传输网保护专题

1、一、网一、网 络络 保保 护（一）护（一）1、网络生存的重要性：、网络生存的重要性： 随着科学和技术的发展随着科学和技术的发展,现代社会对通信现代社会对通信的依赖性越来越大的依赖性越来越大,社会各行各业都离不开社会各行各业都离不开信息信息,要求通信网络能及时准确的传递信息要求通信网络能及时准确的传递信息,而网络传输的信息越来越多而网络传输的信息越来越多,传输信号的速传输信号的速率也越来越来快率也越来越来快,一旦网络出现故障将对整一旦网络出现故障将对整个社会造成极大的损坏个社会造成极大的损坏,因此网络的生存能因此网络的生存能力力(即网络的安全性即网络的安全性),是当今第一个要考虑是当今第一个要考

2、虑的问题。的问题。一、网一、网 络络 保保 护（二）护（二）2、业务恢复时间的要求：、业务恢复时间的要求：业务恢复时间和业务恢复范围是度量生存业务恢复时间和业务恢复范围是度量生存性的两个重要尺度。性的两个重要尺度。不同的用户和不同的业务对业务恢复时间不同的用户和不同的业务对业务恢复时间和恢复范围有不同的要求。和恢复范围有不同的要求。ITUT（国际电信联盟（国际电信联盟-电信标准部）电信标准部） 要求小于要求小于50ms一、网一、网 络络 保保 护（三）护（三）3、中断时间对业务的影响：、中断时间对业务的影响：在在50200ms之间时，交换业务的连接丢失概率小于之间时，交换业务的连接丢失概率小于

3、5%，对，对于于7号信令网和信元中的业务影响不大。号信令网和信元中的业务影响不大。在在200ms2S之间时，交换业务的连接丢失概率增加。之间时，交换业务的连接丢失概率增加。当中断时间达到当中断时间达到2S时，所有的电路交换连接、专线、时，所有的电路交换连接、专线、n*64Kbps和和2Mbps拨号都将丢失连接。拨号都将丢失连接。当中断时间达到当中断时间达到10S时，多数话带数据调制解调器超时，面时，多数话带数据调制解调器超时，面向连接的数据会话也可能超过。向连接的数据会话也可能超过。当业务中断超过当业务中断超过10S后，所有的通信会话都将丢失连接，如后，所有的通信会话都将丢失连接，如果超过果超

4、过5min，则数字交换机将出现严重的阻塞，则数字交换机将出现严重的阻塞。一、网一、网 络络 保保 护（四）护（四）综上所述业务中断时间有两个重要的门限值：综上所述业务中断时间有两个重要的门限值：第一个是第一个是50ms，此时可以满足大多数业务的质量，此时可以满足大多数业务的质量要求，除了瞬态冲击外业务不中断。要求，除了瞬态冲击外业务不中断。第二个门限是第二个门限是2S，只要业务中断时间短于，只要业务中断时间短于2S，则，则中继传输和信令网的稳定性可以保证。电话用户只中继传输和信令网的稳定性可以保证。电话用户只经历短暂的通话间歇，几乎所有的数据会话协议仍经历短暂的通话间歇，几乎所有的数据会话协议

5、仍能维持不超时，图像业务则会发生丢帧和图像冻结能维持不超时，图像业务则会发生丢帧和图像冻结现象（几秒），但多数人能勉强忍受。现象（几秒），但多数人能勉强忍受。因此因此2S门限作为网络恢复的目标值，称为连接丢门限作为网络恢复的目标值，称为连接丢失门限（失门限（CDT）。）。SDH传送网传送网 ( (一）一）一、传送网结构一、传送网结构 1、分层结构、分层结构 . . 电路层电路层 直接为用户提供通信业务，其节点设备是交换机等。直接为用户提供通信业务，其节点设备是交换机等。 . . 通道层通道层 支持一个或多个电路层网络，为电路层节点设备提供支持一个或多个电路层网络，为电路层节点设备提供 电路群（

6、通道），如电路群（通道），如VC-12、VC-4等。等。 . . 传输媒质层传输媒质层 支持一个或多个通道层网络，如光缆等。支持一个或多个通道层网络，如光缆等。SDH传送网传送网 ( (二）二） 非非SDH客户客户VC-12VC-12 VC-4复用段复用段再生段再生段 物理层物理层低阶高阶段层通道层 传输媒质层电路层分层模型：分层模型：SDH传送网传送网 ( (三）三）2、基本的网络、基本的网络拓扑结构拓扑结构 . . 链形网链形网主要用于专用网主要用于专用网( (如铁路网如铁路网) ) 网络中的所有节点一一串联，并且首尾开放，又称线网络中的所有节点一一串联，并且首尾开放，又称线 型网。结构简

