廣播電視通信廣域SDH傳輸網架構優化與建設方案研究

王世忠

（中國廣電山東網絡有限公司 濟寧市分公司，山東 濟寧 272037）

0 引 言

隨著國家廣播電視信息通信網相關建設的逐步完成，基本形成了覆蓋總部、省市級廣播電視臺及部分地方發射臺站的數據傳輸能力。為了進一步提高通信網的運行能力，依據自身實際需求，省市級廣播電視臺建設了基于業務模式發展的廣域同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）傳輸網[1]。為了提高傳輸網融入國家廣播電視信息通信網的程度，優化SDH網絡組織架構、重組多路由數據傳輸機制以及促進光纖傳送網（Optical Transmission Network，OTN）、分組傳送網（Packet Transport Network，PTN）與SDH技術的融合等均是需要重點解決的問題[2]。

1 廣播電視數據通信業務需求

受數據形態的影響，廣播電視的業務數據傳輸模式決定了SDH傳輸網的組織架構。作為保障廣播電視系統平臺運行的重要基礎，SDH傳輸網承載的業務數據主要以2M接口為主，光纖直連方式滿足了10 Mb/s的帶寬需求。根據遠距信號傳輸時延的計算方法，可以推導光纖傳輸時延為

式中：L表示光纜鋪設的實際長度；n1表示光纖信號在光纜中傳輸的折射率；c表示光信號傳輸速率；n2表示數據傳輸設備的總數；tz表示信號通過傳輸設備的實際時間；tq表示去模型映射的實際傳輸時延；ty表示模型映射的實際傳輸時延。

以通用的G.655光纖為例，其n1=1.48、c=3×108m/s，通常情況下系統傳輸的實測數據為tz≤0.022×10-3s、tq+ty≤0.168×10-3s。當遠距信號傳輸時延Δt=10×10-3s、數據傳輸設備的總數n2=5時，光纜鋪設的實際長度最大可達1 970 km；當Δt=30×10-3s時，光纜鋪設通道的總長度最大可達5 980 km。根據廣播電視通信廣域SDH傳輸網的實際鋪設光纜長度和數據傳輸設備總數的峰值，系統業務的工作時延符合傳輸網的標準。

2 廣域SDH傳輸網組織架構優化

對于省市級廣播電視廣域光纖信號傳輸而言，多路網絡架構的設計起到了重要作用，能夠在部分網絡節點癱瘓的前提下保證系統正常運行。跨區域間的多路信號傳輸網絡體系架構豐富，能夠實現點對點間的多路信號傳輸。分布式的傳輸網架構符合光纖信號傳輸要求，即網絡傳輸的核心節點可以由其他節點階段性替代。省市級廣電系統的SDH傳輸網絡上下行數據匯聚點、跨省域間的海量數據交互點以及網絡通信傳輸點等均能由其他節點完成分布式數據承載，優化后的架構網絡可以有效避免區域性網絡故障，如圖1所示[3]。

圖1 廣域SDH傳輸網核心節點的分布式傳輸保護機制

SDH傳輸網的組織架構優化能夠有效提高數據傳輸效率，信道擴容、格式匹配保證了海量數據分發。通過區域網絡規劃對節點資源進行分組，能夠在滿足穩定性的前提下，適應信號傳輸帶寬，并將網絡分布式架構模式應用于光纖傳輸系統，自上而下實現數據歸口，完善廣域SDH傳輸網建設規劃[4]。

3 廣域SDH傳輸網建設方案

廣域SDH傳輸網建設規劃主要圍繞3個層級進行框架搭建，可以歸納為系統運營核心面、技術實現骨干面以及使用需求接入面等。廣域SDH傳輸網建設的整體架構如圖2所示。

圖2 廣域SDH傳輸網建設的整體架構

3.1 系統運營核心平臺

系統運營核心平臺由網絡輸入節點共同組成，可以作為智能分配流量入口，將各地市采集上傳的業務數據和上級管理機構下發的指令數據等進行梳理，調配好系統運營的核心工作。

整個核心面采用網狀（環形）架構，能夠隨時調配資源，為骨干平臺提供可復用的節點。為了適應SDH傳輸網的分布式架構，核心節點一般選擇能夠同時匯聚兩組核心業務的關鍵節點，在滿足性能需求的前提下兼顧數據傳輸的完整性，這里選擇4個核心節點[5]。

