电话网中模块局传输网方案的设计Word文档下载推荐.doc
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第2章SDH光传输设备 17
2.1SDH同步数字系统的概述 17
2.1.1SDH同步数字系列 17
2.1.2SDH的网元设备 18
2.1.3SDH的组网方式 20
第3章模块局传输网组网方案设计 24
3.1模块局设备选择 24
3.1.1SDH网元设备的选择 24
3.1.2光纤的选择 24
3.1.3其他设备 25
3.2传输网方案设计 25
第四章结论 28
致谢 29
参考文献 29
前言
随着通信技术的发展和网络的普及，各项基础电信业务（固定电话和宽带网业务等）迅速被广大民众所接受和使用，同时伴随着业务资费的不断下调，这些业务的受众群也越来越广。
对于电信运营商来说，尤其是后起之秀的铁通，迅速在“空白点”设计和建设实现电信业务接入的通信模块局，抢占市场份额，已是势在必行。
目前在电信网中采用接入网设备也带来了一系列的新问题。
首先，由于交换设备和接入网设备很可能不是一家的产品，而现在电信设备的管理接口还没有完全标准化，不同电信设备不能提供统一的网管接口和协议。
不同厂家的接入网设备只能使用自己的接口协议，建立单独的接入网管系统，而不能集成在现有的网管系统中。
不同厂家的接入网管系统之间也不能互联、这样电信部门在使用接入网设备时就有很大的限制，如:
为避免网管系统和设备增加太多，在一定区域内（如县、区等）只能选择一家的设备，这与中国邮电电信总局采用标准V5接口，引入各种接入网设备，从而促进电信设备市场的开放与竞争的初衷相违背。
另外由于新的接入网管系统不能融入现有的网管系统中，给电信维护管理带来很大的麻烦，同时也与中国邮电电信总局对电信设备集中管理的要求相违背。
国内各大基础电信运营商在通信模块局设计方面，基本上都是遵循集中设局、集中控制、成网布缆（或辐射）的原则，但是随着电缆等金属材料的不断涨价、用户互联因特网（因特网接入距离一般为3.5公里左右）的需求增加、小区居住环境向城市边缘的不断拓展，集中设局已不能完全满足广大市民及企事业单位的通信需要。
为此，各大电信运营商不得不逐步向科学合理设局、小型一体化设局方向发展，同时积极引入和借助计算机实行远程实时监控。
随着我国国民经济的发展，新的居民小区、各种开发区、办公商住楼群的大量涌现，城市通信的需求量与日俱增。
然而通信管道紧张、施工难度大等因素又严重地制约着城市通信建设的发展。
利用模块局和光电传输技术，它占用管道少、设备用房小，安装施工简单，可有效地解决这一矛盾，能多快好省地发展我国城市通信建设，使之适应国民经济飞速发展的需要。
在我国经济较为发达的上海、南京、杭州、贵阳、西安、成都和福建漳洲地区等城市和地区，广泛应用了RASM方式，促进了城市通信事业的大发展。
在电信高科工程中，利用模块局及光电传输技术，取代用户交换机，即满足了如大学、研究院所、机关、厂矿等单位用户的多种形式的通信需要，又提高了通信传输质量，减少了维护力量。
配合光纤到路边、光纤到大楼，大力推广应用RASM式，有利于电信新业务的开发，有利于宽带网和智能网的发展。
第一章接入网模块局概述
1.1接入网概述
信息技术是当今世界科技领域中最有活力、发展最快的高新技术，它时时刻刻都在影响着世界经济的发展和科学技术进步的速度，并不断改变着人类的生活方式和生活质量。
近年来，作为信息技术的主要支柱之一的现代电信技术，其发展、应用和普及尤其令人瞩目，受到世界各国的广泛关注。
目前，通信技术已经历了从模拟到数字、从窄带带宽带、从单一的语言通信到多媒体通信的发展进程，而接入网作为面向用户的主要技术，已成研究与应用的热点。
1.1.1接入网的定义
接入网（AN:
AccessNetwork）是由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体组成。
为传送电信业务提供所需传送承载能力的实施系统，可经由Q3等接口进行配置和管理。
也就是说，接入网就是介于网络侧V或Z参考点之间的网络，它包含所有的机线设备。
由上图可进一步明确接入网的概念，一般来说接入网是指端局本地交换机或远端交换模块至用户之间的部分，其中端局至FP的线路称为馈线段，FP至DP的线路称为配线段，DP至用户的线路称为引入线，SW为交换机。
图中的远端交换模块（RSU）和远端设备（RT）可据实际需求来决定是否设置，CPN为用户驻地网。
（你的图呢？
）
1.1.2 接入网功能模块
图1-2 接入网功能体系
接入网的基本功能模块主要有用户接口功能（UPF）、核心功能（CF）、传送功能（TF）、业务端口功能（SPF）、接入网系统管理功能（AN2SMF）五个。
接入网功能体系如图1-2示：
（1）用户接口功能是指将用户网络接口UNI的要求适配为核心和管理功能。
即在接入业务上包括电话、数据、传真、视像和多媒体等窄带和宽带业务，并将这些业务终接、数/模转换、信令变换、激活/去激活、承载通道/能力处理、接口测试、维护及管理控制。
（2）业务端口功能是指将业务节点接口SNI的要求适配为公共承载信道，并为在接入网的系统管理中处理选择信息。
包括SNI功能的终接、将承载要求、定时管理及操作要求映射进核心功能，并在需要时对特殊SNI协议映射和业务节点接口的测试、端口的维护及管理控制。
（3）核心功能是使各个业务端口承载要求和用户接口承载要求适配为公共传送承载。
该功能完成根据被要求的协议适配和通过接入网的传送复用进行协议承载处理。
主要包括承载通道集线、信令和分组信息复用、为ATM传送承载进行电路仿真和控制、管理功能。
核心功能可分散在整个接入网内。
（4）传送功能是指为公共承载的传送提供通路并为所用的传输媒介提供媒介适配、完成复用。
根据重组和配置的交叉连接、管理、物理媒介等。
（5）系统管理功能是对接入网中的用户接口功能、业务端口功能、核心功能、传送功能的指标、操作和维护进行协调。
同时，通过业务节点接口对业务网、通过用户网络接口对用户终端的操作功能进行协调。
如进行配置和控制、指配协调、故障检测/指示、使用信息和性能数据采集、安全控制、定时精度管理和对用户接口功能操作要求的协调、资源管理等。
由于接入网具有的上述功能，它可以部分或全部代替传统的用户本地线路网，其传输媒体具有多样性。
可灵活支持各种接入类型和业务。
接入网在电路结构上包括N×
64kbit/s、（1/N）×
64kbit/s分组交换、帧中继、ATM等基本形式；
在通道方面有基于64kbit/s通道、基于帧中继通道、基于ATM通道；
在传输上概括了双绞线系统、同轴系统、光纤系统和无线系统等用户接入手段。
1.1.3 接入网特点
接入网介于市话中继网和用户之间，直接担负广大用户的信息传递与交换，它与长途干线网和市话网有明显不同，它具有以下特点：
（1）完成复用、交叉连接和传输功能。
接入网主要完成复用、交叉连接和传输功能，不具备交换功能，提供开放的V5标准接口（尽量解释一下V5标准接口），可实现与任何种类的交换设备进行连接。
（2）提供各种综合业务。
接入网业务需求种类多，除接入话音业务外，还可接入数据业务、视像业务以及租用业务。
（3）网径较小。
接入网只是连接本地交换机和用户，因而它的传输距离短，在市区为几千米，在偏远地区为几千米到十几千米。
长途网和市话网则不同，它们是信息传递的干线部分，覆盖范围广，特别是新疆的行政区域范围大。
与接入网相比，传输距离长得多。
（4）成本与用户相关。
因为接入网需要覆盖所有类型的用户，各用户的传输距离不同，这就造成了成本上的差异。
例如居住在市中心的用户可能只需要1-2km的接入线，而偏远地区的用户有可能需要十几千米的接入线，因而一个偏远地区用户的成本可能比市区用户的成本高出10倍以上，例如：
新疆16个地、州都普遍存在以上情况。
（5）线路施工难度大。
接入网的网路结构与用户所处的实际地形有关，一般线路沿街敷设，所以其网路复杂。
敷设线路时，需要在街道上挖掘管道，地形多变，光缆铺设的要求高，因此施工难度很大。
（6）光纤化程度高。
接入网可以将其远端设备ONU（光网络单元）放置在更接近用户处，使得剩下的铜缆段距离缩短，有利于减少投资，也有利于宽带业务的引入。
（7）对环境适应能力强。
接入网的远端室外型设备ONU可以适应于各种恶劣的环境，无需严格的机房，甚至可搁置在室外，有利于减少投资，也有利于减少设备维护费用。
（8）组网能力强。
接入网可以根据实际情况提供环型、星型、链型、树型等灵活多样的组网方式，且具有自愈功能，也可带分支，有利于电信网络结构的优化。
1.1.4常用的接入网技术
有线接入网即使主要包括双绞铜线接入、光纤接入和混合光纤/同轴电缆接入技术等形式。
（这段话的下划线要取消）
所谓双绞铜线接入技术是指在非加感的用户线上，通过采用先进的数字信号处理技术来提高双绞铜线的传输容量，向用户提供各种业务的接入手段。
尽管光纤技术在不断发展，但基于双绞铜线的用户技术（如用户线对增容系统，HDSL、ADSL和VDSL）的出现和应用会在一定程度上延长双绞铜线接入网的技术寿命。
XDSL技术使得电信公司可以利用已有的铜线设施，这样，在他们将宽带业务推向市场的时候，能够节省大量的时间和金钱。
由于XDSL可以在特定的时间内只使用一条线路，这使得电信公司在提供话音业务之外，利用现有线路，还可以提供从视频点播（VOD）一直到交互式游戏等一系列新业务。
这种在同一设备上支持语音、数据及视频的能力，使得电信公司在传统语音业务的基础上，发展完整的一套综合业务。
光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。
光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入。
光纤用户网的主要技术是光波传输技术。
目前光纤传输的复用技术发展相当快，多数已处于实用化。
复用技术用得最多的有时分复用（TDM）、波分复用（WDM）、频分复用（FDM）、码分复用（CDM）等。
根据光纤深入用户的程度，可分为FTTC、FTTZ、FTTO、FTTF、FTTH等。
FTTH是接入网的长期发展目标，各个国家都有明确的发展目标，但由于成本、用户需求和市场等方面的原因，FTTH仍然是一个长期的任务。
目前主要是实现FTTC，而从ONU到用户仍利用已有的铜线双绞线，采用XDSL传送所需信号。
根据业务的发展，光纤逐渐向家庭延伸，从窄带业务逐渐向宽带业务升级。
混合光纤/同轴电缆接入技术，HFC（Hybridfibercoax）光纤同轴电缆混合网，是采用光纤和有线电视网络传输数据的宽带接入技术。
“光纤到用户群”（光纤到用户区）的体系结构与传统的由电缆组成的网相比较，主要好处在于它消除了一系列的宽带RF放大器，需要用来补偿同轴干线的前端到用户群的信号衰减，这些放大器逐步衰减系统的性能，并且要求很多维护。
一个典型“光纤到用户群”的衰减边界效应是要额外的波段来支持新的视频服务，而现在已经可以提供这些服务。
在典型“光纤到用户群”的体系结构中，支持标准的有线电视网广播节目选择，每个从前端出去的光纤载有相同的信号或频道。
通过使用无源光纤分离器，以驱动多路接收结点，它位于前端激光发射器的输出处。
“光纤到用户群”的有线电视网系统可利用单个输出光纤以重用交互服务的带宽。
例如，在结点1的10频道和结点2的是10频道不同节目或数据，这种重用结合中等规模结点（一般要少于1000个通过的用户）。
从光纤的安装上增加系统的可用带宽，将在最大程度上升级有线电视网系统，以便把单个的波段分配给每个交互式服务的用户。
宽带分布网体系结构，把光纤用于从交换中心或前端到用户群的远据离传送，结合同轴电缆下载到单个用户，就如通常所说的“混合光纤同轴电缆”。
这种光纤电缆系统，正在由有线电视网和电话交换局作为通用的基础设备铺开。
1.2模块局的概述
1.2.1模块局的概念
远端用户模块（remotesubscribermodule,RASM）由于光纤接入的大规模普及，在接入网的基础上出现了“模块局”这个概念。
通俗的讲，模块局即是具有电信网交换局的模块功能的一个中小型设备机房。
一个完整的模块局包括交换设备，数据设备，传输设备以及以上三种设备的配套电源设备。
1.2.2模块局的应用
除此以外，由于模块局的产生，光纤用户接入网提供多种业务十分方便，运营商只需在模块局添加用户需要业务的相应设备。
如既可以提供传统的电话业务，也可以提供有线电视、数据等新业务。
接入网模块局设备能够提供多种业务，可以说这是优点，但换一个角度来看，这也许是它的缺点之一。
因为既然接入网设备可以提供多种业务，那么就要综合考虑各种业务的要求，留出各种业务的接口，这样就势必要增加公用设备的成本，对于只使用电话业务的用户来说，采用接入网设备，成本就会提高。
所以运营商在一个片区或者一个小区新建模块局势必都要发展现在最为普遍的数据业务—上网业务。
在用户需求特别是广大农村用户需求主要还停留在语音业务的情况下，远端模块局也是解决铜线费用高、传输效果差的一个途径。
它也是采用光纤传输方式，使用户设备尽可能地靠近用户，应该说是与光纤用户接入网殊途同归。
模块局设备与交换局交换机之间采用厂家的内部协议，不同厂家的产品不能混用。
因而在解决模块局设备接入时，只能采用与交换局同一厂家的产品，而不能在较大的范围内择优选用。
1.2.3模块局的特点
总的来说，接入网模块局具有以下特点：
①传统电信网络的用户线部分被划入由单个或多个以并行、级联的接入节点组成的接入网；
②接入网通过高容量的传输系统（通常为光纤）与本地交换局相连；
③用户终端位于接入网侧，通过铜缆双绞线与接入节点相连；
④以接入网替换中、小容量的端局。
同时，模块局的使用可以解决以下几个问题：
①因它与交换机之间采用内部协议，可以纳入现有网管系统中，而不需要建设新的网管系统；
②原有的112系统可以为新的用户提供良好的服务；
③模块技术与交换机技术相似，不需要对技术人员进行太多的培训；
④因模块与交换机在硬件上的相对一致，大大减少了备件及维护设备的数量。
第二章SDH光传输设备
2.1SDH同步数字系统的概述
综合业务数字网中，我们需要把不同传输速率（例如64kb/s的电话，2Mb/s的会议电视，4~34Mb/s的电视节目）的各种信息都复接在一起，放在一根线路上传输，原来的准同步数字系列PDH（Pseudo—synchronousDigitalHierarchy），是把由30路电话复接而成的基群信号H12（传输速率为2.048Mb/s）逐步复接成二次群H22（传输速率为8.448Mb/s）、三次群H31（传输速率为34.368Mb/s）、四次群H4（传输速率为139.264Mb/s）等。
可见，为了一个基群信号，需要在天津设置很多分接和复接设备，这样不但增加了成本，还使信号受到损伤。
另外PDH在全世界没有统一的标准和规范，不便于国家之间的互通。
针对PDH的缺点，美国贝尔通信研究所提出了同步光纤网络SONET（SynchronousOpticalNETwork）的传输技术体制，并逐步成为美国国家标准，1988年，国际电报电话咨询委员会（CCITT）与美国国家标准化协会达成协议，将SONET修改为国际通用的技术体制，重新命名为同步数字体系（SynchronousDigitalHierarchy），可应用于光纤，微波和卫星传输网络。
2.1.1SDH同步数字系列
SDH用来承载信息的是一种块状帧结构，块状帧由纵向9行和横向270×
N列字节组成，每个字节含8b（bit）。
整个帧结构由段开销区、净负荷区和管理单元指针区三部分组成。
其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配，以保证信息能够正常灵活地传送，管理单元指针用来指示净负荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置，以便接收时能正确分离净负荷。
净负荷区域用来存放用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。
（这里最好补充STM-N的帧结构图）
SDH的帧传输时，按由左向右，由小到大的顺序排成串型码流依次进行。
每帧传输时间为125μS，每秒传输1/125×
106=8000帧。
对STM-1而言，每帧能传输的比特数为8×
（270×
9×
1）=19940b，STM-1的传输速率为19440×
8000=155.52Mb/s，而STM-4为622.080Mb/s、STM-16为2488.320Mb/s。
各种业务信号进入SDH的帧结构都要经过三个步骤，即映射、定位和复用。
映射就是将各种进来的速率不等的信号先经过码速调整，再装入相应的标准容器C中，同时加入通道开销POH形成虚容器VC。
定位就是将帧相位发生偏差的（称帧偏移）的信息收进支路单元或管理单元，它通过支路单元指针或管理单元指针的功能来实现。
复用就是将多个低阶通道层信号通过码速调整进入高阶通道或将多个高阶通道层信号通过码速调整进入复用层的过程。
以139.264Mb/s信号到STM-1的形成为例来说明这三个步骤。
139.264Mb/s信号首先进入标准容器，速率调整后输出149.76Mb/s数字信号，进入虚拟容器，加入通道开销576kb/s后输出150.336Mb/s的信号，在管理单元内加入管理单元指针576kb/s，输出150.336Mb/s的信号，因N=1，故由一个单元组加人段开销4.608Mb/s后，输出155.520Mb/s的STM-1信号。
