城市軌道交通通信傳輸系統(tǒng)維護(hù) 課件 3.6 SDH網(wǎng)絡(luò)

3.6SDH網(wǎng)絡(luò)SDH網(wǎng)絡(luò)是傳輸（傳送）網(wǎng)絡(luò)的一部分。傳輸網(wǎng)和傳送網(wǎng)的概念不一定需要嚴(yán)格的區(qū)分。一個(gè)或者多個(gè)具有傳輸功能的設(shè)備，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景組成一個(gè)實(shí)體網(wǎng)絡(luò)，稱為傳輸網(wǎng)，從事該工作的工程師一般稱為傳輸工程師。傳送網(wǎng)一般則是強(qiáng)調(diào)邏輯功能的概念，廣義上的傳送網(wǎng)可以包含傳輸網(wǎng)，可以定義為傳遞用戶信息的邏輯功能和網(wǎng)元實(shí)體的集合。3.6.1分層與分割傳送網(wǎng)的目的是傳送用戶信息，而用戶信息不能直接在物理鏈路上傳輸，需要多層協(xié)議的適配，對(duì)這些協(xié)議進(jìn)行分類整理，就是分層的概念。SDH網(wǎng)絡(luò)的一般在垂直方向上分為3層，電路層、通道層和傳輸媒質(zhì)層，其中電路層嚴(yán)格意義上屬于業(yè)務(wù)信息部分，傳送網(wǎng)涉及的只有通道層和傳輸媒質(zhì)層。3.6.1分層與分割電路層電路層是面向公用交換業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，主要為用戶提供各種交換業(yè)務(wù)信號(hào)，例如電路交換業(yè)務(wù)、分組交換業(yè)務(wù)、租用線業(yè)務(wù)等，向用戶提供端到端的電路連接。3.6.1分層與分割通道層通道層為電路層提供透明的通道，分為高階通道（VC-4）和低階通道（VC-11、VC-12、VC-2、VC-3）。該通道由交叉連接設(shè)備建立，并可保持較長(zhǎng)時(shí)間。由于通道層加入各種開(kāi)銷字節(jié)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和控制，可以靈活的為一個(gè)或者多個(gè)電路層網(wǎng)絡(luò)提供不同業(yè)務(wù)的傳送服務(wù)。3.6.1分層與分割傳輸媒質(zhì)層傳輸媒質(zhì)層為通道層的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供合適的通道容量，支持一個(gè)或者多個(gè)通道層網(wǎng)絡(luò)，細(xì)分為段層（包括復(fù)用段層和再生段層）和物理媒質(zhì)層。其中復(fù)用段層為通道層提供同步和復(fù)用的功能，再生段層完成再生器和復(fù)用段終端間的信息傳遞，二者都包含各自開(kāi)銷的傳遞和處理；物理媒質(zhì)層定義節(jié)點(diǎn)間信息傳遞的具體物理媒質(zhì)，例如電纜、光纜、微波等。3.6.1分層與分割傳輸媒質(zhì)層分層后簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，方便了電信網(wǎng)的管理，并且由于各層的規(guī)范相對(duì)獨(dú)立，有利于網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和演進(jìn)。傳送網(wǎng)三層之間相互獨(dú)立，下層為上層提供透明通道，上層為上層提供服務(wù)內(nèi)容。在垂直分層結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，每一層網(wǎng)絡(luò)在水平方向上細(xì)分為若干部分，就是分割的概念。分割常用的是在地域上劃分，例如國(guó)際網(wǎng)、國(guó)內(nèi)網(wǎng)、本地網(wǎng)等。分割后明確了運(yùn)營(yíng)者的管理范圍，利于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和維護(hù)。3.6.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)銼DH設(shè)備通過(guò)通信線纜連接而成的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)(網(wǎng)元)和傳輸線路的幾何排列構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕窘Y(jié)構(gòu)有鏈型、星型、樹(shù)型、環(huán)型和網(wǎng)孔型。3.6.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)滏溞玩溞途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑啄┕?jié)點(diǎn)外，所有節(jié)點(diǎn)一一串聯(lián)。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資小，容量大，但是可靠性較差，例如某一處傳輸中斷會(huì)影響其他節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)。