【文章內(nèi)容簡介】 12的序號相差 21。 圖 3 5 STM1 速率變換過程 SDH 的 組網(wǎng)方式 SDH 網(wǎng)是由 SDH 網(wǎng)元設備通過光纜互連而成的，網(wǎng)絡節(jié)點（網(wǎng)元）和傳輸線路的幾何排列就構(gòu)成了網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡的有效性（信道的利用率）、可靠性和經(jīng)濟性在很大程度上與其拓撲結(jié)構(gòu)有關(guān)。 網(wǎng)絡拓撲的基本結(jié)構(gòu)有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形，如圖 3 6所示。 鏈形網(wǎng) 此種網(wǎng)絡拓撲是將網(wǎng)中的所有節(jié)點一一串聯(lián)，而首尾兩端開放。這種拓撲的特點是較經(jīng)濟，在 SDH 網(wǎng)的早期用得較多，主要用于專網(wǎng)（如鐵路網(wǎng)）中。 星形網(wǎng) 此種網(wǎng)絡拓撲是將網(wǎng)中一網(wǎng)元做為特殊節(jié)點與其他各網(wǎng)元節(jié)點相連，其他各網(wǎng)元節(jié)點互不相連，網(wǎng)元節(jié)點的業(yè)務 都要經(jīng)過這個特殊節(jié)點轉(zhuǎn)接。這種網(wǎng)絡拓撲的特點是可通過特殊節(jié)點來統(tǒng)一管理其它網(wǎng)絡節(jié)點，利于分配帶寬，節(jié)約成本，但存在特殊節(jié)點的安全保障和處理能力的潛在瓶頸問題。特殊節(jié)點的作用類似交換網(wǎng)的匯接局，此種拓撲多用于本地網(wǎng)（接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)）。 鶴壁職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文（設計） 16 (a) 鏈形 (b) 星 形 (c) 樹形 (d) 環(huán)形 (e) 網(wǎng) 孔形 TM TM TM TM TM TM TM TM TM TM A D M A D M A D M A D M A D M A D M A D M A D M D X C / A D M D X C / A D M D X C / A D M D X C / A D M D X C / A D M D X C / A D M 圖 3 6 基本網(wǎng)絡拓撲圖 樹形網(wǎng) 此種網(wǎng)絡拓撲可看成是鏈形拓撲和星形拓撲的結(jié)合，也存在特殊節(jié)點的安全保障和處理能力的潛在瓶頸。 環(huán)形網(wǎng) 環(huán)形拓撲實際上是指將鏈形拓撲首尾相連，從而使網(wǎng)上任何一個網(wǎng)元節(jié)點都不對外開放的網(wǎng)絡拓撲形式。這是當前使用最多的網(wǎng)絡拓撲形式，主要是因為它具有 很強的生存性，即自愈功能較強。環(huán)形網(wǎng)常用于本地網(wǎng)（接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)）、局間中繼網(wǎng)。 網(wǎng)孔形網(wǎng) 將所有網(wǎng)元節(jié)點兩兩相連，就形成了網(wǎng)孔形網(wǎng)絡拓撲。這種網(wǎng)絡拓撲為兩網(wǎng)元節(jié)點間提供多個傳輸路由，使網(wǎng)絡的可靠更強，不存在瓶頸問題和失效問題。但是由于系統(tǒng)的冗余度高，必會使系統(tǒng)有效性降低，成本高且結(jié)構(gòu)復雜。網(wǎng)孔形網(wǎng)主要用于長途網(wǎng)中，以提供網(wǎng)絡的高可靠性。 當前用得最多的網(wǎng)絡拓撲是鏈形和環(huán)形，通過它們的靈活組合，可構(gòu)成更加復雜的網(wǎng)絡。本節(jié)主要講述鏈網(wǎng)的組成和特點和環(huán)網(wǎng)的幾種主要的自愈形式（自愈環(huán)）的工作機理及特點。 鶴壁職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文（設計） 17 SDH 的自愈網(wǎng)保護方式 傳輸網(wǎng)上的業(yè)務按流向可分為單向業(yè)務和雙向業(yè)務。以環(huán)網(wǎng)為例說明單向業(yè)務和雙向業(yè)務的區(qū)別。如圖 3 7 所示。 ABCD 圖 3 7 環(huán)形網(wǎng)絡 若 A 和 C 之間互通業(yè)務， A 到 C 的業(yè)務路由假定是 A→ B→ C，若此時 C 到 A 的業(yè)務路由是 C→ B→ A，則業(yè)務從 A 到 C 和從 C 到 A 的路由相同，稱為一致路由。 若此時 C 到 A 的路由是 C→ D→ A，那么業(yè)務從 A 到 C 和業(yè)務從 C 到 A 的路由不同，稱為分離路由。 