光纖通信網絡 SDH部分

第8章光纖通信網絡SDH傳送網部分同步數字系列SDHSDH傳送網的分層和分割傳送網的分層和分割由傳輸系統(tǒng)和光纜可組成龐大而復雜的傳送網傳送網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，同時使用相鄰的低一層所提供的傳送服務傳送網分層以后，每一層仍然很復雜，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部的結構分割為若干個子網和鏈路連接網絡的分層與分割電路層通道層傳輸媒質層電信管理網TMN交叉連接功能用戶用戶接入點子網SDH傳送網分層模型電路層網絡電路層VC11VC12VC2VC3低階通道層VC3VC4通道層高階通道層復用段層網絡再生段層網絡段層物理層網絡傳輸媒質層

SDH傳送層SDH網絡分割示意圖子網子網子網子網選擇路由適配功能適配功能路徑SDH網絡接入點接入點業(yè)務業(yè)務同步數字系列SDHSDH網的拓撲結構TMTMSDH常用組網方式SDH網絡的簡單物理拓撲結構有5種，即鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網孔形，由這些基本拓撲可組成更復雜的網絡點對點應用網絡生存性差鏈形應用將通信網中的所有節(jié)點串聯起來，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構中，當某一節(jié)點或鏈路失效時，所有經過故障點的業(yè)務都將中斷，網絡的生存性較差TMADMTM155M155M星型當通信網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絡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合。這種拓撲結構適合于廣播式業(yè)務，但不適于提供雙向通信業(yè)務環(huán)形網應用將通信網中的所有節(jié)點串聯起來，而且首尾相連，沒有任何節(jié)點開放時，就形成了環(huán)形網這種網絡拓撲具有很高的生存性，即自愈功能，因此環(huán)形網在SDH網中得到了最廣泛的應用ADMADMADM網孔型當涉及通信的許多節(jié)點直接互連時就形成了網孔形拓撲如果所有的節(jié)點都直接互連時則稱為理想網孔形網孔形結構不受節(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，但結構復雜、成本較高，適用于那些業(yè)務量很大的干線網同步數字系列SDHSDH網的保護和自愈環(huán)網絡保護通信網絡的生存性是網絡設計至關重要的指標，因此SDH網絡保護機制——自愈網是SDH技術最有生命力的特點，也被其他技術體制借鑒使用自愈網無需人為干預，網絡就能在極短的時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業(yè)務，使用戶感覺不到網絡已出了故障其基本原理就是使網絡具備發(fā)現故障和重新建立通信的能力自愈網只涉及重新建立通信，而不管具體失效元部件的修復和更換，后者仍需人工干預才能完成

自愈網的實現可以分為線路保護倒換和自愈環(huán)網兩種基本形式一般有若干ADM網元組成環(huán)型拓撲，被稱為自愈環(huán)。在自愈環(huán)網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)務傳輸中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)倒換設備將主信號自動轉至備用光纖傳輸一般是復用段的保護倒換，因此稱為1+1MSP這種保護方式的業(yè)務恢復時間很快，可短于50ms，它對于網絡節(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到對端ADMADM1+1MSP自愈環(huán)保護將網絡節(jié)點連成一個環(huán)形可以進一步改善網絡的生存性和成本，一個環(huán)型自愈網也稱為自愈環(huán)網

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

對于通道保護倒換環(huán)，業(yè)務信息的保護是以每個通道為基礎的，根據環(huán)內的每個通道信號質量的優(yōu)劣決定是否進行倒換

對于復用段保護倒換環(huán)，業(yè)務量的保護是以復用段為基礎的，根據每一對節(jié)點間的復用段信號質量的優(yōu)劣決定是否進行倒換，當復用段出現故障時，節(jié)點間的所有復用段業(yè)務信號都倒換到保護回路

通道保護倒換環(huán)與復用段保護倒換環(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它采用“首端橋接，末端倒換”的結構在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光纖按順時針方向將業(yè)務信號送至分路節(jié)點C，而P1光纖則按逆時針方向將同樣的支路信號送至分路節(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S1來的AC信號丟失，按并發(fā)優(yōu)收原則，倒換開關將由S1轉向P1，接收由A節(jié)點經P1而來的AC信號作為分路信號，從而使AC間的業(yè)務信號得以維持，不會丟失故障排除后，開關返回原來位置二纖單向復用段保護倒換環(huán)

在二纖單向復用段倒換環(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，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將利用APS協議執(zhí)行環(huán)回功能在B節(jié)點，S1上的AC信號經倒換開關從P1返回，沿逆時針方向經過A和D節(jié)點到達C節(jié)點，并經過C節(jié)點的倒換開關環(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)務信號不會中斷，故障排除后，倒換開關返回原來位置四纖雙向復用段倒換環(huán)

四纖雙向復用段倒換環(huán)有兩根分別對應收發(fā)方向的業(yè)務光纖S1和S2，以及兩根分別對應收發(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協議，B和C節(jié)點中各有兩個倒換開關執(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)點經倒換開關從P1返回，沿逆時針方向經過A和D節(jié)點到達C節(jié)點，并經倒換開關回到S1光纖落地分路，CA信號也類似二纖雙向復用段倒換環(huán)

四纖雙向復用段倒換環(huán)中S1上的業(yè)務信號與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，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)務信號，而S2/P1上的保護信號時隙可保護S1/P2上的業(yè)務信號四纖環(huán)就可以簡化為二纖環(huán)對于二纖雙向復用段倒換環(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