【正文】 S1 上提取主用 業(yè)務(wù)，所以這時 P1 光纖上的網(wǎng)元 A到網(wǎng)元 C 的主用業(yè)務(wù)在 C 點(diǎn)處（故障端點(diǎn)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(wù)。 10（ b）所示。 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(wù)，往備纖 P1上發(fā)送到網(wǎng)元 C的備用業(yè)務(wù)，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(wù)，從備纖 P1上收網(wǎng)元 A 發(fā)來的備用業(yè)務(wù)（額外業(yè)務(wù)），圖 56 中只畫出了收主用業(yè)務(wù)的情況。 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 CACAACACS1P1ACDBP1S1( b )倒換CACAACACS1P1ACDBP1S1( a )S TM N 圖 3 下面我們講一講單向復(fù)用段保護(hù)倒換環(huán)的自愈機(jī)理，如圖 3 二纖單向復(fù)用段環(huán) 前面講過復(fù)用段環(huán)保護(hù)的業(yè)務(wù)單位是復(fù) 用段級別的業(yè)務(wù)，需通過 STMN 信號中 KK2 字節(jié)承載的 APS 協(xié)議來控制倒換的完成。這樣，當(dāng) A— D之間的業(yè)務(wù)為 STMN時，其它網(wǎng)元將不能再互通業(yè)務(wù)了 —— 即環(huán)上無法再增加業(yè)務(wù)了，因?yàn)榄h(huán)上整個 STMN的時隙資源都已被占用，所以單向通道保護(hù)環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量是 STMN。為什么？舉個例子，當(dāng)網(wǎng)元 A和網(wǎng)元 D之間有一業(yè)務(wù)占用X 時隙，由于業(yè)務(wù)是單向業(yè)務(wù)，那么 A→ D的業(yè)務(wù)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(wù)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）。缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)容量不大。 二纖單向通道 保護(hù)倒換環(huán)由于上環(huán)業(yè)務(wù)是并發(fā)選收，所以通道業(yè)務(wù)的保護(hù)實(shí)際上是1＋ 1 保護(hù)。網(wǎng)元 A的支路板收到 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(wù)，于是 C→ A 的業(yè)務(wù)得以恢復(fù)，完成環(huán)上業(yè)務(wù)的通道保護(hù)，此時網(wǎng)元 A的支路板處于通道保護(hù)倒換狀態(tài) —— 切換到選收備環(huán)方式。網(wǎng)元 A到網(wǎng)元 C 的業(yè)務(wù)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(wù)經(jīng)光纖由網(wǎng)元 D穿通傳至網(wǎng)元 C， P1 光纖的業(yè)務(wù)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(wù)無法傳到網(wǎng)元 C，不過由于網(wǎng)元 C 默認(rèn)選收主環(huán) S1上的業(yè)務(wù)，這時網(wǎng)元 A到網(wǎng) C的業(yè)務(wù)并未中斷，網(wǎng)元 C 的支路板不進(jìn)行保護(hù)倒換。 CACAACACS1P1ACD BP1S1S T M N倒換 圖 3如圖 .3 CACAACACS1P1ACD BP1S1S T M N 圖 3在網(wǎng)元 C 支路板“選收”主環(huán) S1上的 A→ C 業(yè)務(wù)，完成網(wǎng)元 A 到網(wǎng)元 C的業(yè)務(wù)傳輸。在網(wǎng)絡(luò)鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 正常時，網(wǎng)元 A 和 C 都選收主環(huán) S1 上的業(yè)務(wù)。 9（ a）所示。 二纖單向通道保護(hù)環(huán) 二纖通道保護(hù)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。倒換是由 K K2（ b1— b5）字節(jié)所攜帶的 APS 協(xié)議來啟動的，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問題時，環(huán)上整個 STMN 或 1/2STMN 的業(yè)務(wù)信號都切換到備用信道上。