王雷

摘 要 SDH自愈環(huán)保護是使現(xiàn)代大容量光纖網(wǎng)絡(luò)具有很高生存性的手段之一。自愈環(huán)分通道保護環(huán)和復(fù)用段保護環(huán)。本文描述了自愈環(huán)的結(jié)構(gòu)及保護機理，同時對SDH技術(shù)發(fā)展等作了分析，以供工程中參考。

關(guān)鍵詞 SDH自愈環(huán)保護 通道保護環(huán) 復(fù)用段保護環(huán)

中圖分類號：TN91 文獻標識碼：A

數(shù)字同步網(wǎng)是通信網(wǎng)的三只支撐網(wǎng)之一，是通信網(wǎng)的重要組成部分，它是保證網(wǎng)絡(luò)定時性能的關(guān)鍵。隨著光線通信技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，PHD遇到了許多困難。在技術(shù)發(fā)展的推動下，美國提出了同步光纖網(wǎng)（SONET）。1988年，ITU-T參照SONET的概念，提出了被稱為同步數(shù)字系列（SDH）的規(guī)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(xiàn)已得到大量使用。當今社會是信息社會，高度發(fā)達的信息社會要求通信網(wǎng)能提供多種多樣的電信業(yè)務(wù)，通過通信網(wǎng)傳輸、交換、處理的信息量將不斷增大，鑒于目前通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式的復(fù)雜性、多樣性，通信網(wǎng)絡(luò)的安全性和生存性也越來越顯示出其重要的地位。自愈環(huán)的概念由此而生，SDH自愈環(huán)保護就是提高安全性和生存性的手段之一。

1 SDH自愈環(huán)結(jié)構(gòu)分析

SDH自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可以劃分為兩大類，即通道保護環(huán)和復(fù)用段保護環(huán)。對于通道保護環(huán)，業(yè)務(wù)量的保護是以通道為基礎(chǔ)的，倒換與否按離開環(huán)的個別通道信號質(zhì)量的優(yōu)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(yīng)進行倒換。而對于復(fù)用段倒換環(huán)，業(yè)務(wù)量的保護是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，倒換與否按每一對節(jié)點間的復(fù)用段信號質(zhì)量的優(yōu)劣而定。兩者的重要區(qū)別：前者往往使用專用保護，即正常情況下保護段也在傳業(yè)務(wù)信號，保護時隙為整個環(huán)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(jié)點共享。

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

2自愈環(huán)結(jié)構(gòu)及保護機理

2.1兩纖單向復(fù)用段保護環(huán)

圖1兩纖單向復(fù)用段保護所示，S表示業(yè)務(wù)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(jié)點中高速線路上都有一個保護倒換開關(guān)。B、C間光纖斷后，B節(jié)點開關(guān)倒換，S1上的AC線路信號經(jīng)P1沿相反方向傳到C節(jié)點，經(jīng)C節(jié)點倒換開關(guān)再從P1光纖回到S1光纖落地分路。

2.2四纖雙向復(fù)用段保護環(huán)

圖2中，兩根業(yè)務(wù)光纖S1、S2構(gòu)成雙向業(yè)務(wù)通路，兩根保護光纖P1、P2構(gòu)成雙向保護通路。從節(jié)點A進入環(huán)以C節(jié)點為目的地的信號沿S1按順時針方向傳輸，從C節(jié)點到A節(jié)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(fù)用段保護環(huán)存在著兩種保護方式：段保護方式和環(huán)保護方式。如果兩節(jié)點間發(fā)生同時影響業(yè)務(wù)通路和保護通路的故障，如四纖同時被切斷或節(jié)點故障，用環(huán)保護，即：當B、C節(jié)點間光纜被切斷后，B、C兩節(jié)點執(zhí)行倒換，S1與P1溝通，S2和P2溝通，AC業(yè)務(wù)由S1轉(zhuǎn)到P1光纖上傳輸CA業(yè)務(wù)由S2轉(zhuǎn)到P2光纖傳輸。當故障只影響到業(yè)務(wù)通路的時候，如發(fā)送、接收設(shè)備故障或只是業(yè)務(wù)光纖被切斷時，應(yīng)采用段保護方式，類似于1+1保護系統(tǒng)，即：當B、C節(jié)點間業(yè)務(wù)光纖被切斷后，A、C節(jié)點進行倒換，A節(jié)點將S1、P2光纖溝通，C節(jié)點將S2與P1溝通，S1信號由P2傳，S2信號由P1傳。環(huán)保護要占用整個保護通路，因此環(huán)倒換開關(guān)與段倒換開關(guān)不能同時啟動，段倒換開關(guān)的優(yōu)先級應(yīng)較高。

2.3兩纖雙向復(fù)用段保護環(huán)

