情境7 光网络

1、情境七情境七 光网络光网络光网络是指以光网络是指以光纤光纤为基础传输链路所组成的一种通信为基础传输链路所组成的一种通信体系网络结构。体系网络结构。光网络就是一种基于光纤的电信网。光网络就是一种基于光纤的电信网。目前的光网络不是一种纯光的光网络，它的控制、管目前的光网络不是一种纯光的光网络，它的控制、管理以及处理仍是由电层来完成的。理以及处理仍是由电层来完成的。在光网络上所采用的组网设备大致分为两类：光网络在光网络上所采用的组网设备大致分为两类：光网络节点和网络接入设备。节点和网络接入设备。2020世纪世纪8080年代，年代，SDH/SONETSDH/SONET同步数字传输体制第一次实现了同步数

2、字传输体制第一次实现了全球统一的传送网标准，规范了光接口全球统一的传送网标准，规范了光接口 SDHSDH传送网借助成熟的时分复用（传送网借助成熟的时分复用（TDMTDM）技术，提高了系统和）技术，提高了系统和网络的传输效率，在我国和国际上都已得到广泛应用，成为网络的传输效率，在我国和国际上都已得到广泛应用，成为信息高速公路的重要支柱之一信息高速公路的重要支柱之一 但是，在光域，但是，在光域，SDHSDH主要起到传输媒介的作用，信息的处理主要起到传输媒介的作用，信息的处理都是在电域完成的都是在电域完成的SONETSONET是北美地区是北美地区SDHSDH的前身的前身，是一种是一种PDHPDH标准

3、，不标准，不是是PDHPDH（准同步数字系列），而（准同步数字系列），而SDHSDH是在是在SONETSONET的基的基础上建立的一个国际标准。础上建立的一个国际标准。这不仅需要庞大的电光和光电转换设备，在处理速度上这不仅需要庞大的电光和光电转换设备，在处理速度上也受到电子迁移速率的限制也受到电子迁移速率的限制并且随着网络规模的不断扩大，并且随着网络规模的不断扩大，SDH/SONETSDH/SONET的开销不再充裕，的开销不再充裕，多级复用还造成带宽利用率低的缺点多级复用还造成带宽利用率低的缺点 随着掺铒光纤放大器（随着掺铒光纤放大器（EDFAEDFA）的问世，波分复用（）的问世，波分复用（W

4、DMWDM、DWDMDWDM）技术在）技术在2020世纪世纪9090年代中期以后快速走向成熟并迅速商年代中期以后快速走向成熟并迅速商用用波分复用进一步地挖掘了光纤的带宽潜力，极大地增加了光波分复用进一步地挖掘了光纤的带宽潜力，极大地增加了光纤的传输容量，同时也为光层的联网提供了可能纤的传输容量，同时也为光层的联网提供了可能 结合光纤放大器，通过引入光交叉连接设备（结合光纤放大器，通过引入光交叉连接设备（ODXCODXC）和光分）和光分插复用设备（插复用设备（OADMOADM），可以实现以波长为交换粒度，具有高），可以实现以波长为交换粒度，具有高度灵活性、透明性和生存性的光网络，即光传送网（度灵

5、活性、透明性和生存性的光网络，即光传送网（OTNOTN） 进入进入2121世纪以后，世纪以后，WDMWDM提供的带宽资源已经可以满足当前通提供的带宽资源已经可以满足当前通信流量的需求，然而随着市场竞争的加剧，网络运营商不仅信流量的需求，然而随着市场竞争的加剧，网络运营商不仅要解决带宽问题，更需要具有能够灵活提供带宽的能力要解决带宽问题，更需要具有能够灵活提供带宽的能力光网络需要从传统的光网络需要从传统的“带宽驱动型带宽驱动型”运营模式向运营模式向“用户驱动用户驱动型型”转变，自动交换光网络（转变，自动交换光网络（ASONASON）正是顺应这一发展而兴）正是顺应这一发展而兴起起 ASONASON

6、将网络的控制功能和管理功能分离，通过控制平面的路将网络的控制功能和管理功能分离，通过控制平面的路由和信令机制实现邻居和业务的自动发现，实现连接的自动由和信令机制实现邻居和业务的自动发现，实现连接的自动建立和删除，支持带宽的按需分配和动态的流量工程，支持建立和删除，支持带宽的按需分配和动态的流量工程，支持多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务，成为多粒度、多层次的智能，提供多样化、个性化的服务，成为光网络发展的新方向光网络发展的新方向 光网络光网络基于基于WDMWDM光互联网技术的多波长光网络总体结构示意图光互联网技术的多波长光网络总体结构示意图7.1 SDH7.1 SDH传送网传送网7

7、.2 7.2 光传送网（光传送网（OTNOTN）7.3 7.3 自动交换光网络（自动交换光网络（ASONASON）7.4 7.4 光城域网光城域网7.5 7.5 光接入网光接入网7.1 SDH7.1 SDH传送网传送网电信网是十分复杂的网络，它泛指提供通信服务的所电信网是十分复杂的网络，它泛指提供通信服务的所有实体（设备、装备和设施）及逻辑配置。有实体（设备、装备和设施）及逻辑配置。一个电信网有两大基本功能群：一个电信网有两大基本功能群：一类是一类是传送（传送（transporttransport）功能群）功能群，它可以将任何通，它可以将任何通信信息从一个点传递到另一些点信信息从一个点传递到另

