第3章SDH网络

1、 【本章内容简介】【本章内容简介】本章介绍了本章介绍了SDH网网 络的拓扑结构、特点、层次及我国传输网络的拓扑结构、特点、层次及我国传输网 络的构成，同时详细说明了络的构成，同时详细说明了SDH网络的保网络的保 护机制，包括线性网络护机制，包括线性网络1+1和和1 N保护方保护方 式，通道保护环和复用段保护环以及复杂式，通道保护环和复用段保护环以及复杂 网络的保护。网络的保护。 针对针对SDH单向环和双向环给出了业务单向环和双向环给出了业务 时隙配置的方法。时隙配置的方法。 【本章重点难点】【本章重点难点】重点掌握网络自愈重点掌握网络自愈 原理，以及不同类型自愈环的特点、容量原理，以及不同类型

2、自愈环的特点、容量 和适用范围；和适用范围；SDH环形网业务时隙的配置。环形网业务时隙的配置。 难点是掌握复杂网络拓扑结构与子网连接难点是掌握复杂网络拓扑结构与子网连接 保护。保护。 3.1 SDH3.1 SDH网络结构网络结构 3.2 SDH3.2 SDH网络保护网络保护 3.3 SDH3.3 SDH网业务时隙配置网业务时隙配置 小结小结 3.1.1SDH网络拓扑结构网络拓扑结构 网络拓扑结构是指网络的物理形状，网络拓扑结构是指网络的物理形状， 即指网络节点与传输线路组成的几何排列，即指网络节点与传输线路组成的几何排列， 反映了实际的网元连接状况。反映了实际的网元连接状况。 网络的拓扑结构与

3、网络的有效性（信网络的拓扑结构与网络的有效性（信 道的利用率）、可靠性和经济性密切相关，道的利用率）、可靠性和经济性密切相关， 因此组网时应根据通信容量和地理条件选因此组网时应根据通信容量和地理条件选 用合适的物理拓扑结构。用合适的物理拓扑结构。 SDH网络由网络由SDH网元设备通过光缆互网元设备通过光缆互 连而成，其拓扑基本结构有链形、星形、连而成，其拓扑基本结构有链形、星形、 树形、环形和网孔形。树形、环形和网孔形。 1点到点链形网点到点链形网 图图3-1 SDH链形网链形网 2星形网星形网 3树形网树形网 图图3-2 SDH星形网星形网 图图3-3 SDH树形网树形网 4环形网环形网 5

4、网孔形网网孔形网 图图3-4 SDH环形网环形网 图图3-5 SDH网孔形网网孔形网 3.1.2复杂网络的拓扑结构复杂网络的拓扑结构 当前用得最多的网络拓扑是链形和环当前用得最多的网络拓扑是链形和环 形，通过它们的灵活组合，可构成更加复形，通过它们的灵活组合，可构成更加复 杂的网络。杂的网络。 本节将介绍几种在组网中常用的拓扑本节将介绍几种在组网中常用的拓扑 结构，以结构，以2.5G系统为例讲述各种网络的特系统为例讲述各种网络的特 点。点。 1T形网形网 T形网络拓扑实际上属树形网。如图形网络拓扑实际上属树形网。如图 3-6所示，干线速率为所示，干线速率为STM-16，支路速率，支路速率 为为

5、STM-4。 网元网元A成为支路系统与干线系统的汇成为支路系统与干线系统的汇 接节点，支路的业务作为网元接节点，支路的业务作为网元A的一路低的一路低 速支路信号接入干线系统；而干线系统可速支路信号接入干线系统；而干线系统可 通过网元通过网元A分出低速信号到支路系统。分出低速信号到支路系统。 图图3-6 T形网拓扑图形网拓扑图 2环带链网环带链网 图图3-7 环带链网环带链网 3环形子网的支路跨接网络环形子网的支路跨接网络 图图3-8 环形子网的支路跨接网络环形子网的支路跨接网络 4相切环网相切环网 图图3-9 相切环网相切环网 5相交环网相交环网 图图3-10 相交环网相交环网 3.1.3SD

