關于SDH 傳輸網的設計方案探討

勞宇杰

摘要：隨著科學技術和通信技術的不斷發展，再加上計算機技術應用范圍的不斷擴大，這些都為SDH的應用和發展提供了可能性，它是一種全新網絡傳輸網絡，它的最顯著特點就是可以實現網絡信號和網絡傳輸的同步，可以實現自動交叉連接，同時還具有強大的網管能力。SDH緊密依托凈負荷指針技術，可以將不同標準和等級的信號進行有規律的排列，同時還可以將不同路的信號收集起來，從而實現了信號與設備的同步運行。文章介紹了 SDH 傳輸網的組成，并對一些設計方案進行分析，希望給廣大的設計、研究人員提供研究基礎，以此完善SDH傳輸網，能夠更好地服務于國家和民眾。

關鍵詞：SDH傳輸網物理拓撲結構設計方案

中圖分類號：TN915文獻標識碼： A

隨著 SDH技術的飛速發展,現在的ADM設備大都具有支路-群路、群路-群路、支路-支路交連能力,上下電路相當靈活,從功能上看,相當于一個小型DXC。SDH 從設備來說,有三個關鍵特點,即同步復用、標準的光接口和強大的網管能力。SDH 用來承載信息的是一種塊狀幀結構,塊狀幀由縱向9行和橫向270×N列字節組成,每個字節含 8b。整個幀結構由段開銷區、凈負荷區和管理單元指針區三部分組成。其中段開銷區主要用于網絡的運行、管理、維護及指配, 以保證信息能夠正常靈活地傳送,管理單元指針用來指示凈負荷區域內的信息首字節在STM-N幀內的準確位置,以便接收時能正確分離凈負荷。凈負荷區域用來存放用于信息業務的比特和少量的用于通道維護管理的通道開銷字節。

1、SDH傳輸網介紹

1.1傳輸網的組成

SDH傳輸網由若干個SDH網絡單元組成，因為它含有世界級統一標準的網絡節點（NNI），所以用于光纖、微波以及衛星信號的傳播時不需要進行轉接或交換，而是融信號的互通、同步、傳送、復接、交換和交叉連接功能于一體。其內部具有統一的網絡化管理操作，能夠實現動態網絡的維護、網絡的有效管理、業務性能的監視等功能，同時還能提高網絡的利用率。

1.2物理拓撲結構

網絡的拓撲結構涉及業務的要求、網絡的保護、調度方式、業務的流量流向、新業務的支持和適用性、網絡的建設設備和運營成本等多方面，所以使用何種拓撲結構也是傳輸網中需要考慮的一個重要因

素。SDH傳輸網的拓撲結構包括星形、線形、樹形以及網形和環形等多種形式。不同的拓撲結構適用范圍不一樣。例如環形和星形多用于用戶接入網，線形和環形多用于中繼網，環形和網形多用于長途網，有時也可結合實際需要，選中多種網絡拓撲結構進行組合。

2、 SDH 傳輸網設計方案

2.1 網絡拓撲結構

網絡的物理拓撲結構是指網絡的形狀，即網絡節點設備和傳輸線路的幾何排列，排列方式嚴重影響網絡的可靠性和經濟性。一些地方本地網局所數量很少，這樣數據容量很小，在這樣的地方要以大容量、少局所的原則設計SDH 傳輸網。根據實際需要組建STM-4的自愈環，在關鍵位置組建STM-4支鏈，匯接局、端局、模塊局要合理配合建設。本地網用STM-4設備的保護方式要使用兩纖單向通道保護，選擇設備要注意按照實際需要選擇，以達到最好的工作效果。

2.2 SDH 網絡同步設計

數字通信網的同步包括比特同步和幀同步兩種，本質上是網內各數字設備內時鐘間的同步。比特同步是最基本的同步方式，還稱為位同步，它通過收、發兩端同頻、同相的時鐘頻率，從而正確接收和判斷發送端的碼元。處理比特流一般都以幀來劃分，在多路分復用時和進入數字交換機進行時隙交換時都需要幀調整器，當比特流的幀到達同步，就叫做幀同步。網同步需要同步網絡來支持，同步網絡是一個能提供參考定時信號的網絡，它包括同步鏈路連接的網絡節點，此節點可以在任何一個直接被節點時鐘定時的設備中?，F在，基本的同步控制方式有，主從同步方式、互同步方式和混合同步方式。我國一般采用主從同步方式來實現 SDH 傳輸網的同步，使所有網元時鐘的定時與基準時鐘一致。SDH 是全網同步，自身具有自由晶振時鐘。在出現時鐘沒有或者丟失的情況時，主站設備時鐘就可以用內部的自由振蕩使其他節點設備時鐘跟蹤主站時鐘。SDH 傳輸網采用的定時方法是被廣泛應用的一種方法，即從接收信號中提取定時信號。各地應根據自己的實際需要選擇適合的網絡同步方式，要采用相應的網絡單元時鐘，滿足系統的要求，也要具備較高的性價比。

