交換機(jī)采用155Mbit/s中繼對通信網(wǎng)絡(luò)帶來的影響

在當(dāng)今通信領(lǐng)域激烈競爭的時(shí)代，各通信運(yùn)營商面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。為了在競爭中立于不敗之地，必須不斷地改進(jìn)自己的網(wǎng)絡(luò)，使其具有靈活快速提供業(yè)務(wù)的能力，同時(shí)要不斷降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營維護(hù)管理的成本。簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使其易于擴(kuò)展、易于網(wǎng)絡(luò)話務(wù)規(guī)劃、最大限度的利用網(wǎng)絡(luò)資源是降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營成本的重要途徑，是電信運(yùn)營商非常關(guān)注的問題。

　　下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN-Next Generation Network）,它是一種可以提供語音、數(shù)據(jù)和多媒體等業(yè)務(wù)的綜合開放的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)它也是基于統(tǒng)一協(xié)議的分組網(wǎng)絡(luò),無疑是實(shí)現(xiàn)上述要求理想化的網(wǎng)絡(luò)。但對于傳統(tǒng)運(yùn)營商來說，他們已經(jīng)擁有一個(gè)龐大的電信網(wǎng)絡(luò)，不可能拋棄現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)去構(gòu)架一個(gè)全新的網(wǎng)絡(luò)，因此在研究和實(shí)驗(yàn)下一帶網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，注重在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的改造，不僅可以提高企業(yè)效益同時(shí)也為未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展奠定一個(gè)良好的基礎(chǔ)。

　　從80年代初開始，我國的通信業(yè)得到了前所未有的發(fā)展，截止到2001年11月底，我國已有電話交換機(jī)3.17億門，但比起發(fā)達(dá)國家的水平，我國的話音業(yè)務(wù)仍然有很大的發(fā)展空間。因此對傳統(tǒng)交換機(jī)的改造仍具有現(xiàn)實(shí)意義。在傳統(tǒng)的電路交換機(jī)中用STM-1 （155Mbit/s）中繼接口取代2Mbit/s中繼接口，意義重大。技術(shù)的發(fā)展也為我們提供了這種可能性。

　　2 交換機(jī)采用2Mbit/s 中繼的背景

　　現(xiàn)在這種ＰＳＴＮ網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，有著它的歷史原因。在90年代初期以前，數(shù)字傳輸設(shè)備是建立在PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，為了連接交換機(jī)到PDH傳輸設(shè)備上，在交換機(jī)側(cè)需要大量的符合基群速率的終端設(shè)備，即符合ITU-T標(biāo)準(zhǔn)的2048kbit/s (2M) 交換終端電路（如S1240的DTM中繼模塊，AXE10的ETC模塊）和符合ANSI標(biāo)準(zhǔn)的1544kbit/s交換終端電路等。當(dāng)時(shí)這種連接有著他的合理性和必然性。交換機(jī)和傳輸網(wǎng)的連接如圖1所示。

圖1 交換機(jī)和傳輸網(wǎng)通過PDH 2M鏈路連接

　　PDH最初引入是為了改進(jìn)和替代老式的模擬頻分復(fù)用器系統(tǒng)，但很快被發(fā)現(xiàn)PDH管理困難、造價(jià)高、應(yīng)用范圍窄，且缺乏在光層面上的連接標(biāo)準(zhǔn)，因此90年代初期，SDH（Synchronous Digital Hierarchy）標(biāo)準(zhǔn)被首先引入了傳輸系統(tǒng)。當(dāng)SDH最初引入到傳輸網(wǎng)絡(luò)時(shí)， 2Mbit/s的PDH鏈路仍然被用于網(wǎng)絡(luò)和電話交換機(jī)的連接。見圖2

圖2 交換機(jī)通過2Mbit/s中繼與SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的連接

　　3　2Mbit/s中繼與155Mbit/s中繼的對比

　　無論是PDH傳輸網(wǎng)還是SDH傳輸網(wǎng)，交換機(jī)采用2Mbit/s中繼與其連接都需要大量的硬件設(shè)備，包括電纜和DDF設(shè)備。

　　SDH技術(shù)的出現(xiàn)，為交換網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)創(chuàng)造了條件，因此各交換機(jī)設(shè)備供應(yīng)商都在交換機(jī)一側(cè)開發(fā)了SDH接口，即155Mbit/s中繼模塊，如愛立信公司AXE10 ET155 ETSI模塊，阿爾卡特公司 S-1240的SLK模塊和華為公司C&C08 的 STU模塊 。采用155Mbit/s中繼帶來的好處是：

　　a) 大大的簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，交換機(jī)可以直接連到傳輸網(wǎng)上。
　　b) 交換機(jī)的63個(gè)2Mbit/s終端電路以及它的機(jī)框、機(jī)架都由單一的155Mbit/s的終端電路代替。
　　c) 252條2Mbit/s電纜只需要用4條STM-1光纖或電纜代替。減少了出線的難度.
　　d) 由于電纜的減少，也大大的減少了數(shù)字配線架DDF的數(shù)量。
　　e) 不再需要同步低端復(fù)用設(shè)備
　　f) 硬件設(shè)備的減少同時(shí)也意味著，減少了機(jī)房占用面積，降低了能源消耗。

