SDH自愈環保護方式及其發展研究

王雷

摘 要 SDH自愈環保護是使現代大容量光纖網絡具有很高生存性的手段之一。自愈環分通道保護環和復用段保護環。本文描述了自愈環的結構及保護機理，同時對SDH技術發展等作了分析，以供工程中參考。

關鍵詞 SDH自愈環保護 通道保護環 復用段保護環

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A

數字同步網是通信網的三只支撐網之一，是通信網的重要組成部分，它是保證網絡定時性能的關鍵。隨著光線通信技術和網絡的發展，PHD遇到了許多困難。在技術發展的推動下，美國提出了同步光纖網（SONET）。1988年，ITU-T參照SONET的概念，提出了被稱為同步數字系列（SDH）的規范建議。SDH解決了PHD存在的問題，是一種比較完善的傳輸體制，現已得到大量使用。當今社會是信息社會，高度發達的信息社會要求通信網能提供多種多樣的電信業務，通過通信網傳輸、交換、處理的信息量將不斷增大，鑒于目前通信網絡組網模式的復雜性、多樣性，通信網絡的安全性和生存性也越來越顯示出其重要的地位。自愈環的概念由此而生，SDH自愈環保護就是提高安全性和生存性的手段之一。

1 SDH自愈環結構分析

SDH自愈環結構可以劃分為兩大類，即通道保護環和復用段保護環。對于通道保護環，業務量的保護是以通道為基礎的，倒換與否按離開環的個別通道信號質量的優劣來決定，通常利用簡單的通道告警指示AIS信號來決定是否應進行倒換。而對于復用段倒換環，業務量的保護是以復用段為基礎的，倒換與否按每一對節點間的復用段信號質量的優劣而定。兩者的重要區別：前者往往使用專用保護，即正常情況下保護段也在傳業務信號，保護時隙為整個環專用；后者往往使用公用保護，即正常情況下保護段是空閑的，保護時隙由每對節點共享。

按照進入環的支路信號與由該支路信號分路節點返回的支路信號方向是否相同來區分，可以將自愈環分為單向環和雙向環。單向環中所有業務信號按同一方向在環中傳輸，而雙向環中，進入環的支路信號按一個方向傳輸，由該支路信號分路的節點返回的信號按相反方向傳輸。按照一對節點間所用光纖的最小數量來區分，還可以劃分為二纖環和四纖環。

2自愈環結構及保護機理

2.1兩纖單向復用段保護環

圖1兩纖單向復用段保護所示，S表示業務光纖，P表示保護光纖，支路信號從S1光纖插入，P1光纖一般空閑。各節點中高速線路上都有一個保護倒換開關。B、C間光纖斷后，B節點開關倒換，S1上的AC線路信號經P1沿相反方向傳到C節點，經C節點倒換開關再從P1光纖回到S1光纖落地分路。

2.2四纖雙向復用段保護環

圖2中，兩根業務光纖S1、S2構成雙向業務通路，兩根保護光纖P1、P2構成雙向保護通路。從節點A進入環以C節點為目的地的信號沿S1按順時針方向傳輸，從C節點到A節點的信號沿S2按逆時針方向傳輸。P1、P2一般是空閑的。四纖雙向復用段保護環存在著兩種保護方式：段保護方式和環保護方式。如果兩節點間發生同時影響業務通路和保護通路的故障，如四纖同時被切斷或節點故障，用環保護，即：當B、C節點間光纜被切斷后，B、C兩節點執行倒換，S1與P1溝通，S2和P2溝通，AC業務由S1轉到P1光纖上傳輸CA業務由S2轉到P2光纖傳輸。當故障只影響到業務通路的時候，如發送、接收設備故障或只是業務光纖被切斷時，應采用段保護方式，類似于1+1保護系統，即：當B、C節點間業務光纖被切斷后，A、C節點進行倒換，A節點將S1、P2光纖溝通，C節點將S2與P1溝通，S1信號由P2傳，S2信號由P1傳。環保護要占用整個保護通路，因此環倒換開關與段倒換開關不能同時啟動，段倒換開關的優先級應較高。

