传输设备工程设计.ppt
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1、传输系统设计交流,传输设计研究院2005年3月,传输工程设计内容,传输系统,辅助系统,网络组织系统,局站设备查勘,传输系统性能指标,设计所需参考用书,传输网工程项目建设过程,传输系统模型,假设参考通道(HRP)两个用户(通道端点)间的国际最长HRP为27500km。,一、传输系统,传输系统模型,我国国内标准最长HRP为 6900 km其中核心网(包括长途网和中继网)最长HRP为6800km,传输系统模型,数字段和复用段,对于SDH数字段假设参考数字段(HRDS)分别为420Km,280Km及50Km 其中420Km,280Km应用于干线传输,50Km应用于市内中继传输工程,数字通道:由一个或多
2、个数字段组成的某一固定速率接口间的链路,定义为数字通道,传输模型,系统速率与复用结构,传输系统组织与局站设置,确定组网结构的几个主要因素:,业务量需求为决定性因素。网络的层次划分及定位。光缆网的组织情况,如光缆路由、纤芯使用等。网络安全保护策略。对今后网络扩容、升级的考虑。,传输系统组织与局站设置,1.对于速率低于STM-64的系统,再生段设计距离应同时满足系统所允许的衰减和射散要求,(1).衰减受限再生段距离计算,应采用ITU-T建议G.958的最坏值法。L=(Ps-Pr-Pp-C)/(af+as+Mc)式中:L-再生段距离;Ps-S点寿命终了时的最小平均发送功率;Pr-R点寿命终了时的最差
3、灵敏度(BER10-12);当(BER10-10 时Pr应减少1dB Pp-光通道代价,根据系统及光器件的不同,取1dB或2dB;C-所有活动连接器衰减之和,每个连接器衰减取0.5dB;Mc-光缆富余度,当再生段长度为75125km时,取04dB/km,当再生段长度小于75km时,Mc取3dB,当再生段长度大于125km时,Mc取5dBaf-光纤衰减系数;as-光纤熔接接头每公里衰减系数。,再生段长度计算,(2)色散受限系统再生段计算,LDmax/|D|式中L射散受限再生段长度DmaxSR间设备允许的最大总色散值(ps/nm)D-光纤色散系数(ps/nm.km)色散限制的再生段距离计算举例(在
4、G.652光纤的情况下):S-64.2a:色散限制:最大色散为800ps/nm,光纤色散系数为20 ps/nm.km,色散限制传输距离:800/20=40km。在G.655光纤的情况下S-64.2a:色散限制:最大色散为800ps/nm,光纤色散系数为6 ps/nm.km,色散限制传输距离:800/6=133km,2.对于速率为STM-64的系统 再生段设计距离应同时满足系统所允许的衰减、色度色散及(PMD)要求,3.所确定的再生段长度,宜考虑技术发展的因素,对10Gb/s系统,建议链路的偏振模色散不应超过10ps。偏振模色散在15ps以下,可以通过预留一定的功率代价来考虑偏振模色散的影响。下
5、表是建议值。,规模容量的确定,光缆芯数的配置,光缆的物理寿命:地下25年,架空10年一方面,光纤成本较低,光纤芯数的配置可有适当富余度 但过多配置,会在光缆接近物理寿命时仍有不少光纤闲置不用,造成浪费。另一方面,光缆线路属一次性建设,初次投资及施工工程量较大,如果由于光纤芯数的配置不足而造成光缆线路的重复建设,将是一种更大的浪费。鉴于上述两方面的原因,光缆芯数的配置必须总结工程实践经验,既满足网络发展的 实际需要,又要有利于提高网络的经济性能,并留适当余量,可分段配置,不必强求一致.一般按满足56年的需求。,传输系统容量的确定,业务需求,原有通信网的利用,网络冗余要求,业务需求:,2G话音网业
6、务需求矩阵业务需求颗粒为2M主要来自交换网规划方案的电路配置 计算结果城域网业务需求矩阵业务需求颗粒为2M、155M、FE和GE固定数据业务网络电路配置计算结果移动数据业务业务网络电路配置计算结果,新建传输系统容量的确定,其它业务需求矩阵-支撑网电路需求-企业内部信息化电路需求-同步、信令、网管电路需求-电路出租业务需求其他特殊情况占用电路结合传输网网络结构得出传输节点间的电路需求,3G话音网业务需求矩阵 业务需求颗粒为2M、155M、FE和GE,移动城域传输网容量考虑其他因素 除了以上承载的主要业务以外,还需要考虑一些其他业务占用传输 电路的因素,这些因素将影响到传输容量带宽的预测。基站上连