8、一些点另一类是另一类是控制功能群控制功能群，它可以实现各种辅助服务和操，它可以实现各种辅助服务和操作维护功能作维护功能 1. 1. 传送网的概念传送网的概念 所谓传送网就是完成传送功能的手段，当然传送网也所谓传送网就是完成传送功能的手段，当然传送网也能传递各种网络控制信息。能传递各种网络控制信息。传送网传送网主要指逻辑功能意义上的网络，即网络的主要指逻辑功能意义上的网络，即网络的逻辑逻辑功能集合功能集合传输网传输网是指实际信息传递设备（如光缆）组成的是指实际信息传递设备（如光缆）组成的物理物理网络网络 传送是从传送是从信息传递的功能过程信息传递的功能过程来描述，而传输是从信来描述，而传输是从信

9、号在具体物理媒质中号在具体物理媒质中传输的物理过程传输的物理过程来描述来描述传送网（传送网（transporttransport）与传输（）与传输（transmissiontransmission）网的区别）网的区别2. 2. 传送网的类型传送网的类型基于基于SDHSDH的传送网的传送网基于基于PDHPDH的传送网的传送网基于基于ATMATM的传送网等的传送网等 3. SDH3. SDH传送网分层模型传送网分层模型由于由于SDHSDH传送网主要指逻辑功能意义上的网络，是一个复杂传送网主要指逻辑功能意义上的网络，是一个复杂庞大的网络庞大的网络为了便于网络的设计和管理，需要建立一个合适的网络模型，

10、为了便于网络的设计和管理，需要建立一个合适的网络模型，通过采用通过采用分层分层（layeringlayering）和）和分割分割（partitioningpartitioning）的概念，）的概念，从而使网络变得灵活，并且易于描述从而使网络变得灵活，并且易于描述 （1 1）分层与分割的概念分层与分割的概念传送网可从垂直方向分解为传送网可从垂直方向分解为3个独立的层网络，即电路个独立的层网络，即电路层、通道层和传输媒质层层、通道层和传输媒质层分割往往是从地理上将层网分割往往是从地理上将层网络再细分为国际网、国内网络再细分为国际网、国内网和地区网等，并独立地对每和地区网等，并独立地对每一部分行使管

11、理一部分行使管理分层和分割是正交的分层和分割是正交的对网络进行分层的好处是：对网络进行分层的好处是：(1) (1) 对每一层网络比对整个网络作为单个实体设计简单对每一层网络比对整个网络作为单个实体设计简单(2) (2) 简化了简化了TMNTMN管理目标的规定管理目标的规定(3) (3) 使网络规范与具体实施方法无关，保持较长时间的稳使网络规范与具体实施方法无关，保持较长时间的稳定定(4) (4) 某一层网络的更新与改变不会影响其它层某一层网络的更新与改变不会影响其它层对网络进行分割的好处是：对网络进行分割的好处是：(1) (1) 便于管理便于管理(2) (2) 便于改变网络组成，使之最佳化等便

12、于改变网络组成，使之最佳化等（2 2）SDHSDH传送网的分层模型传送网的分层模型将传送网分为独立的三层，将传送网分为独立的三层，每层能在与其它层无关的每层能在与其它层无关的情况下单独加以规定，可情况下单独加以规定，可以较简便地对每层网络进以较简便地对每层网络进行设计和管理行设计和管理每个层网络都有自己的操每个层网络都有自己的操作和维护能力作和维护能力从网络的观点来看，可以从网络的观点来看，可以灵活地改变某一层而不影灵活地改变某一层而不影响到其它层响到其它层 电路层网络电路层网络电路层网络涉及到电路层接入点之间的信息传递并直接为用电路层网络涉及到电路层接入点之间的信息传递并直接为用户提供通信服

13、务业务户提供通信服务业务按照提供业务不同，可以区分不同的电路层网络按照提供业务不同，可以区分不同的电路层网络电路层网络与相邻的通道层网络是相独立的电路层网络与相邻的通道层网络是相独立的电路层网络是面向业务的，严格意义上不属于传送层网络，电路层网络是面向业务的，严格意义上不属于传送层网络，但是为叙述的完整性，此处仍将其列入但是为叙述的完整性，此处仍将其列入 通道层网络通道层网络通道层网络用于通道层接入点之间的信息传递并支持不同类通道层网络用于通道层接入点之间的信息传递并支持不同类型的一个或多个电路层网络，为电路层网络节点（如交换机）型的一个或多个电路层网络，为电路层网络节点（如交换机）提供透明的

14、通道（即电路群）提供透明的通道（即电路群）通道层网络可以进一步划分为高阶通道层（通道层网络可以进一步划分为高阶通道层（VC-3VC-3VC-4VC-4）和）和低阶通道层（如低阶通道层（如VC-12VC-12）VC-12VC-12可以看作电路层网络节点间通道的基本传送单位，可以看作电路层网络节点间通道的基本传送单位，VC-VC-3 3VC-4VC-4可以作为局间通道的基本传送单位可以作为局间通道的基本传送单位 通道层网络通道层网络通道层网络与其相邻的传输媒质层网络是相互独立的通道层网络与其相邻的传输媒质层网络是相互独立的但它可以将各种电路层业务信号映射进复用段层所要求的格但它可以将各种电路层业务

15、信号映射进复用段层所要求的格式内式内SDHSDH传送网的一个重要特点是能够对通道层网络的连接进行传送网的一个重要特点是能够对通道层网络的连接进行管理和控制，因此网络应用十分灵活和方便管理和控制，因此网络应用十分灵活和方便 传输媒质层网络传输媒质层网络传输媒质层网络与传输媒质（光缆或微波）有关，为通道层传输媒质层网络与传输媒质（光缆或微波）有关，为通道层网络节点（例如网络节点（例如DXCDXC、ADMADM等）提供合适的通道容量，支持一等）提供合适的通道容量，支持一个或多个通道层网络个或多个通道层网络 STM-NSTM-N是传输媒质层网络的标准等级容量是传输媒质层网络的标准等级容量传输媒质层网络