3.6.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫切托切途W(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x擇一個(gè)網(wǎng)元作為匯聚點(diǎn)與其他各網(wǎng)元一一相連，其他各網(wǎng)元之間沒(méi)有直連鏈路，需要經(jīng)過(guò)匯聚點(diǎn)轉(zhuǎn)接。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以通過(guò)匯聚點(diǎn)分配帶寬，節(jié)約成本，但是匯聚點(diǎn)上業(yè)務(wù)集中，可靠性差，一般只在初期的SDH網(wǎng)絡(luò)建設(shè)項(xiàng)目中出現(xiàn)，多用于本地網(wǎng)(接入網(wǎng)和用戶網(wǎng))。3.6.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?shù)型樹(shù)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫切切屯負(fù)浜途€型拓?fù)浣M合而成的網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑煽啃圆桓咄?，由于過(guò)多的節(jié)點(diǎn)匯聚在一點(diǎn)，容易存在容量瓶頸問(wèn)題。3.6.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洵h(huán)型環(huán)型拓?fù)鋵⑺芯W(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一一串聯(lián)起來(lái)，構(gòu)成封閉環(huán)狀，即將鏈型拓?fù)涞氖孜蚕噙B。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣ㄔO(shè)成本比鏈型拓?fù)浯?，但是在某一處傳輸鏈路中斷后，可以通過(guò)自動(dòng)切換滿足不同節(jié)點(diǎn)之間的通信，可靠性較高，在現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用廣泛，傳輸網(wǎng)絡(luò)中的接入環(huán)、匯聚環(huán)等都是這種基本環(huán)形拓?fù)涞膽?yīng)用。3.6.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)孔型網(wǎng)孔形拓?fù)鋵⒍鄠€(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接相互連接而成，當(dāng)所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)相互連接時(shí)，就形成了最理想的網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通信路徑短、可靠性高、不存在容量瓶頸，但建設(shè)成本大，網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。以上幾種基本的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涓饔袃?yōu)缺點(diǎn)，當(dāng)前用的最多的是鏈型和環(huán)型，這些基本結(jié)構(gòu)組合可以形成更復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，例如鏈帶鏈型（T型）、環(huán)帶鏈型、環(huán)相切型、環(huán)相交型等。在實(shí)際組網(wǎng)時(shí)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇需要綜合考慮業(yè)務(wù)需求、技術(shù)特點(diǎn)、投資成本、可維護(hù)性、網(wǎng)絡(luò)安全等多方面的因素。3.6.3路由和業(yè)務(wù)方向路由和業(yè)務(wù)方向是組網(wǎng)中常用的概念。傳輸網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)流向稱為路由。去程路由和回程路由方向一致的稱為一致路由，對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)流稱為雙向業(yè)務(wù)。去程路由和回程路由方向不一致的稱為分離路由，對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)流稱為單向業(yè)務(wù)。