SDH传送网与自愈环.ppt

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1、第五章 SDH传送网与自愈环 第五章 SDH传送网 传送网主要指逻辑功能意义上的网络，即网络的逻辑功 能集合。 传输网是指实际信息传递设备（如光缆）组成的物理网 络。 传送是从信息传递的功能过程来描述，而传输是从信号 在具体物理媒质中传输的物理过程来描述。 传送网可以有基于 SDH的传送网、基于 PDH的传送网和 基于 ATM的传送网等。 5.1 SDH传送网的分层与分割 1分层与分割的概念 传送网可从垂直方向分解为 3个独立的层网，即电路层、 通道层和传输媒质层。分割往往是从地理上将层网络再细分 为国际网、国内网和地区网等，并独立地对每一部分行使管 理。分层和分割是正交的，如图所示。 对网络

2、进行分层的好处是： 对每一层网络比对整个网络作为单个实体设计简单； 简化了 TMN管理目标的规定； 使网络规范与具体实施方法无关，保持较长时间的稳定； 某一层网络的更新与改变不会影响其他层。 对网络进行分割的好处是： 便于管理； 便于改变网络组成，使之最佳化等。 5.1 SDH传送网的分层与分割 图 6-33 分层和分割视图 5.1 SDH传送网的分层与分割 2 SDH传送网的分层 电路层网络是面向业务的，严格上讲不属于传送层网络。 传送网本身大致分为两层，通道层和传输媒质层。如图所示。 图 6-34 SDH传送网的分层模型 5.1 SDH传送网的分层与分割 （ 1）电路层网络 电路层网络直接

3、为用户提供通信业务，例如：电路交换业 务、分组交换业务、 IP业务和租用线业务等。根据提供的业 务不同可以区分不同的电路层网络。 电路层网络的主要节点设备包括用于交换各种业务的交换 机，用于租用线业务的交叉连接设备以及 IP路由器等。 （ 2）通道层网络 通道层网络支持一个或多个电路层网络，为电路层网络节 点（如交换机）提供透明的传送通道（即电路群）。通道层 网络又可进一步划分为低阶通道层（ VC-11、 VC-12、 VC-2和 VC-3）和高阶通道层（ VC-4、 VC-4-Xc和 VC-3）。 5.1 SDH传送网的分层与分割 （ 3）传输媒质层网络 传输媒质层网络与传输媒质（光缆或微波

4、）有关，它支持 一个或多个通道层网络，为通道层网络节点（例如 DXC、 ADM等）间提供合适的通道容量。 传输媒质层又分为段层和物理媒质层（简称物理层）。 段层网络可分为复用段层网络和再生段层网络。复用段层 网络为通道层提供同步和复用功能，并完成有关 MSOH的处 理和传送等功能；再生段层网络提供定帧、扰码、再生段误 码监视以及 RSOH的处理和传送等功能。 物理层网络涉及到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。 5.2 SDH传送网的物理拓扑 网络的物理拓扑泛指网络的形状，它反映了物理上的连接 性。网络的基本物理拓扑有 5种类型，如图 6

5、-35所示。 图 6-35 网络基本物理拓扑类型 5.2 SDH传送网的物理拓扑 1线形 概念：涉及通信的所有点串联起来，并使首末两个点开放。 优缺点：经济，生存性较差。 应用：市话局间中继网和本地网中使用较多。 2星形（枢纽形） 概念：当涉及通信的所有节点中有一个特殊节点与其余所 有节点直接相连，而其余节点间不能直接相连，便形成星形 拓扑。 优缺点：成本较低，生存性较差。 应用：星形拓扑通常用于用户接入网。 5.2 SDH传送网的物理拓扑 3树形 概念：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。树形拓扑可以看成是线形拓扑和星形拓扑 的结合。 应用：适合于广播式业务，不适于

