基于SDH的光传输技术在民航空管系统中的应用

基于SDH的光传输技术在民航空管系统中的应用

 李松莹

民航吉林空管分局 吉林省长春市 130000

摘 要 SDH光传输网在民航空管系统中的应用是一项重要的技术改进。本文介绍了SDH 光传输网以及基于SDH技术发展的MSTP技术在民航空管系统中的应用现状和优势，探讨了光传输网在民航空管系统中的应用方案和未来发展方向。

关键词 SDH 光传输网 民航空管

0、引言

民航空管系统是国家重要的空中交通管理系统，其安全性、可靠性和实时性至关重要。随着航空事业的发展，对民航空管系统的要求越来越高，需要不断地对其进行技术改进和完善。基于SDH的光传输网在民航空管系统中的应用是一项重要的技术改进，可以提高民航空管系统的传输效率和可靠性。本文将介绍SDH光传输网在民航空管系统中的应用现状和优势，探讨SDH光传输网在民航空管系统中的应用方案和未来发展方向。

一、SDH传输技术的基本原理

SDH（同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能,能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点,受到人们的广泛重视。

SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STM-N（N=1，4，16，64），最基本的模块为 STM-1，4个STM-1同步复用构成STM-4，16个STM-1或4个STM-4同步复用构成STM-16；SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向270×N列字节组成，每个字节含8bit，整个帧结构分成段开销（SDH）区、STM－N净负荷区和管理单元指针（AU-PTR）区三个区域，其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送，它又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）；净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STM-N帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH 的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125us，STM-1的传输速率为155.520Mbit/s;而 STM-4的传输速率为622.080Mbit/s；STM-16的传输速率为2488.320Mbit/s。

SDH光传输网在民航空管系统中的应用具有以下优势:

1.高效的数据传输:SDH 光传输网采用光纤传输技术，可以提供高效的数据传输，保证数据传输的实时性和准确性。

2.可靠的传输保障:SDH光传输网采用帧结构进行数据传输，可以提供可靠的传输保障，避免数据传输过程中的错误和丢失。

3.扩展性和可维护性:SDH光传输网具有良好的扩展性和可维护性，可以根据需要进行规模和结构的扩展，同时可以方便地进行维护和升级。

二、基于SDH的MSTP技术的优势

随着Internet的高速发展，各种宽带接入和应用逐渐兴起，同时越来越多的新兴公司办公地点开始多元化，需要进行高速互连，而原有的窄带数据通信已经不能满足需求。在这种情况下，MSTP（多业务传送平台）技术就应运而生了，它可以对多种类型的以太网业务在SDH平台进行处理和传送。MSTP即多业务传送平台，是在 SDH 的基础上，提供以太网、ATM、DDN各类的丰富的接口，是SDH的发展[1]。（功能架构图如图1所示）基于SDH 的多业务传送平台MSTP，增强了对以太网业务的处理能力，优化了对以太网的支持，采用GFP封装协议进行以太网业务的封装，为各厂家MSTP互联互通提供了基础；内嵌多协议标签技术MPLS以及弹性分组环RPR在MSTP上的应用为以太网的QoS提供了有力的保障，也为MSTP组建复杂大型数据网提供了基础。

图1：MSTP的功能架构图

MSTP优势体现于城域网的接入和汇聚层，不但提供IP、ATM和SDH多业务的接入能力，而且能够对数据业务进行统计复用，提高带宽的利用率。（MSTP接口多数据包的处理过程如图2所示）

图2：MSTP接口多数据包的处理过程示意图

三、SDH光传输网在本单位的应用方案

在进行SDH的网络规划、确定网络拓扑结构时，要结合具体情况，由于应用业务员种类较多，在建立SDH干线网络时，除了考虑电话传输业务，也要考虑视频、图文等传输要求。从经济、网络覆盖区域等因素选择网络拓扑结构。干线一般选用环形拓扑结构，辅之以其他线形等网络结构，环形网具有自愈功能，相对网状结构而言，其投资成本相对较低，但由于其接入节点数量手传输容量的限制，因此传输容量不大、节点数目不多的需求可以选择环形网络拓扑结构。对于边远、业务需求量较小的节点。可以考虑线形网络结构，与主干网络连接。