16、的主要设备为线路传输系统传输媒质层网络的主要设备为线路传输系统 传输媒质层网络传输媒质层网络传输媒质层网络进一步划分为段层网络和物理层传输媒质层网络进一步划分为段层网络和物理层其中段层网络涉及为提供通道层两个节点间信息传递的所有其中段层网络涉及为提供通道层两个节点间信息传递的所有功能功能而物理层涉及具体的支持段层网络的光纤、金属线对或无线而物理层涉及具体的支持段层网络的光纤、金属线对或无线信道等传输媒质，主要完成光电脉冲形式的比特传送任务，信道等传输媒质，主要完成光电脉冲形式的比特传送任务，与开销无关与开销无关 传输媒质层网络传输媒质层网络在在SDHSDH网中，段层网络还可以细分为复用段层网络

17、和再生段网中，段层网络还可以细分为复用段层网络和再生段层网络层网络其中复用段层网络为通道层提供同步和复用功能，并完成复其中复用段层网络为通道层提供同步和复用功能，并完成复用段开销（用段开销（MSOHMSOH）的处理和传递）的处理和传递再生段涉及再生器之间或再生器与复用段终端设备之间的信再生段涉及再生器之间或再生器与复用段终端设备之间的信息传递，诸如定帧、扰码、中继段误码监视以及中继段开销息传递，诸如定帧、扰码、中继段误码监视以及中继段开销（RSOHRSOH）的处理和传递）的处理和传递 传输媒质层网络传输媒质层网络物理层网络是传送网的最底层，没有服务网络支持，因而网物理层网络是传送网的最底层，没

18、有服务网络支持，因而网络连接直接由传输介质支持，而不是通常情况下的路径络连接直接由传输介质支持，而不是通常情况下的路径可分为光纤、电缆、微波和卫星传输媒体可分为光纤、电缆、微波和卫星传输媒体 光纤传输媒体是最适合于传送光纤传输媒体是最适合于传送SDHSDH信号的传输媒体，因此称信号的传输媒体，因此称SDHSDH为为“光同步传输体系光同步传输体系”ITU-TITU-T对对SDHSDH光接口有较全面的要求，规范了很多对光接口有较全面的要求，规范了很多对PDHPDH系统系统未曾标准化要求的光参数未曾标准化要求的光参数 SDHSDH系统虽然是基于光纤来设计的，但为了地面和空间传输系统虽然是基于光纤来设

19、计的，但为了地面和空间传输通道互为备用，通道互为备用，CCIRCCIR规范了数字微波与卫星规范了数字微波与卫星SDHSDH系统，是其系统，是其速率为速率为155Mb/s155Mb/s和和622Mb/s622Mb/s的传输系统的传输系统 4. SDH4. SDH传送网的物理拓扑传送网的物理拓扑（1 1）类型类型线形（链形）网线形（链形）网各网络节点串联，首尾两个网络节点呈开放状态。各网络节点串联，首尾两个网络节点呈开放状态。J 优点：网络结构简单，一次性投资小优点：网络结构简单，一次性投资小L 缺点：采用线路保护方式，生存性差缺点：采用线路保护方式，生存性差C应用：应用：SDHSDH光网络中大量

20、采用，主要用于专网（如铁路网）光网络中大量采用，主要用于专网（如铁路网）星形网星形网网络拓扑有一个特殊点（枢纽点），它与其它各节点相连，网络拓扑有一个特殊点（枢纽点），它与其它各节点相连，其它各节点不直接相连，节点的业务都要经过这个特殊节点其它各节点不直接相连，节点的业务都要经过这个特殊节点转接，又称枢纽形拓扑转接，又称枢纽形拓扑J 优点：可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配优点：可通过特殊节点来统一管理其它网络节点，利于分配带宽，节约成本带宽，节约成本L 缺点：业务过分集中，系统的可靠性不高缺点：业务过分集中，系统的可靠性不高C应用：多用于本地网（接入网和用户网）应用：多用于本地网

21、（接入网和用户网） 树形网树形网将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点时就形成了将点到点拓扑单元的末端点连接到几个特殊点时就形成了树形拓扑，可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合树形拓扑，可看成是链形拓扑和星形拓扑的结合J 优点：适于广播式业务优点：适于广播式业务L 缺点：不利于双向通信，枢纽点可靠性不高。缺点：不利于双向通信，枢纽点可靠性不高。C应用：有线电视网多采用这种网络应用：有线电视网多采用这种网络 环形网环形网所有网络节点串联，首尾相连，构成封闭环路。所有节点全所有网络节点串联，首尾相连，构成封闭环路。所有节点全部完成连接，任意两非相邻节点才能通信。部完成连接，任意两非相邻节点才能通信。

22、J 优点：网络结构简单，具有优点：网络结构简单，具有自愈功能自愈功能L缺点：一次性投资比线形网络大缺点：一次性投资比线形网络大C应用：环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继应用：环形网常用于本地网（接入网和用户网）、局间中继网网 网孔形网网孔形网当涉及通信的许多点都直接互连时，就形成了网孔形拓扑；当涉及通信的许多点都直接互连时，就形成了网孔形拓扑；如果所有点都直接互连，则称为理想的网状形如果所有点都直接互连，则称为理想的网状形J 优点：拓扑结构不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点优点：拓扑结构不受节点瓶颈问题和失效问题的影响，两点间有多种路由可选，可靠性较高间有多种路由可选，可靠性较

