SDH保护环技术
光传输第6章 光传输网技术(SDH环保护技术)
线路板 S16, SL4, SL1
交叉板 XCS, GTC
事 件 记录
OptiX 复用段倒换过程
线路上出现故障时，由线路板检测到SD或SF条件，然后上 报到主控板，主控板根据APS协议产生K字节，并通过线路板发送 出去，其它节点的线路板收到K字节后上报主控板，由主控板完成 APS协议。
主控板根据协议确定各节点的倒换状态，然后下发命令到交 叉板进行业务的切换。
通道保护倒换过程
倒换恢复过程：
支路板软件会不停检测主环方向下来的信号是 否仍为AIS。若仍是AIS，表明主环方向尚未恢复 正常，系统保持现状，若连续10分钟没有检测到 AIS，则表明主环方向已恢复正常，支路板迅速倒 换至主环，同时该通道的保护倒换告警（PS告警 ）结束，系统恢复到未倒换状态。
复用段保护机理
配置业务时，需按照主环方向配置 单向业务。如右图的通道保护环， 网元1和网元3之间有1个2M业务。
其业务配置为： 网元1：cfg-create-vc12: sys1, g1w1,1 sys1, t1p1,1;
cfg-create-vc12: sys1, t1p1,1, sys1, g1e1, 1; 网元2：cfg-create-vc12: sys1, g1w1,1, sys1,g1e1, 1; 网元3：cfg-create-vc12: sys1, g1w1, 1, sys1, t1p1,1;
当故障排除后，倒换开关 通常将返回其原来的位置。
二纤双向复用段共享保护环示意图
OptiX 复用段倒换过程
OptiX复用段倒换的实现：
启动/停止
SF,SD上报
网管、 命令行
设置参数
查询状态， 事件
强制，人 工，锁定 倒换
SDH自愈环工作原理
SDH自愈环工作原理一、自愈环的分类目前环形网络的拓扑结构用得最多，因为环形网具有较强的自愈功能。
自愈环的分类可按保护的业务级别、环上业务的方向、网元节点间光纤数来划分。
按环上业务的方向，可将自愈环分为单向环和双向环两大类。
按网元节点间的光纤数可将自愈环划分为双纤环和四纤环。
按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类通道保护环和复用段保护环的区别是：对于通道保护环业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC。
倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否应进行倒换，例如在STM-16环上若收端收到第4个VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将该通道切换到备用信道上去。
复用段倒换环是以复用段为基础的。
倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。
倒换是由K1、K2（b1~b5）字节所携带的APS协议来启动的。
当复用段出现问题时环上整个STM-N或1/2STM-N的业务信号都切换到备用信道上。
复用段保护倒换的条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信号。
二、两种常见的自愈环当前组网中常见的自愈环为二纤单向通道保护环和二纤双向复用段保护环。
1.二纤单向通道保护环二纤通道保护环由两根光纤组成两个环。
其中一个为主环S1，一个为备环P1。
两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的并发选收功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务并发到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向相反。
平时网元支路板选收主环下支路的业务。
如图5-4(a)所示，若环网中网元A与C互通业务，网元A和C都将上环的支路业务并发到环S1和P1上，S1和P1上的所传业务相同且流向相反--S1逆时针P1为顺时针。
在网络正常时，网元A和C都选收主环S1上的业务，那么A与C业务互通的方式是A到C的业务经过网元D穿通由S1光纤传到C（主环业务）；由P1光纤经过网元B穿通传到C（备环业务），在网元C支路板选收主环S1上的A →C业务，完成网元A到网元C的业务传输。
SDH复用段保护概述
置的指示符 ，以便接 收端能根据这个位置指示 下 ，所有ＳＴＭ—Ｎ信号都要经历映射 、定位 、复
符 的值 准确分 离信 息净 负 荷 。
用 三个 步骤 。复用 线路 如 图２所示 。
口 指针处理
·一 · ●
复 用 定位校准 映射
图 ２ 复 用 线 路 图
三 、ＳＤＨ的 复用 段 保 护
地方 。
ＳＴＭ—Ｎ信 号 速 率 的４倍 。第 二 种 情 况 是 将 各 级
２．段 开销 （ＳＯＨ）包括 再生段 开销 （ＲＳＯＨ） ＰＤＨ支路信号复用进ＳＴＭ—Ｎ信号 中去 ，主要有
和复用段开销 （ＭＳＯＨ）是为 了保证信息净负荷 比特 塞人 法 和 固定 位置 映射 法 。
正 常 传 送 所 必 须 附 加 的 网络 运 行 、管 理 和 维 护
辽 宁 省 网 的业 务 量 非 常 大 ， 为 了 确 保 信 号在 网络 中的正常传输 ，业务被分成 了两个方 向 ：一 部分 由通 路 Ｓ１向下 传 输 ，另 一 部 分 由通 道Ｐ１向下 传 输 。所 以 ，两 个 通 道 间互 为 保 护 ， 在 发 生 断纤 时 ，不会 影 响 网 络 中信 号 的 正 常 传 输 ，保 证业 务 的持 续稳定 。
· ５９ ·
在正常情况下 ，ＡＣ信号会利用ｓｌ的前半时隙从 ｓ１通 路 中先 经 过 网元 Ｂ，当网 元 ｃ正 常 时 ，再 由 网元Ｂ到达 网元ｃ。但是 当网元Ｂ和 网元ｃ之间的 光缆发生 断路 时 ，ＡＣ信号到达 网元Ｂ后不 能继 续 由ｓ１通路传送到网元ｃ。那么ＡＣ信号就会在网 元 Ｂ中进 行 倒 换 ，利 用 通 路 Ｐ１，使 ＡＣ信 号 从 网 元Ｂ传送到网元Ａ，然后 由网元Ａ传送到网元Ｄ， 最后从 网元Ｄ传送到网元ｃ，完成把ＡＣ信号的传 输过程 。同理 ，如果 回传信号ＣＡ在传输过程 中 遇 见 断纤 情 况 ，那 么 ，ＣＡ信 号 也 会倒 换 到 通 路 Ｐ１，逆 时针 传送 到 网元Ａ。
SDH保护技术及原理-传输
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保护原理及保护方式
子网连接保护SNCP 子网连接保护
