SDH保護環(huán)要點

1、SDH保護環(huán)分析總結(jié)一、SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)基本原理SDH的復(fù)用單元包括標(biāo)準(zhǔn)容器（C）、虛容器（VC）、支路單元（TU）、支路單元組（TUG）、管理單元（AU）、管理單元組（AUG）。圖1 G.709建議的SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)各種業(yè)務(wù)信號復(fù)用進STM-N的過程都要經(jīng)歷映射、定位和復(fù)用三個步驟。映射：是一種在SDH邊界處使支路信號適配進虛容器的過程。即各種速率的G.703信號先分別經(jīng)過碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器，之后再加進低階或高階通道開銷形成虛容器。定位：是一種將幀偏移信息收進支路單元或管理單元的過程。低階虛容器對應(yīng)支路單元，高階虛容器對應(yīng)管理單元。復(fù)用：是一種使多個低階通道層的信號適配進高階通道層，或者

2、把多個高階通道層信號適配進復(fù)用層的過程，即以字節(jié)交錯間插方式把TU組織進高階VC，或者把AU組織進STM-N的過程，也稱同步復(fù)用。SDH幀結(jié)構(gòu)中安排有兩大類開銷：段開銷（SOH）和通道開銷（POH），它們分別用于段層和通道層的維護。二、SDH傳送網(wǎng)的分層模型總共分為四層，分別是物理層、段層、通道層、電路層。其中物理層為最下層，電路層為最上層，下層為上層提供服務(wù)，上層為下層提供服務(wù)內(nèi)容。模型如下：圖2 SDH傳送網(wǎng)的分層模型1、物理層：完成STM-N線路光接口信號與邏輯電平信號之間的轉(zhuǎn)換。2、段層：分為再生段層和復(fù)用段層（1）再生段層：用于傳遞再生中繼器之間，以及再生中繼器與復(fù)用終端之間信息的網(wǎng)

3、絡(luò)。（2）復(fù)用段層：用于傳送復(fù)用終端之間信息的網(wǎng)絡(luò)，如負責(zé)向通道層提供同步信息，同時完成有關(guān)復(fù)用段開銷的處理和傳遞等工作。3、通道層：為電路層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點如交換機提供透明的通道，即電路群。4、電路層：是面向公用交換業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，如電路交換業(yè)務(wù)、分組交換、租用線業(yè)務(wù)和B-ISDN虛通路等。三、SDH傳輸系統(tǒng)模型圖3 SDH傳輸系統(tǒng)與各層的對應(yīng)關(guān)系1、終端復(fù)用器和分插復(fù)用器是SDH網(wǎng)中最重要的兩個網(wǎng)絡(luò)單元。（1）終端復(fù)用器（TM）：終端復(fù)用器用在網(wǎng)絡(luò)的終端站點上，例如一條鏈的兩個端點上，它是一個雙端口器件。圖4 終端復(fù)用器它的作用是將支路端口的低速信號復(fù)用到線路端口的高速信號STM-N中，或從STM-N

4、的信號中分出低速支路信號。請注意它的線路端口輸入/輸出一路STM-N信號，而支路端口卻可以輸出/輸入多路低速支路信號。在將低速支路信號復(fù)用進STM-N幀（將低速信號復(fù)用到線路）上時，有一個交叉的功能，例如：可將支路的一個STM-1信號復(fù)用進線路上的STM-16信號中的任意位置上，也就是指復(fù)用在116個STM-1的任一個位置上。將支路的2Mbit/s信號可復(fù)用到一個STM-1中63個VC12的任一個位置上去。對于華為設(shè)備，TM的線路端口（光口）一般以西向端口默認表示的。（2）分插復(fù)用器（ADM）：分/插復(fù)用器用于SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)接站點處，例如鏈的中間結(jié)點或環(huán)上結(jié)點，是SDH網(wǎng)上使用最多、最重要