6、H网络的分层和分割网络的分层和分割 为了便于网络的设计和管理，简化网为了便于网络的设计和管理，简化网 络接口的功能，特别是为了适应多运营商络接口的功能，特别是为了适应多运营商 网络的开发和互联互通，用现代网络的概网络的开发和互联互通，用现代网络的概 念将念将SDH网络进行分层和分割。网络进行分层和分割。 1网络分割网络分割 从地理上将网络细分为国际网、国内从地理上将网络细分为国际网、国内 网、地区网、本地网和接入网。网、地区网、本地网和接入网。 （1）由于每一层网络可能覆盖很大）由于每一层网络可能覆盖很大 范围，采用分割使范围缩小便于管理。范围，采用分割使范围缩小便于管理。 （2）引入分割，可

7、以规定管理界限。）引入分割，可以规定管理界限。 例如，当例如，当n个网络运营商联合提供端个网络运营商联合提供端 对端的通信，使用分割概念就可以规对端的通信，使用分割概念就可以规 定管理界限。定管理界限。 （3）可以对独立的选择区域规定边）可以对独立的选择区域规定边 界。界。 2网络分层网络分层 从垂直方向将网络分成电路层、通道从垂直方向将网络分成电路层、通道 层和传输层。层和传输层。 网络分层与分割是相互垂直的关系。网络分层与分割是相互垂直的关系。 分层的优点在于。分层的优点在于。 （1）可以将实现同样功能的元件归）可以将实现同样功能的元件归 于同一层网络；单独设计和运行于每于同一层网络；单独

8、设计和运行于每 一层网络要比将整个网络作为单个实一层网络要比将整个网络作为单个实 体设计和运行简单得多；体设计和运行简单得多； （2）可简化确定电信管理网）可简化确定电信管理网TMN的的 管理目标；管理目标； （3）每一层网络相对独立，减少了）每一层网络相对独立，减少了 因为维护某一层对其他层的影响；因为维护某一层对其他层的影响； （4）每一层网络的定义与规范都相）每一层网络的定义与规范都相 互独立，所以不会随技术更新而轻易互独立，所以不会随技术更新而轻易 更换。更换。 3SDH传送网分层模型传送网分层模型 图图3-11 传送网的分层概念模型示例传送网的分层概念模型示例 （1）电路层网络）电路

9、层网络 （2）通道层网络）通道层网络 （3）传输介质层网络）传输介质层网络 图图3-12 SDH传送网完整的分层模型传送网完整的分层模型 3.1.4我国的我国的SDH传送网络结传送网络结 构构 同同PDH相比，相比，SDH具有巨大的优越性，具有巨大的优越性， 但这种优越性只有在组成但这种优越性只有在组成SDH网时才能完网时才能完 全发挥出来。全发挥出来。 传统的组网概念中，提高传输设备利传统的组网概念中，提高传输设备利 用率是第一位的。用率是第一位的。 为了增加线路的占空系数，在每个节为了增加线路的占空系数，在每个节 点都建立了许多直接通道，致使网络结构点都建立了许多直接通道，致使网络结构 非

10、常复杂。非常复杂。 而随着现代通信的发展，最重要的任而随着现代通信的发展，最重要的任 务是简化网络结构，建立强大的运营、维务是简化网络结构，建立强大的运营、维 护和管理（护和管理（OAM）功能，降低传输费用并）功能，降低传输费用并 支持新业务的发展。支持新业务的发展。 按照上述思想，根据传送网的分层、按照上述思想，根据传送网的分层、 分割模型，我国的分割模型，我国的SDH网络结构分为网络结构分为4个层个层 面，如图面，如图3-13所示。所示。 图图3-13 我国的我国的SDH传送网传送网 3.2.1网络保护和恢复网络保护和恢复 为提高网络传输的可靠性和为提高网络传输的可靠性和SDH网络网络 的

11、生存能力，的生存能力，SDH网络通常采用一定保护网络通常采用一定保护 机制，包括设备保护、路径保护和网络恢机制，包括设备保护、路径保护和网络恢 复。复。 设备保护针对的是网络节点的保护，设备保护针对的是网络节点的保护， 可以通过提供额外的硬件设备来实现。可以通过提供额外的硬件设备来实现。 当工作单板出现故障时，备用单板可当工作单板出现故障时，备用单板可 以迅速取代工作单板继续工作。以迅速取代工作单板继续工作。 对于网络的关键节点，设备保护显得对于网络的关键节点，设备保护显得 尤为重要。尤为重要。 路径保护主要是对传输线路以及网元路径保护主要是对传输线路以及网元 节点的线路终端接口的保护，而不保

