SDH自愈保护原理和实现

SDH自愈保护原理和实现目录SDH保护的定义与范围………………〔1〕SDH各种保护方式的实现原理………〔3〕各种保护方式在实际组网中的应用…〔13〕环带链…………(14)双环结构………〔15〕相切环……………………〔15〕G.841定义的双节点互连〔DNI〕………〔17〕〔相交环〕MADM实现的DNI…………〔24〕共享光纤虚拟路径保护……………〔28〕各种保护方式的比较……〔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〔在复用段和通道层〕SDH子网连接保护〔主要分为固有的监测和非介入式监测两种方式〕路径保护〔段和通道〕又包括线性复用段保护倒换〔1+1和1：N〕、复用段共用保护环〔二纤环和四纤环〕、复用段专用保护环和线形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可以是专用的保护也可以是共享的保护，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障，它可按单向或者双向的方式操作，并可在保护复用段上载送额外的业务信息〔次重要的信息〕。该保护方式摘用APS协议。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和保护容量，也就是说业务在环中可以沿两个不同方向的任一个方向行进，即沿环的长路径或短路径。通常是优选短路径，但有时也会选长路径，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节点失效时，环的保护容量可以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可以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，一般情况下为2纤环。由两个反转的环组成，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，环中可承担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和不能超过每两个节点之间的容量。线性VC路径保护线性VC〔虚容器〕路径保护是一种专用保护机理，它可用于任何的物理结构〔即网状网、环或混合结构〕及分层网中的任何通道层。这是一种端到端的保护机理，根据效劳层的故障和客户层的信息，包括通道的性能信息，来进行倒换。线性VC路径保护不需要在一个复用段中对所有的VC摘用。线性VC路径保护倒换可以按单向或双向方式操作，双向倒换具备在保护通道上载送额外业务信息的能力。2、SNCP〔子网连接〕保护子网连接保护包括固有监测的子网连接保护〔SNC/I〕和非介入式监测的子网连接保护〔SNC/P〕。在网络结构日趋复杂的情况下，子网连接保护〔SNCP〕是唯一的可适用各种网络拓扑结构且倒换速度快的业务保护方式。SNCP是业务通道层的保护，可用于不同的网络结构中。SNCP摘用1＋1保护方式，业务在工作和保护子网连接上同时传送，当工作子网连接失效或性能劣化到某一规定的水平时，在子网连接的接收端根据优选准那么选择保护子网连接上的信号。倒换时一般摘取单端切换的方式，因而业务源宿间没有协议相关，处理简单。被保护的子网还可进一步由较低等级的子网连接和链路连接级联而成。通道保护是SNCP保护的一种特例，是对端到端的业务进行保护，而子网连接保护不仅可以保护端到端的业务，而且可以保护通道的一局部，因此使用通道保护的场合，都可以用SNCP保护来代替。A、固有监视：由效劳层网络导出的信息可以用来启动客户层的保护倒换，此时，效劳层网络的路径状态可供矩阵使用〔效劳层信号失效SSF〕，从而决定是否启动客户层的保护倒换，常简写为SNC〔I〕，主要用来对付效劳层失效，是一种适于保护光缆切断和节点失效等硬失效的保护手段，主要保护倒换准那么有LOP和AIS等。这是一种1＋1的单端保护结构，可以逐个VC实施SNC〔I〕，因而同一传输设施可以传送无保护和有保护的信号，由用户选择哪一个VC需要保护，哪一个不需要保护。