淺談SDH本地傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

摘要　文章分析和討論了本地同步數(shù)字體系（SDH）傳輸網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，對(duì)分層式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、環(huán)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、設(shè)備配置中再生段的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)同步問題，及其應(yīng)用條件作了較為詳盡的描述，并從實(shí)用的角度對(duì)如何組織SDH網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了分析，對(duì)本地SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和規(guī)劃作了深入淺出的論述，最后強(qiáng)調(diào)了傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃在通信網(wǎng)建設(shè)中的重要性。

關(guān)鍵詞　同步數(shù)字體系　網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃　自愈環(huán)　線速率　再生段　保護(hù)倒換　生存性

　　傳輸網(wǎng)絡(luò)作為各綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的承載平臺(tái)，其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的好壞直接影響到各種業(yè)務(wù)的發(fā)展。同步數(shù)字體系（SDH）網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃是指在原有傳輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，以滿足預(yù)期的傳輸電路需求為目的，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的可靠性、可持續(xù)發(fā)展能力及工程成本等因素，對(duì)傳輸網(wǎng)絡(luò)的未來建設(shè)作出一個(gè)合理的安排和估計(jì)。

1、本地傳輸網(wǎng)的規(guī)劃

　　1.1　對(duì)傳輸網(wǎng)現(xiàn)狀的分析

　　首先應(yīng)對(duì)本地傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問題作一具體、全面的分析，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，給出網(wǎng)絡(luò)的物理路由圖和組織邏輯圖。

　　1.2　確定傳輸需求的總業(yè)務(wù)量

　　1.2.1　業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)

　　業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)包括基礎(chǔ)資料的收集和信息資源的充分利用、預(yù)測(cè)基礎(chǔ)量和派生量的選擇確定、預(yù)測(cè)結(jié)果所處范圍合理性的審定及預(yù)測(cè)結(jié)果的修正等幾個(gè)方面。由于業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)是整個(gè)規(guī)劃的定量數(shù)據(jù)和定性發(fā)展的基礎(chǔ)和依據(jù)，因此這種預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度將直接影響規(guī)劃的可行性，所以說業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中是非常重要的一步。特別是現(xiàn)在競(jìng)爭(zhēng)加劇，建設(shè)資金緊缺，為合理有效地利用寶貴的資源，企業(yè)不僅要能夠?qū)η闆r變化作出快速的反應(yīng)，而且對(duì)未來發(fā)展要有比較準(zhǔn)確的預(yù)見。

　　1.2.2　將業(yè)務(wù)量需求變換為傳輸網(wǎng)的電路需求

　　除統(tǒng)計(jì)各種業(yè)務(wù)網(wǎng)的傳輸電路需求外，還應(yīng)附加足夠的余量，以確保未來例如寬帶的應(yīng)用、綜合業(yè)務(wù)的發(fā)展等電路需求，以此作為整個(gè)傳輸網(wǎng)規(guī)劃的定量的基礎(chǔ)。

　　1.3　根據(jù)傳輸需求確定網(wǎng)絡(luò)組織的初步方案

　　組織方案應(yīng)繼承現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)，并以本地目標(biāo)網(wǎng)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，綜合考慮網(wǎng)絡(luò)的可靠性、網(wǎng)絡(luò)的平滑發(fā)展及建設(shè)成本等因素，結(jié)合撤點(diǎn)并網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和接入網(wǎng)的建設(shè)通盤來進(jìn)行規(guī)劃，確定SDH傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)組織方案，包括網(wǎng)絡(luò)的分層、組網(wǎng)方式和環(huán)的線速率等，并建立邏輯組織圖和物理路由圖。

　　1.3.1　網(wǎng)絡(luò)的分層

　　作為傳輸網(wǎng)的目標(biāo)網(wǎng)，沿垂直方向一般分為骨干層和匯聚層兩個(gè)層面，以與匯接局和端局兩級(jí)相對(duì)應(yīng)；對(duì)于覆蓋面積大，潛在用戶較多的本地網(wǎng)，可考慮分為骨干層、匯聚層和邊緣層3個(gè)層面。對(duì)于移動(dòng)、聯(lián)通等以集中型業(yè)務(wù)為主的運(yùn)營(yíng)商，在經(jīng)濟(jì)不太發(fā)達(dá)的地級(jí)市，網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量需求不大，還沒有組成真正的骨干層，可先分為匯聚層和邊緣層兩個(gè)層面，等網(wǎng)絡(luò)容量擴(kuò)大后，再劃分為骨干層、匯聚層和邊緣層3個(gè)層面。