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。 下面講講通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)的區(qū)別。自愈環(huán)的分類可按保護(hù)的業(yè)務(wù)級別、環(huán)上業(yè)務(wù)的方向、網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)間光纖數(shù)來劃分。 自愈僅是通過備用信道將失效的業(yè)務(wù)恢復(fù)，而不涉及具體故障的部件和線路的修復(fù)或更換，所以故障點(diǎn)的修復(fù)仍需人工干預(yù)才 能完成，就象斷了的光纜還需人工接好。鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 替代路由可采用備用設(shè)備或利用現(xiàn)有設(shè)備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級業(yè)務(wù)的恢復(fù)。 所謂自愈 是指在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障（例如光纖斷）時，無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)自動地在極短的時間內(nèi)（ ITUT 規(guī)定為 50ms 以內(nèi)），使業(yè)務(wù)自動從故障中恢復(fù)傳輸，使用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡(luò)出了故障。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(luò)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。 表 3常見組網(wǎng)的業(yè)務(wù)方向和路由如表 3 若此時 C 到 A 的路由是 C→ D→ A，那么業(yè)務(wù)從 A 到 C 和業(yè)務(wù)從 C 到 A 的路由不同，稱為分離路由。 ABCD 圖 3如圖 3 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 SDH 的自愈網(wǎng)保護(hù)方式 傳輸網(wǎng)上的業(yè)務(wù)按流向可分為單向業(yè)務(wù)和雙向業(yè)務(wù)。 當(dāng)前用得最多的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫擎溞魏铜h(huán)形，通過它們的靈活組合，可構(gòu)成更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)。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(fù)雜。 網(wǎng)孔形網(wǎng) 將所有網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)兩兩相連，就形成了網(wǎng)孔形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹＿@是當(dāng)前使用最多的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫问剑饕且驗(yàn)樗?具有很強(qiáng)的生存性，即自愈功能較強(qiáng)。 6 基本網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D 樹形網(wǎng) 此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇煽闯墒擎溞瓮負(fù)浜托切瓮負(fù)涞慕Y(jié)合，也存在特殊節(jié)點(diǎn)的安全保障和處理能力的潛在瓶頸。特殊節(jié)點(diǎn)的作用類似交換網(wǎng)的匯接局，此種拓?fù)涠嘤糜诒镜鼐W(wǎng)（接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)）。 星形網(wǎng) 此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫菍⒕W(wǎng)中一網(wǎng)元做為特殊節(jié)點(diǎn)與其他各網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)相連，其他各網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)互不相連，網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)的 業(yè)務(wù)都要經(jīng)過這個特殊節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)接。 