SNCP业务均是针对线路到线路的业务，即一个站本地支路上下的业务均不认为是SNCP业务，不会生 成SNCP业务对，而是和通道保护的处理相同。
内部资料 切勿传播
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接入环双节点跨接组网方式
接入环双节点跨接组网方式 方式一： 方式一：双平面双蝶型
内部资料 切勿传播
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接入环双节点跨接组网方式
接入环双节点跨接组网方式 方式二：全程端到端 组网 方式二：全程端到端PP组网
(a)汇聚环与接入环均采用pp方式：最大容量为16VC4，无法防止异侧光路中断引起的业务中断 (b)汇聚环采用MSP,接入环采用SNCP方式：最大容量为8VC4，可以利用汇聚层的MSP保护，防止汇 聚层与接入层光路同时中断引起的业务中断。
风险
汇聚节点单节点失效 导致 50％业务中断 存在
单节点隐患 网络 容量
不存在 16 个 VC4 保护方式叠加、配置 复杂
双平面 32 个 VC4 跨两个平面、配置相 维护、管理、 对 配置 复杂 除非单平面双节点 连接不易实现，同时 两平面相同位置的汇 聚节点均为不同的物 理节点。 否则一般不建议采 用。
接入环双节点跨接组网方式 方式四：双节点 方式四：双节点MSP+PP组网 组网
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接入环双节点跨接组网方式
接入环双节点跨接组网方式 方式五： 方式五：双平面单节点挂环
内部资料 切勿传播
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接入环双节点跨接组网方式
接入层组网策略
方式一 业务保护方 式 接入环 PP 保护＋汇 聚环业务分摊 方式二 接入环 SNCP 保 护+汇聚环 MSP 叠加保护 安全性 较高 接入环双节点端 到端 PP 模式 接入环与汇聚环 异侧同时断纤造 成部分接入业务 中断 不存在 8 个 VC4 保护方式叠加、 配置复杂 16 个 VC4 简单
SDH光传输环保护方式讨论
SDH光传输环保护方式的探讨摘要：随着数据通信业务的迅猛发展，现代社会对网络的安全性要求越来越高。
SDH自愈保护是提高光网络安全性的重要手段之一。
本文主要介绍了几种SDH自愈环的结构特性、环网保护机制、自愈环的优缺点，为网络安全建设提供依据。
在高速光纤网中，由于业务的集中，网络的安全性显得十分重要。
在共享带宽和提高自愈能力方面，环型网络对于接入网是比较经济有效的。
环型结构不但可以对连接失效进行保护，还能够对节点失效进行保护。
一、SDH保护方式探讨1、SDH基本概念SDH（Synchronous Digital Hierachy）全称叫做同步数字传输体制，是一种传输的体制（协议）。
这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性。
它采用全球统一的接口以实现设备多厂家的兼容，在全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率。
2、SDH的网络自愈环保护与恢复当前通信网络中，网络安全性越来越受到人们的重视。
所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，通过保护倒换的方式，网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务从故障中恢复传输，让用户几乎感觉不到网络出了故障。
(一)网络保护方式1、二纤单向通道保护环。
2、二纤双向复用段保护环二纤双向复用段保护环上的两根光纤，一条光纤上一半时隙载送工作通路（S1）和另一半时隙载送保护通路（P2），另一条光纤上一半时隙载送工作通路（S2）和另一半时隙载送保护通路（P1）。
在一条光纤上的工作通路（S1），由沿环的相反方向的另一条光纤上的保护通路（P1）来保护。
反之亦然。
允许业务双向传送。
在正常情况下，网元A语音业务沿着S 1光纤以顺时针的方向到达网元C，其他业务沿着P1光纤以逆时针方向到达网元C。
网元C的语音业务沿着S2光纤以逆时针方向到达网元A，其他业务业务沿着P2光纤以顺时针方向到达网元A。
SDH保护技术及原理-传输
在ITU-T建议G.805中的定义如下： 子网：为进行选路由及管理的目的，对层网络进行功能分割产生的子集，它由一组联系在一起并传递 特征信息的端口组成，其最低等级可以是一个矩阵（一个网元）。 子网连接：跨越子网的连接。其最低等级可以是一个矩阵连接。 子网连接保护：当工作子网连接（或网络连接）失效或性能劣于某一必要水平时，工作子网连接将由 保护子网连接代替。
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接入环双节点跨接组网方式
内部资料 切勿传播
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内部资料 切勿传播
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ECC基本概念
1
DCC为SDH帧结构中的网管信息通道，其开销字节分布在再生段和复用段。再生段DCC 使用段开销字节D1-D3作为192Kbit/s基于消息的信道，复用段DCC使用段开销字节D4D12作为单一的576Kbit/s基于消息的信道。
2
嵌入控制信道（ECC）协议栈：SDH网络中的ECC是传送操作、管理和维护（OAMP） 信息的逻辑信道。它以SDH中的数据通信信道（DCC）作为其物理通路。SDH ECC 协 SDH DCC SDH 议栈是以OSI参考模型为基础的，协议的设计方法与当前管理系统的面向对象是一致的。
B
C
D
A
NO.2 VC4
NO.3 VC4
NO.5~8 VC4 注：NO.9~16 VC4 作为保护通道
内部资料 切勿传播
环网最大容量N*STM-N/2 环网最大容量
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保护原理及保护方式
双纤单向复用段保护环 四纤双向复用段保护环
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接入环双节点跨接组网方式 方式一： 方式一：双平面双蝶型
内部资料 切勿传播
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接入环双节点跨接组网方式
SDH网络保护
工. 作. . 工. 作. .
