光纖通信網(wǎng)絡(luò) SDH部分

第8章光纖通信網(wǎng)絡(luò)SDH傳送網(wǎng)部分同步數(shù)字系列SDHSDH傳送網(wǎng)的分層和分割傳送網(wǎng)的分層和分割由傳輸系統(tǒng)和光纜可組成龐大而復(fù)雜的傳送網(wǎng)傳送網(wǎng)可以在垂直方向上進(jìn)行功能的分層電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層（有分為段層和物理層）每一層為其相鄰的高一層提供傳送服務(wù)，同時(shí)使用相鄰的低一層所提供的傳送服務(wù)傳送網(wǎng)分層以后，每一層仍然很復(fù)雜，地理上覆蓋的范圍很大。因此將每一層在水平方向上按照內(nèi)部的結(jié)構(gòu)分割為若干個(gè)子網(wǎng)和鏈路連接網(wǎng)絡(luò)的分層與分割電路層通道層傳輸媒質(zhì)層電信管理網(wǎng)TMN交叉連接功能用戶用戶接入點(diǎn)子網(wǎng)SDH傳送網(wǎng)分層模型電路層網(wǎng)絡(luò)電路層VC11VC12VC2VC3低階通道層VC3VC4通道層高階通道層復(fù)用段層網(wǎng)絡(luò)再生段層網(wǎng)絡(luò)段層物理層網(wǎng)絡(luò)傳輸媒質(zhì)層

SDH傳送層SDH網(wǎng)絡(luò)分割示意圖子網(wǎng)子網(wǎng)子網(wǎng)子網(wǎng)選擇路由適配功能適配功能路徑SDH網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)接入點(diǎn)業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)同步數(shù)字系列SDHSDH網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)TMTMSDH常用組網(wǎng)方式SDH網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有5種，即鏈形、星形、樹(shù)形、環(huán)形和網(wǎng)孔形，由這些基本拓?fù)淇山M成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)生存性差鏈形應(yīng)用將通信網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，并使首尾兩個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)放，這時(shí)就形成了線形拓?fù)湓谶@種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)或鏈路失效時(shí)，所有經(jīng)過(guò)故障點(diǎn)的業(yè)務(wù)都將中斷，網(wǎng)絡(luò)的生存性較差TMADMTM155M155M星型當(dāng)通信網(wǎng)中的一個(gè)特殊的樞紐節(jié)點(diǎn)與其余所有節(jié)點(diǎn)相連，而其余所有節(jié)點(diǎn)之間不能直接相連時(shí)，就形成了星形拓?fù)洌址Q樞紐形拓?fù)溥@種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢栽跇屑~站將多個(gè)光纖終端統(tǒng)一成一個(gè)終端，有利于實(shí)現(xiàn)綜合的帶寬管理，節(jié)約投資和運(yùn)營(yíng)成本，但也存在特殊點(diǎn)的潛在瓶頸問(wèn)題和失效問(wèn)題

NNNNNN樹(shù)型當(dāng)將點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)鋯卧哪┒斯?jié)點(diǎn)連接到幾個(gè)特殊節(jié)點(diǎn)時(shí)就構(gòu)成了樹(shù)形拓?fù)錁?shù)形拓?fù)淇梢钥闯墒蔷€形拓?fù)浜托切瓮負(fù)涞慕Y(jié)合。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適合于廣播式業(yè)務(wù)，但不適于提供雙向通信業(yè)務(wù)環(huán)形網(wǎng)應(yīng)用將通信網(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，而且首尾相連，沒(méi)有任何節(jié)點(diǎn)開(kāi)放時(shí)，就形成了環(huán)形網(wǎng)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚哂泻芨叩纳嫘?，即自愈功能，因此環(huán)形網(wǎng)在SDH網(wǎng)中得到了最廣泛的應(yīng)用ADMADMADM網(wǎng)孔型當(dāng)涉及通信的許多節(jié)點(diǎn)直接互連時(shí)就形成了網(wǎng)孔形拓?fù)淙绻械墓?jié)點(diǎn)都直接互連時(shí)則稱為理想網(wǎng)孔形網(wǎng)孔形結(jié)構(gòu)不受節(jié)點(diǎn)瓶頸問(wèn)題和失效的影響，兩節(jié)點(diǎn)間有多種路由可選，可靠性很高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，適用于那些業(yè)務(wù)量很大的干線網(wǎng)同步數(shù)字系列SDHSDH網(wǎng)的保護(hù)和自愈環(huán)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)通信網(wǎng)絡(luò)的生存性是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)至關(guān)重要的指標(biāo)，因此SDH網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制——自愈網(wǎng)是SDH技術(shù)最有生命力的特點(diǎn)，也被其他技術(shù)體制借鑒使用自愈網(wǎng)無(wú)需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)就能在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)已出了故障其基本原理就是使網(wǎng)絡(luò)具備發(fā)現(xiàn)故障和重新建立通信的能力自愈網(wǎng)只涉及重新建立通信，而不管具體失效元部件的修復(fù)和更換，后者仍需人工干預(yù)才能完成