23、高L 缺点：结构复杂，系统的冗余度高，成本较高缺点：结构复杂，系统的冗余度高，成本较高C应用：适于业务量较大、分布又较均匀的地区应用：适于业务量较大、分布又较均匀的地区 （2 2）SDHSDH传送网的物理拓扑传送网的物理拓扑SDHSDH网是由网是由SDHSDH网元设备通过光缆互连而成的，网络节点网元设备通过光缆互连而成的，网络节点（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构（网元）和传输线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关程度上与其拓扑结构有关 因此，物理拓扑的选择应

24、综合考虑网络的生存性、配置的因此，物理拓扑的选择应综合考虑网络的生存性、配置的难易程度、网络结构是否适合新业务的引进等多种因素难易程度、网络结构是否适合新业务的引进等多种因素 点对点方式在点对点方式在SDHSDH网的早期用得较多，目前应用较多的是环形网的早期用得较多，目前应用较多的是环形网，特别是在城域网建设中网，特别是在城域网建设中 4 4种常用的种常用的SDHSDH网络结构网络结构实际的组网中，网络拓扑可能是两种或多种基本拓扑结构的实际的组网中，网络拓扑可能是两种或多种基本拓扑结构的组合组合链形网和环形网是传输网络的两种基本拓扑结构，由这两种链形网和环形网是传输网络的两种基本拓扑结构，由这

25、两种拓扑结构衍生其它的组网形式，也经常应用于拓扑结构衍生其它的组网形式，也经常应用于SDHSDH光传送网光传送网络络例如：两环相切、两环相交、环带链、环链相接等网络结构例如：两环相切、两环相交、环带链、环链相接等网络结构 实际组网举例实际组网举例 5. SDH5. SDH自愈网自愈网自愈网（自愈网（Self-healing NetworkSelf-healing Network）就是无需人为干预，）就是无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复， 使用户使用户感觉不到网络已出了故障。感觉不到网络已出了故障。自愈网自愈网的的基本原理是：基

26、本原理是：使网络具备发现替代传输路由并使网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。重新确立通信的能力。自愈网的概念只涉及重新确立通信，自愈网的概念只涉及重新确立通信，不管具体失效元部不管具体失效元部件的修复或更换，后者仍需人员干预才能完成件的修复或更换，后者仍需人员干预才能完成。（1 1）自愈网技术）自愈网技术 “保护保护”型型v保护（保护（ProtectionProtection）的基本思想是利用预先规划的备）的基本思想是利用预先规划的备用系统容量对主用系统进行切换保护，即当一个工作用系统容量对主用系统进行切换保护，即当一个工作通路发生失效时，利用备用设备的倒换动作，使信号通路发生失效时

27、，利用备用设备的倒换动作，使信号通过保护通路仍保持有效，如通过保护通路仍保持有效，如1111保护，保护，1+11+1保护等保护等 “恢复恢复”型型v恢复（恢复（RestorationRestoration）则是在业务失效后利用快速路）则是在业务失效后利用快速路由等机制重新建立连接由等机制重新建立连接 “保护保护”与与“恢复恢复”区别区别保护保护是通过规定的协议，由硬件响应来实现的，一般无需网管是通过规定的协议，由硬件响应来实现的，一般无需网管系统介入，保护倒换时间很短（系统介入，保护倒换时间很短（50 ms）。为保护准备的备）。为保护准备的备用容量无法在网络大范围内共享。用容量无法在网络大范围

28、内共享。 恢复恢复一般是指利用节点间可用的任何冗余容量（包括空闲容量一般是指利用节点间可用的任何冗余容量（包括空闲容量和临时利用开通附加业务的容量）实施网络中业务的恢复。它和临时利用开通附加业务的容量）实施网络中业务的恢复。它所需的备用容量较小，网络中并不预先建立备用路由，而是利所需的备用容量较小，网络中并不预先建立备用路由，而是利用网络中仍能正常使用的空闲信道建立替代路由，但需要较长用网络中仍能正常使用的空闲信道建立替代路由，但需要较长的时间。系统的冗余容量可以在整个网络范围内共享的时间。系统的冗余容量可以在整个网络范围内共享 （2 2） SDHSDH传送网实现自愈的手段传送网实现自愈的手段

29、 线路自动保护倒换方式线路自动保护倒换方式 ADMADM自愈环保护方式自愈环保护方式 DXCDXC网络恢复保护方式网络恢复保护方式这两种是保护型策略，这两种是保护型策略，技术比较成熟，并已技术比较成熟，并已得到广泛应用得到广泛应用这一种是恢复型策略，这一种是恢复型策略，利用网络内的空闲信道利用网络内的空闲信道恢复受故障影响的通道恢复受故障影响的通道 线路保护倒换线路保护倒换线路保护倒换的工作原理是当工作通道传输中断或性能劣线路保护倒换的工作原理是当工作通道传输中断或性能劣化到一定程度后，系统倒换设备将主信号倒换到备用传输化到一定程度后，系统倒换设备将主信号倒换到备用传输通道，从而使业务继续进行

30、通道，从而使业务继续进行一般为自动保护倒换（一般为自动保护倒换（APSAPS，Automatic Protection Automatic Protection SwitchingSwitching），是最简单的自愈形式），是最简单的自愈形式这种保护方式的业务恢复时间很快，可以这种保护方式的业务恢复时间很快，可以短于短于50ms50ms当一个光纤切断时，切换到保护光纤。当一个光纤切断时，切换到保护光纤。但当光缆被切断时，同一缆内的所有光纤但当光缆被切断时，同一缆内的所有光纤( (包括主用和备用包括主用和备用) )都被切断，上述保护方式无能为力了。都被切断，上述保护方式无能为力了。线路保护倒换线

