通信工程SDH设备组网设计课程设计.doc

兰州交通大学课程设计中文题目： SDH设备组网设计 英文题目： SDH networking equipment design 课程： 现代传输技术 学 院：电子与信息工程学院 专 业： 通 信 工 程 姓 名： 郭 锐 学 号： 201109559 指导教师: 郑玉甫 二 零 一 四 年 六 月 摘要随着通信业的迅猛发展，在接入侧通信传输网络建设过程中经常会遇到一些新的网络和业务结构，而这些新的网络和业务结构在接入侧业务传输和保护问题上对SDH传输设备也提出新的要求，其中有两类情况比较典型。SDH 技术已经得到了广泛的应用, 它组网方式灵活, 能因地制宜地采用线形、环形、星形、链形, 网孔形等多种拓扑结构, 其中环形组网方式应用较为普遍, 且大多数情况下都能满足业务等级对网络健壮性的要求。而在所有环路保护方式中, 复用段保护(MSP) 环又因其资源利用率高、保护及时等特性备受广大传输维护工作者青睐。共享光路, 就是低速率环网借用高速率环网的物理通道作为自己的逻辑通道来实现逻辑上的业务成环, 利用这种技术在逻辑上形成的保护环路称为虚拟环。本文从五个方面对SDH虚拟环组网做了一个系统的介绍，第一部分绪论部分SDH的概念、发展及特点进行了介绍，第二部分介绍了SDH的设备，第三部分对SDH的常见组网方式进行了详细的分类介绍，第四部分虚拟环组网方式虚拟环及保护工作原理做了详细分析，第五部分介绍了虚拟环组网的实现与典型应用，结合实际对虚拟环组网方式的主要特点及优缺点进行了总结。关键字：SDH；SDH设备；组网方式；虚拟环；共享光路子网连接保护 Abstract With the rapid development of communication industry, communication transmission network at the access side of the construction process often encounter some of the new network and business structure, and these new access networks and business structure in the upper side of the business and the protection of SDH transmission transmission equipment also raised new demands, more typical situation in which there are two types. SDH technology has been widely used, it is flexible networking modes, can be adapted to local conditions using a variety of topologies linear, ring, star, chain, mesh shaped, wherein the annular networking applications more common, and most the case can meet service level requirements for network robustness. In all loop protection, the multiplex section protection (MSP) ring but also because of high resource utilization, protection and other features attracted wide transmission timely maintenance workers of all ages. Shared optical path, is the low rate of high-speed ring ring borrowed physical channel as their logical channel to implement business logic into the ring, the use of this technology to protect the loop formed logically called virtual ring. This article from the five aspects of SDH virtual ring network made the introduction of a