鏈形網(wǎng) 此種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫菍⒕W(wǎng)中的所有節(jié)點(diǎn)一一串聯(lián)，而首尾兩端開放。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞幕窘Y(jié)構(gòu)有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形，如圖 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(shè)備通過光纜互連而成的，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（網(wǎng)元）和傳輸線路的幾何排列就構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。頭一個 TU12 的序號和緊跟其后的 TU12 的序號相差 21。 從 2Mbit/s 復(fù)用進(jìn) STMN信號的復(fù)用步驟可以看出 3個 TU12復(fù)用成一個 TUG2， 7個 TUG2 復(fù)用成一個 TUG3， 3個 TUG3復(fù)用進(jìn)一個 VC4，一個 VC4復(fù)用進(jìn) 1個 STM1，也就是說 2Mbit/s 的復(fù)用結(jié)構(gòu)是 3－ 7－ 3結(jié)構(gòu)。 （ 9）從 AUG 到 STM1 AUG+SOH 就合成了 STM1 信號。 （ 8）從 AU4 復(fù)用到 AUG 一個或多個在 STM幀中占用固定位置的 AU組成 AUG管理單元組。 VC4 是與 140Mbit/s 的 PDH 信號對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)的虛容器。于是在 3 TUG3 的合成結(jié)構(gòu)前面加兩列塞入比特，使其成為 C4 的信息結(jié)構(gòu)。因?yàn)?TUG3 是 9行 86列的信息結(jié)構(gòu)，所以 3 個 TUG3 通過字節(jié)間插復(fù)用方式復(fù)合后的信息結(jié)構(gòu)是 9 行 258 列的塊狀幀結(jié)構(gòu)。也就是說 21 個 2M 的PDH 會合成 1 個 TUG3。請注意 7 個 TUG2 合成的信息結(jié)構(gòu)是 9行 84 列，為滿足 TUG3 的信息結(jié)構(gòu) 9行 86 列，則需在 7 個 TUG2 合成的信息結(jié)構(gòu)前加入兩列固定塞入比特。 TUG2是 9行 12 列。如第 1路 2M 的第 1基幀會合成第 1 個 TU12 基幀，同樣，第 3 路 2M的第 1基幀會合成第 3個 TU12 基幀，這 3個 TU12 基幀經(jīng)字節(jié)間插復(fù)用合成第 1 個 TUG2。 (4)從 TU12 到 TUG2 3 個 TU12 基幀經(jīng)過字間插復(fù)用合成 1個 TUG2。 4 低階通道開銷結(jié)構(gòu)圖 (3)從 VC12 到 TU12 為了使收端能正確定位 VC12 的幀，在 VC12 復(fù)幀的 4 個缺口上再加上 4 個字節(jié)的TUPTR 這時信號的信息結(jié)構(gòu)就變成了 TU12。 一組通道開銷監(jiān)測的是整 個復(fù)幀在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臓顟B(tài)，一個 C12 復(fù)幀裝載的是 4 幀PCM30/32 的信號，因此，一組 LPPOH 監(jiān)控的是 4幀 PCM30/32 信號的傳輸狀態(tài)。此處 LPPOH（低階通道開銷）是加在每個基幀左上角的缺口上的，一個復(fù)幀有一組低階通道開銷，共 4個字節(jié)： V J N K4。 C12的基幀 幀頻是 8000 幀 /秒，那么 C12 復(fù)幀的幀頻就成了 20xx 幀 /秒。 圖 3 （ 7）同步傳送模塊（ STMN） N個 AUG信號按字節(jié)間插同步復(fù)用后再加上 SOH就構(gòu)成了 STMN信號（ N=4， 16， 64，?），即 N AUG+SOH=STMN。 (6)管理單元組（ AUG） 管理單元組是由一個或多個在 STMN 凈負(fù)荷中占據(jù)固定的、確定位置的管理單元組成。 1 TUC2=3 TU12 1 TUG3=7 TUG2=21 TU12 1 VC4=3 TUG3=63 TU12 (5)管理單元（ AU） 管理單元是一種提供高階通道層和復(fù)用段層之間適配功能的信息結(jié)構(gòu)，是傳送高階VC 的實(shí)體，可表示為 AUn（ n=3， 4）。 TUn 由低階 VCn和相應(yīng)的支路單元指針（ TUnPTR）組成，即 TUn=低階 VCn+TUnPTR （ 4）支路單元組（ TUG） 支路單元組是由一個或多個在高階 VC凈負(fù)荷中占據(jù)固定的、確定位置的支路單元組成。 ITUT 規(guī)定了 5種標(biāo)準(zhǔn)容器， C1 C1 C C3和 C4，每一種容器分別對應(yīng)于一種標(biāo)稱的輸入速率，即 、 、 。