5、的一種網(wǎng)元，它是一個三端口的器件。圖5 分插復(fù)用器ADM有兩個線路端口和一個支路端口。兩個線路端口各接一側(cè)的光纜（每側(cè)收/發(fā)共兩根光纖），為了描述方便我們將其分為西（W）向、東向（E）兩個線路端口。ADM的作用是將低速支路信號交叉復(fù)用進東或西向線路上去，或從東或西側(cè)線路端口收的線路信號中拆分出低速支路信號。另外，還可將東/西向線路側(cè)的STM-N信號進行交叉連接，例如將東向STM-16中的3#STM-1與西向STM-16中的15#STM-1相連接。ADM是SDH最重要的一種網(wǎng)元，通過它可等效成其它網(wǎng)元，即能完成其它網(wǎng)元的功能，例如：一個ADM可等效成兩個TM。2、再生中繼器（REG）光傳輸網(wǎng)的再

6、生中繼器有兩種，一種是純光的再生中繼器，主要進行光功率放大以延長光傳輸距離；另一種是用于脈沖再生整形的電再生中繼器，主要通過光/電變換、電信號抽樣、判決、再生整形、電/光變換，以達到不積累線路噪聲，保證線路上傳送信號波形的完好性。圖6 再生中繼器REG與ADM相比僅少了支路端口，所以ADM若本地不上/下話路（支路不上/下信號）時完全可以等效一個REG。3、數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC）：數(shù)字交叉連接設(shè)備完成的主要是STM-N信號的交叉連接功能，它是一個多端口器件，它實際上相當(dāng)于一個交叉矩陣，完成各個信號間的交叉連接。圖7 同步數(shù)字交叉連結(jié)器DXC可將輸入的m路STM-N信號交叉連接到輸出的n路ST

7、M-N信號上，上圖表示有m條入光纖和n條出光纖。DXC的核心是交叉連接，功能強的DXC能完成高速（例STM-16）信號在交叉矩陣內(nèi)的低級別交叉（例如VC12級別的交叉）。通常用DXCm/n來表示一個DXC的類型和性能（注mn），m表示可接入DXC的最高速率等級，n表示在交叉矩陣中能夠進行交叉連接的最低速率級別。m越大表示DXC的承載容量越大；n越小表示DXC的交叉靈活性越大。m和n的相應(yīng)數(shù)值的含義見表1：表1 m、n 數(shù)值與速率對應(yīng)表m或n0123456速率64kbit/s2Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/s 155Mbit/s622Mbit/s2.5Gbit/s小容

8、量的DXC可由ADM來等效，例如華為公司的2.5G設(shè)備可等效為66 DXC5/1。四、SDH保護環(huán)目前，SDH保護方式一般采用如下五種結(jié)構(gòu)的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)：1、二纖單向通道保護環(huán)2、二纖雙向通道保護環(huán)3、二纖單向復(fù)用段保護環(huán)4、二纖雙向復(fù)用段保護環(huán)5、四纖雙向復(fù)用段保護環(huán)1、SDH基本的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖8 SDH基本網(wǎng)絡(luò)拓撲圖2、SDH環(huán)形網(wǎng)和鏈網(wǎng)（1）環(huán)形網(wǎng)傳輸網(wǎng)上的業(yè)務(wù)按流向可分為單向業(yè)務(wù)和雙向業(yè)務(wù)。圖9 SDH環(huán)形網(wǎng)絡(luò)若A和C之間互通業(yè)務(wù)，A到C的業(yè)務(wù)路由假定是ABC，若此時C到A的業(yè)務(wù)路由是CBA，則業(yè)務(wù)從A到C和從C到A的路由相同，稱為一致路由。若此時C到A的路由是CDA，那么業(yè)務(wù)從A到C和

