微波环网在空管本地传输网中的应用|环通微波

　　1空管本地传输网 　　空管本地传输网络主要用于空管核心机房节点之间以及空管核心机房节点与外设通信、雷达、导航台站之间的信号业务传输,空管业务主要有语音信号、串口数据信号、网络数据信号、控制及监控信号等几大类。目前本地传输骨干网络主要采用的是SDH/PDH光传输网络,特别是骨干环上采用的都是SDH光环网技术。SDH传输网是由一整套分等级的标准传送结构组成的,该标准于1986年成为美国数字体系的新标准SONET,国际电信联盟标准部(ITU-T)1988年将SONET修订后重新命名为同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH),使它不仅适用于光纤,也适用于微波和卫星传输的技术体制,并且使其网络管理功能大大增强。SDH用来承载信息的是一种块状帧结构,块状帧由纵向9行和横向270×N列字节组成。整个帧结构由段开销区、净荷区和管理单元指针区三部分组成。其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配,以保证信息能够正常灵活地传送,管理单元指针用来指示净荷区域内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置,以便接收时能正确分离净荷。净荷区域用来存放用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节。SDH技术与之前PDH技术相比,有明显优点,因为SDH技术有着统一的比特率,统一的接口标准,为不同厂家设备间的互联提供了可能。从而简化了信号的互通以及信号的传送、复用、交叉连接和交换过程,它有一套标准化的信息结构等级,称为同步传送模块STM(Synchronous Transport Module)。其最基本的模块为STM-1、STM-4和STM-16。而且SDH网络管理能力大大加强。SDH提出了自愈网的新概念。用SDH设备组成的带有自愈保护能力的环网形式,可以在传输媒体主信号被切断时,自动通过自愈网恢复正常通信。同时SDH采用字节复接技术,使网络中上下支路信号变得十分简单。由于SDH具有上述显著优点,光纤传输技术的不断进步以及光纤成本的大大降低,目前光传输SDH网络成为了主流。空管本地传输网也是典型的光传输SDH网络。
　　2微波环网的应用
　　在以光传输SDH网络为骨干的空管本地传输网采用微波传输技术作为应急传输手段是具有重大意义的。利用微波进行通信同样具有容量大、质量好并可传至很远的距离,因此是国家通信网的一种重要通信手段,也普遍适用于各种专用通信网。由于微波的频率极高,波长又很短,其在空中的传播特性与光波相近,也就是直线前进,遇到阻挡就被反射或被阻断,因此微波通信的主要方式是视距通信,超过视距以后需要中继转发,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,每隔50公里左右,就需要设置中继站,将电波放大转发而延伸。这种通信方式,也称为微波中继通信或称微波接力通信。长距离微波通信干线可以经过几十次中继而传至数千公里仍可保持很高的通信质量。微波站的设备包括天线、收发信机、调制器、多路复用设备以及电源设备、自动控制设备等。为了把电波聚集起来成为波束,送至远方,一般都采用定向天线。多个收发信机可以共同使用一个天线而互不干扰,我国现用微波系统在同一频段同一方向可以有六收六发同时工作,也可以八收八发同时工作以增加微波电路的总体容量。多路复用设备有模拟和数字之分。微波通信设备其数字系列标准与光纤通信的同步数字系列(SDH)完全一致,称为SDH微波。微波通信在空管本地传输网中的应用有两种形式,第一种是作为光纤的备份传输路由,这主要在点对点的环境中采用,第二种是构建微波传输的SDH/PDH环网,整个微波环网作为光纤环网的备份补充。本文重点探讨微波环网在空管本地传输网的应用。
　　2.1环结构
　　以海口空管本地传输网为例,主用业务采用的是基于光纤SDH网络的本地传输网,除此之外我们计划采用Harris Stratex公司Eclipse最新系列的微波进行升级原有的点对点的微波通信设备,使之成为微波环网,它是全球第一个融合PDH、SDH和IP等业务的节点和端站应用的微波系统。Eclipse应用灵活,性能可靠,目前已在全球部署超过8万跳,在业界里技术稳定口碑较好。
