SDH课设报告剖析.pdf

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1、随着 IP 业务的迅速发展，特别是各种多媒体应用的实用化，因特网已由简单的传送数据文件发展到普遍提供实时视频、音频通信及动画、广告等其他娱乐业务，数据传输量大大增加，因而对通信网络的服务质量提出了更高的要求。尽管 SDH光传送网最初是针对话音业务而设计的，但其低传输损耗和高传输带宽的特点，特别是在基于 SDH 的多业务传送技术应用于城域网之后，使之成为高速数据业务的理想传输手段。一、课程设计的相关知识内容（一、）SDH 的基本概念SDH 全称叫做同步数字体系，SDH 是世界公认的新一代宽带传输体制，SDH体制规范了数字信号的传输速率等级、帧结构、复用方式和光接口特性等。当今，高度发达的信息社会

2、要求通信网能提供各种各样的电信业务，经电信网传输、交换、处理的信息量将不断增大，这就要求现代化的通信网向数字化、综合化、智能化和个人化发展。传输系统是通信网的重要组成部分，传输系统的好坏直接制约着通信网的发展。当前世界各国大力发展的信息高速公路，其重点之一就是组建大容量的光纤传输网络，以 SDH/WDM 为主的光纤传输网络就是高速公路最基础的物理平台。传输网应具有全世界统一的接口标准，以便全球的每一个用户都能实现随时随地便捷地通信。由 SDH 传输体制组建的传输网，其复用的方式已不能满足信号大容量传输的要求，另外 PDH 体制的地区性规范也使网络互相增加了难度，制约了传输网向更高的速率发展。（

3、二）SDH 的优越性以及缺陷SDH 传输体制具有 PDH 体制所无可比拟的优点，他是不同于 PDH 的全新的一代传输体制，与 PDH 相比在技术体制上进行了根本的变革和创新。SDH 的核心理念是要从统一的国家电信网和国际互通的高度来组建数字通信网，它会是构成综合业务数据网（ISDN），特别是宽带综合业务数据网（B-ISDN）的重要组成部分。那么怎么理解这个概念呢？因为与传统的 PDH 体制不同，按 SDH 组建的网是一个高度统一的、标准化的、智能化的网络，它采用全球统一的接口以实现设备多厂家环境的兼容，在全程全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现灵活的组网与业务调度，实现网络自愈功能，提

4、高网络资源利用率，由于维护功能的加强大大降低了设备的运行维护费用。其一在接口方面。电接口方面，接口的规范化与否是决定不同厂家的设备能否互联的关键。SDH 体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范，规范内容有数字信号传输速率等级、帧结构、复用方法、线路接口、监控管理等；光接口方面，线路接口（光接口）采用世界统一标准规范，SDH 信号的线路编码仅对信号产生扰码，不再进行冗余码的插入。其二是在复用方式。由于低速 SDH 信号是以字节间插方式复用进 SDH 帧结构中的，这样就使低速 SDH 信号在高速 SDH 信号的帧中的位置是均匀的、有规律性的，也就是说是可预见的。另外，由于SDH采用了同步复用方

5、式和灵活的映射结构，可使 PDH 低速支路信号（例如 2Mbit/s）复用进 SDH 信号的帧中去（STM-N），这样就使低速支路信号在 STM-N 帧中的位置也是可以预见的。SDH 综合了软件和硬件的优势，实现了从低速 PDH 支路信号（如 2Mb/s）至 STM-N 之间的“一步到位”的复用，使维护人员仅靠软件操作就能便捷地实现灵活的实时业务调配；其三是运行维护方面。SDH 信号的帧结构中安排了丰富的用于运行维护管理（OAM）功能的开销字节，使网络的监控功能大大加强，也就是说维护的自动化程度大大提高；其四是兼容性。SDH 有很强的兼容性，这就意味着当组建 SDH 传输网时，原有的 PDH

6、设备或系统仍可使用，这两种传输网可以共存。凡事有利就有弊，SDH 系统并非完美无缺，它大致具有如下三点不足之处。其一为频带利用率低。SDH 的一个很大的优势是系统的可靠性增强了，运行维护管理的自动化程度提高了；其二是指针调整机理复杂。SDH 体制可以“一步到位”地从高速信号（例如 STM-1）中直接下低速信号（例如 2Mbit/s），省去了逐级复用/解复用过程；其三是软件的大量使用对系统安全性的影响。SDH 的一大特点是 OAM 的自动化程度高这意味着软件在系统中占有相当大的比重。二、课程设计的目的1、掌握光功率计、OTDR 的使用2、掌握光纤熔接机的使用3、掌握 SDH 光传输网的组网结构4

