SDH復(fù)用段保護(hù)機(jī)理

1、復(fù)用段保護(hù)機(jī)理1,各種復(fù)用段保護(hù)的一般描述在講述復(fù)用段保護(hù)之前，先簡(jiǎn)單介紹復(fù)用段的概念。SDH 傳輸系統(tǒng)按功能分層的方法可分為物理層、段層、通道層和電路層（類似于 ISO 的七層結(jié)構(gòu)），其中下層為上層提供服務(wù)。分層中最下層是物理層，用光信號(hào)波長(zhǎng)、脈沖波形等參數(shù)表征。物理層上面是段層，段層的作用是確保 SDHJ 內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間信號(hào)傳送的完整性。段層可再分為再生段層和復(fù)用段層。再生段層是指再生器之間或復(fù)用設(shè)備和再生器之間的那一段。復(fù)用段是指復(fù)用設(shè)備之間的那一段。段層上面是通道層，通道層的作用是支持電路層，將電路層信號(hào)適配成統(tǒng)一的形式來(lái)傳送。通道層可再分為低階通道層和高階通道層。低階通道層支持電路層信號(hào)

2、；高階通道層既支持電路層信號(hào)，又支持低階通道層信號(hào)。最上層為電路層，即 SDK 送網(wǎng)支持的各種業(yè)務(wù)。由此可見(jiàn)，復(fù)用段是 SDH1 能傳送層中的一個(gè)層次，孤立地理解復(fù)用段并無(wú)意義。復(fù)用段保護(hù)一般有以下形式：二纖雙向 0:1 復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)；二纖單向 1:1 復(fù)用段保護(hù)環(huán)（專用環(huán)）；線性復(fù)用段 1+1 保護(hù)；線性復(fù)用段 1:1 保護(hù)。1.1 二纖雙向 0:1 復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)要求環(huán)上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間只需兩根光纖，見(jiàn)圖（a）。利用時(shí)隙交換技術(shù)，一條光纖同時(shí)載送工作通路（S1）和保護(hù)通路（P2）,另一條光纖上同時(shí)載送工作通路（S2）和保護(hù)通路（P1）。每條光纖上一半通路規(guī)定載送工作通路（S）,另一半通路

3、載送保護(hù)通路（P）。在一條光纖上的工作通路（S1）,由沿環(huán)的相反方向的另一條光纖上的保護(hù)通路（P1）來(lái)保護(hù)。反之亦然。這就允許工作業(yè)務(wù)量雙向傳送。每條光纖上只有一套開(kāi)銷通路。一個(gè) STMN 的二纖雙向復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)，其共有 N 個(gè) AU4。在順時(shí)針?lè)较蛏暇幪?hào)為 1 到 N/2 的AU4 時(shí)隙安排用作工作通路，編號(hào)為 N/2+1 到 N 的 AU4 時(shí)隙安排用作保護(hù)通路。在逆時(shí)針?lè)较蛏系墓饫w的時(shí)隙是類似的。編號(hào)為 m 的 AU4 工作通路由對(duì)應(yīng)的保護(hù)通路在相反方向的第（N/2+m）個(gè)的AU-4 來(lái)保護(hù)。Kt/P2X二/I丫二纖雙向復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)示意圖工作容量和保護(hù)容量各為 N/2 個(gè) AU4

4、。任一編號(hào)的工作通路除了在某一個(gè)節(jié)點(diǎn)插入，在另一個(gè)節(jié)點(diǎn)分出外，還可根據(jù)業(yè)務(wù)量圖案（環(huán)通路組織圖），同一編號(hào)的通路時(shí)隙可為兩個(gè)以上的節(jié)點(diǎn)使用，即一個(gè)通路時(shí)隙可被重復(fù)使用。當(dāng) BC 節(jié)點(diǎn)間光纜被切斷后，如圖（b）所示，兩根光纖也會(huì)被切斷，與切斷點(diǎn)相鄰的 B 節(jié)點(diǎn)和 C 節(jié)點(diǎn)中的倒換開(kāi)關(guān)將 S1/P2 光纖和 S2/P1 光纖溝通。利用時(shí)隙交換技術(shù)，可以將 S1/P 狄纖和 S2/P1 光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)隙移到另一根光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙，從而完成保護(hù)倒換作用。例如，S1/P2 光纖的業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)隙 1 到 m 可以轉(zhuǎn)移到 S2/P1 光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙（N/2+1）至 iJ（N/2+M）。當(dāng)故障排除

