SDH小型光纤传输网的规划与设计 - 图文

3.2 SDH自愈环网原理

3.2.1 自愈网的概念

当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大，要求通信网络能及时准确的传递信息。随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络出现故障（这是难以避免的，例如土建施工中将光缆挖断），将对整个社会造成极大的损坏。因此网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的问题。所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务自动从故障中恢复传输，使用户几乎感觉不到网络出了故障。其基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有设备中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元一定的智能。

自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路的修复或更换，所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，就象断了的光缆还需人工接好。

3.2.2 SDH组网的保护功能

（１）线路保护倒换

线路保护倒换是设备在运行过程中检测到传输系统性能劣化到一定程度时，利用网络中备份的线路设备，快速地将主用业务倒换到备用线路的保护方法。线路保护倒换方式在ＰＤＨ和ＳＤＨ设备中均有大量应用。

（２）环形网保护

环形网保护根据保护方式分为通道保护环和复用段保护环。

ＳＤＨ的环形网保护环还有二纤单向复用段保护环、二纤双向复用段保护环和四纤双向复用段保护环等方式。

自愈环网分为通道保护倒换环和复用段保护倒换环两大类。

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从功能结构观点来划分，通道倒换环和复用段倒换环分别属于子网连接保护和路径保护。

对于通道保护倒换环，业务信息的保护是以每个通道为基础的，根据环内每个通道信号质量的优劣决定是否进行倒换。

对于复用段保护倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，根据每一对节点间的复用段信号质量的优劣决定是否进行倒换，当复用段出现故障时，整个节点间的所有复用段业务信号都倒换到保护回路。

通道保护倒换环与复用段保护倒换环的一个重要区别是前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传送业务信号，而后者往往使用共享保护，即保护段在正常情况下是空闲的，保护时隙由每对节点共享。

按照业务通路和保护通路的利用情况，自愈网中存在1:1，1+1 等保护形式。

1:1 保护形式是指正常情况下业务信号只在工作通路上传输，在保护通路上可以传输额外的业务信号，当工作通路发生故障时，节点将保护通路上的额外业务舍弃，切换为传输业务信号，实现业务信号的保护。

1+1 保护形式是指业务信号同时跨接在工作通路和保护通路，接收业务的节点从工作通路和保护通路中择优接收业务信号，即当工作通路发生故障时，节点自动切换到保护通路接收业务信号。

3.2.3 环路保护

SDH传输网中所采用的网络结构有多种，其中环状结构才具有真正意义上自愈，故称为自愈环。即网络在无需人为干预情况下，就能在极短时间内（ITU－T建议小于50ms）从失效状态自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出现了故障。其基本原理就是使网络具有备用路由，并重新确立通信能力。可见它特别适应大容量的光纤通信发展的要求，所以得到广泛的重视。下面介绍一下自愈环的几种保护方式：

（1）二纤单向通道保护环

二纤单向通道保护环的结构是采用1＋1保护方式，它通常由两根光纤来

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实现。一根光纤用于传业务信号，称S1光纤；另一根光纤传送相同的信号用于保护，称P1光纤。单向通道保护环使用“首端桥接，末端倒换”结构（即“首端双发，末端选收”），业务信号和保护信号分别由光纤S1和P1携带。

如图3.2.3（a），在网元A，进入环以网元C为目的地的支路信号（AC）同时馈入发送方向光纤S1和P1，即所谓双馈方式（首端双发）。其中，S1光纤按ABC方向将业务信号送至网元C，P1光纤按ADC方向将同样的信号作为保护信号送至网元C。接收端网元C同时收到两个方向支路信号，按照分路通道信号的优劣决定选其中一路作为分路信号，即所谓末端选收。正常情况下，以S1光纤送来信号为主信号。

图3.2.3（a）二纤单向通道保护环正常状态

当B、C网元间光缆被切断时，两根光纤同时被切断，如图3.2.3（b）所示。在网元C，由于从A经S1光纤来的AC信号丢失，按通道选优准则，倒换开关将由S1光纤转向P1光纤，接收由A网元经P1光纤而来的AC信号作为支路信号，从而使AC间业务信号仍得以维持，不会丢失。故障排除后，通常开关返回原来位置。

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图3.2.3（b）二纤单向通道保护环倒换状态

对于二纤单向通道保护环而言，业务的保护是以通道（VC-12）为基础的，即保护的是STM-N信号中的某一路PDH信号（例如某个2Mbit/s信号），倒换与否由环上的某一个别通道信号的传输质量来决定。它无需启动APS协议，可自动实行保护倒换，所以其倒换速度快而可靠。

二纤单向通道保护环的业务容量仅为STM-N，与环内节点数无关。因为单向通道保护环中的某个时隙一经某个业务占用，其他业务就不能再占用该时隙，即二纤单向保护环内，同一业务占用同一时隙绕整个环路传输。

二纤单向通道保护环在应用过程中，还可以根据网络的实际情况，与其他的组网方式相结合，以实现相对复杂的SDH网络，例如现在得到广泛使用的环带链形网、相切环和相交环等。各地区可根据当地传输节点的地理位置分布和具体业务分布、灵活地组网。

（2）二纤双向通道保护环

1+1二纤双向通道保护环的结构如图3.2.3（c）。其中工作原理与二纤单向通道保护网基本相同,但返回信号沿相反方向。这种组网方式投入成本不大,被保护的单位是通道,组网方便,使用灵活、安全,因而适合于轨道交通线通信传输网的运用。二纤双向通道保护环网上业务为双向（一致路由），保护机理也是支路的“并发选收”，业务保护是1＋1的，网上业务容量与单向通道保护二纤环相同，但结构更复杂，与二纤单向通道保护环相比无明显优势，故一般不用这种自愈方式。

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