【硕士论文】基于SDH专网的接入网系统设计与实现.pdf

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1、摘要以实时操作系统为平台进行嵌入式接入网接口协议开发是非常有前景的领域，具有深远的理论研究和实践应用价值。本文的研究课题——Melit2.5G光纤综合业务传输网平台上的嵌入式接入网接口协议研究与设计正是在此背景下提出的，对模拟电话用户和ISDN用户的集线能力带来改善。开展的工作主要体现在以下几个方面：分析目前Melit系统解决方案存在的问题，提出新的V5解决方案，并进行比较；研究嵌入式系统构架和实时操作系统；深入分析接入网接口通信协议；论述基于实时操作系统的嵌入式接入网V5接口系统的关键技术以及系统实现；探讨V5接口系统分类测试以及测试结

2、果并且对测试结果进行总结。本文首先分析研究了嵌入式系统，分析了嵌入式系统构架，NucleusPLUS嵌入式系统的设计方法，系统组成，同时深入研究V5接口协议结构组成。其次，在接入网V5接口系统的关键技术上以通信有限状态机为基础，采用一套精心设计的数据结构、系统的任务划分机制，消息传递机制和内存管理机制以及多定时器支持等关键技术。按照系统模块划分方案，实现基于实时操作系统的嵌入式接入网V5接口系统。同时，简单介绍了SDH总体的结构，分别对FXO∕FXS单版硬件结构和ISDN接口模块设计做一定论述。为确保本地数字交换机和接入网设备之间的正常工

3、作，对各种设备的V5接口进行协议一致性测试和设备互通性测试是十分必要的。按照测试规范的详细说明完成V5接口设备和网络的协议测试、性能测试和功能测试。对测试结果做分析总结，并提出需进一步改进的问题。最后对整个论文进行总结，并对进一步工作提出作者的一些观点和对系统需进一步改进的问题做一点讨论。关键词：同步数字序列SDHNucleusPLUS接入网V5有限状态机I1绪言1.1同步数字序列（SDH）应用于接入网研究[1][2][3]所谓SDH是一套可进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的标准化数字信号的结构等级。而SDH网络则是由一些基本网络单

4、元（NE）组成的，在传输媒质上（如光纤、微波等）进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的传送网络，它具有全世界统一的网络节点接口（NNI）。这里所说的NNI是指网络节点互连的接口，它包含了传输网络的两种基本设备，即传输设备和网络节点（设备）。传输设备包括光纤通信、微波通信和卫星通信等系统，而网络节点包含有许多种类，如64kbit/s电路节点、宽带交换节点等。在现代传输网络中，要想统一上述技术和设备的规范，必须具有统一的接口速率及相应的帧结构，而SDH网络就具备了这一特点。SDH采用一套标准化的信息结构等级，称之为同步传送模块STM-N（N

5、＝1，4，16，64，…），其中最基本的模块为STM-1，传输速率为155.520Mbit/s；将4个STM-l同步复用构成STM-4，传输速率为4×155.520Mbit/s＝622.080Mbit/s；将16个STM-l（或4个STM-4）同步复用构成STM-16，传输速率为2488.320Mbit/s，以此类推。SDH的帧结构为一个块状帧结构，其中安排了丰富的开销比特用于网络管理，包括段开销（SOH）和通道开销（POH），同时具备一套灵活的复用与映射结构，允许将不同级别的PDH信号及ATM，BIP-ISDN等信号经处理后放入不同的虚

6、容器（VC-n），因而具有广泛的适应性。在传输时，按照规定的位置结构将以上这些信号组装起来，利用传输媒质（如光纤、微波等）送到目的地。SDH在组网时采用了大量的软件功能进行网络管理、控制及配置，具有很强的可扩充性和可维护性，尤其是在环形网、网状网等网络中应用时，可进行灵活的组网与业务调度，可实现高可靠的网络自愈。SDH作为新一代传输体制已在核心网中广泛推广与应用，并且优势明显，如果能够将现在正在应用或建设的SDH长途网和中继网向接入网延伸，使SDH功能和接口尽可能地靠近用户，则可以更好地利用SDH的优势，为用户提供更好的服务。1）SDH技

7、术应用于接入网的主要特点1（1）对于要求高可靠、高质量业务的大型企事业用户，SDH可以提供较为理想的网络性能和业务可靠性。（2）可以将网管范围扩展至用户端，简化维护工作。（3）利用SDH的固有灵活性，可使网络运营者更快、更有效地提供用户所需的长期和短期业务需求。（4）将设备与中间接口进行必要的优化组合，可节省投资。如何在接入网中采用SDH技术，应根据用户类型与需求而灵活设计。对于大型企事业用户，由于带宽需求大，可以考虑直接用STM-N环形结构将其互连起来充分利用设置在用户节点处的分插复用器（ADM）进行信息通道的落地与插入。然而，对于某些

8、带宽要求很高的大型企事业可能不愿受环形带宽的限制，则可采用点到点的连接方式。对于小型企事业用户和住宅居民用户，只要有足够的容量需求，SDH技术可用于接入网中的馈线段，或利用SubSTM-l系统