基于ZXMP S325的自愈環(huán)設(shè)計(jì)

陳麗霞， 范士勇， 王 虹

(河北大學(xué) a. 電子信息工程學(xué)院；b.河北省數(shù)字醫(yī)療工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.計(jì)算中心，河北 保定 071002)

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基于ZXMP S325的自愈環(huán)設(shè)計(jì)

陳麗霞a,b， 范士勇c， 王 虹a,b

(河北大學(xué) a. 電子信息工程學(xué)院；b.河北省數(shù)字醫(yī)療工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；c.計(jì)算中心，河北 保定 071002)

自愈環(huán)因其具有自動(dòng)故障恢復(fù)、高可靠性、組網(wǎng)靈活、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，使其成為SDH網(wǎng)絡(luò)最常用的組網(wǎng)方案，從而在電信傳輸網(wǎng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。從理論和應(yīng)用設(shè)計(jì)兩個(gè)角度，闡述了自愈環(huán)的工作原理，論證了自愈環(huán)在實(shí)際組網(wǎng)應(yīng)用的必要性和重要性。在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的條件下，設(shè)計(jì)出一個(gè)常用通道保護(hù)自愈環(huán)。

SDH； 自愈環(huán)； 通道保護(hù)

0 引 言

在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)通信的依賴性越來(lái)越大，對(duì)通信質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。社會(huì)各行各業(yè)都離不開信息，要求通信網(wǎng)絡(luò)能及時(shí)準(zhǔn)確地傳遞信息，而網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒃絹?lái)越多，傳輸信號(hào)的速率也越來(lái)越快，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障將對(duì)整個(gè)社會(huì)造成極大的損失，因此如何提高網(wǎng)絡(luò)的生存性是迫切要考慮的重要問題[1]。

隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，一方面從客觀上推進(jìn)對(duì)于無(wú)線通信質(zhì)量需求的提升，另一方面使得提供優(yōu)質(zhì)可靠的無(wú)線通信從技術(shù)上成為可能。同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的[2]。SDH的技術(shù)特點(diǎn)在于以不同速度的數(shù)位信號(hào)的傳輸提供相應(yīng)等級(jí)的信息結(jié)構(gòu)，包括復(fù)用方法和映射方法，以及相關(guān)的同步方法組成的一個(gè)技術(shù)體制，而其中確保通話可靠性的自愈環(huán)技術(shù)，成為SDH一個(gè)不能忽視的領(lǐng)域[3]。

1 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)保護(hù)方式

SHR自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可分為兩大類，即通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)。在通道保護(hù)環(huán)中，業(yè)務(wù)信息的保護(hù)是以每個(gè)通道為基礎(chǔ)的，倒換與否按離開環(huán)的某一通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣而定[4]。而在復(fù)用段保護(hù)環(huán)中，倒換是以每一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量為基礎(chǔ)的，當(dāng)復(fù)用段有故障，在故障范圍內(nèi)整個(gè)線路倒換到保護(hù)回路[5]。一般通道保護(hù)環(huán)使用專用保護(hù)，復(fù)用段保護(hù)環(huán)使用共享保護(hù)。在共享保護(hù)中，正常的情況下，保護(hù)段是空閑的，保護(hù)時(shí)隙由每對(duì)節(jié)點(diǎn)共享[6]。

從進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)與由該支路信號(hào)分路節(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)方向是否相同來(lái)區(qū)分，又可分為單向環(huán)和雙向環(huán)。單向環(huán)中所有業(yè)務(wù)信號(hào)按同一方向在環(huán)中傳輸(逆時(shí)針或順時(shí)針)；而雙向環(huán)中進(jìn)入環(huán)的支路信號(hào)和由該支路信號(hào)分路節(jié)點(diǎn)返回的支路信號(hào)按相反的方向傳輸[7]。若按照一對(duì)節(jié)點(diǎn)間所用光纖的最小數(shù)量來(lái)分，還可以劃分為2纖環(huán)和4纖環(huán)。但通常情況下，通道保護(hù)環(huán)只工作在單向2纖方式，而復(fù)用段保護(hù)環(huán)既可以工作在單向方式也可以工作在雙向方式，既可用2纖方式又可用4纖方式[8]。SDH自愈環(huán)的分類如圖1所示。

