傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計

何永晟

摘 要：傳輸網(wǎng)是構(gòu)建各種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，傳輸網(wǎng)絡(luò)支撐了通信業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的延伸和擴展建設(shè)。關(guān)注傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與設(shè)計對通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)管理具有重要意義。該文闡述了傳輸網(wǎng)的基本概念、特點和發(fā)展趨勢；比較了現(xiàn)有的各種傳輸技術(shù)；闡述了現(xiàn)在廣泛運用的WDM技術(shù)和MSTP技術(shù)的原理和它們在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用發(fā)展；概述了SDH數(shù)字傳輸網(wǎng)的傳輸原理，討論了以SDH技術(shù)為主的傳輸網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，組網(wǎng)原則及其詳細(xì)設(shè)計方法；簡介了國內(nèi)常用SDH設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)方案及性能；深入探討了傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方法，并且對本地傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：傳輸網(wǎng) SDH 多業(yè)務(wù)傳輸平臺 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 自愈 規(guī)劃 設(shè)計

中圖分類號：TN91 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）07（a）-0024-02

傳輸網(wǎng)使一切業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)可以共享它的通道，從而成為一切業(yè)務(wù)網(wǎng)的基礎(chǔ)。近十多年來，傳輸技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、智能化技術(shù)相結(jié)合而產(chǎn)生了極具重要的SDH體系結(jié)構(gòu)。SDH網(wǎng)絡(luò)是在計算機軟件控制下，具有自律、自愈等能力，而成為真正一類智能化的傳輸網(wǎng)絡(luò)，組成了點線相結(jié)合、具有生命力和智能化的真正的網(wǎng)絡(luò)。在以后的建設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)過程中，需要有具備集成度高、容量大、同時處理多種業(yè)務(wù)的性能的大容量帶寬管理設(shè)備；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及鏈路可以自我進行配置，鏈路帶寬動態(tài)配置，自動路由選擇；提供高可靠性的網(wǎng)絡(luò)保護及恢復(fù)等特點的傳輸網(wǎng)智能化技術(shù)（ASTN）的采用，對電信運營商在傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、管理、優(yōu)化等方面會帶來很大好處。

1 傳輸網(wǎng)概述

1.1 傳輸網(wǎng)的基本概念

傳輸網(wǎng)[1]是信息網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，傳輸網(wǎng)的穩(wěn)定運行直接影響到其承載的所有業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量。傳輸網(wǎng)在物理上可以劃分為全國長途一級傳輸網(wǎng)、省內(nèi)長途二級傳輸網(wǎng)、本地網(wǎng)內(nèi)局間傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)4個層面來研究。

因此，傳輸網(wǎng)規(guī)劃的總目標(biāo)是：在電平、噪聲及其他方面提供高質(zhì)量和高效率的傳輸信號；有盡可能傳輸多種不同業(yè)務(wù)的靈活性。這就需要盡可能快速和有效地使用最先進的傳輸設(shè)備。

1.2 傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，電信網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)量主要是數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量，尤其是IP業(yè)務(wù)。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為中心的電信網(wǎng)就將不可避免地替代傳統(tǒng)電話網(wǎng)。這一發(fā)展趨勢要求未來的傳輸網(wǎng)必須能夠支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送，除此之外，能夠動態(tài)分配帶寬也是傳輸網(wǎng)必須具備的，以確保傳輸不同業(yè)務(wù)。

2 各種傳輸技術(shù)比較

2.1 光纖通信

光載波具有比無線電載波和能夠用在干線上的微波載波高幾個數(shù)量級的頻率，在這個角度看來，光波能攜帶的信息量比微波都要高出一萬倍。光纖通信之所以會有如此大的吸引力，是因為它具有容量大，衰減小，體積小、重量輕，防干擾性能好，節(jié)約有色金屬和成本低等特點。

2.2 微波通信

微波通信是用微波作為載波的通信方式，或者說它是由發(fā)信機發(fā)射到空中去的已調(diào)制信號工作于微波頻段的通信方式。根據(jù)對話音音頻信號的處理，微波通信也可以分為模擬微波中繼通信和數(shù)字微波中繼通信兩種。一般而言，微波是指頻率為300MHz～300GHz范圍的電磁波，其波長為1m～1mm。