B、非介入监视：利用客户层特征信息的只听〔非介入〕监视功能〔例如HOPM/LOPM),可以直接监视子网连接和网络连接情况，常简写为SNC〔N〕，主要用来对付效劳层失效以及客户层的失效和性能劣化，是一种不仅适用于保护网络的硬失效，而且适于保护性能劣化和运行操作者错误的保护手段，用的较多。其倒换准那么除了LOP和AIS外还包括大量HOPM/LOPM缺陷，诸如导致SF的UNEQ、TIM、EXC以及导致SD的DEG等。可见导致保护作用的故障条件比较丰富是其区别于SNC〔I〕的主要地方，也正是这一点使其适用面更宽。SNC保护的重要特点是与网络拓扑无关，而且可以在需要时从SNC〔I〕平稳过渡到SNC〔N〕。3、线性VC路径保护与SNCP/MSP保护的关系VC路径保护是一种专用的端到端保护机制，可以适用于任何物理结构〔网状、环或混合形式〕，既可以是单向倒换，又可以是双向倒换。路径保护通常用来对付效劳层的失效以及客户层的失效和性能劣化。保护方式可以是使用专用保护路径的1+1方式，也可以是1：1方式，此时保护路径可以用来支持额外业务量，而且需要APS协议来协调两端的操作。由于VC路径保护是专用路径保护机制，因而对于网络连接内的网元数没有限制。其保护倒换准那么与前述SNC完全一样。SNCP是一种运用灵活的保护方式，既可以适用于高阶通道，又适用于低阶通道，这种保护机制的最大特点是可以适用于任何物理传送结构，例如网孔型、环型或任何混合拓扑，而且即可以用来保护完全的端到端通道，又可以保护通道的一局部，使其在网络运用上有更大的灵活性。通过SNCP和MSP的混合运用，可以支持多种网络拓扑结构的组网，在MSP保护上实现1:1方式的路径保护，在SNCP倒换点上实现1+1方式的保护，从而实现VC路径保护的功能，通过灵活设置SNCP倒换点来实现多种网络拓扑结构的保护支持。二、SDH各种保护方式的实现原理按照自愈网的定义可以由多种手段来实现自愈，各种自愈网都要考虑下面一些共同因素：初始本钱、要求恢复的业务量的比例、用于恢复业务所需要的额外容量、业务恢复的速度、升级或增加节点的灵活性、易于操作和保护等等。下面分别介绍各种具体的实现方法。1、线路保护倒换线路保护倒换是最简单的自愈网形式，其根本原理是当出现故障时，业务由工作通道转移到保护通道，使业务得以继续传送。1+1制式：摘用并发选收，即工作通道和保护通道在发送端永久得连接在一起〔桥接〕，而在接收端根据传送信号的质量，优先选择接收性能良好的信号。，如以下列图：图2.1.a1＋1保护方式1：N制式：保护通道〔1个〕由N个工作通道共用，当其中任何一个工作通道出现故障时，均可将业务切换至保护通道〔通过APS协议〕，当多个工作通道发生故障时，系统将根据个工作通道传送的业务的优先级别作出判断，对优先级别高的业务进行倒换操作。1：1方式是1：N方式的一个特例。如以下列图：图2.1.b1：1保护方式线路保护倒换的业务恢复时间很快，短于50ms，对于网络节点的光或电的元部件失效十分有效。但是当光缆被切断，往往同一缆芯中的所有光纤〔包括主用和备用〕均被切断，这时候就要摘用物理上的路由备分，但备用路由往往较长，本钱很高，而且只能保护传输链路，无法提供网络节点的失效保护，因此主要适用于两点间有稳定的较大业务量的场合。二纤单向通道保护环由两根光纤实现，一根光纤用来传业务信号，称S1光纤，另一根用于保护，称P1光纤。摘用“首端桥接，末端倒换〞结构，如图2.2.a。例如在节点A，支路信号AC同时馈入S1光纤和P1光纤，摘用双发选收1+1保护，S1光纤和P1光纤分别演顺时针方向和逆时针方向将相同的业务信号送至分路节点C，节点C按照两路信号的优劣选择分路信号，正常情况下，选择S1光纤送来的主信号。C点到A点的支路信号传送同理。当BC间的光缆被切断时，S1光纤和P1光纤同时断掉，如图2.2.b。在C节点，由于从A经S1光纤来的AC信号丧失，按通道优选准那么，通道开关将由S1光纤转向P1光纤，接收P1光纤传送来的分路信号。故障排除后，开关返回原来位置。图二纤单向通道保护正常工作时图2.2.b二纤单向通道保护故障时单向通道保护环的特点：优点：实现简单，不需使用APS协议，倒换速度最快〔<50ms〕。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：STM-N。注：单向通道保护环获得广泛应用。二纤双向通道环的应用分为1+1保护和1：1保护两种保护方式。其中，1+1方式与单向通道保护环根本相同，只是返回信号沿相反方向返回。