[科普中国]-光纤传送网

中国光纤传送网的建设

中国在80年代之前干线网基本上是基于模拟载波技术，大部分路由所用传输媒介为明线和模拟微波，全国长途业务电路仅有3万路左右。从80年代开始当光纤系统产品可用时，中国就决定以光纤为主数字微波为辅建设干线传输网，在实施过程中本着高起点新技术的原则，积极采用可以商用的大容量系统。中国干线光纤网的建设可以说是从1985年宁汉PDH140Mbit/ s光缆通信系统开始的，随后国产34 Mbit/ s、140 Mbit/s光缆通信系统研制成功并陆续投入省内和干线使用，八五期间干线建设以140 Mbit/s PDH系统为主。

90年代初当SDH技术可商用时，中国电信运营部门就转向以SDH建设光纤传送网，从1994年起除极少数干线采用622 Mbit/s系统外，大多数干线直接采用2.5 Gbit/s系统。

到1998年底，中国电信已建成八纵八横的光纤网。八纵干线是:牡丹江-上海-广州、齐齐哈尔-北京-三亚、呼和浩特-太原-北海、哈尔滨-天津-上海、北京-九江-广州、呼和浩特-西安-昆明、兰州-西宁-拉萨、兰州-贵阳-南宁。八横干线是:天津-呼和浩特-兰州、青岛-石家庄-银川、上海-南京-西安、连云港-乌鲁木齐-伊宁、上海-武汉-重庆、杭州-长沙-成都、广州-南宁-昆明、上海-广州-昆明。上述干线主要为2.5 Gbit/ s，有的路由为多个2.5 Gbit/s系统。这八纵八横光纤干线经过了所有省会和75%的本地网中心城市。省内干线网和本地网SDH化与国家干线网几乎同步进行，省内干线网也基本上采用2.5 Gbit/s系统，本地网视容量需求分别采用155 Mbit/ s、622 Mbit/ s或2.5 Gbit/ s系统。沿海地区很多省光纤已到乡，光纤接入网建设进展也很快，以广东为例由光纤所提供的用户线已超过30%，在大城市光纤到大楼和住宅小区的工作正加速进行。

到1998年底在中国大陆公用电信网中已铺设的长途和本地中继光缆(不包括接入网)总长度为100万公里，中国电信占中国光纤传送网的发展的现状与特点，从90年代起中国光纤传送网进入大发展时期，这一发展速度随着电信业务的增长还将持续，但技术层次更高，DWDM技术的采用将使中国光纤传送网的建设进入新阶段。本文还介绍了中国光纤传输系统开发的情况，最后讨论了为适应宽带多媒体业务特别是IP业务的发展，SDH、DWDM系统和光传送网的研究开发和建设需要考虑的一些问题。关键词光纤同步数字系列波分复用传送网68万公里，较1997年增长22.4%，其中长途光缆为17万公里(省际为6.1万公里，占1/3多)，本地中继光缆为51万公里。中国电信的长途与本地中继光纤总长度为800万纤芯公里(较1997年增长28。7%)，其中长途为330万纤芯公里(省际为170万纤芯公里)，本地中继为470万纤芯公里。中国电信的长途电路数达到174万路(较1997年增长30。8%)，其中省际占20.7%，省内干线占9.7%，本地中继约占70%。可提供的长途业务电路达163万条，数字化比例达99.6%，其中光纤运载的长途业务电路已占85%，省际长途电路中SDH已占95%以上。1

中国光纤传送网建设的特点中国的光纤传送网在保护恢复、同步、多环互通，多厂家环境互通等方面都有一些特点。中国电信的省际干线网的恢复策略设计上以DXC为主，线路保护和子网连接保护(SNCP)及自愈环保护为辅。尽管到目前为止省际链路建设基本上未考虑采用1+ 1或n:1的线路自动保护倒换措施，但已预留了在八纵八横光纤干线的63个主要交叉点设置DXC设备的可能性，并考虑在一些重要链路上采用1+ 1线路自动保护倒换和自愈环。由于大网的恢复需要有效的恢复算法，在多厂家环境下如何保证算法的兼容一直是电信运营部门考虑的问题，拟在全网引入DXC之前先在局部地区进行试验。国际网的国内段对生存性要求更高，中国电信目前已在中美海缆登陆点(崇明和汕头)和国际局所在地(北京、上海和广州)安装DXC设备。省际和省内干线计划使用DXC来衔接，一些业务量大的省将设置两个衔接点。省内干线网通常采用两层，几个大节点间的骨干网采用基于DXC的恢复，底层则基于SDH环的保护，视省的规模，省内主要的SDH环有3～ 4个或6～ 8个不等。

本地网的SDH环数目则更多，北京的本地网已建SDH环数目达118个。中国的传送网在PDH规模甚小时就转入SDH，因此SDH网的同步基本上不能依赖PDH的定时路径来支持。目前GPS+ BITS已安装在31个省会城市，省内同步网也初具规模。摆在电信运营者面前需考虑的问题是，在GPS不可用情况下如何保证得到稳定的时钟，以及在复杂而且动态变化的SDH网拓扑情况下如何有效地避免定时环路。

