XX大学SDH光网络设计与实现

光纤通信

课程实训(论文) SDH光网络设计与实现

课程实训（论文）任务及评语

院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信工程

摘要

SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字传输体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。SDH 可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护。系统的开发主要包括后台数据库的建立和维护以及前端应用程序的开发两个方面。

本设计利用中兴公司的ZXMP320传输设备进行基于SDH技术的光网络设计与实现，完成了一个完整的光传输系统的设置的全过程。本文系统介绍了SDH光网络基本原理，简要介绍了中兴公司的ZXMP320设备，同时，对SDH光网络实训任务中的网络节点建设、单板安装、时钟配置以及复用段保护的一系列过程进行了详细的分析与设计。

关键词：单板安装；时钟配置；复用段保护

Abstract

SDH (synchronous digital hierarchy and synchronous digital transmission system) is a multiplex, transmission and exchange function to merge into an integral whole, and by the unified network management system operation of the integrated information transmission network. SDH can achieve effective management of the network, real-time business monitoring, dynamic network maintenance and many other features, can greatly improve the network resource utilization, reduce the management and maintenance costs, and realize flexible and reliable and efficient network operation and maintenance.

The system development mainly includes two aspects: the establishment and maintenance of back-end database and front-end application development. This design by ZTE Corporation ZXMP320 transmission equipment are based on SDH optical network design and implementation, the whole process of a complete optical transmission system. This paper introduced the basic principle of SDH optical network and briefly introduces the ZTE Corporation ZXMP320 equipment, at the same time, the SDH optical network training task in building a network node, veneer installation, clock configuration and multiplex section protection of a series of process were detailed analysis and design.

Key words：Single board installation; clock configuration; multiplex section protection

目录

第1章 SDH光网络基本原理 (1)

1.1 SDH概述 (1)

1.2 SDH的帧结构 (1)

1.3 SDH的复用结构 (2)

第2章 ZXMP320设备简介 (3)

2.1 设备概述 (3)

2.2 单板介绍 (3)

2.2.1 NCP板 (3)

2.2.2 交叉板 (4)

2.2.3 时钟单板 (4)

2.2.4 光接口板 (4)

2.2.5 PDH接口板 (4)

2.2.6 电源板 (4)

2.2.7勤务板 (5)

第3章 SDH光网络实训任务 (6)

3.1 创建网元 (6)

3.2 单板配置 (7)

3.3光纤拓扑连接 (8)

3.3 业务配置 (9)

3.4 时钟配置 (11)

3.5 复用段保护 (13)

第4章实训总结 (15)

第5章参考文献 (16)

第1章 SDH光网络基本原理

1.1 SDH概述

SDH全称叫做同步数字传输体制，这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性。SDH是一个将复接、线路传输及交叉连接功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。引入和使用该体系设备组成的网络，可以实现高效、高智能、高灵活性和高生存力的、维护功能齐全、操作运行廉价的通信网络，从而大大提高网络资源的利用率，显著地降低管理和维护费用，给网络运营者和使用者带来极大的好处。目前，SDH在各个网络层次上都得到广泛的应用。SDH网是由一些SDH网元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。

1.2 SDH的帧结构

SDH帧结构是实现数字同步时分复用、保证网络可靠有效运行的关键。图1.1 给出SDH帧一个STMN帧有9行，每行由270×N个字节组成。这样每帧共有9×270×N个字节，每字节为8 bit。帧周期为125 μs，即每秒传输8000帧。对于STM1 而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s。字节发送顺序为:由上往下逐行发送，每行先左后右。

图1.1 SDH的一般结构

SDH帧大体可分为三个部分：段开销、信息载荷以及管理单元指针。其中，段开销（SOH）是在SDH帧中为保证信息正常传输所必需的附加字节，主要用于运行、维护

和管理，如帧定位、误码检测、公务通信、自动保护倒换以及网管信息传输。对于STM-1而言，SOH共使用9×8=72Byte，相当于576bit。由于每秒传输8000帧，所以SOH的容量为576×8000=4.608Mb/s。而段开销又细分为再生段开销(RSOH)和复用段开销(MSOH)，可分别对相应的段层进行监控。信息净负荷(payload)是在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种用户信息码块的地方。信息净负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物就是经过打包的低速信号--待运输的货物。为了实时监测货物(打包的低速信号)在传输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中加入了监控开销字节--通道开销(POH)字节。POH作为净负荷的一部分与信息码块一起装载在STM-N这辆货车上在SDH网中传送，它负责对打包的货物(低阶通道)进行通道性能监视、管理和控制。管理单元指针位于STM-N帧中第4行的9×N列，共9×N个字节，是一种指示符，主要用于指示Payload第一个字节在帧内的准确位置。对于STM-1而言，AU-PTR有9个字节相应于9×8×8000=0.576Mbit/s。采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC)的概念，解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的频率误差所造成的载荷相对位置漂移的问题。