1：1方式需要使用APS协议，但可以用备用通路传送额外业务，可选较短路由，便于查找故障。3、二纤单向复用段保护环这种环形结构中节点在支路信号分插功能前的每一高速线路上都有一个保护开关，正常情况下，低速支路信号仅仅从S1光纤进行分插，保护光纤P1是空闲的。如图。当BC节点间光缆被切断时,与光缆切断点相邻的两个节点B和C的保护倒换开关利用APS协议执行环回功能。在B节点，把AC信号切换到P光纤上并使其沿逆时针方向经节点A、D到达C〔A－B－A－D－C〕；在节点C，把接收点切换到P光纤上接收信号。CA信号仍按原路由传送〔C－D－A〕。故障排除后，倒换开关返回原来的位置。如图。图2.3.a二纤单向复用段保护正常工作时图2.3.b二纤单向复用段保护故障时4、二纤双向复用段保护环环网由二根光纤组成，分别记为S1/P2和S2/P1。每根光纤传输容量的一半作为工作通道〔S〕，另一半作为保护通道〔P〕，且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。即：S1/P2光纤的一半容量S1传输业务，另一半容量P2为另一根光纤〔S2/P1〕的工作通道S2提供反方向保护；S2/P1光纤与之类似。正常工作时，从A到C的业务信号AC，在节点A馈入光纤S1/P2的工作通道S1，并沿顺时针方向经B传送到C：A→B→C；从C到A的业务信号CA，在节点C馈入光纤S2/P1的工作通道S2，并在同一区段沿逆时针方向经B传送到A：C→B→A，如图2.4a所示。图2.4.a二纤双向复用段保护正常工作时图2.4.b二纤双向复用段保护故障时故障时，如BC节点间的光缆被切断，节点B和C分别执行时隙交叉功能。即在B把AC业务信号从S1/P2光纤的工作通道S1交叉到S2/P1光纤的保护通道P1上，并使其沿逆时针方向经A、D到达C：A→B→A→D→C。在节点C，也利用时隙交叉技术把CA业务信号从S2/P1光纤的工作通道S2交叉到S1/P2光纤的保护通道P2上，并使其沿顺时针方向经D到达A：C→D→A。二纤双向复用段保护环的特点优点：能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：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：k/2STM-N(k为网络中的节点数)。注：双向复用段保护环获得广泛应用。5、四纤双向复用段保护环双向复用段保护环可以是二纤环方式，也可以是四纤环方式。由上面的二纤复用段保护环分析可知，S1时隙和P2时隙是同方向的，S2时隙和P1时隙是同方向的。如果P2和P1分别从S1和S2中别离出来，单独用两根光纤担当，可以传送的业务量将是二纤环的两倍。正常情况下，在节点A进入环网以节点C为目的的业务信号AC，馈入光纤S1，并沿顺时针方向将业务信号经节点B传送到C〔A－B－C〕；在节点C，进入环网以节点A为目的的业务信号CA，馈入光纤S2，并在同一区段沿逆时针方向将业务信号经节点B传送到节点A〔C－B－A〕；二根保护光纤P1、P2是空闲的。如图2.5.a所示。当发生故障时，如B到C之间的光缆被切断，因为在节点B和C均能检测到信号丧失〔LOS〕告警，所以利用APS协议B和C节点分别执行环回功能，如图，在节点B，S1光纤倒换到P1光纤上，S2光纤倒换到P2光纤上；AC业务信号从S1光纤倒换到P1光纤上，并使其逆时针方向经节点A、D到达节点C〔A－B－A－D－C〕；在节点C也执行环回功能，CA信号从S2光纤倒换到P2上，并顺时针经D、A、B再到达A〔C－D－A－B－A〕，其中，在B点CA信号从P2光纤又倒换到S2上，由S2光纤逆时针传送到A。故障排除后，开关仍返回原来位置。图2.5.a四纤双向复用段保护正常工作时2.5.b四纤双向复用段保护环倒换图2.5.c四纤双向复用段保护区段保护在四纤环中，仅仅节点失效或光缆被切断才需要摘用环回方式保护，而设备板或者单纤失效等可以利用区段保护。比方B、C之间的S1或者S2光纤断了，A到C的业务倒换到P2光纤上，沿原方向到达C节点；同理，C到A的业务倒换到P1光纤上，沿原方向到达A节点。如果是P1或者P2光纤断了，对业务传送没有影响。区段保护能力使得四纤环可以抗多点失效。故障排除后，倒换开关返回原来位置。如图2.5.c所示。