system, the first part of the introduction part of the SDH concept, development and characteristics were introduced, and the second part describes the SDH equipment, the third part of the common SDH networking for a detailed description of the classification, the fourth part of virtual networking virtual ring and ring protection works to do a detailed analysis, the fifth part describes the implementation of the virtual ring with the typical networking applications, combined with the actual virtual ring group main features and advantages and disadvantages of the network approach are summarized.Keywords: SDH; SDH equipment; networking; virtual ring; shared optical path SNCP目录1.绪论11.1 SDH的概念及发展11.2 SDH网的基本网络单元21.3 SDH的特点31.4 SDH的应用42.SDH设备52.1 再生中继器52.2 复用器52.3 数字交叉连接设备62.4 SDH设备的逻辑功能块73.SDH常见组网方式113.1 SDH设备及其组网原则113.2 SDH基本网络拓扑结构133.3 SDH自愈环网154.虚拟环及保护工作原理174.1 MSP环与SNCP环共享及工作原理174.2 共享光纤虚拟路径保护的含义184.3 共享光纤虚拟路径保护的机理194.4 共享光纤虚拟路径保护的特点194.5 共享光纤虚拟路径保护的设备要求195.虚拟环组网的实现与典型应用205.1 虚拟环组网205.2 虚拟环组网的应用205.3 虚拟环技术的主要优缺点21总结22致谢23参考文献241. 绪论1.1SDH的概念及发展 SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)，根据ITU-T的建议定义，是不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括复用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制。SDH光端机容量较大，一般是16E1到4032E1。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)。国际电报电话咨询委员会(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。它可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点。 SDH采用的信息结构等级称为同步传送模块STMN(Synchronous Transport Mode，N=1，4，16，64)，最基本的模块为STM1，四个STM1同步复用构成STM4，16个STM1或四个 STM4同步复用构成STM16，四个STM16同步复用构成STM64，甚至四个STM64同步复用构成STM256；SDH采用块状的帧结构来承载信息，每帧由纵向9行和横向 270N列字节组成，每个字节含8bit，整个帧结构分成段开销(Section OverHead，SOH)区、STMN净负荷区和管理单元指针(AU PTR)区三个区域，其中段开销区主要用于网络的运行、管理、维护及指配以保证信息能够正常灵活地传送，它又分为再生段开销(Rege nerator Section OverHead，RSOH)和复用段开销(Multiplex Section OverHead，MSOH)；净负荷区用于存放真正用于信息业务的比特和少量的用于通道维护管理的通道开销字节；管理单元指针用来指示净负荷区内的信息首字节在STMN帧内的准确位置以便接收时能正确分离净负荷。