12、护网节点的线路终端接口的保护，而不保护网 元节点本身的故障。元节点本身的故障。 当工作系统的性能劣化到一定程度时当工作系统的性能劣化到一定程度时 或者线路传输中断时，路径保护利用节点或者线路传输中断时，路径保护利用节点 之间预先分配好的容量提供一条额外的路之间预先分配好的容量提供一条额外的路 径传输信号。径传输信号。 由于事先安排好了保护路径，其倒换由于事先安排好了保护路径，其倒换 速度非常快，在速度非常快，在50ms以内完成。以内完成。 一定的主用容量需要一定的备用容量一定的主用容量需要一定的备用容量 来保护，因此备用容量无法在网络上实现来保护，因此备用容量无法在网络上实现 共享。共享。 当

13、网络容量有限、结构复杂时，就需当网络容量有限、结构复杂时，就需 要网络恢复措施了。要网络恢复措施了。 当链路或节点失效时，网络恢复利用当链路或节点失效时，网络恢复利用 节点之间任意可用的容量，重新配置一条节点之间任意可用的容量，重新配置一条 路径恢复业务，其中包括节点的快速交换、路径恢复业务，其中包括节点的快速交换、 路由的重新分配等，一般由网络中的交叉路由的重新分配等，一般由网络中的交叉 连接设备完成。连接设备完成。 如图如图3-14所示，站所示，站A与站与站B开通了开通了10个个 2M业务，通过线路业务，通过线路1直接通信。直接通信。 图图3-14 网络的恢复网络的恢复 当线路当线路1发生

14、故障时，站点发生故障时，站点A的的DXC 立即根据站点立即根据站点C和站点和站点D当前可用的冗余容当前可用的冗余容 量，将这量，将这10个个2M业务重新进行分配：将业务重新进行分配：将3 个个2M业务通过业务通过ACB路由传送，将剩路由传送，将剩 下下7个个2M业务通过业务通过ADB路由传送，从路由传送，从 而完成网络恢复。而完成网络恢复。 网络恢复提高了网络容量的利用率，网络恢复提高了网络容量的利用率， 节约了网络资源，但由于复杂的倒换控制，节约了网络资源，但由于复杂的倒换控制， 业务的恢复较保护所需的时间更长，保护业务的恢复较保护所需的时间更长，保护 动作的完成一般需要数秒到数动作的完成一

15、般需要数秒到数10秒。秒。 3.2.2SDH线形网络保护线形网络保护 11+1保护保护 21 n保护保护 图图3-15 1+1保护保护 图图3-16 1 1保护保护 3.2.3SDH环形网络保护环形网络保护 随着人们对带宽需求的不断增长，网随着人们对带宽需求的不断增长，网 络容量不断扩充，网络的生存能力和安全络容量不断扩充，网络的生存能力和安全 性能愈加重要。性能愈加重要。 SDH环网最大的优点之一是具有网络环网最大的优点之一是具有网络 自愈性，因此自愈性，因此SDH环形拓扑结构常常应用环形拓扑结构常常应用 在重要的中继网和长途骨干网中。在重要的中继网和长途骨干网中。 1自愈环自愈环 所谓自愈

16、是指在网络出现故障（如光所谓自愈是指在网络出现故障（如光 纤断）时，无须人为干预，网络能自动地纤断）时，无须人为干预，网络能自动地 在极短的时间内（在极短的时间内（ITU-T规定为规定为50ms以内）以内） 恢复业务，使用户几乎感觉不到网络出了恢复业务，使用户几乎感觉不到网络出了 故障。故障。 SDH环形网就具备自愈的特点，被称环形网就具备自愈的特点，被称 为自愈环。为自愈环。 实现自愈的前提条件包括网络的冗余实现自愈的前提条件包括网络的冗余 路由、网元节点的交叉连接功能等。路由、网元节点的交叉连接功能等。 需要注意的一点是，自愈针对的是短需要注意的一点是，自愈针对的是短 时间内的业务恢复，而

