武漢工程大學畢業(yè)設計方案.doc

武漢工程大學郵電與信息工程學院武漢工程大學郵電與信息工程學院 畢業(yè)設計 論文 畢業(yè)設計 論文 光傳輸網性能優(yōu)化與仿真研究光傳輸網性能優(yōu)化與仿真研究 Research on Optimization and Simulation of Optical Transmission Network Performance 學生姓名 學 號 專業(yè)班級 指導教師 2013 年年 月月 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 作者聲明作者聲明 本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究 成果 除了文中特別加以標注的地方外 沒有任何剽竊 抄襲 造假等違反學術 道德 學術規(guī)范的行為 也沒有侵犯任何其他人或組織的科研成果及專利 與我 一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了 謝意 如本畢業(yè)設計 論文 引起的法律結果完全由本人承擔 畢業(yè)設計 論文 成果歸武漢工程大學郵電與信息工程學院所有 特此聲明 作者專業(yè) 作者學號 作者簽名 年 月 日 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 摘摘 要要 隨著電信業(yè)市場的競爭日益加劇 促使電信經營者越來越關注網絡質量和安 全 傳輸網絡是保障整個網絡質量的基礎 經過多期大規(guī)模建設和擴容 網絡中 存在的問題逐漸顯示出來 網絡優(yōu)化成為提高網絡質量的唯一途徑 對現(xiàn)有傳輸網絡進行優(yōu)化 就是在現(xiàn)有傳輸網絡上進行數(shù)據采集和評估分析 通過深入分析網絡現(xiàn)狀和業(yè)務模型 從承載業(yè)務類型及流量模式和帶寬分配 網 絡資源利用 網絡安全 光纖和管道資源風險 維護故障分析等諸多方面 提出 優(yōu)化整改方案 從而達到以下目的 1 提高網絡資源利用率 2 增加網絡 容量 解決網絡瓶頸問題 3 使之承載的業(yè)務更豐富 4 提高網絡的安全 性 降低維護成本 5 使管理更為便捷 本論文在討論網絡性能優(yōu)化的必要性以及網絡優(yōu)化實施方案的基礎上 探 討了傳輸網絡性能優(yōu)化的關鍵問題 包括對網絡結構 同步方案 網絡生存性 和多業(yè)務支持能力的優(yōu)化 隨后以某地傳輸網為例 分析了其在網絡結構 同 步方案 網絡生存性和網管系統(tǒng)現(xiàn)狀等方面存在的問題 明確了了對網絡性能 進行優(yōu)化的基本思路并提出了可行的優(yōu)化改造方案 通過網絡性能仿真研究 表明優(yōu)化后的網絡容量 資源利用率和多業(yè)務能力得到顯著的提高 網絡服務 質量得到改善 可滿足當前和未來五年內的業(yè)務發(fā)展需求 關鍵詞 關鍵詞 光傳輸網 性能優(yōu)化 性能仿真 自動交換光網絡 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 Abstract The competition in the telecommunication market has become more and more fierce which cause a result that the service provider pay more attention to the quality and the security of the network The transmission network is the foundation of the whole communication network but due to the mass construction earlier the shortcomings are getting more and clearer and the network optimization is the only way to solve the problem Optimization on the existing transmission network is to estimate and analyze collection data on the network By in depth analyses on current network architecture and service model it puts forward an entire optimization solution on aspects of bore service types traffic model bandwidth allocation