9、業(yè)務(wù)從C到A的路由不同，稱為分離路由。一致路由的業(yè)務(wù)為雙向業(yè)務(wù)，分離路由的業(yè)務(wù)為單向業(yè)務(wù)。常見組網(wǎng)的業(yè)務(wù)方向和路由如表所示。表2 常見組網(wǎng)的業(yè)務(wù)方向和路由表組網(wǎng)類型路由業(yè)務(wù)方向鏈形網(wǎng)一致路由雙向環(huán)形網(wǎng)雙向通道環(huán)一致路由雙向雙向復(fù)用段環(huán)一致路由雙向單向通道環(huán)分離路由單向單向復(fù)用段環(huán)分離路由單向（2）鏈形網(wǎng)圖10 SDH鏈形網(wǎng)3、通道保護環(huán)和復(fù)用段保護環(huán)的區(qū)別通道保護環(huán)：業(yè)務(wù)的保護是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護的是STM-N信號中的某個VC（某一路PDH信號），倒換與否按環(huán)上的某一個別通道信號的傳輸質(zhì)量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的TU-AIS信號來決定該通道是否應(yīng)進行倒換。復(fù)用段保護環(huán)：以復(fù)

10、用段為基礎(chǔ)，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹?fù)用段信號的質(zhì)量決定的。倒換是由K1、K2（b1b5）字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來啟動的，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問題時，環(huán)上整個STM-N或1/2STM-N的業(yè)務(wù)信號都切換到備用信道上。復(fù)用段保護倒換的條件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信號。4、二纖單向通道保護環(huán)主環(huán)S1備環(huán)P1圖11 二纖單向通道保護環(huán)特點：（1）分離路由，AC業(yè)務(wù)通信非同時進行，S1西收東發(fā)，P1東收西發(fā)；（2）并發(fā)選收，即首段橋接，末端倒換；（3）1+1保護方式；（4）倒換速度快（一般15ms），業(yè)務(wù)流向簡捷明了，便于配置維護；（5）網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量不大。在網(wǎng)絡(luò)正常時，網(wǎng)元A和C都選

11、收主環(huán)S1上的業(yè)務(wù)。那么A與C業(yè)務(wù)互通的方式是A到C的業(yè)務(wù)經(jīng)過網(wǎng)元D穿通，由S1光纖傳到C（主環(huán)業(yè)務(wù)）；由P1光纖經(jīng)過網(wǎng)元B穿通傳到C（備環(huán)業(yè)務(wù)）。在網(wǎng)元C支路板“選收”主環(huán)S1上的AC業(yè)務(wù)，完成網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的業(yè)務(wù)傳輸。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務(wù)傳輸與此類似。圖12 二纖單向通道保倒換環(huán)當(dāng)BC光纜段的光纖同時被切斷，網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的業(yè)務(wù)由網(wǎng)元A的支路板并發(fā)到S1和P1光纖上，其中S1業(yè)務(wù)經(jīng)光纖由網(wǎng)元D穿通傳至網(wǎng)元C，P1光纖的業(yè)務(wù)經(jīng)網(wǎng)元B穿通，由于BC間光纜斷，所以光纖P1上的業(yè)務(wù)無法傳到網(wǎng)元C，不過由于網(wǎng)元C默認選收主環(huán)S1上的業(yè)務(wù)，這時網(wǎng)元A到網(wǎng)C的業(yè)務(wù)并未中斷，網(wǎng)元C的支路板不進行保護倒換。

12、網(wǎng)元C的支路板將到網(wǎng)元A的業(yè)務(wù)并發(fā)到S1環(huán)和P1環(huán)上，其中P1環(huán)上的C到A業(yè)務(wù)經(jīng)網(wǎng)元D穿通傳到網(wǎng)元A，S1環(huán)上的C到A業(yè)務(wù)，由于BC間光纖斷所以無法傳到網(wǎng)元A，網(wǎng)元A默認是選收主環(huán)S1上的業(yè)務(wù)，此時由于S1環(huán)上的CA的業(yè)務(wù)傳不過來，A網(wǎng)元線路w側(cè)產(chǎn)生R-LOS告警，所以往下插全“1”AIS，這時網(wǎng)元A的支路板就會收到S1環(huán)上TU-AIS告警信號。網(wǎng)元A的支路板收到S1光纖上的TU-AIS告警后，立即切換到選收備環(huán)P1光纖上的C到A的業(yè)務(wù)，于是CA的業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，完成環(huán)上業(yè)務(wù)的通道保護，此時網(wǎng)元A的支路板處于通道保護倒換狀態(tài)切換到選收備環(huán)方式。網(wǎng)元發(fā)生了通道保護倒換后，支路板同時監(jiān)測主環(huán)S1上業(yè)