31、路保护倒换在在SDHSDH标准中定义了两类线路保护倒换方式标准中定义了两类线路保护倒换方式v1+11+1方式中业务信号同时在工作信道（段）和保护信道方式中业务信号同时在工作信道（段）和保护信道（段）上发送，即（段）上发送，即“并发选收并发选收”形式，是一种专用保护形式，是一种专用保护v1N1N（=1=1）方式是为方式是为N N个工作信道设置一个共享的保护个工作信道设置一个共享的保护信道，是一种共享保护信道，是一种共享保护 1+11+1和和1111保护又可细分为单向保护和双向保护保护又可细分为单向保护和双向保护链路链路1+11+1和和1111是点对点的保护，主备用路径上不能有中间是点对点的保护，

32、主备用路径上不能有中间通过节点通过节点链路链路1+11+1和和1111保护路径的是主用链路上的所有业务保护路径的是主用链路上的所有业务1+11+1也叫热备份，也叫热备份， 1:11:1也叫冷备份也叫冷备份单向链路单向链路1+11+1保护保护源节点将业务同时发送到主用和备用路径上，宿节点从主用路源节点将业务同时发送到主用和备用路径上，宿节点从主用路径上接收业务。当主用路径发生故障时，宿节点发生倒换动作，从径上接收业务。当主用路径发生故障时，宿节点发生倒换动作，从备用路径上接收业务。因为发生故障时，只有故障方向的业务倒换备用路径上接收业务。因为发生故障时，只有故障方向的业务倒换到备用路径，所以称之

33、为单向链路到备用路径，所以称之为单向链路1+11+1保护。保护。单向链路单向链路1+11+1保护只有检测到故障的节点发生倒换动作，所以保护只有检测到故障的节点发生倒换动作，所以不使用不使用APSAPS来触发倒换。来触发倒换。双向链路双向链路1+11+1保护保护双向链路双向链路1+11+1保护，源节点和宿节点都将业务同时发送到保护，源节点和宿节点都将业务同时发送到主用和备用路径上，从主用路径上接收业务。当主用路径发生主用和备用路径上，从主用路径上接收业务。当主用路径发生故障时，宿节点发生倒换动作，从备用路径上接收业务，同时故障时，宿节点发生倒换动作，从备用路径上接收业务，同时向源节点发送向源节点

34、发送APSAPS。源节点接收到源节点接收到APSAPS后也发生倒换，从备用路后也发生倒换，从备用路径接收业务，两个方向的业务都倒换到备用路径，所以称之为径接收业务，两个方向的业务都倒换到备用路径，所以称之为双向链路双向链路1+11+1保护。保护。双向链路保护需要在源宿节点之间传递双向链路保护需要在源宿节点之间传递APSAPS信息。信息。单向链路单向链路1:11:1保护保护单向链路单向链路1:11:1保护，源节点将业务发送到主用路径上，宿节保护，源节点将业务发送到主用路径上，宿节点从主用路径上接收业务。当主用路径发生故障时，宿节点发生点从主用路径上接收业务。当主用路径发生故障时，宿节点发生倒换动

35、作，从备用路径上接收业务，同时向源节点发生倒换动作，从备用路径上接收业务，同时向源节点发生APSAPS。源源节点接收到节点接收到APSAPS后发生桥接，将业务发送到备用路径上。因为发后发生桥接，将业务发送到备用路径上。因为发生故障时，只有发生故障的方向的业务倒换到备用路径，所以称生故障时，只有发生故障的方向的业务倒换到备用路径，所以称之为之为单向链路单向链路1:11:1保护保护。单向链路单向链路1:11:1保护需要在源宿节点之间传递保护需要在源宿节点之间传递APSAPS信息。信息。双向链路双向链路1:11:1保护保护双向链路双向链路1:11:1保护，源节点和宿节点都将业务同时发送到主保护，源节

36、点和宿节点都将业务同时发送到主用和备用路径上，从主用路径上接收业务。当主用路径发生故障用和备用路径上，从主用路径上接收业务。当主用路径发生故障时，宿节点发生倒换动作，从备用路径上接收业务，同时向源节时，宿节点发生倒换动作，从备用路径上接收业务，同时向源节点发送点发送APSAPS。源节点接收到源节点接收到APSAPS后发生桥接，将业务发送到备用路后发生桥接，将业务发送到备用路径上，两个方向的业务都倒换到备用路径，所以称之为双向链路径上，两个方向的业务都倒换到备用路径，所以称之为双向链路1:11:1保护。保护。双向链路双向链路1:11:1保护需要在源宿节点之间传递保护需要在源宿节点之间传递APSA

37、PS信息。信息。1+11+1方式在正常情况下保护段传送业务信号，所以不能提方式在正常情况下保护段传送业务信号，所以不能提供无保护的额外业务供无保护的额外业务而而1 11 1的保护方式在正常情况下保护段不传业务信号，的保护方式在正常情况下保护段不传业务信号，因而可以在保护段传送一些级别较低的额外业务信号，因而可以在保护段传送一些级别较低的额外业务信号，也可以不传也可以不传 1+11+1方式与方式与1 11 1的的区别区别线路保护倒换线路保护倒换当网络发生自愈时，业务切换到备用信道传输，切换的方式当网络发生自愈时，业务切换到备用信道传输，切换的方式有恢复方式和不恢复方式两种。有恢复方式和不恢复方式