　　1.3.2　網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式

　　根據(jù)本地網(wǎng)傳輸距離短等特點(diǎn)，為保證網(wǎng)絡(luò)安全可靠，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋺?yīng)以分插復(fù)用器（ADM）設(shè)備組成自愈環(huán)為主，輔以少量的線形、星形結(jié)構(gòu)。自愈環(huán)之間的交叉點(diǎn)應(yīng)盡量采用2個(gè)銜接點(diǎn)。

　　1.3.2.1　SDH自愈環(huán)

　　自愈網(wǎng)是指無需人為干預(yù)、能夠在短時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。其保護(hù)類型有：線路倒換保護(hù)、環(huán)形網(wǎng)保護(hù)和數(shù)字交叉連接（DXC）恢復(fù)保護(hù)。線路保護(hù)方式適用于兩點(diǎn)間有較大業(yè)務(wù)量的場(chǎng)合；環(huán)形網(wǎng)保護(hù)的適用范圍十分廣泛，從國(guó)家級(jí)干線網(wǎng)到接入網(wǎng)都可大量采用；DXC恢復(fù)保護(hù)適用于業(yè)務(wù)量高度集中的長(zhǎng)途網(wǎng)。

　　自愈環(huán)有兩種最常用的形式：二纖單向通道環(huán)和二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。兩者的適應(yīng)面是不同的，可從以下幾方面作比較：

　�。�1）業(yè)務(wù)容量（僅考慮主用業(yè)務(wù)）。二纖單向通道保護(hù)環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量是STM-N；二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)容量為M／2×STM-N（M是環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)）。

　�。�2）復(fù)雜性。二纖單向通道保護(hù)環(huán)無論從控制協(xié)議，還是操作上來說，都是各種倒換環(huán)中最簡(jiǎn)單的，由于不涉及自動(dòng)保護(hù)倒換（APS）的協(xié)議處理過程，因而業(yè)務(wù)倒換時(shí)間最短。二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的控制邏輯則是各種倒換環(huán)中最復(fù)雜的。

　�。�3）兼容性。二纖單向通道保護(hù)環(huán)僅使用已經(jīng)完全規(guī)定好了的通道告警指示信號(hào)（AIS）來決定是否需要倒換，與現(xiàn)行SDH標(biāo)準(zhǔn)完全相容，因而也容易滿足多廠家產(chǎn)品的兼容性要求。

　　另外，對(duì)于四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)，由于所需的設(shè)備和光纖是二纖復(fù)用環(huán)的2倍，因此成本也大約是二纖復(fù)用環(huán)的2倍。盡管其容量是二纖復(fù)用環(huán)的1.5-1.9倍，且支持跨段保護(hù)，有很強(qiáng)的生存性，但只有容量較大且為均勻型業(yè)務(wù)時(shí)，才是最經(jīng)濟(jì)的。

　　自愈環(huán)的選擇應(yīng)該從網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)量分布、保護(hù)／恢復(fù)時(shí)間、工程初始成本、升級(jí)或增加節(jié)點(diǎn)的靈活性、易于操作運(yùn)行和維護(hù)等方面綜合考慮。對(duì)于聯(lián)通、移動(dòng)等運(yùn)營(yíng)商的傳輸網(wǎng)絡(luò)，由于多為集中型業(yè)務(wù)（業(yè)務(wù)量分布主要集中在交換中心），各種環(huán)的容量是相同的，因此，二纖通道倒換環(huán)是最經(jīng)濟(jì)的。但對(duì)于2.5Gbit/s以上速率的系統(tǒng)，從網(wǎng)絡(luò)的平滑發(fā)展等方面考慮，建議采用二纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)。

　　1.3.2.2　環(huán)的線速率

　　自愈環(huán)的線速率目前有155、622Mbit/s、2.5和1OGbit/s等幾種。以目前設(shè)備容量費(fèi)用比來說，2.5Gbit/s的設(shè)備是最高的，從經(jīng)濟(jì)性和網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展的角度看，2.5Gbit/s設(shè)備是最合算的，可以適當(dāng)超前采用2.5Gbit/s環(huán)。至于10Gbit/s設(shè)備，目前雖然已進(jìn)入成熟和商業(yè)化階段，但價(jià)格較貴，只宜在較大城市的核心層上應(yīng)用。

