光纖通信網(wǎng)絡(luò) SDH部分

第8章光纖通信網(wǎng)絡(luò)SDH傳送網(wǎng)部分同步數(shù)字系列SDHSDH傳送網(wǎng)的分層和分割傳送網(wǎng)的分層和分割由傳輸系統(tǒng)和光纜可組成龐大而復(fù)雜的傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)可以在垂直方向上進行功能的分層電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層（有分為段層和物理層）每一層為其相鄰的高一層提供傳送服務(wù)，同時使用相鄰的低一層所提供的傳送服務(wù)傳送網(wǎng)分層以后，每一層仍然很復(fù)雜，地理上覆蓋的范圍很大。因此將每一層在水平方向上按照內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分割為若干個子網(wǎng)和鏈路連接網(wǎng)絡(luò)的分層與分割電路層通道層傳輸媒質(zhì)層電信管理網(wǎng)TMN交叉連接功能用戶用戶接入點子網(wǎng)SDH傳送網(wǎng)分層模型電路層網(wǎng)絡(luò)電路層VC11VC12VC2VC3低階通道層VC3VC4通道層高階通道層復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)再生段層網(wǎng)絡(luò)段層物理層網(wǎng)絡(luò)傳輸媒質(zhì)層

SDH傳送層SDH網(wǎng)絡(luò)分割示意圖子網(wǎng)子網(wǎng)子網(wǎng)子網(wǎng)選擇路由適配功能適配功能路徑SDH網(wǎng)絡(luò)接入點接入點業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)同步數(shù)字系列SDHSDH網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)TMTMSDH常用組網(wǎng)方式SDH網(wǎng)絡(luò)的簡單物理拓撲結(jié)構(gòu)有5種，即鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形，由這些基本拓撲可組成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)點對點應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)生存性差鏈形應(yīng)用將通信網(wǎng)中的所有節(jié)點串聯(lián)起來，并使首尾兩個節(jié)點開放，這時就形成了線形拓撲在這種結(jié)構(gòu)中，當某一節(jié)點或鏈路失效時，所有經(jīng)過故障點的業(yè)務(wù)都將中斷，網(wǎng)絡(luò)的生存性較差TMADMTM155M155M星型當通信網(wǎng)中的一個特殊的樞紐節(jié)點與其余所有節(jié)點相連，而其余所有節(jié)點之間不能直接相連時，就形成了星形拓撲，又稱樞紐形拓撲這種網(wǎng)絡(luò)拓撲可以在樞紐站將多個光纖終端統(tǒng)一成一個終端，有利于實現(xiàn)綜合的帶寬管理，節(jié)約投資和運營成本，但也存在特殊點的潛在瓶頸問題和失效問題

NNNNNN樹型當將點到點拓撲單元的末端節(jié)點連接到幾個特殊節(jié)點時就構(gòu)成了樹形拓撲樹形拓撲可以看成是線形拓撲和星形拓撲的結(jié)合。這種拓撲結(jié)構(gòu)適合于廣播式業(yè)務(wù)，但不適于提供雙向通信業(yè)務(wù)環(huán)形網(wǎng)應(yīng)用將通信網(wǎng)中的所有節(jié)點串聯(lián)起來，而且首尾相連，沒有任何節(jié)點開放時，就形成了環(huán)形網(wǎng)這種網(wǎng)絡(luò)拓撲具有很高的生存性，即自愈功能，因此環(huán)形網(wǎng)在SDH網(wǎng)中得到了最廣泛的應(yīng)用ADMADMADM網(wǎng)孔型當涉及通信的許多節(jié)點直接互連時就形成了網(wǎng)孔形拓撲如果所有的節(jié)點都直接互連時則稱為理想網(wǎng)孔形網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)不受節(jié)點瓶頸問題和失效的影響，兩節(jié)點間有多種路由可選，可靠性很高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，適用于那些業(yè)務(wù)量很大的干線網(wǎng)同步數(shù)字系列SDHSDH網(wǎng)的保護和自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)保護通信網(wǎng)絡(luò)的生存性是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計至關(guān)重要的指標，因此SDH網(wǎng)絡(luò)保護機制——自愈網(wǎng)是SDH技術(shù)最有生命力的特點，也被其他技術(shù)體制借鑒使用自愈網(wǎng)無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時間內(nèi)從失效故障中自動恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障其基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)故障和重新建立通信的能力自愈網(wǎng)只涉及重新建立通信，而不管具體失效元部件的修復(fù)和更換，后者仍需人工干預(yù)才能完成

