浅谈SDH本地传输网络规划

韩国舞族

　　传输网络作为各综合业务网的承载平台，其网络规划的好坏直接影响到各种业务的发展。同步数字体系（SDH）网络规划是指在原有传输网络的基础上，以满足预期的传输电路需求为目的，综合考虑网络的可靠性、可持续发展能力及工程成本等因素，对传输网络的未来建设作出一个合理的安排和估计。

1、本地传输网的规划

　　1.1　对传输网现状的分析

　　首先应对本地传输网的现状及存在的问题作一具体、全面的分析，并根据网络的现状，给出网络的物理路由图和组织逻辑图。

　　1.2　确定传输需求的总业务量

　　1.2.1　业务预测

　　业务预测包括基础资料的收集和信息资源的充分利用、预测基础量和派生量的选择确定、预测结果所处范围合理性的审定及预测结果的修正等几个方面。由于业务预测是整个规划的定量数据和定性发展的基础和依据，因此这种预测的准确程度将直接影响规划的可行性，所以说业务预测在网络规划中是非常重要的一步。特别是现在竞争加剧，建设资金紧缺，为合理有效地利用宝贵的资源，企业不仅要能够对情况变化作出快速的反应，而且对未来发展要有比较准确的预见。

　　1.2.2　将业务量需求变换为传输网的电路需求

　　除统计各种业务网的传输电路需求外，还应附加足够的余量，以确保未来例如宽带的应用、综合业务的发展等电路需求，以此作为整个传输网规划的定量的基础。

　　1.3　根据传输需求确定网络组织的初步方案

　　组织方案应继承现有的网络，并以本地目标网结构为基础，综合考虑网络的可靠性、网络的平滑发展及建设成本等因素，结合撤点并网、网络优化和接入网的建设通盘来进行规划，确定SDH传输网的网络组织方案，包括网络的分层、组网方式和环的线速率等，并建立逻辑组织图和物理路由图。

　　1.3.1　网络的分层

　　作为传输网的目标网，沿垂直方向一般分为骨干层和汇聚层两个层面，以与汇接局和端局两级相对应；对于覆盖面积大，潜在用户较多的本地网，可考虑分为骨干层、汇聚层和边缘层3个层面。对于移动、联通等以集中型业务为主的运营商，在经济不太发达的地级市，网络的传输容量需求不大，还没有组成真正的骨干层，可先分为汇聚层和边缘层两个层面，等网络容量扩大后，再划分为骨干层、汇聚层和边缘层3个层面。

　　1.3.2　网络的组网方式

　　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、星形结构。自愈环之间的交叉点应尽量采用2个衔接点。

　　1.3.2.1　SDH自愈环

　　自愈网是指无需人为干预、能够在短时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务的网络。其保护类型有：线路倒换保护、环形网保护和数字交叉连接（DXC）恢复保护。线路保护方式适用于两点间有较大业务量的场合；环形网保护的适用范围十分广泛，从国家级干线网到接入网都可大量采用；DXC恢复保护适用于业务量高度集中的长途网。

　　自愈环有两种最常用的形式：二纤单向通道环和二纤双向复用段保护环。两者的适应面是不同的，可从以下几方面作比较：

　　（1）业务容量（仅考虑主用业务）。二纤单向通道保护环的最大业务容量是STM-N；二纤双向复用段保护环的业务容量为M／2×STM-N（M是环上的节点数）。

　　（2）复杂性。二纤单向通道保护环无论从控制协议，还是操作上来说，都是各种倒换环中最简单的，由于不涉及自动保护倒换（APS）的协议处理过程，因而业务倒换时间最短。二纤双向复用段保护环的控制逻辑则是各种倒换环中最复杂的。

　　（3）兼容性。二纤单向通道保护环仅使用已经完全规定好了的通道告警指示信号（AIS）来决定是否需要倒换，与现行SDH标准完全相容，因而也容易满足多厂家产品的兼容性要求。

　　另外，对于四纤双向复用段保护环，由于所需的设备和光纤是二纤复用环的2倍，因此成本也大约是二纤复用环的2倍。尽管其容量是二纤复用环的1.5-1.9倍，且支撑跨段保护，有很强的生存性，但只有容量较大且为均匀型业务时，才是最经济的。

　　自愈环的选择应该从网络的业务量分布、保护／恢复时间、工程初始成本、升级或增加节点的灵活性、易于操作运行和维护等方面综合考虑。对于联通、移动等运营商的传输网络，由于多为集中型业务（业务量分布主要集中在交换中心），各种环的容量是相同的，因此，二纤通道倒换环是最经济的。但对于2.5Gbit/s以上速率的系统，从网络的平滑发展等方面考虑，建议采用二纤复用段保护环。

　　1.3.2.2　环的线速率

　　自愈环的线速率目前有155、622Mbit/s、2.5和1OGbit/s等几种。以目前设备容量费用比来说，2.5Gbit/s的设备是最高的，从经济性和网络的可持续发展的角度看，2.5Gbit/s设备是最合算的，可以适当超前采用2.5Gbit/s环。至于10Gbit/s设备，目前虽然已进入成熟和商业化阶段，但价格较贵，只宜在较大城市的核心层上应用。

　　1.3.2.3　自愈环上合理的节点数量

　　对于二纤通道保护环，节点数量不超过16个，从方便电路调配来考虑，8-10个为宜；对于二纤复用段保护环，线速率在STM-4时，以3～6个节点为宜；STM-16系统以4-8个节点为宜。

