第二部分(传输1)

1、光光 传传 送送 网网PDHPDH、SDHSDH概述概述 SDHSDH帧结构帧结构SDHSDH基本的复用和映射结构基本的复用和映射结构SDHSDH中的指针中的指针SDHSDH网络的主要设备网络的主要设备SDHSDH网络保护与恢复网络保护与恢复IPIP overover SDHSDHDWDMDWDM技术技术PDH、SDH概述概述PDH、SDH概述概述PDH 数字技术的发展，特别是数字集成电路的出现，为在电信网中实现数字时分复用（TDM）技术创造了条件，它将每个模拟话路变换为64kb/s数字话路，为进一步提高链路容量，多个64kb/s信道又以字节为单位作进一步交错复接，将30个独立的64kb/s信

2、道与两个用于信息控制的信道一起形成一个32个数字信道“帧结构”，复接后比特率是2.048Mb/s。将4个2Mb/s复接为8Mb/s信号流，接着扩展到34Mb/s、140Mb/s及565Mb/s，形成一个完整比特速率系列。 在复接过程中，支路信息可来自不同设备，有各自的主时钟。为复接方便规定各信道比特流之间的异步范围，即规定了各主时钟之间允许偏离标称值范围。这种对比特率偏差的约束，就是所称的准同步工作，相应的比特系列称为准同步数字体系（PDH：Plesiochronous Digital Hierarchy)。 将基群信息流（速率为2Mb/s）进一步复接为高次群（25次群：对应为8Mb/s565

3、Mb/s）信息流的复接方法是逐次实现的。 例如：若将一路64kb/s数字信号复接到一个五次群高速码流中，要经过基群、25次群五次复接才能实现，这其中要四次加入辅助比特信息。高次群复接采用逐比特异步复接的方法。在异步复接中，规定各支路信息流速率有相同的标称值，而实际值允许在一定容差范围之内变化。这是一种准同步复接，其复接过程要通过两步实现：首先采用正码速调整的办法，将各支路信息变换为相互同步的数字信号码流（其速率、相位达到确定值），然后将各支路信息以及相关辅助信息逐比特同步交错复接，形成一个复接高速信息流。4个个2M复接成复接成8M 对二次群复接来说，基群和二次群的标称值为2048kb/s和84

4、48kb/s，容差分别为50ppm和30ppm，即：速率分别为2048kb/s102.4b/s 和 8448kb/s253.44b/s。 为了能将4个基群复接，可首先将每个基群的速率调整到(8448kb/s253.44b/s) 的1/4，因调整后的速率高于调整前的速率，故称之为正码速调整。支路时钟提取码速调整支路1码流复接支路时钟提取码速调整支路2码流支路时钟提取码速调整支路3码流支路时钟提取码速调整支路4码流本地8M时钟合路8M数据PDH存在的缺陷存在的缺陷有三种不同体制。分别是欧洲（中国）体制、日本体制、美国体制，不同体制之间的衔接比较麻烦。复接方式是异步复接体制。码速调整后，逐比特同步交

5、错复接。这一过程在每个复接群次中都要进行。例如：一个64kb/s的话路, 若通过五次群光缆通信系统传输，首先必须被复接进入基群（2Mb/s）的帧结构中，然后此基群经码速调整进一步异步复接进入二次群（8Mb/s）的帧结构中，接着要进行三、四、五次群异步复接。这样要经过四次码速调整、五次复接才能实现一个64kb/s数字话路在五次群光缆通信系统的传输。这样就无法用信道字节的位置或顺序从一个高次群帧结构中直接识别出其中一个信道。这使得上下话路的操作复杂，不灵活。用于管理的辅助信道容量小。 由于以上缺陷，使PDH传输体制越来越不适应传输网的发展。于是美国贝尔通信研究所首先提出了用一整套分等级的标准数字传