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)在組網(wǎng)完成，應(yīng)用具體業(yè)務(wù)后，需要考慮網(wǎng)絡(luò)安全的問(wèn)題，即在網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)或鏈路發(fā)生故障時(shí)，可以盡快的恢復(fù)業(yè)務(wù)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的保護(hù)，稱為設(shè)備保護(hù)，可以通過(guò)額外的硬件設(shè)備實(shí)現(xiàn)，例如單板主備，現(xiàn)代通信網(wǎng)中幾乎所有的設(shè)備都具備設(shè)備保護(hù)功能；針對(duì)傳輸線路的保護(hù)，稱為路徑保護(hù)，當(dāng)線路中斷或者性能惡化時(shí)，利用預(yù)先分配好的線路容量繼續(xù)傳輸信號(hào)。與傳統(tǒng)的手工恢復(fù)業(yè)務(wù)（例如更換單板、光纖等）相比，自愈（Self-Healing）功能無(wú)需手工處理，網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（ITU-T規(guī)定在50ms以內(nèi)）恢復(fù)故障，用戶幾乎感覺(jué)不到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了故障。本節(jié)從最基本的鏈型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔Ｗo(hù)說(shuō)起。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)鏈型網(wǎng)絡(luò)保護(hù)鏈型網(wǎng)絡(luò)保護(hù)類型有1+1保護(hù)和1：N保護(hù)兩種。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)1+1保護(hù)1+1保護(hù)的每個(gè)工作通道都有一個(gè)獨(dú)立的保護(hù)通道，兩條通道互為主備用。這種保護(hù)模式采用“并發(fā)優(yōu)收”的工作模式，在發(fā)送端，信號(hào)被同時(shí)發(fā)送到工作通道和保護(hù)通道傳輸，同時(shí)接收端不斷監(jiān)測(cè)兩路信號(hào)狀態(tài)，根據(jù)信號(hào)的優(yōu)劣選擇一路接收，當(dāng)工作通道中斷或者性能發(fā)生惡化時(shí)，接收端立即切換到保護(hù)通道接收信號(hào)，使業(yè)務(wù)得到恢復(fù)。這種保護(hù)方式原理簡(jiǎn)單，倒換快速，可靠性高。但是這種方式的實(shí)現(xiàn)基于與工作通道同容量的保護(hù)通道的冗余，并且保護(hù)通道上不能傳輸其他業(yè)務(wù)信號(hào)，系統(tǒng)容量利用率較低。2.1：N保護(hù)1：N保護(hù)的n個(gè)工作通道共享1個(gè)保護(hù)通道，在工作通道傳送主用業(yè)務(wù)的同時(shí)，保護(hù)通道可以傳送服務(wù)級(jí)別較低的附加業(yè)務(wù)信息。當(dāng)通過(guò)復(fù)用段保護(hù)功能MSP（MultiplexSectionProtection）監(jiān)測(cè)到主用通道信號(hào)中斷或者劣化時(shí)，保護(hù)通道上的額外業(yè)務(wù)被丟棄，發(fā)送端將主用業(yè)務(wù)倒換到保護(hù)通道上，接收端同時(shí)切換到保護(hù)通道接收業(yè)務(wù)信號(hào)，主用業(yè)務(wù)得到恢復(fù)。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)1+1保護(hù)這種保護(hù)方式系統(tǒng)容量較高，但是需要自動(dòng)保護(hù)倒換協(xié)議APS（Auto-protectionSwitchingProtocol）。SDH幀結(jié)構(gòu)的段開(kāi)銷中K1和K2兩個(gè)字節(jié)用于實(shí)現(xiàn)APS協(xié)議，其中K1字節(jié)的1-4bit指示請(qǐng)求類型，值越大級(jí)別越高：5-8bit指示請(qǐng)求倒換到保護(hù)通道的主通道號(hào)：0000表示空通道，即保護(hù)通道；0001-1110表示請(qǐng)求倒換的工作通道編號(hào)；1111表示額外業(yè)務(wù)通道請(qǐng)求。由此可以看出1：N保護(hù)中，N的最小值為1，最大值為14。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)1+1保護(hù)K2字節(jié)的1-4bit指示確認(rèn)倒換到保護(hù)通道的通道編號(hào)，第5位指示倒換類型，取0時(shí)為1+1倒換，取1時(shí)為1：N倒換，第6-8位保留?？傮w來(lái)說(shuō)，鏈型作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕拘螤?