城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)維護 課件 第3章 同步數(shù)字體系SDH

3.1初識SDHSDH全稱SynchronousDigitalHierarchy，中文翻譯為同步數(shù)字體系，最早是美國貝爾通信研究所提出的概念SONET（光同步網(wǎng)絡），1988年經(jīng)國際電報電話咨詢委員會（CCITT）重新命名為SDH。3.1.1同步與準同步提到SDH（SynchronousDigitalHierarchy），就需要回答一個問題，什么叫做同步。不同頻率的低速信號經(jīng)過復用器，復用為一個高速的信號，必須首先進行信號的同步，這是好理解的。在SDH之前，PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy）稱為準同步數(shù)字體系，是通過碼速調(diào)整進行同步的，SDH顛覆了PDH的同步體制，使用指針進行同步。這塊是理解SDH的關鍵點，后面會有詳細介紹。3.1.2PDH的不足之處標準和規(guī)范不統(tǒng)一只有地區(qū)性的電接口規(guī)范和幀結構標準，沒有世界統(tǒng)一的標準光接口規(guī)范3.1.2PDH的不足之處復用方式復雜，靈活性差PDH的復用和解復用需要通過碼速調(diào)整一級級實現(xiàn)，在上下電路的過程中，需要先從高速信號一步一步的分解為低速信號，再一步一步的復用為高速信號進行傳輸，因此降低了效率，增加了設備的復雜性。3.1.2PDH的不足之處運行維護（OAM）能力差幀結構中用于管理的字節(jié)較少，導致運行、維護的功能自動化程度差。3.1.2PDH的不足之處網(wǎng)絡結構功能單一PDH設計為點到點的傳輸體制，在路由選擇、自愈功能上面無法適應網(wǎng)絡的高速演進。3.1.3SDH的演進PDH的主要不足就是SDH的主要優(yōu)點。（1）SDH定義了統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口（NNI），包括數(shù)字速率等級、幀結構、復接方法等，簡化了信號的傳輸、復用以及交叉連接等過程，同時具有標準的光接口規(guī)范，可以實現(xiàn)不同廠家的設備互連互通。（2）采用了同步復用方式和靈活的分插功能，復用和解復用過程可以一次完成，不需要逐級實現(xiàn)，簡化了設備邏輯功能，優(yōu)化了網(wǎng)絡結構。（3）SDH的幀結構中有足夠的開銷比特，包括段開銷（SOH）、通道開銷（POH）等，提升了網(wǎng)絡的自動化程度，OAM功能大大增強，可以適應未來的網(wǎng)絡演進需求。（4）SDH具有先進的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡動態(tài)配置、路由自動選擇等功能，自愈能力強3.1.3SDH的演進，網(wǎng)絡可靠性高。PDH的速率信號可以裝入SDH的虛容器，復用到STM-1的幀結構中，實現(xiàn)了PDH到SDH的過渡。在體現(xiàn)前向兼容性的同時，還支持微波和衛(wèi)星傳輸。但是SDH也有一些不足之處。（1）由于SDH系統(tǒng)增加了OAM開銷，使得傳輸凈荷的字節(jié)減少，因此頻帶利用率不如PDH;（2）網(wǎng)絡自動化程度高同時意味著軟件系統(tǒng)在網(wǎng)絡中的重要位置，如果網(wǎng)絡系統(tǒng)出現(xiàn)故障或被外部攻擊，會導致業(yè)務受損甚至網(wǎng)絡癱瘓，網(wǎng)絡安全被提升到一個從前所未有的級別。3.1.3SDH的演進（3）指針是SDH的技術特點，省去了多級復用、解復用過程，但同時會使產(chǎn)生抖動損傷，特別是在網(wǎng)絡邊界處性能劣化。謝謝3.2基本網(wǎng)絡單元SDH的以上業(yè)務特性是由若干邏輯單元完成的，主要包括三類，分別為復用器、再生中繼器和數(shù)字交叉連接設備。3.2.1復用器復用器是SDH最重要的網(wǎng)絡單元，也是基礎功能，細分為終端復用器TM（TerminalMultiplexer）和分插復用器ADM（Add/DropMultiplexer）。3.2.1復用器終端復用器終端復用器是一個二端口器件，用于端點站，主要功能是把低速支路信號復用到高速信號STM-N的幀結構中，或者將高速信號解復用為低速支路信號，同時具有交叉和光電轉換的功能。3.2.1復用器分插復用器分插復用器是一個三端口器件，用于節(jié)點站，是網(wǎng)絡中最常用的網(wǎng)元，具有同步復用和數(shù)字交叉的功能，可以代替其他器件，例如終端復用器。3.2.2再生中繼器再生中繼器REG（regenerativerepeater）是一個二端口設備，用于節(jié)點站。它不需要交叉復用的功能，但是對于長距離傳輸具有信號中繼作用。光再生中繼器對光功率進行放大，電再生中繼器對光信號進行光電轉換、放大、整形、再生、電光轉換等繼續(xù)傳輸。3.2.3數(shù)字交叉連接設備數(shù)字交叉設備DXC（DigitalCrossConnector）是一個多端口器件，用于重要節(jié)點，在SDH系統(tǒng)中有時稱為同步數(shù)字交叉設備SDXC（SynchronousDigitalCrossConnector），具有強大的STM-N的交叉連接功能。3.2.4復用段與再生段基本網(wǎng)絡單元的邏輯圖中，復用段和再生段是兩個常用的概念，一般將終端復用器（TM）與分插復用器（ADM）或者數(shù)字交叉連接設備（DXC）之間的物理實體稱為復用段，將再生中繼器（REG）與其他網(wǎng)元之間連接的全部實體稱為再生段。這兩個概念也是理解幀結構中段開銷的前提條件之一。謝謝3.3速率和幀結構3.3.1速率等級SDH具有統(tǒng)一網(wǎng)絡節(jié)點接口NNI（Network-toNetworkInterface），規(guī)范了一個統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口和幀結構。SDH信號以同步傳送模塊STM-N（SynchronousTransportModule）的形式傳輸，N可以為1，4，16，64，256，其中最基本的模塊信號是STM-1，網(wǎng)絡節(jié)點接口速率為155.520Mbit/s。STM-N的速率等級可以通過幀結構計算。3.3.2幀結構ITU-T規(guī)定STM-N的幀結構采為矩形塊狀，或者頁狀，更直觀的可以理解為一種重復性的圖案。STM-N以字節(jié)（1個字節(jié)包含8個比特）為單位，按照從左向右的方向依次傳送，傳送完成第一行后，按照從上往下的順序，開始傳送第二行，以此類推，傳送完一幀后，傳送下一幀。3.3.2幀結構STM-N的幀周期為125us，即1秒傳輸8000幀。以STM-1為例，其傳輸速率為9(行)*270（列）*8（每字節(jié)8比特）*8000=155.520Mbit/s，STM-N逐字節(jié)間插復用，速率為STM-1的N倍。SDH幀主要由三部分組成，分別為段開銷SOH(SectionOverhead)、管理單元指針AU-PTR（Administrativeofpointer）、凈荷區(qū)（Payload），其中段開銷又分為再生段開銷RSOH（RegeneratorSectionOverhead）和復用段開銷MSOH（MultiplexSectionOverhead）兩個部分，凈荷區(qū)（Payload）包含通道開銷POH（PathOverhead）。3.3.2幀結構段開銷（SOH）區(qū)域段開銷是網(wǎng)絡運行、管理和維護（OAM）使用的字節(jié)，傳送的雖然不是用戶直接的業(yè)務信息，卻是保證業(yè)務信息傳送的必要條件。在STM-1的幀結構中可以看出，再生段開銷RSOH占用第1-3行，復用段開銷MSOH占用第5-9行各9列的空間。3.3.2幀結構段開銷（SOH）區(qū)域△為與傳輸媒質(zhì)有關的字節(jié)，專用于具體傳輸媒質(zhì)的特殊功能，例如用單根光纖做雙向傳輸時，可用此字節(jié)來實現(xiàn)辨明信號方向的功能。×為國內(nèi)保留使用的字節(jié)，*為不擾碼字節(jié)，所有未做標記的字節(jié)的用途待由將來的國際標準確定。STM-N幀結構按照字節(jié)間插復用。再生段開銷RSOH和復用段開銷MSOH分別在再生段和復用段的始端封裝、末端終結，各字節(jié)的功能和含義如下。3.3.2幀結構定幀字節(jié)：A1、A2SDH不同于PDH的碼速調(diào)整同步，直接從高速信號中分離出低速支路信號，這是通過指針來實現(xiàn)的，而指針實現(xiàn)的前提是準確的識別每個STM-N幀的起始位置。A1、A2字節(jié)填充的是固定的比特值，形成識別幀頭的固定圖案：A1=11110110（F6H），A2=00101000（28H）。接收端識別到3N個F6H字節(jié)以及28H字節(jié)時，判斷為一個STM-N幀。如果系統(tǒng)625us內(nèi)（即連續(xù)5幀）收不到定幀字節(jié)，即判斷幀失步，上報幀失步OOF（OutOfFrame）告警；如果該告警持續(xù)3ms，則判斷幀丟失，上報幀丟失LOF（loss-of-frame）告警，此時會下插AIS（AlarmIndicationSignal）信號，全1填充，對端在2個幀周期內(nèi)檢查到的0的數(shù)量少于3，上報告警指示信號AIS，業(yè)務中斷。