光传输通信技术论文提纲

论文题目：提高老挝光纤网络的通信系统性能研究

摘要：光纤通信已经成为最重要的信息传输技术,它就是用光纤作为传输介质的通信方式,它是以一种频率可以达到1014 Hz的高频光波为载体,它的出现为高速和大容量通信提供了可能,但是在光纤通信的早期光纤的损耗和色散问题限制了它的传输容量和传输距离。随着制造业的不断进步,光纤的损耗问题已经不在是制约因素,因此光纤的色散成为制约实现超大容量、超长距离光纤通信的唯一因素,这个问题已经讨论了很长时间。在这种情况下,研究人员提出了Synchronous Digital Hierarchy（SDH,同步数字体系）,目前SDH技术是使用最广泛的接入网系统,它的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而无法适应的发展和用户的业务需求,带来的用户在接入骨干网的过程中遇到的传输速率下降等问题,并且SDH技术在一定程度上提高了传输过程中带宽的利用率。自从1990年代引入SDH技术以来,它已日渐成熟,并且已经在骨干网中得到了广泛的应用,同时价格越来越低。SDH技术在接入网中的应用可以将骨干网的巨大带宽和技术优势带入接入网领域,并充分利用SDH的同步复用技术,强大的网络管理能力,灵活的网络扩展能力,标准化的光接口,以及高可靠性带来好处。从长远来看,这对接入网络的建设和发展是十分有益的。当今老挝电力通信系统的光纤传输网络就是基于传统的SDH和Plesiochronous Digital Hierarchy（PDH,准同步数字系列）,而且该系统规模小、设备组成复杂。随着电力行业信息化程度的不断提高,通信网中传输的数据正逐步走向高速化、多样化、数据化。目前老挝电力系统铺设通信光缆地区有限,传输设备滞后,技术水平有限,导致形成完整的光通信网络是十分困难的,最终无法满足日益增长的业务传输需求。因此,老挝的电力通信网络必须不断发展和完善。同时,为了实现资源的合理配置,如何能够在现有网络的基础上进行升级改造,并很好地满足业务发展的需求是老挝光传输网亟待解决的问题之一。目前老挝光传输网的主流技术仍然是传统的SDH和PDH技术,其中存在的问题就是传输网络仅仅能够覆盖一部分变电所,变电所节点传输设备的业务端端口比较单一,因此,建设一个能够使老挝电力系统适应长期发展的完整的光通信网络的前提是必须能够兼容现有的技术,这样才能保证电力网络的顺利升级。因此,在接入点设计更好的SDH与PDH集成技术是老挝实现电力通信系统数据高速传输以及满足多业务需求的有效解决方案之一。目前老挝通信界正在花费极大的人力物力去发展接入网,然而接入网的标准化目前还远远不及干线网。如果目前不加强接入网的标准化,随着国内接入网建设的迅速发展,今后再进行标准化工作困难就会越来越多。当然目前全面地开展接入网的标准化工作比较困难,但应向一定的标准靠近。所以接入网标准化是老挝电力通信系统不断发展的必不可少的一环。老挝已在该国部分地区铺设了电力通信网络光缆通道,并在一些变电站配置了SDH和PDH光传输设备,并形成了本地光传输网络以实现基本电力系统数据的传输。随着二次电力系统的发展,对通信数据类型和带宽的要求越来越高,对电力系统的可靠性的要求也越来越高。但是,老挝电力通信网络当前的网络结构无法形成有效的光传输通信网络,已经无法满足不断增加和变化的业务需求。为了满足当前和未来老挝电力通信网络不断发展的业务需求,应该对老挝电力通信网络进行升级和更新,在保持目前光传输系统正常运行的同时,建设一个可以满足老挝电力通信系统的多业务需求的光传输网络迫在眉睫。基于以上分析,论文的主要工作和成果包括以下几点:首先,同步数字系列（SDH）作为一种新的数字通信技术制式,与准同步数字体系（PDH）相比,SDH具有许多非常重要的优势。因此,许多国家正在大力研究和开发基于SDH的电力传输系统。很明显,当前的PDH技术将逐渐被SDH技术取代,但是此过程的时长将根据当前的网络状况和各国的发展速度而变化,因此PDH和SDH还会共存很长一段时间,在这期间SDH设备必须与PDH数字信号和同步信号兼容。本文通过对老挝电网和通信网现状的分析,针对老挝电力通信网中的传统的独立式单端、220V交流供电的PDH接入设备存在的不能网管、无法发现光路、用电（使用交流220V）不稳定、断电无告警,中断等故障问题。故障通常是由用户的通信中断引起的,只有找到故障并报告后,运行维户人员才能够通过该故障报告排查故障,这根本无法满足用户的Service Level Agreement（SLA,服务级别协议）的服务承诺。因此,必须改进使用独立的单端PDH作为接入端进行传输的情况。结合SDH的技术的特点,本文提出了在不改变原有SDH结构的情况下,采用子框的方式,实现PDH在本地传输网SDH节点汇聚及网管一体化改造的方案,在该方案中只需一对155Mbit/s同轴电缆跳线就可以实现由SDH子框的STM-1接口与PDH子框输出的STM-1电信号进行互联,节省了传统SDH接口与PDH电信号互联所需的63对传输速率为2Mbit/s的同轴电缆,由此可知该方案是有效的。接着,自动路由选择作为老挝电力通信系统的网络故障恢复的十分关键的技术之一。该技术是指当一条路径有故障发生时,电力通信网络中的网管系统可以根据可用资源条件以及网络情况自发地选择另外一个路由,只要该路由满足与最短或最快路由原则,后续业务将由备用路由提供服务。但是计算最短或最快路由的分布式方法涉及到不同厂家,由于不同厂家的设备之间的存在着差异,这些差异目前在行业内很难实现标准化,此外,考虑到如果采用分布式计算方法子网管理系统的规模巨大,会导致计算量急剧增加,故集中计算最短路由的方法成为了最优选择。根据SDH网管领域的软件体系结构风格,结合分布式网管的特点,本文提出了一种SDH网管路由选择算法,实验结果表明该算法在少于十个网元的网络中,计算出最短路由可不超过2秒,证明该算法是可行有效的。最后,总结本文的主要研究成果。