圖1 自愈環(huán)保護(hù)方式分類

SDH傳送網(wǎng)的自愈環(huán)各具特點(diǎn)，可以適用于不同的網(wǎng)絡(luò)，最常用的是2纖雙向通道保護(hù)環(huán)和2纖雙向復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)[9]。通道保護(hù)環(huán)(單向或雙向)因?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單，它利用“雙發(fā)選收”的方式，而且不使用APS倒換協(xié)議，倒換速度快，所以適用于業(yè)務(wù)量集中的場(chǎng)合，即各個(gè)節(jié)點(diǎn)都和中心節(jié)點(diǎn)發(fā)生業(yè)務(wù)往來(lái)，彼此之間的業(yè)務(wù)量較少[10]。本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)研究的就是通道保護(hù)自愈環(huán)。

2 實(shí)驗(yàn)室條件

2.1 硬件條件

本實(shí)驗(yàn)室有3臺(tái)ZXMP S325光傳輸設(shè)備，分別在實(shí)驗(yàn)中充當(dāng)網(wǎng)元A,B,C。通過全面分析網(wǎng)絡(luò)接入層對(duì)全業(yè)務(wù)、大容量的需求，結(jié)合目前各運(yùn)營(yíng)商大量MSTP設(shè)備的現(xiàn)狀，中興通訊推出了適合網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)、高集成度、大容量、兼容型全業(yè)務(wù)接入平臺(tái)—ZXMP S325。新一代緊湊型全業(yè)務(wù)接入設(shè)備 ZXMPS 325，特別適合于 3G 基站業(yè)務(wù)接入、大客戶業(yè)務(wù)接入、固網(wǎng) IP 業(yè)務(wù)接入等場(chǎng)合[11]。

2.2 軟件條件

ZXONM E300網(wǎng)管軟件由圖形界面GUI、管理者M(jìn)anager、數(shù)據(jù)庫(kù)Database、網(wǎng)元Agent 4部分組成。當(dāng)使用軟件時(shí)這4個(gè)部分是相互配合的。GUI用戶界面,位于網(wǎng)元/子網(wǎng)管理層，在GUI使用過程中通過Manager從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取動(dòng)態(tài)的網(wǎng)管數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)Database,位于網(wǎng)元/子網(wǎng)管理層主要完成存儲(chǔ)功能，例如界面和管理功能模塊的信息查詢，配置、告警等信息；網(wǎng)元Agent位于網(wǎng)元層，代表光傳輸設(shè)備[12]。

ZXONM E300作為網(wǎng)管軟件能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的管理功能，包括用戶登錄、退出、備份/恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)元NCP數(shù)據(jù)設(shè)置、日志管理等。安裝過程中根據(jù)組網(wǎng)的不同需要，我們可以讓功能都安裝在一臺(tái)或者多臺(tái)計(jì)算機(jī)上[13]。ZXONM E300的網(wǎng)管結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 網(wǎng)管結(jié)構(gòu)

(1) 設(shè)備層(MCU)。負(fù)責(zé)監(jiān)視單板，包括單板的告警及性能狀況。

(2) 網(wǎng)元層(NE)。設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)監(jiān)控網(wǎng)元告警，在設(shè)備上電時(shí)進(jìn)行配置處理。

(3) 網(wǎng)元管理層(Manager)。控制和協(xié)調(diào)網(wǎng)元。

(4) 子網(wǎng)管理層。通過網(wǎng)元管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元的配置、維護(hù)命令[14]。

3 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)

實(shí)驗(yàn)室中只有3臺(tái)ZXMP S325設(shè)備，最多只能組建3個(gè)網(wǎng)元。在本實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)條件下，用E300軟件建立了1個(gè)二纖雙向通道環(huán)自愈環(huán)。

