光传输在接入网中的应用毕业论文(编辑修改稿)

光传输在接入网中的应用毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

的速率就是 AU4的速率。 （ 9）从 AUG 到 STM1 AUG+SOH 就合成了 STM1 信号。 N个 STM1信号通过字节间插复用合成 STMN。 从 2Mbit/s 复用进 STMN信号的复用步骤可以看出 3个 TU12复用成一个 TUG2， 7个 TUG2 复用成一个 TUG3， 3个 TUG3复用进一个 VC4，一个 VC4复用进 1个 STM1，也就是说 2Mbit/s 的复用结构是 3－ 7－ 3结构。 由于复用的方式是字节间插方式，所以在一个 VC4 中的 63 个 VC12的排列方式不是顺序来排列的。 头一个 TU12 的序号和紧跟其后的 TU12 的序号相差 21。 鹤壁职业技术学院 毕业论文（设计） 15 图 3 5 STM1 速率变换过程 SDH 的组网方式 SDH 网是由 SDH 网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。 网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。 网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形，如图 3 6 所示。 链形网 此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。 这种拓扑的特点是较经济，在 SDH 网的早期用得较多，主要用于专网（如铁路网）中。 星形网 此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连，其他各网元节点互不相连，网元节点的 业务都要经过这个特殊节点转接。 这种网络拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。 特殊节点的作用类似交换网的汇接局，此种拓扑多用于本地网（接入网和用户网）。 鹤壁职业技术学院 毕业论文（设计） 16 ( a) 链形 ( b) 星 形 ( c) 树形 ( d) 环形 ( e) 网 孔形 TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM AD M AD M AD M AD M AD M AD M AD M AD M D X C / AD M D X C / AD M D X C / AD M D X C / AD M D X C / AD M D X C / AD M 图 3 6 基本网络拓扑图 树形网 此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈。 环形网 环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都不对外开放的网络拓扑形式。 这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要是因为它 具有很强的生存性，即自愈功能较强。 环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网。 网孔形网 将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。 这种网络拓扑为两网元节点间提供多个传输路由，使网络的可靠更强，不存在瓶颈问题和失效问题。 但是由于系统的冗余度高，必会使系统有效性降低，成本高且结构复杂。 网孔形网主要用于长途网中，以提供网络的高可靠性。 当前用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加复杂的网络。 本节主要讲述链网的组成和特点和环网的几种主要的自愈形式（自愈环）的工作机理及特点。 鹤壁职业技术学院 毕业论文（设计） 17 SDH 的自愈网保护方式 传输网上的业务按流向可分为单向业务和双向业务。 以环网为例说明单向业务和双向业务的区别。 如图 3 7 所示。 ABCD 图 3 7 环形网络 若 A 和 C 之间互通业务， A 到 C 的业务路由假定是 A→ B→ C，若此时 C 到 A 的业务路由是 C→ B→ A，则业务从 A 到 C 和从 C 到 A 的路由相同，称为一致路由。 若此时 C 到 A 的路由是 C→ D→ A，那么业务从 A 到 C 和业务从 C 到 A 的路由不同，称为分离路由。 我们称一致路由的业务为双向业务，分离路由的业务为单向业务。 常见组网的业务方向和路由如表 3 8 所示。 表 3 8 常见组网的业 务方向和路由表 组网类型 路由 业务方向 链形网 一致路由 双向 环形网 双向通道环 一致路由 双向 双向复用段环 一致路由 双向 单向通道环 分离路由 单向 单向复用段环 分离路由 单向 当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大，要求通信网络能及时准确的传递信息。 随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络出现故障（这是难以避免的，例如土建施工中将光缆挖断），将对整个社会造成极大的损坏。 因此网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的问题。 所谓自愈 是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动地在极短的时间内（ ITUT 规定为 50ms 以内），使业务自动从故障中恢复传输，使用户几乎感觉不到网络出了故障。 其基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力。 鹤壁职业技术学院 毕业论文（设计） 18 替代路由可采用备用设备或利用现有设备中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。 由上可知网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元一定的智能。 自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路的修复或更换，所以故障点的修复仍需人工干预才 能完成，就象断了的光缆还需人工接好。 自愈环的分类 目前环形网络的拓扑结构用得最多，因为环形网具有较强的自愈功能。 自愈环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。 按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类；按网元节点间的光纤数可将自愈环划分为双纤环（一对收 /发光纤）和四纤环（两对收发光纤）；按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。 