7、单、经济。型网。结构简单、经济。 . . 星型网多用于本地网（接入网、用户网）星型网多用于本地网（接入网、用户网） 网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而 其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所 有节点都可配成终端；缺点是安全问题和处理能力存在瓶颈。有节点都可配成终端；缺点是安全问题和处理能力存在瓶颈。 . . 树形网树形网 可视为线形网与星型网的结合。同样存在安全和处理能力等问题可视为线形网与星型网的结合。同样存在安全和处理能力等问题SDH传送网传送网 ( (四）四）. . 环形网常用

8、于本地网、局间中继网环形网常用于本地网、局间中继网 所谓环形网，就是把线形网的首尾相接所谓环形网，就是把线形网的首尾相接, ,从而使任何一点从而使任何一点 都不对外开放。都不对外开放。 环形网结构在环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛，因它具有自传送网中应用非常广泛，因它具有自 愈能力，使网络具有很强的生存性。愈能力，使网络具有很强的生存性。. . 网孔型网常用于长途网网孔型网常用于长途网 网络中的任何二个节点都能直接相连。网络中的任何二个节点都能直接相连。 它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可 靠性高；但结构复杂、冗余度高、有效性

9、降低、成本较高。靠性高；但结构复杂、冗余度高、有效性降低、成本较高。 SDH传送网传送网 ( (五）五）线形：线形：星形：星形：树形：树形：SDH传送网传送网 ( (六）六）环形：环形：网孔形：网孔形：SDH传送网传送网 1、网络的拓扑结构泛指网络的形状。是网络节点和传输线路的几何、网络的拓扑结构泛指网络的形状。是网络节点和传输线路的几何排列，它反映了物理上的连接性。排列，它反映了物理上的连接性。2、网络的拓扑概念对、网络的拓扑概念对SDH网的应用十分重要，特别是网络的有效性网的应用十分重要，特别是网络的有效性、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结

10、构有关。3、ITU-T并不打算就网络拓扑结构进行标准化，而将其留给各电信主并不打算就网络拓扑结构进行标准化，而将其留给各电信主管规划设计部门自行研究决定。管规划设计部门自行研究决定。4、当前用得最多的是链形网和环形网。通过它们灵活的组合可构成、当前用得最多的是链形网和环形网。通过它们灵活的组合可构成更加复杂的网络。更加复杂的网络。链形网时提供链形网时提供环形网时提供环形网时提供双节点互联双节点互联DNI光线路板和/或支路板交叉板光线路板光线路板再生中继器再生中继器光线路板光线路板交叉板工作工作保护保护A站B站C站光线路板和/或支路板配置光板时一定要注意业务光板只能配在上层，保护光板只能配在下层

11、；且光板必须与交叉板上下左右对称。光线路板和/或支路板交叉板光线路板光线路板再生中继器再生中继器光线路板光线路板交叉板交叉板工作工作保护保护A站B站C站光线路板和/或支路板交叉板光线路板和/或支路板光线路板和/或支路板SDH传送网传送网1、链网、链网APS结构分二种：即结构分二种：即1+1方式和方式和1：1方式。方式。2、APS倒换规约，使用了自动保护倒换字节倒换规约，使用了自动保护倒换字节K1和和K2。（K1字节表示请求倒换的信道，字节表示请求倒换的信道，K2字节确桥接到保护信道的信道号）字节确桥接到保护信道的信道号）其中其中K1b1-4表明了请求的类型（保护倒换的原因）表明了请求的类型（保

12、护倒换的原因）例如：例如： 1111表示锁定保护；表示锁定保护； 1110表示强迫倒换；表示强迫倒换； 1101表示信号失效；表示信号失效； 1011表示信号劣化；表示信号劣化； 1000表示人工倒换；表示人工倒换； 0110表示等待恢复等等。表示等待恢复等等。 K1b5-8表示请求倒换的信道号表示请求倒换的信道号 例如：例如：0000空信道（保护信道）；空信道（保护信道）；1111额外业务信道请求；额外业务信道请求； 00011110请求倒换工作信道编号。（请求倒换工作信道编号。（114）。）。K2b1-4表示桥接到保护信号的信道号；表示桥接到保护信号的信道号； b5取取0表示表示1+1AP

