同步数字传输SDH自愈环设计探讨

发布时间：2012-05-14 11:46:52更新时间：2023-06-01 17:53:03 1

　　内容摘要：本文介绍了几种主要SDH自愈环的特点、环网保护倒换机制等，并对SDH自愈环在工程应用中的设计进行探讨。

　　关键词：SDH自愈环设计光纤

　　一、前言

　　SDH是一种具有标准化信息结构(称为同步传输模块STM)，用于进行同步信息传输、复用和交叉连接的传输体制。STM(Synchronous Transport Module)是用于支持SDH内段层连接的信息结构。

　　光同步数字传输网是由一些SDH网络单元(NE)组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。它有全世界统一的网络节点接口(NNI)，从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换过程;它有一套标准化的信息结构等级，称为同步传送模块STM-1、STM-4、STM-16和STM-64等，并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特(即网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分)用于网络的OAM;它的基本网络单元有同步光缆线路系统、同步复用器(SM)、分插复用器(ADM)和同步数字交叉连接设备(SDXC)等等，其功能各异，但都有统一的标准光接口，能够在基本光缆段上实现横向兼容性，即允许不同厂家设备在光路上互通;它有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性;它大量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和新特性的增加比较方便，适于将来的不断发展。

　　二、 SDH自愈环的内容和原理

　　按照不同结构的自愈环，以四节点的环为例，主要介绍3种典型的自愈环结构。并对三种自愈环结构进行应用比较，以利于自愈环结构设计时符合实际应用。

　　1.二纤单向通道倒换环

　　二纤单向通道倒换环通常由两根光纤来实现，一根光纤用于传送业务信号，称S光纤;另一根光纤用于保护，称P光纤。二纤单向通道倒换环使用“首端桥接，末端倒换”结构，见图1.1.2.1(a)。业务信号和保护信号分别由光纤S1和P1携带。例如在节点 A，进入环以节点C为目的地的支路信号(AC)同时馈入发送方向光纤S1和P1，即所谓双馈方式(1+1保护)。其中S1光纤按顺时针方向将业务信号送至分路节点C，P1光纤按逆时针方向将同样的支路信号送至分路节点C。接收端分路节点C同时收到两个方向来的支路信号，按照分路通道信号的优劣决定选哪一路作为分路信号。

　　正常情况下，以S1光纤送来信号为主信号。同样，从C点插入环以节点A为目的地的支路信号(CA)按上述同样方法送至节点A，即S1光纤所携带的CA信号(旋转方向与AC信号一样)为主信号在节点A分路。

　　在发生故障的情况下，例如当BC节点间光缆被切断时，两根光缆同时被切断，如图1.2.2.1(b)所示。在节点C，由于从A经S1光纤来的AC信号丢失，按通道选优准则，倒换开关将由S1光纤转向P1光纤，接收由A节点经P1光纤(即经节点D)而来的AC信号作分路信号，从而使AC间业务信号仍得以维持，不会丢失业务信号。故障排除后，节点C的倒换开关返回原来位置。

二纤单向通道倒换环

　　图1.2.2.1二纤单向通道倒换环

　　2.二纤双向通道保护环

　　二纤双向通道保护环如图1.2.2.2(a)所示，仍为二根光纤，可做成1+1方式和1：1方式，其中1+1方式与单向通道倒换环基本相似，只是返回信号沿相反方向返回。现同样以A、C节点之间的业务为例来说明其工作原理。以节点C为目的地的业务信号(AC)，在节点A同时发送给业务光纤S1和保护光纤P1，在接收点C同时收到两个方向的业务信号，按照信号的优劣决定选用其中一路作为接收的业务信号。

　　在正常情况下，以S1光纤送来的信号为主信号。同理，以节点A为目的地的通道信号(CA)，在节点C同时发送给业务光纤S2和保护光纤P2，在接收点A也同时收到两个方向的业务信号，选取以S2光纤送来的信号为主信号。