SDH的帧传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串型码流依次传输，每帧传输时间为125s，每秒传输1/1251000000帧，对STM1而言每帧比特数为8bit(92701)=19440bit，则STM1的传输速率为194408000=155.520Mbit/s，而STM4的传输速率为4155.520Mbit/s=622.080Mbit/s；STM16的传输速率16155.520(或4622.080)=2488.320Mbit/s1。SDH传输业务信号时各种业务信号要进入SDH的帧都要经过映射、定位和复用三个步骤：映射是将各种速率的信号先经过码速调整装入相应的标准容器(C)，再加入通道开销 (POH)形成虚容器(VC)的过程，帧相位发生偏差称为帧偏移；定位即是将帧偏移信息收进支路单元(TU)或管理单元(AU)的过程，它通过支路单元指针(TU PTR)或管理单元指针(AU PTR)的功能来实现；复用的概念比较简单，复用是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层，或把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程。复用也就是通过字节交错间插方式把TU组织进高阶VC或把AU组织进STM-N的过程，由于经过TU和AU指针处理后的各VC支路信号已相位同步，因此该复用过程是同步复用复用原理与数据的串并变换相类似。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SDH技术可以将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。1.2SDH网的基本网络单元SDH传输网是由一些基本的SDH网络单元(NE)和网络节点接口(NNI)组成，通过光纤线路或微波设备等连接进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。SDH传输网具有全世界统一的网络节点接口从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换的过程；有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STMN(N1， 4，16， 64)。构成SDH系统的基本网元主要有同步光缆线路系统、终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生中继器(REG)和同步数字交叉连接设备(SDXC)。终端复用器(TM)：TM是SDH基本网络单元中最重要的网络单元之一。它的主要功能是将若干个PDH低速率支路信号复用成为STM1帧结构电(或光)信号，或将若干个STMn信号复用成为STMN( n N)。.1型将每个支路输入的STM-N信号中的 VC-4安排在STM-M 帧中的固定位置上。.2型包含VC-4通道连接功能块，能把每个支路的STM-M帧中的任何位置。.1型和.2型属于分插复用器，无需分接和终结整个STM-M信号即可接入STM-M的支路信号。.1型可以接入则PDH G.703接口的支路信号；包括低阶通道控制功能，即从本地 VC-1/2/3到STM-M 的 VC-3/4的复用插入和反向的解复用；还有高阶通道控制功能，即从本地VC-3/4到STM-M的插入和STM-M VC-3/4到本地的终结或再复用传输。.2型可以接入STM-N接口的支路信号，并且具有.1型所没有的附加功能，即可以在内部将STM-M信号分接(解复用)到VC-1/2/3。型复用器为互通复用器，能把随AU-3网中VC-3的C-3净荷转换为AU-4网中VC-3的C-3净荷，完成AU-3网与AU-4网的转换3。STM-NTM140Mbit/s/2Mbit/s/34Mbit/s/STM-N 图2-2 TM模型2.3数字交叉连接设备数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接。DXC可将输入的m路STM-N信号交叉连接到输出的n路STM-N信号上，上图表示有m条入光纤和n条出光纤。DXC的核心是交叉连接，功能强的DXC能完成高速(例STM-16)信号在交叉矩阵内的低级别交叉(例如VC12级别的交叉)。DXCmn 图2-3DXC功能图通常用DXCm/n来表示一个DXC的类型和性能(注mn)，m表示可接入DXC的最高速率等级，n表示在交叉矩阵中能够进行交叉连接的最低速率级别。m越大表示DXC的承载容量越大；n越小表示DXC的交叉灵活性越大。