下面讲讲通道保护环和复用段保护环的区别。 对于通道保护环，业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是 STMN 信 号中的某个 VC（某一路 PDH 信号），倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的 TUAIS 信号来决定该通道是否应进行倒换。 例如在 STM16 环上，若收端收到第 4VC4 的第 48 个TU12 有 TUAIS，那么就仅将该通道切换到备用信道上去。 复用段倒换环是以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。 倒换是由 K K2（ b1— b5）字节所携带的 APS 协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个 STMN 或 1/2STMN 的业务信号都切换到备用信道上。 复用段 保护倒换的条件是 LOF、 LOS、 MSAIS、 MSEXC 告警信号。 二纤单向通道保护环 二纤通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环 —— S1；一个为备环 ——P1。 两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环 S备环 P1 上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务，如图 3 9（ a）所示。 若环网中网元 A 与 C 互通业务，网元 A 和 C 都将上环的支路业务“并发”到环 S1和 P1 上， S1 和 P1 上的所传业务相同且流向相反 —— S1 逆时针， P1 为顺时针。 在网络鹤壁职业技术学院 毕业论文（设计） 19 正常时，网元 A 和 C 都选收主环 S1 上的业务。 那么 A 与 C 业务互通的方式是 A 到 C 的业务经过网元 D 穿通，由 S1 光纤传到 C（主环业务）；由 P1 光纤经过网元 B 穿通传到 C（备环业务）。 在网元 C 支路板“选收”主环 S1上的 A→ C 业务，完成网元 A 到网元 C的业务传输。 网元 C 到网元 A 的业务传输与此类似。 CACAACACS1P1ACD BP1S1S T M N 图 3 9（ a）二纤单向通道倒换环 当 BC 光缆段的光纤同时被切断，注意此时网元支路板的并发功能没有改变，也就是此时 S1 环和 P1 环上的业务还是一样的。 如图 .3 9（ b）。 CACAACACS1P1ACD BP1S1S T M N倒换 图 3 9（ b）二纤单向通道倒换环 我们看看这时网元 A 与网元 C之间的业务如何被保护。 网元 A到网元 C 的业务由网元A 的支路板并发到 S1 和 P1光纤上，其中 S1业务经光纤由网元 D穿通传至网元 C， P1 光纤的业务经网元 B穿通，由于 B— C间光缆断，所以光纤 P1 上的业务无法传到网元 C，不过由于网元 C 默认选收主环 S1上的业务，这时网元 A到网 C的业务并未中断，网元 C 的支路板不进行保护倒换。 网元 C的支路板将到网元 A 的业务并发到 S1 环和 P1 环上，其中 P1 环上的 C到 A 业务经网元 D穿通传到网元 A， S1 环上的 C到 A业务，由于 B— C 间光纤断所以无法传到网元 A，网元 A 默认是选收主环 S1 上的业务，此时由于 S1 环上的 C→ A的业务传不过来，鹤壁职业技术学院 毕业论文（设计） 20 这时网元 A的支路板就会收到 S1 环上 TUAIS 告警信号。 网元 A的支路板收到 S1光纤上的 TUAIS 告警后，立即切换到选收备环 P1 光纤上的 C 到 A 的业务，于是 C→ A 的业务得以恢复，完成环上业务的通道保护，此时网元 A的支路板处于通道保护倒换状态 —— 切换到选收备环方式。 网元发生了通道保护倒换后，支路板同时监测主环 S1上业务的状态，当连续一段时间（华为的设备是 10 分钟左右）未发现 TUAIS 时，发生切换网元的支 路板将选收切回到收主环业务，恢复成正常时的默认状态。 二纤单向通道 保护倒换环由于上环业务是并发选收，所以通道业务的保护实际上是1＋ 1 保护。 倒换速度快（华为公司设备倒换速度≤ 15ms），业务流向简捷明了，便于配置维护。 缺点是网络的业务容量不大。 二纤单向保护环的业务容量恒定是 STMN，与环上的节点数和网元间业务分布无关。 为什么。 举个例子，当网元 A和网元 D之间有一业务占用X 时隙，由于业务是单向业务，那么 A→ D的业务占用主环的 A— D光缆段的 X时隙（占用备环的 A— B、 B— C、 C— D光缆段的 X时隙）； D— A 的业务占 用主环的 D— C、 C— B、 B— A的 X时隙（备环的 D— A 光缆段的 X 时隙）。 也就是说 A— D间占 X时隙的业务会将环上全部光缆的（主环、备环） X时隙占用，其它业务将不能再使用该时隙（没有时隙重复利用功能）了。 这样，当 A— D之间的业务为 STMN时，其它网元将不能再互通业务了 —— 即环上无法再增加业务了，因为环上整个 STMN的时隙资源都已被占用，所以单向通道保护环的最大业务容量是 STMN。 二纤单向通道环多用于环上有一站点是业务主站 —— 业务集中站的情况。 二纤单向复用段环 前面讲过复用段环保护的业务单位是复 用段级别的业务，需通过 STMN 信号中 KK2 字节承载的 APS 协议来控制倒换的完成。 由于倒换要通过运行 APS 协议，所以倒换速度不如通道保护环快，华为 SDH 设备的复用段倒换速度是≤ 25ms。 下面我们讲一讲单向复用段保护倒换环的自愈机理，如图 3 10（ a）所示。 鹤壁职业技术学院 毕业论文（设计） 21 CACAACACS1P1ACDBP1S1( b )倒换CACAACACS1P1ACDBP1S1( a )S TM N 图 3 10 二纤单向复用段倒换环 若环上网元 A与网元 C互通业务，构成环的两根光纤 S P1 分别称之为主纤和备纤，上面传送的业务不是 1＋ 1 的业务而是 1∶ 1 的业务 —— 主环 S1 上传主用业务，备环 P1上传备用业务；因此复用段保护环上业务的保护方式为 1∶ 1保护，有别于通道保护环。 在环路正常时，网元 A往主纤 S1 上发送到网元 C的主用业务，往备纤 P1上发送到网元 C的备用业务，网元 C 从主纤上选收主纤 S1上来的网元 A发来的主用业务，从备纤 P1上收网元 A 发来的备用业务（额外业务），图 56 中只画出了收主用业务的情况。 网元 C到网元 A 业务的互通与此类似，如图 .3 10（ b）所示。 在 C— B 光缆段间的光纤都被切断时，在故障端点的两网元 C、 B产生一个环回功能，见图 542。 网元 A到网元 C 的主用业务先由网元 A 发到 S1光纤上，到故障端点站 B 处环回到 P1 光纤上，这时 P1光纤上的额 外业务被清掉，改传网元 A 到网元 C的主用业务，经 A、 D网元穿通，由 P1 光纤传到网元 C，由于网元 C只从主纤 S1 上提取主用 业务，所以这时 P1 光纤上的网元。