国内已开发出可以在接收GPS和GLONASS间转换的双星定时系统，这是一种有吸引力的方式。对SDH设备的支路输出口进行再定时以减小指针调整抖动也是一种可以考虑的方式。另外为避免出现定时环路，对SDH中开销S1字节功能的进一步开发研究也在进行。中国电信设备市场很早就对外开放，在中国电信市场上SDH光纤传输系统的国内外供应商总数已超过了15家，这给网管和多环互通方面互操作性和兼容性的实现带来困难。运营部门正在抓紧组织全国和省网SDH网管的开发，在网管方面国产SDH网元管理系统表现出对用户要求较好的适应性。1

光纤传送网的分层结构第一层：光纤传送网一级干线．拓扑结构主要是网状结构；

第二层：光纤传送网二级干线，绝大多数为环形网，还有网状、星形、线形结合等；

第三层：中继网(城域网)，主要是为区域各类业务接入而组建的光纤传送网；

第四层：接入层。除第一层光纤传送网外，光纤传送网建设中，主要采用环网建设模式，承载业务主要是语音、专线及数据业务。同时，来自干线和本地的业务均由该层光纤传送网进行汇聚和疏导，在传送功能上，干线业务和本地业务没有明确的划分。

随着专网通信的发展．来自干线的数据、多媒体业务大幅增加，业务颗粒越来越大。作为和外部进行信息交互的端口。光纤传送网的核心节点采用SDH环网进行业务调度，在容量与安全性上均难以满足不断增加的专网新业务对传送网的要求。为适应业务发展的需要，对干线业务和本地业务实行分层调度，既有所侧重，又相互补充。2

光纤接口高性能光纤接口采用塑料、HCS和玻璃纤维光纤，在拓宽产品范围的同时保留了最简单的连接技术。利用PSI-MOS模块，能为每个总线系统的光纤网络提供组态冗余，从而获得最大的系统可靠性。光纤传输网络变得简单而稳定，并具有高有效性模块化PSI-MOS光纤传输系统适合所有的串行总线标准。您可以使用塑料、HCS或玻璃纤维光纤架构经济的系统网络。先进的接口技术大大提升了系统的规模。底板总线有利于快速交叉布线，集成的通道诊断能显示光纤连接质量的详细信息。系统能够很好地与各种拓扑结构和安装方法兼容——系统冗余可满足极高的稳定性要求。2

组网技术光纤传送网组网要考虑的要素主要是网络结构、客户业务和服务端、网络管理、网络同步、网络保护，恢复、网络规模大小和网络设备的选择。

首先。确定网络的基本架构，包括网络承载的客户要求和所需要提供的服务、网络子网分割、确定网络拓扑、考虑网络管理、网络同步、选择网络保护与恢复。其次，考虑网络规模和大小。最终选定网络的设备和配置。

业务驱动和需求分析，主要包括业务量、业务类型、端口类型。

网络基础条件和设施限制分析，主要是指建设新的光纤传输网络前．网络未来所有者所具备的资源和条件。如站点的地理位置和机房场地大小、电源供电、光纤资源、甚至包括一些已建的网络设施等。这些情况直接影响到网络设计和组网方案的可行性。事先对网络基础条件和设施进行勘查，使组网设计尽量合理化。

网络节点的选择及路由设置分析，网络中节点类型的选择往往要根据物理位置、现有的业务需求和未来的业务发展潜力进行综合考虑，特别是综合考虑周边环境的发展、特殊站点等。确定了站点的类型和终极容量后。就比较容易确定网络的节点。

网络拓扑的选择：环形网和网状网的分析和选择。目前常用的组网拓扑：环(Rin．a)形网和网(Mesh)状网。
对于两种组网技术，不能简单地论孰优孰劣或谁将取代谁，两种技术均有可取之处．有其相应的组网定位．要同需求及网络现状做出选择。实际应用中，最重要的因素还是业务．业务量、网络规模及业务模式对拓扑选择的影响最关键。通常在组网初期，当业务量和网络节点超过运维部门可接受的门限时，环形网可以逐渐向网状网络演变。因此，我们选择设备时，要对设备供应商提出一个新要求．即组网的网元设备必须能够同时支持环形网和网状网．并且能够在不影响业务的前提下，实现从环形网到网状网络的平滑过渡。

网络管理系统分析。如何降低网络运维成本。提高网络运行的高可靠性和高生存性。如何为最终用户提供优质多样的服务。维护部门对光纤传输网络系统的要求，也从过去单纯要求满足设备配置、告警等基本维护需求。提高到能提供灵活的业务调度、大规模网络管理、虚拟专用网等诸多涵盖网元层、网络层和服务层的功能。

同步分析。网同步问题是通信网数字化的基础，没有良好的同步，数字信息不可避免地出现误码、滑码等现象，因此，要解决好光纤传送网的同步问题。

网络保护和恢复分析。保护通常利用节点间预先分配的专用容量来实现，它和网元设备相关并受控，无需外部网管系统的介入，保护倒换时间较短。恢复通常利用节点间．可用的任何容量来实现。包括预留的专用空闲备用容量、网络专用容量、低优先级的额外容量等。在知道故障点的位置后．在网络中寻找失效路由的替代路由。恢复算法与网络选路算法相同。通常认为保护是一种能够提供快速恢复、适用特定拓扑的技术，如：线形、环形网；而恢复通常使用网状拓扑。能最佳利用网络容量资源。在实际网络中，常采用保护机制作为第一层防线。对付光纤断裂等光层失效故障。而使用恢复机制作为第二层防线，对付网络通道层的故障和失效。保护和恢复技术的采用要根据业务的需求．特别要根据服务等级、安全性要求和技术成熟性来综合考虑、选用。2