同步數字體系技術在交通通信系統中的應用

【摘要】隨著高速公路的發展，未來交通系統通信業務將轉向大顆粒IP業務，業務傳輸所需的帶寬將迅速增長，針對交通系統通信業務對光纜通信網絡的新要求，同步數字體系技術的引入成為必然。本文主要介紹同步數字體系技術的基本原理以及其在交通系統通信中的應用。

【關鍵詞】同步數字體系；交通系統；同步數字體系

隨著現代通信的不斷發展，要求傳送的信息不僅是話音，還有文字、數據、圖像、視頻等。加之數字通信和計算機技術的發展，人們希望現在信息傳輸網絡能快速、經濟、有效地提供各種電路和業務。在上世紀70-80年代陸續出現的網絡技術，由于其業務的單調性、擴展的復雜性、帶寬的局限性，僅在原有框架內修改或完善已無濟于事。同步數字體系應用在接入網中，可以將該技術在核心網中的巨大帶寬優勢和技術優勢帶入接入網領域，充分利用同步數字體系同步復用，標準化的光接口，強大的網管能力，靈活的網絡拓補能力和高可靠性所帶來的好處，將在接入網的建設發展中長期受益。

１．同步數字體系技術簡介

該技術是一種光纖傳輸體制，它以同步傳送模塊（STM-1，155Mbit/s）為基本概念，其模塊由信息凈負荷（payload）、段開銷（SOH）、管理單元指針（AU）構成，其突出特點是利用虛容器方式兼容各種PDH體系。同步數字體系傳輸網具有智能化的路由配置能力、方便維護監控管理能力強、光接口標準統一等優點。同步數字體系的技術特點主要有：

（1）同步數字體系傳輸系統在國際上有統一的幀結構，數字傳輸標準速率和標準的光路接口，使網管系統互通，因此有很好的橫向兼容性，它能與現有的PDH完全兼容，并容納各種新的業務信號，形成了全球統一的數字傳輸體制標準，提高了網絡的可靠性。

（2）同步數字體系接入系統的不同等級的碼流在幀結構凈負荷區內的排列非常有規律，而凈負荷與網絡是同步的，它利用軟件能將高速信號一次直接分插出低速支路信號，實現了一次復用的特性，克服了PDH準同步復用方式對全部高速信號進行逐級分解然后再生復用的過程，由于大大簡化了DXC，減少了背靠背的接口復用設備，改善了網絡的業務傳送透明性。

（3）由于采用了較先進的分插復用器（ADM）、數字交叉連接（DXC）、網絡的自愈功能和重組功能就顯得非常強大，具有較強的生存率。因同步數字體系幀結構中安排了信號的5%開銷比特，它的網管功能顯得特別強大，并能統一形成網絡管理系統，為網絡的自動化、智能化、信道的利用率以及降低網絡的維管費和生存能力起到了積極作用。

（4）由于同步數字體系有多種網絡拓撲結構，它所組成的網絡非常靈活，它能增強網監、運行管理和自動配置功能，優化了網絡性能，同時也使網絡運行靈活、安全、可靠，使網絡的功能非常齊全和多樣化。

（5）同步數字體系有傳輸和交換的性能，它的系列設備的構成能通過功能塊的自由組合，實現了不同層次和各種拓撲結構的網絡，十分靈活。

（6）同步數字體系并不專屬于某種傳輸介質，它可用于雙絞線、同軸電纜，但同步數字體系用于傳輸高數據率則需用光纖。這一特點表明，同步數字體系既適合用作干線通道，也可作支線通道。例如，我國的各級電信網，國家與省級有線電視干線網就是采用同步數字體系，而且它也便于與光纖電纜混合網（HFC）相兼容。

（7）從OSI模型的觀點來看，同步數字體系屬于其最底層的物理層，并未對其高層有嚴格的限制，便于在同步數字體系上采用各種網絡技術，支持ATM或IP傳輸。

（8）同步數字體系是嚴格同步的，從而保證了整個網絡穩定可靠，誤碼少，且便于復用和調整。

（9）標準的開放型光接口可以在基本光纜段上實現橫向兼容，降低了聯網成本。

2.同步數字體系的傳輸原理

同步數字體系采用的信息結構等級稱為同步傳送模塊STM-N（Synchronous Transport，N=1，4，16，64），最基本的模塊為STM-1，四個STM-1同步復用構成STM-4，16個STM-1或四個STM-4同步復用構成STM-16；定位即是將幀偏移信息收進支路單元（TU）或管理單元（AU）的過程，它通過支路單元指針（TUPTR）或管理單元指針（AUPTR）的功能來實現；復用則是將多個低價通道層信號通過碼速調整使之進入高價通道層或將多個高價通道層信號通過碼速調整使之進入復用層的過程。

3.SHD技術在交通系統通信中的應用

3.1網絡架構設計

交通通信網的網架結構，決定了交通通信網分級、分層、分區的傳輸網絡拓補結構。國調中心至各大區調度中心的交通通信為一級傳輸網，大區調度中心至各省級調度中心的交通通信為二級傳輸網，省級調度中心至各地區級調度中心的為三級傳輸網，地區級調度中心至各縣級調度所為四級傳輸網，各縣級調度網就是五級交通傳輸網了，交通系統通信網的業務流向比較特殊，是從低級向高級的流向，因此網絡的結構、容量也必須符合這一要求，在實際建設過程中，還需要根據實際情況，考慮網絡建設和管理的復雜度，確定網絡的層次架構。

3.2同步數字體系用戶接入設備的布置

省級調度中心配置一套同步數字體系用戶接入設備，將各地區通信網至省調及上級調度的主通道業務信號進行分叉/復接，實現業務重組：地區級調度中心配置一套同步數字體系用戶接入設備，實現業務重組。同步數字體系用戶接入設備，其基本平臺是一套高性能的STM－1同步數字體系傳輸設備，多臺同步數字體系用戶接入設備能夠組成STM－1的同步數字體系網，也能夠接入到STM－4或STM－16的網絡中組成同步數字體系子網，同步數字體系傳輸與復用部分應符合ITU建議G.782，G.707，G.826，G.813。

3.3業務實現過程

考慮將來的業務擴展，根據業務需要分配帶寬顆粒，在傳輸系統中，一次分配4個左右2M，二次分配3個左右2M，局間提供分組交換所需的2M。綜合業務接入網設備需滿足如下業務需求：2/4線音頻專線接入、Z接口延伸業務、熱線電話、以太網等。

3.4保護方式的選擇分析

同步數字體系的特點是其光環自愈功能，在光纖被切割等故障發生時仍能在很短的時間內恢復通信，這在保證整個通信系統的可靠性方面起了重要作用。在實際設計過程中需要結合節點的分布、格局、不同的保護方式，主要有兩種不同的網絡配置方案：（1）自愈環保護，較適應于環網結構，對網絡通信容量較大，結構簡單的大型網絡更為實用，（2）SNC（子網連接保護），較適應于網孔型網絡結構，對于交通通信網通信容量較小，分支較多更為適用，該配置方案可靠性強，投資小，公共點僅需一套設備，時延短。

4.結語

同步數字體系已經是一套在電信網中成熟應用的技術，而結合交通系統發展現狀、交通系統通信業務特點、系統特征等多個方面的需求，本文闡述了同步數字體系技術的普遍性和應用于交通通信網絡區別于其他通信系統的特殊性，為交通基礎設施建設提供一些方案參考。 [科]

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