17、非网络设备或线路时间内的业务恢复，而非网络设备或线路 等实际故障的恢复，这些具体故障还需人等实际故障的恢复，这些具体故障还需人 员到位才能解决，如断了的光纤还需人工员到位才能解决，如断了的光纤还需人工 熔接。熔接。 2自愈环的分类自愈环的分类 根据保护业务的级别，自愈环可以分根据保护业务的级别，自愈环可以分 为通道倒换环和复用段倒换环。为通道倒换环和复用段倒换环。 对于通道倒换环，业务量的保护以通对于通道倒换环，业务量的保护以通 道为基础，倒换与否由环中某一通道信号道为基础，倒换与否由环中某一通道信号 质量的优劣而定，通常可根据是否收到质量的优劣而定，通常可根据是否收到 TU-AIS来决定该通

18、道是否倒换。来决定该通道是否倒换。 而对于复用段倒换环，业务量的保护而对于复用段倒换环，业务量的保护 以复用段为基础，倒换与否由每一对节点以复用段为基础，倒换与否由每一对节点 之间的复用段信号质量的优劣来决定，当之间的复用段信号质量的优劣来决定，当 复用段有故障时，故障范围内整个复用段有故障时，故障范围内整个STM-N 或或1/2STM-N的业务信号将切换到保护回的业务信号将切换到保护回 路。路。 复用段保护倒换的条件包括复用段保护倒换的条件包括LOF、 LOS、MS-AIS、MS-EXC告警信号。告警信号。 3二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环 此环在任意两节点之间由两根光纤连此环在任意两

19、节点之间由两根光纤连 接，构成两个环，其中一个为主环（接，构成两个环，其中一个为主环（S），）， 另外一个为保护环（另外一个为保护环（P）。）。 网元节点通过支路板将业务同时发送网元节点通过支路板将业务同时发送 到主环到主环S和保护环和保护环P，两环的业务相同但传，两环的业务相同但传 输方向相反。输方向相反。 正常情况下，目的节点的支路板将选正常情况下，目的节点的支路板将选 收主环收主环S下支路业务。下支路业务。 对同一节点来说，正常时发送出的信对同一节点来说，正常时发送出的信 号和接收回的信号均是在号和接收回的信号均是在S上沿同一方向传上沿同一方向传 送的，故称为单向环。送的，故称为单向环。

20、 图图3-17 二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环 4二纤单向复用段倒换环二纤单向复用段倒换环 如图如图3-18（a）所示，正常情况下，主）所示，正常情况下，主 环环S传输主用业务，保护环传输主用业务，保护环P传输额外业务，传输额外业务， 与通道环的与通道环的1+1专用保护相比这里实施的是专用保护相比这里实施的是 1 1保护。保护。 例如网元例如网元A与与C之间互通业务，之间互通业务，A点的点的 主用业务通过主用业务通过S环传输至环传输至C点，点，A点的额外点的额外 业务通过业务通过P环传输至环传输至C点；点；C点选择从点选择从S环环 收主用业务，从收主用业务，从P环收额外业务。环收额外业务

21、。 图中只标明了收发主用业务的情况。图中只标明了收发主用业务的情况。 图图3-18 二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环 5四纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环 四纤双向复用段保护环有四纤双向复用段保护环有4个环，包个环，包 括两个主环括两个主环S1、S2和两个保护环和两个保护环P1、P2。 其中主环其中主环S1与与S2的业务传输方向相反的业务传输方向相反 （双向环），而（双向环），而P1和和P2分别形成与分别形成与S1和和S2 反方向的两个保护环。反方向的两个保护环。 图图3-19 四纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环 6双纤双向复用段保护环双纤双向复用段保护环 图图3-20 双