7、汇聚到骨干节点,占用骨干节点之间容量的情况存在交换机搬迁BSC调整情况,接入网建设相对滞后,对骨干容量的占用省际调配电路时对骨干容量的占用,网络冗余要求,参考移动集团公司对资源利用率门限值的建议,确定同一路由建设新线路或新系统的建设时机。,传输系统配置应满足下列要求:,当配置两个以上较低速率的SDH传输系统时,应论证选用较高速率SDH传输系统或波分复用系统的可行性,每个运营商都有自己的网络冗余要求,以下是中国移动的网络冗余要求,光接口,注:I表示局内通信,S表示短距离局间通信,L表示长距离局间通信,U表示超长距离局间通信 1表示工作波长为1310nm,所用光纤为G.652,2表示工作波长为15
8、50nm,所用光纤为G.652,各种光接口指标要求详见同步数字系列(SDH)长途光缆传输工程设计规范即YD/T 5095-2000,第一类系统光接口位置,第二类系统光接口位置,光接口位置图,电接口,电缆最长使用长度计算公式,2.048Mb/s电接口在输入与输出口之间,衰减范围为:06dB,155Mb/s电接口在输入与输出口之间,衰减范围为:012.7dB,电缆最长使用长度=,设备端到端之间的允许电缆衰减DDF架的插入损耗,电缆衰减常数,每个DDF架的插入损耗为:0.3dB(75连接器),0.4 dB(120连接器),例:2Mb/s电缆衰减常数为0.025dB/m,设备端到端按经过3个DDF考虑
9、,电缆最长使用长度=,6dB,0.3dB x 3,0.025dB/m,=204m,2.048Mb/s、34.368Mb/s、139.264Mb/s、155Mb/s电接口,电缆最长使用长度一半为102m,G.652光纤G.652光纤(又称色散未移位光纤),拥有1310nm和1550nm二个波长窗口,但在1310nm窗口性能最佳。在1310nm波长区域的色散系数最小,低于3.5ps/nm.km;衰耗系数也较小,规范值为0.30.4dB/km。在1550nm波长区域的色散系数较大,一般低于20ps/nm.km;衰耗极低,衰耗系数为0.150.25dB/km。G.652光纤分为三类:G.652A、G.
10、652B、G.652C。G.652A为普通G.652 光纤,适用于传输最高速率为2.5Gb/s的系统。G.652B在技术上增加了对偏振模色散(PMD)的要求,可用于传输最高速率为10Gb/s的系统,但要注意色散补偿。G.652C是一种低水峰光纤,它在G.652B光纤的基础上把应用波长扩展到13601530nm(S波段)。波段划分:C波段:15301565nm;L波段:15701605nm;G.652光纤目前主要应用于短距低速传输系统,如本地、城域、接入传送网工程中。如要开通10Gb/s系统,必须在工程前进行光纤性能测试,主要针对色散指标。,光纤类型与工作波长,G.655光纤G.655光纤(又称
11、非零色散位移光纤),工作在1550nm波长窗口。在1550nm波长区具有较低的色散,色散系数为0.16.0ps/nm.km(约为G.652光纤的四分之一),可以支持TDM 10Gb/s的长距离传输而基本无须进行色散补偿。其低色散值足以抑制四波混频与交叉相位调制等非线形效应,从而可以传输足够数量波长的WDM系统。在1550nm波长区的衰耗很小,衰耗系数为0.190.25dB/km。G.655光纤分为二类:G.655A、G.655B。G.655A光纤只适用于C波段,可用于传输最高速率为10Gb/s的SDH系统,以及以10Gb/s 为基群、通道间隔200GHz的WDM系统。G.655B光纤适用于C、