6、递结构组成的同步网络（SONET )体制。 CCITT于1988年接受了SONET概念并重命名为同步数字体系(SDH )，使其成为不仅适用于光纤传输也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。PDH、SDH概述概述 SDH（1）统一了PDH的三大体系标准 SDH采用G.707、G.708、G.709世界性的统一网络接口（NNI）和G.957光接口标准，使SDH能支持现有的PDH，便于顺利地从PDH向SDH过渡，体现了后向兼容性。不同厂家的设备可以中途交会，实现横向兼容。 ITUT规定的同步传送模式第1级（STM1）的速率为155.52Mb/s，第N级（STMN）可按字节同步复接获得（N=1、4、16

7、 ），目前采用下列四种： STM1：速率为155.52Mb/s STM4：速率为 622.08Mb/s STM16：速率为2488.32Mb/s STM64：速率为9953.28Mb/s（2）简化了复接分接技术 采用了全网同步时钟和指针处理以及灵活的复用映射结构，因而只需利用软件即可从高速信号中一次直接分插出低速信号，省去了全套背靠背复用设备，组网灵活，如下图所示。光/电解复用解复用解复用复用复用复用光/电140/34 Mb/s34/8 Mb/s8/2 Mb/s2Mb/s电信号2Mb/s电信号2/8 Mb/s8/34 Mb/s34/140 Mb/sPDH光信号光信号分插复用器155Mb/s光信

8、号155Mb/s光信号2Mb/s电信号2Mb/s电信号SDHSDH与PDH复分接流程比较字节间插字节间插（3）网络运行、管理和维护能力强 SDH帧结构中安排了丰富的开销比特增加了维护管理通道，加强了网管功能。SDH的不足之处在于： 频带利用率不如传统的PDH。以2.048Mb/s为例，PDH的139.264Mb/s可以收容64个2.048Mb/s系统，而SDH的155.52Mb/s却只能收容 63个 2.048Mb/s，频带利用率从PDH的94下降到83。SDHSDH帧结构帧结构 SDH采用块状帧结构，以字节为单位。STM-1的帧结构如下图所示，由270列和9行8比特字节构成，帧 长 度 为

9、2 7 0 9 = 2 4 3 0 个 字 节 ， 相 当 干 27098=19440比特，用时间表示即为125s（帧周期），其比特速率155.52Mb/s。 帧结构中字节的传送是从左至右按行传送的。STM1的帧结构分为段开销（SOH）、管理单元指针（AU-PTR）和信息净负荷区三大部分。开销开销开销的功能是完成对SDH信号提供层层细化的监控管理功能。监控的分类可分为段层监控、通道层监控。段层的监控又分为再生段层和复用段层的监控。通道层监控分为高阶通道层和低阶通道层的监控。由此实现了对由此实现了对STM-N层层细化的监控。层层细化的监控。例如：对2.5G系统的监控 再生段开销对整个STM-16

10、信号监控。 复用段开销细化到对16个STM-1中的任意一个进行监控。 高阶通道开销再将其细化成对每个STM-1中VC4的监控。 低阶通道开销又将对VC4的监控细化为对63个VC12中的任意一个VC12进行监控。由此实现了从由此实现了从2.5Gbit/s级别到级别到2Mbit/s级别的多级监控手段。级别的多级监控手段。段开销（段开销（SOH） 所谓段开销是指STM帧结构中为了保证信息净负荷正常灵活传送所必须的附加字节，主要是供网络运行、管理、维护和性能监视使用的字节。段开销分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）。A1、A2：帧定位字节。J0：再生段跟踪字节，使收、发能正确对接。B1：

11、再生段比特间插奇偶校验字节。D1D3：再生段数据通信通道，可传送再生段运行数据（192kb/s）。D4D12：复用段数据通信通道，可传送复用段运行数据（576kb/s）。 数据通信通道（数据通信通道（DCC）作为嵌入式控制通路）作为嵌入式控制通路ECC 的物的物理层，在网元之间传输操作管理维护（理层，在网元之间传输操作管理维护（OAM )信息，构信息，构成成SDH管理网（管理网（SMN ）的传送通路。）的传送通路。 E1、E2：公务联络字节。 F1：使用者通道字节，用于维护数据/音频通道。 B2：复用段比特间插奇偶校验字节。 K1、K2：自动保护倒换字节，执行APS协议。 S1：同步状态字节，