，鏈型網(wǎng)絡(luò)保護(hù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，倒換速度快，多用于點(diǎn)到點(diǎn)的線路保護(hù)?？紤]到實(shí)際工程應(yīng)用，一般主用光纖和備用光纖同纜鋪設(shè)，如果光纜被挖斷會(huì)造成主用通道和備用通道同時(shí)故障，這種保護(hù)方式就失效了。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)保護(hù)在SDH多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，環(huán)型組網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)級(jí)的冗余備份，具有更高級(jí)別的自愈功能，因此形成網(wǎng)絡(luò)保護(hù)中一個(gè)常用的概念，自愈環(huán)SHR（Self-HealingRing），或者自愈網(wǎng)。自愈環(huán)根據(jù)業(yè)務(wù)方向、節(jié)點(diǎn)間光纖數(shù)量和保護(hù)的業(yè)務(wù)級(jí)別可以做如下分類。結(jié)合業(yè)務(wù)方向章節(jié)，自愈環(huán)可以分為單向環(huán)（環(huán)中節(jié)點(diǎn)收發(fā)信息的傳送方向相同）和雙向環(huán)（環(huán)中節(jié)點(diǎn)收發(fā)信息的傳送方向相反）。根據(jù)節(jié)點(diǎn)間光纖數(shù)量，可以分為雙纖環(huán)（一對(duì)收、發(fā)光纖，共2根）和四纖環(huán)（兩對(duì)收、發(fā)光纖，共4根）。根據(jù)保護(hù)的業(yè)務(wù)級(jí)別，可以分為通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)保護(hù)通道保護(hù)環(huán)以通道為基礎(chǔ)，以各個(gè)通道的信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)劣為倒換依據(jù)，也就是說(shuō)通道的Path-AIS信號(hào)就可以決定是否倒換。復(fù)用段保護(hù)環(huán)以復(fù)用段為基礎(chǔ)，以每對(duì)節(jié)點(diǎn)間復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否倒換，即通過(guò)復(fù)用段保護(hù)功能MSP（MultiplexSectionProtection）監(jiān)測(cè)到主用通道信號(hào)狀態(tài)，根據(jù)需要啟動(dòng)APS協(xié)議進(jìn)行倒換。下面介紹幾種自愈環(huán)工作原理。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖單向通道保護(hù)環(huán)假設(shè)環(huán)中有四個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A、B、C、D，需要在AC節(jié)點(diǎn)間互通業(yè)務(wù)，節(jié)點(diǎn)A、C兩側(cè)為節(jié)點(diǎn)B、D。兩條光纖組成傳輸方向相反的兩個(gè)環(huán)，其中W為主用環(huán)，P為備用環(huán)，AC為A-C流向的業(yè)務(wù)，CA為C-A流向的業(yè)務(wù)。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖單向通道保護(hù)環(huán)正常情況下，在節(jié)點(diǎn)A發(fā)送時(shí)，AC業(yè)務(wù)通過(guò)支路板并發(fā)，同時(shí)流向P1光纖和W1光纖，在C節(jié)點(diǎn)接收時(shí)，選收主環(huán)W1光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)；類似的，在節(jié)點(diǎn)C發(fā)送時(shí)，CA業(yè)務(wù)通過(guò)支路板并發(fā)，同時(shí)流向P2光纖和W2光纖，在節(jié)點(diǎn)A接收時(shí)，選收主環(huán)W2光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)。由此可見(jiàn)，二纖單向通道保護(hù)環(huán)采用的是并發(fā)選收保護(hù)策略，備用環(huán)P同時(shí)存在業(yè)務(wù)流。當(dāng)BC站點(diǎn)間的光纜被切斷時(shí)，兩根光纖同時(shí)被切斷。在站點(diǎn)C上從W1光纖上傳送的AC信號(hào)丟失，則按照通道選優(yōu)的準(zhǔn)則，倒換開(kāi)關(guān)將由W1光纖倒換到P1光纖，站點(diǎn)C接收從P1光纖傳來(lái)的AC信號(hào)，從而使AC間業(yè)務(wù)信號(hào)不會(huì)丟失。站點(diǎn)A仍然從W2光纖上接收從站點(diǎn)C發(fā)往站點(diǎn)A的信號(hào)，不發(fā)生保護(hù)倒換。