《SDH原理》第五章 SDH网络结构和网络保护机理

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 第5章SDH网络结构和网络保护机理 第5章SDH网络结构和网络保护机理 51基本的网络拓扑结构 52链网和自愈环 521链形网 11345 522环网一一自愈环. 53复杂网络的拓扑结构及特点 54SDH网络的整体层次结构 5.5PDH向SDH过渡的策略 小结 习题 目标 掌握SDH常见拓扑结构的特点和适用范围。 掌握网络自愈原理。 掌握不同类型自愈环的特点,容量和适用范围。 了解常见几种复杂网络的特点。 了解SDH网的整体层次结构 了解PDH向SDH过渡的策略 51基本的网络拓扑结构 SDH网是由SDH网元设备通过光缆互连而成的,网络节点(网元)和传输线 路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性(信道的利用率) 可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。 网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形,如图5-1所示 乡网 链形 此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联,而首尾两端开放。这种拓扑的 特点是较经济,在SDH网的早期用得较多,主要用于专网(如铁路网)中 ·星形网

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-1 第5章 SDH 网络结构和网络保护机理 第5章 SDH网络结构和网络保护机理........................................................................................1 5.1 基本的网络拓扑结构.....................................................................................................1 5.2 链网和自愈环...............................................................................................................3 5.2.1 链形网 ...............................................................................................................4 5.2.2 环网——自愈环..................................................................................................5 5.3 复杂网络的拓扑结构及特点......................................................................................... 16 5.4 SDH网络的整体层次结构............................................................................................. 20 5.5 PDH向SDH过渡的策略 ............................................................................................... 21 小结 ................................................................................................................................ 22 习题 ................................................................................................................................ 22  目标： 掌握 SDH 常见拓扑结构的特点和适用范围。 掌握网络自愈原理。 掌握不同类型自愈环的特点，容量和适用范围。 了解常见几种复杂网络的特点。 了解 SDH 网的整体层次结构。 了解 PDH 向 SDH 过渡的策略。 5.1 基本的网络拓扑结构 SDH 网是由 SDH 网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线 路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性（信道的利用率）、 可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。 网络拓扑的基本结构有链形、星形、树形、环形和网孔形，如图 5-1 所示。 ⚫ 链形网 此种网络拓扑是将网中的所有节点一一串联，而首尾两端开放。这种拓扑的 特点是较经济，在 SDH 网的早期用得较多，主要用于专网（如铁路网）中。 ⚫ 星形网

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连,其他各 网元节点互不相连,网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。这种网络 拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点,利于分配带宽,节 约成本,但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。特殊节点 的作用类似交换网的汇接局,此种拓扑多用于本地网(接入网和用户网) (a)链形 TM HADMHADMh TM (b)星形 TM DXCIADM TM TM (c)树形 ADMA-LADM ADMh ADM (d)环形 ADM ADM ADM (e)网孔形 DXCIAI DXCIAD DXCIADM DXCIADM 图5-1基本网络拓扑图 树形网 此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合,也存在特殊节点的安全 保障和处理能力的潜在瓶颈 环形网 环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连,从而使网上任何一个网元节点都 不对外开放的网络拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式,主要是因 为它具有很强的生存性,即自愈功能较强。环形网常用于本地网(接入网和 用户网)、局间中继网。 网孔形网 将所有网元节点两两相连,就形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑为两网 元节点间提供多个传输路由,使网络的可靠更强,不存在瓶颈问题和失效问