四纤双向复用段保护环特点：优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。备用光纤PI、P2可传送额外业务。区段倒换不需要使用APS协议，倒换速度快，而且具备抗多点失效功能。缺点：环回倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能；对设备要求较高。环传输容量：kSTM-N(k为网络中的节点数)。6、保护/恢复时间和复用段倒换条件通道倒换环的倒换无需依靠APS协议即可实现快速倒换，时间通常可少于30ms。复用段倒换的时间在一个没额外业务量的环，预先也无桥接请求时，其环的长度短于1200Km，倒换完成时间应小于50ms。但是复用段倒换环的倒换需要依靠APS协议，假设不摘取一些特殊措施，难以满足50ms倒换时间要求。目前摘用高效的APS通信协议和硬件实现以及防止使用外部环控制器后，也能作到30ms倒换时间。但考虑到网络复杂、距离与地域情况，在某些情况下也可允许最大200ms的倒换时间。复用段倒换分为SF〔环与区段〕倒换和SD〔环与区段〕倒换SF的倒换条件为LOSLOFAISB2OVERSD的倒换条件为B2SD复用段倒换时间的具体计算比较复杂，可以参照以下公式：复用段倒换时间＝缺陷检测时间＋协议处理时间＋单站处理时间〔这里单站处理时间主要考虑与故障相邻的两个节点，中间穿通节点的处理时间归在协议处理时间内考虑〕具体各项时间值一般都是体会值，受到很多因素影响。图2.6复用段倒换时间计算示意图7、子网连接保护子网连接保护指的是当工作子网连接失效或者性能低于某一必要的水平时，工作子网连接将由保护子网连接所代替。子网连接为1＋1保护，发送端永远桥接，因此业务在工作子网连接和保护子网连接两条路径上同时发送，而在接收端，通过对在两条路径上接收到的业务信号进行比较后选择一路质量好的进行接收。如果该保护是单端方式的话，那么无需保护倒换协议。图2.7.a、图2.7.b分别为SNCP保护正常情况、1＋1单端方式工作纤断纤情况下，站A和站B倒换状态的示意图。可见在单端方式下，当接收端〔站B〕检测到当前接收的业务信号失效时，接收端将执行倒换，但是发送端〔站A〕保持原先的状态不改变。图2.7.aSNC保护1＋1方式正常工作状态图2.7.bSNC保护1＋1单端方式工作纤失效情况图2.7.c分别为SNCP保护1＋1双端方式工作纤断纤情况下，站A和站B倒换状态的示意图。可见在双端方式下，当接收端〔站B〕检测到当前接收的业务信号失效时，接收端将执行倒换，同时发送端〔站A〕也将执行倒换。图2.7.cSNC保护1＋1双端方式工作纤失效情况保护倒换前的路径：倒换前的路径：即是业务配置时所选择的路径〔工作SNC〕。倒换条件：·对高阶、低阶通道开销，将固有〔Inherent〕监视做为倒换条件；·对高阶通道开销，将非介入〔non-intrusive〕监视做为倒换条件，支持将TIM〔TraceIdentifierMismatch〕〔可选〕；UNEQ〔Unequipped〕〔可选〕；EXC〔Excessive〕〔可选〕；DEG〔Degraded〕〔可选〕；作为保护倒换条件。倒换条件为：〔1〕、LOS〔缺省〕〔2〕、LOF、OOF〔缺省〕〔3〕、MSAIS〔缺省〕〔4〕、AULOP〔缺省〕〔5〕、AUAIS〔缺省〕〔6〕、TUAIS〔缺省〕〔7〕、TULOP〔缺省〕〔8〕、线路板拔板〔缺省〕〔9〕、对高阶通道开销，可将以下告警作为可选倒换条件：·TIM〔TraceIdentifierMismatch〕〔可选〕；·UNEQ〔Unequipped〕〔可选〕；·EXC〔Excessive〕〔可选〕；·DEG〔Degraded〕〔可选〕；保护倒换的原理〔1〕对于“倒换条件〞中所述的〔1〕——〔9〕情况〔除〔8〕外〕，业务宿所处单板为SDH单元时，由线路单元对这些告警事件进行监测。当倒换条件发生时，通过中断形式上报主机。主机软件根据上报的监测结果通知交叉单元重新配置交叉矩阵数据，由交叉单元实现保护功能。〔2〕对于“倒换条件〞中所述的〔8〕情况，业务宿所处单板为线路单元时，当交叉单元检测到线路单元不在位时，切换交叉矩阵实现保护功能。〔3〕对于业务宿在PDH单元上的情况，主机对子网连接保护的处理与原来通道保护完全一致，由支路板通过选择总线完成倒换。