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖單向通道保護(hù)環(huán)故障恢復(fù)后，根據(jù)網(wǎng)元配置的恢復(fù)模式，可以倒換回故障發(fā)生前組網(wǎng)或者保持不變。如果為可恢復(fù)式，網(wǎng)元A持續(xù)一段時(shí)間（和設(shè)備配置有關(guān)）沒(méi)有收到AIS告警，認(rèn)為W1環(huán)貫通，此時(shí)網(wǎng)元A重新切換到主用環(huán)W1上接收信號(hào)，還原為故障前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。二纖單向通道保護(hù)環(huán)為1+1保護(hù)模式，倒換速度快（一般小于等于15毫秒），業(yè)務(wù)流向清晰，方便配置維護(hù)，但網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量不大，最大為STM-N，因?yàn)樵贏C節(jié)點(diǎn)間互通業(yè)務(wù)，需要通過(guò)節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)D按照特定業(yè)務(wù)流向轉(zhuǎn)接，在任意兩個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)間占用一定業(yè)務(wù)容量的同時(shí)，都會(huì)造成環(huán)上其余節(jié)點(diǎn)段相同容量的浪費(fèi)，總結(jié)來(lái)說(shuō)，環(huán)上的業(yè)務(wù)容量與網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)無(wú)關(guān)。二纖雙向通道保護(hù)環(huán)工作原理和二纖單向通道保護(hù)環(huán)類似，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且沒(méi)有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，一般不采用。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)假設(shè)環(huán)中有四個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A、B、C、D，需要在AC節(jié)點(diǎn)間互通業(yè)務(wù)，節(jié)點(diǎn)A、C兩側(cè)為節(jié)點(diǎn)B、D。兩條光纖組成傳輸方向相反的兩個(gè)環(huán)，其中W為主纖，P為備纖，AC為A-C流向的業(yè)務(wù)，CA為C-A流向的業(yè)務(wù)。與二纖單向通道保護(hù)環(huán)不同的是，二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)傳輸?shù)氖?:1的業(yè)務(wù)，主纖傳輸主用業(yè)務(wù)，備纖傳輸備用業(yè)務(wù)（即額外業(yè)務(wù)）。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)正常情況下，站點(diǎn)A將要傳送的業(yè)務(wù)信號(hào)AC送入工作路由W1光纖，站點(diǎn)C從W1光纖上接收信號(hào)。站點(diǎn)C將要傳送的業(yè)務(wù)信號(hào)CA送入工作路由W2光纖，站點(diǎn)A從W2光纖上接收信號(hào)。保護(hù)路由P1和保護(hù)路由P2可以傳送主用業(yè)務(wù)、額外業(yè)務(wù)或不傳送業(yè)務(wù)。當(dāng)BC站點(diǎn)間的光纜被切斷時(shí)，兩根光纖同時(shí)被切斷。故障兩側(cè)的站點(diǎn)（站點(diǎn)B和站點(diǎn)C）將利用APS協(xié)議在工作路由和保護(hù)路由之間執(zhí)行環(huán)回功能。在B節(jié)點(diǎn)，W1光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)AC環(huán)回到P1光纖上，經(jīng)由站點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)D到達(dá)站點(diǎn)C，站點(diǎn)C再將P1光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)AC環(huán)回到W1光纖上，站點(diǎn)C從W1光纖上接收業(yè)務(wù)信號(hào)。站點(diǎn)A仍然從W2光纖上接收從站點(diǎn)C發(fā)往站點(diǎn)A的業(yè)務(wù)信號(hào)CA，不發(fā)生保護(hù)倒換。