network resource efficiency network security optic fiber and channel resource risks as well as maintenance and fault analyses The solution settles the following issues 1 advancing network resource efficiency 2 increasing network capacity for its bottleneck 3 enriching the bore service types 4 improving network security and decreasing maintenance cost 5 making network management more convenient Based on the discussion of necessity of network performance optimization and employment scheme of network optimization this thesis first studied on the key issues about network optimization including optimization of network structure synchronous scheme network survivability and capability of multi service supporting Then 略 technologies after network optimization and the results show that the indexes meet the requirements of present and future 5 years Key Words Optical transmission network Performance optimization Performance simulation ASON Automatic Switched Transport Network 目目 錄錄 第第 1 章章 緒論緒論 1 1 1 國內外光傳輸網發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 1 1 2 本論文的研究內容 1 第第 2 章章 某地光傳輸網的現(xiàn)狀及存在的問題分析某地光傳輸網的現(xiàn)狀及存在的問題分析 2 2 1 光纜及管道現(xiàn)狀 2 2 2 網絡與業(yè)務負荷現(xiàn)狀 3 2 2 1 核心層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀 3 2 2 2 匯聚層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀 4 略 第第 6 章章 總結與展望總結與展望 5 參考文獻參考文獻 6 致謝致謝 7 附錄附錄 主要英文縮寫語對照表主要英文縮寫語對照表 8 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 0 第第 1 章章 緒論緒論 傳輸網是為各類業(yè)務網提供業(yè)務信息傳送手段的基礎設施 是通信網的重要 組成部分 傳輸網的好壞直接制約著通信網的發(fā)展 現(xiàn)在各運營商的本地傳輸網 經過近幾年的快速發(fā)展已初具規(guī)模 為各項業(yè)務的開展提供了必要的通道 但也 存在著一些問題 本章對國內外光傳輸網的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢作了介紹 通過分析 目前光傳輸網存在的問題 提出了光網絡優(yōu)化的必要性 同時對本課題的研究目 的 意義 主要內容及創(chuàng)新點作出了說明 1 11 1 國內外光傳輸網發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢國內外光傳輸網發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 新一代電信傳輸網 是電信傳輸網絡發(fā)展的一個新的階段 是以多波長光傳 輸為主要手段 以 IP 業(yè)務為主要傳輸業(yè)務 在相當長時間內是 IP 業(yè)務和 TDM 業(yè)務共存 以 ASON 為目標的智能光傳輸網絡 它是下一代電信網絡的重要組 成部分 能夠以其高度智能 高度開放 高度生存性一高度可管理性來支撐下一 代電信網 基于 SDH 的多業(yè)務傳送節(jié)點 簡稱 MSTP 在 SDH 原有的 TDM 業(yè)務接入 和交叉連接的基礎上 