5、后，倒換開(kāi)關(guān)通常將返回其原來(lái)的位置。環(huán)上最大可保護(hù)的業(yè)務(wù)容量為 KXSTM-N/2,K 為環(huán)上節(jié)點(diǎn)數(shù)。對(duì)于節(jié)點(diǎn)之間業(yè)務(wù)分布均勻的情況可以大大提高傳輸容量，而對(duì)于集中型的業(yè)務(wù)分布則體現(xiàn)不出它的優(yōu)越性。由于 K 字節(jié)中有四個(gè) bit 表示節(jié)點(diǎn)號(hào)，所以環(huán)上最大節(jié)點(diǎn)數(shù)為 16 個(gè)。1. 2 二纖單向 1:1 復(fù)用段保護(hù)環(huán)（專用環(huán)）1: 1 單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)是一種 M 貞用保護(hù)環(huán)，一般情況下為 2 纖環(huán)。一個(gè) MS 專用保護(hù)環(huán)由兩個(gè)反轉(zhuǎn)的環(huán)組成，它們以彼此相反的方向傳送信號(hào)，在這種情況下只有一個(gè)方向的環(huán)傳送被保護(hù)的工作業(yè)務(wù)而另一方向的環(huán)留作對(duì)工作業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)容量不被所有跨距段所共享。環(huán)中可承受的最

6、大業(yè)務(wù)需求量受限于跨距段的容量，所謂跨距段是指環(huán)中兩相鄰節(jié)點(diǎn)間的一組復(fù)用段，環(huán)中的業(yè)務(wù)需求方式不影響單向環(huán)的容量，換句話說(shuō)，所有節(jié)點(diǎn)的需求量總和不超過(guò)單個(gè)跨距段的容量。MS 專用保護(hù)環(huán)需要使用 APS 協(xié)議。1.3 線性復(fù)用段保護(hù)線性復(fù)用段保護(hù)可以是專用的保護(hù)也可以是共享的保護(hù)，它保護(hù)復(fù)用段層并適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的物理網(wǎng)。一個(gè)保護(hù)復(fù)用段可用于保護(hù)幾個(gè)（N）工作復(fù)用段，它不能保護(hù)節(jié)點(diǎn)的故障，它可按單向或雙向方式操作，并可在保護(hù)復(fù)用段上載送額外業(yè)務(wù)信息。其又分線性復(fù)用段 1+1 和 1:1 保護(hù)。采用 1+1 保護(hù)時(shí)，業(yè)務(wù)同時(shí)在兩個(gè)信道上傳輸，接收端根據(jù)兩個(gè)信道的信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)選。1+1 保護(hù)一般為單端

7、不恢復(fù)式倒換。采用 1:1 保護(hù)時(shí)，保護(hù)信道上可傳送額外業(yè)務(wù)。1:1 保護(hù)是雙端恢復(fù)式的。線性復(fù)用段保護(hù)采用 APS 協(xié)議。工作通道和保護(hù)通道的劃分如下:單向環(huán)以上所述的復(fù)用段保護(hù)均通過(guò)復(fù)用段開(kāi)銷中的 K1,K2 字節(jié)與網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn) MSP 功能進(jìn)行通信，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議來(lái)完成倒換。2. OptiX 復(fù)用段保護(hù)2.1 OptiX 復(fù)用段保護(hù)遵循的標(biāo)準(zhǔn)OptiX2500 遵循 ITU-T 關(guān)于 SDH 保護(hù)倒換的標(biāo)準(zhǔn)建議：G.803/G.782/G.783/G.8412.2 OptiX 復(fù)用段倒換的實(shí)現(xiàn)OptiX 系統(tǒng)的復(fù)用段保護(hù)倒換是由復(fù)用段模塊實(shí)現(xiàn)，該模塊的結(jié)構(gòu)和接口關(guān)系如下圖示：復(fù)用段倒換算法