自愈網(wǎng)的實現(xiàn)可以分為線路保護倒換和自愈環(huán)網(wǎng)兩種基本形式一般有若干ADM網(wǎng)元組成環(huán)型拓撲，被稱為自愈環(huán)。在自愈環(huán)網(wǎng)中又可劃分為多種類型

線路保護倒換（1+1MSP）

線路保護倒換工作原理是系統(tǒng)包含主用、備用兩套光纖，當工作光纖的業(yè)務(wù)傳輸中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)倒換設(shè)備將主信號自動轉(zhuǎn)至備用光纖傳輸一般是復(fù)用段的保護倒換，因此稱為1+1MSP這種保護方式的業(yè)務(wù)恢復(fù)時間很快，可短于50ms，它對于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的光或電元部件失效故障十分有效主用、備用光纖通過不同的地理路由鋪設(shè)當主用通道的光纜被切斷時，備用通道的光纜不受影響，仍能將信號安全地傳輸?shù)綄Χ薃DMADM1+1MSP自愈環(huán)保護將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點連成一個環(huán)形可以進一步改善網(wǎng)絡(luò)的生存性和成本，一個環(huán)型自愈網(wǎng)也稱為自愈環(huán)網(wǎng)

自愈環(huán)網(wǎng)可以劃分為通道保護倒換環(huán)和復(fù)用段保護倒換環(huán)兩大類

對于通道保護倒換環(huán)，業(yè)務(wù)信息的保護是以每個通道為基礎(chǔ)的，根據(jù)環(huán)內(nèi)的每個通道信號質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進行倒換

對于復(fù)用段保護倒換環(huán)，業(yè)務(wù)量的保護是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，根據(jù)每一對節(jié)點間的復(fù)用段信號質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進行倒換，當復(fù)用段出現(xiàn)故障時，節(jié)點間的所有復(fù)用段業(yè)務(wù)信號都倒換到保護回路

通道保護倒換環(huán)與復(fù)用段保護倒換環(huán)的一個重要區(qū)別是前者往往使用專用保護，即正常情況下保護段也在傳送業(yè)務(wù)信號，而后者往往使用共享保護，即保護段在正常情況下是空閑的，保護時隙由每對節(jié)點共享

按照環(huán)中節(jié)點間信息的傳送方向來區(qū)分，自愈環(huán)又可分為單向環(huán)和雙向環(huán)正常情況下，單向環(huán)中所有業(yè)務(wù)信號的收、發(fā)均按同一方向（順時針或逆時針）在環(huán)中傳輸雙向環(huán)中業(yè)務(wù)信號的收、發(fā)按相反方向在環(huán)中傳輸

按照環(huán)中每一對節(jié)點間所用光纖的最小數(shù)量來區(qū)分，自愈環(huán)可以劃分為二纖環(huán)和四纖環(huán)

通常情況下，通道保護倒換環(huán)工作在單向二纖方式，復(fù)用段保護倒換環(huán)既可以采用單向方式，又可以采用雙向方式，既可以是二纖方式，又可以是四纖方式

二纖單向通道保護倒換環(huán)