在幀丟失LOF狀態(tài)下，如果連續(xù)1ms以上收到處于定幀狀態(tài)，告警消失，恢復正常。3.3.2幀結構再生段追蹤字節(jié)：J0再生段追蹤字節(jié)重復的發(fā)送段接入點標志符，在同一個運營者的網(wǎng)絡內(nèi)該字節(jié)可為任意字符，在兩個不同運營者的網(wǎng)絡邊界處要使設備收發(fā)兩端的J0字節(jié)相匹配，用于監(jiān)控接收端是否與指定的發(fā)射端處于連接狀態(tài)，以便提前發(fā)現(xiàn)和解決故障。段接入點標志符本質(zhì)上可以理解為一個接入點名稱。在早期的SDH設備中，J0字節(jié)的位置安排的是C1字節(jié)，用來表示STM-1在STM-N中的位置，輔助進行幀定位。這類設備與采用J0字節(jié)的新設備通信時，可以將新設備的J0字節(jié)設置為“00000001”，表示“再生段追蹤字節(jié)未規(guī)定”。3.3.2幀結構比特間插奇偶校驗8位碼：B1比特間插奇偶校驗8位碼用于再生段的誤碼監(jiān)測，簡稱BIP（BitInterleavedParity）-8。信號在傳輸過程中因為軟硬件異常、線路質(zhì)量等原因可能存在誤碼，BIP-8實質(zhì)上就是對信號做的一種偶校驗（相對于奇校驗），從而通過誤碼塊判斷信號質(zhì)量并做相應處理，它的工作原理如下。發(fā)送端將第X個STM-N幀的除第一行（再生段開銷RSOH的第一行不參與擾碼，以便接收端能正確找到定幀字節(jié)A1、A2）外，按照字節(jié)進行異或運算，得到的結果存放在下一幀（X+1）的B1字節(jié)中，接收端收到第X幀后做同樣運算，結果與下一幀（X+1）的B1字節(jié)比較，如果相同則認為沒有誤碼，相反可以得到誤碼塊數(shù)量。這種誤碼監(jiān)測的方法應用廣泛，但是不能保證監(jiān)測100%正確，因為有可能恰好某一列存在偶數(shù)個誤碼，不過發(fā)生這種情況的概率較小。3.3.2幀結構公務字節(jié)：E1、E2公務字節(jié)早期用于提供公務聯(lián)絡的語音通道，隨著通信網(wǎng)絡的發(fā)展，目前現(xiàn)網(wǎng)基本不再使用。E1屬于RSOH中的字節(jié)，用于為再生段的公務語音通道，E2為MSOH，用于復用段的公務語音通道，速率搜為64kbit/s。3.3.2幀結構使用者通道字節(jié)：F1使用者通道字節(jié)是保留給使用者（通常指運營商）用于特定維護目的的臨時公務聯(lián)絡通道，可提供64kbit/s的語音或者數(shù)據(jù)業(yè)務。6.數(shù)字通信通路DCC（DigitalCommunicationChannel）字節(jié)：D1-D12數(shù)字通信通路字節(jié)提供管理網(wǎng)到網(wǎng)元的數(shù)據(jù)通道，是SDH網(wǎng)絡運行、管理和維護功能強大的直觀體現(xiàn)。有了這條通路，可以通過網(wǎng)管系統(tǒng)，方便的對網(wǎng)元進行下發(fā)命令、數(shù)據(jù)查詢、性能測試、故障定位等。其中D1-D3字節(jié)屬于RSOH，速率為64kbit/s*3=192kbit/s，為再生段提供操作、維護和管理信息；D4-D12屬于MSOH，速率為64kbit/s*9=576kbit/s，為復用段終端間提供OAM，現(xiàn)網(wǎng)一般預留給自動交換光網(wǎng)絡ASON（AutomaticallySwitchedOpticalNetwork）作為控制通道。3.3.2幀結構比特間插奇偶校驗N*24位碼(BIP-N*24)：B2比特間插奇偶校驗N*24位碼B2是復用段中用于在線誤碼監(jiān)測的字節(jié)，它與B1字節(jié)的區(qū)別在于：B1字節(jié)用于對整個STM-N幀進行誤碼監(jiān)測，B2字節(jié)用于對每一個STM-1幀進行誤碼監(jiān)測。STM-N幀中有N*3個B2字節(jié)，每三個B2字節(jié)監(jiān)測一個STM-1幀。它對STM-1幀中除了RSOH的3行外所有字節(jié)進行BIP-24校驗，工作原理與B1字節(jié)類似。8.自動保護倒換APS（AutomaticProtectSwitch）通路字3.3.2幀結構比特間插奇偶校驗N*24位碼(BIP-N*24)：B2節(jié):K1和K2（b1-b5）自愈網(wǎng)絡的一個重要功能就是自動倒換，K1和K2（b1-b5）用于傳送復用段自動保護倒換(APS)指令。K1（b1-b4）用于指示倒換請求的原因，K1（b5-b8）用于指示請求倒換的信道號，K2（b1-b4）用于指示橋接到保護信號的通道號，K2（b5）取0是表示1+1APS倒換，取1時表示1：N倒換。關于倒換詳細參考APS協(xié)議。9.復用段遠端缺陷指示MS-RDI（MultiplexSection-RemoteDefectIndication）字節(jié)：K2（b6~b8）K2（b6~b8）用于接收端向發(fā)送端指示MS-RDI，即接收端收到發(fā)送端信號劣化或者接收到發(fā)送端的復用段告警指示信號(MS-AIS)時，將K2（b6~b8）在擾碼前置“110”，發(fā)送端收到復用段遠端缺陷指示MS-RDI后產(chǎn)生告警。3.3.2幀結構同步狀態(tài)字節(jié)：S1（b5~b8）S1（b5~b8）表示同步狀態(tài)信息SSM（SynchronousStatusMessage），將上游站點的時鐘同步狀態(tài)傳遞到下游站點，設備可以根據(jù)S1（b5~b8）的值（越小表示時鐘質(zhì)量等級越高）判斷時鐘同步的質(zhì)量，并據(jù)此決定是否切換到較高質(zhì)量的時鐘源上。表3-1S1字節(jié)含義11.復用段遠端差錯指示MS-REI（RemoteErrorIndication）字節(jié)：M1復用段遠端差錯指示MS-REI（RemoteErrorIndication）字節(jié)M1與B2字節(jié)配合，用于接收端將BIP-24監(jiān)測出來的誤碼塊數(shù)量發(fā)送給發(fā)送端，以便發(fā)送端了解接收端的收信誤碼情況。3.3.2幀結構備用字節(jié)X表示國內(nèi)使用的保留字節(jié)，所有未做標記的字節(jié)的用途待由將來的國際標準確定。3.3.2幀結構管理單元指針（AU-PTR）區(qū)域管理單元指針區(qū)域占據(jù)幀結構的第4行和第9*N列字節(jié)的條形區(qū)域，用于指示STM-N幀中信息凈負荷第一個字節(jié)的準確位置，以便接收端可以正確的分解提取。3.3.2幀結構凈負荷（Payload）區(qū)域凈負荷區(qū)域占據(jù)幀結構的第1-9行和第10*N-270*N列字節(jié)的矩形區(qū)域，裝載的是具體的業(yè)務信息和少部分監(jiān)控、管理和控制通道性能的通道開銷POH（PathOverhead）字節(jié)。與段開銷主要負責段層（再生段和復用段）的OAM功能不同，通道開銷主要負責虛容器VC（VirtualContainer）通道層的OAM功能。虛容器VC（VirtualContainer）正是映射復用的基本單元。謝謝3.4映射與復用3.4.1基本映射復用單元SDH體制基本的復用單元包括容器C（Container）、虛容器VC（VirtualContainer），支路單元TU（TributaryUnit）、支路單元組TUG（TributaryUnitGroup）、管理單元AU（AdministrativeUnit）和管理單元組AUG（AdministrativeUnitGroup）。3.4.1基本映射復用單元容器C容器是ITU-T建議G.707定義的標準容器，用來裝載各種速率業(yè)務信號的信息結構，主要完成準同步數(shù)字體系信號PDH與虛容器VC之間的碼速調(diào)整。5種標準容器表示為C-11、C-12、C-2、C-3、C-4，速率分別為1.544Mbit/s、2.048Mbit/s、6.312Mbit/s、33.4.368Mbit/s、139.264Mbit/s，我國SDH網(wǎng)絡中僅使用了C-12、C-3和C-4。3.4.1基本映射復用單元虛容器VC容器C輸出的凈負荷加上通道開銷POH組成了虛容器VC：VC-n=C-n+VC-n’sPOH虛容器VC用于支持SDH通道層的連接，是SDH中可以用來傳輸、交換、處理的最小信息單元。VC4和AU-3中的VC-3為高階虛容器，如果通過TU-3把VC-3復用進VC-4，則VC-3屬于低階虛容器，VC-11、VC-12和VC-2都屬于低階虛容器。在我國，VC-4屬于高階虛容器，VC3、VC-12屬于低階虛容器。3.4.1基本映射復用單元支路單元TU3241低階虛容器VC加上相應的支路單元指針TU-PTR組成了支路單元TU：支路單元TU用于提供低階通道層和高階通道層之間的適配，是一種負責將低階虛容器經(jīng)支路單元組TUG裝進高階虛容器的信息結構。TU-n=低階虛容器VC-n+TU-n-PTR支路單元指針TU-n-PTR指示VC-n凈負荷起點在TU幀內(nèi)的準確位置。