我們稱一致路由的業(yè)務為雙向業(yè)務，分離路由的業(yè)務為單向業(yè)務。常見組網(wǎng)的業(yè)務方向和路由如表 3 8 所示。 表 3 8 常見組網(wǎng)的業(yè)務方 向和路由表 組網(wǎng)類型 路由 業(yè)務方向 鏈形網(wǎng) 一致路由 雙向 環(huán)形網(wǎng) 雙向通道環(huán) 一致路由 雙向 雙向復用段環(huán) 一致路由 雙向 單向通道環(huán) 分離路由 單向 單向復用段環(huán) 分離路由 單向 當今社會各行各業(yè)對信息的依賴愈來愈大，要求通信網(wǎng)絡能及時準確的傳遞信息。隨著網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒃絹碓蕉?，傳輸信號的速率越來越快，一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)故障（這是難以避免的，例如土建施工中將光纜挖斷），將對整個社會造成極大的損壞。因此網(wǎng)絡的生存能力即網(wǎng)絡的安全性是當今第一要考慮的問題。 所謂自愈是指 在網(wǎng)絡發(fā)生故障（例如光纖斷）時，無需人為干預，網(wǎng)絡自動地在極短的時間內(nèi)（ ITUT 規(guī)定為 50ms 以內(nèi)），使業(yè)務自動從故障中恢復傳輸，使用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡出了故障。其基本原理是網(wǎng)絡要具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新建立通鶴壁職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文（設計） 18 信的能力。替代路由可采用備用設備或利用現(xiàn)有設備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級業(yè)務的恢復。由上可知網(wǎng)絡具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網(wǎng)元強大的交叉能力以及網(wǎng)元一定的智能。 自愈僅是通過備用信道將失效的業(yè)務恢復，而不涉及具體故障的部件和線路的修復或更換，所以故障點的修復仍需人工干預才能完 成，就象斷了的光纜還需人工接好。 自愈環(huán)的分類 目前環(huán)形網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)用得最多，因為環(huán)形網(wǎng)具有較強的自愈功能。自愈環(huán)的分類可按保護的業(yè)務級別、環(huán)上業(yè)務的方向、網(wǎng)元節(jié)點間光纖數(shù)來劃分。 按環(huán)上業(yè)務的方向可將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類；按網(wǎng)元節(jié)點間的光纖數(shù)可將自愈環(huán)劃分為雙纖環(huán)（一對收 /發(fā)光纖）和四纖環(huán)（兩對收發(fā)光纖）；按保護的業(yè)務級別可將自愈環(huán)劃分為通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)兩大類。 下面講講通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)的區(qū)別。對于通道保護環(huán)，業(yè)務的保護是以通道為基礎的，也就是保護的是 STMN 信號中 的某個 VC（某一路 PDH 信號），倒換與否按環(huán)上的某一個別通道信號的傳輸質(zhì)量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的TUAIS信號來決定該通道是否應進行倒換。例如在 STM16環(huán)上，若收端收到第 4VC4的第 48 個 TU12 有 TUAIS，那么就僅將該通道切換到備用信道上去。 復用段倒換環(huán)是以復用段為基礎的，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹陀枚涡盘柕馁|(zhì)量決定的。倒換是由 K K2（ b1— b5）字節(jié)所攜帶的 APS 協(xié)議來啟動的，當復用段出現(xiàn)問題時，環(huán)上整個 STMN 或 1/2STMN 的業(yè)務信號都切換到備用信道上。復用段保護 倒換的條件是 LOF、 LOS、 MSAIS、 MSEXC 告警信號。 二纖單向通道保護環(huán) 二纖通道保護環(huán)由兩根光纖組成兩個環(huán)，其中一個為主環(huán) —— S1；一個為備環(huán) —— P1。