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-2 此种网络拓扑是将网中一网元做为特殊节点与其他各网元节点相连，其他各 网元节点互不相连，网元节点的业务都要经过这个特殊节点转接。这种网络 拓扑的特点是可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节 约成本，但存在特殊节点的安全保障和处理能力的潜在瓶颈问题。特殊节点 的作用类似交换网的汇接局，此种拓扑多用于本地网（接入网和用户网）。 (a) 链形 (b) 星形 (c) 树形 (d) 环形 (e) 网孔形 TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM DXC/ADM 图5-1 基本网络拓扑图 ⚫ 树形网 此种网络拓扑可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合，也存在特殊节点的安全 保障和处理能力的潜在瓶颈。 ⚫ 环形网 环形拓扑实际上是指将链形拓扑首尾相连，从而使网上任何一个网元节点都 不对外开放的网络拓扑形式。这是当前使用最多的网络拓扑形式，主要是因 为它具有很强的生存性，即自愈功能较强。环形网常用于本地网（接入网和 用户网）、局间中继网。 ⚫ 网孔形网 将所有网元节点两两相连，就形成了网孔形网络拓扑。这种网络拓扑为两网 元节点间提供多个传输路由，使网络的可靠更强，不存在瓶颈问题和失效问

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 题。但是由于系统的冗余度高,必会使系统有效性降低,成本高且结构复杂 网孔形网主要用于长途网中,以提供网络的高可靠性。 当前用得最多的网络拓扑是链形和环形,通过它们的灵活组合,可构成更加 复杂的网络。本节主要讲述链网的组成和特点和环网的几种主要的自愈形式 (自愈环)的工作机理及特点 52链网和自愈环 传输网上的业务按流向可分为单向业务和双向业务。以环网为例说明单向业 务和双向业务的区别。如图5-2所示 C 图5-2环形网络 若A和C之间互通业务,A到C的业务路由假定是A→B→C,若此时C到A 的业务路由是C→B→A,则业务从A到C和从C到A的路由相同,称为一 致路由 若此时C到A的路由是C→D→A,那么业务从A到C和业务从C到A的路 由不同,称为分离路由。 我们称一致路由的业务为双向业务,分离路由的业务为单向业务。常见组网 的业务方向和路由如表5-1所示 表5-1常见组网的业务方向和路由表 业务方向 路由 双向 不形网双向通道环 一致路由 双向 双向复用段环 一致路由 双向 单向通道环 分离路由 单向 单向复用段环 分离路由 单向

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-3 题。但是由于系统的冗余度高，必会使系统有效性降低，成本高且结构复杂。 网孔形网主要用于长途网中，以提供网络的高可靠性。 当前用得最多的网络拓扑是链形和环形，通过它们的灵活组合，可构成更加 复杂的网络。本节主要讲述链网的组成和特点和环网的几种主要的自愈形式 （自愈环）的工作机理及特点。 5.2 链网和自愈环 传输网上的业务按流向可分为单向业务和双向业务。以环网为例说明单向业 务和双向业务的区别。如图 5-2 所示。 A B C D 图5-2 环形网络 若 A 和 C 之间互通业务，A 到 C 的业务路由假定是 A→B→C，若此时 C 到 A 的业务路由是 C→B→A，则业务从 A 到 C 和从 C 到 A 的路由相同，称为一 致路由。 若此时 C 到 A 的路由是 C→D→A，那么业务从 A 到 C 和业务从 C 到 A 的路 由不同，称为分离路由。 我们称一致路由的业务为双向业务，分离路由的业务为单向业务。常见组网 的业务方向和路由如表 5-1 所示。 表5-1 常见组网的业务方向和路由表 组网类型 路由 业务方向 链形网 一致路由 双向 环形网 双向通道环 一致路由 双向 双向复用段环 一致路由 双向 单向通道环 分离路由 单向 单向复用段环 分离路由 单向