m和n的相应数值的含义见表2.1：表2.1 m、n数值与速率对应表M或n0123456速率64Kbit/s2Mbit/s8Mbit/s34Mbit/s140Mbit/s155Mbit/s622Mbit/s2.5gbit/s2.4SDH设备的逻辑功能块 (1)SPI：SDH物理接口功能块。SPI是设备和光路的接口，主要完成光/电变换、电/光变换，提取线路定时，以及相应告警的检测。 (2)TTF：传送终端功能块。SPI、RST、MST、MSA一起构成了复合功能块TTF，它的作用是在收方向对STM-N光线路进行光/电变换(SPI)、处理RSOH (RST)、处理MSOH(MST)、对复用段信号进行保护(MSP)、对AUG消间插并处理指针AU-PTR，最后输出N个VC4信号；发方向与此过程相反，进入TTF的是VC4信号，从TTF输出的是STM-N的光信号。 (3) RST：再生段终端功能块。RST是RSOH开销的源和宿，也就是说RST功能块在构成SDH帧信号的过程中产生RSOH (发方向)，并在相反方向(收方向)处理(终结)RSOH。 (4)HOI：高阶接口。此复合功能块由HPT、LPA、PPI三个基本功能块组成。完成的功能是将140Mbit/s的PDH信号。 (5)HOA：高阶组装器。高阶组装器的作用是将2Mbit/s和34Mbit/s的POH信号通过映射、定位、复用，装入C4帧中，或从C4中拆分出2Mbit/s和34Mbit/s的信号。 (6)MSA：复用段适配功能块.。MSA的功能是处理和产生AU-PTR，以及组合/分解整个STM-N帧，即将AUG组合/分解为VC4。 (7)LPA：低阶通道适配功能块。LPA的作用是通过映射和去映射将PDH信号适配进C，或把C信号去映射成PDH信号，其功能类似于PDH踎C，此处指140Mbit/s踎C4。 (8)SEMF：同步设备管理功能块。它的作用是收集其它功能块的状态信息，进行相应的管理操作。这就包括了本站向各个功能块下发命令，收集各功能块的告警、性能事件，通过DCC通道向其它网元传送OAM信息，向网络管理终端上报设备告警、性能数据以及响应网管终端下发的命令。 (9)LPT：低阶通道终端功能块。LPT是低阶POH的源和宿，对VC12而言就是处理和产生V5、J2、N2、K4四个POH字节。 (10)MCF：消息通信功能块。MCF功能块实际上是SEMF和其它功能块和网管终端的一个通信接口，通过MCF，SEMF可以和网管进行消息通信(F接口、Q接口)，以及通过N接口和P接口分别与RST和MST上的DCC通道交换OAM信息，实现网元和网元间的OAM信息的互通。MCF上的N接口传送D1D3字节(DCCR)，P接口传送D4D12字节(DCCM)，F接口和Q接口都是与网管终端的接口，通过它们可使网管能对本设备及至整个网络的网元进行统一管理。F接口提供与本地网管终端的接口，Q接口提供与远程网管终端的接口。 (11)HPC：高阶通道连接功能块。HPC实际上相当于一个交叉矩阵，它完成对高阶通道VC4进行交叉连接的功能，除了信号的交叉连接外，信号流在HPC中是透明传输的(所以HPC的两端都用F点表示)。HPC是实现高阶通道DXC和ADM的关键，其交叉连接功能仅指选择或改变VC4的路由，不对信号进行处理。一种SDH设备功能的强大与否主要是由其交叉能力决定的，而交叉能力又是由交叉连接功能块即高阶HPC、低阶LPC来决定的。 (12) SETS：同步设备定时源功能块。数字网都需要一个定时时钟以保证网络的同步，使设备能正常运行。而SETS功能块的作用就是提供SDH网元乃至SDH系统的定时时钟信号。SETS时钟信号的来源有4个：A 由SPI功能块从线路上的STM-N信号中提取的时钟信号；B 由PPI从PDH支路信号中提取的时钟信号；C 由SETPI(同步设备定时物理接口)提取的外部时钟源，如：2MHz方波信号或2Mbit/s；D 当这些时钟信号源都劣化后，为保证设备的定时，由SETS的内置振荡器产生的时钟。SETS对这些时钟进行锁相后，选择其中一路高质量时钟信号，传给设备中除SPI和PPI外的所有功能块使用。同时SETS通过SETPI功能块向外提供2Mbit/s和2MHz的时钟信号，可供其它设备交换机、SDH网元等作为外部时钟源使用。 (13)SETPI：同步设备定时物理接口。作用SETS与外部时钟源的物理接口，SETS通过它接收外部时钟信号或提供外部时钟信号。 (14)HPA：高阶通道适配功能块。HPA的作用有点类似MSA，只不过进行的是通道级的处理/产生TU-PTR，将C4这种信息结构拆/分成TU12(对2Mbit/s的信号而言)。 (15)HPT：高阶通道终端功能块。从HPC中出来的信号分成了两种路由：一种进HOI复合功能块，输出140Mbit/s的PDH信号；一种进HOA复合功能块，再经LOI复合功能块最终输出2Mbit/s的PDH信号。