3.4.1基本映射復用單元支路單元組TUG一個或者多個在高階虛容器VC凈負荷中固定占有規(guī)定位置的支路單元TU的集合構成支路單元組TUG。支路單元組TUG有兩種，由1個TU-2或者3個TU-12或者4個TU-11按字節(jié)間插組合而成的為TUG-2，由1個TU-3或者7個TU-2按字節(jié)間插組合而成的為TUG-3。3.4.1基本映射復用單元管理單元AUSTEP4STEP3STEP2STEP1高階虛容器VC加上相應的管理單元指針AU-PTR組成了管理單元AU：AU-n=高階虛容器VC-n+AU-n-PTR管理單元指針AU-n-PTR指示VC-n凈負荷起點在AU幀內(nèi)的準確位置。管理單元AU用于提供高階通道層和復用段層之間的適配，是一種負責將高階虛容器經(jīng)管理單元組AUG裝進STM-N幀的信息結構。3.4.1基本映射復用單元管理單元組AUG一個或者多個在STM-N幀的凈負荷中固定占有規(guī)定位置的管理單元AU的集合構成管理單元組AUG。一個AUG由一個AU-4或者3個AU-3按字節(jié)間插組合而成。以上6個基本單元完成了各種業(yè)務信號裝進STM-N幀的三大步驟：映射、定位和復用。3.4.2映射映射是將裝入標準容器的各種低速支路信號再次適配裝入虛容器VC（容器C輸出的凈負荷加上通道開銷POH組成了虛容器VC）的過程。通過前面已有的技術基礎，現(xiàn)在可以進行通道開銷POH的分析了，并為映射過程做好準備。3.4.2映射通道開銷POH通道開銷位于STM-N幀結構的凈負荷區(qū)域。1.低階通道開銷LP-POH(LowerorderPathPathOverhead)低階通道開銷監(jiān)控VC-12通道的OAM性能。為了適應不同容量的凈負荷在網(wǎng)絡中的傳送場景，有不同類型的幀結構。通常把C-n的標準幀稱為基幀或者基本幀，由幾個連續(xù)的基幀組成的稱為復幀，把基幀的一部分稱為子幀。一個VC-12復幀包含4個VC-12基本幀，低階通道開銷位于每個VC-12基本幀的的第一個字節(jié)，共四個字節(jié)，分別為V5、J2、N2、K4。3.4.2映射通道開銷POH3.4.2映射通道狀態(tài)和信號標記字節(jié)V5通道狀態(tài)和信號標記字節(jié)V5用于VC-12幀的誤碼監(jiān)測、信號標記和通道狀態(tài)指示。3.4.2映射低階通道蹤跡字節(jié)J2低階通道蹤跡字節(jié)J2是低階通道接入點標識符，被重復發(fā)送用于確認接收端是否與指定的發(fā)射端處于連續(xù)連接狀態(tài)，功能與段開銷中的J0、高階通道開銷中的J1類似。3.4.2映射網(wǎng)絡運營者字節(jié)N2網(wǎng)絡運營者字節(jié)N2用于串聯(lián)監(jiān)視TCM（TandemConnectionMonitor）功能。3.4.2映射備用字節(jié)K4備用字節(jié)K4是預留未使用的字節(jié)，當接收端接收到該字節(jié)時，忽略該字節(jié)值。3.4.2映射高階通道蹤跡字節(jié)J1高階通道蹤跡字節(jié)J1是高階通道接入點標識符，被重復發(fā)送用于確認接收端是否與指定的發(fā)射端處于連續(xù)連接狀態(tài)，功能與段開銷中的J0、低階通道開銷中的J2類似。3.4.2映射高階通道誤碼監(jiān)測字節(jié)B3高階通道誤碼監(jiān)測字節(jié)B3用于對VC-3和VC-4通過BIP-8碼進行誤碼監(jiān)測，工作原理和B1、B2字節(jié)類似。3.4.2映射高階通道信號標記C2高階通道信號標記C2用于指示高階通道VC-3和VC-4的信息組成，即VC幀的復接結構和信息凈荷的性質(zhì)，例如高階通道是否裝載，裝載的業(yè)務種類以及映射方式。3.4.2映射通道狀態(tài)字節(jié)G1通道狀態(tài)字節(jié)G1用于將通道接收端的狀態(tài)和性能信息回傳給通道發(fā)送端設備，使得可以在通道的任何一端對整個通道的雙向狀態(tài)和性能信息進行監(jiān)控。正常情況下B3檢測出的誤碼塊數(shù)由G1的前四個比特傳遞給發(fā)送端，發(fā)送端根據(jù)閾值上報性能事件“高階通道遠端誤碼塊指示”HP-REI(HigherorderPath-RemoteErrorIndication)。當接收端收到AIS、誤碼超限、J1和C2字節(jié)失配時，G1字節(jié)的第5個比特給發(fā)送端發(fā)送一個性能事件高階通道遠端劣化指示HP-RDI（Higherorderpath-RemoteDefectIndication），發(fā)送端可以了解到接收端接收的信號狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和定位故障。3.4.2映射高階通道使用者字節(jié)F2、F3高階通道使用者字節(jié)F2、F3用于提供公務通信的通道單元，與凈負荷有關。3.4.2映射TU位置指示字節(jié)H4TU位置指示字節(jié)H4用于指示復幀的類別和凈負荷的位置。當2Mbit/s的PDH信號復用進VC-4幀時，通過H4字節(jié)可以確定當前的基本幀是復幀中的第幾幀。H4字節(jié)的取值范圍是00H-03H，如果超出此范圍，接收端會產(chǎn)生支路單元復幀丟失告警TU-LOM（TU-LossOfMulti-frame）。3.4.2映射自動保護倒換通路字節(jié)K3自動保護倒換通路字節(jié)K3的前4個比特用于傳送APS（AutomaticProtectSwitch）協(xié)議，后四個作為空閑字節(jié)預留，暫時沒有規(guī)定值。3.4.2映射網(wǎng)絡運營者字節(jié)N1網(wǎng)絡運營者字節(jié)N1用于提供串聯(lián)監(jiān)視TCM（TandemConnectionMonitor）功能，與網(wǎng)絡運營者字節(jié)N2類似。3.4.2映射映射方法映射是SDH技術體制首先要解決的技術問題，即為了適應各種不同的網(wǎng)絡應用情況，進而形成統(tǒng)一的速率體系，需要選擇合適的映射方法和映射的工作模式。一般來說，可以概括為兩種映射方法和兩種映射模式。映射方法概括為：3.4.2映射異步映射異步映射對被映射信號的結構沒有任何限制(即信號有無幀結構均可)，也不需要與網(wǎng)絡同步，僅僅利用碼速調(diào)整的方法將信號適配進虛容器VC。在映射過程中通過在固定的位置上隨機插入比特填充信息，將其適配成與SDH網(wǎng)絡同步的虛容器VC基本單元，在解映射過程中，去除這些塞入的比特，恢復出原始信號。異步映射包含一個子集，即比特同步映射。它對支路信號的結構同樣沒有任何限制，但是在低速支路信號與網(wǎng)絡同步的情況下，不需要進行碼速調(diào)整就可以將其適配成與SDH網(wǎng)絡同步的虛容器VC基本單元。3.4.2映射字節(jié)同步映射字節(jié)同步映射要求被映射信號具有以字節(jié)為單位的幀結構，并且信號與網(wǎng)絡同步（即幀頻一致），不需要碼速調(diào)整就可以將信息字節(jié)裝入VC內(nèi)規(guī)定位置，這種同步方式的信號每一個字節(jié)在虛容器VC中的位置都是固定的，解映射時可以直接從STM-N中提取指定的字節(jié)出來。映射模式概括為：3.4.2映射浮動VC模式在浮動VC模式下，虛容器VC凈負荷在支路單元TU內(nèi)的位置不固定，由支路單元指針TU-PTR指示起點位置。它采用TU-PTR和AU-PTR兩層指針解決虛容器VC凈負荷與STM-N幀的頻差和相差問題，從而不需要滑動緩存器就可以實現(xiàn)同步，并且引入的信號時延最小（約10us）。同時幀內(nèi)有通道開銷字節(jié)，可以進行通道性能的端到端監(jiān)測。3.4.2映射鎖定TU模式鎖定TU模式的信息凈負荷與網(wǎng)絡同步并且處于TU幀內(nèi)的固定位置，不需要TU-PTR定位，可以直接從STM-N信號中裝入、取出低速支路信號，但是當高速信號和低速信號之間出現(xiàn)頻差和相差時，需要用125us的滑動緩存器進行頻率校正和相位對準，容易造成信號延遲和滑動損傷。鎖定TU模式?jīng)]有通道開銷字節(jié)，不能進行通道性能的端到端監(jiān)測。SDH技術體制要求同時滿足異步復用（例如PDH信號裝入STM-N信號）和同步復用（例如STM-1信號適配為STM-N信號），并且方便的完成低速信號和高速信號的裝入和分插，所以必須根據(jù)網(wǎng)絡的不同情況，選取合適的映射方法以及映射模式，當前我國絕大多數(shù)廠家的設備采用的是異步映射的浮動工作模式。3.4.3定位定位是將幀偏移信號裝入支路單元TU-n或管理單元AU-n的過程，即通過支路單元指針和管理單元指針的調(diào)整，使指針值指向低階VC幀的起點在TU凈負荷或者高階VC幀的起點在AU凈負荷中的具體位置，使接收端實現(xiàn)相應VC正確的提取。定位過程關鍵技術是指針，它的作用可以歸納為：當網(wǎng)絡處于同步狀態(tài)時，指針用于同步信號的相位校準；當網(wǎng)絡失去同步狀態(tài)時，指針用于信號的頻率校正和相位校準；當網(wǎng)絡處于異步狀態(tài)時，指針用于頻率跟蹤校準；容納網(wǎng)絡中的頻率抖動和漂移。