2.3中繼距離的計算

中繼距離的計算與中繼站址的選擇是互相關聯的, 從工程建設角度來說, 通信系統要經過什么地方, 經過哪幾個局, 距離是多少都是知道的, 所以在設計中主要問題是知道中繼距離來計算對光纖參數、光端機( 光中繼機) 發送光功率和靈敏度的指標要求。而且我們可以通過已知的實際中繼距離反過來計算光纖及光端機的各項指標參數, 在滿足通信質量要求的前提下,盡量節約我們的投資。根據目前光纜和光傳輸設備的技術水平, 先估算一下一般情況下的中繼間距( 圖 1) 。

圖 1

假設發送端平均光功率輸出為 PTdBm, 經過連接器與光纜線路連接, 點號為光纖接頭, MC和 ME 代表光纜和設備富余度, 經連接器與接收端相連, 其靈敏度為 PR。由圖可知容許線路總衰減為:PT- PR=αC+αSL+αL+MCL+ME則, 可以按照以下公式來計算 L:

式中, αC為光纖連接器衰減, 包括線路系統發送端和接收端活動連接器的接續損耗 ( dB) , αS為光纖每公里平均接續損耗, α 為光纖每公里衰減值。

知道了計算方法, 具體如何選取合適的計算參數呢?

PT、PR: PT、PR和具體設備有關, 廠家報出的指標一般都比較保守, 實際設備測試值要更好。

αC: 光纖連接器衰減 αC,包括收發兩端, 每個活動連接器的附加損耗為 0.5~0.8dB。

αS: αS的值, 原來一般都考慮單模光纖每個接頭的平均損耗為 0.2dB, 但現在,隨著光纖質量的提高、熔接技術的不斷進步, 目前平均接頭損耗≤0.1dB/個已經是不成問題,很多施工單位已達到≤0.05dB/個。因此在設計時,對于單模光纖,αS可考慮取0.1dB/個,按光纜平均盤長2km,則αS為0.05dB/km。

ME: 設備富余度ME一般都取3dB。

Mc: 光纜富余度Mc的含義包括三個方面: 維修、溫度、連接器劣化。對于光纜線路可能的維修,如果考慮 0.05dB/km 的富余度,意味著整個中繼段在整個系統設計壽命時間內,平均每公里允許增加一個接頭。因此,Mc在 0.1~0.3dB/km 范圍內選取合理些, 短中繼段適當取大些,長中繼段取小一些。還有一種說法就是將ME和Mc放在一起考慮,對每個中繼段整個系統富余度按5~6dB考慮,對 短 中繼段按ME為3dB、Mc為0.2dB/km左右來取,對長中繼先按ME為3dB、Mc為0.1dB/km選取估算后,總的 M=ME+∑Mc≥8~9dB時,則按8~9dB來先取更為合適。

α:光纖的平均衰減α在用低損耗光纖時,離散度不大,一般在 0.1~0.3dB/km以內,對全程影響不十分大,可以按最壞值設

計。在工程設計中不含接頭的一般按0.26dB/km計算。

下面按照以上參數選取的原則,對本設計中各個參數進行選取。本設計采用的是某公司的設備,其不同數碼率等級的光板具體參數不同,相同數碼率的光板也有長距和短距的區別,對于STM- 4級別的光板,短距的PT為-10dB、PR為- 21dB, 長距的PT為0dB、PR為-30dB;對于STM- 16 級別的光板,短距的PT為-2dB、PR為-21.5dB,長距的 PT為+0.5dB、PR 為- 30.5dB。設備富余度ME取3dB,αS 取0.05dB/km。光纜富余度Mc 按0.2dB/km來取。光纖連接器收發端各一個,工程中一般按每個衰減0.5dB 算。α的值按0.26dB/km。作以下計算:

使用STM-4級別短距光板時:

使用STM-4級別長距光板時

使用STM-16級別短距光板時:

使用STM-16級別長距光板時:

根據某公司的建議,光纜距離超過15km的,相應的光板都必須使用長距光板。由此可以看出,選用STM-4 STM-16級別的長距光板就能滿足本次設計的要求,我們可以根據公式及實際的光纖長度計算出各復用段光纖最大衰耗值,以確定采用的光板類型,或者是否要加衰耗器。

3、結語

信息社會的發展要求通信網絡能夠處理、傳輸和交換大量的信息業務，而且隨著社會的發展，通信網更需要向綜合化、數字化、智能化方向發展。目前SDH傳輸網作為一項成熟的技術，已在通信網絡中占據主要地位，然而SDH網絡仍還存在一些不足之處，這就需要在技術發展的同時來提高SDH傳輸網的性能以適應數字傳輸網的發展需要。