SDH保護(hù)環(huán)要點(diǎn)

1、SDH保護(hù)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(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N的過(guò)程都要經(jīng)歷映射、定位和復(fù)用三個(gè)步驟。映射：是一種在SDH邊界處使支路信號(hào)適配進(jìn)虛容器的過(guò)程。即各種速率的G.703信號(hào)先分別經(jīng)過(guò)碼速調(diào)整裝入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器，之后再加進(jìn)低階或高階通道開(kāi)銷形成虛容器。定位：是一種將幀偏移信息收進(jìn)支路單元或管理單元的過(guò)程。低階虛容器對(duì)應(yīng)支路單元，高階虛容器對(duì)應(yīng)管理單元。復(fù)用：是一種使多個(gè)低階通道層的信號(hào)適配進(jìn)高階通道層，或者

2、把多個(gè)高階通道層信號(hào)適配進(jìn)復(fù)用層的過(guò)程，即以字節(jié)交錯(cuò)間插方式把TU組織進(jìn)高階VC，或者把AU組織進(jìn)STM-N的過(guò)程，也稱同步復(fù)用。SDH幀結(jié)構(gòu)中安排有兩大類開(kāi)銷：段開(kāi)銷（SOH）和通道開(kāi)銷（POH），它們分別用于段層和通道層的維護(hù)。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(hào)與邏輯電平信號(hào)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(fù)責(zé)向通道層提供同步信息，同時(shí)完成有關(guān)復(fù)用段開(kāi)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(diǎn)如交換機(jī)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(duì)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(gè)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(diǎn)上，例如一條鏈的兩個(gè)端點(diǎn)上，它是一個(gè)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(hào)復(fù)用到線路端口的高速信號(hào)STM-N中，或從STM-N

4、的信號(hào)中分出低速支路信號(hào)。請(qǐng)注意它的線路端口輸入/輸出一路STM-N信號(hào)，而支路端口卻可以輸出/輸入多路低速支路信號(hào)。在將低速支路信號(hào)復(fù)用進(jìn)STM-N幀（將低速信號(hào)復(fù)用到線路）上時(shí)，有一個(gè)交叉的功能，例如：可將支路的一個(gè)STM-1信號(hào)復(fù)用進(jìn)線路上的STM-16信號(hào)中的任意位置上，也就是指復(fù)用在116個(gè)STM-1的任一個(gè)位置上。將支路的2Mbit/s信號(hào)可復(fù)用到一個(gè)STM-1中63個(gè)VC12的任一個(gè)位置上去。對(duì)于華為設(shè)備，TM的線路端口（光口）一般以西向端口默認(rèn)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(diǎn)處，例如鏈的中間結(jié)點(diǎn)或環(huán)上結(jié)點(diǎn)，是SDH網(wǎng)上使用最多、最重要

5、的一種網(wǎng)元，它是一個(gè)三端口的器件。圖5 分插復(fù)用器ADM有兩個(gè)線路端口和一個(gè)支路端口。兩個(gè)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(gè)線路端口。ADM的作用是將低速支路信號(hào)交叉復(fù)用進(jìn)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(hào)中拆分出低速支路信號(hào)。另外，還可將東/西向線路側(cè)的STM-N信號(hào)進(jìn)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(guò)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(gè)ADM可等效成兩個(gè)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(jìn)行光功率放大以延長(zhǎng)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(guò)光/電變換、電信號(hào)抽樣、判決、再生整形、電/光變換，以達(dá)到不積累線路噪聲，保證線路上傳送信號(hào)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(hào)）時(shí)完全可以等效一個(gè)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(hào)的交叉連接功能，它是一個(gè)多端口器件，它實(shí)際上相當(dāng)于一個(gè)交叉矩陣，完成各個(gè)信號(hào)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(hào)交叉連接到輸出的n路ST

7、M-N信號(hào)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(qiáng)的DXC能完成高速（例STM-16）信號(hào)在交叉矩陣內(nèi)的低級(jí)別交叉（例如VC12級(jí)別的交叉）。通常用DXCm/n來(lái)表示一個(gè)DXC的類型和性能（注mn），m表示可接入DXC的最高速率等級(jí)，n表示在交叉矩陣中能夠進(jìn)行交叉連接的最低速率級(jí)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(jiàn)表1：表1 m、n 數(shù)值與速率對(duì)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(lái)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(hù)環(huán)目前，SDH保護(hù)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(hù)環(huán)2、二纖雙向通道保護(hù)環(huán)3、二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)4、二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)5、四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)1、SDH基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖8 SDH基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2、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(shí)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(shí)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(jiàn)組網(wǎng)的業(yè)務(wù)方向和路由如表所示。表2 常見(jiàn)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(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)的區(qū)別通道保護(hù)環(huán)：業(yè)務(wù)的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護(hù)的是STM-N信號(hào)中的某個(gè)VC（某一路PDH信號(hào)），倒換與否按環(huán)上的某一個(gè)別通道信號(hào)的傳輸質(zhì)量來(lái)決定的，通常利用收端是否收到簡(jiǎn)單的TU-AIS信號(hào)來(lái)決定該通道是否應(yīng)進(jìn)行倒換。復(fù)用段保護(hù)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(hào)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(lái)啟動(dòng)的，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，環(huán)上整個(gè)STM-N或1/2STM-N的業(yè)務(wù)信號(hào)都切換到備用信道上。復(fù)用段保護(hù)倒換的條件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信號(hào)。4、二纖單向通道保護(hù)環(huán)主環(huán)S1備環(huán)P1圖11 二纖單向通道保護(hù)環(huán)特點(diǎn)：（1）分離路由，AC業(yè)務(wù)通信非同時(shí)進(jìn)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(hù)方式；（4）倒換速度快（一般15ms），業(yè)務(wù)流向簡(jiǎn)捷明了，便于配置維護(hù)；（5）網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量不大。在網(wǎng)絡(luò)正常時(shí)，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(guò)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(guò)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(shí)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(wú)法傳到網(wǎng)元C，不過(guò)由于網(wǎng)元C默認(rèn)選收主環(huán)S1上的業(yè)務(wù)，這時(shí)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(jìn)行保護(hù)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(wú)法傳到網(wǎng)元A，網(wǎng)元A默認(rèn)是選收主環(huán)S1上的業(yè)務(wù)，此時(shí)由于S1環(huán)上的CA的業(yè)務(wù)傳不過(guò)來(lái)，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(shí)網(wǎng)元A的支路板就會(huì)收到S1環(huán)上TU-AIS告警信號(hào)。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(hù)，此時(shí)網(wǎng)元A的支路板處于通道保護(hù)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(hù)倒換后，支路板同時(shí)監(jiān)測(cè)主環(huán)S1上業(yè)