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 521链形网 典型的链形网如图53所示 STM-N TM ADM ADM TM 支路业务 支路业务 支路业务 支路业务 Y X XX 付时 时时 时时 隙隙 图5-3链形网络图 链形网的特点是具有时隙复用功能,即线路STMN信号中某一序号的VC可 在不同的传输光缆段上重复利用。如图53中A_B、B—C、C一D以及A D之间通有业务,这时可将AB之间的业务占用A-B光缆段Ⅹ时隙(序号 为Ⅹ的VC,例如3VC4的第48个VC12),将BC的业务占用BC光缆 段的Ⅹ时隙(第3VC4的第48VC12),将C一D的业务占用C-D光缆段的 Ⅹ时隙(第3VC4的第48个VC12),这种情况就是时隙重复利用。这时A D的业务因为光缆的X时隙已被占用,所以只能占用光路上的其它时隙Y 时隙,例如第3VC4的第49VC12或者第7vC4的第48个VC12 链网的这种时隙重复利用功能,使网络的业务容量较大。网络的业务容量指 能在网上传输的业务总量。网络的业务容量和网络拓扑,网络的自愈方式和 网元节点间业务分布关系有关。 链网的最小业务量发生在链网的端站为业务主站的情况下,所谓业务主站是 指各网元都与主站互通业务,其余网元间无业务互通。以图5-3为例,若A 为业务主站,那么B、C、D之间无业务互通。此时,C、B、D分别与网元A 通信。这时由于A_B光缆段上的最大容量为STMN(因系统的速率级别为 STMN),则网络的业务容量为STMN。 链网达到业务容量最大的条件是链网中只存在相邻网元间的业务。如图5-3 此时网络中只有AB、BC、C-D的业务不存在A_D的业务。这时可时 隙重复利用,那么在每一个光缆段上业务都可占用整个STMN的所有时隙

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-4 5.2.1 链形网 典型的链形网如图 5-3 所示。 T M ADM ADM T M A B C D STM-N 支路业务 支路业务 支路业务 支路业务 X 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 X 时 隙 Y 时 隙 Y 时 隙 图5-3 链形网络图 链形网的特点是具有时隙复用功能，即线路 STM-N 信号中某一序号的 VC 可 在不同的传输光缆段上重复利用。如图 5-3 中 A—B、B—C、C—D 以及 A— D 之间通有业务，这时可将 A—B 之间的业务占用 A—B 光缆段 X 时隙（序号 为 X 的 VC，例如 3VC4 的第 48 个 VC12），将 B—C 的业务占用 B—C 光缆 段的 X 时隙（第 3VC4 的第 48VC12），将 C—D 的业务占用 C—D 光缆段的 X 时隙（第 3VC4 的第 48 个 VC12），这种情况就是时隙重复利用。这时 A —D 的业务因为光缆的 X 时隙已被占用，所以只能占用光路上的其它时隙 Y 时隙，例如第 3VC4 的第 49VC12 或者第 7VC4 的第 48 个 VC12。 链网的这种时隙重复利用功能，使网络的业务容量较大。网络的业务容量指 能在网上传输的业务总量。网络的业务容量和网络拓扑，网络的自愈方式和 网元节点间业务分布关系有关。 链网的最小业务量发生在链网的端站为业务主站的情况下，所谓业务主站是 指各网元都与主站互通业务，其余网元间无业务互通。以图 5-3 为例，若 A 为业务主站，那么 B、C、D 之间无业务互通。此时，C、B、D 分别与网元 A 通信。这时由于 A—B 光缆段上的最大容量为 STM-N（因系统的速率级别为 STM-N），则网络的业务容量为 STM-N。 链网达到业务容量最大的条件是链网中只存在相邻网元间的业务。如图 5-3， 此时网络中只有 A—B、B—C、C—D 的业务不存在 A—D 的业务。这时可时 隙重复利用，那么在每一个光缆段上业务都可占用整个 STM-N 的所有时隙

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 若链网有M个网元,此时网上的业务最大容量为(M-1)×STMN,M-1为 光缆段数。 常见的链网有二纤链—一不提供业务的保护功能(不提供自愈功能):四纤 链一—一般提供业务的1+1或1:1保护。四纤链中两根光纤收发作主用信 道,另外两根收/发作备用信道。链网的自愈功能1+1、1:1、1:n在上 节讲MSP功能块时已讲过,这里要说的是1:n保护方式中n最大只能到14。 为什么?这是由K1字节的b5b8限定的,K1的b5-b8的0001~1110[1 14]指示要求倒换的主用信道编号 522环网—一自愈环 1.自愈的概念 当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大,要求通信网络能及时准确的传递 信息。随着网上传输的信息越来越多,传输信号的速率越来越快,一旦网络 出现故障(这是难以避免的,例如土建施工中将光缆挖断),将对整个社会 造成极大的损坏。因此网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的 问题。 所谓自愈是指在网络发生故障(例如光纤断)时,无需人为干预,网络自动 地在极短的时间内(|TUT规定为50ms以内),使业务自动从故障中恢复传 输,使用户几乎感觉不到网络出了故障。其基本原理是网络要具备发现替代 传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有设备 中的冗余能力,以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自 愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元一定的智 自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复,而不涉及具体故障的部件和线路 的修复或更换,所以故障点的修复仍需人工干预才能完成,就象断了的光缆 还需人工接好 m技术细节: 当网络发生自愈时,业务切换到备用信道传输,切换的方式有恢复方式和不恢 复方式两种。 1.恢复方式指在主用信道发生故障时,业务切换到备用信道,当主用信道修 复后再将业务切回主用信道。一般在主要信道修复后还要再等一段时间, 一般是几到十几分钟,以使主用信道传输性能稳定,这时才将业务从备用 信道切换过来