13、務(wù)的狀態(tài)，當(dāng)連續(xù)一段時間（華為的設(shè)備是10分鐘左右）未發(fā)現(xiàn)TU-AIS時，發(fā)生切換網(wǎng)元的支路板將選收切回到收主環(huán)業(yè)務(wù)，恢復(fù)成正常時的默認狀態(tài)。二、二纖雙向通道保護環(huán)圖13 二纖雙向通道保護環(huán)特點：（1）一致路由，AC業(yè)務(wù)通信同時進行；（2）并發(fā)選收；（3）11保護方式；（4）業(yè)務(wù)容量與二纖單向通道保護環(huán)相同，但可以在無保護環(huán)或線性應(yīng)用場合下利用；（5）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，與二纖單向通道環(huán)相比無明顯優(yōu)勢，故一般不用這種自愈方式。三、二纖單向復(fù)用段保護環(huán)圖14 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán) 特點：（1）分離路由，AC業(yè)務(wù)通信非同時進行；（2）保護時，與斷纖相連的節(jié)點環(huán)回，其它節(jié)點穿透；（3）業(yè)務(wù)首先上主光纖，不通

14、時再倒換到備用光纖上，之后再倒換到主光纖上，收端始終從主光纖下業(yè)務(wù)；（4）倒換速度一般是50ms，華為25 ms；（5）11業(yè)務(wù)保護方式，1：1結(jié)構(gòu)與1+1相似，區(qū)別是業(yè)務(wù)只向主光纖上發(fā)，備用光纖傳輸額外的業(yè)務(wù)量；（6）最大業(yè)務(wù)容量在正常時為2STM-N（包括了額外業(yè)務(wù)），發(fā)生保護倒換時為1STM-N；（7）二纖單向復(fù)用段保護環(huán)由于業(yè)務(wù)容量與二纖單向通道保護環(huán)相差不大，倒換速率比二纖單向通道環(huán)慢，所以優(yōu)勢不明顯，在組網(wǎng)時應(yīng)用不多。在環(huán)路正常時，網(wǎng)元A往主纖S1上發(fā)送到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)，往備纖P1上發(fā)送到網(wǎng)元C的備用業(yè)務(wù)，網(wǎng)元C從主纖上選收主纖S1上來的網(wǎng)元A發(fā)來的主用業(yè)務(wù)，從備纖P1上收網(wǎng)元A

15、發(fā)來的備用業(yè)務(wù)（額外業(yè)務(wù)），圖5-6中只畫出了收主用業(yè)務(wù)的情況。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A業(yè)務(wù)的互通與此類似。在CB光纜段間的光纖都被切斷時，在故障端點的兩網(wǎng)元C、B產(chǎn)生一個環(huán)回功能，見圖5-4-2。網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)先由網(wǎng)元A發(fā)到S1光纖上，到故障端點站B處環(huán)回到P1光纖上，這時P1光纖上的額外業(yè)務(wù)被清掉，改傳網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)，經(jīng)A、D網(wǎng)元穿通，由P1光纖傳到網(wǎng)元C，由于網(wǎng)元C只從主纖S1上提取主用業(yè)務(wù)，所以這時P1光纖上的網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)在C點處（故障端點站）環(huán)回到S1光纖上，網(wǎng)元C從S1光纖上下載網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的主用業(yè)務(wù)因為CDA的主用業(yè)務(wù)路由業(yè)中斷，

