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1、 SDH自愈保护原理和实现目录一、 SDH保护的定义与范围（1）二、 SDH各种保护方式的实现原理（3）三、 各种保护方式在实际组网中的应用 （13）1、 环带链 (14)2、 双环结构（15）A、 相切环（15）B、 G.841定义的双节点互连（DNI）（17）C、 （相交环）MADM实现的DNI（24）3、 共享光纤虚拟路径保护（28）四、 各种保护方式的比较（30）一、SDH保护的定义与范围SDH层的所有的保护方式从网络的角度来看分为两大类： SDH的路径保护（在复用段和通道层） SDH子网连接保护（主要分为固有的监测和非介入式监测两种方式）1、 路径保护（段和通道）又包括线性复用段保护
2、倒换（1+1和1：N）、复用段共用保护环（二纤环和四纤环）、复用段专用保护环和线形VC（虚容器）路径保护； 1）线性复用段保护倒换线性复用段保护倒换可以是专用的保护也可以是共享的保护，它保护复用段层并适用于点对点的物理网。一个保护复用段可用以保护多个（n个）工作复用段，它不能保护节点的故障，它可按单向或者双向的方式操作，并可在保护复用段上载送额外的业务信息（次重要的信息）。该保护方式采用APS协议。2） 复用段共用保护环复用段共用保护环的特点，是将复用段需要支持的总的净负荷容量平分给工作容量和保护容量，也就是说业务在环中可以沿两个不同方向的任一个方向行进，即沿环的长路径或短路径。通常是优选短路
3、径，但有时也会选长路径，这是为了保持负荷量的均衡。所谓“共用”就是指光缆切断或者节点失效时，环的保护容量可以由多节点环的多个复用段共用，这就使得这种结构在正常条件下的业务量携带能力比其他类型的环要大。正常工作时，共用保护环中的空闲保护容量可以用来传送低优先等级的业务。该保护方式需要使用APS协议。3）复用段专用保护环复用段专用保护环是一种1：1单向保护环，一般情况下为2纤环。由两个反转的环组成，以彼此相反的方向传送信号，在这种情况下，只有一个方向的环传送传送工作业务，另一个方向的环留作对工作业务进行保护，环中可承受的最大业务量受限于两节点间的最大容量，也就是说，环上所有节点的业务需求量总和不能
4、超过每两个节点之间的容量。4） 线性VC路径保护线性VC（虚容器）路径保护是一种专用保护机理，它可用于任何的物理结构（即网状网、环或混合结构）及分层网中的任何通道层。这是一种端到端的保护机理，根据服务层的故障和客户层的信息，包括通道的性能信息，来进行倒换。线性VC路径保护不需要在一个复用段中对所有的VC采用。线性VC路径保护倒换可以按单向或双向方式操作，双向倒换具备在保护通道上载送额外业务信息的能力。2、SNCP（子网连接）保护 子网连接保护包括固有监测的子网连接保护（SNC/I）和非介入式监测的子网连接保护（SNC/P）。在网络结构日趋复杂的情况下，子网连接保护（SNCP）是唯一的可适用各种
5、网络拓扑结构且倒换速度快的业务保护方式。 SNCP是业务通道层的保护，可用于不同的网络结构中。SNCP采用11保护方式，业务在工作和保护子网连接上同时传送，当工作子网连接失效或性能劣化到某一规定的水平时，在子网连接的接收端根据优选准则选择保护子网连接上的信号。 倒换时一般采取单端切换的方式，因而业务源宿间没有协议相关，处理简单。被保护的子网还可进一步由较低等级的子网连接和链路连接级联而成。通道保护是SNCP保护的一种特例，是对端到端的业务进行保护，而子网连接保护不仅可以保护端到端的业务，而且可以保护通道的一部分，因此使用通道保护的场合，都可以用SNCP保护来代替。A、固有监视：由服务层网络导出