　　以AXE10交換機(jī)為例對2Mbit/s中繼模塊（ETC5）和155Mbit/s中繼模塊（ETC155）作一對比可以看出，同樣的機(jī)柜，ETC155的等效E1數(shù)量是ETC5的４倍，而耗電量只有２倍。一個(gè)128k的滿容量的匯接交換機(jī)，如采用2Mbit/s中繼，需要４５個(gè)機(jī)架，采用155Mbit/s中繼，只需２１個(gè)機(jī)架。也就是說, 10萬線的匯接局，2Mbit/s中繼機(jī)架需要32個(gè)，而155Mbit/s中繼機(jī)架只需要8個(gè)。機(jī)房的使用面積減少一倍還要多。耗電量至少降低三分之一。中繼電纜由3334根減少為53根。我們暫且不考慮電纜的費(fèi)用，我們只要看一下現(xiàn)狀，大量的電纜在假地板底下，對通風(fēng)造成了影響，因而不得不用增加空調(diào)的制冷量解決交換機(jī)對環(huán)境的要求。同時(shí)電纜要從交換機(jī)房布放到傳輸機(jī)房，需占用大量樓層間的通道，通道的資源對我們來說比機(jī)房的面積還要寶貴，已經(jīng)有很多機(jī)房樓出現(xiàn)這樣的問題，由于通道資源不足，只好用昂貴的2.5G傳輸設(shè)備作為樓層間的過橋電纜來使用。再來看一下傳輸機(jī)房，采用2Mbit/s接口，需要整列的數(shù)字配線架，而采用155Mbit/s接口，只需要一個(gè)同軸柜，在傳輸設(shè)備一側(cè)也不再需要2Mbit/s的復(fù)用器設(shè)備，大大的減少了對傳輸機(jī)房的占用。

　　155Mbit/s中繼的優(yōu)越性還不止于此，它的實(shí)施減少了硬件安裝工作量，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，易于維護(hù)和管理。網(wǎng)絡(luò)連接見圖3。與前面兩圖所示容量相同的情況下，結(jié)構(gòu)簡單清晰得多。

圖3 交換機(jī)直接通過 STM-1(155Mbit/s)接口與傳輸網(wǎng)相連

　　4 實(shí)施155Mbit/s中繼需要注意的問題

　　（1）網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性

　　由于一個(gè)155Mbit/s中繼最多可包含有1890條中繼，一旦出現(xiàn)故障，其影響面要比一個(gè)2Mbit/s中繼出現(xiàn)故障大的多，因此如何保證網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性是采用155Mbit/s中繼首先要考慮的問題。各個(gè)交換機(jī)設(shè)備供應(yīng)商在開發(fā)155Mbit/s中繼模塊時(shí)在鏈路層和設(shè)備層都采用了不同的安全機(jī)制，有些交換機(jī)采用N+1備份，當(dāng)一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)，可以自動(dòng)切換到備用設(shè)備上，有些則采用 MSP 1+1保護(hù)。 除了模塊本身的保護(hù)機(jī)制外，在網(wǎng)絡(luò)的組織上要考慮分散度，如一個(gè)局向的中繼線要分散在不同的155Mbit/s中繼模塊，每個(gè)155Mb/s中繼模塊要分配到不同的物理路由。即在路由的組織上要有充分的安全保證。

　　（2） 要有可靈活調(diào)度的傳輸網(wǎng)絡(luò)支撐
采用155Mb/s中繼，不同局向的中繼調(diào)配要在很大程度上依賴于傳輸網(wǎng)，因此在傳輸網(wǎng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)上，如網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，DACS容量和數(shù)量的確定，接口類型及其數(shù)量等都要結(jié)合交換機(jī)155Mbit/s中繼的使用情況來考慮。

　?。?） 時(shí)隙安排和支路編號(hào)

　　在使用中為了操作方便需要對63條E1進(jìn)行編號(hào),由于在ITU-T的規(guī)范中,沒有具體對E1的編號(hào)和支路在光路中的位置的對應(yīng)關(guān)系作明確的規(guī)定,所以不同設(shè)備供應(yīng)商分別按照復(fù)用前和復(fù)用后兩種方式對E1進(jìn)行編號(hào),因此也就出現(xiàn)了兩種E1的編號(hào)方式,編號(hào)不一致不會(huì)造成設(shè)備對接問題,但是會(huì)造成維護(hù)的不方便,一旦分配電路時(shí)出現(xiàn)人為的差錯(cuò), 糾正起來非常困難，因此在實(shí)施前統(tǒng)一不同交換機(jī)和傳輸設(shè)備的編號(hào)是十分重要的工作。

　?。?） 嚴(yán)格的管理和業(yè)務(wù)調(diào)度

　　由于目前交換網(wǎng)155Mbit/s中繼和2Mbit/s中繼并存,并且仍以2Mbit/s為主，在傳輸網(wǎng)絡(luò)中要通過多個(gè)SDH環(huán),在配置電路時(shí), 要有嚴(yán)格的管理程序，在傳輸生成電路時(shí)，全程測試是不可忽視的環(huán)節(jié)。

　　網(wǎng)絡(luò)的變革是一個(gè)逐步演進(jìn)的過程，傳輸網(wǎng)絡(luò)正在向智能化平臺(tái)和提供多種業(yè)務(wù)接口的方向發(fā)展。傳輸技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了交換機(jī)技術(shù)的變革，而交換機(jī)技術(shù)的變革又改變了傳輸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，通信網(wǎng)絡(luò)就是在這種相互作用下不斷得到發(fā)展。