22、纤双向复用段共享保护环双纤双向复用段共享保护环 3.2.4子网连接保护子网连接保护 随着网络结构的日趋复杂，对于单一随着网络结构的日趋复杂，对于单一 网络拓扑结构的保护方式不再适用，而子网络拓扑结构的保护方式不再适用，而子 网连接保护（网连接保护（SNCP）便成为可适用各种）便成为可适用各种 网络拓扑结构且倒换速度快的一种业务保网络拓扑结构且倒换速度快的一种业务保 护方式。护方式。 1子网连接保护原理子网连接保护原理 与通道环保护类似，子网连接保护采与通道环保护类似，子网连接保护采 用用“并发优收并发优收”。 如图如图3-21所示，业务在工作和保护子所示，业务在工作和保护子 网连接上同时传送，

23、当工作子网连接失效网连接上同时传送，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的接收端根据优选准则选择保护子网 连接上的信号。连接上的信号。 图图3-21 子网连接保护子网连接保护 2子网连接保护举例子网连接保护举例 （1）环带链）环带链 （2）相切环）相切环 图图3-22 环带链环带链 图图3-23 SNCP相切环相切环 选择好网络结构之后，需要根据实际选择好网络结构之后，需要根据实际 情况确定各站之间的业务量，并用业务矩情况确定各站之间的业务量，并用业务矩 阵作简单直观的表示。阵作简单直观的表示。

24、当业务矩阵确定后，每个网元就需要当业务矩阵确定后，每个网元就需要 进行业务时隙的分配，这可以通过时隙配进行业务时隙的分配，这可以通过时隙配 置图来完成。置图来完成。 业务时隙分配是业务时隙分配是SDH网络非常重要的网络非常重要的 一个环节，只有对每个网元正确地配置时一个环节，只有对每个网元正确地配置时 隙，每一个业务才能够在相应的通道上流隙，每一个业务才能够在相应的通道上流 畅地运行，从一个网元到另外一个网元，畅地运行，从一个网元到另外一个网元， 最终到达目的地。最终到达目的地。 3.3.1线形网的时隙配置线形网的时隙配置 一般一般SDH网元的时隙配置主要是对网元的时隙配置主要是对 2Mbit

25、/s支路的配置，分成支路板和线路板支路的配置，分成支路板和线路板 两部分来进行。两部分来进行。 在支路板上，需要分配在支路板上，需要分配2Mbit/s业务业务 所占据的支路端口，包括发送端口和接收所占据的支路端口，包括发送端口和接收 端口。端口。 在线路板上，需要分配的是在线路板上，需要分配的是VC-12在在 VC-4中的位置。中的位置。 值得注意的是，在实际组网时，线路值得注意的是，在实际组网时，线路 板有西向和东向之分，网元之间的也是东板有西向和东向之分，网元之间的也是东 向与西向连接进行的。向与西向连接进行的。 因此，线路板的时隙分配需要区分东、因此，线路板的时隙分配需要区分东、 西向。

26、西向。 此外，对于直通的网元由于没有上、此外，对于直通的网元由于没有上、 下支路业务，仅需要配置线路板的时隙。下支路业务，仅需要配置线路板的时隙。 下面以支路下面以支路2Mbit/s信号、线路信号、线路STM- 1信号为例进行配置说明，每个支路板有信号为例进行配置说明，每个支路板有16 对对2Mbit/s端口。端口。 线形网络拓扑如图线形网络拓扑如图3-24所示，其业务所示，其业务 矩阵如表矩阵如表3-3所示。所示。 图图3-24 线性网络拓扑线性网络拓扑 图图3-25 SDH线性网业务时隙配置线性网业务时隙配置 3.3.2环形网的时隙配置环形网的时隙配置 （1）单向环）单向环 图图3-26 单向环网单向环网 图图3-27 SDH单向环网业务时隙配置单向环网业务时隙配置 图图3-28 双向环网双向环网 （2）双向环）双向环 图图3-29 SDH双向环网业务时隙配置双向环网业务时隙配置 随着传输网络结构的不断发展，为了随着传输网络结构的不断发展，为了 确保系统的可靠性，网络的保护机制也在确保系统的可靠性，网络的保护机制也在 随之改进。随之改进。 网络拓扑是指网络节点与传输线路组网络拓扑是指网络节点与传输线路组 成的几何排列。成的几何排列。 基本拓扑结构有链形网、树形网、环基本拓扑结构有链形网、树形网、环 形网、星形网和网孔形。形网、星形网和网孔形。 环形因其良好的自愈性使其成为传