8、和網(wǎng)元側(cè)和單板側(cè)的關(guān)系如下圖所示:在線路上出現(xiàn)故障時(shí)，由線路板檢測(cè)到 SD 或 SF 條件，然后上報(bào)到主控板，主控板根據(jù) APS 協(xié)議產(chǎn)生 K 字節(jié)并通過(guò)線路板發(fā)送出去，其它節(jié)點(diǎn)的線路板收到 K 字節(jié)后上報(bào)主控板，由主控板完成 APS 協(xié)議。最后主控板根據(jù)協(xié)議確定各節(jié)點(diǎn)的倒換狀態(tài)，然后下發(fā)命令到交叉板進(jìn)行業(yè)務(wù)的切換。復(fù)用段倒換控制器（APSC）可以通過(guò)網(wǎng)管或命令行啟動(dòng)、停止。配置完成后（2 分鐘后）自動(dòng)啟動(dòng)復(fù)用段倒換控制器。2.3 OptiX 復(fù)用段控制器的狀態(tài)遷移APS 狀態(tài)遷移的過(guò)程如下圖所示:2.4 OptiX 復(fù)用段倒換的方式網(wǎng)管和命令行可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制倒換、人工倒換、鎖定倒換等功能。強(qiáng)制

9、倒換是指強(qiáng)制業(yè)務(wù)從工作信道倒換到保護(hù)信道，不管保護(hù)信道的狀態(tài)如何；另外強(qiáng)制倒換不管主路信號(hào)是否正常而在恢復(fù)時(shí)間后倒換回主路，也就是說(shuō)強(qiáng)制倒換將導(dǎo)致一直處于倒換狀態(tài)下，再也不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)，除非再人為解除這一倒換操作。人工倒換是指命令將業(yè)務(wù)從工作信道倒換到保護(hù)信道，如果保護(hù)信道處于正常狀態(tài)，則倒換將發(fā)生，若保護(hù)信道處于失效或正在滿足一個(gè)更高級(jí)別的倒換，則倒換不會(huì)發(fā)生；如果工作信道是好的，那么I這次倒換動(dòng)作將在恢復(fù)時(shí)間到了之后又自動(dòng)回到最初的正常狀態(tài)；這一操作主要是設(shè)備維護(hù)時(shí)用來(lái)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)目前是否還具有保護(hù)能力。鎖定倒換是是對(duì)相鄰兩點(diǎn)之間鏈路設(shè)定。如果原系統(tǒng)都處于正常狀態(tài)，那么鎖定倒換的作用將是，讓這兩

10、點(diǎn)之間發(fā)生的斷纖、壞板故障不再引起倒換動(dòng)作，通過(guò)這段路徑傳送的業(yè)務(wù)將會(huì)中斷，但不影響不通過(guò)這段路徑傳的業(yè)務(wù)；但是如果正常時(shí)，發(fā)生的斷纖不是這段被鎖定的鏈路，還是能實(shí)現(xiàn)全環(huán)的保護(hù)。如果已經(jīng)斷纖并倒換后，下發(fā)鎖定倒換命令，然后恢復(fù)斷纖，到達(dá)恢復(fù)時(shí)間后，倒換會(huì)恢復(fù)（如果不恢復(fù)斷纖，倒換不會(huì)恢復(fù)）。故鎖定倒換只是在應(yīng)倒換時(shí)鎖定不讓發(fā)生倒換，但是允許恢復(fù)。3. OptiX 復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)3.1 OptiX 復(fù)用段保護(hù)環(huán)的特點(diǎn)支持最多 4 個(gè)復(fù)用段控制器，除了支持在線路槽位帶復(fù)用段保護(hù)環(huán)，還支持在支路槽位帶復(fù)用段保護(hù)環(huán)。ITU-TG.841倒換時(shí)間：20ms 左右（OptiX155/622）,30ms（