12、指示同步状态、时钟级别等。 M1：复用段远端差错指示。通道开销通道开销根据监测通道速率的高低，通道开销又分为高阶通道开销和低阶通道开销。本课程中，高阶通道开销指对VC4级别的通道进行监测，可对140Mbit/s在STM-N帧中的传输情况进行监测；低阶通道开销是完成VC12通道级别的OAM功能，也就是监测2Mbit/s在STM-N帧中的传输性能。高阶通道开销高阶通道开销HP-POHJ1：通道踪迹字节B3：监测VC4在STM-N帧中传输的误码性能C2：信号标记字节G1：通道状态字节F2、F3：使用者通路字节H4：TU位置指示字节K3：空闲字节N1：网络运营者字节低阶通道开销低阶通道开销LP-POH

13、 V5：通道状态和信号标记字节。 J2：VC12通道踪迹字节。 N2：网络运营者字节。 K4：备用字节。信息净负荷（信息净负荷（Payload） 信息净负荷区由9行261列（10270列）共9261=2349个字节构成，它是帧结构中存放各种信息（含信码流字节和通道开销POH）的地方。 通道开销的功能包括通道性能监视、告警状态指示，用于维护目的信号及复用结构指示，它与传送的信码流配套使用。管理单元指针（管理单元指针（AU-PTR） AU指针就是一种指示符，用来指示信息净负荷的第一个字节在STMN帧内的准确位置，即相对于起始点的偏移量。 指针处理是SDH所采用的数字调整方式，在帧结构中通过所设置的

14、指针值变化来进行字节调整，以适应输入信码流的速率和相位的变化。 STMN的帧结构如下图所示，它与STMl有相同的块状结构，行数一样，列数增加N倍，帧周期仍为125s，速率为155.52Mb/s的N倍。 PDH体制采用条状结构，以比特为单位，各次群帧的比特和帧周期均不相同。如基于2.048Mb/s速率（欧洲）系列，一次群帧周期为125s，256bit；二次群帧周期为100s，848bit。基本复用映射结构基本复用映射结构术语说明：术语说明： 接口容器C是一种信息结构，主要完成速率调整等适配，针对常用的准同步数字体系信号速率，规定了5种标准容器。 由标准容器出来的数字流加上通道开销构成虚容器(VC

15、)。 VC出来的数字流加上指针等开销就构成管理单元（AU）或支路单元（TU）。 多个AU经单字节间插构成AUG，多个TU经单字节间插构成TUG。映射、定位、复用映射、定位、复用映射映射 映射是一种在SDH网络边界（例如：SDH/PDH边界）将支路信号适配进虚容器的过程。即：将各种速率（140Mbit/s、34Mbit/s、2Mbit/s）信号先经过码速调整分别装入到各自相应的标准容器中，然后加上相应的低阶或高阶通道开销，形成各自对应的虚容器的过程。定位定位 是指通过指针调整，使指针的值时刻指向低阶VC帧的起点在TU净负荷中（或高阶VC帧的起点在AU净负荷中）的具体位置，使收端能据此正确地分离相

16、应的VC。复用复用 通过字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程。由于经过TU和AU指针处理后的各VC支路信号已相位同步，因此该复用过程是同步复用，复用原理与数据的串并变换相类似。E1 STM-1 如上图，标称速率为2048kb/s的信号先进入C-12作适配处理，然后加上VC12的通道开销（POH）便组成了VC-12（2.240Mb/s）。TU12指针（PTR）用来指明VC12相对TU12的位置，TU-12速率为2.304Mb/s，3个TU12经均匀的单字节间插构成TUG2（速率为32.304Mb/s）。7个TUG2经同样的单字节间插组成TUG3（加上塞入字节后速率达

