交换机采用155Mbit/s中继对通信网络带来的影响

在当今通信领域激烈竞争的时代，各通信运营商面临着严峻的挑战。为了在竞争中立于不败之地，必须不断地改进自己的网络，使其具有灵活快速提供业务的能力，同时要不断降低网络运营维护管理的成本。简化网络结构，使其易于扩展、易于网络话务规划、最大限度的利用网络资源是降低网络运营成本的重要途径，是电信运营商非常关注的问题。
 

　　下一代网络（NGN-Next Generation Network）,它是一种可以提供语音、数据和多媒体等业务的综合开放的网络架构，是业务驱动的网络，同时它也是基于统一协议的分组网络,无疑是实现上述要求理想化的网络。但对于传统运营商来说，他们已经拥有一个庞大的电信网络，不可能抛弃现有的网络去构架一个全新的网络，因此在研究和实验下一带网络的同时，注重在现有网络基础上的改造，不仅可以提高企业效益同时也为未来网络的发展奠定一个良好的基础。
 

　　从80年代初开始，我国的通信业得到了前所未有的发展，截止到2001年11月底，我国已有电话交换机3.17亿门，但比起发达国家的水平，我国的话音业务仍然有很大的发展空间。因此对传统交换机的改造仍具有现实意义。在传统的电路交换机中用STM-1 （155Mbit/s）中继接口取代2Mbit/s中继接口，意义重大。技术的发展也为我们提供了这种可能性。
 

　2 交换机采用2Mbit/s 中继的背景

　　现在这种ＰＳＴＮ网络结构的形成，有着它的历史原因。在90年代初期以前，数字传输设备是建立在PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）技术标准上，为了连接交换机到PDH传输设备上，在交换机侧需要大量的符合基群速率的终端设备，即符合ITU-T标准的2048kbit/s (2M) 交换终端电路（如S1240的DTM中继模块，AXE10的ETC模块）和符合ANSI标准的1544kbit/s交换终端电路等。当时这种连接有着他的合理性和必然性。交换机和传输网的连接如图1所示。

图1 交换机和传输网通过PDH 2M链路连接
 

　　PDH最初引入是为了改进和替代老式的模拟频分复用器系统，但很快被发现PDH管理困难、造价高、应用范围窄，且缺乏在光层面上的连接标准，因此90年代初期，SDH（Synchronous Digital Hierarchy）标准被首先引入了传输系统。当SDH最初引入到传输网络时， 2Mbit/s的PDH链路仍然被用于网络和电话交换机的连接。见图2

图2 交换机通过2Mbit/s中继与SDH传输网络的连接

3　2Mbit/s中继与155Mbit/s中继的对比

　　无论是PDH传输网还是SDH传输网，交换机采用2Mbit/s中继与其连接都需要大量的硬件设备，包括电缆和DDF设备。
 

　　SDH技术的出现，为交换网络的改进创造了条件，因此各交换机设备供应商都在交换机一侧开发了SDH接口，即155Mbit/s中继模块，如爱立信公司AXE10 ET155 ETSI模块，阿尔卡特公司 S-1240的SLK模块和华为公司C&C08 的 STU模块 。采用155Mbit/s中继带来的好处是：
 

　　a) 大大的简化了网络结构，交换机可以直接连到传输网上。
　　b) 交换机的63个2Mbit/s终端电路以及它的机框、机架都由单一的155Mbit/s的终端电路代替。
　　c) 252条2Mbit/s电缆只需要用4条STM-1光纤或电缆代替。减少了出线的难度.
　　d) 由于电缆的减少，也大大的减少了数字配线架DDF的数量。
　　e) 不再需要同步低端复用设备
　　f) 硬件设备的减少同时也意味着，减少了机房占用面积，降低了能源消耗。
 