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)在自愈過(guò)程中雖然主用業(yè)務(wù)可以快速恢復(fù)，但是備用業(yè)務(wù)被清除，所以1:1保護(hù)的恢復(fù)模式應(yīng)該為可恢復(fù)式，故障恢復(fù)后，系統(tǒng)自動(dòng)再次進(jìn)行倒換，還原為故障前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的理論容量二纖單向通道保護(hù)環(huán)的2倍，但是多出來(lái)的容量傳遞的是備用業(yè)務(wù)，所以實(shí)際容量差別不大，同時(shí)二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)需要通過(guò)額外運(yùn)行APS協(xié)議完成倒換，速度稍慢（一般小于等于25毫秒），在現(xiàn)網(wǎng)中應(yīng)用不多。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)以上幾種自愈環(huán)的關(guān)鍵特點(diǎn)之一為環(huán)上的業(yè)務(wù)容量與網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)無(wú)關(guān)，當(dāng)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)數(shù)量越來(lái)越多時(shí)，這個(gè)特點(diǎn)就成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。例如二纖單向通道保護(hù)環(huán)為STM-16時(shí)，如果環(huán)上有16個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)，則平均每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能承載一個(gè)STM-1容量的信號(hào)，這與網(wǎng)元越來(lái)越大的容量規(guī)格矛盾，造成資源的浪費(fèi)，于是四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)應(yīng)運(yùn)而生。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)假設(shè)環(huán)中有四個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A、B、C、D，需要在AC節(jié)點(diǎn)間互通業(yè)務(wù)，節(jié)點(diǎn)A、C兩側(cè)為節(jié)點(diǎn)B、D。四條光纖組成四個(gè)環(huán)，其中W1、W2為主用環(huán)，P1、P2為備用環(huán)，W1、W2的傳輸方向相反，P1、P2又分別與W1、W2的傳輸方向相反，AC為A-C流向的業(yè)務(wù)，CA為C-A流向的業(yè)務(wù)。正常情況下，從站點(diǎn)A發(fā)往站點(diǎn)C的信號(hào)，沿W1順時(shí)針傳輸?shù)秸军c(diǎn)C。從站點(diǎn)C發(fā)往站點(diǎn)A的信號(hào)沿W2光纖逆時(shí)針傳輸?shù)秸军c(diǎn)A，P1保護(hù)光纖和P2保護(hù)光纖可以傳送主用業(yè)務(wù)、額外業(yè)務(wù)或不傳送業(yè)務(wù)。當(dāng)BC節(jié)點(diǎn)間的光纜被切斷時(shí)，四根光纖全部被切斷。故障兩側(cè)的站點(diǎn)（站點(diǎn)B和站點(diǎn)C）將利用APS協(xié)議在工作路由和保護(hù)路由之間執(zhí)行環(huán)回功能，將W1光纖和P1光纖連通，將W2光纖和P2光纖連通。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)站點(diǎn)A發(fā)往站點(diǎn)C的主業(yè)務(wù)信號(hào)AC沿W1光纖傳送到節(jié)點(diǎn)B時(shí)，節(jié)點(diǎn)B將W1光纖與P1光纖進(jìn)行環(huán)回，業(yè)務(wù)信號(hào)沿P1光纖經(jīng)過(guò)站點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)D傳送到站點(diǎn)C，站點(diǎn)C再將P1光纖與W1光纖環(huán)回，業(yè)務(wù)信號(hào)回到W1上，站點(diǎn)C從W1上提取該業(yè)務(wù)信號(hào)。從站點(diǎn)C發(fā)往站點(diǎn)A的主業(yè)務(wù)信號(hào)CA同樣在站點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)B上進(jìn)行環(huán)回，最終將數(shù)據(jù)傳送給站點(diǎn)A。從以上業(yè)務(wù)流向可以看出，四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)為分離路由的雙向業(yè)務(wù)。