17、49.536Mb/s）。再由3个TUG3经单字节间插并加上高阶POH和塞入字节后构成VC4净负荷，速率为150.336Mb/s，再加上576kb/s的AU4指针（PTR）就组成了AU4，速率为150.912Mb/s。单个AU4直接进入AUG，N个AUG通过单字节间插并加上段开销便得到了STMN信号。当N=1时，一个AUG加上容量为4.608Mb/s的段开销即为STM-1的标称速率155.520Mb/s。2）C12 VC12（LP-POH低阶通道开销）3）VC12 TU-12（TU-PTR）4）3TU12 TUG-25）7TUG-2 TUG-3复帧复帧 采用复帧是为了方便码速适配。采用复帧是为了

18、方便码速适配。例如： 若E1信号速率是标准的2.048Mbit/s ，那么装入C12时正好是每个基帧装入32个字节信息。因为C12帧频8000帧/秒，PCM30/32（E1）信号也是8000 帧/秒。 当E1信号的速率不是标准速率2.048Mbit/s时，那么装入每个C12的平均比特数就不是整数。例如：例如：E1速率是2.046Mbit/s时，那么将此信号装入C12基帧时平均每帧装入的比特数是(2.046106bit/秒) 125微秒255.75bit有效信息，比特数不是整数，无法进行装入。解决方法：解决方法：取4个基帧为一个复帧，那么正好一个复帧装入的比特数为(2.046106bit/秒)1

19、25微秒4=1023bit ，可在前三个基帧每帧装入256bit (32字节)有效信息，在第4帧装入255个bit的有效信息，这样就可将此速率的E1信号完整的适配进C12中去。34Mbit/s STM-N1） H31 C-3 VC-3 TU-32）TUG-33）3TUG-3C4这时剩下的工作就是将这时剩下的工作就是将C4 STM-N中去了。中去了。140Mbit/s STM-N1） 140Mbit/s的的PDH信号经过码速调整适配进信号经过码速调整适配进C4C4子帧241W13Y5X1Z260个字节1934IS5C130R10O2080bit。C比特主要用来控制相应的调整机会比特S，当CCCC

20、C00000时，SI；当CCCCC11111时，SR。当SI时，C-4能容纳的信息速率最大C-4max（19341）98000139.320Mbit/s 。当SR时，C-4能容纳的信息速率最小C-4min193498000139.248Mbit/s。也就是说，C-4容器能容纳的E4信号速率范围是139.248Mbit/s139.32Mbit/s，而符合G.703规范的E4信号速率范围是139.261Mbit/s139.266Mbit/s。2）C4VC4 VC4是与140Mbit/s PDH信号相对应的标准虚容器，此过程相当于对C4信号再打一个包封，将对通道进行监控管理的开销（POH）加入包封，

21、以实现对通道信号的实时监控。3）VC4AU4 管理单元由高阶VC和AU指针组成。 AU指针的作用是指明高阶VC在STM帧中的位置。通过指针的作用允许高阶VC在STM帧内浮动，也就是说，允许VC4和AU-4有一定的频偏和相差。 尽管货物包可能在信息净负荷区浮动，但是AU-PTR本身在STM帧内的位置是固定。 AU-PTR不在净负荷区，而是和段开销在一起。4）将AU-4加上相应的SOH合成STM-1信号，N个STM-1信号通过字节间插复用成STM-N信号。SDH中的指针中的指针 SDH中的指针类似软件中的指针，其作用有三：第一，当网络处于同步工作状态时，用来进行同步信号间的相位校准；第二，当网络失

22、去同步时用作频率和相位校准；第三，用来容纳网络中的抖动和漂移。 设置AU指针可以为VC在AU帧内的定位提供一种灵活和动态的方法。这意味着VC-n可以在AU-n帧内“浮动”，因而AU指针不仅能够容纳VC和SOH在相位上的差别，而且能够容纳帧速率上的差异。AU指针指针在分给AU指针使用的H1、H2和H3字节中，H1和H2是结合使用的，可以看作1个码字，如下图所示，主要用来指示VC-n开始的那个字节的位置。其中码字的最后10个比特携带具体指针值。H3字节用于VC帧速率调整，负调整时可携带额外的VC字节。AU-4指针值的有效范围是0782(2619/3-1) 。这个数值显示了指针与VC-4第1个字节间