　　1.3.2.3　自愈環(huán)上合理的節(jié)點(diǎn)數(shù)量

　　對(duì)于二纖通道保護(hù)環(huán)，節(jié)點(diǎn)數(shù)量不超過16個(gè)，從方便電路調(diào)配來考慮，8-10個(gè)為宜；對(duì)于二纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)，線速率在STM-4時(shí)，以3～6個(gè)節(jié)點(diǎn)為宜；STM-16系統(tǒng)以4-8個(gè)節(jié)點(diǎn)為宜。

　　1.4　分配業(yè)務(wù)流量

　　在對(duì)業(yè)務(wù)流量進(jìn)行分配計(jì)算時(shí)，一般遵循最短路由和負(fù)荷分擔(dān)的原則。在組織雙向環(huán)時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮各環(huán)路的容量的平衡性，以便于網(wǎng)絡(luò)的電路調(diào)度和擴(kuò)容。如果所組織的網(wǎng)絡(luò)不能滿足分?jǐn)偟骄�路段上的業(yè)務(wù)量，則需對(duì)原組織的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多次調(diào)整。

　　1.5　進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的冗余度和生存性計(jì)算

　　冗余度是指系統(tǒng)提供的供出現(xiàn)故障情況時(shí)調(diào)動(dòng)使用的容量與總?cè)萘恐�比�?

　　生存性是指系統(tǒng)保護(hù)和恢復(fù)的能力。業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間和業(yè)務(wù)恢復(fù)的范圍是度量生存性的最重要的指標(biāo)。

　　對(duì)于大城市，一般全網(wǎng)冗余度取在50%以上，一般城市取30%以上較合適。本地網(wǎng)SDH骨干層建成后，生存性應(yīng)達(dá)到100%，第2層到第3層則可適當(dāng)降低。對(duì)大城市本地網(wǎng)，建議全網(wǎng)總的生存性應(yīng)在70%以上；中小城市本地網(wǎng)應(yīng)在50%以上為宜。此外，對(duì)于匯接局、移動(dòng)局、ATM骨干節(jié)點(diǎn)和IP骨干節(jié)點(diǎn)等，無論采用何種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，都應(yīng)保證有兩個(gè)不同的物理路由。

　　1.6　進(jìn)行設(shè)備配置

　　應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、光纜情況、業(yè)務(wù)流量需求和分布特點(diǎn)，并綜合考慮現(xiàn)有的傳輸設(shè)備，選擇合適的保護(hù)方式和系統(tǒng)容量，對(duì)各環(huán)或段進(jìn)行設(shè)備配置。每一個(gè)傳輸?shù)木�速率都應(yīng)滿足傳輸業(yè)務(wù)分?jǐn)偟皆摱蔚男枨�，另外還應(yīng)有一定的冗余量。

　　設(shè)計(jì)再生段距離是進(jìn)行設(shè)備配置較為重要的一步，光纖參數(shù)和光接口規(guī)范是進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的重要依據(jù)，由于篇幅有限，這里就不展開論述。設(shè)計(jì)方法一般分為最壞值設(shè)計(jì)和統(tǒng)計(jì)法設(shè)計(jì)。下面簡(jiǎn)單介紹一下最壞值設(shè)計(jì)法。

　　最壞值設(shè)計(jì)法就是在設(shè)計(jì)再生段距離時(shí)，將所有參數(shù)值都按最壞值選取，而不管其具體分布如何。這是SDH線路系統(tǒng)傳輸設(shè)計(jì)的基本方法，其好處是可以為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)者和制造廠家分別提供簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)指導(dǎo)和明確的元部件指標(biāo)，而且不存在先期失效問題。在排除人為和自然界破壞因素后，按最壞值設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在壽命終了、富余度用完且完全處于極端溫度的條件下仍能100%地保證系統(tǒng)性能要求。但是，各項(xiàng)最壞條件同時(shí)出現(xiàn)的概率極低，因而系統(tǒng)正常工作時(shí)有相當(dāng)大的富余度，而且各項(xiàng)光參數(shù)的分布相當(dāng)寬，只選用最壞值設(shè)計(jì)會(huì)使結(jié)果太保守，再生段距離太短，系統(tǒng)總成本偏高。

　　為了更好地實(shí)現(xiàn)基本光纜段上的橫向兼容，在用最壞值法設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備富余度與未分配的富余度都不再單獨(dú)進(jìn)行規(guī)范，而是分散到發(fā)送機(jī)和光纜線路設(shè)施上。

　　再生段距離設(shè)計(jì)可以分為兩種情況來討論。第1種情況是損耗受限系統(tǒng)，即再生段距離由S和R點(diǎn)之間的光通道損耗決定；第2種情況是色散受限系統(tǒng)，即再生段距離由S和R點(diǎn)之間的光通道總色散決定。