1.3 SDH的复用结构

复用的概念比较简单，复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层（例如TU-12（×3）→TUG-2（×7）→TUG-3（×3）→VC-4）或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程（例如AU-4（×1）→AUG（×N）→STM-N）。复用也就是通过字节间插方式把TU 组织进高阶VC 或把AU 组织进STM-N的过程。要通过SDH 网络传输业务信号，必须先将业务信号复用进STM-N 信号帧当中。ITU-T 规定了一整套完整的信号复用结构（也就是复用途径），通过这些途径可将PDH 3个系列的数字信号以及其它信号通过多种形式复用成STM-N信号。ITU-T 规定的复用结构如图2.2所示。

图2.2 SDH的一般复用结构

第2章 ZXMP320设备简介

2.1 设备概述

ZXMP 320新一代紧凑的标准型STM-1/STM-4级别综合业务传送平台，支持TDM、IP、ATM等综合接入。ZXMP 320特别适合于基站业务接入，大客户业务接入，固网IP 业务接入等场合，ZXMP 320可与中兴通讯其它各种型号的MSTP设备混合组网，给运营商提供最高性价比的解决方案。ZXMP 320丰富的多业务提供，为运营商网络发展注入动力，提供丰富的业务接口，支持STM-4、STM-1(光/电口)业务；E3/T3、E1/T1电接口；10M/100M以太网接口；支持155Mbit/s A TM业务；支持N×64k业务；支持2/4线音频业务；支持RS232/RS485/RS422透明数据接口等强大全业务特性。ZXMP 320体积小，结构紧凑，使用灵活，体积小巧、集成度高，价格低廉，仅4U高，可以放置于标准的19英寸机架中。通过子架中单板的不同配置实现各种网元类型，提供SDH/MSTP 设备的各项功能，采用全新的防尘设计方法，不需要单独的防尘插箱。系统内业务单板可以混插。ZXMP 320可以作为ZXMP S390、ZXMP S380等设备的扩展子架使用。

2.2 单板介绍

2.2.1 NCP板

NCP板存在Download和Run两种状态，可通过截铃开关进行设置。复位孔RST 用于执行设备的硬复位。提供实时时钟以及设备通讯所需的Qx、s和ECC接口，完成消息通信和设备管理功能。其结构原理图如图2.1所示：

图2.1 NCP原理图

2.2.2 交叉板

交叉板的主要功能为完成群路到群路、群路到支路、支路到支路的业务调度，并可实现通道和复用段业务的保护倒换功能可实现全交叉功能，不存在空分和时分的区别，存在CSB 和CSBE 两种版本。其结构原理图如图2.2所示：

图2.2 交叉板原理图

2.2.3 时钟单板

时钟单板的主要作用为支持快捕、跟踪、保持、自由振荡四种模式，提供符合G .703标准的外时钟输入/输出，接口网络采用等级主从同步方式，常用版本为SCB 。

2.2.4 光接口板

光接口板支持STM-1和STM-4两种速率其主要特性如下： O1B1S/D 提供单/双光口的STM-1接口，光纤为FC/PC STM-4需要采用O4CSS/D

O4CSS/D 可以提供STM-4光口和业务的交叉连接功能 O1CSS/D 可以提供STM-1光口和业务的交叉连接功能 O4CSS/D 和O1CSS/D 的安插具有特殊要求

2.2.5 PDH 接口板

其主要功能为：完成接口线路的编码、解码，线路码型为HDB3码；完成信号的映射/去映射处理；完成本板总线与背板总线间的复用/解复用处理，复用后的VC-4总线通过背板与系统其它单板相连。

2.2.6 电源板

其主要作用是为单板提供＋5V 和－5V 的电源，同时可以监测电源告警，并上报NCP 。

HW

2.2.7勤务板

主要功能有：支持15个公务方向，并完成开销字节的交叉连接。根据系统时钟板的时钟产生开销总线的比特定位和帧定位时钟，并向各个单板分配。支持点呼、群呼、强插三种公务联络方式。其预期内力图如图2.3所示：

图2.3 勤务板原理图

HW线

公务方向话机接口F1字节处理

系统时钟

各光板