23、的偏移。需要注意，在计算指针和VC开始字节的偏移时，AU指针字节不计在内。119102700125us250us49149AUGH1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H3H1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H30 - - 1-86-87 -52252178286- - -.N N N N S S I D I D I D I D I D0 1 1 0 0 010比特指针塞入字节VC字节负调整机会正调整机会10比特指针值负调整机会正调整机会正常值0.1*表示全1字节Y表示1001SS11（其中S比特未规定）H1H2H3AU指针的作用指针的作用正常状态正常状态 当AU-4和VC-4的帧速率相同

24、时，指针确定了VC-4在AU-4帧内的起始位置。如下图所示，当H1和H2中的指针值为2时(10)，表示VC-4是从当前AU-4指针的最后一个H3字节后的第7个字节算起，到下一个AU-4指针的最后一个H3字节后的第6个字节结束。119102700125us250us49149AUGH1 Y YH2 1* 1*H3 H3 H3H1 Y YH21*1*H3 H3 H30 - - 186-87 -52252178286- - -.负调整机会正调整机会0.1*表示全1字节Y表示1001SS11（其中S比特未规定）红色区域表示当前的VC-4帧，为方便看，没有将此区域全部染红。绿色表示上一个和下一个VC-4

25、帧- -指针值为2AU指针的作用指针的作用频率调整频率调整 如果AU-4与VC-4的帧速率不同，即有频率偏移，则指针值将按照需要增加或减少，同时还伴随有相应的正调整字节或负调整字节的出现或变化。当频率偏移较大，需要连续多次指针调整操作时，相邻两次的操作必须至少分开3帧，即每个第4帧才能进行指针调整操作，两次操作之间的指针值保持为常数不变。 当VC-4的帧速率比AU-4的帧速率慢时，此时可以在VC-4前插入3个填充伪信息的空闲字节（即正调整字节），由于插入正调整字节，实际VC在时间上向后推移。因而用来指示下一个VC-4帧的起始位置的指针值要增加1。进行这一操作的指示是将指针码字的5个增加比特（I

26、比特），即第7、9、11、13和15比特反转。此后，下一个AU-4的指针值将增加1。 当VC-4的帧速率比AU-4的帧速率快时，此时可以利用AU-4指针区的3个H3字节来存放实际VC信息（负调整字节）。由于VC信息的起始几个字节存入了AU指针区，实际VC在时间上向前移动了3个字节。因而用来指示下一个VC-4帧的起始位置的指针值要减1。进行这一操作的指示是将指针码字的5个减少比特（D比特），即第8、10、12、14和16比特反转。此后，下一个AU-4的指针值将减1。支路单元指针（支路单元指针（TU-PTR）TU-12 PTR由V1、V2、V3和V4四个字节组成。在TU-12净负荷中从紧邻V2的字

27、节起，以1个字节为一个正调整单位，依次按其相对于最后一个V2的偏移量给予偏移编号。总共有0139个偏移编号。VC-12帧的首字节V5字节位于某一偏移编号位置，该编号对应的二进制值即为TU-12指针值。 TU-12 PTR中的V3字节为负调整单位位置，其后的那个字节为正调整字节。 V4为保留字节。 指针值在V1、V2字节的后10个比特，V1 V2字节的16个bit的功能与AU-PTR的H1、H2字节的16个比特功能相同。SDH网络的主要设备网络的主要设备分为终端复用器、分插复用器、数字交叉连接器。终端复用器（TM）主要任务是将低速支路电信号和155Mb/s电信号纳入STMl帧结构，并经电/光转换

28、为STMl光线路信号。其逆过程正好相反。分插复用器（ADM）具有灵活分出和插入任意支路信号的能力。数字交叉连接器（DXC）是一种具有一个或多个ITUT建议 G.702（64kb/s、2Mb/s，34Mb/s、140Mb/s）或G.707（STM1、STM4、STM16、STM-64）定义的信号速率端口，并可将任意端口信号（和/或子速率信号）与另外端口信号（和/或子速率信号）进行可控连接的设备。SDH 终端复用器终端复用器SDH分插复用器分插复用器DXC的简化结构的简化结构 DXC的核心部分是交叉连接矩阵，参与交叉连接的速率一般低于或等于接入速率，两速率之间的转换需要由复用和解复用功能来完成。每