2.3 衛(wèi)星傳輸技術(shù)

衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)由衛(wèi)星和地球站兩部分組成。當(dāng)?shù)厍蛘景l(fā)上來的電磁波放大后，通過衛(wèi)星在空中起中繼站的作用，再返送回另一地球站。衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口是地球站，地面用戶通過地球站出入衛(wèi)星系統(tǒng)形成鏈路。

2.4 紅外數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

紅外通訊技術(shù)[2]是一種點對點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，是傳統(tǒng)的設(shè)備之間連接線纜的替代。它的通訊距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通訊介質(zhì)為波長為900nm左右的近紅外線。

2.5 FSO傳輸技術(shù)

自由空間光通信或稱無線光通信（FSO：Free Space Optical Communication）是一種寬帶接入方式。FSO是光通信和無線通信結(jié)合的產(chǎn)物，是用小功率紅外激光束在大氣中傳送光信號的通信系統(tǒng)，也可以理解為是以大氣為介質(zhì)的激光通信系統(tǒng)。

3 傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法

傳輸網(wǎng)作為各種業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)和支撐網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)物理平臺，具有非常龐大而復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，具有點多面廣、傳輸線路建設(shè)周期長、投資很大以及網(wǎng)絡(luò)運營成本高等特點，因此為了滿足日益增長的各種電信業(yè)務(wù)以及網(wǎng)元出租的需求，傳輸網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和建設(shè)顯得十分必要。

3.1 本地傳輸網(wǎng)的特點和組織結(jié)構(gòu)

本地傳輸網(wǎng)具有的特點[3]是：傳輸距離短，一般無需使用中繼器。本地網(wǎng)中心城市內(nèi)業(yè)務(wù)量比較分散；但縣/市業(yè)務(wù)量相對較集中，且與其上級地市一般成星形拓?fù)潢P(guān)系。

基于上述特點，本地傳輸網(wǎng)的基本組織結(jié)構(gòu)應(yīng)該是：以SDH網(wǎng)絡(luò)為主，拓?fù)鋺?yīng)以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)。

3.2 本地傳輸網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的內(nèi)容步驟

規(guī)劃基礎(chǔ)資料的收集和調(diào)查是搞好傳輸網(wǎng)規(guī)劃的首要步驟，以業(yè)務(wù)需求預(yù)測為基礎(chǔ)，并考慮市場競爭以及今后網(wǎng)絡(luò)、技術(shù)的發(fā)展等因素，在進行充分比較和論證后，提出可行的規(guī)劃方案。具體的傳輸網(wǎng)規(guī)劃應(yīng)包括的內(nèi)容和步驟有以下幾個方面。

3.2.1 傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀描述

網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀描述可從網(wǎng)絡(luò)宏觀狀況描述和網(wǎng)絡(luò)能力具體分布的統(tǒng)計兩個層面進行，量化的統(tǒng)計和分析是不可或缺的，這樣才能充分地反映現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源情況。如各系統(tǒng)容量、各種類形用戶端口的提供和使用情況，如2M（Mbit/s）、STM-1光/電口、FE口、GE口等、網(wǎng)上各種業(yè)務(wù)電路使用情況（話音、數(shù)據(jù)、出租等）。

3.2.2 存在問題分析

如果分析傳輸網(wǎng)絡(luò)在實際運營中存在的問題，可多偏向于一些定性的分析。如網(wǎng)絡(luò)安全性和保護倒換方面的問題，網(wǎng)上資源利用率如何，網(wǎng)上出現(xiàn)問題的主要原因等。

3.2.3 業(yè)務(wù)需求預(yù)測

各種業(yè)務(wù)層網(wǎng)絡(luò)和支撐網(wǎng)絡(luò)對傳輸帶寬的需求需要進行分別預(yù)測，同時考慮帶寬出租、網(wǎng)絡(luò)冗余保護和倒換以及備用帶寬等的需求；并經(jīng)匯總整理得出端到端的各種傳輸需求矩陣（電路需求或光路需求）。