7、、掌握传输网管的操作界面5、学会监制网管告警6、了解 SDH 传输设备的硬件组成7、学习网管上开通 2M 业务8、学习光传输网络中的故障定位和故障排除三、课程设计的实验设备1、中兴 ZXSM-600 SDH 分插复用器2、传输网管3、光功率计4、OTDR5、附属设备（如尾纤等）6、DDF、ODF四、课程设计实验准备1、SDH 设备的机盘工作指示灯处于正常状态2、网管服务器程序正常启动并与 SDH 传输设备正常连接3、网管的客户端程序正常启动五、课程设计主要事项1、在没有充分了解设备结构及操作维护方法之前，请勿盲目进行操作。2、在进行设备的硬件操作时，请注意防护静电。3、尾纤弯曲半径不能过小。4

8、、请勿将工作中的尾纤对着人体的眼睛和皮肤，谨防烧伤。5、请勿进行与本实验无关的操作。六、课程设计的内容介绍1、光功率计光功率计（optical power meter）是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。在光纤系统中，测量光功率是最基本的，非常像电子学中的万用表；在光纤测量中，光功率计是重负荷常用表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率，一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用，则能够测量连接损耗、检验连续性，并帮助评估光纤链路传输质量。光功率计主要用于测量光路的收光功率。设有 1550nm、1310nm、980nm、850nm 多个波长校正点（

9、其他波长可选）。可线性或非线性显示光功率计，既可用于光功率的直接测量，也可用于光纤链路损耗的相对测量。是光纤通信、有线电视系统施工及维护过程中必不可少的仪器设备。（具体实物见右图）2、OTDROTDROTDR 的英文全称是 Optical Time图图 A A光功率计光功率计Domain Reflectometer，中文意思为光时域反射仪。OTDR 是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表。OTDR 主要用于进行下列测量：确定光缆、光纤故障点、联接点、断电位置，描述光缆、光纤损耗分布曲线，测量光缆、光纤长度、两点之间的距离、损耗、衰减系数，测量

10、光缆，测量光缆、光纤联接头的插入损耗，测量光缆、光纤反射损耗。与光功率计模块、稳定光源模块配合使用可以形成在线监测维护系统。OTDR 广泛适用于城域网、广域网、CATV、移动通信等通讯系统中单模和多模光纤光缆的安装、排障、改造和维护，定位、排除长距离光纤中带故障的连接头、坏的接续点。（具体实物见右图）图图 B BOTDROTDR 实物图实物图OTDR 常见曲线(1)、正常曲线该图为正常曲线图，A 为盲区，B 为测试末端反射峰。测试曲线为倾斜的，随着距离的增长，总损耗会越来越大。用总损耗（dB）除以总距离（Km）就是该段纤芯的平均损耗（dB/Km）。（2）、光纤存在跳接点中间多了一个反射峰，很有

11、可能中间是一个跳接点。例如：海丰至博美的 ECI纤芯，因为博美没有 ECI 设备，ECI 的在用纤芯要从博美站跳接过去到普宁，所以在博美用根尾纤把海丰、普宁方向连接起来，所以在测试这样的纤芯时，就会出现像图中这样的曲线图。当然也会有例外的情况，总之，能够出现反射峰，很多情况是因为末端的光纤端面是平整光滑的。端面越平整，反射峰越高。例如在一次中断割接当中，当光缆砍断以后，测试的曲线应该如光路存在断点图所示，但当你再测试时，在原来的断点位置出现反射峰的话，那说明现场的抢修人员很有可能已经把该纤芯的端面做好了。（3）、异常情况出现图中这种情况，有可能是仪表的尾纤没有插好，或者光脉冲根本打不出去，再有

12、就是断点位置比较近，所使用的距离、脉冲设置又比较大，看起来就像光没有打出去一样。出现这种情况：1.要检查尾纤连接情况，2.就是把 OTDR的设置改一下，把距离、脉冲调到最小。如果还是这种情况的话，可以判断：1.尾纤有问题，2.OTDR 上的适配器问题，3.断点十分近，OTDR 不足以测试出距离来。如果是尾纤问题，只要换一根尾纤就知道，不行的话就要试着擦洗适配器，或就近查看纤芯了。（4）、非反射事件这种情况比较多见，曲线中间出现一个明显的台阶，多数为该纤芯打折，弯曲过小，受到外界损伤等因素。曲线中的这个台阶是比较大的一个损耗点，也可以称为事件点。曲线在该点向下掉，称为非反射事件，如果曲线在该点向