(1) 單板配置。根據(jù)組網(wǎng)和業(yè)務(wù)要求，對(duì)網(wǎng)元進(jìn)行單板配置：用E300軟件建立三個(gè)網(wǎng)元A,B,C。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)備設(shè)置網(wǎng)元屬性，配置單板。

(2) 通道連接。根據(jù)實(shí)際傳輸設(shè)備連接關(guān)系建立網(wǎng)元的光纖鏈路連接。網(wǎng)元A、B間為2M雙向業(yè)務(wù)，網(wǎng)元A和網(wǎng)元 B之間的直聯(lián)路由作為工作通道，網(wǎng)元A經(jīng)網(wǎng)元C到網(wǎng)元B的路由作為保護(hù)通道。

(3) 時(shí)鐘源及公務(wù)配置。選定網(wǎng)元，在工具欄窗口中，單擊工具條中相應(yīng)的按鈕或者選擇菜單設(shè)備管理→公共管理→公務(wù)配置，彈出公務(wù)配置對(duì)話框。實(shí)驗(yàn)中網(wǎng)元A,B,C的公務(wù)號(hào)碼分別配置為是101,102,103。為防止公務(wù)成環(huán)，為網(wǎng)元A 配置公務(wù)控制點(diǎn)[15]。

(4) 業(yè)務(wù)配置，先配置工作通道，再配置保護(hù)通道。綠色的線表示時(shí)隙線，藍(lán)色的線表示保護(hù)線，白色實(shí)線表示已確定但未下發(fā)的時(shí)隙配置線。三個(gè)網(wǎng)元時(shí)隙配置如表1～3所示。

表1 網(wǎng)元A、B時(shí)隙配置表

表2 網(wǎng)元A、B保護(hù)時(shí)隙配置表

表3 網(wǎng)元C時(shí)隙配置表

(5) 連接硬件設(shè)備，調(diào)試。E300軟件顯示提示連接成功后，分別下載A,B,C網(wǎng)元的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過撥打光傳輸設(shè)備上的公務(wù)電話測(cè)試鏈路是否暢通，3臺(tái)光傳輸設(shè)備分別對(duì)應(yīng)A,B,C 3個(gè)網(wǎng)元，所以3臺(tái)光傳輸設(shè)備的電話號(hào)碼分別是#888101，#888102，#888103。用光傳輸設(shè)備1的電話撥打#888102，機(jī)柜2的電話響鈴，撥打#888103，光傳輸設(shè)備3的電話響鈴，證明鏈路是連通的。然后用軟件控制B網(wǎng)元對(duì)A發(fā)出一個(gè)告警，A成功接收，證明信息可以在網(wǎng)元間傳送。

下面證明自愈環(huán)的自愈功能。把A網(wǎng)元對(duì)應(yīng)的光傳輸設(shè)備8槽位的光纖斷開(見圖3)，機(jī)柜響起警報(bào)，這時(shí)觀察拓?fù)鋱D上A,B之間的連線變成紅色虛線(見圖4)。從A網(wǎng)元發(fā)出告警，B仍同時(shí)能夠接收到A發(fā)出的告警信號(hào)，證明了本實(shí)驗(yàn)設(shè)置的通道保護(hù)自愈環(huán)的自愈功能有效,實(shí)驗(yàn)成功[16]。

4 結(jié) 語(yǔ)

利用中興通信公司生產(chǎn)的ZXMP S325設(shè)備，結(jié)合E300網(wǎng)管軟件設(shè)計(jì)了光傳輸環(huán)形組網(wǎng)及自愈環(huán)的設(shè)計(jì)。使學(xué)生熟悉掌握了基本的光傳輸設(shè)備的性能，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了自愈環(huán)的重要性。分析研究發(fā)現(xiàn)通道保護(hù)倒換環(huán)的業(yè)務(wù)信息保護(hù)是以每個(gè)通道為基礎(chǔ)的，根據(jù)環(huán)內(nèi)每個(gè)通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進(jìn)行倒換。通道保護(hù)倒換環(huán)使用專用保護(hù)，即正常情況下保護(hù)段也在傳送業(yè)務(wù)信號(hào)，并且采用“雙發(fā)選收”的方式，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，倒換速度快。

圖4 A,B間連線變?yōu)榧t色虛線

[1] 尹艷鳳.淺談SDH傳輸網(wǎng)中的自愈環(huán)保護(hù)[J].通信技術(shù)，2014(5):39.