13、S；取；取1表示表示1：1APS b6-8预留，其中预留，其中111线路线路AIS；100单向倒换；单向倒换；101双向倒换；双向倒换；（APS倒换时间包括字节处理时间和倒换时间）倒换时间包括字节处理时间和倒换时间） 50ms SDH传送网传送网 ( (十二）十二）三、自愈环三、自愈环 自愈：自愈：当网络发生故障时，不需要人为的干预，网络 本身能在极短的时间内自动恢复传送业务。1、自愈环的类型与工作原理自愈环的类型与工作原理 单向：单向：环上二节点间的往来业务，如从节点AC的业 务AC和从节点C A节点的业务CA，沿着环的 同一方向（同为顺时针或同为逆时针）传送。 双向：双向：环上二节点间的往

14、来业务，沿着环的不同方向 （一为顺时针，另为逆时针）传送。 SDH传送网传送网 1、环网四种自愈环，除了二纤单向通道环以外，另三种均用APS的K1和K2字节，对环网发出K1K2字节的网元必须在K1K2字节明确环内那个网元来接收，对其它网元都是透明传输。2、APS倒换规约：（在SDH设备维护与故障处理的第34页）3、”桥接请求“从目的节点发送给源节点信息，请求源节点执行把工作信道同保护信道桥接。 . . 单向通道保护环（二纤）单向通道保护环（二纤）工作原理：并发选收（并发优收）并发选收（并发优收）二根光纤：S光纤，P光纤。正常时：正常时：信号AC在发端A同时馈入S与P光纤（并发），沿二条路径到达

15、C：S：ABC，P：ADC。 收端选收，默认 S：ABC同理，信号CA： S：C D A ； P：C B A。收端选用 S：C D A。 SDH传送网传送网 ( (十三）十三）DAC发发CA收收AC收收CA发发ACBSP SDH传送网传送网 ( (十四）十四）故障时：故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S光纤的AC信号 ABC丢失，所以接收倒换开关转向来自P光纤，即接收信号：ADCCA业务信号仍按原路径传送。AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDSP倒换倒换 SDH传送网传送网 ( (十五）十五）单向通道保护环的特点：单向通道保护环的特点：优点：优点：实现简单，不需使用

16、APS协议，倒换速度最 快（30ms）。缺点：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。 环传输容量环传输容量：STM-N。注注：单向通道保护环获得非常广泛的应用；它适用 于集中型业务。SDH传送网传送网 ( (十六）十六）. . 双向通道保护环（二纤）双向通道保护环（二纤）正常时：正常时：信号AC在发端同时馈入S1与P1光纤（双发），沿二条路径到达C站：S1：ABC， P1：ADC。 收端选收，一般选S1：ABC同理，业务信号CA： S2：CB A ； P2：C D A。收端择优选用，一般选 S2：CBA。P1AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1S2P2 S

17、DH传送网传送网 ( (十七）十七）故障时：故障时：如B、C间的光缆被切断。AC业务：在C节点由于来自S1光纤的AC信号：ABC丢失，所以倒换开关转向P1光纤，接收信号：ADC同理，在节点A接收从P2光纤来的CA业务信号： CDA 。双向通道保护环与单向通道保护环无多大区别。P1AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1倒换倒换S2P2倒换倒换SDH传送网传送网 ( (十八）十八）. . 单向复用段保护环（二纤）单向复用段保护环（二纤）二根光纤：S（业务）光纤，P（保护）光纤。正常时：正常时：业务信号AC在发端A只馈入S光纤，沿顺时针方向到达C站：ABC。 同理，业务信号CA在发端C只馈入S

18、光纤，沿顺时针方向到达C站：CDA。 AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDSP SDH传送网传送网 ( (十九）十九）故障时：故障时：如B、C间光缆被切断在B节点执行环回功能：即把AC业务环回到P光纤上，沿路径ABADC到达目的地C。在节点C：把接收点切换到P光纤上。CA业务仍按原路径传送。优点：优点：倒换速度快（用APS）； P光纤可传送额外业务。缺点：缺点：不能重复使用节点间时隙环传输容量环传输容量：STM-NASAC发发CA收收AC收收CA发发CBDP环回环回 SDH传送网传送网 ( (二十五）二十五）. . 四纤双向复用段保护环四纤双向复用段保护环 它由四根光纤组成： 二根业务光纤

19、：S1与S2（一发一收）， 传送正常业务。 二根保护光纤：P1与P2 （一发一收）， 分别为二根业务光纤提 供反方向保护： P1为S1提供反向保护； P2为S2提供反向保护。 SDH传送网传送网 ( (二十六）二十六）正常时：正常时：利用S1与S2光纤传送业务。业务信号AC在发端A馈入S1光纤 ，沿顺时针方向到达C站：ABC。 同理，业务信号CA在发端C馈入S2光纤，沿逆时针方向到达A站：CBA。P1与P2光纤可传送额外业务。S2P1ACBDS1P2AC发发AC收收CA发发CA收收 SDH传送网传送网 ( (二十七）二十七）故障时：故障时：如如B、C间光缆被切断间光缆被切断在在B、C点执行环回