29、个输入信号被解复用成m个并行的交叉连接信号。然后，内部的交叉连接网采用空分交换技术，按照预先存放（或动态计算）的交叉连接图对这些交叉连接通道进行重新安排，再利用复用功能将这些重新安排后的信号复用成高速信号输出。按端口速率和交叉连接速率的不同，DXC可有各种配置形式，通常用DXCx/y表示，其中x表示接入端口数据流的最高速率级别，y表示参与交叉连接的最低速率级别。数字x=0表示64kbit/s速率，数字x=1、2、3、4分别表示PDH体制中的14次群速率，4也代表SDH体制中的STM-1等级，数字5和6表示SDH体制中的STM-4和STM-16等级。例如：例如：DXC4/1表示接入端口的最高速率

30、为140Mbit/s或155Mbit/s，交叉连接的最低速率为一次群信号，也就是说，允许1、2、3、4次群和STM-1信号在设备中进行交叉连接。通常，DXC采用电可擦存储器来存储所有的有关交叉连接图、管理信息的记录、传输参数和测试相关信息等，对内容进行修改和更新很容易。 交叉连接矩阵是DXC的核心，有两种常用的矩阵类型，平方矩阵和CLOS矩阵。平方矩阵平方矩阵CLOS矩阵矩阵点到点应用点到点应用线性应用线性应用环形网应用环形网应用SDH的逻辑功能图的逻辑功能图SDH网络保护与恢复网络保护与恢复 所谓保护保护，通常是指一个较快的转换过程，其转换的执行是由倒换开关自动确定的。保护作用之后，占用了在

31、各传输节点之间预先指定的一些容量，因此转换后的通道具有预先确定的路由。保护过程中要涉及自动保护倒换（APS：Automatic Protection Switching)协议。 恢复恢复，相对来说是一个较慢的过程，其转换的执行，是在倒换开关以外的网路管理系统（NMS）。恢复作用以后，可占用在传输节点之间任意的容量，转换后的通道没有预先确定的路由。要实现恢复的过程，需要网路管理系统对几个传输节点同时进行控制，通常要通过DXC实现，是一个较复杂的过程。线路保护倒换线路保护倒换 SDH的线路保护只保护传输媒介和再生中继器以及终端（TM）和分插复用设备（ADM）的线路终端接口（例如：光/电与电/光转换

32、部分），而不保护终端TM或ADM节点的故障。线路保护倒换可分为1十1和1：N两种方式。1+1保护保护l1的线路保护，即每一工作系统都有一个专用的备用系统，工作与备用是相对的，即互为主备用。两个系统在发端并联，收端根据所收到的信号正常与否决定从哪一个系统取信号。ll线路保护方式不需要采用任何自动保护倒换（APS）算法，它只根据接收信号的故障或缺陷而自动进行，当然也可接受外部命令强制的倒换或锁定。在11线路保护方式中，两个系统是同样的，因此这种方式可以是不复原的，即在发生倒换之后，原工作系统故障消失，也不导致保护倒换还原。1l线路保护倒换时间要求小于50ms。1：N保护保护 在1：N保护方式中，有

33、N个工作系统共用一个保护系统，当其中的一个工作系统失效时，信号可以倒换到热备用的保护系统传输。系统正常工作时，备用的保护系统可以用来传送低等级的额外业务。一旦发生倒换，则主系统的信号将转向备用保护系统，原在备用系统的额外业务将自行丢失。这是一种共享保护方式。自愈环中的保护自愈环中的保护 环形网又称为自愈环（Self Healing Rings），是自愈网的一种。“自愈”是自行恢复的意思，指的是在网路故障的情况下，能在短时间内使传送业务的能力自动复原，无需人为干预。自愈网的基本原理就是使网络具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力。利用分插复用器（ADM）组成的网络节点，将一串这样的节点的首尾由