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-5 若链网有 M 个网元，此时网上的业务最大容量为（M-1）×STM-N，M-1 为 光缆段数。 常见的链网有二纤链——不提供业务的保护功能（不提供自愈功能）；四纤 链——一般提供业务的 1＋1 或 1∶1 保护。四纤链中两根光纤收/发作主用信 道，另外两根收/发作备用信道。链网的自愈功能 1＋1、1∶1、1∶n 在上一 节讲 MSP 功能块时已讲过，这里要说的是 1∶n 保护方式中 n 最大只能到 14。 为什么？这是由 K1 字节的 b5—b8 限定的，K1 的 b5—b8 的 0001～1110[1 —14]指示要求倒换的主用信道编号。 5.2.2 环网——自愈环 1. 自愈的概念 当今社会各行各业对信息的依赖愈来愈大，要求通信网络能及时准确的传递 信息。随着网上传输的信息越来越多，传输信号的速率越来越快，一旦网络 出现故障（这是难以避免的，例如土建施工中将光缆挖断），将对整个社会 造成极大的损坏。因此网络的生存能力即网络的安全性是当今第一要考虑的 问题。 所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动 地在极短的时间内（ITU-T 规定为 50ms 以内），使业务自动从故障中恢复传 输，使用户几乎感觉不到网络出了故障。其基本原理是网络要具备发现替代 传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有设备 中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自 愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元一定的智 能。 自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体故障的部件和线路 的修复或更换，所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，就象断了的光缆 还需人工接好。  技术细节： 当网络发生自愈时，业务切换到备用信道传输，切换的方式有恢复方式和不恢 复方式两种。 1. 恢复方式指在主用信道发生故障时，业务切换到备用信道，当主用信道修 复后，再将业务切回主用信道。一般在主要信道修复后还要再等一段时间， 一般是几到十几分钟，以使主用信道传输性能稳定，这时才将业务从备用 信道切换过来

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 2.不恢复方式指在主用信道发生故障时,业务切换到备用信道,主用信道恢 复后业务不切回主用信道,此时将原主用信道做为备用信道,原备用信道 当作主用信道,在原备用信道发故障时,业务才会切回原主用信道。 2.自愈环的分类 目前环形网络的拓扑结构用得最多,因为环形网具有较强的自愈功能。自愈 环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分 按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类:按网元节点间的 光纤数可将自愈环划分为双纤环(一对收发光纤)和四纤环(两对收发光纤); 按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。 下面讲讲通道保护环和复用段保护环的区别。对于通道保护环,业务的保护 是以通道为基础的,也就是保护的是STMN信号中的某个VC(某一路PDH 信号),倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的,通常利 用收端是否收到简单的TU-AS信号来决定该通道是否应进行倒换。例如在 sTM-16环上,若收端收到第4VC4的第48个TU12有TUAS,那么就仅 将该通道切换到备用信道上去。 复用段倒换环是以复用段为基础的,倒换与否是根据环上传输的复用段信号 的质量决定的。倒换是由K1、K2(b1-b5)字节所携带的APS协议来启动 的,当复用段出现问题时,环上整个STMN或1/2STMN的业务信号都切换 到备用信道上。复用段保护倒换的条件是LOF、LOS、MSAS、 MS-EXC告 警信号。 m技术细节 由于STMN帧中只有1个K1和1个K2所以复用段保护倒换是将环上的所 有主用业务STM-N(四纤环)或1/2STM-N(二纤环)都倒换到备用信道上 去,而不是仅仅倒换其中的某一个通道 通道保护环往往是专用保护,在正常情况下保护信道也传主用业务(业务的1 +1保护),信道利用率不高。复用段保护环使用公用保护,正常时主用信道 传主用业务,备用信道传额外业务(业务的1:1保护),信道利用率高。 3.二纤单向通道保护环 二纤通道保护环由两根光纤组成两个环,其中一个为主环——S1:一个为备 环——P1。两环的业务流向一定要相反,通道保护环的保护功能是通过网元 支路板的“并发选收”功能来实现的,也就是支路板将支路上环业务“并发