20、功能。点执行环回功能。B节点：节点：把把AC业务从业务从S1光纤环回到光纤环回到P1光纤，并沿逆时针光纤，并沿逆时针方向传输：方向传输：ABA D C（在（在B又执行一又执行一次环回：次环回：S2 P2）。）。C节点：节点：把把CA业务从业务从S2光纤环回到光纤环回到P2光纤，并沿顺时针光纤，并沿顺时针方向传输：方向传输：CDABA （在（在B又执行一次又执行一次环回：环回：S2 P2）。）。CABDS1S2P2P1AC发发AC收收CA收收CA发发环回环回四纤双向复用段保护环：四纤双向复用段保护环：优点：优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容

21、量。传输容量。 备用光纤备用光纤PI、P2可传送额外业务。可传送额外业务。缺点：缺点：倒换速度较慢，因用倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行协议，而且需执行 交叉连接功能；对设备要求较高。交叉连接功能；对设备要求较高。环传输容量环传输容量：kSTM-N ( (k为网络中的节点数为网络中的节点数) )。 注注：四纤环对：四纤环对ADM设备提出了很高的要求，如系统容量设备提出了很高的要求，如系统容量、交叉容量、软件功能等；、交叉容量、软件功能等；它适用于分散型业务。它适用于分散型业务。 SDH传送网传送网 ( (二十八）二十八） SDH传送网传送网 ( (二十）二十）. . 双向复用段保护环（

22、二纤）双向复用段保护环（二纤） 二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式。 它由二根光纤组成：S1 / P2光纤与S2 / P1光纤。 每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。 如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。 另一根光纤S2/P1的含义与之类似。 SDH传送网传送网 ( (二十一）二十一）正常时：正常时：利用S1与S2工作通道传送业务业务信号AC在发端A馈入SI/P2光纤的工作通道S1 ，沿顺时针方向到达C站：ABC。 同理，业务信号CA在发端C馈入S

23、2/P1光纤的工作通道S2，沿逆时针方向到达A站：CBA。P1与P2通道可传送额外业务。AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1/P2S2/P1SDH传送网传送网 ( (二十二）二十二）故障时：故障时：如B、C间光缆被切断在B、C点执行交叉连接。B节点：把AC业务从S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆时针方向传输： AB A D C。C节点：把CA业务从S2通道交叉到P2通道，并使其沿顺时针方向传输： C D A。AC发发CA收收AC收收CA发发ACBDS1/P2S2/P1S1/P2交叉交叉连接连接SDH传送网传送网 ( (二十三）二十三）二纤双向复用段保护环二纤双向复用段保护环优点优点：能

24、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。缺点缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行 交叉连接功能。环传输容量环传输容量：k/2STM-N (k为网络中的节点数)。 注注：双向复用段保护环获得非常广泛的应用；它适 用于分散型业务。 SDH传送网传送网 ( (二十四）二十四）关于二纤双向复用段保护环的传关于二纤双向复用段保护环的传输容量：输容量：因二节点间业务仅由这二节点的光纤传送，环上其它区段是空闲的，所以时隙可重复使用作为极限情况-没有跨节点业务。 AB：1/2 STM-N； BC：1/2 STM-N； CD：1/2 STM-N； DA：1/

25、2 STM-N；总容量总容量： 4/2 STM-NACBDS1/P2S2/P11/2 STM-N1/2 STM-N1/2 STM-N1/2 STM-N SDH传送网传送网 ( (二十九）二十九）2、四种自愈环的特性比较与应用四种自愈环的特性比较与应用 项目项目单向通道环单向通道环单向复用段环单向复用段环二纤复用段环二纤复用段环四纤复用段环四纤复用段环 节点数节点数线路速率线路速率 环传输容量环传输容量 APS协议协议 倒换时间倒换时间 节点成本节点成本 系统复杂性系统复杂性 k k k k STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N STM-N k/2 k/2STM-N k k

26、STM-N 不用不用 用用 用用 用用 30ms30ms 30ms30ms 5 50-200ms0-200ms 5 50-200ms0-200ms 低低 低低 中中 高高 简单简单 简单简单 复杂复杂 复杂复杂接入网、中接入网、中继网（集中继网（集中型业务）型业务） 接接 入入 网、网、 中中 继继 网网 中继网、长途中继网、长途网（分散型业网（分散型业务）务）中继网、中继网、长途长途网网（分散型业（分散型业务）务） 主主 要要 应应 用用 场合场合SDH传送网传送网 通道保护环和复用段保护环的区别:1、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信号的某个VC（某一路PD