　　1.4　分配业务流量

　　在对业务流量进行分配计算时，一般遵循最短路由和负荷分担的原则。在组织双向环时，应同时考虑各环路的容量的平衡性，以便于网络的电路调度和扩容。如果所组织的网络不能满足分摊到线路段上的业务量，则需对原组织的网络进行多次调整。

　　1.5　进行网络的冗余度和生存性计算

　　冗余度是指系统提供的供出现故障情况时调动使用的容量与总容量之比。

　　生存性是指系统保护和恢复的能力。业务恢复时间和业务恢复的范围是度量生存性的最重要的指标。

　　对于大城市，一般全网冗余度取在50%以上，一般城市取30%以上较合适。本地网SDH骨干层建成后，生存性应达到100%，第2层到第3层则可适当降低。对大城市本地网，建议全网总的生存性应在70%以上；中小城市本地网应在50%以上为宜。此外，对于汇接局、移动局、ATM骨干节点和IP骨干节点等，无论采用何种网络拓扑结构，都应保证有两个不同的物理路由。

　　1.6　进行设备配置

　　应根据网络结构、光缆情况、业务流量需求和分布特点，并综合考虑现有的传输设备，选择合适的保护方式和系统容量，对各环或段进行设备配置。每一个传输的线速率都应满足传输业务分摊到该段的需求，另外还应有一定的冗余量。

　　设计再生段距离是进行设备配置较为重要的一步，光纤参数和光接口规范是进行设计计算的重要依据，由于篇幅有限，这里就不展开论述。设计方法一般分为最坏值设计和统计法设计。下面简单先容一下最坏值设计法。

　　最坏值设计法就是在设计再生段距离时，将所有参数值都按最坏值选取，而不管其具体分布如何。这是SDH线路系统传输设计的基本方法，其好处是可以为网络规划设计者和制造厂家分别提供简单的设计引导和明确的元部件指标，而且不存在先期失效问题。在排除人为和自然界破坏因素后，按最坏值设计的系统在寿命终了、富余度用完且完全处于极端温度的条件下仍能100%地保证系统性能要求。但是，各项最坏条件同时出现的概率极低，因而系统正常工作时有相当大的富余度，而且各项光参数的分布相当宽，只选用最坏值设计会使结果太保守，再生段距离太短，系统总成本偏高。

　　为了更好地实现基本光缆段上的横向兼容，在用最坏值法设计时，设备富余度与未分配的富余度都不再单独进行规范，而是分散到发送机和光缆线路设施上。

　　再生段距离设计可以分为两种情况来讨论。第1种情况是损耗受限系统，即再生段距离由S和R点之间的光通道损耗决定；第2种情况是色散受限系统，即再生段距离由S和R点之间的光通道总色散决定。

　　（1）损耗受限系统

　　对于损耗受限系统，首先要根据S和R点之间的所有光功率损耗和光缆富余度来确定总的光通道衰减值，再由此确定ITU-T G.957、G.691光接口规范中适用的系统代码和相应的一整套光接口参数。

　　损耗受限系统的实际可达再生段距离可用下式来估算：

　　L1=（Pt-Pr-2Ac-Pp）/（Af+As／Lf+Mc）　（1）

　　式中，Pt为发送光功率（单位：dBm）；Pr为接收灵敏度（单位：dBm）；Ac为系统配置时可能需要的活动连接器损耗（单位：dB）；Pp为光通道功率代价（单位：dB）；Af为再生段平均光缆损耗系数（单位：dB/km）；As为再生段平均接头损耗（单位：dB）；Lf是单盘光缆的长度（单位：km）；Mc是光缆的富余度（单位：km）。

　　（2）色散受限系统

　　对于色散受限系统，设计时应先确定再生段的总色散（ps/nm），再据此选择合适的系统分类代码及相应的一整套光参数。

　　色散受限系统的实际可达再生段距离可用下式来估算：

　　Ld=Dsr/Dm　（2）

　　式中，Dsr为S和R点之间允许的最大色散值；Dm为允许工作波长范围内的最大光纤色散系数值。

　　实际系统设计时，首先根据式（1）算出损耗受限的距离，再根据式（2）算出色散受限的距离，其中较短的一个即为最大再生段距离。

　　不过，对于2.5Gbit/s及以上的色散受限系统，色散预算还需综合分析自相位调制（SPM）色散补偿距离、光源的均方根谱宽和单纵模半导体激光器（SLM-LD）的-20dB谱宽等。

　　1.7　网络同步问题

　　为传送数字网的同步定时信号，SDH系统应能实现系统自身的定时和传送定时信号的功能。SDH同步网的规划应遵循下列原则：（1）在同步网内不应存在环路；（2）尽量减少定时传递链路的长度，满足滑动性能指标的分配原则；（3）应从分散路由获得主、备用基准时钟；（4）局内采用BITS分配定时时，应采用2Mbit/s或2MHz专线；（5）局间宜首选从STM-N提取时钟信号，不宜采用支路信号来定时。

　　1.8　网络建设和分步实施规划

　　在完成网络的大体规划工作后，还需对网络的建设及分步实施作出具体的计划，计算新增线路和设备的数量和容量，并进行投资估算等经济分析工作。