兩環(huán)的業(yè)務流向一定要相反，通道保護環(huán)的保護功能是通過網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來實現(xiàn)的，也就是支路板將支路上環(huán)業(yè)務“并發(fā)”到主環(huán) S備環(huán) P1上，兩環(huán)上業(yè)務完全一樣且流向相反，平時網(wǎng)元支路板“選收”主環(huán)下支路的業(yè)務，如圖 3 9（ a）所示。 若環(huán)網(wǎng)中網(wǎng)元 A 與 C 互通業(yè)務，網(wǎng)元 A 和 C 都將上環(huán)的支路業(yè)務“并發(fā)”到環(huán)S1 和 P1 上， S1 和 P1 上 的所傳業(yè)務相同且流向相反 —— S1 逆時針， P1 為順時針。在網(wǎng)絡正常時，網(wǎng)元 A 和 C 都選收主環(huán) S1 上的業(yè)務。那么 A 與 C 業(yè)務互通的方式鶴壁職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文（設計） 19 是 A 到 C 的業(yè)務經(jīng)過網(wǎng)元 D 穿通，由 S1 光纖傳到 C（主環(huán)業(yè)務）；由 P1 光纖經(jīng)過網(wǎng)元 B 穿通傳到 C（備環(huán)業(yè)務）。在網(wǎng)元 C 支路板“選收”主環(huán) S1 上的 A→ C 業(yè)務，完成網(wǎng)元 A 到網(wǎng)元 C 的業(yè)務傳輸。網(wǎng)元 C 到網(wǎng)元 A 的業(yè)務傳輸與此類似。 CACAACACS1P1ACD BP1S1S T M N 圖 3 9（ a）二纖單向通道倒換環(huán) 當 BC 光纜段的光纖同時被切斷，注意此時網(wǎng)元支路板的并發(fā)功能沒有改變，也就是此時 S1 環(huán)和 P1 環(huán)上的業(yè)務還是一樣的。如圖 .3 9（ b）。 CACAACACS1P1ACD BP1S1S T M N倒換 圖 3 9（ b）二纖單向通道倒換環(huán) 我們看看這時網(wǎng)元 A與網(wǎng)元 C之間的業(yè)務如何被保護。網(wǎng)元 A到網(wǎng)元 C的業(yè)務由網(wǎng)元 A的支路板并發(fā)到 S1和 P1光纖上，其中 S1業(yè)務經(jīng)光纖由網(wǎng)元 D穿通傳至網(wǎng)元 C，P1光纖的業(yè)務經(jīng)網(wǎng)元 B穿通，由于 B— C 間光纜斷，所以光纖 P1 上的業(yè)務無法傳到網(wǎng)元 C，不過由于網(wǎng)元 C默認選收主環(huán) S1上的業(yè)務，這時網(wǎng)元 A到網(wǎng) C的業(yè)務并未中斷，網(wǎng)元 C 的支路板不進行保護倒換。 網(wǎng)元 C的支路板將到網(wǎng)元 A 的業(yè)務并發(fā)到 S1 環(huán)和 P1環(huán)上，其中 P1環(huán)上的 C到 A業(yè)務經(jīng)網(wǎng)元 D 穿通傳到網(wǎng)元 A， S1 環(huán)上的 C到 A 業(yè)務，由于 B— C 間光纖斷所以無法傳到網(wǎng)元 A，網(wǎng)元 A默認是選收主環(huán) S1上的業(yè)務，此時由于 S1環(huán)上的 C→ A的業(yè)務傳不過來，這時網(wǎng)元 A的支路板就會收到 S1 環(huán)上 TUAIS 告警信號。網(wǎng)元 A 的支路板收鶴壁職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文（設計） 20 到 S1 光纖上的 TUAIS 告警后，立即切換到選收備環(huán) P1 光纖上的 C 到 A 的業(yè)務，于是 C→ A 的業(yè)務得以恢復，完成環(huán)上業(yè)務的通道保護，此時網(wǎng)元 A 的支路板處于通道保護倒換狀態(tài) —— 切換到選收備環(huán)方式。 網(wǎng)元發(fā)生了通道保護倒換后，支路板同時監(jiān)測主環(huán) S1 上業(yè)務的狀態(tài)，當連續(xù)一段時間（華為的設備是 10 分鐘左右）未發(fā)現(xiàn) TUAIS 時，發(fā)生切換網(wǎng)元的支路板 將選收切回到收主環(huán)業(yè)務，恢復成正常時的默認狀態(tài)。 二纖單向通道 保護倒換環(huán)由于上環(huán)業(yè)務是并發(fā)選收，所以通道業(yè)務的保護實際上是 1＋ 1保護。倒換速度快（華為公司設備倒換速度≤ 15ms），業(yè)務流向簡捷明了，便于配置維護。缺點是網(wǎng)絡的業(yè)務容量不大。二纖單向保護環(huán)的業(yè)務容量恒定是STMN，與環(huán)上的節(jié)點數(shù)和網(wǎng)元間業(yè)務分布無關(guān)。