正因?yàn)槿绱耍娜萘吭跇I(yè)務(wù)分布分散的時(shí)候，容量會(huì)成倍增加，在環(huán)上只有相鄰網(wǎng)元存在業(yè)務(wù)（即不存在跨網(wǎng)元業(yè)務(wù)）的極端情況下，環(huán)的主用業(yè)務(wù)容量最大可以為M*STM-N，如果包含備用業(yè)務(wù)容量，環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量可達(dá)2M*STM-N，則為其中M為環(huán)中網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。需要注意的是，M最大為16，這是由K1和K2字節(jié)決定的。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)由此可見(jiàn)，雖然四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)同樣需要通過(guò)額外運(yùn)行APS協(xié)議完成倒換，速度稍慢，但是它的容量具有巨大優(yōu)勢(shì)。但是四纖環(huán)上需要4根光纖，并且每個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)都需要2個(gè)ADM系統(tǒng)（一對(duì)收發(fā)光纖稱為1個(gè)線路端口，1個(gè)ADM系統(tǒng)只有東西兩個(gè)線路端口），成本較高，在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用不多，在此基礎(chǔ)上，下面介紹二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)工作原理與四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)類似，只不過(guò)前者只使用了2根光纖（也意味著每個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)只需要1個(gè)ADM系統(tǒng)），這是通過(guò)時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)假設(shè)環(huán)中有四個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)A、B、C、D，需要在AC節(jié)點(diǎn)間互通業(yè)務(wù)，節(jié)點(diǎn)A、C兩側(cè)為節(jié)點(diǎn)B、D。因?yàn)閃1和P2，W2和P1上的業(yè)務(wù)流方向相同，可以使用時(shí)分復(fù)用技術(shù)分別將W1、P2和W2、P1合并為一根光纖W1/P2和W2/P1，每個(gè)光纖的前一半時(shí)隙（例如STM-16系統(tǒng)的第1-8個(gè)STM-1）傳輸主用業(yè)務(wù)，后一半時(shí)隙（例如STM-16系統(tǒng)的第9-16個(gè)STM-1）傳輸備用業(yè)務(wù),（注意STM-16系統(tǒng)的第1-8個(gè)STM-1只能傳輸主用業(yè)務(wù)）。兩條光纖組成兩個(gè)環(huán)，W1/P2上的P2時(shí)隙用來(lái)保護(hù)W2/P1上的W2業(yè)務(wù)，W2/P1上的P1時(shí)隙用來(lái)保護(hù)W1/P2上的W1業(yè)務(wù)，AC為A-C流向的業(yè)務(wù)，CA為C-A流向的業(yè)務(wù)。站點(diǎn)A到站點(diǎn)C的主業(yè)務(wù)信號(hào)AC放在W1/P2光纖的工作時(shí)隙W1上傳送。站點(diǎn)C到站點(diǎn)A的主業(yè)務(wù)信號(hào)CA放在W2/P1光纖上的工作時(shí)隙W2傳送，而保護(hù)時(shí)隙可以傳送主用業(yè)務(wù)、額外業(yè)務(wù)或不傳送業(yè)務(wù)。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)當(dāng)BC站點(diǎn)間的光纜被切斷時(shí)，兩根光纖同時(shí)被切斷。故障兩側(cè)的站點(diǎn)（站點(diǎn)B和站點(diǎn)C）將利用APS協(xié)議在工作路由和保護(hù)路由之間執(zhí)行環(huán)回功能，將W1/P2光纖和W2/P1光纖連通。站點(diǎn)A發(fā)往站點(diǎn)C的主業(yè)務(wù)信號(hào)AC沿W1/P2光纖傳送到節(jié)點(diǎn)B時(shí)，節(jié)點(diǎn)B將W1/P2光纖工作時(shí)隙W1與W2/P1光纖的保護(hù)時(shí)隙P1進(jìn)行環(huán)回，業(yè)務(wù)信號(hào)沿W2/P1光纖經(jīng)過(guò)站點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)D傳送到站點(diǎn)C，站點(diǎn)C再將W2/P1光纖的P2與W1/P2光纖的W1環(huán)回，業(yè)務(wù)信號(hào)回到W1上，站點(diǎn)C從W1上提取該業(yè)務(wù)信號(hào)。