光纖通信技術(shù)（第二版）課件 夏林中 10.3 自愈環(huán)保護(hù)

光纖通信技術(shù)自愈環(huán)保護(hù)授課教師：通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)01二纖單向通道保護(hù)環(huán)02二纖雙向通道保護(hù)環(huán)03二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)04四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)05二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)0601通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)具有自愈功能的SDH環(huán)形網(wǎng)絡(luò)稱為自愈環(huán)（Self-healingRing）自愈環(huán)可按保護(hù)的業(yè)務(wù)級(jí)別、環(huán)上業(yè)務(wù)的方向、網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)間光纖數(shù)來(lái)分類。按保護(hù)的業(yè)務(wù)級(jí)別：通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)按環(huán)上業(yè)務(wù)的方向：?jiǎn)蜗颦h(huán)和雙向環(huán)按網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)間的光纖數(shù)：雙纖環(huán)和四纖環(huán)自愈環(huán)通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)通道保護(hù)環(huán)的原理是以通道保護(hù)為基礎(chǔ)的通道保護(hù)環(huán)保護(hù)的是STM-N信號(hào)中的某個(gè)VC（某一路PDH信號(hào)）通道保護(hù)倒換的條件：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，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。例如，在STM-16環(huán)上，若收端收到第4VC4的第48個(gè)TU-12有TU-AIS，那么就僅將該通道切換到備用信道上去。通道保護(hù)環(huán)通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)復(fù)用段保護(hù)環(huán)的原理是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，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（b1~b5）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)。復(fù)用段保護(hù)環(huán)02二纖單向通道保護(hù)環(huán)二纖單向通道保護(hù)環(huán)二纖通道保護(hù)環(huán)的組成是兩根光纖：其中一個(gè)為主環(huán)S1；一個(gè)為備環(huán)P1。兩環(huán)的業(yè)務(wù)流向一定要相反，通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)功能是通過(guò)網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。支路板將支路上環(huán)業(yè)務(wù)“并發(fā)”到主環(huán)S1、備環(huán)P1上，兩環(huán)上業(yè)務(wù)完全一樣且流向相反，正常工作時(shí)網(wǎng)元支路板“選收”主環(huán)下支路的業(yè)務(wù)。當(dāng)主環(huán)上的業(yè)務(wù)中斷時(shí)，接收端網(wǎng)元切換到選收備環(huán)上的業(yè)務(wù)。二纖單向通道保護(hù)環(huán)二纖單向通道保護(hù)環(huán)網(wǎng)元發(fā)生通道保護(hù)倒換后，支路板同時(shí)監(jiān)測(cè)主環(huán)S1上業(yè)務(wù)的狀態(tài)，當(dāng)連續(xù)一段時(shí)間（華為的設(shè)備是10min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)。二纖單向通道保護(hù)倒換環(huán)是1＋1保護(hù)模式。優(yōu)點(diǎn)：倒換速度快（華為公司設(shè)備倒換速度≤15ms），業(yè)務(wù)流向簡(jiǎn)捷明了，便于配置維護(hù)。缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量不大。二纖單向通道保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)容量恒定是STM-N，與環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)元間業(yè)務(wù)分布無(wú)關(guān)。二纖單向通道環(huán)多用于環(huán)上有一站點(diǎn)是業(yè)務(wù)主站-業(yè)務(wù)集中站的情況。二纖單向通道保護(hù)環(huán)03二纖雙向通道保護(hù)環(huán)二纖雙向通道保護(hù)環(huán)二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)原理也是支路的“并發(fā)選收”，業(yè)務(wù)保護(hù)是1＋1的，網(wǎng)上業(yè)務(wù)容量與二纖單向通道保護(hù)環(huán)相同。結(jié)構(gòu)更復(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。二纖雙向通道保護(hù)環(huán)華為2500系統(tǒng)二纖雙向通道保護(hù)環(huán)04二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的組成是兩根光纖：其中一個(gè)為主環(huán)S1；一個(gè)為備環(huán)P1。兩環(huán)的業(yè)務(wù)流向一定要相反，正常工作時(shí)，主環(huán)S1上傳主用業(yè)務(wù)，備環(huán)P1上傳備用業(yè)務(wù)。復(fù)用段保護(hù)環(huán)上業(yè)務(wù)的保護(hù)方式為1∶1保護(hù)。當(dāng)光纖斷纖時(shí)，在故障端點(diǎn)的兩網(wǎng)元處產(chǎn)生一個(gè)環(huán)回功能，備用業(yè)務(wù)被清除，保障主用業(yè)務(wù)的正常傳輸。