下面分別介紹管理單元指針和支路單元指針。3.4.3定位管理單元指針管理單元指針稱為AU-4指針，用來指示VC-4（高階VC）在AU-4中準確的起點，即J1的位置，從而解決VC-4和AU-4在頻率和相位上的差異。AU-4指針位于STM-1幀的第4行、第1~9列，共9個字節(jié)中。3.4.3定位管理單元指針AU-4PTR=H1,Y,Y,H2,11111111,11111111,H3,H3,H3H1、H2的后10個比特用于裝載實際的指針值。H3是負調(diào)整機會字節(jié)，在負調(diào)整時，以3個H3為一個調(diào)整單位，攜帶額外的VC-4數(shù)據(jù)。Y=1001SS11，其中SS是未規(guī)定值的比特。為了使指針值明確裝進AU-4中的VC4起點(第一個字節(jié)J1)的具體位置，我們對STM-1凈負荷區(qū)域的所有字節(jié)進行編號，在第4行H3字節(jié)之后三個連續(xù)0的字節(jié)為正調(diào)整機會字節(jié)，緊接著以3個字節(jié)為單位繼續(xù)編號，直到782（261*9/3=783），VC-4的起點可以在0~782的任意位置，這個位置就有指針數(shù)值(HI和H2字節(jié)的后10個比特)標明。3.4.3定位管理單元指針為了更好的理解AU-4指針工作原理，以貨車車廂（信息凈負荷區(qū)）運貨物（VC-4）來舉例說明，假定貨車的停站時間是125us，貨物(VC4)逐字節(jié)連續(xù)裝入貨車車廂(信息凈負荷區(qū))。1)AU-4正指針調(diào)整：當VC-4的速率低于AU-4速率時，裝載一個VC-4貨物包所用的時間多于貨車停站時間125us（幀頻低，幀周期長），AU-4在時間上無法裝完一個VC-4，要把VC-4中剩下的字節(jié)在下一輛車運輸。由于AU-4未裝完VC-4(下一輛車運輸?shù)牟糠?，車廂中空出一部分位置。為防止由于車廂未裝滿而在運輸過程中引起貨物散亂，在AU-PTR的H3字節(jié)后面以3個字節(jié)為單位填充偽隨機信息，貨物的位置向后移動N個單位(3個字節(jié))，這種調(diào)整方式叫做正調(diào)整，插入3N個冗余字節(jié)的位置叫做正調(diào)整位置。3.4.3定位管理單元指針2)AU-4負指針調(diào)整：當VC-4速率高于AU-4的速率時，裝載一個VC-4貨物包所用的時間少于貨車停站時間125us（幀頻高，幀周期短），由于貨車未開走，VC-4的裝載一直在進行，直到AU-4這輛貨車的車廂(信息凈負荷區(qū))裝滿無法再容納不斷裝入的貨物，需要將H3字節(jié)的位置用來存放貨物，此時貨物的位置以3個字節(jié)為單位都向前移動了一個單位。這種調(diào)整方式叫做負調(diào)整，H3字節(jié)所占的位置叫做負調(diào)整位置，H3字節(jié)的位置上放的是VC-4的有效信息。負調(diào)整位置只有1個(H3字節(jié))，調(diào)整位置在AU-PTR區(qū)域，正調(diào)整位置可以有多個，調(diào)整位置在AU-4信息凈負荷區(qū)域。3.4.3定位管理單元指針正調(diào)整和負調(diào)整都會使VC-4在AU-4凈負荷中的位置發(fā)生改變，即VC-4的第1個字節(jié)在AU-4凈負荷中的位置發(fā)生改變，此時AU-PTR的值也會作出相應的正/負調(diào)整。正/負調(diào)整是按每次一個單位來進行的，指針值也隨著正/負調(diào)整進行+1(指針正調(diào)整)或者-1(指針負調(diào)整)的操作。3)AU-4零指針調(diào)整：當VC-4與AU-4之間無頻率差和相位差時，AU-PTR的值是522（AU-PTR所指的是下一幀VC-4的J1字節(jié)的位置）?，F(xiàn)場應用中，指針調(diào)整不會經(jīng)常出現(xiàn)（時鐘同步），H3字節(jié)大部分時間內(nèi)填充的都是偽隨機比特。3.4.3定位支路單元指針支路單元指針包含TU-3指針和TU-12指針兩種。TU-3指針由TU-3幀結構中第1~3行，第1列豎條位置的H1、H2、H3三個字節(jié)組成，用于提供VC-3在TU-3幀內(nèi)靈活和動態(tài)的定位方法。H1和H2合在一起使用作為指針值，H3字節(jié)用于負調(diào)整機會，工作原理和AU-4類似。3.4.3定位支路單元指針從緊跟H3之后的字節(jié)（正調(diào)整機會字節(jié)）開始順序編號0~764（85*9=765）作為指針值。TU-12指針由TU-12復幀的V1、V2、V3、V4字節(jié)組成，用于和VC-12在TU-12復幀內(nèi)靈活和動態(tài)的定位方法。V1、V2合在一起使用作為指針值，V3字節(jié)用于負調(diào)整機會，V4預留，工作原理和AU-4類似。從緊跟V2之后的字節(jié)（正調(diào)整機會字節(jié)）開始順序編號0~139作為指針值，即VC-12幀的首字節(jié)V5所在的偏移編號位置，在沒有頻率差和相位差時，V5字節(jié)的位置值時70。3.4.3定位支路單元指針3.4.4復用復用完成將低速支路信號（例如2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s等）適配為SDH信號以及將低階SDH信號適配為高階SDH信號。ITU-T定義了一套完整的映射復用路線：在眾多復用路線中，一個國家或者地區(qū)的復用路線一般是唯一的。我國的傳輸技術體制規(guī)定以2Mbit/s信號為基礎，選用AU-4復用路線：3.4.4復用下面以具體信號為例，介紹映射復用過程。3.4.5映射復用過程2Mbit/sPDH信號形成STM-N信號由2Mbit/sPDH信號復用為STM-N信號當前網(wǎng)絡中應用最多的，也是PDH信號復用為SDH信號中最復雜的，本章節(jié)放在最重要的位置介紹。2Mbit/s的PDH-->C-122Mbit/s的PDH信號速率范圍為2.048Mbit/s±50ppm，即2.0481Mbit/s~2.0479Mbit/s。待封裝有效信息凈荷的速率為2.048Mbit/s標稱值裝入C-12標準容器時，每個C-12平均裝入256bit，即32字節(jié)。待封裝有效信息凈荷的實際速率有可能偏高或偏低，不為2.048Mbit/s標稱值裝入C-12標準容器時，每個C-12裝入的比特數(shù)有可能不是整數(shù)（速率除以8000幀），需要將幾個連續(xù)的C-12組成一個復幀，通過碼速調(diào)整實現(xiàn)封裝。將4個幀頻為8000幀/s的C-12基幀組成一個復幀，幀頻為2000幀/s，幀結構如下。2Mbit/s的PDH-->C-12C-12復幀可以容納的有效信息負荷速率范圍為：C-12復幀min=(1023+0+0)*2000=2.046Mbit/sC-12復幀max=(1023+1+1)*2000=2.050Mbit/s2Mbit/s的PDH-->C-12由此可以看出，PDH基群信號速率范圍2.0481Mbit/s~2.0479Mbit/s是2.046Mbit/s~2.050Mbit/s的子集，可以封裝到C-12復幀中。C-12-->VC-12為了在SDH網(wǎng)絡傳輸過程中能實時監(jiān)測任意一個2Mbit/s通道信號的性能，將C-12加入低階通道開銷LP-POH，封裝為虛容器VC-12。一個復幀有一組低階通道開銷（V5、J2、N2、K4），分別占據(jù)4個基本幀左上角的位置，監(jiān)控4幀C-12的傳輸狀態(tài)。VC-12-->TU-12在VC-12復幀下方的4個缺口加上4個字節(jié)的TU-PTR（V1-V4字節(jié)），封裝為9行*4列的支路單元TU-12。TU-PTR指示復幀中第一個VC-12的起點（V5字節(jié)）在TU-12凈負荷中的具體位置，使收端夠正確地定位VC-12幀。TU-12-->TUG-23個9行*4列的TU-12經(jīng)過字節(jié)間插復用為9行*12列的TUG-2。TUG-2-->TUG-3在7個9行*12列的信息結構前加入兩列固定塞入比特，形成9行*86列的TUG-3。TUG-3-->VC-43個TUG-3通過字節(jié)間插復用為9行*258列，加入兩列固定塞入比特形成C-4的9行*260列，然后在第一列加入高階通道指針HP-POH，形成9行*261列的VC-4。VC-4-->AU-4在VC-4前加上管理單元指針AU-PTR，形成AU-4。AU-4-->AUG一個或多個管理單元AU組成管理單元組AUG。AUG-->STM-1AUG加上段開銷SOH形成STM-1信號。STM-1-->STM-NN個STM-1信號經(jīng)過字節(jié)間插復用為STM-N信號。從以上過程可以看出，3個TU-12復用成1個TUG-2,7個TUG-2復用成1個TUG-3，3個TUG-3復用進1個VC-4,1個VC-4復用進1個STM-1，由于復用的方式是字節(jié)間插，在1個VC-4中的63個VC-12的排列方式不是順序來排列的。下面的公式在用SDH傳輸分析儀進行相關測試時會用得到。TU-12序號=TUG-3編號+(TUG-2編號1)X3+(TU-12編號-1)X21編號是指在VC-4幀中的位置編號。