16、所以C到A的主用業(yè)務(wù)的傳輸與正常時無異，只不過備用業(yè)務(wù)此時被清除。四、二纖雙向復(fù)用段保護圖15 二纖雙向復(fù)用段保護環(huán)特點：（1）一致路由，AC業(yè)務(wù)通信通時進行；（2）在二纖單向復(fù)用段環(huán)的基礎(chǔ)上采用時隙技術(shù)，與四纖雙向復(fù)用段環(huán)比較，節(jié)約了兩根光纖；（3）前半個時隙傳送主用業(yè)務(wù)，后半個時隙傳送額外業(yè)務(wù)；（4）二纖雙向復(fù)用段保護環(huán)的業(yè)務(wù)容量為四纖雙向復(fù)用段保護環(huán)的1/2；（5）二纖雙向復(fù)用段保護環(huán)在組網(wǎng)中使用得較多，主要用于622和2500系統(tǒng)，也是適用于業(yè)務(wù)分散的網(wǎng)絡(luò)。在網(wǎng)絡(luò)正常情況下，網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)放在S1/P2光纖的S1時隙，備用業(yè)務(wù)放于P2時隙，沿光纖S1/P2由網(wǎng)元B穿通傳到網(wǎng)元

17、C，網(wǎng)元C從S1/P2光纖上的S1/P2時隙分別提取出主用、額外業(yè)務(wù)。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的主用業(yè)務(wù)放于S2/P1光纖的S2時隙，額外業(yè)務(wù)放于S2/P1光纖的P1時隙，經(jīng)網(wǎng)元B穿通傳到網(wǎng)元A，網(wǎng)元A從S2/P1光纖上提取相應(yīng)的業(yè)務(wù)。在環(huán)網(wǎng)BC間光纜段被切斷時，網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)沿S1/P2光纖傳到網(wǎng)元B，在網(wǎng)元B處進行環(huán)回（故障端點處環(huán)回），環(huán)回是將S1/P2光纖上S1時隙的業(yè)務(wù)全部環(huán)到S2/P1光纖上的P1時隙上去，此時S2/P1光纖P1時隙上的額外業(yè)務(wù)被中斷。然后沿S2/P1光纖經(jīng)網(wǎng)元A、網(wǎng)元D穿通傳到網(wǎng)元C，在網(wǎng)元C執(zhí)行環(huán)回功能（故障端點站），即將S2/P1光纖上的P1時隙所載的網(wǎng)元A到

18、網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)環(huán)回到S1/P2的S1時隙，網(wǎng)元C提取該時隙的業(yè)務(wù)，完成接收網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)。網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務(wù)先由網(wǎng)元C將網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的主用業(yè)務(wù)S2，環(huán)回到S1/P2光纖的P2時隙上，這時P2時隙上的額外業(yè)務(wù)中斷。然后沿S1/P2光纖經(jīng)網(wǎng)元D、網(wǎng)元A穿通到達網(wǎng)元B，在網(wǎng)元B處執(zhí)行環(huán)回功能將S1/P2光纖的P2時隙業(yè)務(wù)環(huán)到S2/P1光纖的S2時隙上去，經(jīng)S2/P1光纖傳到網(wǎng)元A落地。圖16 二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)總之一句話，當(dāng)BC出現(xiàn)間斷纖時，見下面示意圖：同時：五、四纖雙向復(fù)用段保護環(huán)圖17 四纖雙向通道保護環(huán)五、SDH復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)及特點1、T型網(wǎng)，實際上是一種樹形網(wǎng)。如圖18所示。圖18 T形網(wǎng)拓撲圖2、環(huán)帶鏈環(huán)帶鏈?zhǔn)怯森h(huán)網(wǎng)和鏈網(wǎng)兩種基本拓撲形式組成。鏈接在網(wǎng)元A處，鏈的STM-