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-6 2. 不恢复方式指在主用信道发生故障时，业务切换到备用信道，主用信道恢 复后业务不切回主用信道，此时将原主用信道做为备用信道，原备用信道 当作主用信道，在原备用信道发故障时，业务才会切回原主用信道。 2. 自愈环的分类 目前环形网络的拓扑结构用得最多，因为环形网具有较强的自愈功能。自愈 环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。 按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类；按网元节点间的 光纤数可将自愈环划分为双纤环（一对收/发光纤）和四纤环（两对收发光纤）； 按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。 下面讲讲通道保护环和复用段保护环的区别。对于通道保护环，业务的保护 是以通道为基础的，也就是保护的是 STM-N 信号中的某个 VC（某一路 PDH 信号），倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利 用收端是否收到简单的 TU-AIS 信号来决定该通道是否应进行倒换。例如在 STM-16 环上，若收端收到第 4VC4 的第 48 个 TU-12 有 TU-AIS，那么就仅 将该通道切换到备用信道上去。 复用段倒换环是以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号 的质量决定的。倒换是由 K1、K2（b1—b5）字节所携带的 APS 协议来启动 的，当复用段出现问题时，环上整个 STM-N 或 1/2STM-N 的业务信号都切换 到备用信道上。复用段保护倒换的条件是 LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC 告 警信号。  技术细节： 由于 STM-N 帧中只有 1 个 K1 和 1 个 K2，所以复用段保护倒换是将环上的所 有主用业务 STM-N（四纤环）或 1/2STM-N（二纤环）都倒换到备用信道上 去，而不是仅仅倒换其中的某一个通道。 通道保护环往往是专用保护，在正常情况下保护信道也传主用业务（业务的 1 ＋1 保护），信道利用率不高。复用段保护环使用公用保护，正常时主用信道 传主用业务，备用信道传额外业务（业务的 1：1 保护），信道利用率高。 3. 二纤单向通道保护环 二纤通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环——S1；一个为备 环——P1。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元 支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 到主环S1、备环P1上,两环上业务完全一样且流向相反,平时网元支路板 “选收”主环下支路的业务,如图5-4(a)所示。 若环网中网元A与C互通业务,网元A和C都将上环的支路业务“并发”到 环S1和P1上,S1和P1上的所传业务相同且流向相反——S1逆时针,P1 为顺时针。在网络正常时,网元A和C都选收主环S1上的业务。那么A与 C业务互通的方式是A到C的业务经过网元D穿通,由S1光纤传到C(主 环业务);由P1光纤经过网元B穿通传到C(备环业务)。在网元C支路 板“选收”主环S1上的A→C业务,完成网元A到网元C的业务传输。网 元C到网元A的业务传输与此类似。 B 图54(a)二纤单向通道倒换环 当BC光缆段的光纤同时被切断,注意此时网元支路板的并发功能没有改变, 也就是此时S1环和P1环上的业务还是一样的。如图5-4(b)所示 倒换、C P1 A STM-N 图5-4(b)二纤单向通道倒换环 我们看看这时网元A与网元C之间的业务如何被保护。网元A到网元C的业 务由网元A的支路板并发到S1和P1光纤上,其中S1业务经光纤由网元D 穿通传至网元C,P1光纤的业务经网元B穿通,由于B-C间光缆断,所以