11、OptiX2500）.622:SL4+GTC,SL4+XC42.5G:ASP+T16+R16+X163.2 OptiX 二纖雙向復(fù)用段共享保護(hù)環(huán)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)是利用光纖容量的一半作為工作信道，另一半作為保護(hù)信道，對(duì)于兩根光纖來(lái)說(shuō)，一根光纖的保護(hù)信道用于保護(hù)另一根光纖的工作信道。還可以用來(lái)傳送額外業(yè)務(wù)，在發(fā)生倒換時(shí),額外業(yè)務(wù)將被拋棄。它的保護(hù)倒換屬于雙端倒換，即故障兩側(cè)的節(jié)點(diǎn)要同時(shí)倒換，所以需要協(xié)議來(lái)完成。我們用的是復(fù)用段開(kāi)銷中的 K1、K2 字節(jié)來(lái)傳送 APS 協(xié)議。由于需要協(xié)議，所以倒換時(shí)間比通道倒換要長(zhǎng)，而且對(duì)設(shè)備的軟硬件要求都很高。倒換條件有SD （信號(hào)劣化） 和SF （信號(hào)失效）

12、， 我司設(shè)備的SD包括B2SD,SF包括LOS、 LOF、 B2OVERMSAIS等。在工作信道恢復(fù)正常后，倒換并不馬上恢復(fù)，而是要等待一段時(shí)間，這段時(shí)間稱為 WTR（等待恢復(fù)時(shí)間），這是為了避免線路不穩(wěn)定而引起頻繁倒換，WTR 一般為 512 分鐘。我司 622 及 2500 設(shè)備都支持這種保護(hù)方式，155 及 155H 不支持。對(duì)于 622 設(shè)備，第一、二個(gè) VC4 是工作信道，第三、四個(gè) VC4 是保護(hù)信道；對(duì)于 2500 設(shè)備，前 8 個(gè) VC4 是工作信道，后 8 個(gè) VC4 是保護(hù)信道。當(dāng)出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)失效，比如節(jié)點(diǎn)斷電時(shí)，OptiX“500 復(fù)用段控制器能自動(dòng)隔離該節(jié)點(diǎn),對(duì)所有不在此節(jié)

13、點(diǎn)上下的業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù).環(huán)上出現(xiàn)多處信號(hào)失效，如光纖切斷時(shí)，復(fù)用段控制器能夠?qū)h(huán)路分成多個(gè)部分進(jìn)行最大限度的保護(hù).OptiX 二纖雙向復(fù)用段倒換過(guò)程單點(diǎn)信號(hào)失效（SF）的倒換過(guò)程：在時(shí)間 T1:A 收到信號(hào)失效，向兩個(gè)方向上發(fā)送橋接請(qǐng)求。C 收到 A 在短徑上發(fā)送的橋接請(qǐng)求后，在短徑上發(fā)響應(yīng)請(qǐng)求，在長(zhǎng)徑上發(fā) SF 環(huán)橋接請(qǐng)求。C 收到 A 在長(zhǎng)徑上發(fā)送的橋接請(qǐng)求后，執(zhí)行環(huán)橋接和倒換，并在短徑和長(zhǎng)徑上發(fā)橋接倒換確認(rèn)。B 和 D 收到 A 或者 C 在長(zhǎng)徑上發(fā)送給對(duì)方的請(qǐng)求 K 字節(jié)，進(jìn)入穿通狀態(tài)，收到確認(rèn) K 字節(jié)，交叉板選擇頁(yè)面。A 收到 C 在長(zhǎng)徑上發(fā)送的倒換確認(rèn)請(qǐng)求后，執(zhí)行橋接和倒換，并發(fā)送