可保护信号级别VC4〔包括STM-1信号和E4PDH信号〕；VC3〔E3PDH信号、T3PDH信号〕；VC12〔E1PDH信号〕；保护倒换的时间对于单个SNCP业务，SNCP倒换时间在G.841建议中的要求为50ms。在涉及大量SNCP业务时，倒换时间在建议中没有进行规定。目前我司对于大量的SNCP业务，可摘用分组的方式来解决，即将网络中同源同宿同路由的业务在检测时作为一个整体，称为一个组，系统在检测到其中的某一业务〔称为关键业务〕产生倒换条件后，整个组的业务同时倒换。在倒换完成后，系统将对倒换的业务进行逐条校验，更正误倒换的业务SNC状态。分组方式优化了系统对故障的响应时间，可提高系统的倒换速度，减少倒换时间。保护倒换的完成时间不包括启动保护倒换所必要的检测时间以及挈延时间。挈延时间是指从宣告信号劣化或信号失效到启动保护倒换实施方法之间的时间。挈延时间对于多种保护方式间的互通来说是有用的，可以抑制倒换蔓延以及倒换竞争带来的网络不稳定情况的产生。挈延时间可根据具体的VC来设置。在倒换发生之前在整个挈延时间期限内应对缺陷条件〔SD、SF〕进行连续的监视。挈延时间建议要求能按100ms量级的步进值从0～10s内可设置。在一般情况下，挈延时间设置为0。等待恢复时间：(RevertiveTime)当倒换为恢复模式时，在工作通道修复后，业务在回到工作通道之前，继续保持在保护通道的一段时间，如果在此期间，工作通道一直处理正常状态，那么将业务倒换到工作通道。此时间用于防止工作通道时好时坏引起的倒换波动。各种保护方式在实际组网中的实现环链间业务图3.1.a环带链网络拓扑图对于环上非环链相交节点到链上各点的业务，只有摘用复用段保护和SNCP保护才能实现业务的保护，此时通道保护无能为力〔通道保护不能保护环链间业务的原因是高阶通道监视不具备检测低阶失效的能力或低阶倒换的能力〕。也即通道环带链，环链间业务不能保护复用段环带链，环链间业务能够保护；SNCP环带链，环链间业务能够保护；如图3.1.a所示：A、B、C、D结点组成的环。假设结点A与E有业务,那么在以下某一种情况发生时，可对业务进行保护。〔1〕A——B——D间断纤；〔2〕A——C——D间断纤；〔3〕B、C节点失效。以SNCP环带链为例说明其保护原理：正常工作时：如图3.1.b所示：如果摘用SNCP1＋1单端保护方式，业务信号AE在发端A双发，一路通过工作通道S，沿逆时针传送到D：A－B－D；另一路通过保护通道顺时针传送到D：A－C－D；在D处通过通道选择器选择一路最正确的信号再传送给E。同理，业务信号EA经E传送到D后双发分别入工作通道S和保护通道传送到A，再选择一路最正确的进行接收。图3.1.bSNCP环带链正常工作方式图3.1.cSNCP环带链两点之间光缆断时保护方式发生故障时，如图3.1.c所示C、D之间光缆断，A点检测到工作通道S的信号故障，在A点倒换到保护通道P上选择保护通道的业务，保证链上到环上的业务不会丧失。2、双环间业务由于传输设备组网的灵活性，在实际应用中，一个SDH网络可能是由相交环、相切环、环带链等的各种组网方式组合，形成一个复杂网络。例如按照节点跨接方式组成的网络或按照HUB方式组成的网络。HUB方式组网应用比较广泛，相交环和相切环应用即属于此类。特别在中心区域站点，一方面连接相对级别较高的区域网，另一个方面还要负责与本地业务网的相接。还有一种方式是节点跨接方式，它通过节点将两个子网﹙可以是相同设备组成的子网，也可以是不同设备组成的子网﹚或者两个环连接起来。下面我们对HUB方式中的相切换和相交环，以及节点跨接方式进行介绍：相切环所谓相切环是指两个或者两个以上的单环相交，每两个环的交点只有一个，典型的相切环是指两个单环相交交点只有一个，如图3.2.1.a，这里只对这种典型情况进行阐述。图3.2.1.a相切环网络拓扑图我们支持的相切环的组网方式如下：(1)两环之间可互通业务；(2)两环保护方式都是通道环PP或复用段MSP时，环内环间业务皆可保护；〔3〕当两路环保护方式不同(MSP和PP)，环内业务可分别保护，环间业务只有在复用段环内可保护〔这是因为PP是在支路上选收，MSP节点不具备选收功能〕；SNCP环和MSP环，环内业务可分别保护，可以保护环间业务；SNCP环和PP环，环内业务可分别保护，可以保护环间业务；(6)SNCP环和SNCP环，环内业务可分别保护，可以保护环间业务；如图3.2.1.a,A、B、C结点组成环一，C、D、E结点组成环二。