Wn
工作 工作
Wn
MSA
MST RST SPI REG SPI RST MST
MSA
工作段共享保护段，N值范围为1~14。N个工作通路中任何一个或额外 业务通路与保护段连接，MSP对接收信号条件进行监视和评价。
效率高于1+1保护方案
4
APS倒换规约
两个自动保护字节K1和K2实现APS倒换规约 K1字节表示请求倒换的信道
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单向环和双向环的概念
单向环
双向环
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一 二纤单向通道保护环
A
D
B
C P
W
a ) 正常情况
A
D
B
C P
W 倒换
b ) 故障情况下
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二纤环的工作原理
二根光纤形成内环和外环，一根用于传业务信号，另一 根用于保护。二个环都是单向环，传输方向相反。采用并 发选收结构，节点A，发往C的支路信号同时馈入两根光纤， 沿两个相反的方向同时到达C，C根据信号质量的优劣选择 哪一路使用。AC中断时,经W光纤来的信号丢失，按选优原 则，倒换开关由W光纤转向P光纤，接收此纤上的信号使用。 因此AC间信号传输得以维持，不会丢失。
正常情况下，AC信号置于W1/P2光纤上一半时隙中顺时针传到C，另一半空 着。断缆时，BC节点的倒换开关将两根光纤沟通。利用时隙交换技术，业务 信号移到另一光纤的原空闲的保护时隙上。
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自愈环的APS规约
K1字节
R R R P ID ID ID ID
K2字节
请求级别 请求级别
0低 1 高
信道号 节点号
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二 二纤双向通道保护环
倒换
SDH自愈环保护机制及比较
科技信息现代社会离不开通信，而通信网络的安全性，即网络的生存性也越来越显示出其重要的地位。
自愈网的概念由此而产生，就是说网络在出现意外故障时能够在极短时间内且无需人为干涉自动恢复所携带业务，即网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。
SDH 环形网保护就是实现自愈网的方法之一。
１．自愈环分类SDH 自愈环一般是由若干分插设备ADM 首尾相连构成的环形结构网。
这种结构的网具有很高的生存性。
自愈环结构分为通道保护环和复用段(线路)共享保护环。
通道保护环业务量的保护倒换发生条件是根据离开环的通道信号质量好坏决定，一般看是否产生通道AIS 信号;复用段共享保护环以每一对节点间的复用段信号优劣而定，出故障时，整个节点间的复用段业务全部转向保护环。
通道保护环一般用专用保护，即正常情况下保护段也传业务信号，而复用段保护环一般用公用保护，即正常情况下保护段空闲。
根据进入环的支路信号与由该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同，自愈环分为单向环和双向环;根据一对节点间所用光纤的最小数目又分为二纤环和四纤环。
通道倒换环一般工作在单向二纤方式，目前也有的工作在双向两纤方式下;复用段倒换环可以工作在两纤、四纤、单向、双向，见图1。
自愈环复用段倒换环公用保护环→双向环两纤环四纤环专用保护环→单向环→两纤环通道倒换环→专用保护环单向环→两纤环→1+1双向环→两纤环1+11:1M:N →→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→→图1SDH 自愈环结构分类由上图可以看出，自愈环分五种典型结构:两纤单向、两纤双向、四纤双向复用段保护环和两纤单向、两纤双向通道保护环。
下面分别介绍这几种结构。
２．自愈环结构及保护机理2.1两纤单向复用段保护环如图2所示，S 表示业务光纤，P 表示保护光纤，支路信号从S1光纤插入，P1光纤一般空闲。
各节点中高速线路上都有一个保护倒换开关。
B 、C 间光纤断后，B 节点开关倒换，S1上的AC 线路信号经P1沿相反方向传到C 节点，经C 节点倒换开关再从P1光纤回到S1光纤落地分路。
SDH的优点
SDH的优点SDH技术同传统的PDH技术相比，有下面几个明显的优点：1、统一的比特率：在PDH中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。
而SDH中实现了统一的比特率。
此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。
2、极强的网管能力：在SDH帧结构中规定了丰富的网管字节，可提供满足各种要求的能力。
3、自愈保护环：在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。
4、SDH技术中采用的字节复接技术：若把SDH技术与PDH技术的主要区别用铁路运输类比一下的话，PDH技术如同散装列车，各种货物(业务)堆在车厢内，若想把某一包特定货物(某一项传输业务)在某一站取下，即需把车上的所有货物先全部卸下，找到你所需要的货物，然后再把剩下的货物及该站新装货物一一堆到车上，运走。
因此，PDH技术在凡是需上下电路的地方都需要配备大量各次群的复接设备。
而SDH技术就好比集装箱列车，各种货物(业务)贴上标签(各种开销：Overhead)后装入集装箱。
然后小箱子装入大箱子，一级套一级，这样通过各级标签，就可以在高速行驶的列车上准确地将某一包货物取下，而不需将整个列车“翻箱倒柜”(通过标签可准确地知道某一包货物在第几车厢及第几级箱子内)，因此，只有在SDH中，才可以实现简单地上下电路。
因此，可以肯定地说，即将实现的信息高速公路将基本上由SDH 设备构成，只有同高速公路(SDH)相连的支路、叉路将仍保留部分PDH设备。
据统计目前世界上共有17家电讯厂商掌握SDH技术。
随着中国邮电工业总公司及所属四家工厂与邮电部第五研究所合作研制的ATM-1/STM-4级别的SDH设备的推出，该公司成为了世界上第18家能够提供SDH设备的企业。