HPT是高阶通道开销的源和宿，形成和终结高阶虚容器。HPT检测J1和C2字节，若失配(应收的和所收的不一致)则产生HP-TIM、HP-SLM告警，使信号在G点相应的通道上输出为全“1”，同时通过G1的b5往发端回传一个相应通道的HP-RDI告警。若检查到C2字节的内容连续5帧为00000000，则判断该VC4通道未装载，于是使信号在G点相应的通道上输出为全“1”，HPT在相应的VC4通道上产生HP-UNEQ告警。 (16)PPI：PDH物理接口功能块。PPI的功能是作为PDH设备和携带支路信号的物理传输媒质的接口，主要功能是进行码型变换和支路定时信号的提取。当PPI检测到无输入信号时，会产生支路信号丢失告警T-ALOS(2Mbit/s)或EXLOS(34Mbit/s、140Mbit/s)，表示设备支路输入信号丢失。 (17)MST：复用段终端功能块。MST是复用段开销的源和宿，在接收方向处理(终结)MSOH，在发方向产生MSOH。 (18)LOI：低阶接口。 (19)MSP：复用段保护功能块。MSP用以在复用段内保护STM-N信号，防止随路故障，它通过对STM-N信号的监测、系统状态评价，将故障信道的信号切换到保护信道上去(复用段倒换)。ITU-T规定保护倒换的时间控制在50ms以内。 (20)LPC：低阶通道连接功能块。与HPC类似，LPC也是一个交叉连接矩阵，不过它是完成对低阶VC(VC12/VC3)进行交叉连接的功能，可实现低阶VC之间灵活的分配和连接。一个设备若要具有全级别交叉能力，就一定要包括HPC和LPC。 (21)LPA：低阶通道适配功能块。低阶通道适配功能块的作用与前面所讲的一样，就是将PDH信号(2Mbit/s)装入/拆出C12容器，相当于将货物打包/拆包的过程：2Mbit/s 踎C12。 (22)PPI：PDH物理接口功能块。与前面讲的一样，PPI主要完成码型变换的接口功能，以及提取支路定时供系统使用的功能。 (23)LOI：低阶接口功能块。低阶接口功能块主要完成将VC12信号拆包成PDH 2Mbit/s的信号(收方向)，或将PDH的2Mbit/s信号打包成VC12信号，同时完成设备和线路的接口功能码型变换；PPI完成映射和解映射功能。设备组成的基本功能块就是这些，不过通过它们的灵活的组合，可构成不同的设备，例如组成：REG、TM、ADM和DXC，并完成相应的功能。设备还有一些辅助功能块，它们携同基本功能块一起完成设备所要求的功能，这些辅助功能块是：SEMF、MCF、OHA、SETS、SETPI。DCC(D1D12)通道的OAM内容是由SEMF决定的，并通过MCF在RST和MST中写入相应的字节，或通过MCF功能块在RST和MST提取D1D12字节，传给SEMF处理。 (24)OHA：开销接入功能块。OHA的作用是从RST和MST中提取或写入相应E1、E2、F1公务联络字节，进行相应的处理。3. SDH常见组网方式3.1SDH设备及其组网原则基于SDH体制所开发的各种传输设备，能够从根本上解决网络中面临的容量、质量、网管、安全等问题。由于SDH设备具有种类多样，电路调度管理灵活，网管能力强等优点，使我们在网络组织上有了更多的选择余地，我们必须从全程全网的角度考虑，合理组网，充分发挥SDH的优越性，以确保网络组建的统一性、完整性和先进性。 SDH设备根据其种类可划分为终端复用器TM、再生中继器REG、分插复用器ADM和数字交叉连接设备DXC，在组网时要重视设备的各种接口的合理配置与设备在网络中的恰当运用问题4。 表3.1 SDH设备组网时的主要技术指标项目 局端设备 远端设备或用户侧(CPE)设备 业务接口 上行接口 1、2个标准SDH STM-1光接口 STM-1光接口(标准或者1+1保护) 4E1业务(TU-12-1TU-12-4)线速100Base-T以太网业务多种接口插卡自由选择，单设备提供4个槽位，可以混插。支持光卡和E1, 以太网和V.35等业务插卡下行接口 1、16STM-1支路光接口；2、1610/100 Ethernet 以太网专线接口； 3、 E1、V.35等各类业务接口插卡类型 一台YKSDH-622支持1.12块SDH汇聚盘(NIU)2.12块以太网汇聚盘3. 辅助信号接口盘，包括时钟，电源等接口盘4. 16块支路盘(LIU)，支持各种类型不支持插卡 1、STM-1光线路卡2、4E1卡 3、 100Base-T线速以太网卡 3 以太网 over NVC-12虚级联卡( N8) 4、 成帧V.35插卡 时钟接口 2路外时钟输入和1路输出，2Mbit/s或2MHz可选，75接口 时钟模式可选择为线路时钟或设备内部高精度振荡源。 时钟模式可选择为线路时钟或设备内部高精度振荡源。 