6、的信息可以用来启动客户层的保护倒换，此时，服务层网络的路径状态可供矩阵使用（服务层信号失效SSF），从而决定是否启动客户层的保护倒换，常简写为SNC（I），主要用来对付服务层失效，是一种适于保护光缆切断和节点失效等硬失效的保护手段，主要保护倒换准则有LOP和AIS等。这是一种11的单端保护结构，可以逐个VC实施SNC（I），因而同一传输设施可以传送无保护和有保护的信号，由用户选择哪一个VC需要保护，哪一个不需要保护。B、非介入监视：利用客户层特征信息的只听（非介入）监视功能（例如HOPM/LOPM),可以直接监视子网连接和网络连接情况，常简写为SNC（N），主要用来对付服务层失效以及客户层的失
7、效和性能劣化，是一种不仅适用于保护网络的硬失效，而且适于保护性能劣化和运行操作者错误的保护手段，用的较多。其倒换准则除了LOP和AIS外还包括大量HOPM/LOPM缺陷，诸如导致SF的UNEQ、TIM、EXC以及导致SD的DEG等。可见导致保护作用的故障条件比较丰富是其区别于SNC（I）的主要地方，也正是这一点使其适用面更宽。SNC保护的重要特点是与网络拓扑无关，而且可以在需要时从SNC（I）平稳过渡到SNC（N）。3、线性VC路径保护与SNCP/MSP保护的关系 VC路径保护是一种专用的端到端保护机制，可以适用于任何物理结构（网状、环或混合形式），既可以是单向倒换，又可以是双向倒换。路径保护
8、通常用来对付服务层的失效以及客户层的失效和性能劣化。保护方式可以是使用专用保护路径的1+1方式，也可以是1：1方式，此时保护路径可以用来支持额外业务量，而且需要APS协议来协调两端的操作。由于VC路径保护是专用路径保护机制，因而对于网络连接内的网元数没有限制。其保护倒换准则与前述SNC完全一样。SNCP是一种运用灵活的保护方式，既可以适用于高阶通道，又适用于低阶通道，这种保护机制的最大特点是可以适用于任何物理传送结构，例如网孔型、环型或任何混合拓扑，而且即可以用来保护完全的端到端通道，又可以保护通道的一部分，使其在网络运用上有更大的灵活性。通过SNCP和MSP的混合运用，可以支持多种网络拓扑结
9、构的组网，在MSP保护上实现1:1方式的路径保护，在SNCP倒换点上实现1+1方式的保护，从而实现VC路径保护的功能，通过灵活设置SNCP倒换点来实现多种网络拓扑结构的保护支持。二、SDH各种保护方式的实现原理 按照自愈网的定义可以由多种手段来实现自愈，各种自愈网都要考虑下面一些共同因素：初始成本、要求恢复的业务量的比例、用于恢复业务所需要的额外容量、业务恢复的速度、升级或增加节点的灵活性、易于操作和维护等等。下面分别介绍各种具体的实现方法。1、线路保护倒换线路保护倒换是最简单的自愈网形式，其基本原理是当出现故障时，业务由工作通道转移到保护通道，使业务得以继续传送。 1+1制式：采用并发选收，
10、即工作通道和保护通道在发送端永久得连接在一起（桥接），而在接收端根据传送信号的质量，优先选择接收性能良好的信号。，如下图： 图2.1.a 11保护方式 1：N制式：保护通道（1个）由N个工作通道共用，当其中任何一个工作通道出现故障时，均可将业务切换至保护通道（通过APS协议），当多个工作通道发生故障时，系统将根据个工作通道传送的业务的优先级别作出判断，对优先级别高的业务进行倒换操作。 1：1方式是1：N方式的一个特例。如下图： 图2.1.b 1：1保护方式 线路保护倒换的业务恢复时间很快，短于50ms，对于网络节点的光或电的元部件失效十分有效。但是当光缆被切断，往往同一缆芯中的所有光纤（包括主
