光傳輸網(wǎng)性能優(yōu)化與仿真研究畢業(yè)論文

1、光傳輸網(wǎng)性能優(yōu)化與仿真研究光傳輸網(wǎng)性能優(yōu)化與仿真研究research on optimization and simulation of optical摘摘 要要隨著電信業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，促使電信經(jīng)營(yíng)者越來越關(guān)注網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和安全。傳輸網(wǎng)絡(luò)是保障整個(gè)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的基礎(chǔ)，經(jīng)過多期大規(guī)模建設(shè)和擴(kuò)容，網(wǎng)絡(luò)中存在的問題逐漸顯示出來，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成為提高網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的唯一途徑。對(duì)現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，就是在現(xiàn)有傳輸網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和評(píng)估分析，通過深入分析網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀和業(yè)務(wù)模型，從承載業(yè)務(wù)類型及流量模式和帶寬分配、網(wǎng)絡(luò)資源利用、網(wǎng)絡(luò)安全、光纖和管道資源風(fēng)險(xiǎn)、維護(hù)故障分析等諸多方面，提出優(yōu)化整改方案。從而達(dá)到以下目的：（

2、1）提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率；（2）增加網(wǎng)絡(luò)容量，解決網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題；（3）使之承載的業(yè)務(wù)更豐富；（4）提高網(wǎng)絡(luò)的安全性，降低維護(hù)成本；（5）使管理更為便捷。本論文在討論網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的必要性以及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)施方案的基礎(chǔ)上，探討了傳輸網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化的關(guān)鍵問題，包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、同步方案、網(wǎng)絡(luò)生存性和多業(yè)務(wù)支持能力的優(yōu)化；隨后以某地傳輸網(wǎng)為例，分析了其在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、同步方案、網(wǎng)絡(luò)生存性和網(wǎng)管系統(tǒng)現(xiàn)狀等方面存在的問題，明確了了對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)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(wǎng)絡(luò)性能仿真研究，表明優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)容量、資源利用率和多業(yè)務(wù)能力得到顯著的提高，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量得到改善，可滿足當(dāng)前和未來五年內(nèi)的業(yè)務(wù)發(fā)展

3、需求。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：光傳輸網(wǎng)；性能優(yōu)化；性能仿真；自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)abstractthe 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 communic

4、ation 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

5、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.

6、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

7、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 su

8、pporting. 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

9、.11.1 國(guó)內(nèi)外光傳輸網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì).11.2 本論文的研究?jī)?nèi)容.1第第 2 章章 某地光傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問題分析某地光傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀及存在的問題分析.22.1 光纜及管道現(xiàn)狀.22.2 網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)負(fù)荷現(xiàn)狀.32.2.1 核心層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀.32.2.2 匯聚層傳輸系統(tǒng)現(xiàn)狀.4（略）第第 6 章章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望.5參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).6致謝致謝.7附錄附錄 主要英文縮寫語(yǔ)對(duì)照表主要英文縮寫語(yǔ)對(duì)照表.8第第 1 章章 緒論緒論傳輸網(wǎng)是為各類業(yè)務(wù)網(wǎng)提供業(yè)務(wù)信息傳送手段的基礎(chǔ)設(shè)施，是通信網(wǎng)的重要組成部分，傳輸網(wǎng)的好壞直接制約著通信網(wǎng)的發(fā)展。現(xiàn)在各運(yùn)營(yíng)商的本地傳輸網(wǎng)經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展已初

10、具規(guī)模，為各項(xiàng)業(yè)務(wù)的開展提供了必要的通道，但也存在著一些問題。本章對(duì)國(guó)內(nèi)外光傳輸網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)作了介紹，通過分析目前光傳輸網(wǎng)存在的問題，提出了光網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的必要性。同時(shí)對(duì)本課題的研究目的、意義、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)作出了說明。1.11.1 國(guó)內(nèi)外光傳輸網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)國(guó)內(nèi)外光傳輸網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)新一代電信傳輸網(wǎng)，是電信傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)新的階段，是以多波長(zhǎng)光傳輸為主要手段、以 ip 業(yè)務(wù)為主要傳輸業(yè)務(wù)（在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)是 ip 業(yè)務(wù)和 tdm業(yè)務(wù)共存） 、以 ason 為目標(biāo)的智能光傳輸網(wǎng)絡(luò)。它是下一代電信網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)。