如： 1 STM1=1 AUG=1 AU4=1 VC4=3TUG3=21 TUG2=63 TU12=63 VC12 圖 3復(fù)用過程為同步復(fù)用，復(fù)用的路數(shù)參見圖 3 （ 3）復(fù)用 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 復(fù)用（ Multiplex）是一種將多個低階通道層的信號適配進(jìn)高階通道或者把多個高階通道層信號適配進(jìn)復(fù)用段層的過程，即指將多個低速信號復(fù)用成一個高速信號。 （ 2）定位 定位（ Alignmem）是把 VCn 放進(jìn) TUn 或 AUn 中，同時將其與幀參考點(diǎn)的偏差也作為信息結(jié)合進(jìn)去的過程。象我們經(jīng)常使用的將各種速率（ 140Mbit/s、 34Mbit/s、 2Mbit/s）信號先經(jīng)過碼速調(diào)整，分別裝入到各自相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)容器中，再加上相應(yīng)的低階或高階的通道開銷，形成各自相對應(yīng)的虛容器的過程。 復(fù)用步驟 各種信號復(fù)用映射進(jìn) STMN 幀的過程都要經(jīng)過映射、定位和復(fù)用 3 個步驟。對于 STM1 而言， AUPTR 有 9個字節(jié) (第 4 行 )，相應(yīng)于 988000= Mb/s 。 (3) 管理單元指針 (AUPTR)。對于 STM1 而言， Payload 有 9261=2349 Byte, 相應(yīng)于 234988000= Mb/s 的容量。 (2) 信息載荷 (Payload)。 根據(jù)傳輸通道連接模型，段開銷又細(xì)分為再生段開銷 (SOH)和復(fù)接段開銷 (LOH)。對于 STM1而言， SOH共使用 98( 第 4行除外 )=72 Byte相應(yīng)于 576bit。 1 幀結(jié)構(gòu)示意圖 SDH 幀大體可分為三個部分： (1) 段開銷 (SOH)。 字節(jié)發(fā)送順序?yàn)椋河缮贤轮鹦邪l(fā)送，每行先左后右。 這樣每幀共有 9270N 個字節(jié) ，每字節(jié)為 8 bit。圖 3 鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 第 3 章 SDH 光傳輸 SDH 概述 SDH 概念的核心是從統(tǒng)一的國家電信網(wǎng)和國際互通的高度來組建數(shù)字通信網(wǎng)，是構(gòu)成綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN），特別是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ BISDN）的重要組成部分那么怎樣理解這個概念呢？因?yàn)榕c傳統(tǒng)的 PDH 體制不同，按 SDH 組建的網(wǎng)是一個高度統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)化的、 智能化的網(wǎng)絡(luò)，它采用全球統(tǒng)一的接口以實(shí)現(xiàn)設(shè)備多廠家環(huán)境的兼容，在全程全網(wǎng)范圍實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)一致的管理和操作，實(shí)現(xiàn)靈活的組網(wǎng)與業(yè)務(wù)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能，提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率，由于維護(hù)功能的加強(qiáng)大大降低了設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。 光傳輸?shù)淖饔檬羌~帶和橋梁。 光網(wǎng)絡(luò)在通信網(wǎng)中的地位和作用 光傳輸?shù)牡匚幌喈?dāng)于“高速公路”。美國最先提出建立國家信息高速公路的想法，即國家信息基礎(chǔ)建設(shè)，后 續(xù)其他國家陸續(xù)制定相關(guān)計劃，并一起推動全球的信息技術(shù)建設(shè)計劃。 尤其是 20 世紀(jì) 90 年代以來，通信技術(shù)的告訴迅猛發(fā)展，移動通信、衛(wèi)星傳輸和光纖通信將通信演變?yōu)楦咚佟⒋笕萘?、?shù)字化和綜合的多媒體業(yè)務(wù)。 第四階段（ 1989 年至今）光纖通信系統(tǒng)由 PDH 向 SDH 過渡，光纖通信系統(tǒng)的傳 輸速率不斷提高， 1989 年摻鉺光纖放大器（ EDFA）的問世給光纖通信技術(shù)帶來巨大變革， EDFA的應(yīng)用解決了長途光纖傳輸信號的放大問題。 第三階段（ 1979 年 1989 年），光纖技術(shù)取得進(jìn)一步的突破，光纖衰耗率下降到 dB/km 以下，光纖類型由多模向單模轉(zhuǎn)移，由短波長向長波長轉(zhuǎn)移。綜上所述，光纖通信的發(fā)展可分為四個階段： 第一階段（ 1880 年 1969 年）光話系統(tǒng)的發(fā)明與光通信理論的提出，這時光