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-7 到主环 S1、备环 P1 上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板 “选收”主环下支路的业务，如图 5-4(a)所示。 若环网中网元 A 与 C 互通业务，网元 A 和 C 都将上环的支路业务“并发”到 环 S1 和 P1 上，S1 和 P1 上的所传业务相同且流向相反——S1 逆时针，P1 为顺时针。在网络正常时，网元 A 和 C 都选收主环 S1 上的业务。那么 A 与 C 业务互通的方式是 A 到 C 的业务经过网元 D 穿通，由 S1 光纤传到 C（主 环业务）；由 P1 光纤经过网元 B 穿通传到 C（备环业务）。在网元 C 支路 板“选收”主环 S1 上的 A→C 业务，完成网元 A 到网元 C 的业务传输。网 元 C 到网元 A 的业务传输与此类似。 CA CA AC AC S1 P1 A C D B P1 S1 STM-N 图5-4 (a)二纤单向通道倒换环 当 BC 光缆段的光纤同时被切断，注意此时网元支路板的并发功能没有改变， 也就是此时 S1 环和 P1 环上的业务还是一样的。如图 5-4(b)所示。 C A CA AC AC S1 P1 A C D B P1 S1 STM-N 倒换 图 5-4 (b)二纤单向通道倒换环 我们看看这时网元 A 与网元 C 之间的业务如何被保护。网元 A 到网元 C 的业 务由网元 A 的支路板并发到 S1 和 P1 光纤上，其中 S1 业务经光纤由网元 D 穿通传至网元 C，P1 光纤的业务经网元 B 穿通，由于 B—C 间光缆断，所以

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 光纤P1上的业务无法传到网元C,不过由于网元C默认选收主环S1上的业 务,这时网元A到网C的业务并未中断,网元C的支路板不进行保护倒换 网元C的支路板将到网元A的业务并发到S1环和P1环上,其中P1环上的 C到A业务经网元D穿通传到网元A,S1环上的C到A业务,由于BC 间光纤断所以无法传到网元A,网元A默认是选收主环S1上的业务,此时由 于S1环上的C→A的业务传不过来,这时网元A的支路板就会收到S1环上 TU-AS告警信号。网元A的支路板收到S1光纤上的TUAS告警后,立即 切换到选收备环P1光纤上的C到A的业务,于是C→A的业务得以恢复, 完成环上业务的通道保护,此时网元A的支路板处于通道保护倒换状态— 切换到选收备环方式。 网元发生了通道保护倒换后,支路板同时监测主环S1上业务的状态,当连续 段时间(华为的设备是10分钟左右)未发现TUAS时,发生切换网元的 支路板将选收切回到收主环业务,恢复成正常时的默认状态。 二纤单向通道保护倒换环由于上环业务是并发选收,所以通道业务的保护实 际上是1+1保护。倒换速度快(华为公司设备倒换速度≤15ms),业务流 向简捷明了,便于配置维护。缺点是网络的业务容量不大。二纤单向保护环 的业务容量恒定是STMN,与环上的节点数和网元间业务分布无关。为什么? 举个例子,当网元A和网元D之间有一业务占用X时隙,由于业务是单向业 务,那么A→D的业务占用主环的AD光缆段的X时隙(占用备环的A-B B—C、C-D光缆段的X时隙):D-A的业务占用主环的DC、C-B、B A的Ⅹ时隙(备环的D一A光缆段的Ⅹ时隙)。也就是说AD间占X时 隙的业务会将环上全部光缆的(主环、备环)X时隙占用,其它业务将不能再 使用该时隙(没有时隙重复利用功能)了。这样,当A一D之间的业务为STMN 时,其它网元将不能再互通业务了一一即环上无法再增加业务了,因为环上 整个STMN的时隙资源都已被占用,所以单向通道保护环的最大业务容量是 STM-N 二纤单向通道环多用于环上有一站点是业务主站一一业务集中站的情况,华 为公司设备在目前组网中,二纤单向通道环多用于155、622系统。 m技术细节: 在组成通道环时要特别注意的是主环S1和备环P1光纤上业务的流向必须相 反,否则该环网无保护功能