自愈網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)可以分為線路保護(hù)倒換和自愈環(huán)網(wǎng)兩種基本形式一般有若干ADM網(wǎng)元組成環(huán)型拓?fù)?，被稱為自愈環(huán)。在自愈環(huán)網(wǎng)中又可劃分為多種類型

線路保護(hù)倒換（1+1MSP）

線路保護(hù)倒換工作原理是系統(tǒng)包含主用、備用兩套光纖，當(dāng)工作光纖的業(yè)務(wù)傳輸中斷或性能劣化到一定程度后，系統(tǒng)倒換設(shè)備將主信號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)至備用光纖傳輸一般是復(fù)用段的保護(hù)倒換，因此稱為1+1MSP這種保護(hù)方式的業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間很快，可短于50ms，它對(duì)于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的光或電元部件失效故障十分有效主用、備用光纖通過(guò)不同的地理路由鋪設(shè)當(dāng)主用通道的光纜被切斷時(shí)，備用通道的光纜不受影響，仍能將信號(hào)安全地傳輸?shù)綄?duì)端ADMADM1+1MSP自愈環(huán)保護(hù)將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連成一個(gè)環(huán)形可以進(jìn)一步改善網(wǎng)絡(luò)的生存性和成本，一個(gè)環(huán)型自愈網(wǎng)也稱為自愈環(huán)網(wǎng)

自愈環(huán)網(wǎng)可以劃分為通道保護(hù)倒換環(huán)和復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)兩大類

對(duì)于通道保護(hù)倒換環(huán)，業(yè)務(wù)信息的保護(hù)是以每個(gè)通道為基礎(chǔ)的，根據(jù)環(huán)內(nèi)的每個(gè)通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進(jìn)行倒換

對(duì)于復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)，業(yè)務(wù)量的保護(hù)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，根據(jù)每一對(duì)節(jié)點(diǎn)間的復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進(jìn)行倒換，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)故障時(shí)，節(jié)點(diǎn)間的所有復(fù)用段業(yè)務(wù)信號(hào)都倒換到保護(hù)回路

通道保護(hù)倒換環(huán)與復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)的一個(gè)重要區(qū)別是前者往往使用專用保護(hù)，即正常情況下保護(hù)段也在傳送業(yè)務(wù)信號(hào)，而后者往往使用共享保護(hù)，即保護(hù)段在正常情況下是空閑的，保護(hù)時(shí)隙由每對(duì)節(jié)點(diǎn)共享

按照環(huán)中節(jié)點(diǎn)間信息的傳送方向來(lái)區(qū)分，自愈環(huán)又可分為單向環(huán)和雙向環(huán)正常情況下，單向環(huán)中所有業(yè)務(wù)信號(hào)的收、發(fā)均按同一方向（順時(shí)針或逆時(shí)針）在環(huán)中傳輸雙向環(huán)中業(yè)務(wù)信號(hào)的收、發(fā)按相反方向在環(huán)中傳輸

按照環(huán)中每一對(duì)節(jié)點(diǎn)間所用光纖的最小數(shù)量來(lái)區(qū)分，自愈環(huán)可以劃分為二纖環(huán)和四纖環(huán)

通常情況下，通道保護(hù)倒換環(huán)工作在單向二纖方式，復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)既可以采用單向方式，又可以采用雙向方式，既可以是二纖方式，又可以是四纖方式

二纖單向通道保護(hù)倒換環(huán)

它有兩根光纖，一根是用于傳送業(yè)務(wù)信號(hào)的S光纖，另一根是用于保護(hù)的P光纖二纖單向通道保護(hù)倒換環(huán)的保護(hù)方式為通道1+1保護(hù)，是基于“并發(fā)優(yōu)收”的原則，以通道信號(hào)丟失或劣化為倒換的判據(jù)它采用“首端橋接，末端倒換”的結(jié)構(gòu)在A和C節(jié)點(diǎn)中，進(jìn)入環(huán)的信號(hào)同時(shí)接入S光纖和P光纖，而分路節(jié)點(diǎn)的信號(hào)是靠倒換來(lái)獲得的在節(jié)點(diǎn)A，進(jìn)入環(huán)的以節(jié)點(diǎn)C為目的地的支路信號(hào)AC同時(shí)饋入發(fā)送方向光纖S1和P1，其中S1光纖按順時(shí)針?lè)较驅(qū)I(yè)務(wù)信號(hào)送至分路節(jié)點(diǎn)C，而P1光纖則按逆時(shí)針?lè)较驅(qū)⑼瑯拥闹沸盘?hào)送至分路節(jié)點(diǎn)C接收端分路節(jié)點(diǎn)C同時(shí)接到兩個(gè)方向來(lái)的支路信號(hào)，按照分路通道信號(hào)的優(yōu)劣決定選哪一路信號(hào)為分路信號(hào)。正常情況下，以S1光纖送來(lái)的信號(hào)為主信號(hào)由A到C的信號(hào)以及由C返回A的信號(hào)都是沿S1順時(shí)針及P1逆時(shí)針，所以它是一個(gè)單向環(huán)當(dāng)B和C節(jié)點(diǎn)間的光纜被切斷時(shí)在節(jié)點(diǎn)C，由于從A經(jīng)S1來(lái)的AC信號(hào)丟失，按并發(fā)優(yōu)收原則，倒換開(kāi)關(guān)將由S1轉(zhuǎn)向P1，接收由A節(jié)點(diǎn)經(jīng)P1而來(lái)的AC信號(hào)作為分路信號(hào)，從而使AC間的業(yè)務(wù)信號(hào)得以維持，不會(huì)丟失故障排除后，開(kāi)關(guān)返回原來(lái)位置二纖單向復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)