考虑到信息传递的及时性和准确性，以及对传输的信息安全稳定性的要求，不能因为一条通信链路故障导致局部甚至整个网络的瘫痪，需要满足自愈功能的要求。无需人为干预，能够在用户无感知的情况下恢复业务。

目前本单位在航管楼、气象楼和机场机关大楼节点之间形成本地光环网络，其中航管楼和机场机关楼使用OSN 3500光传输设备，气象楼使用OSN 1500光传输设备，三点之间组成环状网络，另外两个雷达站由于光纤铺设等原因，两个台站与航管楼节点组成链状的拓扑结构，也是当前存在的不足，未来在机场三期建设，或本地光环网改造时，可以进行优化，形成环状网，达到自愈保护的目的。当前本地光环网传输两个台站送至航管楼的雷达业务、机关楼至航管楼的异址甚高频业务等低速信号，同时动环监控、电台监控、ADS-B、办公网络、视频会议等也通过本地光环网进行传输。当前配置环形网的带宽为2.5G，两个雷达站至航管楼节点的贷款为622M，期间进行过一次扩容，和业务重新规划，过往经验证明，在进行过业务配置过程中，应提前对业务进行统一规划，对可能传输的业务进行预留操作，避免在以后出现业务传输需求时，出现存在带宽但板卡端口预留不足，或预留端口充足但带宽不够用的情况发生。

当前航管楼、气象楼、机场机关楼三个节点组成环状网络，三个节点之间建立二纤双向复用段保护环，形成自愈网络，二纤环形共享复用段保护流程见图3，环上每一区段只需两根光纤。每根光纤上，一半通道定义为工作通道，另一半定义为保护通道。一根光纤中工作通道承载的正常业务由环上相反方向传送的保护通道进行保护。业务维护过程中，曾经出现航管楼至气象楼节点之间光纤断线的情况，因为环形网络，业务绕转传送，期间业务没有受到影响。出现节点故障时，倒换保护流程见图4.

图3：二纤环形共享复用段保护环倒换示意图

图4：二纤环形共享复用段保护环倒换示意图

四、SDH光传输网在民航空管系统的未来发展方向

目前分局民航网和本地光环网基于SDH光传输网搭建，在SDH传输的基础上复用MSTP技术，使用二纤双向环形共享保护，二纤双线复用段保护能够重复使用节点间时隙，极大程度增加整个环的传输容量，同时备用通道也可以传送额外的业务，但是也存在倒换速度慢，因为使用APS协议，要执行交叉连接的功能。在未来的机场三期建设中，可以将两个雷达站与航管楼之间形成环状网络，使用SNCP保护，SNCP无站间协议，保护的所有监测、倒换动作都由单站完成，可用于对跨子网业务进行保护，能够提供环带链、环相切、环相交等保护，具有较强的灵活性，具有稳定性高，业务配置灵活多变的特点[2]。既可以支持VC12、VC3等低阶业务，也可以支持VC4、VC4级联等高阶业务以单个业务为基本单位进行保护，各SNCP之间保护业务的逻辑之间相互独立。

随着科技的不断发展，SDH 光传输网在民航空管系统中的应用也将不断扩展和完善。未来的发展方向主要有以下几个方面:

1.网络管理和控制：采用现代网络管理技术，实现对 SDH 光传输网的实时管理和控制，提高网络的安全性和可靠性。

2.数据传输的加密和解密：采用加密和解密技术，实现对数据传输的保密和认证，提高数据传输的安全性。

3.多业务支持：支持多种业务，包括语音、数据、视频等，为航空管制提供多样化的服务。

五、结论

SDH光传输网在民航空管系统中的应用是一项重要的技术改进，可以提高民航空管系统的传输效率和可靠性。目前，SDH光传输网在民航空管系统中的应用已经取得了重要的成果，未来其发展方向将更加注重网络管理和控制、数据传输的加密和解密以及多业务支持等方面。

参考文献

[1]孙杰贤，蔡君.新一代MSTP的关键技术和发展方向[J].电信快报,2005,(02)

[2]刘渊，张杰，顾畹仪.MSTP以太网环切功能实现方案选择[J].光通信研究,2005，(07)