TUG-3編號范圍:1~3;TUG-2編號范圍:1~7;TU-12編號范圍:1~3。TU-12序號是指本TU-12是VC-4幀中63個TU-12按先后順序復用的第幾個TU-12。STM-1-->STM-N34Mbit/s、140Mbit/s的PDH信號映射復用為STM-N的過程與2Mbit/s類似。謝謝3.5SDH網(wǎng)元通過前面章節(jié)的介紹，我們知道SDH設備由終端復用器(TM)、分插復用器(ADM)和數(shù)字交叉連接設備(DXC)等基本邏輯單元組成，這些設備分別是由一系列的邏輯功能塊構成的。有了映射復用等基本知識，本章節(jié)開始介紹SDH設備的邏輯功能。3.5.1SDH邏輯功能SDH網(wǎng)絡所用設備的基本功能主要是復接、交叉連接和線路傳輸，SDH設備通?？煞譃樵偕?、復用器和交叉連接設備?，F(xiàn)在使用的SDH設備邏輯上分為若干組件，不同的組件又由不同的邏輯功能塊組成，這樣可以通過軟件來實現(xiàn)功能的組合，與硬件解耦，實現(xiàn)不同設備、不同廠家的橫向兼容。SDH邏輯功能塊主要由基本功能模塊和輔助功能模塊構成。3.5.1SDH邏輯功能SDH物理接口功能(SPI)SDH物理接口功能(SPI)是設備和線路的物理接口，主要完成光/電變換、電/光變換、提取線路時鐘信號以及相應告警的檢測等功能。在信號流從A→B的接收方向，線路送來的STM-N光信號在此功能塊中轉換成內(nèi)部邏輯電平信號，同時從STM-N中提取時鐘信號并通過參考點T傳送給同步設備定時源功能塊(SETS)鎖相，鎖相完成后由SETS將定時信號傳給其他功能塊，作為它們工作的時鐘頻率。當A點的STM-N信號失效時，例如光信號丟失、光功率過低、傳輸性能劣化等，SPI會產(chǎn)生相關告警，經(jīng)過參考點S傳送給同步設備管理功能塊(SEMF)，同時也傳送給下游的再生段終端功能塊(RST)。3.5.1SDH邏輯功能SDH物理接口功能(SPI)在信號流從B→A的發(fā)送方向，SPI將再生段終端功能塊(RST)送來的、攜帶定時信息的STM-N電信號轉換為線路光信號，在參考點A形成適合光傳輸?shù)腟TM-N光接口信號。當光接口板激光器故障或達到使用期限時，產(chǎn)生激光器狀態(tài)相關告警信號，經(jīng)參考點S傳送給SEMF。3.5.1SDH邏輯功能再生段終端功能(RST)再生段終端功能(RST)是再生段開銷RSOH的的宿和源端點，即在發(fā)送方向形成SDH幀信號的過程中加入RSOH，并在相反方向(收方向)解復用取出RSOH，完成再生段開銷RSOH的終結。在信號流從B→C的收方向，RST接收到來自SPI的信號，首先搜尋A1A1A1A2A2A2幀定位字節(jié)進行定位，如果連續(xù)5幀以上無法正確定位幀頭，設備進入幀失步狀態(tài)，RST功能塊通過S點向SEMF上報接收信號幀失步告警(R-OOF)。在幀失步狀態(tài)中，如果連續(xù)接收到2個正確定位的幀，則退出幀失步狀態(tài)，如果幀失步狀態(tài)持續(xù)3ms以上，設備進人幀丟失狀態(tài)，RST上報幀丟失告警(R-LOF)，產(chǎn)生全“1”的AIS信號發(fā)送給MST。如果幀定位正確，RST對STM-N幀中除RSOH第一行字節(jié)外的所有字節(jié)進行解擾后提取RSOH進行處理，需要說明的是，在解擾前，3.5.1SDH邏輯功能再生段終端功能(RST)RST先進行BIP-8計算，并與下一幀的B1字節(jié)比較，檢測接收信號的誤碼情況，如果接收信號有誤碼，本端產(chǎn)生再生段背景誤碼塊(RS-BBE)性能事件，并上報給SEMF。RST提取E1、F1字節(jié)傳送給開銷接入功能塊(OHA)處理公務聯(lián)絡電話；提取D1~D3字節(jié)傳送給SEMF，提供再生段的運行、管理和維護信息。在信號流從C→B的發(fā)方向，RST接收來自復用段終端功能MST的帶MSOH的STM-N信號（包括時鐘信號），加入RSOH（包括上一幀擾碼后的BIP-8計算結果B1、本端數(shù)據(jù)通路字節(jié)D1-D3、公務聯(lián)絡字節(jié)E1等），并對除RSOH第一行字節(jié)外的所有字節(jié)進行擾碼，輸出完整的STM-N信號。3.5.1SDH邏輯功能復用段終端功能(MST)復用段終端功能(MST)是復用段開銷字節(jié)MSOH的的宿和源端點，即在發(fā)送方向形成SDH幀信號的過程中加入MSOH，并在相反方向(收方向)解復用取出MSOH，完成復用段開銷MSOH的終結。在信號流從C→D的接收方向，從RST接收已經(jīng)恢復了RSOH的STM-N信號，對除RSOH外的STM-N信號進行BIP-24校驗，與上一幀的B2B2B2位比較，并將比較結果發(fā)送給SEMF，如果有誤碼，則將誤碼塊數(shù)量通過M1字節(jié)發(fā)送給對端，同時產(chǎn)生復用段遠端差錯指示告警（MS-REI）發(fā)送給對端。在處理K1和K2字節(jié)時，提取K1和K2字節(jié)的自動保護倒換(APS)信息（b1~b5）上報給SEMF，以便SEMF在網(wǎng)絡故障時發(fā)送復用段倒換相關命令，提取K2字節(jié)的b6~b8比特，如果連續(xù)3幀出現(xiàn)“111”，MST產(chǎn)生復用段告警指示信號(MS-AIS)，3.5.1SDH邏輯功能復用段終端功能(MST)如果連續(xù)3幀出現(xiàn)“110”，表示MST已經(jīng)檢測到對端設備發(fā)過來的復用段遠端失效告警(MS-RDI)，即對端設備出現(xiàn)MS-AIS、B2B2B2誤碼過大等劣化告警。與再生段終端功能(RST)類似，復用段終端功能(MST)提取相應的D4~D12字節(jié)同步給設備管理功能模塊SEMF處理復用段的OAM信息，提取相應的E2字節(jié)同步給OHA處理復用段公務聯(lián)絡信息，提取S1字節(jié)獲得同步質(zhì)量等級信息。在信號流從D→C的發(fā)送方向，復用段終端功能(MST)從MSP接收的是不包含MSOH和RSOH的STM-N凈負荷，將上一幀的BIP-24計算結果放入本幀的B2B2B2中，插入公務聯(lián)絡字節(jié)E2、數(shù)據(jù)通路字節(jié)D4~D12、C→D方向產(chǎn)生的M1字節(jié)、K1K2字節(jié)、S1字節(jié)等形成包含MSOH的復用段信號傳送到RST。3.5.1SDH邏輯功能復用段保護功能(MSP)復用段保護功能(MSP)通過對STM-N信號的持續(xù)監(jiān)測，在信號流從D→E的接收方向，系統(tǒng)故障時，啟動K1、K2字節(jié)的APS協(xié)議，將故障的工作信道倒換到保護信道上去，完成在復用段內(nèi)對STM-N信號的保護，避免業(yè)務受損；在信號流從E→D的發(fā)送方向，透明傳輸。3.5.1SDH邏輯功能復用段適配功能(MSA)復用段適配功能(MSA)主要完成AU-PTR的產(chǎn)生和處理以及STM-N幀的組合和分解。在信號流從F→E的接收方向，接收帶定時信息的STM-N凈負荷，進行消除間插處理，形成多個獨立的AU-4信號，再進行AU-4的指針處理，形成VC-4信號。如果AU-4指針丟失（例如連續(xù)8幀為無效指針值或者連續(xù)8幀為NDF反轉），MSA產(chǎn)生指針丟失告警（AU-LOP），并上報給SEMF，同時向HPC發(fā)送全“1”信號。在信號流從F→E的發(fā)送方向，接收HPC的VC-4信號和幀偏移，加入AU-PTR形成AU-4，多個AU-4經(jīng)字節(jié)間插復用組合為AUG。如果從HPC接收的為全“1”信號，則產(chǎn)生AU-AIS告警，上報給SEMF，同時繼續(xù)向下游發(fā)送全“1”信號。3.5.1SDH邏輯功能高階通道連接功能塊(HPC)高階通道連接功能塊(HPC)是一個交叉連接矩陣，完成對高階通道VC4的交叉連接，由此可以看出，信號流在HPC中透明傳輸。在信號流中發(fā)送和接收方向都標記為F。3.5.1SDH邏輯功能高階通道終端功能塊(HPT)高階通道終端功能塊(HPT)是高階通道開銷的源和宿端點，在構成STM-N凈負荷過程中加入高階通道開銷(POH)，在分解過程中取出POH。1在信號流從F→G的接收方向，將從HPC接收的VC-4信號中取出高階通道開銷POH,進行通道開銷的處理，并向LPA輸出高階容器數(shù)據(jù)流C-4。2在信號流從G→F的發(fā)送方向，HPT接收來自下游的C-4信號，確定高階POH并將其裝入C-4，形成VC-4。33.5.1SDH邏輯功能高階通道適配功能塊(HPA)高階通道適配功能塊(HPA)完成高階通道與低階通道之間的組合和分解以及指針處理等工作。在信號流從G→H的接收方向，HPA將接收的C-4進行消除間插處理，分解成63個TU-12進行TUPTR指針處理，向LPC輸出63個VC-12信號。如果TUPTR丟失(例如連續(xù)8幀TUPTR指針值不在有效范圍之內(nèi)或者發(fā)生NDF飯莊)，HPA產(chǎn)生相應通道的TU-LOP報警，并向LPC輸出全“1”信號。在信號流從H→G的發(fā)送方向，HPA對輸入的VC-12加入TUPTR，形成TU-12，然后將63個TU-12通過字節(jié)間插復用，形成TUG-2、TUG-3，最終形成完整的C-4信號傳送給HPT。