SDH保护环技术
本设计对SDH自愈环及其在光接入网中的应用做了简明、扼要的探讨和分析，并结合目前SDH技术发展状况及接入网的市场趋势，阐述了通过SDH自愈环组网的观点。
在这个主导思想下，针对性的设计了南昌市本地光接入网的组网方案。
本设计首先介绍了SDH自愈环的结构，从理论上对其有了了解，在此基础上进行进一步的分析及相关的技术和应用探讨，确定各种结构的应用范围。
最后，根据具体应用设计的流程，给出南昌市本地光接入网的组网方案，其中包括：可行性研究、网络系统、软件设置、概预算（包括配置）等。
全文较为系统、全面的剖析了SDH自愈环及其应用，有一定的指导意义。
第一章SDH自愈环自愈环是能提供冗余的带宽和冗余的网络设备，使得网上因网络失效而受影响的业务能够自动恢复的环网络。
SDH最大的优点是网络性和自愈，它的线性应用并不能将它的这些特性充分发挥出来，因此在绝大多数情况下SDH设备组成环形网，将涉及通信的所有节点串联起来，并首尾相连，没有任何开放节点。
在SDH环形网中每个节点由分插复用器(ADM)构成，具有分插功能。
环形网结构中除使用ADM外，也可使用数字交叉连接设备(DXC：DigitalCrossConnect)。
第一节SDH自愈环结构及分析1.1.1自愈环结构介绍SDH自愈环结构可以划分为两大类，即通道保护环和复用段保护环。
.对于通道保护环，业务量的保护是以通道为基础的，倒换与否按离开环的个别通道信号质量的优劣来决定，通常利用简单的通道告警指示AIS信号来决定是否应进行倒换。
而对于复用段倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定。
两者的重要区别：前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传业务信号，保护时隙为整个环专用；后者往往使用公用保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护时隙由每对节点共享。
按照进入环的支路信号与由该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同来区分，可以将自愈环分为单向环和双向环.单向环中所有业务信号按同一方向在环中传输，而双向环中，进入环的支路信号按一个方向传输，由该支路信号分路的节点返回的信号按相反方向传输。
SDH保护简介
SDH的网络保护简介烽火通信科技股份有限公司产品行销部撰写说明SDH网络优越的自愈性能是SDH技术的主要优点之一。
SDH的保护手段非常丰富，也较为复杂，我们在学习SDH技术时，常常感觉对于SDH的保护难以掌握。
近期，在很多新同事的周报中都有关于SDH保护方面的问题，因此项目支持分部整理编写了本文。
限于编者时间和水平有限，未尽或谬误之处在所难免，请各位同仁批评指正，联系方式：fanzhw@。
目录1SDH保护及分类4 2路径保护42.11+1 线路保护 (4)2.21：N 线路保护 (5)2.3二纤单向复用段保护环 (6)2.4二纤双向复用段共享保护环 (7)2.5四纤双向复用段共享保护环 (7)3子网连接保护93.1子网连接概述 (9)3.2SNCP 的应用 (10)3.3二纤单向通道保护环 (13)3.4二纤双向通道保护环 (13)4其他保护方式 144.1双节点互通（DNI）业务保护 (14)4.2共享光纤虚拟路径保护 (16)5保护环业务容量及倒换时间 171SDH保护及分类利用各种保护手段构建的SDH自愈网无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障，极大地保障了网络的安全。
SDH 网络主要依靠保护（Protection）和恢复（Restoration）两种作用机制，保证通信业务在故障情况下可以得到保持。
保护和恢复概念的区别在于：保护是利用传送节点预先安排的容量,用一定的备用容量去保护一定的主用容量,备用资源无法在网络大范围内共享；恢复是可以利用节点间的任何可用容量来恢复业务,如当发生链路或节点失效时,网络可以用重新选择路由的算法,广泛调用网络中的任何可用容量来恢复业务。
从网络的功能结构划分，SDH的保护可分为路径保护和子网连接保护。
从网络的拓扑结构来划分，SDH的保护可分为线路（line）保护倒换、环网（Ring）保护、网孔网（Mesh）保护等多种保护方式。
SDH保护环
SDH 保护环分析总结一、SDH 复用结构基本原理SDH 的复用单元包括标准容器(C ）、虚容器（VC ）、支路单元（TU ）、支路单元组（TUG ）、管理单元(AU ）、管理单元组（AUG ）.各种业务信号复用进STM —N 的过程都要经历映射、定位和复用三个步骤.映射：是一种在SDH 边界处使支路信号适配进虚容器的过程。
即各种速率的G 。
703信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，之后再加进低阶或高阶通道开销形成虚容器。
定位：是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。
低阶虚容器对应支路单元，高阶虚容器对应管理单元。
复用：是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层，或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程，即以字节交错间插方式把TU 组织进高阶VC ，或者把AU 组织进STM —N 的过程，也称同步复用.SDH 帧结构中安排有两大类开销：段开销（SOH ）和通道开销（POH ）,它们分别用于段层和通道层的维护。
二、SDH 传送网的分层模型总共分为四层，分别是物理层、段层、通道层、电路层。
其中物理层为最下层,电路层为最上层,下层为上层提供服务,上层为下层提供服务内容.模型如下：1、物理层：完成STM-N 线路光接口信号与逻辑电平信号之间的转换。
图1 G.709建议的SDH 复用结构图2 SDH 传送网的分层模型2、段层：分为再生段层和复用段层（1）再生段层:用于传递再生中继器之间，以及再生中继器与复用终端之间信息的网络。
