光纤通信网络 SDH部分

第8章光纤通信网络SDH传送网部分同步数字系列SDHSDH传送网的分层和分割传送网的分层和分割由传输系统和光缆可组成庞大而复杂的传送网传送网可以在垂直方向上进行功能的分层电路层、通道层和传输媒质层（有分为段层和物理层）每一层为其相邻的高一层提供传送服务，同时使用相邻的低一层所提供的传送服务传送网分层以后，每一层仍然很复杂，地理上覆盖的范围很大。因此将每一层在水平方向上按照内部的结构分割为若干个子网和链路连接网络的分层与分割电路层通道层传输媒质层电信管理网TMN交叉连接功能用户用户接入点子网SDH传送网分层模型电路层网络电路层VC11VC12VC2VC3低阶通道层VC3VC4通道层高阶通道层复用段层网络再生段层网络段层物理层网络传输媒质层

SDH传送层SDH网络分割示意图子网子网子网子网选择路由适配功能适配功能路径SDH网络接入点接入点业务业务同步数字系列SDHSDH网的拓扑结构TMTMSDH常用组网方式SDH网络的简单物理拓扑结构有5种，即链形、星形、树形、环形和网孔形，由这些基本拓扑可组成更复杂的网络点对点应用网络生存性差链形应用将通信网中的所有节点串联起来，并使首尾两个节点开放，这时就形成了线形拓扑在这种结构中，当某一节点或链路失效时，所有经过故障点的业务都将中断，网络的生存性较差TMADMTM155M155M星型当通信网中的一个特殊的枢纽节点与其余所有节点相连，而其余所有节点之间不能直接相连时，就形成了星形拓扑，又称枢纽形拓扑这种网络拓扑可以在枢纽站将多个光纤终端统一成一个终端，有利于实现综合的带宽管理，节约投资和运营成本，但也存在特殊点的潜在瓶颈问题和失效问题

NNNNNN树型当将点到点拓扑单元的末端节点连接到几个特殊节点时就构成了树形拓扑树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑的结合。这种拓扑结构适合于广播式业务，但不适于提供双向通信业务环形网应用将通信网中的所有节点串联起来，而且首尾相连，没有任何节点开放时，就形成了环形网这种网络拓扑具有很高的生存性，即自愈功能，因此环形网在SDH网中得到了最广泛的应用ADMADMADM网孔型当涉及通信的许多节点直接互连时就形成了网孔形拓扑如果所有的节点都直接互连时则称为理想网孔形网孔形结构不受节点瓶颈问题和失效的影响，两节点间有多种路由可选，可靠性很高，但结构复杂、成本较高，适用于那些业务量很大的干线网同步数字系列SDHSDH网的保护和自愈环网络保护通信网络的生存性是网络设计至关重要的指标，因此SDH网络保护机制——自愈网是SDH技术最有生命力的特点，也被其他技术体制借鉴使用自愈网无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障其基本原理就是使网络具备发现故障和重新建立通信的能力自愈网只涉及重新建立通信，而不管具体失效元部件的修复和更换，后者仍需人工干预才能完成

自愈网的实现可以分为线路保护倒换和自愈环网两种基本形式一般有若干ADM网元组成环型拓扑，被称为自愈环。在自愈环网中又可划分为多种类型

线路保护倒换（1+1MSP）

线路保护倒换工作原理是系统包含主用、备用两套光纤，当工作光纤的业务传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号自动转至备用光纤传输一般是复用段的保护倒换，因此称为1+1MSP这种保护方式的业务恢复时间很快，可短于50ms，它对于网络节点的光或电元部件失效故障十分有效主用、备用光纤通过不同的地理路由铺设当主用通道的光缆被切断时，备用通道的光缆不受影响，仍能将信号安全地传输到对端ADMADM1+1MSP自愈环保护将网络节点连成一个环形可以进一步改善网络的生存性和成本，一个环型自愈网也称为自愈环网

自愈环网可以划分为通道保护倒换环和复用段保护倒换环两大类

对于通道保护倒换环，业务信息的保护是以每个通道为基础的，根据环内的每个通道信号质量的优劣决定是否进行倒换

对于复用段保护倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，根据每一对节点间的复用段信号质量的优劣决定是否进行倒换，当复用段出现故障时，节点间的所有复用段业务信号都倒换到保护回路