在二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)中，節(jié)點(diǎn)在支路信號(hào)分插功能前的每一高速線路上都有一保護(hù)倒換開(kāi)關(guān)，正常情況下，低速支路信號(hào)僅僅從S1進(jìn)行分插，P1是空閑的，由A到C以及由C返回A的信號(hào)都是沿S1順時(shí)針?lè)较騻魉偷?，所以它是一個(gè)單向環(huán)

當(dāng)B和C節(jié)點(diǎn)間的光纜被切斷，B和C節(jié)點(diǎn)中的保護(hù)倒換開(kāi)關(guān)將利用APS協(xié)議執(zhí)行環(huán)回功能在B節(jié)點(diǎn)，S1上的AC信號(hào)經(jīng)倒換開(kāi)關(guān)從P1返回，沿逆時(shí)針?lè)较蚪?jīng)過(guò)A和D節(jié)點(diǎn)到達(dá)C節(jié)點(diǎn)，并經(jīng)過(guò)C節(jié)點(diǎn)的倒換開(kāi)關(guān)環(huán)回到S1并落地分路這種環(huán)回倒換功能能保證在故障狀況下仍維持環(huán)的連續(xù)性，使低速支路上的業(yè)務(wù)信號(hào)不會(huì)中斷，故障排除后，倒換開(kāi)關(guān)返回原來(lái)位置四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)

四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)有兩根分別對(duì)應(yīng)收發(fā)方向的業(yè)務(wù)光纖S1和S2，以及兩根分別對(duì)應(yīng)收發(fā)方向的保護(hù)光纖P1和P2正常情況下，從A節(jié)點(diǎn)進(jìn)入環(huán)，以C節(jié)點(diǎn)為目的地的低速支路信號(hào)沿S1順時(shí)針傳輸，而由C節(jié)點(diǎn)返回A節(jié)點(diǎn)的低速支路信號(hào)則沿S2逆時(shí)針傳輸，所以它是一個(gè)雙向環(huán)；而保護(hù)光纖P1和P2是空閑的

當(dāng)B和C節(jié)點(diǎn)間的光纜被切斷時(shí)，利用APS協(xié)議，B和C節(jié)點(diǎn)中各有兩個(gè)倒換開(kāi)關(guān)執(zhí)行環(huán)回功能，從而得以維持環(huán)的連續(xù)性光纖S1和P1溝通，S2和P2溝通，沿S1的AC信號(hào)在B節(jié)點(diǎn)經(jīng)倒換開(kāi)關(guān)從P1返回，沿逆時(shí)針?lè)较蚪?jīng)過(guò)A和D節(jié)點(diǎn)到達(dá)C節(jié)點(diǎn)，并經(jīng)倒換開(kāi)關(guān)回到S1光纖落地分路，CA信號(hào)也類似二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)

四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)中S1上的業(yè)務(wù)信號(hào)與P2上的保護(hù)信號(hào)的傳輸方向完全相同，都是順時(shí)針。利用時(shí)隙交換技術(shù)，可使光纖S1和P2上的信號(hào)都置于一根光纖上，這根光纖就稱為S1/P2光纖，這時(shí)，這根光纖上的一半時(shí)隙如奇時(shí)隙用于傳業(yè)務(wù)信號(hào)，而另一半時(shí)隙如偶時(shí)隙留給保護(hù)信號(hào)同樣也有S2/P1光纖S1/P2上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙可保護(hù)S2/P1上的業(yè)務(wù)信號(hào)，而S2/P1上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙可保護(hù)S1/P2上的業(yè)務(wù)信號(hào)四纖環(huán)就可以簡(jiǎn)化為二纖環(huán)對(duì)于二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)我們一般采用奇偶時(shí)隙保護(hù)，也有其他的保護(hù)形式，如前半時(shí)隙傳業(yè)務(wù)信號(hào)，后半時(shí)隙傳保護(hù)信號(hào)

AC信號(hào)沿S1/P2光纖順時(shí)針?lè)较騻鬏?，而CA信號(hào)沿S2/P1逆時(shí)針?lè)较騻鬏?，所以它仍是一個(gè)雙向環(huán)當(dāng)B和C節(jié)點(diǎn)