增加了 ATM 以太網等數(shù)據業(yè)務的接入 交換 統(tǒng)計復 用和傳送等功能 并提供多種業(yè)務接口和統(tǒng)一的網絡管理能力的多業(yè)務節(jié)點 國 外也將 MSTP 稱為多業(yè)務提供平臺 Multi Service Providing Platform MSPP MSTP 通過將傳輸層和數(shù)據鏈路層甚至網絡層功能集成在一個設備中 并進行優(yōu) 化設計 功能上相當于現(xiàn)有的 SDH ATM 交換機 或以太網交換機 在一個 機架內包括 SDH 的 ADM DXC 功能 以太網交換機 ATM 交換機等多種功能 1 1 21 2 本論文的研究內容本論文的研究內容 下文略 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 1 第第 2 章章 某地光傳輸網某地光傳輸網的現(xiàn)狀及存在的問題分析的現(xiàn)狀及存在的問題分析 網絡評估作為網絡優(yōu)化的第一步 工作范圍包括通過對原有網絡進行數(shù)據采 集 現(xiàn)場檢查 并對網絡組網合理性 業(yè)務發(fā)展需求進行掌握和分析 同時和客 戶保持雙向溝通 良性互動 提出適合客戶網絡發(fā)展的優(yōu)化建議 本次光網絡評估優(yōu)化重點是通過對網絡資源和組網的評估 通過一系列的指 標的比較 對全網進行詳細的了解和把握 找出其中存在的瓶頸和風險點 并在 此基礎上提出切實可行的網絡優(yōu)化實施方案 為網絡的后期發(fā)展 優(yōu)化提供全面 系統(tǒng)的數(shù)據參考 某地移動本地網主要為 GSM GPRS 移動基站提供 2M 電路服務 另外提供一 些企業(yè) 網吧等大客戶接入 內部辦公自動化 營業(yè)廳計費等服務 以及少量機 房監(jiān)控等通道服務 整個網絡中心交換機房主要是電信局機房和移動公司機房 兩個節(jié)點完成了除少數(shù)大客戶接入外的所有業(yè)務終結 而且由于移動基站建設的 漸進性 每個接入環(huán) 并且絕大部分接入節(jié)點的業(yè)務通道都向到兩個中心節(jié)點開 放 2 12 1 光纜及管道現(xiàn)狀光纜及管道現(xiàn)狀 某地傳輸網拓撲圖如圖 2 1 所示 STM 16 STM 4 B 1 B 2 B 3 B 4 B 5 C 4 C 1 C 3 STM 16 A 1A 2 C 2 圖圖 2 2 1 1 某地傳輸網拓撲圖某地傳輸網拓撲圖 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 2 經過前期的大力建設 某地傳輸網已經敷設 G 652 光纜共計 1451 53 公里 通信管道集中在市區(qū) 共建 65 36 公里 具體情況如表 2 1 所示 其存在的問題主要為 部分光纜存在較長距離的架空 部分郊區(qū)光纜直埋較 淺 網絡安全性存在很大的隱患 存在匯聚層和接入層混用一條光纜的情況 由 于接入層需要經常增加節(jié)點 網絡調整頻繁 若在施工中出現(xiàn)問題 會導致匯聚 層的癱瘓 表表 2 2 1 1 某地傳輸網光纜狀況統(tǒng)計表某地傳輸網光纜狀況統(tǒng)計表 單位 單位 km 光纜芯數(shù)光纜芯數(shù)直埋直埋架空架空管道管道總計總計 813 613 6 1256 856 8 16586 565 8652 3 2498 698 6 36467 478 9546 3 4037 837 8 4845 845 87 合計1306 665 878 91451 5 依據 ITU T 建議 G 957 的最壞值計算法 2 光功率的計算為 2 1 0 mia gP 下文略 2 22 2 網絡與業(yè)務負荷現(xiàn)狀網絡與業(yè)務負荷現(xiàn)狀 2 2 1 核心層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀核心層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀 某地傳輸網絡 由核心層 匯聚層和接入層三部分組成 核心層由兩端 2 5G 設備組成 用于 VC4 及 VC4 級別以上業(yè)務的調度 匯聚層中 環(huán) B 為 2 5G 兩纖 復用段保護環(huán) 主要承載 B 2 B 3 B 4 至核心節(jié)點 B 1 B 5 BSC 間的電路 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 3 為本地匯聚系統(tǒng) 環(huán) C 為 622M 兩纖復用段保護環(huán) 主要承載城區(qū)各 BTS 至核心 節(jié)點 C 1 BSC 間的電路 為本地匯聚系統(tǒng) 該網絡就充分體現(xiàn)了集中匯聚型業(yè)務 