2.3兩纖雙向復用段保護環

在上面提到的四纖環中，S1、P2上信號的傳輸方向相同，S2、P1上信號的傳輸方向相同，在兩纖雙向復用段保護環中，將S1、P2上的信號合為一根光纖來傳輸，S2和P1上的信號也合為一根光纖傳輸，都各占一半時隙。S1/P2光纖上業務時隙攜帶的信號由S2/P1光纖上保護時隙來保護，S2/P1上的業務信號由S1/P2上的保護時隙執行保護。在這里一條光纖上既傳業務信號又傳保護信號，當光纜或節點發生故障時，總是同時影響工作通路和保護通路，所以不能應用段保護方式。圖3兩纖雙向復用段保護

2.4兩纖單向通道保護環

圖4兩纖單向通道保護，所有業務信號都沿順時針方向在S1光纖上傳輸，同時在保護光纖上沿逆時針方向傳輸著同樣的備份信號，如B、C間光纖斷，S1上的業務信號丟失，則接收節點處開關倒換，接收從P1上相反方向傳來的備份信號。兩纖單向通道保護環實際上是單端操作的1+1保護倒換系統。

另外還有兩纖雙向通道保護環。兩纖雙向通道保護，兩纖雙向通道保護環中其1+1方式與單向保護環基本相同，只是返回信號沿相反方向返回，主要優點是在無保護環或將同樣ADM設備應用于線性場合下具有通道再利用功能，使總業務量增加。

3 SDH技術發展展望

3.1 SDH網絡管理發展

SDH是由軟件控制的復雜系統和網絡，大量借鑒了計算機科學的最新研究成果，例如采用了面向對象的軟件設計方法，UNIX操作系統，最新的關系數據庫結構等。一個考慮周全、技術先進的靈活網管系統是SDH網技術成敗的關鍵。因而一旦硬件系統研制成功后，大量的后續工作將集中在軟件開發上。由于SDH技術處于發展階段，ITU-T關于SDH網絡級管理的建議還處于完善的過程中；在網管系統的橫向兼容性方面，即多廠家能力，目前還處于研究開發階段，需要與生產廠家配合進行軟件版本升級，從而日臻完善。

3.2 SDH應用傳輸媒介擴展

在大多數情況下，傳輸網的媒介都是以光纖為主、無線為輔，在無線通信方面微波是一種重要的通信手段。SDH微波傳輸系統與現有的PDH微波系統兼容采用于PDH140Mb/s系統原有的頻道間隔，即30MHz與40MHz兩種，但需要傳送的比特率更高。目前商用系統的速率是155Mb/S和2？55Mb/s，正在研究622Mb/s系統，除微波外今后衛星通信也要向SDH過渡，以有建議將DXC功能安裝在衛星上，今后還可能實現星上交換與星上處理。

在SDH自愈環保護方式中，通道保護和復用段共享保護的保護結構和原理各不相同，各有優缺點，在工程設計中，應綜合考慮業務量的分布形式、不同業務種類要求的保護倒換時間、業務量的保護范圍以及其成本和容量的關系對于分散業務，通道保護成本最高；對于集中業務，四纖雙向復用段保護環的成本最高等因素來選擇最適合的保護方式。SDH發展不僅成功地延長了SDH的技術壽命，而且提供了一個融合的簡化的網絡邊緣，可以更靈活有效地支持分組數據業務，增強業務拓展能力，保護已有投資，降低網絡成本和投資風險，有助于實現從電路交換網向分組網過渡和最終向融合網向發展。SDH在電力系統和局域網中將會得到大量的應用。

4結論

隨著通信技術的飛速發展，SDH技術作為一門新學科應用至今，現已日趨成熟，如何降低成本，提高網絡的靈活性和可靠性是光纖接入網網絡建設的關鍵。對于節點數較多，首先建環形保護結構的地區，應采用單向通道倒換環，以減少通道分配的復雜程度。大容量光纖接入網采用STM-1和STM-4自愈環，小容量的光纖接入網采用改進的PDH自愈環。在實際應用中不斷完善現有網絡，加快信息高速公路的建設，為進一步拓展寬帶綜合業務，打下堅實可靠的基礎。

參考文獻

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