（2）复用段层：用于传送复用终端之间信息的网络，如负责向通道层提供同步信息，同时完成有关复用段开销的处理和传递等工作.3、通道层:为电路层网络节点如交换机提供透明的通道，即电路群。
4、电路层：是面向公用交换业务的网络，如电路交换业务、分组交换、租用线业务和B-ISDN虚通路等.三、SDH 传输系统模型通道终端通道终端（线路终端）复用/解复用（线路终端）复用/解复用1、终端复用器和分插复用器是SDH 网中最重要的两个网络单元。
常用SDH网络保护机理及对比详解
单向复用段环
链形网
典型的链形网如图所示。
路由 一致路由 一致路由 一致路由 分离路由 分离路由
业务方向 双向 双向 双向 单向 单向
此主题相关图片如下：
链形网络图
链形网的特点是具有时隙复用功能，即线路 STM-N 信号中某一序号的 VC 可在 不同的传输光缆段上重复利用。如图中 A—B、B—C、C—D 以及 A—D 之间通有业 务，这时可将 A—B 之间的业务占用 A—B 光缆段 X 时隙（序号为 X 的 VC，例如 3VC4 的第 48 个 VC12），将 B—C 的业务占用 B—C 光缆段的 X 时隙（第 3VC4 的
链网的这种时隙重复利用功能，使网络的业务容量较大。网络的业务容量指能 在网上传输的业务总量。网络的业务容量和网络拓扑，网络的自愈方式和网元节 点间业务分布关系有关。
链网的最小业务量发生在链网的端站为业务主站的情况下，所谓业务主站是指 各网元都与主站互通业务，其余网元间无业务互通。以图为例，若 A 为业务主站， 那么 B、C、D 之间无业务互通。此时，C、B、D 分别与网元 A 通信。这时由于 A —B 光缆段上的最大容量为 STM-N（因系统的速率级别为 STM-N），则网络的业 务容量为 STM-N。
按环上业务的方向可将自愈环分为单向环和双向环两大类；按网元节点间的 光纤数可将自愈环划分为双纤环（一对收/发光纤）和四纤环（两对收发光纤）； 按保护的业务级别可将自愈环划分为通道保护环和复用段保护环两大类。
下面讲讲通道保护环和复用段保护环的区别。对于通道保护环，业务的保护 是以通道为基础的，也就是保护的是 STM-N 信号中的某个 VC（某一路 PDH 信号）， 倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收 到简单的 TU-AIS 信号来决定该通道是否应进行倒换。例如在 STM-16 环上，若收 端收到第 4VC4 的第 48 个 TU-12 有 TU-AIS，那么就仅将该通道切换到备用信道 上去。
SDH设备保护总结
SDH设备保护总结保护是SDH网络最具特色的优点之一。
保护是利用传送节点间预先安排的容量即备用容量，保护一定的主用(工作)容量。
目前，根据不同厂家设备实现的保护功能不同，可把SDH网采用的保护方式大体分为三种（最基本的方式）：I路径保护；II 子网连接保护(SNCP)；III 单板保护；在复杂组网的时候，有可能要用到双节点保护(DNI)，DNI保护也是由I、II两种保护方式进行相互组合而成的，详细实现过程参见G.842建议。
下面说明一下I、II、III这三种保护方式。
I路径保护路径保护目前三两种：1.复用段链路保护；2.复用段环保护；3.通道环保护。
1.复用段链路保护复用段链路保护可以用来保护工作通道失效，但不能保护节点的失效。
该种保护又分为1+1保护方式和1：N保护方式，采用“对端桥接，本端倒换”的原则。
1+1保护方式支持：单向/双向业务的保护；被保护业务具有返回式和非返回式；不能加载额外业务。
！：N保护方式支持：被保护业务只有返回式；能加载额外业务。
对于双向业务的复用段链路保护需要启动APS模块，具体的桥接倒换过程参见G.841建议。
而对于单向的复用段链路保护不需要启动APS模块，对于1+1单向保护来说，一端是永久桥接的，只有另一端实现倒换。
2. 复用段环保护复用段环保护环目前实现的有：二纤单向复用段保护环、二纤双向复用段共享保护环、四纤双向复用段共享保护环。
之所以说是共享保护环是因为当某环的不同段(不是同时)发生倒换时，不同段的保护业务都可以经过该环的某一段。
二纤单向复用段保护环如下图：二纤单向复用段倒换环:：业务正常二纤单向复用段倒换环:：业务中断在二纤单向复用段保护环中，如果业务在B、C之间中断，则AC的业务受影响，B点桥接、C点倒换，业务走保护通道P1。
CA的业务不受影响。
下面举例说明二纤单向复用段倒换环的时隙走向。
以STM-4信号为例。
我们在A点3.上2#AUG业务，在C点3环回。
SDH 技术原理,应用及环路保护
SDH1 SDH的技术背景传统的由PDH传输体制组建的传输网，由于其复用的方式很明显的不能满足信号大容量传输的要求，另外PDH体制的地区性规范也使网络互连增加了难度，因此在通信网向大容最、标准化发展的今天，PDH的传输体制已经愈来愈成为现代通信网的瓶颈，制约了传输网向更高的速率发展。
SDH技术的诞生有其必然性，随着通信的发展，要求传送的信息不仅是话音，还有文字、数据、图像和视频等。
加之数字通信和计算机技术的发展，在70至80年代，陆续出现了T1(DS1)/E1载波系统(1.544/2.048Mbps)、X.25帧中继、ISDN(综合业务数字网) 和FDDI(光纤分布式数据接口)等多种网络技术。
随着信息社会的到来，人们希望现代信息传输网络能快速、经济、有效地提供各种电路和业务，而上述网络技术由于其业务的单调性，扩展的复杂性，带宽的局限性，仅在原有框架内修改或完善已无济于事。
SDH就是在这种背景下发展起来的。
在各种宽带光纤接入网技术中，采用了SDH技术的接入网系统是应用最普遍的。
SDH的诞生解决了由于入户媒质的带宽限制而跟不上骨干网和用户业务需求的发展,而产生了用户与核心网之间的接入"瓶颈"的问题，同时提高了传输网上大量带宽的利用率。
SDH技术自从90年代引入以来，至今已经是一种成熟、标准的技术，在骨干网中被广泛采用，且价格越来越低，在接入网中应用可以将SDH 技术在核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性带来好处，在接入网的建设发展中长期受益。