结点A与D有业务。那么在以下某一种情况发生时，可对业务进行保护。〔1〕A——B——C间断纤；〔2〕A——C间断纤；〔3〕C——E——D间断纤；〔4〕C——D间断纤；〔5〕1〔或2〕与3〔或4〕同时发生；〔两个环都是PP或者MSP＋PP时除外，因为不能实现异侧光纤同时断的跨环业务保护〕。以第〔4〕种情况即SNCP＋MSP为例说明其保护原理：正常工作时：如图3.2.1.b所示：假设SNCP摘用1＋1单端保护方式，业务AF在发端A双发，一路通过工作通道S逆时针传送到D，另一路通过保护通道P传送到D，在D通过通道选择器选择一路最正确的发送，经过G后到达F接收。业务FA在F端送入工作通道S1中经过G到达D，在D点进行双发分别通过工作通道和保护通道到达A，再通过通道选择器进行选择后接受一路最正确的信号。图3.2.1.bSNCP+MSP相切环正常工作图3.2.1.cSNCP+MSP相切环异侧同时断纤时发生故障的情况有多种，单处光纤断的情况可参照前面每种保护方式的原理，这里仅对异侧光纤同时发生断纤时的保护原理进行说明，单处光纤断的情况也即包含在内了。异侧同时断纤时：如图3.2.1.c所示：业务AF在A点双发后，D节点对两个方向传送来的业务进行比较，由于工作通道故障，D节点的通道选择器将倒换到保护通道上接收从P上来的业务，然后再经G传送到F。而FA的业务不受影响。如果MSP环F－G－D之间某段光纤同时断掉，那么再在MSP环中启动复用段保护。这种相切环方式的特点是跨环业务时如果是环内的故障由各自环的保护方式进行保护，而对于相切结点无法进行保护。2〕双节点支路跨接环间业务〔DNI〕节点跨接方式分为两种，一种是环间通过一个节点跨接，称为单节点跨接；两环中任何两网元都可通过两环的跨接节点互通业务。但是由于两环间互通的业务都要经过跨接点传输，存在一个低速支路的平安保障问题；另外一种是环或者子网间通过两个节点跨接，称为双节点跨接〔简称DNI方式〕。在这种组网中，克服了单节点跨接的缺点，可以摘用一条跨接路由来保护另一条跨接路由，可以在相当程度上抵抗节点失效和跨接路由失效。而DNI的实现方式有两种，一种是G.842所定义的DNI，也就是上述环间分别通过两个节点跨接；另一种方式就是利用我们设备的MADM特性实现的DNI，将互连的两个节点用一个节点实现相交环。两种方式如图3.2.2.a所示。图3.2.2.a双节点互连〔DNI〕的两种实现方式我们先来看G.842所定义的DNI方式。图3.2.2.bG.842定义的DNI方式网络拓扑在DNI方式下由于网络比较复杂，对于环间业务的保护实现起来比较困难。因此对环的保护方式有一定限制，一般只摘用双向复用段保护或子网连接保护，当然业务也可以摘用通道保护，但通道保护的保护能力比较有限，不能实现异侧光纤同时中断时的业务保护。如图3.2.2.b所示的组网中，A到G的业务主用通道为A-B-C-F-G，备用通道为A-D-E-H-G，如果A-D光纤断和F-G光纤断同时发生，那么A-G的业务就将被中断。但如果环上保护方式为双向复用段或者子网连接保护，就不存在这种问题了。也即DNI组网方式一般有：SNCP环与SNCP环SNCP环与MSP环MSP环与MSP环下面我们就以〔1〕和〔2〕两种情况为例进行说明：SNCP＋SNCP如图3.2.2.c，对每个传输方向，信号从源节点沿环两侧双馈〔并发〕，当每个双馈信号到达互连节点时，它就在该节点下路并用“下路和继续传送〞功能继续向另一个互连节点传送。因此每个互连节点可从沿环不同路径到达的两个信号中选取信号接收，然后传送到第二个环。在第二个环的每个互连节点接收到此信号，并沿着背离另外一个互连节点〔在同一个环上〕的方向向宿节点传送，最终宿节点从沿环的两个方向的两个信号中选取一个下路。图3.2.2.cSNCP+SNCP组成的DNI正常工作时由于这种方案是对称的，同一个环上的两个互连节点是完全等效的。失效情况下的重新配置的例子如图3.－图3.所示：图3.2.2.d所示为一个环中一个双向区段失效；图3.2.2.e所示为一个互连链路的双向失效；图3.2.2.f所示为在一个互连节点的失效；图3.2.2.g所示为同一个环中互连节点间的双向失效；图3.2.2.d一个环中一个双向区段失效图3.2.2.e一个互连链路的双向失效在图3.