　　当发生故障情况下，例如，当BC节点间光缆被切断时，如图(b)所示，在节点C由于从A经S1光纤来的AC信号丢失，按信号优选的原则，倒换开关将由S1光纤转向P1光纤，接收由A节点经P1光纤来的AC信号，从而，AC间的业务得以维持。故障排除后，倒换开关返回原来的位置。

二纤双向通道倒换环

　　图1.2.2.2二纤双向通道倒换环

　　二纤双向通道保护环也可采用1：1的工作方式，在保护通道中可传送低等级的业务，提高系统利用率。

　　3.四纤双向复用段倒换环

　　四纤双向复用段倒换环有两根业务光纤和两根保护光纤，如图1.2.2.4(a)所示。其中S1、S2光纤为业务光纤(一发一收)，P1、P2光纤为S1、S2光纤的保护光纤(一发一收)在每根光纤上都有一个倒换开关作保护倒换用。

　　现以A、C节点之间的业务信息的传送为例说明其工作原理。正常情况下，从A节点进入环以C节点为目的地的低速支路信号顺时针沿S1光纤传输，而由C节点进入环，以A节点为目的地的返回低速支路信号则逆时针沿S2光纤传回A节点，保护光纤P1和P2是空闲的。

　　当发生故障情况下，例如，当BC节点间光缆被切断时，四根光纤全部被切断。利用APS协议，B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，从而得以维持环的连续性，如图1.2.2.4(b)所示。在B节点，光纤S1和P1沟通，光纤S2和P2沟通。C节点也完成类似功能。其他节点确保光纤P1和P2上传的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。故障排除后，倒换开关返回原来位置。

四纤双向复用段倒换环

　　图1.2.2.4 四纤双向复用段倒换环

　　在四纤环中，仅仅节点失效或光缆切断才需要利用环回方式进行保护，而设备板或单纤失效等单向故障可以利用传统的复用段保护倒换方式，又称区段(span)保护方式。这种附加的保护能力使四纤环可以抗多点失效，从而使通道可用性大大增加。另外，这种区段保护方式还有利于实现定期性维护测试工作。

　　三、SDH自愈环设计方法的探讨

　　1、几种SDH自愈环的比较

　　表2.1.1主要几种自愈环特性的比较

主要几种自愈环特性的比较

　　2、 SDH自愈环设计方法探讨

　　在设计SDH自愈环前，必须详细了解整个工程的基本情况，根据设计条件进行设计。主要要从技术、经济、安全可靠和以后的扩容、新业务的发展等几方面考虑：

　　第一，根据该地区的地理环境，以及现有的光缆资源等因素确定SDH传输网的节点和物理拓扑结构。若有些站点纳入到环网中很困难(比如距离很远，光缆的投入太大)，再考虑环网节点交叉连接链路，传输线路要考虑1+1保护。根据理论和实际的经验，环中的节点应控制在20个之内。否则，网络负担过重，容易造成线路阻塞，网络的安全性要降低。

　　第二，网络应讲究层次分明、合理规划、结构灵活，并兼顾到以后的网络扩容升级。除了要考虑目前的总业务量和各站点的业务流量外，还要根据该地区人口和经济发展状况，对今后10～15年内该地区总业务量和各站点的业务流量进行预测，根据业务量的构成来确定主信道光接口(群路光接口)传输速率。

　　第三，根据上面的讨论结果，合理选择SDH自愈环的结构。

　　第四，并根据上述要求进行设备选型。

　　第五，根据业务量和资源情况进行时隙分配。

　　第六，设备配置。

　　第七，同步、公务等设计。

　　参考文献：

　　[1]《光同步传送网技术体制》中华人民共和国信息产业部发布

　　[2]《光同步数字传输网》韦乐平编著人民邮电出版社中国通信学会主编

　　[3]《光纤通信工程》赵梓森编著人民邮电出版社中国通信学会主编

　　[4]《光纤通信基础》雷肇棣编著电子科技大学出版社

　　[5]《SDH技术》叶敏、朱金文编著北京邮电大学出版社