2 SDH的概念和特点SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，是美国贝尔通信技术研究所提出来的同步光网络（SONET）。
国际电话电报咨询委员会（CCITT）（现ITU-T）于1988年接受了SONET 概念并重新命名为SDH，使其成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。
电力通信中SDH的运用
电力通信中SDH的运用SDH技术的优势1自愈功能为了确保电力传输系统的稳定性以及可靠性，SDH通信体系具有自愈功能。
实际上也就是在通信网络当中不需要人为干预，通信网络自身能从故障状态中自动、适时地恢复持续通信。
SDH具有多种网络拓扑结构，具体包括两纤单向复用段保护环、两纤单向通道保护环、四纤双向复用段保护环、两纤双向通道保护环等结构体系。
由其所构成的网络体系十分灵活，在实际的通信网络的运行中有效提高了其安全性、可靠性以及实时性。
就当前电力通信网络现状而言，具有广泛的应用前景。
2统一的国际比特率传统的PHD体制当中，具有欧洲、北美以及日本三种体系速率等级。
然而SDH传输系统在国际上使用的是统一的比特率以及统一的接口标准，从而为不同厂商之间的联合奠定了基础。
此外，SDH技术的横向兼容性较好，能实现各种新的业务信号的容纳，从而形成全球统一的数字传输标准体系，从而在很大程度上提高了网络可靠性，同时其与PHD技术完全兼容，为相应的电力通信网络的设计和改造节约了资金。
3传送透明度高SDH接入系统的不同等级码流在帧机构净负荷区内按照一定的规律排列。
同时由于净负荷区实现了与网络的同步，由此通过利用软件能迅速将低速信号从高速信号中一次分离出来，从而实现了一次服用的特性。
这是传统的PHD系统无法实现的。
SDH体制在一定程度上减少了背靠背的接口复用设备，从而从更深层次上提高了网络业务的传输透明度。
SDH体制也存在一定的弊端，例如具有较低的频带利用效率，从而导致了通信有效性以及可靠性之间存在一定的矛盾；指针的调整机制较为复杂，同时在调整过程中容易产生抖动；通信系统中大量软件的应用，致使系统容易受到病毒或者误操作的危害。
SDH技术在电力通信系统当中的应用1PDH技术缺陷传统的光纤通信系统是采用PDH，PiesiochronousDigitalHierarchy，准同步数字体系，并未统一全网的时钟，同时也不能实现各个厂家生产设备的互联，同时由于其标准以及性能的不同，无法实现新业务的开发，不符合现代网络管理的实际需要。
SDH自愈保护原理和实现
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各类保护方式的实现原理 (3)三、各类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(DNl) (17)C、(相交环)MADM实现的DNl (24)3、共享光纤虚拟路径保护 (28)四、各类保护方式的比较 (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（在复用段与通道层）>SDH子网连接保护（要紧分为固有的监测与非介入式监测两种方式）1、路径保护（段与通道）又包含线性复用段保护倒换（1÷1与1： N）、复用段共用保护环（二纤环与四纤环）、复用段专用保护环与线形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能够是专用的保护也能够是共享的保护，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隙，它可按单向或者者双向的方式操作，并可在保护复用段上载送额外的业务信息（次重要的信息）。
该保护方式使用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与保护容量，也就是说业务在环中能够沿两个不一致方向的任一个方向行进，即沿环的长路径或者短路径。
通常是优选短路径，但有的时候也会选长路径，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者节点失效时，环的保护容量能够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能够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，通常情况下为2纤环。
由两个反转的环构成，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与不能超过每两个节点之间的容量。
SDH光传输环保护方式
SDH光传输环保护方式的探讨作者：陈媛媛栏目：技术交流添加时间：2009-5-27 17:02:45摘要：随着数据通信业务的迅猛发展，现代社会对网络的安全性要求越来越高。
SDH自愈保护是提高光网络安全性的重要手段之一。
本文主要介绍了几种SDH自愈环的结构特性、环网保护机制、自愈环的优缺点，为网络安全建设提供依据。
关键词：SDH；自愈环；保护中图分类号：O438 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2009）08（c）-0000-01在高速光纤网中，由于业务的集中，网络的安全性显得十分重要。
在共享带宽和提高自愈能力方面，环型网络对于接入网是比较经济有效的。
环型结构不但可以对连接失效进行保护，还能够对节点失效进行保护。
一、SDH保护方式探讨1、SDH基本概念SDH（Synchronous Digital Hierachy）全称叫做同步数字传输体制，是一种传输的体制（协议）。
这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性。
它采用全球统一的接口以实现设备多厂家的兼容，在全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率。