的特點 接入層以 155M 設備為主 接入層的電路業(yè)務全部進行集中匯聚到中心 業(yè)務站點 這樣可以較為方便的實現(xiàn)網絡業(yè)務的及時開通和拓展 其中 A 1 B 1 和 C 1 在一個機房 A 2 和 B 5 在一個機房 按照分層的概念 把上述網絡分為三個層次進行分析 1 網絡資源利用率 網絡資源利用率 A 1 到 A 2 之間系統(tǒng)最大容量可滿足兩節(jié)點間開通 16 STM 1 目前己開通 6 個 63 2M 電路 系統(tǒng)資源占用率 37 5 冗余度 62 5 1 匯聚層節(jié)點的選擇 一般依據地理區(qū)域的分布或行政區(qū)域的劃分將本 地傳輸網分為若干個匯聚區(qū) 選擇一些機房條件好 業(yè)務發(fā)展?jié)摿Υ?可輻射其 他節(jié)點的站點設置匯聚點 建議以縣 包括縣級市 為匯聚區(qū) 在縣轄區(qū)內選擇 重點鎮(zhèn)作為匯聚點 2 匯聚環(huán)上節(jié)點數(shù)量的調整 節(jié)點數(shù)不宜太多 一般為 4 6 個 3 匯聚層可以采用 2 纖或 4 纖的復用段保護環(huán)或通道保護環(huán) 傳輸速率 建議為 2 5Gbit s 或 10Gbit s 對于平均分配的業(yè)務 可以采用 2 纖或 4 纖的復用 段保護環(huán) 如果有匯聚型的業(yè)務 則 2 纖通道保護環(huán)在業(yè)務配置和調度 保護倒 換等方面都比復用段保護環(huán)簡單和容易 更適合在匯聚型的業(yè)務中使用 13 2 網絡存在的問題 網絡存在的問題 核心層所承載的電路主要是 MSC BSC 間的電路 現(xiàn)已開通 378 個 2M 電路 從系統(tǒng)承載的電路類型看 對系統(tǒng)安全性的要求極高 從系統(tǒng)的保護方式及冗余 度看 日前網絡的安全性處于優(yōu)良狀態(tài) 但是 由于所承載電路的重要性 仍要 考慮在其他層面提供本系統(tǒng)的備份路由 以更好的保證所承載電路的安全性 2 2 2 匯聚層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀匯聚層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀 下文略 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 4 第第 6 章章 總結與展望總結與展望 本文對某地傳輸網的現(xiàn)狀和存在的問題從網絡結構 網絡同步和網管系統(tǒng)方 面進行了分析研究 針對某地傳輸網的實際需求 制定了適合當?shù)貍鬏斁W優(yōu)化建 設的方案 分析結果表明 本地傳輸網優(yōu)化方案很好的解決了本地傳輸網的實際 問題 本論文完成的主要工作有 1 在明確網絡優(yōu)化的概念的基礎上 對網絡的拓撲結構 同步 生存性 和對多業(yè)務的支持等網絡優(yōu)化中的關鍵問題進行了討論和分析 2 以某地傳輸網為例 針對現(xiàn)有網絡在拓撲結構 資源利用率 時鐘同 步和網管系統(tǒng)方面存在的問題 闡明了進行網絡性能優(yōu)化的必要性 并提出了可 行的優(yōu)化改造方案 3 對優(yōu)化后的網絡性能進行了仿真研究 表明優(yōu)化后的網絡容量 資源 利用率和多業(yè)務能力得到顯著的提高 網絡服務質量得到改善 本論文還存在以下不足 對于網絡性能的探討僅以業(yè)務質量 即誤碼率作 為衡量的指標 而未探討光層的性能 如光功率 波長以及光信噪比等 此外 隨著對多業(yè)務平臺開發(fā)和研究的進一步深化 多業(yè)務平臺的智能化也被提到議事 日程上來 而本文對網絡的智能化未作深入探討 武漢工程大學郵電與信息工程學院畢業(yè)設計 論文 5 參考文獻參考文獻 1 馬永源 馬力 電信規(guī)劃方法 M 北京 北京郵電大學出版社 2001 2 徐世中 波分復用光傳送網中選路和波長分配算法的研究 D 成都 電子科技大學 2000 24 27 3 馮西橋 核反應堆壓力管道與壓力容器的 LBB 分析 R 北京 清華大學核能技術設計研 究院 1997 67 70 4 尚曉波 胡修林 楊靈 兩種偽隨機碼同步捕獲方法的性能比較 J 通信技術 2001 9 90 93 5 Kim J H John Y M Byun Y T All optical XOR Gate Using Semiconductor Optical Amplifiers without Additional Input Beam J IEEE Photonics Technology Letters 2002 10 42 45 6 王志功 光纖傳輸系統(tǒng)超高速集成電路設計 2001 全國光電子器件與集成技術會議論文集 C 信息產業(yè)部