　　以AXE10交换机为例对2Mbit/s中继模块（ETC5）和155Mbit/s中继模块（ETC155）作一对比可以看出，同样的机柜，ETC155的等效E1数量是ETC5的４倍，而耗电量只有２倍。一个128k的满容量的汇接交换机，如采用2Mbit/s中继，需要４５个机架，采用155Mbit/s中继，只需２１个机架。也就是说, 10万线的汇接局，2Mbit/s中继机架需要32个，而155Mbit/s中继机架只需要8个。机房的使用面积减少一倍还要多。耗电量至少降低三分之一。中继电缆由3334根减少为53根。我们暂且不考虑电缆的费用，我们只要看一下现状，大量的电缆在假地板底下，对通风造成了影响，因而不得不用增加空调的制冷量解决交换机对环境的要求。同时电缆要从交换机房布放到传输机房，需占用大量楼层间的通道，通道的资源对我们来说比机房的面积还要宝贵，已经有很多机房楼出现这样的问题，由于通道资源不足，只好用昂贵的2.5G传输设备作为楼层间的过桥电缆来使用。再来看一下传输机房，采用2Mbit/s接口，需要整列的数字配线架，而采用155Mbit/s接口，只需要一个同轴柜，在传输设备一侧也不再需要2Mbit/s的复用器设备，大大的减少了对传输机房的占用。
 

　　155Mbit/s中继的优越性还不止于此，它的实施减少了硬件安装工作量，网络结构清晰，易于维护和管理。网络连接见图3。与前面两图所示容量相同的情况下，结构简单清晰得多。

图3 交换机直接通过 STM-1(155Mbit/s)接口与传输网相连

　4 实施155Mbit/s中继需要注意的问题

 

　　（1）网络的安全性和可靠性
 

　　由于一个155Mbit/s中继最多可包含有1890条中继，一旦出现故障，其影响面要比一个2Mbit/s中继出现故障大的多，因此如何保证网络运行的安全性是采用155Mbit/s中继首先要考虑的问题。各个交换机设备供应商在开发155Mbit/s中继模块时在链路层和设备层都采用了不同的安全机制，有些交换机采用N+1备份，当一个模块出现故障时，可以自动切换到备用设备上，有些则采用 MSP 1+1保护。 除了模块本身的保护机制外，在网络的组织上要考虑分散度，如一个局向的中继线要分散在不同的155Mbit/s中继模块，每个155Mb/s中继模块要分配到不同的物理路由。即在路由的组织上要有充分的安全保证。
 

　　（2） 要有可灵活调度的传输网络支撑
采用155Mb/s中继，不同局向的中继调配要在很大程度上依赖于传输网，因此在传输网的规划和设计上，如网络结构，DACS容量和数量的确定，接口类型及其数量等都要结合交换机155Mbit/s中继的使用情况来考虑。
 

　　（3） 时隙安排和支路编号
 

　　在使用中为了操作方便需要对63条E1进行编号,由于在ITU-T的规范中,没有具体对E1的编号和支路在光路中的位置的对应关系作明确的规定,所以不同设备供应商分别按照复用前和复用后两种方式对E1进行编号,因此也就出现了两种E1的编号方式,编号不一致不会造成设备对接问题,但是会造成维护的不方便,一旦分配电路时出现人为的差错, 纠正起来非常困难，因此在实施前统一不同交换机和传输设备的编号是十分重要的工作。
 

　　（4） 严格的管理和业务调度
 

　　由于目前交换网155Mbit/s中继和2Mbit/s中继并存,并且仍以2Mbit/s为主，在传输网络中要通过多个SDH环,在配置电路时, 要有严格的管理程序，在传输生成电路时，全程测试是不可忽视的环节。
 

　　网络的变革是一个逐步演进的过程，传输网络正在向智能化平台和提供多种业务接口的方向发展。传输技术的发展促进了交换机技术的变革，而交换机技术的变革又改变了传输网络的结构，通信网络就是在这种相互作用下不断得到发展。