6、提供双向通信业务。有 线电视网多采用这种网络。 4环形 概念：当涉及通信的所有点串联起来，且首尾相连，没有 任何点开放时，就形成了环形网。 应用：用于长途干线网和市话局间中继网及本地网。 5.2 SDH传送网的物理拓扑 5网孔形 当涉及通信的许多节点直接互连时就形成了网孔形拓扑， 如果所有的点都直接互连时则称为网状形。 优缺点：可靠性很高，但结构复杂，成本较高。 应用：一级长途干线。 注：由 SDH网元组成的 SDH传输网有多种形式，图所示为 4种常用的 SDH网络结构。 一般来说，本地网（即接入网或用户网）中，适于用环形 和星形，有时也可用线形拓扑。在市内局间中继网中适于用 环形和线形拓扑，

7、而长途网可能需要网孔形拓扑和环形拓扑。 5.2 SDH传送网的物理拓扑 图 6-36 SDH传输网络结构举例 5.3 SDH自愈网 自愈网能在网络出现意外故障情况时，无需人为干 预，在极短的时间内（ 50ms)，自动恢复业务。其基本 原理是使网络具备发现替代传输路由，并在一定时限内 重新建立通信。 5.3.1 SDH自愈网 自愈网：指通信网络发生故障时，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所携带的业务，使 用户感觉不到网络已出了故障。 自愈网技术可分为 “ 保护 ” 型和 “ 恢复 ” 型两类。 保护型自愈要求在节点之间预先提供固定数量的用于保护 的容量配置，以构成备用路

8、由。当工作路由失效时，业务将 从工作路由迅速倒换到备用路由。保护倒换的时间很短（小 于 50ms）。 恢复型自愈所需的备用容量较小，网络中并不预先建立备 用路由。当发生故障时，利用网络中仍能正常运转的空闲信 道建立迂回路由，恢复受影响的业务，恢复时间较长 。 5.3.1 SDH自愈网 图 6-37 再生段、复用段和通道示意图 有 3种自愈技术：线路保护倒换、 ADM自愈环和 DXC网状 自愈网。前两种是保护型策略，后一种是恢复型策略。要理 解自愈技术，首先要明确界定再生段、复用段和通道。如图 6-37。 5.3.2 线路保护倒换 基本原理：当出现故障时，业务由工作通道倒换到保护通 道。 类型：

9、线路保护倒换有 1+1和 1 N 两种方式。 （ 1） 1+1方式 如图 6-38（ a）所示， 1+1方式采用并发优收。 （ 2） 1 N 方式 如图 5-38（ b）所示，保护段（ 1个）由 N（ N=1 14）个 工作段共用，当其中任意一个出现故障时，均可倒至保护段。 （ 3） 1+1方式与 1 N 方式的不同 1+1方式，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； 1 1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，也可 不传。 5.3.2 线路保护倒换 图 5-38 线路保护倒换 5.3.2 线路保护倒换 （ 4）

10、倒换类型与倒换模式 双向倒换：两个方向的信道都倒换到保护段； 单向倒换：故障信道倒换到保护信道时便完成了倒换。 恢复模式：工作段故障被恢复，工作通道由保护段倒回工 作段。 非恢复模式：即使故障恢复后倒换仍保持。 线路保护倒换可以采用双向倒换也可采用单向倒换，这两 种倒换方式都可使用恢复模式或非恢复模式。 线路保护倒换的特点：业务恢复时间短（小于 50ms）， 易配置和管理，可靠性高，但成本较高。 5.3.3 自愈环保护 定义： 所谓自愈环（ Self-Healing Ring， SHR）是指采用 分插复用器（ ADM）组成环形网实现自愈的一种保护方式， 如图 5-39所示。 图 5-39 AD

11、M自愈环 5.3.3 自愈环保护 分类： 根据自愈环的结构，可分为通道保护环和复用段保护环。 通道保护环，保护的单位是通道（如 VC-12， VC-3或 VC- 4），倒换与否以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定， 一般利用告警指示信号（ AIS）来决定是否应该进行倒换。这 种环属于专用保护，保护时隙为整个环专用，在正常情况下 保护段往往也传业务信号。 复用段保护环，业务量的保护以复用段为基础，倒换与 否按每一对节点间复用段信号质量的优劣而定。复用段保护 环需要采用自动保护倒换（ APS）协议，多属于共享保护， 即保护时隙由每一个复用段共享，正常情况下保护段往往是 空闲的。告警信号是 LOS