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-8 光纤 P1 上的业务无法传到网元 C，不过由于网元 C 默认选收主环 S1 上的业 务，这时网元 A 到网 C 的业务并未中断，网元 C 的支路板不进行保护倒换。 网元 C 的支路板将到网元 A 的业务并发到 S1 环和 P1 环上，其中 P1 环上的 C 到 A 业务经网元 D 穿通传到网元 A，S1 环上的 C 到 A 业务，由于 B—C 间光纤断所以无法传到网元 A，网元 A 默认是选收主环 S1 上的业务，此时由 于 S1 环上的 C→A 的业务传不过来，这时网元 A 的支路板就会收到 S1 环上 TU-AIS 告警信号。网元 A 的支路板收到 S1 光纤上的 TU-AIS 告警后，立即 切换到选收备环 P1 光纤上的 C 到 A 的业务，于是 C→A 的业务得以恢复， 完成环上业务的通道保护，此时网元 A 的支路板处于通道保护倒换状态—— 切换到选收备环方式。 网元发生了通道保护倒换后，支路板同时监测主环 S1 上业务的状态，当连续 一段时间（华为的设备是 10 分钟左右）未发现 TU-AIS 时，发生切换网元的 支路板将选收切回到收主环业务，恢复成正常时的默认状态。 二纤单向通道 保护倒换环由于上环业务是并发选收，所以通道业务的保护实 际上是 1＋1 保护。倒换速度快（华为公司设备倒换速度≤15ms），业务流 向简捷明了，便于配置维护。缺点是网络的业务容量不大。二纤单向保护环 的业务容量恒定是 STM-N，与环上的节点数和网元间业务分布无关。为什么？ 举个例子，当网元 A 和网元 D 之间有一业务占用 X 时隙，由于业务是单向业 务，那么 A→D 的业务占用主环的 A—D 光缆段的 X 时隙（占用备环的 A—B、 B—C、C—D 光缆段的 X 时隙）；D—A 的业务占用主环的 D—C、C—B、B —A 的 X 时隙（备环的 D—A 光缆段的 X 时隙）。也就是说 A—D 间占 X 时 隙的业务会将环上全部光缆的（主环、备环）X 时隙占用，其它业务将不能再 使用该时隙（没有时隙重复利用功能）了。这样，当 A—D 之间的业务为 STM-N 时，其它网元将不能再互通业务了——即环上无法再增加业务了，因为环上 整个 STM-N 的时隙资源都已被占用，所以单向通道保护环的最大业务容量是 STM-N。 二纤单向通道环多用于环上有一站点是业务主站——业务集中站的情况，华 为公司设备在目前组网中，二纤单向通道环多用于 155、622 系统。  技术细节： 在组成通道环时要特别注意的是主环 S1 和备环 P1 光纤上业务的流向必须相 反，否则该环网无保护功能

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 ◇想一想: 实际上,在光纤未断时,有一根光纤组成单向S1环即可完成通信,为什么还 要一根光纤组成P1环呢?因为自愈要有冗余的信道,而P1环就是对主用信 道的备份。 若图5-3中BC段光缆仅P1光纤断,情况会怎样?环网上的A与C之间的 业务均不进行保护倒换。想想看为什么? 4.二纤双向通道保护环 二纤双向通道保护环网上业务为双向(一致路由),保护机理也是支路的“并 发选收”,业务保护是1+1的,网上业务容量与单向通道保护二纤环相同 但结构更复杂,与二纤单向通道环相比无明显优势,故一般不用这种自愈方 式。如图5-5所示。 SBS2500 SBS2500 Node d Node B SBS2500 Node c SBS2500 5-52500系统二纤双向通道保护环 5.二纤单向复用段环 前面讲过复用段环保护的业务单位是复用段级别的业务,需通过STMN信号 中K1、K2字节承载的APS协议来控制倒换的完成。由于倒换要通过运行APS -9