3.5.1SDH邏輯功能低階通道連接功能塊(LPC)低階通道連接功能塊(LPC)是一個交叉連接矩陣，完成對低階VC(例如VC-12)的交叉連接，實現(xiàn)低階VC之間靈活的分配和連接，功能與高階通道連接功能塊(HPC)類似，在物理設備上，HPC和LPC共同由交叉單元實現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能低階通道終端功能塊(LPT)低階通道終端功能塊(LPT)是低階通道開銷的源和宿端點。在信號流從H→I的接收方向，對來自LPC的信號提取低階通道開銷(POH)，從低階虛容器中恢復凈負荷C-12。在信號流從I→H的發(fā)送方向，對來自LPA的信號插入低階通道開銷(POH)，加入到C-12中，形成完整的VC-12信號。3.5.1SDH邏輯功能低階通道適配功能塊(LPA)030201低階通道適配功能塊(LPA)通過映射和去映時的方式，完成PDH信號與SDH信號網(wǎng)絡之間的適配。在信號流從G→L的接收方向，完成C-4信號的去映射，恢復為PDH信號。在信號流從L→G的發(fā)送方向，把2.048Mb/s或139268Mb/s的PDH信號映射進C-12或者C-4中。3.5.1SDH邏輯功能PDH物理接口功能塊(PPI)PDH物理接口功能塊(PPI)把G.703標準的PDH信號通過碼型變換轉換成內(nèi)部的普通二進制信號、提取支路定時信號，或做相反的處理，類似于SPI的物理接口功能。以高階接口中的PPI為例：在信號流從L→M的接收方向，接收LPA的信號和時鐘信息，進行CMI編碼，輸出標準的G.703信號。在信號流從M→L的接收方向，接收PDH支路信號，將CMI編碼轉換為NRZ編碼，提取支路時鐘信號同步到SEMF。以上介紹的多個基本功模塊經(jīng)過靈活組合，形成復合功能模塊，完成相對整體的功能。SPI、RST、MST、MSP、MSA組合成傳送終端功能塊(TTF)，將VC-4信號按照SDH的映射復用結構組裝為STM-N信號或者相反處理，一般由物理設備上的線路單元實現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能PDH物理接口功能塊(PPI)HPT、LPA、PPI組合成高階接口(HOI)，將140Mb/s的PDH信號映射成VC-4信號，或者將VC-4信號去映射形成140Mb/s的PDH信號，一般由物理設備上的支路單元實現(xiàn)。HPT、HPA組合成高階組裝器(HOA)，將低階通道信號復用成高階通道信號或者將高階通道信號復用成低階通道信號，一般由物理設備上的支路單元實現(xiàn)。PPI、LPA、LPT組合成低階接口功能塊(LOI)，將VC-12信號去映射形成2Mb/s的PDH信號，或者將2Mb/s的PDH信號經(jīng)映射處理適配進VC-12信號，一般由物理設備上的支路單元實現(xiàn)。1233.5.1SDH邏輯功能輔助功能模塊以上介紹的基本功能模塊完成了SDH設備映射復用的主要功能，SDH設備的完整工作還需要一些輔助功能模塊。3.5.1SDH邏輯功能同步設備管理功能塊(SEMF)同步設備管理功能塊(SEMF)收集其他功能塊的狀態(tài)信息，進行相應的管理操作，例如收集各功能塊的告警、性能事件并上報網(wǎng)管，響應網(wǎng)管向各個功能塊下發(fā)命令，通過DCC通道向其他網(wǎng)元傳送OAM信息等，一般由物理設備上的主控單元實現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能消息通信功能塊(MCF)消息通信功能塊(MCF)完成網(wǎng)元和網(wǎng)管之間的通信，是SEMF和其他功能塊和網(wǎng)管終端的通信接口，一般由物理設備上的主控單元實現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能同步設備定時源功能塊(SETS)同步設備定時源功能塊(SETS)為SDH網(wǎng)元提供時鐘信號，設備的時鐘源可以為GPS時鐘信號、BITS時鐘信號、線路時鐘信號等，在外部時鐘源失效的情況下，設備可以短時間內(nèi)使用內(nèi)部的自由震蕩時鐘，一般由物理設備上的時鐘單元實現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能同步設備定時物理接口(SETPI)同步設備定時物理接口(SETPI)為SETS提供與外部時鐘源的物理接口，即SETS通過SETPI接收外部時鐘信號或提供外部時鐘信號，一般由物理設備上的時鐘單元實現(xiàn)。3.5.1SDH邏輯功能開銷接入功能塊(OHA)開銷接入功能塊(OHA)從RST和MST中提取或?qū)懭胂鄳腅I、E2、FI公務聯(lián)絡字節(jié)并進行相應的處理，一般由物理設備上的時鐘單元實現(xiàn)。結合以上理論基礎，下面以華為公司的Metro500設備為例，對傳統(tǒng)SDH設備進行簡單介紹，形成對SDH實際產(chǎn)品的初步認知。3.5.2SDH物理設備OptiXMetro500系統(tǒng)概述OptiXMetro500是華為技術有限公司根據(jù)傳輸?shù)投耸袌龅膶嶋H需求設計的STM-1級別光傳輸設備，采用19英寸標準結構，設備具有如下特點：體積小、成本低，易于安裝和維護；支持以下安裝方式：OptiXC系列集成機柜中安裝、19英寸標準機柜中安裝、300mm深ETSI機柜中安裝、600mm深ETSI機柜中安裝、開放式機架中安裝、壁掛式安裝和桌面安裝；提供-48VDC、-60VDC、+24VDC、220VAC、110VAC五種電源接入；其中220V電源板兼容110VAC，-48VDC兼容-60VDC。支持多種光傳輸距離，如：30km/50km/90km；3.5.2SDH物理設備OptiXMetro500系統(tǒng)概述具有2路ECC處理能力；提供D字節(jié)和E1、E2等開銷字節(jié)的透傳功能，在多廠家設備的組網(wǎng)中可以方便的透傳其他廠家的ECC管理信息。兼容性好，便于后續(xù)功能擴展；提供擴展槽位，并采用了與OptiXMetro1000設備的兼容性設計，可以支持OptiXMetro1000設備的單板。同時可根據(jù)以后業(yè)務的需要進行新功能的擴展。OptiXMetro500第二版本將提供以太網(wǎng)業(yè)務透明傳送等功能；優(yōu)異的接口抖動指標；OptiXMetro500的E1接口映射抖動、結合抖動指標優(yōu)于ITU-T建議，使系統(tǒng)可以高質(zhì)量地傳送GSM、NO.7信令、數(shù)據(jù)通信等業(yè)務。3.5.2SDH物理設備OptiXMetro500系統(tǒng)概述優(yōu)異的時鐘同步性能；定時系統(tǒng)可工作于跟蹤模式、保持模式和自由振蕩模式下。當工作于跟蹤模式時，可任意選擇線路、支路作為參考時鐘源；通過設置時鐘源的優(yōu)先級，保證網(wǎng)絡定時系統(tǒng)的可靠運行。OptiXMetro500具有以下功能：3.5.2SDH物理設備業(yè)務交叉能力OptiXMetro500設備的交叉容量為6×6VC-4全交叉。3.5.2SDH物理設備SDH/PDH業(yè)務處理能力OptiXMetro500提供一路或兩路STM-1光接口，完成一路或兩路STM-1光信號的收發(fā)；同時可以提供8/16/24/32路E1電接口。3.5.2SDH物理設備靈活的組網(wǎng)能力OptiXMetro500支持多種網(wǎng)絡拓撲，包括點對點、鏈形、環(huán)形。3.5.2SDH物理設備保護機制OptiXMetro500支持單雙向通道保護環(huán)。3.5.2SDH物理設備網(wǎng)絡管理系統(tǒng)網(wǎng)絡管理系統(tǒng)OptiXiManagerT2000可對OptiXMetro500進行集中操作、維護和管理（OAM），實現(xiàn)電路的配置和調(diào)度，保證網(wǎng)絡安全運行。3.5.2SDH物理設備電源監(jiān)控功能-48VDC供電時，提供兩路-48VDC電源輸入端口，互為備份；另外，可以對電源電壓的過壓、欠壓狀況進行監(jiān)測并告警；-48VDC電源板兼容-60VDC電源接入。+24VDC供電時，提供兩路+24VDC電源輸入端口，互為備份；另外，可以對電源電壓的過壓、欠壓狀況進行監(jiān)測并告警；220VAC供電時，提供5V丟失告警。220VAC電源板兼容110VAC電源接入。3.5.2SDH物理設備設備結構OptiXMetro500設備采用盒式集成設計，由機盒、電源板、ISU（IntegrateSystemUnit）板、擴展槽位、風扇構成。OptiXMetro500結構設計滿足IEC29719英寸1U標準規(guī)范。機盒尺寸為：436mm（寬）×293mm（深）×43mm（高）。3.5.2SDH物理設備設備結構從設備背面看，從左到右依次是電源板、ISU板、擴展槽位、風扇，除擴展槽位可以插板，其他電路板都已經(jīng)固定在機盒中。OptiXMetro500設備是華為公司早期的產(chǎn)品，目前現(xiàn)網(wǎng)應用較少。謝謝3.6SDH網(wǎng)絡SDH網(wǎng)絡是傳輸（傳送）網(wǎng)絡的一部分。傳輸網(wǎng)和傳送網(wǎng)的概念不一定需要嚴格的區(qū)分。