2、SDH的网络自愈环保护与恢复当前通信网络中，网络安全性越来越受到人们的重视。
所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，通过保护倒换的方式，网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务从故障中恢复传输，让用户几乎感觉不到网络出了故障。
(一)网络保护方式1、二纤单向通道保护环。
二纤单向通道保护环是由两根光纤组成两个环，其中一个为主环S；另一个为保护环P。
两环的业务流向相反，通道保护环的功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的。
在正常情况下，网元A向网元C发业务，A将环业务“并发”到主环S、保护环P上，网元支路板“选收”主环下支路的业务。
如图1所示。
当BC段光缆被同时切断，网元A仍然将环业务“并发”到主环S、保护环P上，两环业务完全一样且流向相反。
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本设计对SDH自愈环及其在光接入网中的应用做了简明、扼要的探讨和分析，并结合目前SDH技术发展状况及接入网的市场趋势，阐述了通过SDH自愈环组网的观点。
在这个主导思想下，针对性的设计了南昌市本地光接入网的组网方案。
本设计首先介绍了SDH自愈环的结构，从理论上对其有了了解，在此基础上进行进一步的分析及相关的技术和应用探讨，确定各种结构的应用范围。
最后，根据具体应用设计的流程，给出南昌市本地光接入网的组网方案，其中包括：可行性研究、网络系统、软件设置、概预算（包括配置）等。
全文较为系统、全面的剖析了SDH自愈环及其应用，有一定的指导意义。
第一章SDH自愈环自愈环是能提供冗余的带宽和冗余的网络设备，使得网上因网络失效而受影响的业务能够自动恢复的环网络。
SDH最大的优点是网络性和自愈，它的线性应用并不能将它的这些特性充分发挥出来，因此在绝大多数情况下SDH设备组成环形网，将涉及通信的所有节点串联起来，并首尾相连，没有任何开放节点。
在SDH环形网中每个节点由分插复用器(ADM)构成，具有分插功能。
环形网结构中除使用ADM外，也可使用数字交叉连接设备(DXC：DigitalCrossConnect)。
第一节SDH自愈环结构及分析1.1.1自愈环结构介绍SDH自愈环结构可以划分为两大类，即通道保护环和复用段保护环。
.对于通道保护环，业务量的保护是以通道为基础的，倒换与否按离开环的个别通道信号质量的优劣来决定，通常利用简单的通道告警指示AIS信号来决定是否应进行倒换。
而对于复用段倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定。
两者的重要区别：前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传业务信号，保护时隙为整个环专用；后者往往使用公用保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护时隙由每对节点共享。
按照进入环的支路信号与由该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同来区分，可以将自愈环分为单向环和双向环.单向环中所有业务信号按同一方向在环中传输，而双向环中，进入环的支路信号按一个方向传输，由该支路信号分路的节点返回的信号按相反方向传输。
按照一对节点间所用光纤的最小数量来区分，还可以划分为二纤环和四纤环。
按照上述各种不同的分类方法可以区分出多种不同的自愈环结构（参见表1.1.1）。
通常，通道倒换环主要工作在单向二纤方式，近来双向二纤方式也开始应用，并在某些方面显示了一定的优点。
而复用段倒换环既可以工作在单向方式，又可以工作在双向方式；既可以是二纤方式，又可以是四纤方式。
实用化的结构主要是双向方式。
表1.1.1 SDH自愈环结构分类4种典型的自愈环结构：双纤单向通道倒换环，双纤单向复用段倒换环，双纤双向复用段倒换环和四纤双向复用段倒换环。
（1）双纤单向通道保护环双纤单向通道倒换环使用“首端桥接，末端倒换”（1＋1保护方式）结构，工作信号和保护信号分别由顺时针方向的Ⅰ号光纤（工作光纤）和逆时针方向的Ⅱ号光纤（保护光纤）所携带.工作原理如图2所示，其中节点A为交换局LE侧的光线路终端OLT，节点B，C，D为环上光网络单元ONU.在正常情况下，A节点进入环以节点C为目的地的支路信号（AC）同时馈入工作光纤和保护光纤.工作光纤和保护光纤分别按顺时针和逆时针方向将同样的支路信号送至节点C.分路节点C将同时收到的两方向支路信号，按照信号质量的优劣决定选哪一路作为分路信号.通常，以工作光纤送来的信号为主信号.同理，从节点C返回节点A的支路信号（CA）按上述同样方法两方向送至节点A.当BC节点间光缆被切断时，节点C检测到信号丢失信号(LOS，lossopticalsignal)或AIS信号，于是在其所有以顺时针方向穿过自身的支路信道中插入通道AIS信号.此时，节点A到节点C 和D的业务信号均按通道选优准则实现倒换。
双纤单向通道保护环原理示意图在此有必要讨论一下双纤双向通道倒换环，因为该结构在光接入中应用也较普遍。
双纤双向通道倒换环采用1＋1保护方式，只是进出各节点的工作信号方向相反.其主要2优点是在无保护环或链形应用场合下具有通道再用功能，从而使总的分插业务量增加.原理及保护如图3所示.S1和P1表示节点A到节点B,C,D的工作信号和保护信号，S2和P2表示节点B,C,D返回到节点A的工作信号和保护信号。
双纤双向通道保护环原理示意图（2）二纤单向复用段倒换环二纤单向复用段倒换环如图5．3所示。
环中每个节点在支路信号分插功能之前的每一高速线路上均有一个保护倒换开关。
正常情况如下图（a）所示，信息仅在S纤上传送，例如，节点A发向节点C的信号是从A经S纤按顺时针方向传送到C的。
而节点C发向节点A的信号是从C经S纤按顺时针方向传送到A的，各节点仅从来自S纤的高速信号中分插低速信号，保护纤P是空闲的，单向性在这里看得更加清楚。
