SDH自愈保护专题

1、SDH自愈保护专题自愈保护专题自愈保护基础理论及发展过程SDH自愈保护技术逻辑子网与逻辑设备的介绍环间业务保护链形网络业务保护 环形网络业务保护u 随着科技的发展,我们的生活和工作对通信的依赖越来越大。据统计，通信中断1小时可使保险公司损失2万美元、使航空公司损失250万美元、使投资银行损失600万美元；通信中断2天足以让银行倒闭。所以通信网络的生存性已成为现代网络规划设计和运行的关键率因素之一。自愈保护基础理论及发展过程自愈保护基础理论及发展过程为什么要提出自愈的概念？为什么要提出自愈的概念？什么是自愈？什么是自愈？ 自愈的概念：当网络发生故障时，无需人工干预，即可在极短的时间内从失效故障中

2、自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。 多数话带数据调制解调器超时 业务恢复时间交换业务的连接丢失情况 50200ms200ms2s2s10s10s5min业务丢失概率10E-3告警时，则切换到保护通路接收业务信号。n 采用自动保护倒换(APS)协议来实现复用段1+1保护。OLOL主业务主业务CSCSOLOLCSCS额额外外业业务务额额外外业业务务主业务主业务SDH自愈保护技术自愈保护技术n复用段1:1保护与复用段1+1保护不同，业务信号并不总是同时跨接在工作通路和保护通路上的，所以还可以在保护通路上开通低优先级的额外业务n当工作通路发生故障时，保护通路将丢掉额外业务，根据APS

3、协议，通过跨接和切换的操作，完成业务信号的保护n正常工作时，1：1相当于2+0。 二、环形网络业务保护方式二、环形网络业务保护方式（1）二纤单向通道倒换环（2）二纤双向复用段倒换环（3）四纤双向复用段倒换环SDH自愈保护技术自愈保护技术 概念：概念：二纤、单向、通道倒换二纤、单向、通道倒换1、二纤：工作光纤S和保护光纤P，“单纤环”。2、单向：环的方向：顺时针/逆时针 业务流向：双向业务A-C，C-A3、通道倒换：机理/机制-PATH-AIS信号。SDH自愈保护技术自愈保护技术工作原理：并发优收。并发优收。二根光纤：S光纤，P光纤。正常时：正常时：信号AC在发端A同时馈入S与P光纤（并发），沿

4、二条路径到达C：S：ABC，P：ADC。 收端(优收)，一般选 S：ABC同理，信号CA： S：C D A ； P：C B A。收端选用 S：C D A。DAC发发CA收收AC收收CA发发ACBSPSDH自愈保护技术自愈保护技术故障时：故障时：如如B、C间的光缆被切断。间的光缆被切断。AC业务：在业务：在C节点由于来自节点由于来自S光纤的光纤的AC信号信号 ABC丢失丢失，所以接收倒换开关转向来自所以接收倒换开关转向来自P光纤，即接收信号：光纤，即接收信号：ADCCA业务信号仍按原路径传送。业务信号仍按原路径传送。AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDSP倒换倒换SDH自愈保护技术自愈保护技

5、术 二纤单向通道倒换环总结二纤单向通道倒换环总结1、保护机理：并发优收（双馈机制），PATH-AIS信号；2、保护的实质：两侧有一对收发通路（S/P通路方向相反）;3、少一个单纤环也能正常工作，以牺牲资源（另一个单纤环）为代价获取保护功能。SDH自愈保护技术自愈保护技术 二纤单向通道倒换环的特点二纤单向通道倒换环的特点优点：优点：1、通道保护，实现简单，不需使用APS协议，倒换时间快。2、环上的节点数无限制。缺点：缺点：时隙不可重复利用，环传输容量较小；不能传送额外业务；业务量为STM-N。注注：适应的业务类型：1）集中型：适用；2）分散型：不适用。SDH自愈保护技术自愈保护技术 二纤双向复用

6、段保护环是目前二纤双向复用段保护环是目前SDHSDH应用最广泛的一种应用最广泛的一种保护方式。保护方式。 它由二根光纤组成：它由二根光纤组成：S1S1 / / P2 P2光纤与光纤与S2S2 / / P1P1光纤。光纤。 每根光纤传输容量的一半为工作通路（每根光纤传输容量的一半为工作通路（S S）；一半为）；一半为保护通路（保护通路（P P），且为另一根光纤的工作通路提供反方向），且为另一根光纤的工作通路提供反方向保护。保护。 如如S1S1/ /P2P2光纤的工作通路为光纤的工作通路为S1S1，保护通路为，保护通路为P2P2，P2P2为为第二根光纤的工作通路第二根光纤的工作通路S2S2提供反方