從站點(diǎn)C發(fā)往站點(diǎn)A的主業(yè)務(wù)信號(hào)CA同樣在站點(diǎn)C和節(jié)點(diǎn)B上進(jìn)行環(huán)回，最終將數(shù)據(jù)傳送給站點(diǎn)A。二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的環(huán)回（倒換）操作同樣都在故障的端點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)B和節(jié)點(diǎn)C）處執(zhí)行。3.6.4網(wǎng)絡(luò)保護(hù)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)在四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的基礎(chǔ)上，容易理解，二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的主用業(yè)務(wù)容量最大可以為M/2*STM-N，如果包含備用業(yè)務(wù)容量，環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量可達(dá)M*STM-N。結(jié)合以上幾種自愈環(huán)的分析，二纖單向通道保護(hù)環(huán)和二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)在現(xiàn)網(wǎng)中應(yīng)用較多。3.6.5網(wǎng)絡(luò)同步SDH是基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)的同步數(shù)字體系，發(fā)送端在發(fā)送數(shù)字脈沖信號(hào)時(shí)將脈沖放在特定的時(shí)隙上，接收端要保證能在特定的時(shí)間位置處將該脈沖提取、解讀，以實(shí)現(xiàn)發(fā)、收兩端的正常通信。這種保證發(fā)送、收收兩端能正確地在某一特定時(shí)間位置上發(fā)送、提取信息的功能是由發(fā)送、接收兩端的定時(shí)時(shí)鐘來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘頻率和相位都限制在預(yù)先確定的容差范圍內(nèi)，以避免由于數(shù)字傳輸系統(tǒng)中發(fā)送、接收定位的不準(zhǔn)確而導(dǎo)致傳輸性能的劣化的工作方式，就是網(wǎng)絡(luò)同步。3.6.5網(wǎng)絡(luò)同步3.6.5.1網(wǎng)絡(luò)同步的工作方式數(shù)字通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)同步的工作方式可以概況為4種，偽同步方式、主從同步方式、準(zhǔn)同步方式和異步方式。3.6.5網(wǎng)絡(luò)同步偽同步方式偽同步方式是指數(shù)字交換網(wǎng)中各數(shù)字交換局點(diǎn)在時(shí)鐘上是相互獨(dú)立、毫無(wú)關(guān)聯(lián)的，各數(shù)字交換局點(diǎn)的時(shí)鐘都具有極高的精度和穩(wěn)定度，一般用銫原子鐘。這些局點(diǎn)時(shí)鐘的頻率和相位因?yàn)橄嗷オ?dú)立，可能不完全相同，但是由于時(shí)鐘精度高、誤差很小，接近于同步狀態(tài)，稱為偽同步。一般偽同步方式用于國(guó)際數(shù)字網(wǎng)中，一個(gè)國(guó)家或者地區(qū)與另一個(gè)國(guó)家或者地區(qū)的數(shù)字網(wǎng)之間采取這樣的同步方式，例如中國(guó)和美國(guó)的國(guó)際局各有一個(gè)銫時(shí)鐘，兩者采用偽同步方式。3.6.5網(wǎng)絡(luò)同步主從同步方式主從同步是指整體網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)定一個(gè)時(shí)鐘主局點(diǎn)，對(duì)該局點(diǎn)配置較高精度的時(shí)鐘，網(wǎng)內(nèi)其他各局點(diǎn)均逐級(jí)同步該主局點(diǎn)的時(shí)鐘?？紤]到時(shí)鐘系統(tǒng)的可靠性，可以在網(wǎng)內(nèi)設(shè)置一個(gè)副時(shí)鐘，采用分級(jí)主從控制方式。主、副時(shí)鐘均采用銫時(shí)鐘，在正常情況下主時(shí)鐘起網(wǎng)絡(luò)定時(shí)基準(zhǔn)作用，副時(shí)鐘同樣以主時(shí)鐘為基準(zhǔn)。當(dāng)主時(shí)鐘發(fā)生故障時(shí)，其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘源切換為副時(shí)鐘，主時(shí)鐘恢復(fù)后，再切換回由主時(shí)鐘作為網(wǎng)絡(luò)定時(shí)基準(zhǔn)。中國(guó)數(shù)字通信網(wǎng)采用的同