12、L波段,可用于传输最高速率为10Gb/s的SDH系统,以及以10Gb/s 为基群、通道间隔100GHz的WDM系统。G.655光纤目前主要应用于长距离、高速率干线传输系统。,二、辅助系统,网络管理系统,传送网的网管系统是整个电信管理网(TMN)的一个子网。网管的主要功能:故障管理、性能管理、配置管理、安全管理。网管系统可分为三层:网络单元层(NE)、网元管理层(EM)、网络管理层(NM)。子网管理系统(SMS)是网络管理系统(NMS)的子层。网元与网元之间通过DCC通道连接,网元管理系统与网络管理系统之间一般采用外部DCN数据通道连接。网管系统要求具有开放的CORBA接口或Q3接口,以便于组建
13、统一的网管系统,实现对不同厂商设备的统一管理当同厂家的SDH设备到达一定规模时可分区配置EMS系统,某网管系统连接示意图,同步系统,本地同步节点的设置原则和同步规划(1)核心层系统应直接从BITS上引接时钟源;(2)汇聚层的网元如果能够直接从BITS上引接时钟源最好,否则可以从核心层传输系统的外同步时钟输出端子或支 路光接口提取,并采用线路同步方式实现系统同步。(3)接入层网元一般可以从汇聚层局站的外同步时钟输出端子或 支路光接口提取并采用线路同步方式实现系统同步。(4)每个同步源同步的设备数量不应超过20个NE,为了保证时钟同步信号的正常传递,各级SDH传输设备的外时钟同步输入、输出信号应当
14、优先选用2048kb/s信号。2048kb/s输入/输出信号的帧结构应符 合ITU-T建议G.704的要求,必须能够正确地识别、处理、转发SSM信息,并通 过SSM信息避免时钟环路。,公务系统,WDM系统通过OSC光监控通道提供64Kb/s的公务开销字节。SDH传输系统的公务通信信道通常由SDH开销字节中E1、E2构成,可为每个系统提供两路公务通信的能力。E1用于再生段间的公务通信;E2用于复用段间的公务通信;公务通信系统具有选址和会议电话呼叫方式。,三、网络组织,组网方式,具体组网原则传输网络坚持分层建设的原则;将城域传输网划分为核心层、汇聚层和接入层来组织,以确定清晰的传输网络结构;汇聚层
15、可根据业务网络规模适时建设选取地理位置适中的传输汇聚层节点,以利于光缆线路网的组织。根据基站分布、交换局所归属位置考虑汇聚层、接入层的组网设计市内光缆尽量在管道内敷设,郊区及农村地区的光缆尽量采用直埋方式,在特殊地理环境地区可少量采用架空光缆市内管道光缆敷设芯数应综合考虑基站传输与数据接入所需光缆芯数,同一路由一次敷设的光缆芯数至少应满足五年中长期业务需求对接入层,除可采用不同的SDH网络组织方式外,还可考虑采用光纤直驱、3.5G接入、LMDS等技术,核心传送层,其节点由移动交换局、移动关口局、移动长途局、移动数据中心节点组成,对业务安全性和可靠性要求稿,要提供大的业务调度电路和传送能力,汇聚
16、传送层,接入传送层,由TDM电路汇聚节点和数据会聚点组成,负责一定区域内业务的会聚和疏导,提供强大的业务会聚,由基站和其他业务接入点组成,节点设备要具有多业务接入能力和良好的扩展能力,大型城市城域传输系统分层模型,大型城市传输系统网络拓扑结构,核心层作为多种业务的传输平台,节点数比较少,电路需求量大,电路安全性要求教高核心层可采用网状网结构,但传输系统一般采用SDH自愈环技术,采用多环相交方式节点在46个之间,多数核心节点都是多个业务的中心机房属于分布型业务,采用复用段共享保护环比较合适。,核心层,移动交换局、移动关口局、移动长途局、移动数据中心节点,汇聚层节点主要用于分区汇聚众多基站和数据汇
17、聚点的电路,汇聚层局站的业务类型都属于汇聚型 汇聚层比较适合采用2纤通道保护环 汇聚层节点应选取机房条件好(包括机房面积、电源、布线、光缆进出局方便)的局站、基站或数据汇聚点 机房,机房应该考虑到以后发展的需要。汇聚层节点应适当分散,以方便接入层节点的接入,每个汇聚层所带基站应尽量属于同一个BSC或数据中心局。为了保证业务网的安全性,每个汇聚点所汇聚的SDH环的 数量一般应在35个左右,汇聚的接入层节点的数量应少于40个。根据汇聚层节点的数量可以组织一个或多个汇聚环,每个环网的 节点数量在46个以内。每个汇聚环都应该直接与相关的核心层节点相连,以避免出现过多跨环的业务,环间互连节点最好有两个。