11、基于 sdh 的多業(yè)務(wù)傳送節(jié)點(diǎn)（簡(jiǎn)稱 mstp） ，在 sdh 原有的 tdm 業(yè)務(wù)接入和交叉連接的基礎(chǔ)上，增加了 atm、以太網(wǎng)等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入、交換、統(tǒng)計(jì)復(fù)用和傳送等功能，并提供多種業(yè)務(wù)接口和統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理能力的多業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)。國(guó)外也將 mstp 稱為多業(yè)務(wù)提供平臺(tái)（multi-service providing platform，mspp） 。mstp 通過將傳輸層和數(shù)據(jù)鏈路層甚至網(wǎng)絡(luò)層功能集成在一個(gè)設(shè)備中，并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，功能上相當(dāng)于現(xiàn)有的“sdh+atm 交換機(jī)（或以太網(wǎng)交換機(jī)） ” ，在一個(gè)機(jī)架內(nèi)包括 sdh 的 adm/dxc 功能、以太網(wǎng)交換機(jī)、atm 交換機(jī)等多種功能1。1.21

12、.2 本論文的研究?jī)?nèi)容本論文的研究?jī)?nèi)容（下文略）第第 2 章章 某地光傳輸網(wǎng)某地光傳輸網(wǎng)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(wǎng)絡(luò)評(píng)估作為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的第一步，工作范圍包括通過對(duì)原有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場(chǎng)檢查，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)合理性、業(yè)務(wù)發(fā)展需求進(jìn)行掌握和分析，同時(shí)和客戶保持雙向溝通，良性互動(dòng)，提出適合客戶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的優(yōu)化建議。本次光網(wǎng)絡(luò)評(píng)估優(yōu)化重點(diǎn)是通過對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源和組網(wǎng)的評(píng)估，通過一系列的指標(biāo)的比較，對(duì)全網(wǎng)進(jìn)行詳細(xì)的了解和把握，找出其中存在的瓶頸和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上提出切實(shí)可行的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)施方案，為網(wǎng)絡(luò)的后期發(fā)展、優(yōu)化提供全面、系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參考。某地移動(dòng)本地網(wǎng)主要為 gsm/gprs 移動(dòng)基站提

13、供 2m 電路服務(wù)，另外提供一些企業(yè)、網(wǎng)吧等大客戶接入、內(nèi)部辦公自動(dòng)化、營(yíng)業(yè)廳計(jì)費(fèi)等服務(wù)、以及少量機(jī)房監(jiān)控等通道服務(wù)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中心交換機(jī)房主要是電信局機(jī)房和移動(dòng)公司機(jī)房，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)完成了除少數(shù)大客戶接入外的所有業(yè)務(wù)終結(jié)。而且由于移動(dòng)基站建設(shè)的漸進(jìn)性，每個(gè)接入環(huán)，并且絕大部分接入節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)通道都向到兩個(gè)中心節(jié)點(diǎn)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(wǎng)拓?fù)鋱D如圖 2.1 所示。stm-16stm-4b-1b-2b-3b-4b-5c-4c-1c-3stm-16a-1a-2c-2圖圖 2.2.1 1 某地傳輸網(wǎng)拓?fù)鋱D某地傳輸網(wǎng)拓?fù)鋱D經(jīng)過前期的大力建設(shè)，某地傳輸網(wǎng)已經(jīng)敷設(shè) g.652 光

14、纜共計(jì) 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(zhǎng)距離的架空，部分郊區(qū)光纜直埋較淺，網(wǎng)絡(luò)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(jīng)常增加節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)調(diào)整頻繁，若在施工中出現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致匯聚層的癱瘓。表表 2.2.1 1 某地傳輸網(wǎng)光纜狀況統(tǒng)計(jì)表某地傳輸網(wǎng)光纜狀況統(tǒng)計(jì)表 （單位：（單位：km）光纜芯數(shù)直埋架空管道總計(jì)813.613.61256.856.816586.565.8652.32498.698.636467.478.9546.34037.837.84845.845.87

15、合計(jì)1306.665.878.91451.5依據(jù) itu-t 建議 g.957 的最壞值計(jì)算法2，光功率的計(jì)算為 （2.1）0)()()(miagp（下文略）2.22.2 網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)負(fù)荷現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)負(fù)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(wǎng)絡(luò)，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(shè)備組成，用于 vc4 及 vc4 級(jí)別以上業(yè)務(wù)的調(diào)度。匯聚層中，環(huán) b 為 2.5g 兩纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)，主要承載 b-2、b-3、b-4 至核心節(jié)點(diǎn) b-1、b-5 bsc 間的電路，為本地匯聚系統(tǒng)；環(huán) c 為 622m 兩纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)，主要承載城區(qū)各 bts 至核心