　　本地传输网中最为重要的三个节点构建成本微波传输环网的三个成环站点,3个站点采用背靠背的连接方式,组成一个闭合的保护环路,每个RAC和ODU配对使用,连接东-西向的下一个节点,这样做的优势在于整个网络,不会因为某条链路中断或者某个节点出现故障,而导致整个网络的瘫痪,能极大的提高系统的稳定性。室内单元采用Eclipse节点型INUe,机架式安装,支持TDM和以太网业务;可升级为1+1热备份,空间/频率分集;TDM业务支持16xE1;以太网接口板具有4xFE端口,支持VLAN隔离功能;室内单元提供双电源保护;通过基于Java的本地和网管工具,Eclipse能方便地实现先进的网络控制和管理,并能对系统进行全面的监控;设备外观坚固耐用,可以安装在任何环境中,而且设备的安装操作、日常维护简易,设计使用寿命可达30年,维护使用成本较低。
　　Eclipse系列节点不仅支持SDH环网保护,还支持在小业务量应用环境下的超级PDH保护环配置,业务切换在INU/INUe上进行。环通过连接单个节点(INU/INUe)的东/西向RAC和ODU的组合实现。当每个节点都连接到两个相邻节点(东西节点)时,形成闭环。在保护环中,有两个业务环,一个为顺时针方向,另一个为逆时针方向。在正常无故障状况下,全部业务都在顺时针主环上传输。如果发生故障,备用的逆时针环将提供所需的保护,业务将在断点的一侧被接到备用环上,在另一侧断开,以便绕过断路,形成绕接。
　　2.2正常工作方式
　　见下图:
　　2.3环断路工作方式
　　如果环发生故障,当环完成绕接操作后,全部业务都可正常运行。在处于绕接状态时,环不具有预防进一步故障的保护机制。因此,在消除导致绕接的条件后,应把环恢复到正常工作条件(即恢复到主环工作状态)。
　　2.4环延迟时间
　　环绕接和恢复不是无损的,如果延迟时间不是问题,则对环的跳数没有实际限制。延迟是环容量和环上跳数的一个函数:容量越高,相同跳数的延迟时间越短。为了避免大多数无法令人接受的延迟情况,跳数不应超过16个。
　　环容量 16×E1 32×E1 75×E1
　　每跳的延迟 0.7毫秒 0.35毫秒 0.17毫秒
　　16跳的延迟 11.2毫秒 5.6毫秒 2.8毫秒
　　2.5环容量的确定
　　在使用PDH环保护链路的时候,需要确定环内每个节点电路的使用情况,必须确切知道每条电路在哪里进入或离开环,因此需确定如下几点信息:
　　环上的节点的数目,以及节点类型(INU或INUe)。
　　环的容量。
　　环的类型(北―南或任意到任意)。
　　每个INU/INUe中的必要插件的位置。
　　在每个节点进入和离开环的电路(E1)的数目。
　　3微波环网在空管本地传输网的意义
　　空管本地传输网络传送的基本业务是标准的2M信号,然后通过空管业务接入平台系统将2M通道进行复用,将各种类型、各种速率的空管业务,包括:语音信号、串口数据信号、网络数据信号、控制及监控信号等复用成标准2M信号以便在空管本地传输网中透明传送,而目前我使用的空管业务接入平台如:NOKIA PCM设备,华为FA16设备、华为FA36设备等均可以支持2M干线层面冗余,因此空管业务可以同时传送在主用的光纤空管本地传输网和应急的微波空管本地传输环上,通过这两个层面的冗余设计可以极大提高空管业务传输的安全性。
　　空管本地传输网络是以光纤为主的网络,有着距离长、容量大的特点,但是在市政施工、及偷盗光缆等原因造成的人为光缆中断也是频频发生,微波通信由于其同样具有频带宽、容量大、可以用于各种电信业务的传送,如电话、电报、数据、传真以及视频等均可通过微波电路传输。微波通信具有良好的抗灾性能,对水灾、风灾以及地震等自然灾害,微波通信一般都不受影响。在近几年的重大的自然灾害频繁发生,汶川地震、玉树地震、华中南水灾等等,都显示了微波通信在应急抗灾方面的独特优势,特别是在空管业务的安全保障方面具有重大意义。因此加强建设空管本地微波传输网络有着其重要的现实需要。
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