基于SDH 技術的光纖通信網絡多環組網優化方法

王文萃，翁鳳嬌

（1.中國人民解放軍31401 部隊，遼寧 大連 116000；2.中國人民解放軍31121 部隊，福建 福州 350102）

0 引 言

同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術是一項針對通信的優良、實用型光纖模型，在通信組網中進行深入應用，可以提高通信的速率和品質，減少通信費用，提高通信服務水平。因此，各大運營商已經廣泛關注SDH 技術的變革，并利用自身的優勢資源，對現有光纖組網進行優化和改進，以進一步促進我國通信網的深入化發展[1]。

1 SDH 技術概述

SDH 技術可以實現同步信息的傳輸、復用、分插連接。SDH 協議中的數據包采用了同步時分交換技術，充分發揮了光纖的高頻段特性，使整個通信系統的工作速度都得到了極大提高。在通信技術飛速發展的今天，通信網絡除了要能正常傳送文字、數據、聲音、影像，更要保證傳送網絡的高效能化。

單一、擴展復雜和具有頻帶限制的傳統技術已不能適應當下通信網的要求。而SDH 的迅速發展和推廣，有效克服了由于帶寬限制導致的入戶介質無法滿足主干網和客戶服務要求的問題，提高了光纖網的帶寬利用率，已成為較成熟和標準的通信技術，在主干網中得到了普遍應用。另外，SDH 采用光纖傳輸并通過單一網絡間接口節點實現信息的同步傳輸、交叉、復用和分插連接，在接入網中可以充分利用其自身的服務優勢，如同步復用、標準光接口、強大的網管能力、靈活的擴展能力、高可靠性等，對于通信接入網的長遠發展具有一定的推動作用[2]。

2 基于通信的SDH 關鍵技術及傳輸網絡具體的SDH 模塊

2.1 關鍵技術

2.1.1 多級編碼調制技術

高速率通信的主要載體是微波，在微波環境下，中繼通信會限制基帶的傳送速度和帶寬，致使頻段速率受限。電信認證機構推薦將4 ～11 GHz 頻段的信道間距設為28 ～30 MHz 和40 MHz，同時為保證SDH 的高速傳輸效率，必須使用多層調制技術和滿足SDH 大數據的通信需求。

2.1.2 自適應均衡技術

ITU-R 標準下SDH 數字微波系統不需要額外誤碼性能，所以在使用多態正交幅度調制（Quadrature Amplitude Modulation，QAM）時，必須考慮多路信道的影響，并采取相應的對策。在信道衰落方面，自適應平衡技術有著明顯的應用價值，技術原則是消除多途傳輸中的碼間串音，無須增加傳輸功率和帶寬就能抑制深度衰落，提高通信傳輸的品質。采用自適應平衡技術來克服信道的衰減，其補償功能有2 個：一方面，是頻域平衡，使得整個系統的傳輸功能滿足無失真的發送要求，并且分別針對幅頻和時延的特點進行了獨立修正，以最大程度降低頻率選擇性的衰減，并采用補償網絡來彌補頻偏的影響；另一方面是時域均勻性，它根據時域的反應向量，使得整個體系的脈沖反應符合沒有編碼之間的串擾，從而有效解決最小相位和非最小相位衰減，克服正交性的影響[3]。

2.1.3 自動發射功率控制技術

在使用多態QAM 技術的情況下，為了保證SDH數字微波通信系統的整體傳輸能力，必須嚴格選擇高輸出的液晶顯示器（Liquid Crystal Display，LCD）功率放大器，并應用功率回退法、前饋技術以及預失真技術對其進行線性和功率變換的最佳補償。此外，需要采用自動發信功率控制（Automatic Transfer Power Control，ATPC）技術來克服由于同一路徑引起的多徑衰落問題，并且提高SDH 數字微波通信的功率損耗和非線性畸變，繼而保障SDH 數字微波的通信能力與傳輸能力。