為什么？舉個例子，當網(wǎng)元 A 和網(wǎng)元 D 之間有一業(yè)務占用 X時隙，由于業(yè)務是單向業(yè)務，那么 A→ D 的業(yè)務占用主環(huán)的 A— D 光纜段的 X時隙（占用備環(huán)的 A— B、 B— C、 C— D光纜段的 X 時隙）； D— A 的業(yè)務占用主 環(huán)的 D— C、 C— B、 B— A的 X時隙（備環(huán)的 D— A 光纜段的 X時隙）。也就是說 A— D 間占 X 時隙的業(yè)務會將環(huán)上全部光纜的（主環(huán)、備環(huán)） X 時隙占用，其它業(yè)務將不能再使用該時隙（沒有時隙重復利用功能）了。這樣，當 A— D 之間的業(yè)務為 STMN時，其它網(wǎng)元將不能再互通業(yè)務了 —— 即環(huán)上無法再增加業(yè)務了，因為環(huán)上整個 STMN的時隙資源都已被占用，所以單向通道保護環(huán)的最大業(yè)務容量是 STMN。 二纖單向通道環(huán)多用于環(huán)上有一站點是業(yè)務主站 —— 業(yè)務集中站的情況。 二纖單向復用段環(huán) 前面講過復用段環(huán)保護的業(yè)務單位是復用段 級別的業(yè)務，需通過 STMN 信號中K K2字節(jié)承載的 APS 協(xié)議來控制倒換的完成。由于倒換要通過運行 APS 協(xié)議，所以倒換速度不如通道保護環(huán)快，華為 SDH 設備的復用段倒換速度是≤ 25ms。 下面我們講一講單向復用段保護倒換環(huán)的自愈機理，如圖 3 10（ a）所示。 鶴壁職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文（設計） 21 CACAACACS1P1ACDBP1S1( b)倒換CACAACACS1P1ACDBP1S1( a)S T M N 圖 3 10 二纖單向復用段倒換環(huán) 若環(huán)上網(wǎng)元 A 與網(wǎng)元 C 互通業(yè)務，構(gòu)成環(huán)的兩根光纖 S P1 分別稱之為主纖和備纖，上面?zhèn)魉偷臉I(yè)務不是 1＋ 1的業(yè)務而是 1∶ 1 的業(yè)務 —— 主環(huán) S1 上傳主用業(yè)務，備環(huán) P1 上傳備用業(yè)務；因此復用段保護環(huán)上業(yè)務的保護方式為 1∶ 1 保護 ，有別于通道保護環(huán)。 在環(huán)路正常時，網(wǎng)元 A 往主纖 S1 上發(fā)送到網(wǎng)元 C的主用業(yè)務，往備纖 P1 上發(fā)送到網(wǎng)元 C 的備用業(yè)務，網(wǎng)元 C 從主纖上選收主纖 S1 上來的網(wǎng)元 A 發(fā)來的主用業(yè)務，從備纖 P1 上收網(wǎng)元 A 發(fā)來的備用業(yè)務（額外業(yè)務），圖 56 中只畫出了收主用業(yè)務的情況。網(wǎng)元 C 到網(wǎng)元 A 業(yè)務的互通與此類似，如圖 .3 10（ b）所示。 在 C— B 光纜段間的光纖都被切斷時，在故障端點的兩網(wǎng)元 C、 B 產(chǎn)生一個環(huán)回功能，見圖 542。網(wǎng)元 A到網(wǎng)元 C的主用業(yè)務先由網(wǎng)元 A發(fā)到 S1 光纖上，到故障端點站 B 處環(huán)回到 P1 光纖上，這時 P1光纖上的額外業(yè) 務被清掉，改傳網(wǎng)元 A 到網(wǎng)元 C 的主用業(yè)務，經(jīng) A、 D網(wǎng)元穿通，由 P1 光纖傳到網(wǎng)元 C，由于網(wǎng)元 C只從主纖 S1 上提取主用 業(yè)務，所以這時 P1光纖上的網(wǎng)元 A 到網(wǎng)元 C 的主用業(yè)務在 C點處（故障端點站）環(huán)回到 S1 光纖上，網(wǎng)元 C 從 S1 光纖上下載網(wǎng)元 A 到網(wǎng)元 C 的主用業(yè)務。網(wǎng)元 C到網(wǎng)元 A 的主用業(yè)務因為 C→ D→ A的主用業(yè)務路由業(yè)中斷，所以 C到 A的主用業(yè)務的傳輸鶴壁職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)論文（設計） 22 與正常時無異只不過備用業(yè)務此時被清除。 通過這種方式，故障段的業(yè)務被恢復，完成業(yè)務自愈功能。 二纖單向復用段環(huán)的最大業(yè)務容量的推算方法與二纖單向通道環(huán)類似，只不過是環(huán)上的業(yè)務 是 1∶ 1保護的，在正常時備環(huán) P1 上可傳額外業(yè)務，因此二纖單向復用段保護環(huán)環(huán)的最大業(yè)務容量在正常時為 2 STMN（包括了額外業(yè)務），發(fā)生保護倒換時