12、， LOF MA-AIS， MS-EXC。 5.3.3 自愈环保护 根据环中节点间信息的传送方向，自愈环可分为单向环 和双向环。 单向环中收发业务信息的传送线路是一个方向。 双向环中收发业务信息的传送线路是两个方向。 通常，双向环工作于复用段倒换方式，单向环工作于通道 倒换方式或复用段倒换方式。 根据环中每一对节点间所用光纤的最小数量来分，自愈 环有二纤环和四纤环。 对于双向复用段倒换环既可用二纤方式也可用四纤方式， 而对于通道倒换环只可用二纤方式。 5.3.3 自愈环保护 1二纤单向通道保护环 二纤单向通道保护环：两根光纤，一根传业务信号，称 W1光纤，另一根保护，称 P1光纤（如图 5-4

13、0）。采用 1+1保 护方式 。 图 5-40 二纤单向通道保护环 5.3.3 自愈环保护 2二纤双向通道保护环 二纤双向通道保护环：采用两根光纤，可分为 1+1和 1 1 两种方式。 图 5-41所示为 1+1方式的二纤双向通道保护环的 结构。 图 5-41 二纤双向通道保护环 5.4.3 自愈环保护 3四纤双向复用段共享保护环 在每个区段（节点间）采用两根工作光纤（一发一收， Wl和 W2）和两根保护光纤（一发一收， P1和 P2），如图 5- 42所示。 图 5-42 四纤双向复用段共享保护环 5.3.3 自愈环保护 4二纤双向复用段共享保护环 采用了时隙交换技术，如图 5-43所示。在

14、一根光纤中同时 载有工作通路 W1和保护通路 P2，在另一根光纤中同时载有工 作通路 W2和保护通路 P1。 每条光纤上的一半通路规定作为工作通路（ W），另一半 通路作为保护通路（ P），一条光纤的工作通路（ W1），由 沿环的相反方向的另一条光纤上的保护通路（ P1）来保护； 反之亦然。 对于传送 STM-N的二纤双向复用段共享保护环，实现时是 利用 W1/P2光纤中的一半 AU-4时隙（例如从时隙 1到 N/2）传 送业务信号，而另一半时隙（从时隙 N/2+1到 N）留给保护信 号。另一根光纤 W2/P1也同样处理。也就是说，编号为 m的 AU-4工作通路由对应的保护通路在相反方向的第（

15、 N/2+m） 个 AU-4来保护。 5.3.3 自愈环保护 图 5-43 二纤双向复用段共享保护环 5.3.4 DXC网形网保护 （ 1） DXC的工作方式 DXC的工作方式按路由表的计算方式不同，可分为静态方 式、动态方式和即时方式 3种。 即时方式需要最少的保护容量，动态方式次之，静态方式 需要的保护容量最大。然而，即时方式的业务恢复时间最长， 静态方式的业务恢复时间最短。 按 DXC自愈网控制方式，有集中式控制和分布式控制。集 中控制方式的业务恢复时间很长；在分布式结构中业务恢复 时间较短。可根据实际情况选用不同方式。 T型网 环带链 环行子网的支路跨接 相切网 相交网 枢纽网 5.3

16、.4 DXC网形网保护 图 5-45 混合保护结构 图 5-44 利用 DXC的保护结构 （ 2）举例 图 5-44给出了一种自愈网结构。图 5-45给出了环形网和 DXC保护混合的示例。 5.3.5 各种自愈保护比较 线路保护倒换方式配置容易，网管简单，恢复时间很短 （ 50ms），但成本较高，一般用于保护较重要的光缆连接 （ 1+1方式）或两点间有较稳定的大业务量情况。 自愈环具有很高的生存性，网络恢复时间较短 （ 50ms），并具有良好的业务量疏导能力，但它的网络规划 较难实现，适用于接入网、中继网和长途网。在接入网部分， 适于采用通道保护环；而在中继网和长途网中，则一般采用 双向复用段保护环；至于二纤或四纤方式取决于容量和经济 性的综合比较。 DXC的保护方式也具有很高的生存性，于规划和设计， 但网络恢复时间较长。 DXC保护最适合于高度互连的网孔形 拓扑，在长途网中应用较多。利用 DXC将多个环形网互连应 用也较多。