7、向保护。提供反方向保护。 另一根光纤另一根光纤S2S2/ /P1P1的含义与之类似。的含义与之类似。 SDH自愈保护技术自愈保护技术 概念：概念：二纤、双向、复用段二纤、双向、复用段1、二纤：时隙交换技术，S1/P2和S2/P1； （如对于STM-16环，1-8由9-16保护）2、双向：环的方向：顺时针/逆时针 业务流向：双向业务A-C，C-A3、复用段倒换：机理/机制 APS协议、 节点处有倒换开关。SDH自愈保护技术自愈保护技术正常时：正常时：利用利用S1与与S2工作通路传送业务工作通路传送业务业务信号业务信号AC在发端在发端A馈入馈入SI/P2光纤的工作通路光纤的工作通路S1 ，沿顺时针

8、，沿顺时针方向到达方向到达C站：站：ABC。 同理，同理，业务信号业务信号CA在发端在发端C馈入馈入S2/P1光纤的工作通路光纤的工作通路S2，沿逆，沿逆时针方向到达时针方向到达A站：站：CBA。P1与与P2通路可传送额外业务。通路可传送额外业务。AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1/P2S2/P1SDH自愈保护技术自愈保护技术故障时：故障时：如如B、C间光缆被切断间光缆被切断在在B、C点执行点执行倒换倒换。B节点：节点：把把AC业务从业务从S1通路交叉到通路交叉到P1通路，并使其沿逆时针通路，并使其沿逆时针方向传输：方向传输： AB A D CC节点：节点：把把CA业务从业务从S2通

9、路交叉到通路交叉到P2通路，并使其沿顺时针通路，并使其沿顺时针方向传输：方向传输：C D A B A。AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1/P2S2/P1S1/P2倒换倒换SDH自愈保护技术自愈保护技术 工作过程分析：工作过程分析： 1、正常工作分析：去掉其它复用段也能工作。业务上下：来自1个节点和来自多个节点。 2、故障情况工作分析： 桥接+倒换，P通路共享非专用，共享非专用， 并在节点处并在节点处直通处理。SDH自愈保护技术自愈保护技术传输容量：传输容量：因二节点间业务仅由这二节点因二节点间业务仅由这二节点的光纤传送，环上其它区段是的光纤传送，环上其它区段是空闲的，所以时隙可重复使

10、用空闲的，所以时隙可重复使用作为极限情况作为极限情况- -没有跨节点业没有跨节点业务。务。AB：1/2 *STM-N； BC：1/2 *STM-N； CD：1/2 *STM-N； DA：1/2 *STM-N；总容量总容量： 4/2 STM-NACBDS1/P2S2/P11/2 STM-N1/2 STM-N1/2 STM-N1/2 STM-NSDH自愈保护技术自愈保护技术 二纤双向复用段环的特点二纤双向复用段环的特点优点优点：时隙保护，能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。备用通道PI、P2可传送额外业务。缺点缺点：倒换时间稍长；因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。环上的节点数受限

11、制，不超过16个节点。环传输容量环传输容量：k/2STM-N (k为网络中的节点数)。注注： 特别适用分散型业务。SDH自愈保护技术自愈保护技术 它由四根光纤组成：它由四根光纤组成： 二根业务光纤：二根业务光纤：S1与与S2（一发一收），传送正常业务。（一发一收），传送正常业务。 二根保护光纤：二根保护光纤：P1与与P2 （一发一收），（一发一收），分别为二根业务分别为二根业务 光纤提供反方向保护；光纤提供反方向保护； P1为为S1提供反向保护；提供反向保护； P2为为S2提供反向保护。提供反向保护。 SDH自愈保护技术自愈保护技术正常时：正常时：利用利用S1与与S2光纤传送业务。光纤传送业务

12、。业务信号业务信号AC在发端在发端A馈入馈入S1光光纤纤 ，沿顺时针方向到达，沿顺时针方向到达C站：站：ABC。 同理，同理，业务信号业务信号CA在发端在发端C馈馈入入S2光纤光纤，沿逆时针方向到达，沿逆时针方向到达A站：站：CBA。P1与与P2光纤可传送额外业务光纤可传送额外业务S2P1ACBDS1P2AC发发AC收收CA发发CA收收SDH自愈保护技术自愈保护技术故障时：故障时：如如B、C间光缆被切断间光缆被切断在在B、C点执行倒换功能。点执行倒换功能。B节点：节点：把把AC业务从业务从S1光纤环回光纤环回到到P1光纤，并沿逆时针光纤，并沿逆时针方向传输方向传输 ABA D C。C节点：节点