它有兩根光纖，一根是用于傳送業(yè)務(wù)信號的S光纖，另一根是用于保護的P光纖二纖單向通道保護倒換環(huán)的保護方式為通道1+1保護，是基于“并發(fā)優(yōu)收”的原則，以通道信號丟失或劣化為倒換的判據(jù)它采用“首端橋接，末端倒換”的結(jié)構(gòu)在A和C節(jié)點中，進入環(huán)的信號同時接入S光纖和P光纖，而分路節(jié)點的信號是靠倒換來獲得的在節(jié)點A，進入環(huán)的以節(jié)點C為目的地的支路信號AC同時饋入發(fā)送方向光纖S1和P1，其中S1光纖按順時針方向?qū)I(yè)務(wù)信號送至分路節(jié)點C，而P1光纖則按逆時針方向?qū)⑼瑯拥闹沸盘査椭练致饭?jié)點C接收端分路節(jié)點C同時接到兩個方向來的支路信號，按照分路通道信號的優(yōu)劣決定選哪一路信號為分路信號。正常情況下，以S1光纖送來的信號為主信號由A到C的信號以及由C返回A的信號都是沿S1順時針及P1逆時針，所以它是一個單向環(huán)當B和C節(jié)點間的光纜被切斷時在節(jié)點C，由于從A經(jīng)S1來的AC信號丟失，按并發(fā)優(yōu)收原則，倒換開關(guān)將由S1轉(zhuǎn)向P1，接收由A節(jié)點經(jīng)P1而來的AC信號作為分路信號，從而使AC間的業(yè)務(wù)信號得以維持，不會丟失故障排除后，開關(guān)返回原來位置二纖單向復(fù)用段保護倒換環(huán)

在二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)中，節(jié)點在支路信號分插功能前的每一高速線路上都有一保護倒換開關(guān)，正常情況下，低速支路信號僅僅從S1進行分插，P1是空閑的，由A到C以及由C返回A的信號都是沿S1順時針方向傳送的，所以它是一個單向環(huán)

當B和C節(jié)點間的光纜被切斷，B和C節(jié)點中的保護倒換開關(guān)將利用APS協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能在B節(jié)點，S1上的AC信號經(jīng)倒換開關(guān)從P1返回，沿逆時針方向經(jīng)過A和D節(jié)點到達C節(jié)點，并經(jīng)過C節(jié)點的倒換開關(guān)環(huán)回到S1并落地分路這種環(huán)回倒換功能能保證在故障狀況下仍維持環(huán)的連續(xù)性，使低速支路上的業(yè)務(wù)信號不會中斷，故障排除后，倒換開關(guān)返回原來位置四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)

四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)有兩根分別對應(yīng)收發(fā)方向的業(yè)務(wù)光纖S1和S2，以及兩根分別對應(yīng)收發(fā)方向的保護光纖P1和P2正常情況下，從A節(jié)點進入環(huán)，以C節(jié)點為目的地的低速支路信號沿S1順時針傳輸，而由C節(jié)點返回A節(jié)點的低速支路信號則沿S2逆時針傳輸，所以它是一個雙向環(huán)；而保護光纖P1和P2是空閑的

當B和C節(jié)點間的光纜被切斷時，利用APS協(xié)議，B和C節(jié)點中各有兩個倒換開關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能，從而得以維持環(huán)的連續(xù)性光纖S1和P1溝通，S2和P2溝通，沿S1的AC信號在B節(jié)點經(jīng)倒換開關(guān)從P1返回，沿逆時針方向經(jīng)過A和D節(jié)點到達C節(jié)點，并經(jīng)倒換開關(guān)回到S1光纖落地分路，CA信號也類似二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)

四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)中S1上的業(yè)務(wù)信號與P2上的保護信號的傳輸方向完全相同，都是順時針。利用時隙交換技術(shù)，可使光纖S1和P2上的信號都置于一根光纖上，這根光纖就稱為S1/P2光纖，這時，這根光纖上的一半時隙如奇時隙用于傳業(yè)務(wù)信號，而另一半時隙如偶時隙留給保護信號同樣也有S2/P1光纖S1/P2上的保護信號時隙可保護S2/P1上的業(yè)務(wù)信號，而S2/P1上的保護信號時隙可保護S1/P2上的業(yè)務(wù)信號四纖環(huán)就可以簡化為二纖環(huán)對于二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)我們一般采用奇偶時隙保護，也有其他的保護形式，如前半時隙傳業(yè)務(wù)信號，后半時隙傳保護信號

AC信號沿S1/P2光纖順時針方向傳輸，而CA信號沿S2/P1逆時針方向傳輸，所以它仍是一個雙向環(huán)當B和C節(jié)點