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-9  想一想： 实际上，在光纤未断时，有一根光纤组成单向 S1 环即可完成通信，为什么还 要一根光纤组成 P1 环呢？因为自愈要有冗余的信道，而 P1 环就是对主用信 道的备份。 若图 5-3 中 B—C 段光缆仅 P1 光纤断，情况会怎样？环网上的 A 与 C 之间的 业务均不进行保护倒换。想想看为什么？ 4. 二纤双向通道保护环 二纤双向通道保护环网上业务为双向（一致路由），保护机理也是支路的“并 发选收”，业务保护是 1＋1 的，网上业务容量与单向通道保护二纤环相同， 但结构更复杂，与二纤单向通道环相比无明显优势，故一般不用这种自愈方 式。如图 5-5 所示。 SBS2500 SBS2500 SBS2500 SBS2500 Node A Node B Node C Node D 图5-5 2500 系统二纤双向通道保护环 5. 二纤单向复用段环 前面讲过复用段环保护的业务单位是复用段级别的业务，需通过 STM-N 信号 中 K1、K2 字节承载的 APS 协议来控制倒换的完成。由于倒换要通过运行 APS

SDH原理 第五章SDH网络结构和网络保护机理 协议,所以倒换速度不如通道保护环快,华为SDH设备的复用段倒换速度是 ≤25ms 下面我们讲一讲单向复用段保护倒换环的自愈机理,如图5-6所示 AC STM-N CA AC A 倒换 (b) 图56二纤单向复用段倒换环 若环上网元A与网元C互通业务,构成环的两根光纤S1、P1分别称之为主 纤和备纤,上面传送的业务不是1+1的业务而是1:1的业务—一主环S1 上传主用业务,备环P1上传备用业务;因此复用段保护环上业务的保护方式 为1:1保护,有别于通道保护环 在环路正常时,网元A往主纤S1上发送到网元C的主用业务,往备纤P1上 发送到网元C的备用业务,网元C从主纤上选收主纤S1上来的网元A发来 的主用业务,从备纤P1上收网元A发来的备用业务(额外业务),图56中 只画出了收主用业务的情况。网元C到网元A业务的互通与此类似,如图5-4-1 所示 在C—B光缆段间的光纤都被切断时,在故障端点的两网元C、B产生一个环 回功能,见图5-42。网元A到网元C的主用业务先由网元A发到S1光纤上 到故障端点站B处环回到P1光纤上,这时P1光纤上的额外业务被清掉,改 5-10

SDH 原理 第五章 SDH 网络结构和网络保护机理 5-10 协议，所以倒换速度不如通道保护环快，华为 SDH 设备的复用段倒换速度是 ≤25ms。 下面我们讲一讲单向复用段保护倒换环的自愈机理，如图 5-6 所示。 CA CA AC AC S1 P1 A C D B P1 S1 (b) 倒换 CA CA AC A C S1 P1 A C D B P1 S1 (a) STM-N 图5-6 二纤单向复用段倒换环 若环上网元 A 与网元 C 互通业务，构成环的两根光纤 S1、P1 分别称之为主 纤和备纤，上面传送的业务不是 1＋1 的业务而是 1∶1 的业务——主环 S1 上传主用业务，备环 P1 上传备用业务；因此复用段保护环上业务的保护方式 为 1∶1 保护，有别于通道保护环。 在环路正常时，网元 A 往主纤 S1 上发送到网元 C 的主用业务，往备纤 P1 上 发送到网元 C 的备用业务，网元 C 从主纤上选收主纤 S1 上来的网元 A 发来 的主用业务，从备纤 P1 上收网元 A 发来的备用业务（额外业务），图 5-6 中 只画出了收主用业务的情况。网元C到网元A业务的互通与此类似，如图5-4-1 所示。 在 C—B 光缆段间的光纤都被切断时，在故障端点的两网元 C、B 产生一个环 回功能，见图 5-4-2。网元 A 到网元 C 的主用业务先由网元 A 发到 S1 光纤上， 到故障端点站 B 处环回到 P1 光纤上，这时 P1 光纤上的额外业务被清掉，改