14、橋接確認(rèn)，信令達(dá)到穩(wěn)態(tài)。在時(shí)間 T2:a）A 收到信道恢復(fù)信號(hào)，進(jìn)入等待恢復(fù)（WTR）狀態(tài)，并向兩個(gè)方向發(fā)送等待恢復(fù)請(qǐng)求根據(jù)在短徑上的等待恢復(fù)請(qǐng)求，C 節(jié)點(diǎn)在短徑上發(fā)送響應(yīng)請(qǐng)求，在長(zhǎng)通道上發(fā)送 WTR,啟動(dòng)定時(shí)器。在時(shí)間 T3:定時(shí)結(jié)束，A,C 節(jié)點(diǎn)結(jié)束橋接和倒換，并向兩個(gè)方向發(fā)送無(wú)請(qǐng)求 NR 碼。B 和 D 接收至 IJNR 碼，進(jìn)入空閑狀態(tài)。倒換恢復(fù)完成。c)d)3.5OptiX 二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)由兩個(gè)反向旋轉(zhuǎn)的環(huán)構(gòu)成，一個(gè)環(huán)用來(lái)傳送業(yè)務(wù)，另一個(gè)用作保護(hù)，也可以傳送額外業(yè)務(wù)。環(huán)上的最大可保護(hù)業(yè)務(wù)容量為 STMN,也需要用 K1、K2 字節(jié)傳送 APS 協(xié)議，倒換條件

15、、倒換過(guò)程與雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)一樣，只是交叉板的動(dòng)作不一樣。因此它對(duì)設(shè)備的復(fù)雜性要求與雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)是一樣的，而業(yè)務(wù)容量要小得多，在一般情況下都不采用這種保護(hù)方式。但對(duì)于 155 設(shè)備，只能支持單向復(fù)用段保護(hù)方式，考慮到復(fù)用段保護(hù)在環(huán)帶鏈時(shí)能保護(hù)環(huán)與鏈之間的業(yè)務(wù)，因此在 155 或a)b)e)155H 環(huán)帶鏈（可以在支路槽位帶鏈，也可以在線路槽位帶鏈）時(shí)，若需要保護(hù)環(huán)與鏈之間的業(yè)務(wù)，則可以采用這種保護(hù)方式。41+1 鏈形保護(hù)和 1:1 點(diǎn)到點(diǎn)保護(hù)1+1 鏈形保護(hù)和 1:1 點(diǎn)到點(diǎn)保護(hù)特點(diǎn)ITU-TG.7831+1 單端倒換，不恢復(fù)式。倒換時(shí)間 10ms 左右1 雙端倒換，恢復(fù)式。倒換時(shí)間 20

16、ms 左右SL1+XC1,SL1+XC4,SL1+GTC,SL2 將來(lái)也支持622:SL4+GTC,SL4+XC42.5G:ASP+T16+R16+X162.5G 支持最多 9 個(gè)復(fù)用段控制器2.5G 支路槽位的復(fù)用段保護(hù)倒換4.21+1 鏈形保護(hù)1+1 鏈形保護(hù)實(shí)際上也是采用“并發(fā)選收”的機(jī)制，對(duì)于 TM 站點(diǎn)，要安裝 2 塊線路板；對(duì)于 ADM 站點(diǎn)，要安裝 4 塊線路板。一對(duì)光纖作為主用光纖，另一對(duì)光纖作為備用光纖，備用光纖與主用光纖傳送的是同樣的內(nèi)容。它的倒換是單端倒換，只需由接收端進(jìn)行倒換，因此不需要協(xié)議。倒換條件也是 SD與 SF,且倒換是非恢復(fù)式的。倒換過(guò)程如下：A 在主用通道上收到信號(hào)失效，如果備用通道正常，交叉板倒換頁(yè)面，接收備用通道的信號(hào)，并在備用通道上發(fā)送倒換指示，B 點(diǎn)無(wú)動(dòng)作。倒換完成。5.31:1 點(diǎn)到點(diǎn)保護(hù)特點(diǎn)1:1 點(diǎn)到點(diǎn)保護(hù)倒換過(guò)程備用光纖可以用來(lái)傳送額外業(yè)務(wù)，在倒換時(shí)額外業(yè)務(wù)將被拋棄。倒換是雙端倒換，需要用 K1、K2 字節(jié)傳送 APS 協(xié)議。倒換條件也 SD 與 SF,倒換是恢復(fù)式的。目前我司設(shè)備只支持點(diǎn)到點(diǎn)的 1:1 保護(hù)。倒換過(guò)程如下：A 在主用通道上接收到信號(hào)失效，