中，由于节点E1和节点D1间的环路被切断，假设上面环线路从外到内分别为S1和P1，下面环线路从外到内分别为S2和P2〔从图3.到图3.同〕。业务A1A2本来可以在A1节点中双馈为两路分别沿S1逆时针和沿P1顺时针传输，但由于S1在E1和D1间中断，所以一路信号只能沿P1传输在D1中由通道选择器选择〔发生倒换〕进入D2并逆时针方向经E2进入A2；另一路信号便沿P1经C1通道选择器选择〔发生倒换〕进入C2，然后沿P2经B2到达A2，这两路信号在A2中由通道选择器选择一路最正确信号出环。从A2到A1的业务亦分为两路，一路沿P2经节点E2，D2进入C2中，另一路沿S2经B2进入C2，这两路信号在C2中由通道选择器选择出一路最正确信号并出环进入C1，然后沿S1到B1，进入A1中输出。〔由于E1，D1间线路被切断由D2进入D1的信号失效。〕在图3.2.2.e中，由于环间互通中的一对节点〔D1和D2〕两个点间的互通功能失效，那么两环的互通完全要靠另一对节点〔C1和C2〕来实现互通。由A1进入环的信号沿S1逆时针经E1到达D1并继续传送到C1中由通道选择器选择出，到达C2并沿P2线路经B2到A2，由A2发生倒换选择输出；同样从A2进入环的信号沿S2逆时针传输经B2到达C2中由通道选择器选择进入C1中沿逆时针经B1最后到达A1中选择输出。图3.2.2.f一个互连节点失效图3.2.2.g一个环中互连节点双向失效在图3.中，由于节点D1失效，所以环互通的任务都由节点C1完成。从节点A1进入环的信号在A1并发，一路沿S1经E1到达D1，由于D1已经失效，所以这路信号分支丧失；另一路信号沿P1经B1到达C1由通道选择器发生倒换选取到C2中，并沿P2经B2到达A2再由通道选择器倒换选择输出。由A2输入的信号也并发，在D2和C2处分别由通道选择器选择，到D1的分支信号由于D1的失效而丧失，但另一路信号在沿S2顺时针传送到C2由通道选择器选到C1中并沿S1经B1，传送到A1中并由选择器选择输出。在图3.中所示为上面环中与另一个环互通的节点间的环内通信中断〔即信号不能在C1和D1之间流通〕。由A1进入环的信号分两路，一路沿S1经E1－D1〔通道选择器选择〕－D2〔并沿S2〕－E2到达A2；另一路沿P1经B1－C1〔通道选择器倒换〕－C2〔并沿P2〕－B2最后到达A2，这两路信号在A2中由通道选择器选择出一路最正确信号输出。从A2进入环的信号亦分为两路，一路沿S2经B2－C2〔通道选择器选择〕－C1〔沿S1〕－B1到达A1；另一路沿S2经B2－C2－D2－D1〔沿P1〕－E1到达A1，这两路信号在A1中由通道选择器选择出一路最正确信号输出。SNCP＋MSP图3.2.2.hSNCP+MSP正常工作时图3.2.2.iMSP主节点失效正常工作时：如图3.2.2.h所示：MSP环通过工作光纤S1和S2传送业务；从A1进入到A2的业务经过E1到达主节点D1后一路下路，另一路穿通到保护节点后下路，然后两路信号分别沿着背离互连节点的方向传送到A2节点，然后通过通道选择器选择一路最正确的；从A2进入到A1的业务在A2处双发，分别在D2和C2处进行选择后，一路通过D2到主节点D1，另一路通过C2到保护节点C1然后穿通到主节点D1，在D1进行选择后再经S2/P1的S2通道传送到A1接收。P1、P2还可用来传送额外业务。假设是MSP主节点失效，如图3.2.2.i所示，从A1进入到A2的业务那么在相邻主节点的站点交叉环回〔图中E1节点〕，在E点将业务从S1通道倒换到P1通道，沿着A1－E1－A1－B1－C1〔保护节点〕－B2－A2；从A2进入到A1的业务在A2处双发，由于D1主节点失效，所以业务在C2处进行选择后沿着A2－B2－C2－C1〔保护节点〕－B1－A1。图3.2.2.jMSP保护节点失效图3.2.2.kSNCP和MSP主节点相连的节点失效假设是MSP环保护节点C1失效，如图3.2.2.j所示，从A1进入到A2的业务原有的工作路径不变，由于保护节点的失效而导致保护路径失效，故业务在主节点直接下路到D2然后沿着工作通道S3到达A2由通道选择器选择接收；从A2进入到A1的业务在A2双发，一路到达C2后由于保护节点失效而直接穿通到D2与另一路通过通道选择其选择后传送到主节点D1，由业务选择器选出然后沿着S2/P1的S2传送到A1。