　�。�1）損耗受限系統(tǒng)

　　對(duì)于損耗受限系統(tǒng)，首先要根據(jù)S和R點(diǎn)之間的所有光功率損耗和光纜富余度來確定總的光通道衰減值，再由此確定ITU-T G.957、G.691光接口規(guī)范中適用的系統(tǒng)代碼和相應(yīng)的一整套光接口參數(shù)。

　　損耗受限系統(tǒng)的實(shí)際可達(dá)再生段距離可用下式來估算：

　　L1=（Pt-Pr-2Ac-Pp）/（Af+As／Lf+Mc）�。�1）

　　式中，Pt為發(fā)送光功率（單位：dBm）；Pr為接收靈敏度（單位：dBm）；Ac為系統(tǒng)配置時(shí)可能需要的活動(dòng)連接器損耗（單位：dB）；Pp為光通道功率代價(jià)（單位：dB）；Af為再生段平均光纜損耗系數(shù)（單位：dB/km）；As為再生段平均接頭損耗（單位：dB）；Lf是單盤光纜的長(zhǎng)度（單位：km）；Mc是光纜的富余度（單位：km）。

　�。�2）色散受限系統(tǒng)

　　對(duì)于色散受限系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先確定再生段的總色散（ps/nm），再據(jù)此選擇合適的系統(tǒng)分類代碼及相應(yīng)的一整套光參數(shù)。

　　色散受限系統(tǒng)的實(shí)際可達(dá)再生段距離可用下式來估算：

　　Ld=Dsr/Dm�。�2）

　　式中，Dsr為S和R點(diǎn)之間允許的最大色散值；Dm為允許工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)的最大光纖色散系數(shù)值。

　　實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)式（1）算出損耗受限的距離，再根據(jù)式（2）算出色散受限的距離，其中較短的一個(gè)即為最大再生段距離。

　　不過，對(duì)于2.5Gbit/s及以上的色散受限系統(tǒng)，色散預(yù)算還需綜合分析自相位調(diào)制（SPM）色散補(bǔ)償距離、光源的均方根譜寬和單縱模半導(dǎo)體激光器（SLM-LD）的-20dB譜寬等。

　　1.7　網(wǎng)絡(luò)同步問題

　　為傳送數(shù)字網(wǎng)的同步定時(shí)信號(hào)，SDH系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身的定時(shí)和傳送定時(shí)信號(hào)的功能。SDH同步網(wǎng)的規(guī)劃應(yīng)遵循下列原則：（1）在同步網(wǎng)內(nèi)不應(yīng)存在環(huán)路；（2）盡量減少定時(shí)傳遞鏈路的長(zhǎng)度，滿足滑動(dòng)性能指標(biāo)的分配原則；（3）應(yīng)從分散路由獲得主、備用基準(zhǔn)時(shí)鐘；（4）局內(nèi)采用BITS分配定時(shí)時(shí)，應(yīng)采用2Mbit/s或2MHz專線；（5）局間宜首選從STM-N提取時(shí)鐘信號(hào)，不宜采用支路信號(hào)來定時(shí)。

　　1.8　網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和分步實(shí)施規(guī)劃

　　在完成網(wǎng)絡(luò)的大體規(guī)劃工作后，還需對(duì)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)及分步實(shí)施作出具體的計(jì)劃，計(jì)算新增線路和設(shè)備的數(shù)量和容量，并進(jìn)行投資估算等經(jīng)濟(jì)分析工作。

2、結(jié)束語

　　SDH傳輸網(wǎng)是一切業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)，掌握了傳輸網(wǎng)，就等于掌握和控制了整個(gè)電信網(wǎng)絡(luò)。特別是在當(dāng)前這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，帶寬的需求量爆炸式增長(zhǎng)，而巨大的帶寬就是由傳輸網(wǎng)來提供和支撐的。所以說，如何去規(guī)劃好一個(gè)安全、可靠、可持續(xù)發(fā)展的SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)尤為重要。我們?cè)谧饕?guī)劃時(shí)，除了要掌握規(guī)劃的基本方法外，還需注意學(xué)習(xí)新的知識(shí)，時(shí)刻跟蹤SDH網(wǎng)絡(luò)最新的發(fā)展，同時(shí)要注意市場(chǎng)的發(fā)展對(duì)傳輸?shù)男枨�，這樣才能真正做好SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃。