淺議光學網絡傳輸特性及應用

摘要：SDH光傳輸設備，是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統一網管系統操作的綜合信息傳送網絡。SDH光傳輸設備可實現網絡有效管理、實時業務監控、動態網絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現靈活可靠和高效的網絡運行與維護，因此是當今世界信息領域在傳輸技術方面的發展和應用的熱點，受到人們的廣泛重視。

關鍵詞：SDH 光學傳輸 廣域網

1 背景

傳輸系統是廣域網的重要組成部分，傳輸系統的好壞直接制約著廣域網的發展。當前世界各國大力發展的信息高速公路，其中一個重點就是組建大容量的傳輸光纖網絡，不斷提高傳輸線路上的信號速率，擴寬傳輸頻帶。由于傳統的PDH（準同步數字傳輸體制）在信號復用、接口標準、運行維護等方面存在的種種缺陷，使其越來越不適應傳輸網的發展，于是美國貝爾通信研究所首先提出了用一整套分等級的標準數字傳遞結構組成的同步光學網絡（SONET）體制，CCITT于1988年接受了SONET概念，并重命名為同步數字體系（SDH），使其成為不僅適用于光學傳輸，也適用于微波和衛星傳輸的通用技術體制。本文主要講述SDH體制在青島海關關區廣域網中的應用。

2 SONET/SDH原理簡介

2.1 速率標準 SONET/SDH網絡的主要缺點是它們是針對TDM業務而優化的。協議缺少有效的管理除基于TDM技術的傳統語音業務以外的其它業務的功能。大多數高速傳輸主干都是基于SDH/SONET環結構的。在SONET/SDH環中，對一個環上可以設置的結點數量有限制。也有另一類型的SONET/SDH終端設備可以用來實現點到點應用。但這一技術需要在點到點網絡中鋪設多條光纖以提高帶寬。SONET/SDH網絡的生存能力由保護電路保證。保護電路雖然提供了時間很短的優異故障恢復能力，但也消耗了可觀的帶寬。帶寬干線不靈活，整個環必須運行同一速率。更重要的是，在每一SONET/SDH結點都需要進行光-電-光轉換，這進一步增加了設備的復雜性。因此，在管理支持大帶寬光學網絡方面，SONET/SDH網絡有內在的局限。

SONET和SDH是為了互連來自不同供應商的光學傳輸設備而開發的標準。在SONET 標準中，基礎信號稱為同步傳輸信號一級（STS-1），其速率為51.84 Mb/s。更高級信號則是STS-1信號速率的整數倍，從而構成STS-N信號，其中N=1，3，12，48，192和768。一個STS-N信號是由N個字節交織的STS-1信號組成的。相應于STS-N信號的光學信號稱為OC-N（N級光學載波）。SDH體系的幀和信號稱為N級同步傳輸模塊（STM-N），其中N=1，4，16，64和256。

2.2 字節間插復用 SONET/SDH 是基于時分多路復用（TDM）的一種技術。具體講SDH體制有一套標準的速率等級，基本的信號傳輸等級是STM-1，高等級的信號系列STM-4、STM-16等，都是將低速率的STM-1通過字節間插同步復用而成，復用的個數是4的倍數。

2.3 SDH幀結構 ITU-T規定了STM-N的幀是以字節為單位的矩形塊狀幀結構，信息凈負荷（payload）是在STM-N幀結構中存放將由STM-N傳送的各種信息碼塊的地方。信息凈負荷區相當于STM-N這輛運貨車的車箱，車箱內裝載的貨物就是經過打包的低速信號。需要特別說明的是，為了實時監測貨物在傳輸過程中是否有損壞，在將低速信號打包的過程中加入了監控開銷字節——通道開銷（POH）字節。POH作為凈負荷的一部分與信息碼塊一起裝載在STM-N這輛貨車上在SDH網中傳送，它負責對打包的貨物（低速信號）進行通道性能監視管理和控制。

2.4 復用方式 SDH的復用包括兩種情況：一種是低階的SDH信號復用成高階SDH信號；另一種是低速支路信號（例如2Mbit/s）復用成SDH信號STM-N。限于篇幅，只講述第二種情況。

3 應用實踐

3.1 網絡接口卡PA-MC-STM-1SMI 在青島關區廣域網骨干改造項目中，我們在CISCO7507路由器上配置了“PA-MC-STM-

1SMI”接口卡來實現與網通的SDH骨干網連接。

此卡適用于Cisco7200VXR和Cisco7500等高端路由器，它是一個單口多通道高速STM-1端口適配卡，可以把它當作能夠配置63條獨立E1鏈路的多通道E1 STM-1接口。每一條E1鏈路既可以當作純E1鏈路也可以當作CE1鏈路來配置，不過最多同時只可以配置256個channel。需要注意的是，它適合于所有7500系列路由器上的VIP4-80模塊，而較早的VIP2模塊不支持它，路由器的IOS版本號最好選用12.3以上。

3.2 網絡拓撲結構 青島海關核心路由器為Cisco7507，配置一塊PA-MC-STM-1SMI網絡模塊。通過光纖連至網通622M光端機上，進入全省SDH骨干網。各隸屬海關入網方式為：2M光纖接PDH光端機，光端機直接出G.703電纜接路由器E1模塊。若隸屬海關無E1模塊，采取光端機出G.703電纜接E1/V.35協議轉換器，通過轉換器，將信號轉成V.35類型，接路由器V.35模塊。協議轉換器參數設置注意選擇非成幀（unframed）、線路時鐘等方式。核心模塊PA-MC-STM-1SMI可以劃分出多達63個2M時隙電路，每條時隙對應一個隸屬海關。

4 結論

本文簡要敘述了SDH光學傳輸系統的工作原理和在青島海關關區廣域網中的實踐應用。以往SDH只是作為服務運營商的骨干資源，一般給用戶使用的接入方式還是DDN、FrameRelay等傳統專線類型。但是隨著近兩年網絡應用的飛速發展，特別是光學網絡技術的發展正推動整個網絡向可支持更多業務的“全光”網絡前進，服務供應商為適應市場需求的快速增長，開始向用戶提供PDH光傳輸接入。相比較DDN、FrameRelay等專線，SDH在帶寬、開銷、傳輸透明性等方面具有較強的優勢。

SONET/SDH是高速數據傳輸主干所采用的事實標準。DWDM技術提高了傳統SONET鏈路的容量。為在全光傳輸網絡中有效地管理光學信道，提出了數字封裝技術。利用可選的前向糾錯算法，數字封裝技術可大大增強客戶信號的位錯率（BER）性能。數字封裝技術還與現有電子和光學協議后向兼容。任何客戶信號都可通過支持數據封裝的網絡以光學方式傳輸。利用高級的協議和獨立的設計，電信商可利用數字封裝技術為各種協議和服務提供錯誤監控、錯誤校正和保護功能。

參考文獻：

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