上述選擇的核心節點依然采用G.655光纖進行組網，各下級發射臺站分別與2個節點連接，以融入數據傳輸網。根據數據承載量分析，超過8組的廣域數據業務需要遍歷超過6個發射臺站的數據流轉，對信號傳輸帶寬、通信網絡設備等提出了更高的要求，因此這里采用平級式區域骨干網。通過對數據業務的分析，依據國際電信聯盟電信標準部規定的STM-64標準，信號傳輸速率為10 Gb/s。

3.2 技術實現骨干平臺

由下級市縣依據自身需求選擇性接入，通常采取的是鏈式結構，對接各個下級單位業務生成的各類信息等業務。從系統布局看，整個骨干平臺實際上是直接利用上級的部分干線作為數據傳輸使用，即通過復用方式將通信網進行局部優化，完善跨域信息流轉，形成了相鄰市縣間的最優信息傳輸通路。將主干線作為業務數據密集區域的數據通道，既提升了系統運行的穩定性，又增加了業務數據的通過性，實現分片包干、多路傳輸[6]。

3.3 使用需求接入平臺

使用需求接入平臺由各區域內海量用戶端組成，承載了終端數據業務匯入和需求管理等業務，一般可以通過點對點、以點概面來實現數據的匯總上傳。整個接入平臺采用星狀結構分布，節點一般選擇業務站點。

為了有效對接下級需求，通常情況下會進行分層處置，即設置多層數據流轉平臺，滿足業務接入的數據需求。現階段，新建網絡節點的成本過高，為了提高效率、降低成本，實際采用的是分割現有網絡，逐步完善網絡規劃，實現資源數據的快速共享。根據對數據業務的分析，采用國際電信聯盟電信標準部規定STM-16標準，信號傳輸速率為2.5 Gb/s。

4 建設方案分析與驗證

4.1 數據傳輸量

廣域SDH傳輸網建設方案基于系統運營核心平臺、技術實現骨干平臺、使用需求接入平臺建立，利用其中豐富的節點資源可以實現信號傳輸的接力與二次分發，圍繞關鍵業務數據聚集點進行線路優化或復用基于OTN的直達信道，滿足承載海量數據傳輸的需求[7]。

4.2 網絡結構復用率

通過計算復用可以判斷架構設計是否合理，能否適應海量數據傳輸的任務要求。以主要業務數據傳輸凈流量為基礎，結合信號傳輸過程中涉及復用的通信鏈路數量、局部網絡架構的穩定性標準以及該鏈路同時使用的比例情況等進行網絡復用率計算，即：

數據傳輸凈流量以實際流量發生數為準，復用的通信鏈路數量為業務運行中需要的鏈路數，局部網絡架構的穩定性標準一般設置為1.5～2，復用比例在時效性要求高的業務中一般設置為100%。該建設方案以數據聚集型業務為主，6條核心系統鏈路的復用率有4條已經接近80%，此時系統承載量趨于飽和，可以適當調整數據傳輸鏈路數量，滿足業務增長需求[8-10]。

4.3 業務匹配度

對于SDH傳輸網建設使用與廣電業務的匹配度測算是建設方案驗證的核心，需要分析主營業務的數據流量容差，即：

式中：Ai與Aj代表不同數據鏈路所承載的主營業務數據吞吐量，即數據流轉的總節點數量。通過計算容差，可以反映業務分配時的線路選擇、匹配效率等。經過分析，該建設方案經骨干平臺進行優化調配后，可以實現穩定的主營業務數據傳輸。

5 結 論

綜上所述，從廣播電視業務需求出發，對SDH傳輸網絡的組織架構進行了優化，給出了廣域SDH通信網的建設實施方案，并討論了該方案中數據傳輸量、結構復用率以及業務匹配度等問題。經過分析驗證，該方案能夠豐富主干數據通路，滿足廣域SDH傳輸網的安全承載需求，是未來的重點建設方向。