13、：把把CA业务从业务从S2光纤倒换光纤倒换到到P2光纤，并沿顺时针光纤，并沿顺时针方向传输方向传输CDABA 。CABDS1S2P2P1AC发发AC收收CA收收CA发发SDH自愈保护技术自愈保护技术倒换倒换优点：优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容量。传输容量。 备用光纤备用光纤PI、P2可传送额外业务。可传送额外业务。缺点：缺点：倒换速度较慢，因用倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行协议，而且需执行 交叉连接功能；对设备要求较高。交叉连接功能；对设备要求较高。环传输容量环传输容量：kSTM-N ( (k为网络中的节点数为网络中的节点数

14、) )。 注注：四纤环对：四纤环对ADM设备提出了很高的要求，如系统容设备提出了很高的要求，如系统容 量、交叉容量、软件功能等；量、交叉容量、软件功能等；它适用于分散型业务。它适用于分散型业务。SDH自愈保护技术自愈保护技术三三种自愈环的特性比较与应用种自愈环的特性比较与应用二纤单向通道二纤单向通道 k STM-N STM-N 不用不用 30ms30ms 低低 简单简单接入网、中继接入网、中继网等（集中型网等（集中型业务）业务）二纤双向复用段二纤双向复用段 k STM-N k/2k/2STM-N 用用 5 50-200ms0-200ms 中中 复杂复杂中继网、长途网中继网、长途网 等等 （分散

15、型业（分散型业务）务）四纤双向复用段四纤双向复用段 k STM-N k kSTM-N 用用 5 50-200ms0-200ms 高高 复杂复杂中继网、中继网、长途网长途网等等（分散型业务（分散型业务） 项目项目 节点数节点数线路速率线路速率 环传输容量环传输容量 APS协议协议 倒换时间倒换时间 节点成本节点成本 系统复杂性系统复杂性 主主 要要 应应 用用 场场合合SDH自愈保护技术自愈保护技术u集中型业务量的成本比较集中型业务量的成本比较 网络网络成本成本/ /容量容量相对成本相对成本0.2业务容量业务容量(Gbit/s)12340.00.40.60.81.01.21.41.61.82.0

16、二纤通道倒换环二纤通道倒换环二纤复用段倒换环二纤复用段倒换环 四纤复用段倒换环四纤复用段倒换环 SDH自愈保护技术自愈保护技术u均匀型业务量的成本比较均匀型业务量的成本比较网络网络成本成本/ /容量容量相对成本相对成本0.2业务容量业务容量(Gbit/s)0.27 0.541.081.620.00.40.60.81.01.21.41.61.82.0二纤通道倒换环二纤通道倒换环二纤复用段倒换环二纤复用段倒换环 四纤复用段倒换环四纤复用段倒换环 2.16SDH自愈保护技术自愈保护技术应用灵活性应用灵活性u 通道倒换环： 可提供VC12/VC3/VC4等各种容量等级，适合各种需求。u复用段倒换环：基

17、本容量单位是VC-4，主要适合大业务量场合。从带宽颗粒性（基本容量单位）方面比较从带宽颗粒性（基本容量单位）方面比较 SDH自愈保护技术自愈保护技术从倒换方式对各种网络的适应度方面比较从倒换方式对各种网络的适应度方面比较 u 通道倒换环： 可适用于各种复杂的网络拓扑。u复用段倒换环：一般适用于环网保护 。额外业务量额外业务量 u 通道倒换环： 目前商用的通道保护倒换环都是1+1方式，环中发端是并发连接形式，无法使保 护通路携带额外业务量。u复用段倒换环：1：1的复用段保护倒换环可以利用保护通路来携带低等级的额外业务量。SDH自愈保护技术自愈保护技术错连问题错连问题 u 通道倒换环：不会发生错连

18、现象。 u复用段倒换环：由于环中每一保护时隙被不同段共用或被额外业务占用，因此比较容易发生错连现象。ABCFEDCAFAMS-SPRINGABCFEDCAFAMS-SPRINGSDH自愈保护技术自愈保护技术ITU-T G.841ITU-T G.841建议解决方案建议解决方案ABCFEDCAFAMS-SPRING判别依据： K1、K2字节，逻辑网图协议处理层次：复用段层阻错方案： 对错连业务压入AU-AIS局限性局限性判别过程复杂，信息量大，各节点APS核心处理器工作负荷重；APS协议处理复杂程度大大提高，影响倒换速度；增加额外的板间通信；只能实现对整个AU4的判别与阻错，无法将处理细化至VC级