13、上翘的话，那就是反射事件了。这时，该点的损耗点就成了负值，但并不是说它的损耗小了，这是一种伪增益现象，造成这种现象的原因是由于接头两侧光纤的背向散射系数不一样，接头后光纤背向散射系数大于前段光纤背向散射系数，而从另一端测则情况正好相反，折射率不同也有可能产生增益现象。所以要想避免这种情况，只要用双向测试法就可以了。(5)、光纤存在断点这种情况一定要引起注意！曲线在末端没有任何反射峰就掉下去了，如果知道纤芯原来的距离，在没有到达纤芯原来的距离，曲线就掉下去了，这说明光纤在曲线掉下去的地方断了，或者也有可能是光纤在那里打了个折。我们经常用这个原理，在线路上排障的时候，把不能确定的纤芯打折，然后测试

14、人员利用 OTDR打光实时监测，按照图中的这种情况来判断纤芯。（6）、测试距离过长这种情况是出现在测试长距离的纤芯时，OTDR 所不能打到的距离所产生的情况，或者是距离、脉冲设置过小所产生的情况。如果出现这种情况，OTDR 的距离、脉冲又比较小的话，就要把距离、脉冲调大，以达到全段测试的目的，稍微加长测试时间也是一种办法。（7）、典型轨迹说明：Front Connector：前端连接器Fusion Splice：熔接点，光纤的熔接点缺陷容易造成轨迹图中散射曲线的突然跌落。Bend：弯曲。弯曲直径过小，光就会不再遵循全反射，而是有一部分从纤芯射出，造成轨迹图中散射曲线的突然跌落。3、光纤熔接机藤

15、仓 50S 单芯光纤熔接机具有体积小、重量轻、快速熔接、对环境因素的超强适应能力等多种优点。在通信领域的施工和维护具有相当广泛的应用。具有特点如下：A.具有先进的芯部对准功能，全自动操作。B.9 秒的熔接时间，35 秒的加热时间。C.两台 CCD 摄像机，5.6 英寸彩色 LCD 显示屏，可同时观测 X 轴、Y 轴光纤。D.自动校准放电电弧功能，确保稳定的放电条件。E.具备自动识别不同类型光纤和自身诊断的功能，熔接损耗极小，显示损耗值精确。F.确保熔接机随时处于最佳工作状态。内置传感器使熔接机随时适应外界环境变化（气温、温度、湿度），适应图图 C C 藤仓光纤熔接机藤仓光纤熔接机5000 米海

16、拔高度，保证高原地区熔接质量。4、SDH 光传输设备的硬件组成在 ZXSM-600 设备中，光接口、电接口信号经过各自的接口处理后，转换为统一速率为 77Mbit/s 的 VC4 业务总线，在交叉单元完成各个光/电接口的业务交叉。其中，光接口在开销处理单元分离段开销与净荷数据后，将部分开销字节合成一条 32 时隙的 HW 总线，与音频接口或速率为 N*64kbit/s 的数据接口合成的相同格式的 HW 总线在开销单元完成各个方向的开销直通、上下和读写。在整个业务流程中，由定时单元将系统时钟分配至各部分，以确保网络的同步。用于承载网元控制信息的开销字节，由开销处理单元提取后送入控制管理单元，再由

17、控制单元将信息上报网管，同时，网管的配置或控制命令也经过控制管理单元、开销处理单元插入相应的开销字节位置，通过光纤下发至网元。ZXSM-600 设备采用后背板+单板插件的实现方式，各种单板后背板相互连接，实现多种业务功能。各个功能单元的具体说明及对应单板如下：定时单元定时单元由电源时钟板（PWCK）实现，为系统 系统时钟，实现网络同步。定时单元的时钟源有多种选择：跟踪外部定时基准（BITI）、锁定某一方向的线路或支路时钟、在可用参考定时基准发生故障时进入保持或自由振荡模式。定时单元还可以实现通过定时和环路定时，并能够为其他设备提供标准的参考基准输出。定时单元依据定时基准的状态信息实现定时基准的

18、自动倒换。控制管理单元控制管理单元由网元控制板（NCP）实现，完成网元设备的配置和管理，并通过 ECC 实现网元间消息的收发和传递。控制管理单元还提供与后台网关的多种接口。通过此单元可以对传输网络进行集中网管。光接口单元本实验设备的光接口速率为 STM-4，由 STM-4 光线路板 OL4 实现。光接口可作为设备的群路或支路接口，完成接口板的电/光转换和光/电转换、接收数据和时钟恢复、发送数据。开销处理单元开销处理单元在设备中主要由 STM-4 光线路板（OL4）、开销处理板（OHP）完成。开销处理单元用于分离 SDH 帧结构中的段开销和净荷数据，并对开销字节进行相应的处理。交叉单元交叉单元是