[2] 王 楊.淺析SDH自愈環(huán)網(wǎng)及其在實(shí)際中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技博覽，2014(3):432.

[3] 雷治國(guó),王 玲.SDH自愈環(huán)特點(diǎn)分析及應(yīng)用[J].長(zhǎng)沙大學(xué)學(xué)報(bào)，2010(5)：48-49.

[4] 馬哲兵,周平兒.同步數(shù)字傳輸SDH自愈環(huán)設(shè)計(jì)探討[J].城市建設(shè)理論研究，2011(18):5-6.

[5] 孫學(xué)康,毛京麗.SDH技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2002.

[6] 申普兵.寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社，2004.

[7] 謝 冰,郭 慶.SDH自愈網(wǎng)與自愈環(huán)[J].通信技術(shù)，2001(9)：68-70.

[8] 宋浩宇.使用國(guó)產(chǎn)SDH芯片實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)絡(luò)自愈[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2000(12):47-50.

[9] 李 苑,方少元.SDH自愈環(huán)網(wǎng)特性分析及應(yīng)用[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2006(20):95-96.

[10] 李慧軍.SDH傳輸系統(tǒng)的維護(hù)[J].無(wú)線互聯(lián)科技，2014(4):93-94.

[11] 樂孜純譯.光網(wǎng)絡(luò)光纖通信技術(shù)與系統(tǒng)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[12] 沈伶康，嚴(yán) 冬.中興SDH光纖自愈環(huán)網(wǎng)通道保護(hù)分析[J].華東科技(學(xué)術(shù)版)，2013(6):165.

[13] 尹保國(guó),吳松芝譯.SDH/SONET傳輸技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004.

[14] 成寶芝,韓友隆.基于STM-1的光纖通信自愈保護(hù)系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].光通信技術(shù),2007(7):32-34.

[15] 張令通.基于ZXONM E300 的SDH 網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案設(shè)計(jì)[J].光通信技術(shù),2010(8):36-38.

[16] 徐 俊,李愛濤,孫桂萍，等. SDH光傳輸技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[J].電腦與電信,2008(8):96-98.

[17] 易詩(shī)利.SDH光傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新通信，2014(12):31-32.

The Design of Self-healing Ring Based on ZXMP S325

CHENLi-xiaa,b,FANShi-yongc,WANGHonga,b

(a.College of Electronic and Information Engineering;b.Key Laboratory of Digital Medical Engineering of Hebei Province;c.Computer Center, Hebei University, Baoding 071002, China)

Because self-healing ring has very good qualities such as automatic fault recovery, high reliability, flexible networking and easy to implement, it becomes the most commonly networking scheme in SDH network. From the working principle and design of the self-healing ring, we demonstrate the necessity and importance of self-healing ring in the actual networking application. Finally, under the condition of our laboratory, we design a common used self-healing ring.

SDH: self-healing ring; path protection

2014-10-27

國(guó)家自然科學(xué)基金(61204079)；河北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(F2013201170)；河北省自然科學(xué)基金(F2013201196)；河北省教育廳項(xiàng)目(QN2014222)；河北省高等學(xué)校科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目(ZD2014008)

陳麗霞(1982-),女,河北廊坊人，碩士,實(shí)驗(yàn)師，研究方向：電子與通信。

Tel.:0312-5079368;15233750161；E-mail:153615650@qq.com

TN 914

A

1006-7167(2015)05-0090-03