2.2 傳輸網絡SDH 的具體模塊應用解析

2.2.1 傳輸網應用

20 世紀，各種通信技術都已具備獨特優勢，并且在各行業中得到了廣泛運用。通信網絡的規模越來越大，架構越發錯綜復雜，同時越來越多的新服務加入致使傳統網絡方式已經無法適應各種新業務需求。光導纖維通信網絡是為光導纖維制造與排程提供服務的專用通信網路，具備高可信度。在某些區域，由于站內密集，會發生重復的上下話路情況，傳送的實時消息會占據大量信道，而且永遠不間斷運行。另外，通信站基本無專人值班，而隨著網絡系統的迅速發展，通信系統需要經常調整線路，增加網絡容量[4]。

2.2.2 SDH 融入模塊

（1）相對速率。SDH 傳輸有標準規范，傳輸方式是以STM_1 作為基礎傳輸單元，傳輸速率達到了155.52 Mb/s，STM-N的傳輸率已超過155.52 Mb/sN，N的數值是4 的整次方。SDH 標準速率如表1 所示。

表1 SDH 標準速率

（2）特殊組網模型。SDH 組網技術擁有世界上統一標準的光纖接口，可以自由進行多路連接，具有很強的配置能力，可以同時運行、維護多種應用，靈活組建一個新系統，保障網絡的穩定性和安全性。在沒有任何干擾的情況下，組環會自動修復，讓整個系統在短時間內修復出現的問題，恢復系統運轉。

（3）功能性自愈。為提高網絡的穩定性，采用SDH 環形網絡進行組網，實現自我修復。一般使用雙芯和4 芯光纖，從愈環特性、通信系統地區、通信流量以及節點成本等方面來進行選擇。目前的系統采用的是雙纖維信道。

（4）設備升級。容量提升到STM-16 水平，SDH設備也可以進行除轉發器聯機更新以外的設備觸發更新，并且不會對企業的管理造成干擾。

3 基于SDH 技術的光纖通信網絡組網優化策略

3.1 SDH 與孤島子環的融合

SDH 與孤島子環結合，展現一個扁平的網絡結構，通過與多業務傳輸平臺（Multi-Service Transport Platform，MSTP）的高階信道、匯集級、核心層串連，最后達到無縫連接，將融合后的網絡結構進行優化。匯聚局新增設高等級集中裝置取代孤島環網中的小規模訪問裝置，并利用匯集設施下的多路復用，使低容量的原有局域網設施完成平面切割。

3.2 雙節點掛接

將原來單一節點子環轉變為一個雙向集合，采用2 個平板掛接方式，將會合圈懸掛在同一座工廠內的不同平面主干節點上，從而實現對現有條件局域網掛接。對于具有較大跨網能力需求的骨干，可以增加網架的擴展，將各網格間分隔成多個網架，通過實體設備實現網格的分隔。

3.3 優化地區通信網絡

SDH 光纖網屬于2 層調度，因此在進行分組網的最優配置時，需要對區域通信網進行優化。SDH光纖中心需增加光路設備，確保2 級調度功能得到最大程度發揮。第一，增加了光路裝置，可以最大限度改善光纖的資源分配，實現雙鏈路和環網的功能，提升了系統的處理能力，從而大大增加了組網的靈活性，節省了信息傳輸時間，降低了傳輸誤差。第二，利用自我修復技術，通過對區域通信網絡進行最優配置，可以促進區域內用戶的通信需要。光纖自愈指光纖接入網絡之后，如果有信號中斷問題，網絡會自行調轉，通過更換網絡降低風險[5]。

3.4 通信網絡組網分層優化

以往國內使用最多的通信方式是電信通信，這種通信方式最顯著的特征就是信號集中，由上至下傳遞信息，但不能有效保障信息的傳送效能與安全性。因此，基于SDH 通信技術進行分層管理，可以大大提升網絡的傳送速度及效能。SDH 光纖網采取了層次結構，分別是接入層和核心層，為了更好地利用光纖網的優點，需要將組網層次進行優化，保證每個組網都處于不同節點。通過對SDH 光纖技術的通信網絡進行分級優化，實現了通信網絡的正常運營。SDH組網技術和接入技術的融合，各通信節點能夠實現無縫連接，從而大大改善了分散服務的質量，推動接入端積極擔負起關鍵信息的傳送服務，增強信息利用力度，使得通信網絡全面滿足用戶的實際需求。此外，通信網絡的層次化勢必會提高網絡內信息的使用效率，進而促進組網的持續、健康發展。