19、别。SDH自愈保护技术自愈保护技术中兴提供的解决方案中兴提供的解决方案判别依据： J1、J2通道跟踪标识协议处理层次： 通道层阻错方案： 对错连业务压入TU-AISABCFEDCAFAMS-SPRING；优点优点只需在最初时隙配置时进行设置，作到一劳永逸；大大降低APS协议处理复杂程度，提高倒换速度；在具体业务相应的单元控制板上完成，不需额外板间通信可实现对一个AU4中不同的TU分别进行处理，将处理细化到VC级别。SDH自愈保护技术自愈保护技术三、三、SDH环间业务保护方式环间业务保护方式（1 1）单节点相切）单节点相切无环间保护无环间保护（2 2）双节点互连）双节点互连DNIDNI保护方式保

20、护方式DHDH保护方式保护方式（3 3）多节点互连）多节点互连转化为双节点互连转化为双节点互连SDH自愈保护技术自愈保护技术AB(主要主要节点节点) D(次要次要节点节点)C(主要主要节点节点)E(次要次要节点节点)FMS-SPRINGMS-SPRING从从 A 到到 F 的业务可以通过的业务可以通过ABCF或或 ABDECF传送传送采用复用段保护方式AB(主要主要节点节点) D(次要次要节点节点)C(主要主要节点节点)E(次要次要节点节点)FMS-SPRINGSNCP采用通道保护方式SDH自愈保护技术自愈保护技术AB(主要主要节点节点) C(次要次要节点节点)DMS-SPRINGMS-SPR

21、ING 当涉及跨环连接的当涉及跨环连接的主、次要节点分别处主、次要节点分别处于相同地理位置时于相同地理位置时, 可将主要节点和次要可将主要节点和次要节点分别合并节点分别合并, 在同在同一子架中实现。一子架中实现。 可节约设备建可节约设备建设投入，设投入， 跨环业务跨环业务带宽灵活可调带宽灵活可调, 不受不受跨环支路带宽的限制跨环支路带宽的限制, 便于业务拓展。便于业务拓展。优化建议优化建议SDH自愈保护技术自愈保护技术 引入：引入： SDHSDH速率越来越高，复用的速率越来越高，复用的VCVC数量越来越数量越来越 多；多； SDHSDH网络拓扑的结构错综复杂；网络拓扑的结构错综复杂； 承载业务

22、种类丰富，不同业务对网络的安承载业务种类丰富，不同业务对网络的安 全性要求各不相同。全性要求各不相同。逻辑子网与逻辑设备的介绍逻辑子网与逻辑设备的介绍SNCPMSP逻辑子网保护逻辑子网保护L-SNCPL-MSP逻辑子网与逻辑设备的介绍逻辑子网与逻辑设备的介绍电电 路路 层层通通 道道 层层段段 层层物物 理理 媒媒 质质 层层传送网的分层模型传送网的分层模型ADCBSTM-64ADCB40VC-4EBGF20VC-4+物理环物理环逻辑环逻辑环1逻辑环逻辑环2EGF FSTM-64ADCEGF4VC-4逻辑环逻辑环3逻辑子网与逻辑设备的介绍逻辑子网与逻辑设备的介绍逻辑子网的划分逻辑子网的划分逻辑

23、子网与逻辑设备的介绍逻辑子网与逻辑设备的介绍逻辑子网保护的优势逻辑子网保护的优势b简化网络结构，便于业务的管理和保护简化网络结构，便于业务的管理和保护b多种保护方式可以在同一个物理网络上多种保护方式可以在同一个物理网络上运运 行，增强了网络保护的灵活性。行，增强了网络保护的灵活性。b合理使用带宽资源，提高带宽的利用率。合理使用带宽资源，提高带宽的利用率。g将复杂的设备按将复杂的设备按照网络要求划分成照网络要求划分成多个逻辑设备，如多个逻辑设备，如划分成多个划分成多个ADM设设备备g逻辑设备之间可逻辑设备之间可以互相独立，也可以互相独立，也可以通过物理设备的以通过物理设备的交叉网络实现业务交叉网

24、络实现业务连接和调度连接和调度逻辑子设备逻辑子设备逻辑子网与逻辑设备的介绍逻辑子网与逻辑设备的介绍STM-64STM-64STM-16STM-4逻辑子网网络应用和网络保护能力网络应用和网络保护能力逻辑设备 逻辑子网与逻辑设备的介绍逻辑子网与逻辑设备的介绍ZXSM-2500ADMZXSM-2500ADMZXSM-2500ADMZXSM-2500ADM4个个AU45个个AU43个个AU4STM-16二纤双向复用段二纤双向复用段保护环，业务量保护环，业务量大，供分散业务大，供分散业务使用。使用。二纤单向通道保二纤单向通道保护环，保护可靠护环，保护可靠迅速，供汇接业迅速，供汇接业务使用。务使用。无保护，充分利无保护，充分利用系统