网管接口 10Base-T以太网MDI接口SNMP协议RS232接口(F接口)RS485监控接口 10Base-T以太网接口SNMP协议RS232接口(F接口) LCD显示屏 支持 不支持 支持 勤务电话接口 标准2线电话单机插座RJ11标准电话手柄插座(4P4C)标准2线电话单机插座RJ11供电和功耗 电源：48V直流功耗：100W(满配) 电源：48V直流或 220V交流双模备份供电功耗：8W机箱尺寸 7U，19寸436310270 (mm)1U，19英寸标准机箱440 44 138 (mm) 重量 约13kg(满配) 2 kg备注 可以提供1+1保护、单纤传输、不同波长与发光功率等多种接口选项。 SDH设备中，ADM是体现SDH特色的重要设备。利用ADM可组成链路，适于在沿线节点有上、下电路要求的环境下使用，也可用在接入网中；链路两端的TM如改成ADM且首尾相接连成环状，则可组成具有自动保护倒换的SDH自愈环，这种方式适于在本地网中运用，近年来也发展到用于二级干线网。随着SDH技术的飞速发展，现在的ADM设备大都具有支路群路、群路群路、支路支路交连能力，上下电路相当灵活，从功能上看，相当于一个小型DXC。 自愈环的网络结构主要可分为以下四种，即单向通道倒换环(1+1)，双向通道倒换环(1：1)，二纤双向复用段公用保护环和四纤双向复用段公用保护环。 衡量自愈网性能的一个重要指标是保护/恢复时间的长短，很多重要业务只能容忍极短的业务保护/恢复时间，大概在50ms以内。在这一方面以DXC选路为基础的自愈网需要几分钟，而自愈环则普遍较好，可达到(50200)ms，随着SDH技术的不断完善，自愈环的保护/恢复时间将全部缩短至50ms以内。 DXC是一种能将一个端口的数字信号的全部或部分时隙交连到任意端口的设备。常用的DXC有DXC4/4与DXC4/1两类，交叉连接的最低速率分别为VC4与VC12，端口种类有2Mbit/s、34Mbit/s、140Mbit/s、155Mbit/s等。前者主要应用于干线网节点，后者主要应用于在本地网。DXC设备与相应的网络管理系统配合，当网络中出现故障时，能在短时间内找到预先设定的替代路由，恢复被中断的业务。 除了业务量分类和改善STM-N内的填充水平外，单个DXC设备是不能发挥其他效益的，每一个DXC至少在有3个方向的电路群环境下运用其作用才明显，DXC应用的特点是成网性5。3.2 SDH基本网络拓扑结构 网络的基本物理拓扑结构有5 种，用于SDH网络时，有线形、星形、树形网孔形。TMTMTMTM 图3-1线形将通信网中的所有节点串联起来，并使首尾两个节点开放时就形成了线形拓扑。线形拓扑是SDH 早期应用的比较经济的网络拓扑形式。这种结构无法应付节点和链路失效问题，生存性较差。DXC/ADMTMTMTMTMTM图3-2星形(枢纽形)将通信网中的一个特殊的枢纽节点与其余所有节点相连，而其余所有节点之间互相不能直接相连时，就形成了星形拓扑，又称枢纽形拓扑。这种结构对枢纽节点依靠性过大，存在枢纽点的潜在瓶颈问题和失效问题。TMTMTMTMDXC/ADMADMADM 图3-3树形将点到点拓扑单元的末端节点连接到几个特殊节点时就形成了树形拓扑。这种拓扑结构适合于广播式业务，但存在瓶颈问题和光功率预算限制问题，不适用于提供双向通信业务。ADMADMADMADM 图3-4环形将通信网中的所有节点串联起来，而且首尾相连，没有任何节点开放时，就形成了环形网。线形网的首尾两个开放节点相连时就变成了环形网。在环形网中，为了完成两个非相邻节点之间的连接，这两个节点之间的所有节点都应完成连接功能。这种网络拓扑的最大优点是具有很高的生存性，这对现代大容量光纤网络是至关重要的，因而环形网在SDH 网中特别受到重视。DXC/ADMDXC/ADMDXC/ADMDXC/ADM 图3-5网孔形将通信网的许多节点直接互连时就形成了网孔形拓扑。网孔形结构不受节点瓶颈问题和失效的影响，两节点间有多种路由可选，可靠性很高，但结构复杂、成本较高，适用于业务量很大且分布又比较均匀的干线网。3.3SDH自愈环网 SDH组网的保护功能 (1)线路保护倒换线路保护倒换是设备在运行过程中检测到传输系统性能劣化到一定程度时，利用网络中备份的线路设备，快速地将主用业务倒换到备用线路的保护方法。线路保护倒换方式在PDH和SDH设备中均有大量应用。 (2)环形网保护环形网保护根据保护方式分为通道保护环和复用段保护环。SDH的环形网保护环还有二纤单向复用段保护环、二纤双向复用段保护环和四纤双向复用段保护环等方式。自愈环网分为通道保护倒换环和复用段保护倒换环两大类。从功能结构观点来划分，通道倒换环和复用段倒换环分别属于子网连接保护和路径保护。