假设是SNCP和MSP主节点相连的互连节点失效，如图3.2.2.k所示，从A1进入到A2的业务经过E1到达主节点D1后，由于互连的节点D2失效直接穿通到保护节点后传送到节点C1，然后沿着C2－B2－A2传送到A2节点经通道选择器选择接收；从A2进入到A1的业务在A2处双发，由于D2失效，业务沿着工作通道S3经A2－B2－C2－C1到达MSP主节点D1，经业务选择器选择后通过S2/P1的S2主通道经E1到A1接收。SNCP和MSP保护节点互连的节点失效，从A1到A2的业务按照原有工作路径传送，从A2到A1的业务在SNCP环内用保护通道代替工作通道。图3.2.2.mMSP主节点和保护节点间双向失效假设是MSP主节点和保护节点间双向失效：如图3.2.2.m，从A1进入到A2原有工作路径不变，只是保护路径失效；从A2进入到A1的业务在A2处双发，一路经工作通道S3到达C2后由于主节点和保护节点间双向失效导致C2处的选择失效，因此业务穿通到D2与另一路保护信号进行通道选择后传送到D1，再通过业务选择器选择后经S2/P1的S2通道传送到A1接收。SNCP两个互连节点间的双向失效，业务按照原有工作路径传输不变。3〕相交环〔MADM实现的DNI〕对于相交环，不一定要求两个单环的保护方式一样，比方可以配置一个单环的保护方式是单向通道保护，而另一个单环是双向复用段保护等。因此配置方式是和单环一样灵活的，其组网的原那么和相切环是相同的，可参照前面相切环的组网方式。如图3.2.3.a，A、B、C、D结点组成环一，C、D、E、F结点组成环二。结点A与F有业务。那么在以下某一种情况发生时，可对业务进行保护。图3.2.3.a相交环拓扑〔1〕A——B——C间断纤；〔2〕A——D——C间断纤；〔3〕D——E——F间断纤；〔4〕D——C——F间断纤；〔5〕1〔或2〕与3〔或4〕同时发生；〔两环为PP＋PP或者MSP＋PP除外，因为不能实现异侧光纤同时断时的跨环业务保护〕〔6〕C或D站掉电；这里仅对MADM实现DNI的两种情况进行介绍〔MSP＋MSP同侧、异侧和SNCP＋SNCP〕。MSP＋MSP同侧正常时所示，如图3.2.3.b：利用S1与S2工作通道传送业务。业务信号AE在发端A馈入S1/P2光纤的工作通道S1，沿逆时针方向AC主节点DE。同理，业务信号EA在发端E馈入S2/P1光纤的工作通道S2，沿顺时针方向ED主节点CA。P1与P2通道可传送额外业务。同时在保护节点摘用业务穿通方式到主节点作为备选业务。故障时，主节点故障时，如图3.2.3.c所示：假设主节点失效，那么业务在相邻主节点的站点实现交叉环回〔图中的C、D站点〕；C节点：把AE业务从S1通道交叉到P1通道，并沿ACAB保护节点FEDE；D节点：把EA业务从S2通道交叉到P1通道，并沿EDEF保护节点BACA。保护节点故障时：保持原有的传输路径，原有业务不受任何影响。图3.2.3.bMSP+MSP的DNI〔同侧〕正常工作图3.2.3.c主节点故障时〔2〕MSP＋MSP〔异侧〕正常工作时，如图3.2.3.d所示，利用S1与S2工作通道传送业务；业务信号AE在发端A馈入S1/P2光纤的工作通道S1，沿逆时针方向AC主节点FE。同理，业务信号EA在发端E馈入S2/P1光纤的工作通道S2，沿顺时针方向EF主节点CA。P1与P2通道可传送额外业务。同时在保护节点摘用业务穿通方式到主节点作为备选业务。故障时，假设是DNI主通道故障如图3.2.3.e时：主节点和保护节点处开关发生倒换，即发生双节点切换，业务走备用通道。假设DNI备用通道故障时：环网不动作。假设保护节点故障时：业务在主节点环回，与同侧的保护方式相同。主节点故障时：业务在保护节点环回，与同侧的保护方式相同。图3.2.3.dMSP+MSP异侧正常工作图3.2.3.eDNI主通道故障〔3〕SNCP＋MSP正常时，如图3.3.3.f所示：业务信号AE在发端A同时馈入S工作通道光纤和P保护通道光纤，沿AC主节点DE，在E处选收，正常情况下，选收S通道的业务信号。同理，业务信号EA在发端E同时馈入工作通道S和保护通道P，并沿EF保护节点BA，在A出选收。同时，在保护节点摘用业务穿通方式到主节点作为备选业务。图3.3.3.fSNCP+SNCP实现的DNI正常工作图3.3.3.e保护节点失效保护节点故障如图3.3.3.g所示：只在主节点和业务收端选收开关