18、,汇聚层,除去汇聚节点以外的所有基站、数据接入点都属于接入层 接入层传输系统承载的业务基本上都属于汇聚型的,可采用通道保护环结构。接入层环网应按照距离尽量短,基站归属尽量相同的原则组织,每个环的节点不应太多,在光纤资源允许的情况下,一般市区环上的节点数不应超过8个,郊区及野外环上的节点数不超过15个,接入层环与汇聚层的衔接可以根据网络结构特点尽量选择双节点互连,由于郊区及野外基站所处地形复杂、个别节点孤立,组建环网投资较大时,可考虑采用链形结构作为补充,每条链上的节点数目不宜太多(一般3个以下),否则,链路的前端故障会引起所有链上的基站通信中断,造成大面积网络瘫痪,影响较大。,接入层,一般小型
19、城市也可汇聚层和核心层合一,保持二层网络架构,减少电路层间转接,提高传输效率。,对一些大宽带用户的接入,为了保证用户的电路质量,应直接建设用户到核心节点或汇聚节点的专用系统。,传输系统设备技术,不管是通道保护还是复用段保护,环上的节点数量都不宜太多,否则会出现系统容量大,节点下电路能力小的矛盾,对设备能 力和投资都是一种浪费。环上节点数量少,将来升级造成的影 响和代价相对也比较小。对核心层及汇聚层来讲,每个环上的节点数应不超过6-7个。,MADM设备是在传统SDH ADM设备基础上通过提高设备交叉能力 和高速接口处理能力实现一台设备同时支持多系统、多保护 倒换方式的SDH节点设备。对MADM设
20、备应要求其同时支持对不同的系统采用完全独立的 保护倒换机制,以避免应用过程中的保护故障,MADM设备应具有较强的、高密度的支路接入能力和高阶、低 阶交叉连接能力。,SDH技术,MADM技术,MSTP(多业务传送节点)是指基于SDH平台,同时实现TDM、ATM、以太网等业务的 接入、处理和传送,提供统一网管的多业务节点。,3G传输网建设时,优选MSTP技术统筹规划核心层、区域层和接入层的传输网络。,MSTP技术,MSTP完全能够满足3G设备多样化的接口要求,MSTP能通过ATM交换、ATM汇聚以及ATM VP ring保护等功能进一步提高3G业务的传输效率和传输安全可靠性。,典型的MSTP设备均
21、支持E1、FE、GE、ATM、STM-N等接口,有的厂商正在研发IMA(ATM反向复用)接口.从3G技术发展角度出发,MSTP可以满足3G业务从ATM承载方式向IP承载方式过渡的要求,是一种在WDM系统上,为信号提供保护和调度的技术。当前,固定波长的OADM在实际工程中已经被采用,波长可调、动态重构的OADM产品也即将走向商用。一个WDM环网上的节点数不宜过多,一般为4-6个。具有较高的建设成本,保护机制不十分完善,而且灵 活性较差,波长的调度将有可能影响系统的优化,甚至重新设计。因此,在城域网中目前不宜过多采用。对于光纤资源比较紧张的核心或骨干层面,可以考虑采用线性WDM系统,其他层面一般不
22、考虑采用WDM技术。,城域WDM技术,目前城域WDM:粗波分复用(CWDM)城域OADM技术,CWDM城域传输技术:CWDM技术传输距离短,采用的波段宽,与干线网用的WDM设备有很大差别,从应用和维护的角度考虑,都不是十分可取。,城域OADM环传输技术:,ASON 网络技术,具有自动交换功能的新一代的光传送网ASTN/ASON带来的优点:a.快速提供业务与新业务b.资源动态分配,网络效率高c.提供MESH保护倒换能力、提供SLA网络d.端到端配置电路不需要再统一网管e.与 IP 更容易联动,例如GMPLS或者UNI,长春,沈阳,天津,南京,上海,杭州,广州,贵阳,重庆,西安,兰州,北京,阜新,
23、哈尔滨,郑州,武汉,MESH对长途骨干网的优化,ASON目前的定位在骨干网,ASON最直接的优势就是MESH网络保护,在长途网络中,相对环网方式提高网络效率和抗多点断纤都是运营商对AOSN感兴趣的主要原因,在国外如AT&T等运营商在长途骨干网上都采用了ASON技术。市县间的组网状况对ASON来说也非常适合,目前市县本地网的多点断纤情况还是比较多的,特别是在西部地区,不仅光缆距离长,而且县节点多,MESH有一定的优势。至于城域MSTP网络中使用ASON的问题,好处是明显的,但不可能一步到位,从目前技术发展和网络业务情况看,城域骨干层采用ASON的可能性更大一些。,ASON网络在城域网的前景,网络
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