通道保护倒换环与复用段保护倒换环的一个重要区别是前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传送业务信号，而后者往往使用共享保护，即保护段在正常情况下是空闲的，保护时隙由每对节点共享

按照环中节点间信息的传送方向来区分，自愈环又可分为单向环和双向环正常情况下，单向环中所有业务信号的收、发均按同一方向（顺时针或逆时针）在环中传输双向环中业务信号的收、发按相反方向在环中传输

按照环中每一对节点间所用光纤的最小数量来区分，自愈环可以划分为二纤环和四纤环

通常情况下，通道保护倒换环工作在单向二纤方式，复用段保护倒换环既可以采用单向方式，又可以采用双向方式，既可以是二纤方式，又可以是四纤方式

二纤单向通道保护倒换环

它有两根光纤，一根是用于传送业务信号的S光纤，另一根是用于保护的P光纤二纤单向通道保护倒换环的保护方式为通道1+1保护，是基于“并发优收”的原则，以通道信号丢失或劣化为倒换的判据它采用“首端桥接，末端倒换”的结构在A和C节点中，进入环的信号同时接入S光纤和P光纤，而分路节点的信号是靠倒换来获得的在节点A，进入环的以节点C为目的地的支路信号AC同时馈入发送方向光纤S1和P1，其中S1光纤按顺时针方向将业务信号送至分路节点C，而P1光纤则按逆时针方向将同样的支路信号送至分路节点C接收端分路节点C同时接到两个方向来的支路信号，按照分路通道信号的优劣决定选哪一路信号为分路信号。正常情况下，以S1光纤送来的信号为主信号由A到C的信号以及由C返回A的信号都是沿S1顺时针及P1逆时针，所以它是一个单向环当B和C节点间的光缆被切断时在节点C，由于从A经S1来的AC信号丢失，按并发优收原则，倒换开关将由S1转向P1，接收由A节点经P1而来的AC信号作为分路信号，从而使AC间的业务信号得以维持，不会丢失故障排除后，开关返回原来位置二纤单向复用段保护倒换环

在二纤单向复用段倒换环中，节点在支路信号分插功能前的每一高速线路上都有一保护倒换开关，正常情况下，低速支路信号仅仅从S1进行分插，P1是空闲的，由A到C以及由C返回A的信号都是沿S1顺时针方向传送的，所以它是一个单向环

当B和C节点间的光缆被切断，B和C节点中的保护倒换开关将利用APS协议执行环回功能在B节点，S1上的AC信号经倒换开关从P1返回，沿逆时针方向经过A和D节点到达C节点，并经过C节点的倒换开关环回到S1并落地分路这种环回倒换功能能保证在故障状况下仍维持环的连续性，使低速支路上的业务信号不会中断，故障排除后，倒换开关返回原来位置四纤双向复用段倒换环

四纤双向复用段倒换环有两根分别对应收发方向的业务光纤S1和S2，以及两根分别对应收发方向的保护光纤P1和P2正常情况下，从A节点进入环，以C节点为目的地的低速支路信号沿S1顺时针传输，而由C节点返回A节点的低速支路信号则沿S2逆时针传输，所以它是一个双向环；而保护光纤P1和P2是空闲的

当B和C节点间的光缆被切断时，利用APS协议，B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，从而得以维持环的连续性光纤S1和P1沟通，S2和P2沟通，沿S1的AC信号在B节点经倒换开关从P1返回，沿逆时针方向经过A和D节点到达C节点，并经倒换开关回到S1光纤落地分路，CA信号也类似二纤双向复用段倒换环

四纤双向复用段倒换环中S1上的业务信号与P2上的保护信号的传输方向完全相同，都是顺时针。利用时隙交换技术，可使光纤S1和P2上的信号都置于一根光纤上，这根光纤就称为S1/P2光纤，这时，这根光纤上的一半时隙如奇时隙用于传业务信号，而另一半时隙如偶时隙留给保护信号同样也有S2/P1光纤S1/P2上的保护信号时隙可保护S2/P1上的业务信号，而S2/P1上的保护信号时隙可保护S1/P2上的业务信号四纤环就可以简化为二纤环对于二纤双向复用段倒换环我们一般采用奇偶时隙保护，也有其他的保护形式，如前半时隙传业务信号，后半时隙传保护信号

AC信号沿S1/P2光纤顺时针方向传输，而CA信号沿S2/P1逆时针方向传输，所以它仍是一个双向环当B和C节点