19、 SDH 传输设备的核心功能单元，由交叉板（CS）完成。交叉单元完成 AU-4、TU-3、TU-12 等级别的交叉连接，交叉单元是群路接口和支路接口之间业务信号传输的纽带。开销交换单元开销交换单元由开销处理板（OHP）实现，完成段开销中的 E1 字节、E2 字节、F1 字节及一些未定义的开销字节间的交换功能。通过开销交换单元，可以将开销字节送入其他段开销继续传输，也可以实现网元的辅助功能。电接口单元电接口用于实现设备的局内接口，包括 STM-1 电接口以及 E1、E3、E4 等 PDH电接口，由 ES1 板、EP1 板等电接口板实现。电接口单元完成电信号的异步映射/去异步映射后将信号送入交叉单

20、元。辅助接口单元辅助接口由辅助接口板（AI）实现，利用开销字节提供公务话音通道和辅助的数字通道、模拟通道。ZXSM-600 设备还包括馈电告警单元和功能扩展单元。馈电与告警单元为设备提供一次电源的保护、滤波和分配，以及声光告警等处理。功能扩展单元指PCM，EDFA，WDM 和图像编解码器等相对独立的扩展功能，功能扩展单元可以与 ZXSM-600 设备实现统一网管。七、课程设计的内容及相关步骤1、光功率计的使用先打开光功率计的开关，而后通过光纤的交替更换来进行相关数据的测量，要求调入 1310nm。由于我们通信机房实验室中有南京、上海和北京三个站点，我们可以进行一收一发 6 组数据。其中北京收南

21、京-19.94dBm，北京发南京为-11.24dBm2、OTDR 的使用我们可以使用 OTDR 来测试光纤曲线及损耗分布、测试光纤长度、测试光纤平均衰减、测试接头损耗以及测试光纤故障点。而用OTDR 进行光纤测量需要三个步骤：参数设置3、光纤熔接机的使用光纤熔接步骤：（1）、用光纤钳剥去光纤的包层；（2）用酒精棉将光纤擦拭干净，套上防护套管；（3）切割光纤，使断面平整；（4）放入光纤熔接机熔接断电；（5）加热防护套管。4、通信网设计步骤及截图（1）单号创建 6 个站点，构成一个 SDH 传输网数据获取曲线分析六个站点分别为戎懿 1，戎懿 2，戎懿 3，戎懿 4，戎懿 5，戎懿 6（具体图形见下

22、）创建网元创建网元，配置好网元名称，网元标识，IP（其 IP 最后位为自己的学号 203）及实验必须的电路板。其实在创建网元的时候可以先创建一个网元，做好基础硬件配置，其他网元采用复制第一个网元的方法创建，复制完成之后把相应的网元名称，标识和 IP 改正确即可。（具体见下图）给网元配置相应的电路板戎懿 1，戎懿 2、戎懿 3、戎懿 4、戎懿 5、戎懿 6 同戎懿 1 的电路板配置同戎懿 1 一样。（具体见下图)对网元间进行连线（2）、开通两个站台之间的 2M 业务八、课程设计参考资料（1）、SDH 技术（第二版）孙学康 毛京丽编人民邮电出版社（2）、数字传输技术实践指导书邹曙光编南京工程学院通

23、信工程学院（3）、网上查找相关资料九、课程设计心得体会为期一周的课程设计很快就过去了，在这一周中我们不仅学会了光功率计、OTDR、光纤熔接机的使用方法，而且，我们还学会了使用 ZXOMN-E300 这个软件的相关使用方法，能够通过这个软件平台来进行站台与站台之间的 2M 业务的建立。我们先学习了光功率计、OTDR 和光纤熔接机的相关概念和使用方法，然后老师让我们通过实际操作来增强我们的理解及动手能力。我们通过在通信网教室里对南京、北京和上海三个站点的收光功率和发光功率分别用光功率计进行了测量并记录。老师通过光纤熔接机来给我们讲解了其使用步骤：（1）用光纤钳剥去光纤的包层；（2）用酒精棉将光纤擦

24、拭干净，套上防护套管；（3）切割光纤，使断面平整；（4）放入光纤熔接机熔接断电；（5）加热防护套管。然后我们依次在光纤熔接机上面对两个光纤进行了熔接，并出现了光纤过脏（没有用酒精棉擦拭干净）、切口不平整这两个影响熔接的因素，但是针对这两点对其进行改正之后，很快就将两根光纤熔接在了一起。SDH 技术是门及其具有实用性的课程，而这个课程设计更是进一步让我们认识到了这点。老师生动形象的讲解加之实验室的相关内容呈现，使得我们能够更好的理解书本上的相关知识内容。在最后我们学习了 ZXOMN-E300 这个软件的登陆及通信网的相关设计操作，我们也每个人在电脑上进行了网元的建立与设置，这进一步加深了我们对课堂上知识的理解与掌握，为课下独立完成好课程设计报告做了铺垫。