38、两种。恢复方式恢复方式指在主用信道发生故障时，业务切换到备用信道，指在主用信道发生故障时，业务切换到备用信道，当主用信道修复后，再将业务切回主用信道。一般在主要信当主用信道修复后，再将业务切回主用信道。一般在主要信道修复后还要再等一段时间，一般是几到十几分钟，以使主道修复后还要再等一段时间，一般是几到十几分钟，以使主用信道传输性能稳定，这时才将业务从备用信道切换过来。用信道传输性能稳定，这时才将业务从备用信道切换过来。不恢复方式不恢复方式指在主用信道发生故障时，业务切换到备用信道指在主用信道发生故障时，业务切换到备用信道，主用信道恢复后业务不切回主用信道，此时将原主用信道，主用信道恢复后业务不

39、切回主用信道，此时将原主用信道做为备用信道，原备用信道当作主用信道，在原备用信道发做为备用信道，原备用信道当作主用信道，在原备用信道发故障时，业务才会切回原主用信道。故障时，业务才会切回原主用信道。线路保护倒换线路保护倒换J 优点：优点：线路保护倒换业务恢复时间短（小于线路保护倒换业务恢复时间短（小于50 ms），），易配置和管理，可靠性高易配置和管理，可靠性高L 缺点：缺点：成本较高，只能提供传输链路的保护，无法对网成本较高，只能提供传输链路的保护，无法对网络节点的失效进行保护络节点的失效进行保护C应用：应用：主要适用于点到点的保护主要适用于点到点的保护 自愈环保护自愈环保护自愈环（自愈环（

40、SHRSHR，Self-healing RingSelf-healing Ring）是将网络节点连成一个）是将网络节点连成一个环，从而改善网络的生存性环，从而改善网络的生存性目前，目前，SHRSHR一般采用一般采用ADMADM组成环网组成环网利用利用ADMADM的分插能力和智能化构成自愈环是的分插能力和智能化构成自愈环是SDHSDH的特色之一的特色之一 自愈环保护自愈环保护 根据自愈环的结构，可分为根据自愈环的结构，可分为: :v 通道保护环通道保护环 通道保护环属于通道保护环属于子网连接保护子网连接保护，其业务量的保护是，其业务量的保护是以通以通道为基础道为基础，是否倒换以离开环的每一个通道

41、信号质量的优劣，是否倒换以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定，而定， 通常利用通道通常利用通道AISAIS信号来决定是否应进行倒换。信号来决定是否应进行倒换。 v 复用段保护环复用段保护环 复用段保护环属于复用段保护环属于路径保护路径保护，其业务量的保护，其业务量的保护以复用段以复用段为基础为基础，以每对结点的复用段信号质量的优劣来决定是否，以每对结点的复用段信号质量的优劣来决定是否倒换。倒换。 通道保护环往往使用通道保护环往往使用专用保护专用保护，即正常情况下保护段也，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；而复用段保护环在传业务信号，保护时隙为整个环专用；而复用段保护环往

42、往使用往往使用公用保护公用保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护时隙由每对结点共享。时隙由每对结点共享。通道保护环与复用段保护环区别通道保护环与复用段保护环区别自愈环保护自愈环保护根据进入环的支路信号与由该支路信号分路结点返回的支路根据进入环的支路信号与由该支路信号分路结点返回的支路信号方向是否相同，又可将自愈环分为：信号方向是否相同，又可将自愈环分为：v 单向环单向环 正常情况下，单向环中所有业务信号按同一方向在环正常情况下，单向环中所有业务信号按同一方向在环中传输。单向环工作于通道倒换方式或复用段倒换方式中传输。单向环工作于通道倒换方式或复用段倒换方式 。

43、v 双向环双向环 双向环中进入环的支路信号按一个方向传输，而由该支双向环中进入环的支路信号按一个方向传输，而由该支路信号分路结点返回的支路信号按相反的方向传输。双向路信号分路结点返回的支路信号按相反的方向传输。双向环工作于复用段倒换方式。环工作于复用段倒换方式。自愈环保护自愈环保护根据环中每一对节点间所用光纤的最小数量来划分，自愈根据环中每一对节点间所用光纤的最小数量来划分，自愈环可分为：环可分为：v 二纤环二纤环通道倒换环只可用二纤方式通道倒换环只可用二纤方式v 四纤环四纤环 对于双向复用段倒换环既可用二纤方式也可用四纤方式对于双向复用段倒换环既可用二纤方式也可用四纤方式 二纤单向通道保护环

44、二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环的单向环由两根光纤实现，二纤单向通道保护环的单向环由两根光纤实现，S1S1光纤光纤携带携带业务信号业务信号，P1P1光纤携带光纤携带保护信号保护信号，两环的业务，两环的业务流向流向一定一定要要相反相反。采用采用“首端桥接，末端倒换首端桥接，末端倒换”结构。结构。正常情况，结点正常情况，结点A AC C的支路信号的支路信号( (ACAC) )同时馈入同时馈入S S1 1和和P P1 1向两个不同方向传向两个不同方向传送到送到C C点，点，S S1 1顺时针，顺时针，P P1 1逆时针，逆时针，C C点同时收点同时收S S1 1和和P P1 1 ，择优选择其中一

45、路作为择优选择其中一路作为分路信号。分路信号。正常情况下，正常情况下，S S1 1传送的信号为主信号。传送的信号为主信号。同理，在同理，在C CA A的支路信号的支路信号( (CACA) )按上述同样的方法传送到按上述同样的方法传送到A A，S S1 1光纤所携光纤所携带的带的CACA信号为主信号。信号为主信号。当当BCBC结点间的光缆被切断时，结点间的光缆被切断时，两根光纤同时被切断两根光纤同时被切断，A-SA-S1 1C C的的ACAC信号丢失，信号丢失，C C的倒换开关由的倒换开关由S S1 1转向转向P P1 1；C-PC-P1 1A A的的CACA信号仍正信号仍正常传输。从而使常传输