一個或者多個具有傳輸功能的設備，根據(jù)不同的應用場景組成一個實體網(wǎng)絡，稱為傳輸網(wǎng)，從事該工作的工程師一般稱為傳輸工程師。傳送網(wǎng)一般則是強調(diào)邏輯功能的概念，廣義上的傳送網(wǎng)可以包含傳輸網(wǎng)，可以定義為傳遞用戶信息的邏輯功能和網(wǎng)元實體的集合。3.6.1分層與分割傳送網(wǎng)的目的是傳送用戶信息，而用戶信息不能直接在物理鏈路上傳輸，需要多層協(xié)議的適配，對這些協(xié)議進行分類整理，就是分層的概念。SDH網(wǎng)絡的一般在垂直方向上分為3層，電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層，其中電路層嚴格意義上屬于業(yè)務信息部分，傳送網(wǎng)涉及的只有通道層和傳輸媒質(zhì)層。3.6.1分層與分割電路層電路層是面向公用交換業(yè)務的網(wǎng)絡，主要為用戶提供各種交換業(yè)務信號，例如電路交換業(yè)務、分組交換業(yè)務、租用線業(yè)務等，向用戶提供端到端的電路連接。3.6.1分層與分割通道層通道層為電路層提供透明的通道，分為高階通道（VC-4）和低階通道（VC-11、VC-12、VC-2、VC-3）。該通道由交叉連接設備建立，并可保持較長時間。由于通道層加入各種開銷字節(jié)對網(wǎng)絡進行管理和控制，可以靈活的為一個或者多個電路層網(wǎng)絡提供不同業(yè)務的傳送服務。3.6.1分層與分割傳輸媒質(zhì)層傳輸媒質(zhì)層為通道層的網(wǎng)絡節(jié)點提供合適的通道容量，支持一個或者多個通道層網(wǎng)絡，細分為段層（包括復用段層和再生段層）和物理媒質(zhì)層。其中復用段層為通道層提供同步和復用的功能，再生段層完成再生器和復用段終端間的信息傳遞，二者都包含各自開銷的傳遞和處理；物理媒質(zhì)層定義節(jié)點間信息傳遞的具體物理媒質(zhì)，例如電纜、光纜、微波等。3.6.1分層與分割傳輸媒質(zhì)層分層后簡化了網(wǎng)絡設計，方便了電信網(wǎng)的管理，并且由于各層的規(guī)范相對獨立，有利于網(wǎng)絡的發(fā)展和演進。傳送網(wǎng)三層之間相互獨立，下層為上層提供透明通道，上層為上層提供服務內(nèi)容。在垂直分層結構的基礎上，每一層網(wǎng)絡在水平方向上細分為若干部分，就是分割的概念。分割常用的是在地域上劃分，例如國際網(wǎng)、國內(nèi)網(wǎng)、本地網(wǎng)等。分割后明確了運營者的管理范圍，利于網(wǎng)絡的運行和維護。3.6.2網(wǎng)絡拓撲SDH設備通過通信線纜連接而成的網(wǎng)絡節(jié)點(網(wǎng)元)和傳輸線路的幾何排列構成了網(wǎng)絡的拓撲結構。網(wǎng)絡拓撲的基本結構有鏈型、星型、樹型、環(huán)型和網(wǎng)孔型。3.6.2網(wǎng)絡拓撲鏈型鏈型網(wǎng)絡拓撲除首末節(jié)點外，所有節(jié)點一一串聯(lián)。這種網(wǎng)絡拓撲結構簡單，投資小，容量大，但是可靠性較差，例如某一處傳輸中斷會影響其他節(jié)點的業(yè)務。3.6.2網(wǎng)絡拓撲星型星型網(wǎng)絡拓撲選擇一個網(wǎng)元作為匯聚點與其他各網(wǎng)元一一相連，其他各網(wǎng)元之間沒有直連鏈路，需要經(jīng)過匯聚點轉接。這種網(wǎng)絡拓撲結構簡單，可以通過匯聚點分配帶寬，節(jié)約成本，但是匯聚點上業(yè)務集中，可靠性差，一般只在初期的SDH網(wǎng)絡建設項目中出現(xiàn)，多用于本地網(wǎng)(接入網(wǎng)和用戶網(wǎng))。3.6.2網(wǎng)絡拓撲樹型樹型網(wǎng)絡拓撲是星型拓撲和線型拓撲組合而成的網(wǎng)絡的拓撲結構。這種網(wǎng)絡拓撲除可靠性不高外，由于過多的節(jié)點匯聚在一點，容易存在容量瓶頸問題。3.6.2網(wǎng)絡拓撲環(huán)型環(huán)型拓撲將所有網(wǎng)絡節(jié)點一一串聯(lián)起來，構成封閉環(huán)狀，即將鏈型拓撲的首尾相連。這種網(wǎng)絡拓撲建設成本比鏈型拓撲大，但是在某一處傳輸鏈路中斷后，可以通過自動切換滿足不同節(jié)點之間的通信，可靠性較高，在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡中應用廣泛，傳輸網(wǎng)絡中的接入環(huán)、匯聚環(huán)等都是這種基本環(huán)形拓撲的應用。3.6.2網(wǎng)絡拓撲網(wǎng)孔型網(wǎng)孔形拓撲將多個網(wǎng)絡節(jié)點直接相互連接而成，當所有網(wǎng)絡節(jié)點相互連接時，就形成了最理想的網(wǎng)孔結構。這種網(wǎng)絡結構通信路徑短、可靠性高、不存在容量瓶頸，但建設成本大，網(wǎng)絡復雜。以上幾種基本的網(wǎng)絡拓撲各有優(yōu)缺點，當前用的最多的是鏈型和環(huán)型，這些基本結構組合可以形成更復雜的網(wǎng)絡結構，例如鏈帶鏈型（T型）、環(huán)帶鏈型、環(huán)相切型、環(huán)相交型等。在實際組網(wǎng)時，拓撲結構的選擇需要綜合考慮業(yè)務需求、技術特點、投資成本、可維護性、網(wǎng)絡安全等多方面的因素。3.6.3路由和業(yè)務方向路由和業(yè)務方向是組網(wǎng)中常用的概念。傳輸網(wǎng)絡中，業(yè)務流向稱為路由。去程路由和回程路由方向一致的稱為一致路由，對應的業(yè)務流稱為雙向業(yè)務。去程路由和回程路由方向不一致的稱為分離路由，對應的業(yè)務流稱為單向業(yè)務。3.6.4網(wǎng)絡保護在組網(wǎng)完成，應用具體業(yè)務后，需要考慮網(wǎng)絡安全的問題，即在網(wǎng)絡中某個節(jié)點或鏈路發(fā)生故障時，可以盡快的恢復業(yè)務。針對網(wǎng)絡節(jié)點的保護，稱為設備保護，可以通過額外的硬件設備實現(xiàn)，例如單板主備，現(xiàn)代通信網(wǎng)中幾乎所有的設備都具備設備保護功能；針對傳輸線路的保護，稱為路徑保護，當線路中斷或者性能惡化時，利用預先分配好的線路容量繼續(xù)傳輸信號。與傳統(tǒng)的手工恢復業(yè)務（例如更換單板、光纖等）相比，自愈（Self-Healing）功能無需手工處理，網(wǎng)絡自動在規(guī)定的時間內(nèi)（ITU-T規(guī)定在50ms以內(nèi)）恢復故障，用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡出現(xiàn)了故障。本節(jié)從最基本的鏈型網(wǎng)絡拓撲保護說起。3.6.4網(wǎng)絡保護鏈型網(wǎng)絡保護鏈型網(wǎng)絡保護類型有1+1保護和1：N保護兩種。3.6.4網(wǎng)絡保護1+1保護1+1保護的每個工作通道都有一個獨立的保護通道，兩條通道互為主備用。這種保護模式采用“并發(fā)優(yōu)收”的工作模式，在發(fā)送端，信號被同時發(fā)送到工作通道和保護通道傳輸，同時接收端不斷監(jiān)測兩路信號狀態(tài)，根據(jù)信號的優(yōu)劣選擇一路接收，當工作通道中斷或者性能發(fā)生惡化時，接收端立即切換到保護通道接收信號，使業(yè)務得到恢復。這種保護方式原理簡單，倒換快速，可靠性高。但是這種方式的實現(xiàn)基于與工作通道同容量的保護通道的冗余，并且保護通道上不能傳輸其他業(yè)務信號，系統(tǒng)容量利用率較低。2.1：N保護1：N保護的n個工作通道共享1個保護通道，在工作通道傳送主用業(yè)務的同時，保護通道可以傳送服務級別較低的附加業(yè)務信息。當通過復用段保護功能MSP（MultiplexSectionProtection）監(jiān)測到主用通道信號中斷或者劣化時，保護通道上的額外業(yè)務被丟棄，發(fā)送端將主用業(yè)務倒換到保護通道上，接收端同時切換到保護通道接收業(yè)務信號，主用業(yè)務得到恢復。3.6.4網(wǎng)絡保護1+1保護這種保護方式系統(tǒng)容量較高，但是需要自動保護倒換協(xié)議APS（Auto-protectionSwitchingProtocol）。SDH幀結構的段開銷中K1和K2兩個字節(jié)用于實現(xiàn)APS協(xié)議，其中K1字節(jié)的1-4bit指示請求類型，值越大級別越高：5-8bit指示請求倒換到保護通道的主通道號：0000表示空通道，即保護通道；0001-1110表示請求倒換的工作通道編號；1111表示額外業(yè)務通道請求。由此可以看出1：N保護中，N的最小值為1，最大值為14。3.6.4網(wǎng)絡保護1+1保護K2字節(jié)的1-4bit指示確認倒換到保護通道的通道編號，第5位指示倒換類型，取0時為1+1倒換，取1時為1：N倒換，第6-8位保留。總體來說，鏈型作為網(wǎng)絡拓撲的基本形狀，鏈型網(wǎng)絡保護實現(xiàn)簡單，倒換速度快，多用于點到點的線路保護?？紤]到實際工程應用，一般主用光纖和備用光纖同纜鋪設，如果光纜被挖斷會造成主用通道和備用通道同時故障，這種保護方式就失效了。