鏈路的多通道E1ST-1接口。每一條E1鏈路既可以當(dāng)作純E1鏈路也可以當(dāng)作E1鏈路來(lái)配置，不過(guò)最多同時(shí)只可以配置256個(gè)hannel。需要注意的是，它合適于所有7500系列路由器上的VIP4-80模塊，而較早的VIP2模塊不支持它，路由器的IS版本號(hào)最好選用12.3以上。3.2、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)造如圖四所示網(wǎng)絡(luò)拓樸構(gòu)造，青島海關(guān)核心路由

11、器為is7507，配置一塊PA-ST-1SI網(wǎng)絡(luò)模塊。通過(guò)光纖連至網(wǎng)通622光端機(jī)上，進(jìn)入全省SDH骨干網(wǎng)。各隸屬海關(guān)入網(wǎng)方式為：2光纖接PDH光端機(jī)，光端機(jī)直接出G.703電纜接路由器E1模塊。假設(shè)隸屬海關(guān)無(wú)E1模塊，采取光端機(jī)出G.703電纜接E1/V.35協(xié)議轉(zhuǎn)換器，通過(guò)轉(zhuǎn)換器，將信號(hào)轉(zhuǎn)成V.35類型，接路由器V.35模塊。協(xié)議轉(zhuǎn)換器參數(shù)設(shè)置注意選擇非成幀unfraed、線路時(shí)鐘等方式。核心模塊PA-ST-1SI可以劃分出多達(dá)63個(gè)2時(shí)隙電路，每條時(shí)隙對(duì)應(yīng)一個(gè)隸屬海關(guān)。圖4網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.3、SDH配置參數(shù)限于篇幅，我們只給出局部時(shí)隙和接口的配置，下述配置結(jié)合圖二ST-1的復(fù)用體系不難理解，

12、在此不再給出詳細(xì)解釋。ntrllerSNET4/1/0fraingsdhlksurelkaugappingau-4au-41tug-31de-12tug-21e11unfraedtug-21e12hannel-grup0tieslts1-31tug-21e13unfraed.tug-27e11hannel-grup1tieslts1-31tug-27e12unfraedtug-27e13hannel-grup3tieslts1-31interfaeSerial4/1/0.1/1/1/1:0ipaddress10.27.252.1255.255.255.252enapsulatinppp4結(jié)論本文簡(jiǎn)要表達(dá)了SDH光學(xué)傳輸系統(tǒng)的工作原理和在青島海關(guān)關(guān)區(qū)廣域網(wǎng)中的理論應(yīng)用。以往SDH只是作為效勞運(yùn)營(yíng)商的骨干資源，一般給用戶使用的接入方式還是DDN、FraeRelay等傳統(tǒng)專線類型。但是隨著近兩年網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的飛速開(kāi)展，特別是光學(xué)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開(kāi)展正推動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)向可支持更多業(yè)務(wù)的“全光網(wǎng)絡(luò)前進(jìn)，效勞供給商為適應(yīng)市場(chǎng)需求的快速增長(zhǎng)，開(kāi)場(chǎng)向用戶提供PDH光傳輸接入。相比擬DDN、FraeRelay等專線，SDH在帶寬、開(kāi)銷、傳輸透明性等方面具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。青島海關(guān)核心通過(guò)使用一塊ST-1卡，在中心端僅需一對(duì)光纖做路由器和光端機(jī)之間的連接，即可實(shí)現(xiàn)與全省20個(gè)隸屬海關(guān)的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)又極大