3.2.4 傳輸網(wǎng)絡(luò)組織與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀描述、存在問題分析和業(yè)務(wù)需求預(yù)測的結(jié)果，尤其是把傳輸資源現(xiàn)狀與業(yè)務(wù)需求預(yù)測進行比較分析，用于確定規(guī)劃內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)組織方案以及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，為設(shè)計做好準(zhǔn)備。

3.3 SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

3.3.1 傳輸設(shè)計指標(biāo)

我國數(shù)字同步體系[4]（SDH）基本復(fù)用結(jié)構(gòu)保證每一種速率的信號只有唯一的復(fù)用路線可以到達STM-N幀。國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)最長假設(shè)參考通道（HRP）的長度為6900公里，共分三部分：長途網(wǎng)、中繼網(wǎng)和用戶網(wǎng)。中繼網(wǎng)的假設(shè)參考數(shù)字段（HRDS）為50 Km。

3.3.2 中繼段設(shè)計

傳輸系統(tǒng)的傳輸速率、系統(tǒng)容量應(yīng)根據(jù)工程滿足期內(nèi)的業(yè)務(wù)量的需要進行選擇和配置。光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)中繼段設(shè)計方法有最壞值設(shè)計法、聯(lián)合設(shè)計法和統(tǒng)計設(shè)計法。設(shè)計中推薦采用最壞值設(shè)計。

3.3.3 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)組織

設(shè)計應(yīng)根據(jù)批準(zhǔn)的工程任務(wù)書，結(jié)合當(dāng)?shù)貍鬏斁W(wǎng)現(xiàn)狀及電信發(fā)展總體規(guī)劃進行全面的考慮。設(shè)計應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r，在適當(dāng)?shù)臅r候設(shè)置傳輸匯接節(jié)點，傳輸匯接節(jié)點的位置應(yīng)根據(jù)中繼網(wǎng)的總體規(guī)劃，綜合各種因素進行考慮。

3.3.4 網(wǎng)同步設(shè)計

SDH的網(wǎng)同步分為局間和局內(nèi)兩種應(yīng)用方式。局間同步分配采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，局內(nèi)同步分配采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。局間同步信息的傳送應(yīng)考慮采用 STM-N線路信號。

3.3.5 光纜線路設(shè)計

局間光纜的建設(shè)應(yīng)根據(jù)各傳輸節(jié)點間的中繼組織方式，以便于SDH設(shè)備組網(wǎng)為原則。同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)的光纜線路使用單模光纖，目前在本地網(wǎng)中主要使用ITU-T G.652建議的光纖，而在長途干線中主要使用ITU-T G.655建議的光纖。

4 結(jié)語

90年代以后，全光放大和密集波分復(fù)用技術(shù)使光纖通信的發(fā)展日趨成熟。結(jié)合當(dāng)前的通信技術(shù)水平以及電信網(wǎng)發(fā)展趨勢，在以后的傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，需要大容量帶寬管理設(shè)備具備高集成度、大容量、多業(yè)務(wù)處理能力的等相關(guān)性能，以及具有基于智能網(wǎng)元的分布式網(wǎng)絡(luò)管理；自動動態(tài)配置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點及鏈路，動態(tài)配置鏈路帶寬，自動路由選擇；采用保護及恢復(fù)等特點的傳輸網(wǎng)智能化技術(shù)（ASTN），可以提供高可靠性的網(wǎng)絡(luò)，對電信運營商在傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、業(yè)務(wù)提供、業(yè)務(wù)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)運維、網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等方面，于成本、靈活性和效率上會有很明顯的提升。

參考文獻

[1] 湯利紅.淺析如何提高傳輸網(wǎng)運行穩(wěn)定性[J].中國新通訊，2014（12）：8.

[2] 鄭志聰.淺談紅外通訊技術(shù)[J]. 中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（9）：114-115.

[3] 蔣青.電信傳輸技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.

[4] 韋樂平.光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社，1999.