27、H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进行倒换。例如：收端收到第4VC4的第48个TU-12有TU-AIS，那么就仅将通道切换到备用信道上去。2、复用段倒换：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K1K2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的业务都切换到备用信道上。复用段保护条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC（复用段误码过量）告警信号。3、通道环保护一般是专用保护，在正常情况下保护通道也传主用业务（业务是1+1

28、保护），信道利用率不高。复用段保护环使用公用保护，正常时用信道传额外业务（业务是1：1保护）。信道利率高。SDH传送网传送网 ( (七）七）二、网络的保护与恢复二、网络的保护与恢复1、网络的保护网络的保护 利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。 SDH网的保护可分为二大类：路径保护与子网连接保护。网的保护可分为二大类：路径保护与子网连接保护。. . 路径保护路径保护 对业务信号的传送路径进行保护，它既可以在复用段层进对业务信号的传送路径进行保护，它既可以在复用段层进 行，也可以在通道层进行。行，也可以在通道层进行。A）. .线路系统的复用段保护（线路系

29、统的复用段保护（MSP） 业务保护以复用段为基础（复用段信号质量），它可业务保护以复用段为基础（复用段信号质量），它可 以分为二种方式：以分为二种方式：1+1 1+1 与与1 1 N。 SDH传送网传送网 ( (八）八） 1+1：STM-N信号永久性地被连接在工作通路与保护通路信号永久性地被连接在工作通路与保护通路 上，二个通路皆传送业务信号；收端择优选用。上，二个通路皆传送业务信号；收端择优选用。 1 1 N：N个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传额个工作通路共用一个保护通路，保护通路可传额 外业务（外业务（N 14）。）。 线路系统的复用段保护倒换要使用线路系统的复用段保护倒换要使用A

30、PS协议，倒换要在协议，倒换要在 50ms时间内完成。时间内完成。 B) ). 环网的复用段保护环网的复用段保护 复用段保护环可分为二纤环与四纤环。复用段保护环可分为二纤环与四纤环。 二纤环二纤环：环网由二根光纤组成，根据业务传送方向：环网由二根光纤组成，根据业务传送方向 又可分单向保护环与双向保护环。又可分单向保护环与双向保护环。SDH传送网传送网 ( (九）九） 四纤环四纤环：环网由四根光纤组成，二根主用光纤与二根：环网由四根光纤组成，二根主用光纤与二根 备用光纤，备用光纤为主用光纤提供反方向备用光纤，备用光纤为主用光纤提供反方向 保护；备用光纤可传送额外业务。保护；备用光纤可传送额外业务

31、。 C). ). 通道保护环通道保护环 业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道业务保护以通道为基础（通道信号质量优劣），通道 保护一般采用保护一般采用1+11+1方式。方式。 通道环一般由二纤组成，根据业务传送方向又可分单通道环一般由二纤组成，根据业务传送方向又可分单 向通道环与双向通道环。向通道环与双向通道环。 通道环的保护一般不使用通道环的保护一般不使用APS协议，倒换时间小协议，倒换时间小 于于30ms。SDH传送网传送网 ( (十）十）. . 子网连接保护子网连接保护SNCP 对某一子网预先安排专用的保护路由。对某一子网预先安排专用的保护路由。 子网连接保护通常采用子网连接保护

32、通常采用1+1工作方式。工作方式。 A站站B站站子网子网1子网子网22、网络的恢复网络的恢复 它不象网络的保护那样需要安排专门的备用容量（一般是1 1）去保护主用容量，而是广泛调用网络中所有节点间的任何可用容量来恢复传送业务；所以其备用资源较少。 但网络恢复的实现比较复杂，需要使用具有强大功能的DXC，网管要有恢复功能等。 一般来讲，网络的恢复时间要比保护倒换时间长。SDH传送网传送网 ( (十一）十一）AB(primary)D(secondary)C(primary) E(secondary)F从A到F的业务可以通过两条 路 径 传 送 : 一 条 是 ABCF,另外一条是 ABDECF。基于基于ITU-T G.842建议建议设计设计, DNI功能针对跨功能针对跨环业务保护尤其实用环业务保护尤其实用!AB(主节点）主节点） D(次节点次节点)FC(主节点）主节点） E(次节点次节点)AB(主要主要节点节点) D(次要次要节点节点)C(主