11、用和备用）均被切断，这时候就要采用物理上的路由备分，但备用路由往往较长，成本很高，而且只能保护传输链路，无法提供网络节点的失效保护，因此主要适用于两点间有稳定的较大业务量的场合。 二纤单向通道保护环由两根光纤实现，一根光纤用来传业务信号，称S1光纤，另一根用于保护，称P1光纤。采用“首端桥接，末端倒换”结构，如图2.2.a。例如在节点A，支路信号AC同时馈入S1光纤和P1光纤，采用双发选收1+1保护，S1光纤和P1光纤分别演顺时针方向和逆时针方向将相同的业务信号送至分路节点C，节点C按照两路信号的优劣选择分路信号，正常情况下，选择S1光纤送来的主信号。C点到A点的支路信号传送同理。当BC间的光
12、缆被切断时，S1光纤和P1光纤同时断掉，如图2.2.b。在C节点，由于从A经S1光纤来的AC信号丢失，按通道优选准则，通道开关将由S1光纤转向P1光纤，接收P1光纤传送来的分路信号。故障排除后，开关返回原来位置。图2.2.a 二纤单向通道保护正常工作时 图2.2.b 二纤单向通道保护故障时l 单向通道保护环的特点：优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最快（50ms）。缺点：不能重复使用节点间的时隙，环传输容量较小；不能传送额外业务。 环传输容量：STM-N。注：单向通道保护环获得广泛应用。 二纤双向通道环的应用分为1+1保护和1：1保护两种保护方式。其中，1+1方式与单向通道保护环基本
13、相同，只是返回信号沿相反方向返回。1：1方式需要使用APS协议，但可以用备用通路传送额外业务，可选较短路由，便于查找故障。3、二纤单向复用段保护环这种环形结构中节点在支路信号分插功能前的每一高速线路上都有一个保护开关，正常情况下，低速支路信号仅仅从S1光纤进行分插，保护光纤P1是空闲的。如图2.3.a。当BC节点间光缆被切断时,与光缆切断点相邻的两个节点B和C的保护倒换开关利用APS协议执行环回功能。在B节点，把AC信号切换到P光纤上并使其沿逆时针方向经节点A、D到达C（ABADC）；在节点C，把接收点切换到P光纤上接收信号。CA信号仍按原路由传送（CDA）。故障排除后，倒换开关返回原来的位置
14、。如图2.3.b。图2.3.a 二纤单向复用段保护正常工作时 图2.3.b 二纤单向复用段保护故障时4、二纤双向复用段保护环 环网由二根光纤组成，分别记为S1/P2和S2/P1。每根光纤传输容量的一半作为工作通道（S），另一半作为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。即：S1/P2光纤的一半容量S1传输业务，另一半容量P2为另一根光纤（S2/P1）的工作通道S2提供反方向保护；S2/P1光纤与之类似。 正常工作时，从A到C的业务信号AC，在节点A馈入光纤S1/P2的工作通道S1，并沿顺时针方向经B传送到C：ABC；从C到A的业务信号CA，在节点C馈入光纤S2/P1的工作通道S
15、2，并在同一区段沿逆时针方向经B传送到A：CBA，如图2. 4 a所示。 图2.4.a 二纤双向复用段保护正常工作时 图2.4.b 二纤双向复用段保护故障时故障时，如BC节点间的光缆被切断，节点B和C分别执行时隙交叉功能。即在B把AC业务信号从S1/P2光纤的工作通道S1交叉到S2/P1光纤的保护通道P1上，并使其沿逆时针方向经A、D到达C：ABADC。在节点C，也利用时隙交叉技术把CA业务信号从S2/P1光纤的工作通道S2交叉到S1/P2光纤的保护通道P2上，并使其沿顺时针方向经D到达A：CDA。l 二纤双向复用段保护环的特点优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。 备用通道PI、P2可传送额外业务。缺