同步复用和映射方法是SDH最有特色的内容之一，他使数字复用由PDH固定的大量硬件配置转变为灵活的软件配置。
SDH能够使目前PDH体系的各种数字信号，以及ATM信元都能映射进STM-N帧内各种规格的虚容器（VC）容量同步，以便使VC成为可以独立地进行传送、复用和交叉连接的实体。
为了将各种信号导入SDH帧结构净负荷区，需要经过映射、定位和复用三个步骤。
ITU-T规定了一整套完整的复用结构，也就是复用路线，通过这些路线可将PDH的3个系列的数字信号以多种方法复用成STM-N信号，ITU-T规定的复用路线，如下图2-1。
2.1.2SDH的网元设备
SDH的主要设备有以下几类：
1、终端复用器（TM）：
终端复用器是把多路低速信号复用成一路高速信号，或者反过来把一路高速信号分接成多路低速信号的设备。
它的作用是将支路端口的低速信号复用到线路端口的高速信号STM-N中，或从STM-N的信号中分出低速支路信号。
它的线路端口输入/输出一路STM-N信号，而支路端口却可以输出/输入多路低速支路信号。
在将低速支路信号复用进STM-N帧上时，有一个交叉的功能。
例如，可将支路的一个STM-1信号复用进线路上的STM-16信号中的任意位置上，也就是指复用在1~16个STM-1的任一个位置上，将支路的2Mbit/s信号可复用到一个STM-1中63个VC12的任一个位置上去。
（见下图）
TM模型（图的编号）
2、分插复用器（ADM）：
分插复用器是在高速信号中分接（或插入）部分低速信号的设备。
分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上结点是SDH网上使用最多，最重要的一种网元，它是一个三端的器件。
ADM模型（图的编号）
3、数字交叉连接设备（DXC）：
数字交叉连接设备是具有一个或多个信号端口，可以对任意端口之间的信号进行可控连接（包括再生）的设备，它具有复用、配线、保护/恢复、监控和网络管理等多项功能。
数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接。
DXC功能图（图的编号）
4、再生器（REG）：
再生器位于网络传输链路中途，是能够接收STM-N信号，并经过适当的处理，使信号按规定的幅度、波形和定时特性继续向前传输的设备。
光传输网的再生中继器有两种，一种是纯光的再生中继器，主要进行光功率放大以延长光传输距离。
另一种是用于脉冲再生整形的电再生中继器，主要通过光/电变换，电信号抽样、判决、再生整形、电/光变换，以达到不积累线路噪声，保证线路上传送信号波形的完好性，此处讲的是后一种再生中继器，REG是双端口器件只有两个线路端口—W、E。
REG模型（图的编号）
2.1.3SDH的组网方式
SDH的组网方式是根据本地网传输距离短等特点，为保证网络安全可靠，网络拓扑应以分插复用器（ADM）设备组成自愈环为主，辅以少量的线形、星形物理拓扑结构。
自愈环之间的交叉点应尽量采用2个衔接点。
自愈网（Self-healingnetwork）是指无须人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出现故障。
其基本原理就是使网络具备替代传输路由并重新确立通信的能力。
多种手段都可以来实现自愈网，但是各种自愈网都需要考虑到，初始成本、要求恢复业务量的比例、用于恢复所需的额外容量、业务恢复的速度、升级或增加节点的灵活性、易于操作运行和维护等。
最简单的自愈网形式就是传统PDH系统采用的线路倒换方式。
其工作原理是当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度时，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤系统传输，从而使接收端仍能接收到正常的信号而感觉不到网络已出现故障。
这种保护方式的业务恢复时间很快，可短于50ms，它对于网络节点的光或电的元部件失效故障十
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