当B、C节点间的两根光纤都被切断时，B、C节点靠近故障侧的倒换开关利用APS协议执行环回功能，将高速信号倒换到P纤上，如下图(b)所示。
于是，在B节点由S纤来的信号经过保护倒换开关从P光纤返回，沿逆时针方向穿过A、D两节点到达C节点，并经过C节点的倒换开关回到S纤上分路出来，C到A的信号传送路径不变，故障排除后，倒换开关返回到图(a)所示状态。
（3）四纤双向复用段倒换环双向环通常工作在复用段倒换方式，可以是四纤方式，也可以是二纤方式。
四纤双向复用段倒换环有两根业务光纤(一发一收)和两根保护光纤(一发一收)。
其中业务光纤S1形成顺时针业务信号环，业务光纤S2形成一逆时针业务信号环，而保护光纤P1和P2分别形成与S1和S2反方向的两个保护信号环，在每根光纤上都有一个倒换开关作保护倒换用，如下图3所示。
正常情况下，A节点到C节点的信号顺时针沿S1纤送到C点，而C节点到A节点的信号，从C节点入环后逆时针沿S2纤传回A节点，保护光纤P1和P2是空闲的。
当BC节点间的光缆中断时，利用APS协议，B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，从而得以维持环的连续性，如上图(b)所示。
在节点B，光纤S1和n沟通，光纤S2和P2沟通。
C节点也完成类似功能。
其它节点确保光纤P1和P2上传的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。
故障排除后，倒换开关复原。
在四纤环中，仅仅节点失效和光缆中断才需要利用环回方式进行保护，而设备或单纤故障可以利用传统的复用段保护倒换方式，并具有抗多点失效的能力。
（4）二纤双向复用段倒换环二纤双向复用段倒换环如图5．5所示。
在二纤双向环中，每个传输方向用一条光纤。
正常时，对同一节点而言，发送的信号经一根光纤沿一个方向(如S1)送出，接收的信号则经另一根光纤(如S2)沿另一个方向送来。
但是每根光纤上只将一半的容量分配给业务通路，另一半容量分配给保护通路。
如S1纤一半容量传业务，一半容量留着保护S2上的业务，故此纤称为S1／P2纤；同样道理另一根纤称为S2／P1纤。
以上图中A、C两节点间的传输为例，正常时，如图5．5(a)所示，从节点A进环以节点C 为目的地的业务信号沿S1／P2纤按顺时针方向传输，到达C节点分路出来。
从节点C4进环以节点A为目的地的业务信号则沿着S2／P1纤按逆时针方向传输，到达节点A后分路出来，实现A、C间双向通信。
每根纤的保护时隙均空闲。
当B、C节点之间的两纤断裂时，B、C两节点靠近中断侧的倒换开关利用APS协议执行环回，将S1／P2纤和S2／P1纤桥接，如上图所示。
A节点送给C节点的业务从A节点进环后，沿着S1／P2纤到达B节点后，B节点利用时隙交换技术，将SlW2纤上的业务时隙转移到S2／P1纤上预留的保护时隙，经S2／P1纤沿逆时针方向传送到C节点，经桥接开关后分路出来。
在C节点将从本节点进环沿S2／P1光纤送出的业务信号时隙移到S1／P2光纤的保护时隙，沿S1／P2光纤传送到A节点。
当故障排除后，倒换开关将返回其原来位詈。
1.1.2自愈环结构分析针对上述自愈环结构的特性，特列下表进行分析比较：第二节SDH自愈环设计方法的探讨在做该设计前应先了解整个工程的基本情况，主要包括：各站的站电源（-24V、-48V、还是-60V）；主信道光接口（群路光接口）传输率是多少，各站的应用模式是ADM还是REG，传输距离短、中还是长；支路接口是PDH接口，还是SDH接口，接口的速率等级是多少。
对PDH的2Mbit/s接口，还要清楚其接口是75Ω，还是120Ω，是否采用单元板保护。
对SDH 155 Mbit/s接口要分清是电接口，还是光接口；是否采用外时钟，接口是75Ω还是120Ω。
除此之外，还必须清楚：网上节点数量；整个网上的业务分配，是集中型业务还是均匀型业务；用户对保护倒换是否有明确要求等。
各种自愈环根据其不同的特点，可设计不同的网络应用。
通常对于接入网部分，由于处于网络的边界处，业务容量要求低，而且大部分业务量汇集在一个节点（端局）上，根据特性分析比较表可知通道倒换环十分适合，并且通道倒换环还有一个优点，即可以有选择地决定某些通道保护，某些不保护。
这样在实际网络中，由于往往有其他保护方式（诸如业务量路由分摊或DXC恢复）需要1+1保护的通道量并不很大，此时通道保护环就比较经济了；而当局间通信各节点之间均有较大业务量，而且节点需要较大的业务量分插能力时，具有较大业务量的双向复用段倒换环非常合适。
至于究竟是二纤方式，还是四纤方式，则应根据容量要求和经济性考虑综合比较。
一般来说，业务量不大时，二纤复用段倒换环比较经济，5否则四纤复用段倒换环更经济，这点从分析表中看得很清楚。
但四纤复用段倒换环采用的光纤芯数较多，初期投资较大，在实际网络应用中不是很多。
第二章SDH自愈环的实际应用第一节SDH自愈环在光接入网中的可行性研究2.1.1 SDH自愈环可行性分析SDH已经在核心网牢牢地站住了脚，目前的市场、带宽需求和技术都已显示有必要把SDH的技术上的巨大优势带进接入网领域，使SDH的功能和接口尽可能靠近用户。
在光接入网中应用SDH的主要优势在于：对于要求高可靠、高质量业务的大企事业用户，SDH可以提供理想的网络性能和业务对靠性。
此时可以直接用SDH系统以点到点或环形拓扑形式与用户相连，可以增加传输带宽，改进网管能力，简化维护工作，降低运行维护成本。
SDH的固有灵活性使网络运营者可以更快更有效地提供用户所需的长期和短期业务以及满足组网需要、而发展极其迅速的蜂窝通信系统采用SDH系统尤其适合，它可以迅速灵活地提供所需的2Mbit／s透明通道。
当然，考虑到接入网对成本的高度敏感性和运行环境的恶劣性，适用于接入网的SDH 设备必须是高度紧凑、低功耗和低成本的新型系统。
目前已有若干厂家研制出专用于接入网的SDH设备，其应用市场前景看好。
目前，对于需要带宽大于34Mbit／s的大企事业用户，直接将SDH分插复用器（ADM）设置在用户处用STM－1通道与STMN服务节点相连，已证明是一种经济可行的方法、这种连接既可以是点对点的方式，也可以通过环结构，对于带宽要求远小于34Mbit／s的情况，则采用更低速率的复用器或共享ADM（分插复用器）的方式更经济有效。