13、務(wù)的狀態(tài)，當(dāng)連續(xù)一段時(shí)間（華為的設(shè)備是10分鐘左右）未發(fā)現(xiàn)TU-AIS時(shí)，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(shí)的默認(rèn)狀態(tài)。二、二纖雙向通道保護(hù)環(huán)圖13 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)特點(diǎn)：（1）一致路由，AC業(yè)務(wù)通信同時(shí)進(jìn)行；（2）并發(fā)選收；（3）11保護(hù)方式；（4）業(yè)務(wù)容量與二纖單向通道保護(hù)環(huán)相同，但可以在無(wú)保護(hù)環(huán)或線性應(yīng)用場(chǎng)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(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，故一般不用這種自愈方式。三、二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)圖14 二纖單向復(fù)用段倒換環(huán) 特點(diǎn)：（1）分離路由，AC業(yè)務(wù)通信非同時(shí)進(jìn)行；（2）保護(hù)時(shí)，與斷纖相連的節(jié)點(diǎn)環(huán)回，其它節(jié)點(diǎn)穿透；（3）業(yè)務(wù)首先上主光纖，不通

14、時(shí)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(hù)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(shí)為2STM-N（包括了額外業(yè)務(wù)），發(fā)生保護(hù)倒換時(shí)為1STM-N；（7）二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)由于業(yè)務(wù)容量與二纖單向通道保護(hù)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(shì)不明顯，在組網(wǎng)時(shí)應(yīng)用不多。在環(huán)路正常時(shí)，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(lái)的網(wǎng)元A發(fā)來(lái)的主用業(yè)務(wù)，從備纖P1上收網(wǎng)元A

15、發(fā)來(lái)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(shí)，在故障端點(diǎn)的兩網(wǎng)元C、B產(chǎn)生一個(gè)環(huán)回功能，見(jiàn)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(diǎn)站B處環(huán)回到P1光纖上，這時(shí)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(shí)P1光纖上的網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)在C點(diǎn)處（故障端點(diǎn)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?yàn)镃DA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(shí)無(wú)異，只不過(guò)備用業(yè)務(wù)此時(shí)被清除。四、二纖雙向復(fù)用段保護(hù)圖15 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)特點(diǎn)：（1）一致路由，AC業(yè)務(wù)通信通時(shí)進(jìn)行；（2）在二纖單向復(fù)用段環(huán)的基礎(chǔ)上采用時(shí)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(gè)時(shí)隙傳送主用業(yè)務(wù)，后半個(gè)時(shí)隙傳送額外業(yè)務(wù)；（4）二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)容量為四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的1/2；（5）二纖雙向復(fù)用段保護(hù)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(shí)隙，備用業(yè)務(wù)放于P2時(shí)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(shí)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(shí)隙，額外業(yè)務(wù)放于S2/P1光纖的P1時(shí)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(shí)，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(jìn)行環(huán)回（故障端點(diǎn)處環(huán)回），環(huán)回是將S1/P2光纖上S1時(shí)隙的業(yè)務(wù)全部環(huán)到S2/P1光纖上的P1時(shí)隙上去，此時(shí)S2/P1光纖P1時(shí)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(diǎn)站），即將S2/P1光纖上的P1時(shí)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(shí)隙，網(wǎng)元C提取該時(shí)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(shí)隙上，這時(shí)P2時(shí)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(dá)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(shí)隙業(yè)務(wù)環(huán)到S2/P1光纖的S2時(shí)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(shí)，見(jiàn)下面示意圖：同時(shí)：五、四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)圖17 四纖雙向通道保護(hù)環(huán)五、SDH復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及特點(diǎn)1、T型網(wǎng)，實(shí)際上是一種樹(shù)形網(wǎng)。如圖18所示。圖18 T形網(wǎng)拓?fù)鋱D2、環(huán)帶鏈環(huán)帶鏈?zhǔn)怯森h(huán)網(wǎng)和鏈網(wǎng)兩種基本拓?fù)湫问浇M成。鏈接在網(wǎng)元A處，鏈的STM-