34、光纤相连，即可构成一个环形网。 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，可将自愈环划分为二纤环（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。通道保护环和复用段保护环的区别通道保护环和复用段保护环的区别通道保护环：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 。倒换与否按某一个别通道信号的传输质量来决定。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4个VC4的第48个TU-12有TU-AIS ，那么

35、就仅将该通道切换到备用信道上去。复用段倒换环：复用段倒换环：以复用段为基础，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定。倒换是由K1、K2 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业务信号都切换到备用信道上。二纤单向通二纤单向通道保护环道保护环 通道业务的保护实际上是1+1保护； 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； 由于只从接收信号的优劣来判定通路的倒换，单向通道环无需转换控制的专门协议，倒换时间也最短（50ms以内）。因此是一种最简单，节点成本最低的自愈环，也是当前应用最为广泛的一种结构。二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环网上业务

36、容量与二纤单向通道保护环相同，但结构更复杂。二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环倒换要运行APS协议，所以倒换速度不如通道保护环快。二纤双向复用二纤双向复用段保护环段保护环在二纤双向复用段保护环上无专门的主备用光纤，每一光纤的前半部分时隙是主用信道，后半部分时隙是备用信道，两根光纤上业务流向相反。业务容量为MSTM-N（包括额外业务），其中M是节点数。在组网中使用较多，主要用于622和2500系统，适用于业务分散的网络。SDH网络恢复网络恢复 网络恢复在网络出现故障或失效等异常情况时启动。由于故障导致了故障点（段）正常业务传输质量下降、甚至中断，此时网络恢复功能必须为受损业务找出新的可行路

37、由，将这些业务疏导至目的地。恢复的过程是：恢复的过程是：故障点邻近节点检测到失效，将该失效消息告知恢复控制点（负责恢复策略的实施）；控制点为受损业务寻找一条替代路由，将受损业务疏导到这条新路由上，业务得到恢复；当网络故障排除后，控制点将受损业务重新安排回原来的路由上。 实施网络恢复的好处： 实现自动快速通道恢复； 改进了网络的可用性； 实现了网络容量的最佳化。 从网络恢复控制机制上看主要分为集中式和分布式两大类。恢复恢复集中式控制集中式控制 集中式控制是通过一个中央控制中心来管理若干个DXC系统。控制中心在求取替代路由时可以有两种不同的方式：链路恢复方式和通道恢复链路恢复方式和通道恢复方式。方

38、式。集中式控制的连接方式 a）逻辑上 b）物理上 在链路恢复方式下，恢复过程是围绕失效链路在链路恢复方式下，恢复过程是围绕失效链路展开的。展开的。以单链路失效为例。控制中心会收到两个节点（失效链路的两个端节点）的上报消息，经分析得出两节点间链路失效的结论，因此所有经过该链路的业务均要进行恢复。 链路恢复的特点：链路恢复的特点：替代路由的寻找是围绕失效链路的两个端节点展开，至于失效链路上受损业务在其它链路或节点上的情况如何不用考虑。这样实现起来比较简单，但网络空闲容量利用率不高。链路恢复链路恢复 通道恢复与链路恢复的最大不同在于整个恢复过程围绕通道恢复与链路恢复的最大不同在于整个恢复过程围绕受损

39、业务展开。受损业务展开。 仍然以单链路失效为例。控制中心收到失效链路的两个端节点上报故障消息，确定所有受影响业务的数量、各业务的优先级以及业务的源节点和目的节点。如果可能，所有经过该链路的业务均要进行恢复。通道恢复的特点是替代路由的查找要按照失效链路上各个业务的源宿节点展开，恢复过程是在除去失效链路的新拓扑结构中重新安排受损业务的路由。这种方案在理论上对网络资源的利用率最高，但实现过程复杂，特别是在失效链路承载多个不同源宿业务流的时候。通道恢复通道恢复恢复恢复分布式控制分布式控制 如果弱化控制中心的处理能力，增强各节点智能化，强调各节点的自主控制，由各节点自行检验失效，控制恢复动作，可以缩短失