在上面提到的四纖環(huán)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(fù)用段保護環(huán)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(yè)務(wù)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(yè)務(wù)信號由S1/P2上的保護時隙執(zhí)行保護。在這里一條光纖上既傳業(yè)務(wù)信號又傳保護信號，當光纜或節(jié)點發(fā)生故障時，總是同時影響工作通路和保護通路，所以不能應(yīng)用段保護方式。圖3兩纖雙向復(fù)用段保護

2.4兩纖單向通道保護環(huán)

圖4兩纖單向通道保護，所有業(yè)務(wù)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(yè)務(wù)信號丟失，則接收節(jié)點處開關(guān)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(huán)實際上是單端操作的1+1保護倒換系統(tǒng)。

另外還有兩纖雙向通道保護環(huán)。兩纖雙向通道保護，兩纖雙向通道保護環(huán)中其1+1方式與單向保護環(huán)基本相同，只是返回信號沿相反方向返回，主要優(yōu)點是在無保護環(huán)或?qū)⑼瑯覣DM設(shè)備應(yīng)用于線性場合下具有通道再利用功能，使總業(yè)務(wù)量增加。

3 SDH技術(shù)發(fā)展展望

3.1 SDH網(wǎng)絡(luò)管理發(fā)展

SDH是由軟件控制的復(fù)雜系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，大量借鑒了計算機科學(xué)的最新研究成果，例如采用了面向?qū)ο蟮能浖O(shè)計方法，UNIX操作系統(tǒng)，最新的關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)等。一個考慮周全、技術(shù)先進的靈活網(wǎng)管系統(tǒng)是SDH網(wǎng)技術(shù)成敗的關(guān)鍵。因而一旦硬件系統(tǒng)研制成功后，大量的后續(xù)工作將集中在軟件開發(fā)上。由于SDH技術(shù)處于發(fā)展階段，ITU-T關(guān)于SDH網(wǎng)絡(luò)級管理的建議還處于完善的過程中；在網(wǎng)管系統(tǒng)的橫向兼容性方面，即多廠家能力，目前還處于研究開發(fā)階段，需要與生產(chǎn)廠家配合進行軟件版本升級，從而日臻完善。

3.2 SDH應(yīng)用傳輸媒介擴展

在大多數(shù)情況下，傳輸網(wǎng)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(tǒng)與現(xiàn)有的PDH微波系統(tǒng)兼容采用于PDH140Mb/s系統(tǒng)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(tǒng)的速率是155Mb/S和2？55Mb/s，正在研究622Mb/s系統(tǒng)，除微波外今后衛(wèi)星通信也要向SDH過渡，以有建議將DXC功能安裝在衛(wèi)星上，今后還可能實現(xiàn)星上交換與星上處理。

在SDH自愈環(huán)保護方式中，通道保護和復(fù)用段共享保護的保護結(jié)構(gòu)和原理各不相同，各有優(yōu)缺點，在工程設(shè)計中，應(yīng)綜合考慮業(yè)務(wù)量的分布形式、不同業(yè)務(wù)種類要求的保護倒換時間、業(yè)務(wù)量的保護范圍以及其成本和容量的關(guān)系對于分散業(yè)務(wù)，通道保護成本最高；對于集中業(yè)務(wù)，四纖雙向復(fù)用段保護環(huán)的成本最高等因素來選擇最適合的保護方式。SDH發(fā)展不僅成功地延長了SDH的技術(shù)壽命，而且提供了一個融合的簡化的網(wǎng)絡(luò)邊緣，可以更靈活有效地支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，增強業(yè)務(wù)拓展能力，保護已有投資，降低網(wǎng)絡(luò)成本和投資風(fēng)險，有助于實現(xiàn)從電路交換網(wǎng)向分組網(wǎng)過渡和最終向融合網(wǎng)向發(fā)展。SDH在電力系統(tǒng)和局域網(wǎng)中將會得到大量的應(yīng)用。

4結(jié)論

隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展，SDH技術(shù)作為一門新學(xué)科應(yīng)用至今，現(xiàn)已日趨成熟，如何降低成本，提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可靠性是光纖接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵。對于節(jié)點數(shù)較多，首先建環(huán)形保護結(jié)構(gòu)的地區(qū)，應(yīng)采用單向通道倒換環(huán)，以減少通道分配的復(fù)雜程度。大容量光纖接入網(wǎng)采用STM-1和STM-4自愈環(huán)，小容量的光纖接入網(wǎng)采用改進的PDH自愈環(huán)。在實際應(yīng)用中不斷完善現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，加快信息高速公路的建設(shè)，為進一步拓展寬帶綜合業(yè)務(wù)，打下堅實可靠的基礎(chǔ)。

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