3.6.4網(wǎng)絡保護環(huán)型網(wǎng)絡保護在SDH多種網(wǎng)絡拓撲結構中，環(huán)型組網(wǎng)可以實現(xiàn)組網(wǎng)級的冗余備份，具有更高級別的自愈功能，因此形成網(wǎng)絡保護中一個常用的概念，自愈環(huán)SHR（Self-HealingRing），或者自愈網(wǎng)。自愈環(huán)根據(jù)業(yè)務方向、節(jié)點間光纖數(shù)量和保護的業(yè)務級別可以做如下分類。結合業(yè)務方向章節(jié)，自愈環(huán)可以分為單向環(huán)（環(huán)中節(jié)點收發(fā)信息的傳送方向相同）和雙向環(huán)（環(huán)中節(jié)點收發(fā)信息的傳送方向相反）。根據(jù)節(jié)點間光纖數(shù)量，可以分為雙纖環(huán)（一對收、發(fā)光纖，共2根）和四纖環(huán)（兩對收、發(fā)光纖，共4根）。根據(jù)保護的業(yè)務級別，可以分為通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)。3.6.4網(wǎng)絡保護環(huán)型網(wǎng)絡保護通道保護環(huán)以通道為基礎，以各個通道的信號質(zhì)量優(yōu)劣為倒換依據(jù)，也就是說通道的Path-AIS信號就可以決定是否倒換。復用段保護環(huán)以復用段為基礎，以每對節(jié)點間復用段信號質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否倒換，即通過復用段保護功能MSP（MultiplexSectionProtection）監(jiān)測到主用通道信號狀態(tài)，根據(jù)需要啟動APS協(xié)議進行倒換。下面介紹幾種自愈環(huán)工作原理。3.6.4網(wǎng)絡保護二纖單向通道保護環(huán)假設環(huán)中有四個網(wǎng)絡節(jié)點A、B、C、D，需要在AC節(jié)點間互通業(yè)務，節(jié)點A、C兩側為節(jié)點B、D。兩條光纖組成傳輸方向相反的兩個環(huán)，其中W為主用環(huán)，P為備用環(huán)，AC為A-C流向的業(yè)務，CA為C-A流向的業(yè)務。3.6.4網(wǎng)絡保護二纖單向通道保護環(huán)正常情況下，在節(jié)點A發(fā)送時，AC業(yè)務通過支路板并發(fā)，同時流向P1光纖和W1光纖，在C節(jié)點接收時，選收主環(huán)W1光纖上的業(yè)務信號；類似的，在節(jié)點C發(fā)送時，CA業(yè)務通過支路板并發(fā)，同時流向P2光纖和W2光纖，在節(jié)點A接收時，選收主環(huán)W2光纖上的業(yè)務信號。由此可見，二纖單向通道保護環(huán)采用的是并發(fā)選收保護策略，備用環(huán)P同時存在業(yè)務流。當BC站點間的光纜被切斷時，兩根光纖同時被切斷。在站點C上從W1光纖上傳送的AC信號丟失，則按照通道選優(yōu)的準則，倒換開關將由W1光纖倒換到P1光纖，站點C接收從P1光纖傳來的AC信號，從而使AC間業(yè)務信號不會丟失。站點A仍然從W2光纖上接收從站點C發(fā)往站點A的信號，不發(fā)生保護倒換。3.6.4網(wǎng)絡保護二纖單向通道保護環(huán)故障恢復后，根據(jù)網(wǎng)元配置的恢復模式，可以倒換回故障發(fā)生前組網(wǎng)或者保持不變。如果為可恢復式，網(wǎng)元A持續(xù)一段時間（和設備配置有關）沒有收到AIS告警，認為W1環(huán)貫通，此時網(wǎng)元A重新切換到主用環(huán)W1上接收信號，還原為故障前網(wǎng)絡狀態(tài)。二纖單向通道保護環(huán)為1+1保護模式，倒換速度快（一般小于等于15毫秒），業(yè)務流向清晰，方便配置維護，但網(wǎng)絡的業(yè)務容量不大，最大為STM-N，因為在AC節(jié)點間互通業(yè)務，需要通過節(jié)點B和節(jié)點D按照特定業(yè)務流向轉接，在任意兩個網(wǎng)元節(jié)點間占用一定業(yè)務容量的同時，都會造成環(huán)上其余節(jié)點段相同容量的浪費，總結來說，環(huán)上的業(yè)務容量與網(wǎng)元節(jié)點數(shù)無關。二纖雙向通道保護環(huán)工作原理和二纖單向通道保護環(huán)類似，但是結構復雜，并且沒有明顯的技術優(yōu)勢，一般不采用。3.6.4網(wǎng)絡保護二纖單向復用段保護環(huán)假設環(huán)中有四個網(wǎng)絡節(jié)點A、B、C、D，需要在AC節(jié)點間互通業(yè)務，節(jié)點A、C兩側為節(jié)點B、D。兩條光纖組成傳輸方向相反的兩個環(huán)，其中W為主纖，P為備纖，AC為A-C流向的業(yè)務，CA為C-A流向的業(yè)務。與二纖單向通道保護環(huán)不同的是，二纖單向復用段保護環(huán)傳輸?shù)氖?:1的業(yè)務，主纖傳輸主用業(yè)務，備纖傳輸備用業(yè)務（即額外業(yè)務）。3.6.4網(wǎng)絡保護二纖單向復用段保護環(huán)正常情況下，站點A將要傳送的業(yè)務信號AC送入工作路由W1光纖，站點C從W1光纖上接收信號。站點C將要傳送的業(yè)務信號CA送入工作路由W2光纖，站點A從W2光纖上接收信號。保護路由P1和保護路由P2可以傳送主用業(yè)務、額外業(yè)務或不傳送業(yè)務。當BC站點間的光纜被切斷時，兩根光纖同時被切斷。故障兩側的站點（站點B和站點C）將利用APS協(xié)議在工作路由和保護路由之間執(zhí)行環(huán)回功能。在B節(jié)點，W1光纖上的業(yè)務信號AC環(huán)回到P1光纖上，經(jīng)由站點A和節(jié)點D到達站點C，站點C再將P1光纖上的業(yè)務信號AC環(huán)回到W1光纖上，站點C從W1光纖上接收業(yè)務信號。站點A仍然從W2光纖上接收從站點C發(fā)往站點A的業(yè)務信號CA，不發(fā)生保護倒換。3.6.4網(wǎng)絡保護二纖單向復用段保護環(huán)二纖單向復用段保護環(huán)在自愈過程中雖然主用業(yè)務可以快速恢復，但是備用業(yè)務被清除，所以1:1保護的恢復模式應該為可恢復式，故障恢復后，系統(tǒng)自動再次進行倒換，還原為故障前網(wǎng)絡狀態(tài)。二纖單向復用段保護環(huán)的理論容量二纖單向通道保護環(huán)的2倍，但是多出來的容量傳遞的是備用業(yè)務，所以實際容量差別不大，同時二纖單向復用段保護環(huán)需要通過額外運行APS協(xié)議完成倒換，速度稍慢（一般小于等于25毫秒），在現(xiàn)網(wǎng)中應用不多。3.6.4網(wǎng)絡保護四纖雙向復用段保護環(huán)以上幾種自愈環(huán)的關鍵特點之一為環(huán)上的業(yè)務容量與網(wǎng)元節(jié)點數(shù)無關，當網(wǎng)元節(jié)點數(shù)量越來越多時，這個特點就成為網(wǎng)絡發(fā)展的一個瓶頸。例如二纖單向通道保護環(huán)為STM-16時，如果環(huán)上有16個網(wǎng)元節(jié)點，則平均每個節(jié)點只能承載一個STM-1容量的信號，這與網(wǎng)元越來越大的容量規(guī)格矛盾，造成資源的浪費，于是四纖雙向復用段保護環(huán)應運而生。3.6.4網(wǎng)絡保護四纖雙向復用段保護環(huán)假設環(huán)中有四個網(wǎng)絡節(jié)點A、B、C、D，需要在AC節(jié)點間互通業(yè)務，節(jié)點A、C兩側為節(jié)點B、D。四條光纖組成四個環(huán)，其中W1、W2為主用環(huán)，P1、P2為備用環(huán)，W1、W2的傳輸方向相反，P1、P2又分別與W1、W2的傳輸方向相反，AC為A-C流向的業(yè)務，CA為C-A流向的業(yè)務。正常情況下，從站點A發(fā)往站點C的信號，沿W1順時針傳輸?shù)秸军cC。從站點C發(fā)往站點A的信號沿W2光纖逆時針傳輸?shù)秸军cA，P1保護光纖和P2保護光纖可以傳送主用業(yè)務、額外業(yè)務或不傳送業(yè)務。當BC節(jié)點間的光纜被切斷時，四根光纖全部被切斷。故障兩側的站點（站點B和站點C）將利用APS協(xié)議在工作路由和保護路由之間執(zhí)行環(huán)回功能，將W1光纖和P1光纖連通，將W2光纖和P2光纖連通。3.6.4網(wǎng)絡保護四纖雙向復用段保護環(huán)站點A發(fā)往站點C的主業(yè)務信號AC沿W1光纖傳送到節(jié)點B時，節(jié)點B將W1光纖與P1光纖進行環(huán)回，業(yè)務信號沿P1光纖經(jīng)過站點A和節(jié)點D傳送到站點C，站點C再將P1光纖與W1光纖環(huán)回，業(yè)務信號回到W1上，站點C從W1上提取該業(yè)務信號。從站點C發(fā)往站點A的主業(yè)務信號CA同樣在站點C和節(jié)點B上進行環(huán)回，最終將數(shù)據(jù)傳送給站點A。從以上業(yè)務流向可以看出，四纖雙向復用段保護環(huán)的業(yè)務為分離路