对于通道保护倒换环，业务信息的保护是以每个通道为基础的，根据环内每个通道信号质量的优劣决定是否进行倒换。对于复用段保护倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，根据每一对节点间的复用段信号质量的优劣决定是否进行倒换，当复用段出现故障时，整个节点间的所有复用段业务信号都倒换到保护回路6。通道保护倒换环与复用段保护倒换环的一个重要区别是前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传送业务信号，而后者往往使用共享保护，即保护段在正常情况下是空闲的，保护时隙由每对节点共享。按照业务通路和保护通路的利用情况，自愈网中存在1:1，1+1 等保护形式。1:1 保护形式是指正常情况下业务信号只在工作通路上传输，在保护通路上可以传输额外的业务信号，当工作通路发生故障时，节点将保护通路上的额外业务舍弃，切换为传输业务信号，实现业务信号的保护。1+1 保护形式是指业务信号同时跨接在工作通路和保护通路，接收业务的节点从工作通路和保护通路中择优接收业务信号，即当工作通路发生故障时，节点自动切换到保护通路接收业务信号。 4. 虚拟环及保护工作原理在电信传输网中 SDH 技术已经得到了广泛的应用, 它组网方式灵活, 能因地制宜地采用线形、环形、星形、链形, 网孔形等多种拓扑结构, 其中环形组网方式应用较为普遍, 且大多数情况下都能满足业务等级对网络健壮性的要求。而在所有环路保护方式中, 复用段保护(MSP) 环又因其资源利用率高、保护及时等特性备受广大传输维护工作者青睐7。事实上,无论组 MSP 环还是子网连接保护(SNCP) 环, 一个非常客观的制约因素就是光缆资源问题, 即是否有通达路由。这在很多地理条件恶劣的山区表现得尤为突出。如何利用有限的光缆资源尽可能实现环路保护, 充分挖掘光纤资源潜力, 需要首先引入共享光路和虚拟环的概念。共享光路, 就是低速率环网借用高速率环网的物理通道作为自己的逻辑通道来实现逻辑上的业务成环, 利用这种技术在逻辑上形成的保护环路称为虚拟环。根据实际应用和设备组网特性, 光路共享类别大致可分为 MSP 环与 SNCP 环共享、SNCP 环与SNCP 环共享以及通道保护(PP)环与 PP 环共享等。4.1MSP环与SNCP环共享及工作原理 图 4-1示出的是MSP环与SNCP环共享光路时的业务保护路由A、B、D 站点组成MSP环,B、C、D站点组成虚拟SNCP 环,该环占用了MSP 环上的第1个VC4。按照SNCP环业务保护原理,业务的接收端C对业务发送端A双发过来的2个业务源实行检测选收来实现保护的功能,同时向SCNP环路两侧双发,C点通过B点对业务进行桥接选收, 因此在某种意义上可以把这种情况看做一个SNCP 环带链,不同的是当A、B或B、D间发生光缆故障时(MSP 环断纤),业务会自动倒换到MSP环的另外一侧的9个VC4 上(假设MSP 环全部为STM- 16级别)当SNCP 环上发生断纤后,也会按SNCP保护倒换原理倒换到备用业务通道上,这样可增加环路的安全性。值得一提的是,复用段环路保护一般是以后一半VC4 来保护前一半VC4,因此如果是STM- 64 的环路,以上业务将会倒换到第33个VC4 上。ADCB图4-1MSP环与SNCP环共享光路时的业务保护路由 SNCP 环和SNCP环光路共享以PP环与PP 环光路共享的环路保护工作路由。二者在保护原理上基本相似,在业务的源、宿端都是靠“首端双发,末端桥接”的方式实现业务保护,不同的是在相切站点上,前者能够形成业务交叉保护对,而后者则不能, 即前者支持不同环上的两次断纤保护,而后者不能。实际上随着光路共享及光网络产品性能的不断完善,目前很多产品还支MSP环与MSP环的共享光路,如华为的OSN9500 设备。这主要是通过VC4的划分来实现的,不同的VC4可以添加不同的逻辑系统。这里需要注意的是用于保护和工作的VC4 是严格区分的。以该设备的10G 光板和2.5G光板为例, 若这里只划分两个虚拟光口,那么对10G光板而言,第1个虚拟环工作通道的起始位置为第1个VC4,第2个虚拟环则必须以第17个VC4为起始位置。对2.5G光板,第1个虚拟环工作通道的起始位置是第1个VC4,第2个虚拟环则必须以第5个VC4为起始位置8。4.2共享光纤虚拟路径保护的含义共享光纤虚拟路径保护实际上是将一条光路，比如一个2.5G或622M、甚至155M的光路，在逻辑设置上分解为许多低阶或高阶的通道，然后分别与其他链路进行通道层的环路组合，并针对这些通道层的环路进行各种保护方式(通道保护PP、复用段保护MSP、子网连接保护SNCP、无保护NP)的分别保护。4.3共享光纤虚拟路径保护的机理