16、節(jié)點(diǎn) c-1 bsc 間的電路，為本地匯聚系統(tǒng)。該網(wǎng)絡(luò)就充分體現(xiàn)了集中匯聚型業(yè)務(wù)的特點(diǎn)。接入層以 155m 設(shè)備為主，接入層的電路業(yè)務(wù)全部進(jìn)行集中匯聚到中心業(yè)務(wù)站點(diǎn)，這樣可以較為方便的實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的及時(shí)開通和拓展。其中 a-1、b-1 和 c-1 在一個(gè)機(jī)房，a-2 和 b-5 在一個(gè)機(jī)房，按照分層的概念把上述網(wǎng)絡(luò)分為三個(gè)層次進(jìn)行分析：1網(wǎng)絡(luò)資源利用率網(wǎng)絡(luò)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(diǎn)間開通 16stm-1，目前己開通6 個(gè) 632m 電路，系統(tǒng)資源占用率 37.5%,冗余度 62.5%。（1）匯聚層節(jié)點(diǎn)的選擇。一般依據(jù)地理區(qū)域的分布或行政區(qū)域的劃分將本地傳輸網(wǎng)分為

17、若干個(gè)匯聚區(qū)，選擇一些機(jī)房條件好、業(yè)務(wù)發(fā)展?jié)摿Υ蟆⒖奢椛淦渌?jié)點(diǎn)的站點(diǎn)設(shè)置匯聚點(diǎn)。建議以縣（包括縣級(jí)市）為匯聚區(qū)，在縣轄區(qū)內(nèi)選擇重點(diǎn)鎮(zhèn)作為匯聚點(diǎn)；（2）匯聚環(huán)上節(jié)點(diǎn)數(shù)量的調(diào)整，節(jié)點(diǎn)數(shù)不宜太多，一般為 46 個(gè)；（3）匯聚層可以采用 2 纖或 4 纖的復(fù)用段保護(hù)環(huán)或通道保護(hù)環(huán)，傳輸速率建議為 2.5gbit/s 或 10gbit/s。對(duì)于平均分配的業(yè)務(wù)，可以采用 2 纖或 4 纖的復(fù)用段保護(hù)環(huán)。如果有匯聚型的業(yè)務(wù)，則 2 纖通道保護(hù)環(huán)在業(yè)務(wù)配置和調(diào)度、保護(hù)倒換等方面都比復(fù)用段保護(hù)環(huán)簡(jiǎn)單和容易，更適合在匯聚型的業(yè)務(wù)中使用13。2網(wǎng)絡(luò)存在的問題網(wǎng)絡(luò)存在的問題核心層所承載的電路主要是 msc,bsc

18、間的電路，現(xiàn)已開通 378 個(gè) 2m 電路。從系統(tǒng)承載的電路類型看，對(duì)系統(tǒng)安全性的要求極高，從系統(tǒng)的保護(hù)方式及冗余度看，日前網(wǎng)絡(luò)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）第第 6 章章 總結(jié)與展望總結(jié)與展望本文對(duì)某地傳輸網(wǎng)的現(xiàn)狀和存在的問題從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)同步和網(wǎng)管系統(tǒng)方面進(jìn)行了分析研究，針對(duì)某地傳輸網(wǎng)的實(shí)際需求，制定了適合當(dāng)?shù)貍鬏斁W(wǎng)優(yōu)化建設(shè)的方案，分析結(jié)果表明，本地傳輸網(wǎng)優(yōu)化方案很好的解決了本地傳輸網(wǎng)的實(shí)際問題。本論文完成的主要工作有：（1）在明確網(wǎng)絡(luò)優(yōu)

19、化的概念的基礎(chǔ)上，對(duì)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、同步、生存性和對(duì)多業(yè)務(wù)的支持等網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的關(guān)鍵問題進(jìn)行了討論和分析；（2）以某地傳輸網(wǎng)為例，針對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、資源利用率、時(shí)鐘同步和網(wǎng)管系統(tǒng)方面存在的問題，闡明了進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)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(duì)優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行了仿真研究，表明優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)容量、資源利用率和多業(yè)務(wù)能力得到顯著的提高，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量得到改善。隨著對(duì)多業(yè)務(wù)平臺(tái)開發(fā)和研究的進(jìn)一步深化，多業(yè)務(wù)平臺(tái)的智能化也被提到議事日程上來。（略）參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1 馬永源, 馬力. 電信規(guī)劃方法m. 北京: 北京郵電大學(xué)出版社, 2001. 2 徐世中. 波分復(fù)用光傳送網(wǎng)中選路

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