3.5 增強自愈性與可靠性

SDH 光纖網組網的自愈能力與通信可靠性有一定的關聯，自愈能力越強，其可靠程度就越高。因此，在SDH 的應用下，企業應適當加強SDH 通信網絡組網自愈能力。當某個區域發生突發故障時，SDH 就會開啟自動恢復機制，通過雙通道保護環、雙向多路保護環來保護基于SDH 的光纖網。

3.6 骨干節點

核心節點處理能力是決定整個骨干通信網業務質量的主要因素，處理速度越快，代表網絡內滯留的數據量越少，因此對核心節點處理能力進行進一步優化，可以避免網絡擁擠現象。具體方法上，首要目標是設立優化標準，一般情況下需要對網絡內的以太網板、線路板等進行優化，使二者的槽位接入容量提升至最低標準10 Gb/s，然后針對不同光纖環境，采用不同方案，將環網保護作用于骨干通信網的核心業務；針對網際互連協議（Internet Protocol，IP）業務選擇匹配的IP 板卡配套使用，可優化光纖業務轉換處理時間。此外，存在一種通用性方法，即針對核心節點的SDH 光傳輸設備進行更新換代，從設備性能上達到優化目的，同時將網絡內的核心傳輸節點容量調整為“時分交叉容量”。該模式可以提高骨干網的高價交叉容量與低階交叉能力，使傳輸供應更加可靠。

3.7 網絡帶寬優化

對網絡進行再設計，簡化復雜的結構，避免了由復雜子網帶來的帶寬損耗。由于分散服務耗費了大量的網絡帶寬，且占據較多時間間隔，導致網管的調試工作較困難，提出對分散服務和無用服務進行定期清除，彌補線路上的不足，使網絡資源得以充分利用。此外，隨著網元服務類型的日益增加，對時隙進行最優設計，并統一設計不同類型的應用時隙，以提高網絡的帶寬利用率。

3.8 網元ECC 子網優化

依據帶寬資源，對網元進行適當配置，考慮網元的數量和安全性，單一網元的管理數量最多設定64個。而一般綜合網管在整系統中有6 個網元，其中每個子網具有1 個主關網元和1 個后備網元。此外，將所有的子網端口關閉，根據嵌入控制通路（Embedded Control Channel，ECC）子網進行分區，將各個子網上的IP 位址與網關網元整合到一個網段，并且統籌考慮整個網絡設備的IP 號。

3.9 傳輸通道優化

對傳輸段光纜進行檢查，梳理線路路徑、類型，并根據通信過程缺陷對有光纖條件的傳輸段進行纖芯資源調整。對于資源較多區域，優先選用光纖復合架空地線（Optical Power Ground Wire，OPGW）、全介質自承式（All-Medium Self-Supporting，ADSS）等光纖。拓展主干站的傳送范圍，可以增強服務中斷線路能力。根據具體情況，因地制宜、分段進行改造，盡可能查出無效通道，合理安排光纖資源，同時充分考慮未來通信市場的發展狀況和網絡彈性。

3.10 網元設備優化

主要的光學傳輸板，如主控板、交叉板、電源板等，都需要“1+1”的結構，然而由于一些歷史因素，如部分器件的板卡較差，軟件版本太少，造成了一些安全問題。對于不符合配置要求的網元，應積極采取措施完善，進一步提升光纖網絡的可靠性和擴展性。

4 結 論

當前信息化通信網絡在社會中扮演著重要角色，擔負著通信交互的重要任務，同時網絡技術對信息傳輸的安全性與穩定性有著重大影響，因此廠商必須清楚認知到網絡最佳組網有利于提升網絡的綜合效能，從而更好地利用SDH技術，藉以提供最佳的網路架構，并加以執行。通過增設SDH 核心節點，充分利用已有的光纖資源，對網絡進行合理優化。不同的服務方式要求采用的方式也不盡相同，關鍵在于采用環狀網絡和雙鏈路的安全防護方式，精確地對IP板進行布線，減少中間節點的切換，實現上下通信的靈活性。通過持續不斷的創新和穩定開發，以SDH 為基礎的光纖網通信必將取得更優的成績。