46、。从而使ACAC间业务信号不会丢失，实现了保护作用。故障排除后，倒间业务信号不会丢失，实现了保护作用。故障排除后，倒换开关返回原来的位置。换开关返回原来的位置。CA ACS1P1ABDCP1S1CAAC二纤单向通道保护环二纤单向通道保护环特点：特点： 可靠性高，保护动作影响面小可靠性高，保护动作影响面小 保护倒换时间快保护倒换时间快 业务容量低业务容量低C应用：二纤单向通道环多用于低端、业务集中型的组网中。应用：二纤单向通道环多用于低端、业务集中型的组网中。例如，华为公司设备在目前组网中，二纤单向通道环多用于例如，华为公司设备在目前组网中，二纤单向通道环多用于155 Mb/s155 Mb/s、

47、622 Mb/s622 Mb/s系统。系统。 二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环的二纤双向通道保护环的1+11+1保护方式与单向通道保护环基保护方式与单向通道保护环基本相同（并发优收），只是保护环网上业务为双向（一致路由）本相同（并发优收），只是保护环网上业务为双向（一致路由） A、C间间业 务 信业 务 信号丢失号丢失 二纤双向通道保护环二纤双向通道保护环网上业务容量与单向通道保护二纤环相同，但结构更复杂，网上业务容量与单向通道保护二纤环相同，但结构更复杂，与二纤单向通道环相比无明显优势，故一般不采用与二纤单向通道环相比无明显优势，故一般不采用 二纤双向通道保护也可以采用

48、二纤双向通道保护也可以采用1111的方式，这种方式需要的方式，这种方式需要自动保护倒换（自动保护倒换（APSAPS）字节协议，但在保护通道中可传额）字节协议，但在保护通道中可传额外的业务，只有出现故障时，才从工作通道转向保护通道外的业务，只有出现故障时，才从工作通道转向保护通道 二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环这是一种路径保护方式。在这种环形结构中每一结点都有一这是一种路径保护方式。在这种环形结构中每一结点都有一个保护倒换开关。个保护倒换开关。构成环的两根光纤构成环的两根光纤S1S1、P1P1分别称之为分别称之为主纤主纤和和备纤备纤。S1S1光纤传光纤传送业务信号，送业务信号，P1P1

49、光纤是空闲的。光纤是空闲的。1111保护保护二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环利用利用APSAPS协议产生一个环回功能协议产生一个环回功能 二纤单向复用段保护环的最大业务容量在正常时为二纤单向复用段保护环的最大业务容量在正常时为2 2STM-NSTM-N（包括了额外业务），发生保护倒换时为（包括了额外业务），发生保护倒换时为1 1STM-N STM-N 组网时要注意组网时要注意S1S1环和环和P1P1环业务流向相反，否则此环无自愈功环业务流向相反，否则此环无自愈功能能 复用段倒换时不是仅倒换某一个通道，而是将环上整个复用段倒换时不是仅倒换某一个通道，而是将环上整个STM-STM-N N业

50、务都切换到备用信道上去业务都切换到备用信道上去 二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环二纤单向复用段保护环由于业务容量与二纤单向通道二纤单向复用段保护环由于业务容量与二纤单向通道保护环相差不大，倒换速率比二纤单向通道环慢，所以优保护环相差不大，倒换速率比二纤单向通道环慢，所以优势不明显，在组网时应用不多。势不明显，在组网时应用不多。 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倒换环由两根四纤双向复用段倒换环由两根业务光纤业务光纤S1S1与与S2S2( (一发一收一发一收) )和两和两根根保护光纤保护光纤P1P1与与P2P2( (一发一收一发一收) )构成，其中构成，其中S1S1传

51、送顺时针业务信号，传送顺时针业务信号，S2S2传送逆时针业务信号，传送逆时针业务信号，P1P1与与P2P2分别是和分别是和S1S1与与S2S2反方向传输的两根反方向传输的两根保护光纤。每根光纤上都有一个保护倒换开关。保护光纤。每根光纤上都有一个保护倒换开关。当业务量分布均匀且容量较大当业务量分布均匀且容量较大时，四纤复用段保护最经济时，四纤复用段保护最经济 二纤双向复用段保护环二纤双向复用段保护环在四纤双向复用段倒换环中，光纤在四纤双向复用段倒换环中，光纤S1S1上的业务信号与光纤上的业务信号与光纤P2P2上的保护信号的传输方向完全相同。上的保护信号的传输方向完全相同。如果利用时隙交换技术，可

52、以使光纤如果利用时隙交换技术，可以使光纤S1和光纤和光纤P2上的信上的信号都置于一根光纤号都置于一根光纤(称称S1/P2光纤光纤)中，例如中，例如S1/P2光纤的一光纤的一半时隙用于传送业务信号，半时隙用于传送业务信号， 另一半时隙留给保护信号。另一半时隙留给保护信号。 一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务时一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务时隙隙一根光纤传输一根光纤传输时分复用时分复用两种信号两种信号S SN NP PM M（业务信号（业务信号S S和保护信号和保护信号P P），），S S1 1的业务信号与的业务信号与P P2 2的保护信号的传输方向完全相同。的保护