关键词：老挝;光纤通信;光孤子通信;光纤入户;SDH;PDH

学科专业：计算机科学与技术

摘要

Abstract

Chapter 1 Introduction

1.1 Research significance

1.2 Research Status

1.3 Research objectives and content

1.4 Summary of this chapter

Chapter2 Introduction to Optical Fiber Communication

2.1 Introduction to Optical Fiber Communication

2.1.1 Concept of optical fiber communication technology

2.1.2 Introduction to Optical Fiber Communication Technology

2.1.3 Characteristics of Optical Fiber Communication Technology

2.2 Fiber classification

2.2.1 According to the materials used to manufacture the optical fiber

2.2.2 According to the transmission mode of light in the fiber

2.2.3 According to the optimal transmission frequency window

2.2.4 According to the refractive index distribution

2.3 Application Fields of Optical Fiber

2.3.1 Fiber to the Home

2.3.2 Main Applications of Optical Fiber Communication

2.4 Development Trends of Optical Fiber Communication

2.4.1 Transition from quasi-synchronous system to synchronous digital system

2.4.2 Transition from a single wavelength channel to a multi-wavelength channel

2.4.3 Optical Networking of User Networks

2.4.4 Electric switching nodes will be replaced by optical switching nodes

2.4.5 Coherent Optical Communications Will Popularize

2.4.6 Soliton Communication and All-optical Systems

2.5 Summary of this chapter

Chapter3 Analysis of power communication status in Laos

3.1 Analysis of power communication transmission network in Laos

3.2 SDH technology of Laos electric power communication system

3.3 SDH network unit of Laos electric power communication system

3.4 Network protection

3.4.1 Protection switching of moving line

3.4.2 Loop Protection

3.5 Summary of this chapter

Chapter4 Integration of SDH and PDH

4.1 Main ideas of integrating SDH and PDH

4.2 Suggestions on implementation mode

4.2.1 Basic function and hardware structure of PDH sub-frame

4.2.2 SDH frame structure

4.2.3 Mapping and cross multiplexing

4.3 Experimental and result of PDH signal entering SDH Process

4.4 Summary of this chapter

Chapter5 Routing algorithm for SDH network management

5.1 Routing algorithm model

5.2 Design of routing algorithm

5.3 Implementation of routing algorithm

5.4 Analysis of routing algorithm

5.5 Routing experiment results

5.5.1 Experimental steps

5.5.2 Experimental results

5.6 Summary of this chapter

Chapter6 Conclusion

REFERENCES

ACKNOWLEDGEMENTS