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)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量的推算方法與二纖單向通道保護(hù)環(huán)類似，只不過(guò)是環(huán)上的業(yè)務(wù)是1∶1保護(hù)的，在正常時(shí)備環(huán)P1上可傳額外業(yè)務(wù)，因此，二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量在正常時(shí)為2×STM-N（包括了額外業(yè)務(wù)），發(fā)生保護(hù)倒換時(shí)為1×STM-N。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保護(hù)環(huán)慢，所以優(yōu)勢(shì)不明顯，在組網(wǎng)時(shí)應(yīng)用不多。二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)05四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)前面講的三種自愈方式，網(wǎng)上業(yè)務(wù)的容量與網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)無(wú)關(guān)，隨著環(huán)上網(wǎng)元的增多，平均每個(gè)網(wǎng)元可上/下的最大業(yè)務(wù)隨之減少，網(wǎng)絡(luò)信道利用率不高。例如二纖單向通道環(huán)為STM-16系統(tǒng)時(shí)，若環(huán)上有16個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)，平均每個(gè)節(jié)點(diǎn)最大上/下業(yè)務(wù)只有一個(gè)STM-1，這對(duì)資源是很大的浪費(fèi)。為克服這種情況，出現(xiàn)了四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)這種自愈方式，這種自愈方式環(huán)上業(yè)務(wù)量隨著網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加而增加。四纖環(huán)由4根光纖組成，這4根光纖分別為S1、P1、S2、P2。S1、S2為主纖傳送主用業(yè)務(wù)；P1、P2為備纖傳送備用業(yè)務(wù)；P1、P2光纖分別用來(lái)在主纖故障時(shí)保護(hù)S1、S2上的主用業(yè)務(wù)。四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)S1與S2光纖業(yè)務(wù)流向相反（一致路由，雙向環(huán)），S1、P1和S2、P2兩對(duì)光纖上業(yè)務(wù)流向也相反，從圖可以看出S1和P2，S2和P1光纖上業(yè)務(wù)流向相同。四纖環(huán)上每個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的配置要求是雙ADM系統(tǒng)。在環(huán)網(wǎng)正常時(shí)，網(wǎng)元A到網(wǎng)元C的主用業(yè)務(wù)從S1光纖經(jīng)B網(wǎng)元到網(wǎng)元C，網(wǎng)元C到網(wǎng)元A的業(yè)務(wù)經(jīng)S2光纖經(jīng)網(wǎng)元B到網(wǎng)元A（雙向業(yè)務(wù)）。網(wǎng)元A與網(wǎng)元C的額外業(yè)務(wù)分別通過(guò)P1和P2光纖傳送。發(fā)生斷纖時(shí)，在故障端點(diǎn)處形成環(huán)回，P1保護(hù)S1的業(yè)務(wù)，P2保護(hù)S2的業(yè)務(wù)，使得主用業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，備用業(yè)務(wù)被清除。四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)容量有兩種極端方式：一種是環(huán)上有一業(yè)務(wù)集中站，各網(wǎng)元與此站通業(yè)務(wù)，并無(wú)網(wǎng)元間的業(yè)務(wù)。這時(shí)環(huán)上的業(yè)務(wù)量最小為2×STM-N（主用業(yè)務(wù)）和4×STM-N（包括額外業(yè)務(wù)）。另一種情況環(huán)網(wǎng)上只存在相鄰網(wǎng)元的業(yè)務(wù)，不存在跨網(wǎng)元業(yè)務(wù)。相鄰網(wǎng)元間的業(yè)務(wù)不占用其他光纜段的時(shí)隙資源，這樣各個(gè)光纜段都最大傳送STM-N（主用）或2×STM-N（包括備用）的業(yè)務(wù)（時(shí)隙可重復(fù)利用），這時(shí)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量達(dá)到最大：N×STM-N或2N×STM-N。優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)上業(yè)務(wù)容量大，業(yè)務(wù)分布越分散，網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)越多，它的容量也越大，信道利用率要大大高于通道環(huán)缺點(diǎn)：要求系統(tǒng)有較高的冗余度-4纖，雙ADM；成本較高四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)06二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)中光纖S1和P2、S2和P1上的業(yè)務(wù)流向相同，因此可以使用時(shí)分技術(shù)將這兩對(duì)光纖合成為兩根光纖——S1/P2、S2/P1。將每根光纖的前半個(gè)時(shí)隙（例如STM-16系統(tǒng)為1#-8#STM-1）傳送主用業(yè)務(wù)，后半個(gè)時(shí)隙（例如STM-16系統(tǒng)的9#-16#STM-1）傳送額外業(yè)務(wù)，即一根光纖的保護(hù)時(shí)隙用來(lái)保護(hù)另一根光纖上的主用業(yè)務(wù)。在二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)上無(wú)專門(mén)的主、備用光纖，每一條光纖的前半個(gè)時(shí)隙是主用信道，后半個(gè)時(shí)隙是備信道，兩根光纖上業(yè)務(wù)流向相反。二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)網(wǎng)絡(luò)正常工作時(shí)，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)B-C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