53、信号的传输方向完全相同。S S1 1/ /P P2 2光纤保护信号光纤保护信号P P2 2时隙可以保护时隙可以保护S S2 2/P/P1 1光纤上的业务信号光纤上的业务信号S S2 2S S2 2/ /P P1 1光纤保护信号光纤保护信号P P1 1时隙可以保护时隙可以保护S S1 1/P/P2 2光纤上的业务信号光纤上的业务信号S S1 1 二纤双向复用段保护环二纤双向复用段保护环正常工作，正常工作， S S1 1和和S S2 2时隙时隙传送业务信号传送业务信号，P P1 1和和P P2 2时隙是时隙是空闲空闲S S1 1和和S S2 2时隙时隙传送业务信号传送业务信号，P P1 1 -S-

54、S1 1和和P P2 2 -S-S2 2时隙不时隙不空闲空闲与切断点相邻的与切断点相邻的B B和和C C结点倒换开关将结点倒换开关将S S1 1/P/P2 2光纤与光纤与S S2 2/P/P1 1光光纤沟通，利用纤沟通，利用时隙交换技术时隙交换技术，将，将S S1 1/P/P2 2光纤和光纤和S S2 2/P/P1 1光纤业光纤业务信号时隙转移到另一根保护信号时隙。务信号时隙转移到另一根保护信号时隙。 当当BCBC结点光缆被切断，二根光纤同时被切断结点光缆被切断，二根光纤同时被切断当业务量分布均匀且容量不大当业务量分布均匀且容量不大时，二纤复用段保护最经济时，二纤复用段保护最经济DXC保护保护

55、DXCDXC自愈网的拓扑结构主要是网状形结构，因为网状网中的自愈网的拓扑结构主要是网状形结构，因为网状网中的物理路由有很多条，可以节省备用容量的配置，提高资源利物理路由有很多条，可以节省备用容量的配置，提高资源利用率用率 网络越复杂，替代路由越多，网络越复杂，替代路由越多，DXCDXC的恢复效率越高的恢复效率越高DXC保护保护DXCDXC的工作方式按路由表的计算方式不同，可分为：的工作方式按路由表的计算方式不同，可分为：v静态方式静态方式v动态方式动态方式v即时方式即时方式即时方式需要最少的保护即时方式需要最少的保护容量，动态方式次之，静态方容量，动态方式次之，静态方式需要的保护容量最大。式需

56、要的保护容量最大。即时方式的业务恢复时间即时方式的业务恢复时间最长，静态方式的业务恢复时最长，静态方式的业务恢复时间最短间最短。DXC保护保护按按DXCDXC自愈网控制方式，可分为：自愈网控制方式，可分为：v 集中式控制集中式控制 集中控制方式的业务恢复时间很长集中控制方式的业务恢复时间很长v 分布式控制分布式控制 在分布式结构中业务恢复时间较短在分布式结构中业务恢复时间较短（3 3）自愈保护方式比较）自愈保护方式比较线路保护倒换方式线路保护倒换方式配置容易，网管简单，配置容易，网管简单，恢复时间很短恢复时间很短（50 50 msms），但），但成本较高成本较高，一般用于保护较重要的光缆连接（

57、，一般用于保护较重要的光缆连接（1+11+1方方式）或两点间有较稳定的大业务量情况式）或两点间有较稳定的大业务量情况 自愈环自愈环具有很高的生存性，具有很高的生存性，网络恢复时间较短网络恢复时间较短（50 ms50 ms），并），并具有良好的具有良好的业务量疏导能力业务量疏导能力，但它的网络规划较难实现，适用，但它的网络规划较难实现，适用于接入网、中继网和长途网于接入网、中继网和长途网 DXCDXC的保护方式也具有很高的生存性，便于规划和设计，但的保护方式也具有很高的生存性，便于规划和设计，但网网络恢复时间较长络恢复时间较长， DXCDXC保护最适合于高度互连的网孔形拓扑，保护最适合于高度互连

58、的网孔形拓扑，在长途网中应用较多，利用在长途网中应用较多，利用DXCDXC将多个环形网互连应用也较多将多个环形网互连应用也较多 7.2 7.2 光传送网（光传送网（OTNOTN）1. 1. 全光通信网概念全光通信网概念所谓全光通信网是指所谓全光通信网是指信号以光信号以光的形式穿过整个网络，的形式穿过整个网络，直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接（直接在光域内进行信号的传输、再生、光交叉连接（OXCOXC）、）、光分插复用（光分插复用（OADMOADM）和交换选路，中间不需经过光电、）和交换选路，中间不需经过光电、电光变换。电光变换。2. 2. 光传送网（光传送网（OTNOTN）概念概念

59、：OTNOTN是指为客户层信号提供光域处理的传送网络，是指为客户层信号提供光域处理的传送网络，OTNOTN处理的最基本的对象是光波长。处理的最基本的对象是光波长。功能功能：传送复用、选路、监视和生存性功能等，实现子网：传送复用、选路、监视和生存性功能等，实现子网内全光透明传输，在子网边界处采用内全光透明传输，在子网边界处采用O/E/OO/E/O转换。转换。实现技术实现技术：WDMWDM、OTDMOTDM（光时分复用）、（光时分复用）、OCDMOCDM（光码分复（光码分复用）等各种复用技术都可以用于用）等各种复用技术都可以用于OTNOTN。目前看，由于。目前看，由于WDMWDM技技术的突破性进展

60、，基于术的突破性进展，基于WDMWDM的的OTNOTN最具有发展前景。最具有发展前景。3. 3. 光传送网的分层结构光传送网的分层结构光通道层（光通道层（OCHOCH，Optical Channel LayerOptical Channel Layer）光复用段层（光复用段层（OMSOMS，Optical Multiplexing Section LayerOptical Multiplexing Section Layer）光传输段层（光传输段层（OTSOTS，Optical Transmission Section LayerOptical Transmission Section Lay