40、效业务恢复的时间。这种将恢复功能分派到各个DXC节点的恢复方法叫做分布式控制恢复。 在分布式控制方案中，每个节点具有相同的恢复算法、消息指令集、全网拓扑信息等。分布式控制恢复的具体实施也可以分为链路恢复和通道恢复。 当一条链路失效时，分布式恢复算法选择失效链路的一个端节点为发送点，另一个端节点为选择点。发送点通过与它连接的所有链路向全网广播请求消息，直到选择点收到一条请求消息。由于请求消息在网络中是泛滥式广播的，所以最先到达选择点的请求消息经过的路径就是一条最短路径。因此，受损业务可以通过这条最短路径得到恢复。这种方法又被称为网络泛洪（network flooding)。 分布式中的通道恢复依

41、然是基于通道（业务），根据失效业务的源节点和宿节点进行恢复。也就是说，在每个失效业务的源节点和宿节点之间重新寻找一条最短路径。由于这些业务原先占用的容量不再重要，或者必须重新加以安排，所以可以先释放掉。 通道恢复在网络的容量资源利用上更趋于合理，在网络容量是主要矛盾的情况下这种方式是很有吸引力的。但是业务的源、宿节点检测到失效报警比失效链路端节点要慢，而且失效链路上的业务往往属于不同的源、宿。多对源、宿节点都需要广播消息寻找替代路由，这大大增加了各节点处理消息的负担和处理过程的复杂程度。因此，链路恢复是实际中常用的方法。IP over SDH 以IP为主的数据业务量已经超过话音业务。如何有效地

42、在城域网和广域网上传输IP业务成为一个重要的研究课题。 SDH对于电路类业务来说是最优的，对于IP分组类业务则不是最优的。 IP over SDH、以太网 over SDH技术，利用现有的SDH传送网，将IP和以太网数据包适配进SDH帧结构，已经得到规模应用。三种三种 IP over SDH 的映射协议的映射协议 SDH是物理层传送技术，IP是网络层协议，要让IP通过SDH传输，在两层之间还需要一个数据链路层把网络层信号映射到物理层。因此，对于IP over SDH而言，关键问题之一是寻找一种合适的链路层映射协议。目前IP over SDH 的链路层映射协议有三种，即：PPP/HDLC、LAP

43、S、SDL协议。这三种协议的参考模型如下图所示。PPP/HDLC 的帧格式的帧格式PPP帧格式帧格式标志：标志：实际通信中，前一帧的结束和下一帧的开始使用该标识进行区分。地址：地址：PPP不分配单个端站地址。控制：控制：其值为003，表示用户数据采用无序帧方式传输。协议：协议：用来标识PPP信息域封装的高层协议类型（IPv4、Ethernet帧等）。PPP信息：信息：用来放置长度可变的高层协议数据，如：IP数据包。FCS校验：校验：其值可为16或32bit，视具体情况而定。HDLC帧结构帧结构 每个HDLC帧以标志字节07E开始，也以07E结束。由于在PPP/HDLC信息域内也可能出现与标志字

44、节07E相同的数据字节，为保证数据的透明传输，需要使用HDLC的字节填充方式来区分数据字节与标志字节。方法是：方法是：如果在信息域内含有与标志字节07E相同的数据字节，则用填充字节07D 05E代替07E，信息域内的07D则又被填充为07D 05D 。在接收端，再将填充字节去掉，恢复成原来的数据字节。 在确定了IP包在PPP帧中的封装之后，PPP/HDLC帧在SDH帧中的封装十分简单。PPP将SDH视为面向字节的全双工链路，把PPP/HDLC帧的字节流映射入SDH的虚容器中即可。PPP帧在虚容器中边界对齐，逐行排放，因为PPP/HDLC帧长可变，允许其跨越虚容器的边界。PPP/HDLC与与LAPS 帧格式比较帧格式比较 IP over SDH的LAPS协议是由中国信息产业部武汉邮电科学研究院提出，已被ITU-T正式确定为标准，其标准号为X