探究SDH自愈保护技术在复杂型光环网中的应用

摘 要：本文结合SDH自愈保护技术在双环网结构上的应用分析，以及各自愈技术的特点，从实际出发，结合风险控制、运维成本等多方面因素，探索研究最适合未来大型机场多跑道建成后，多环带链的复杂型光环网拓扑结构下的网络自愈保护技术，进一步阐述各种自愈技术在未来空管传输网建设中的应用前景。

关键词：SDH自愈保护技术；应用；技术特点

中图分类号：TN914.332

现普通单环或多环SDH光环网对于单跑道多节点的光传输网络多采用两纤单向通道保护的自愈方式。然而面对现今空中交通对于大流量的需求，多跑道的环网建设使我们的网络将面临翻天覆地的变化，仅靠现在单一的自愈保护技术和简单的组网拓扑，远不能保障网络安全、可靠地传输业务；站在全局的高度思考未来的组网特别是核心的保护倒换方式，才能真正在网络建设和维护运营中有的放矢、驾驭自如。

1 SDH自愈保护技术的分析

1.1 SDH自愈保护技术的概念

所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动地在极短的时间内，使业务自动从中断中恢复传输，使用户几乎感觉不到网络出了故障。自愈，仅是通过倒换至备用信道将失效的业务恢复，但却实实在在消除了因为光缆中断而产生的影响，从而提高了整网的安全性。

1.2 自愈保护的分类

自愈保护可以根据网络结构划分为线性保护、环形保护以及特殊的出子网SNCP保护。

（1）线性复用段保护：1）1+1线性复用段保护；2）1：N线性复用段保护。

（2）环形网络保护――通道保护环（PP）。

（3）环形网络保护――复用段保护环（MSP）：1）二纤单向复用段保护环；2）二纤双向复用段保护环。

（4）子网连接保护（SNCP）。

1.3 自愈保护技术间的比较

根据上述介绍，本文对各保护技术的特点进行总结，得出以下的结论（注：ITU-T规定的倒换时间是50ms）。

表1 自愈保护技术特点比较

自愈方式

特征 1+1线性复用段保护 1：N线性复用段保护 二纤单向通道保护环 子网连接保护 复用段自愈环

保护业务级别 支路VC12/VC3/VC4 支路VC12/VC3/VC4 支路VC12/VC3/VC4 线路VC12/VC3/VC4 VC-4

APS协议 不需要 需要 不需要 不需要 需要

业务路由 一致路由 一致路由 分离路由 分离路由 一致路由

倒换执行单板 线路板、交叉板 支路板 线路板、交叉板 线路板、交叉板

最大业务容量

（节点数为K） STM-N N*STM-N STM-N STM-N K×STM-N/2

适用网络拓扑 仅用于链形 仅用于环形 所有拓扑 仅用于环形

额外业务 不支持 支持 不支持 不支持 支持

组网灵活性 一般 一般 一般 强 较强

倒换时间 ≤15ms ≤15ms ≤15ms ≤50ms ≤50ms

倒换方式 单端倒换 双端倒换 单端倒换 双端倒换

2 双环光环网的网络结构介与保护方式

2.1 双环光环网的网络结构

本文举例的双环SDH光环网采用两个155M环相切的拓扑结构（如下图1），标记以1、2、3等8个节点，其中1节点起到贯穿两环业务的重要作用。该环网不涉及两环相切或环带链结构，在光环网拓扑中属于较为常见且普通的拓扑结构。

图1 双环SDH光环网组网图

2.2 双环光环网的保护方式分析

由于该SDH环网为两环相切的简单拓扑结构，各节点除1主节点外，E1链路需求量均在8条以下，业务需求量并不高，基本都集中在航管楼这个中心节点上。且考虑到各单环容量仅155M，并不能达到MSP保护业务级别（MSP单环容量最低位STM-4即622M），故两环均采用两纤单向通道保护方式。且PP保护不需要APS协议支持，更增加了倒换的可靠性与时效性。

但由于两环相切的结构特殊性，使得1节点作为切点成为两环通信的核心，这对于跨环在1节点作串通作用的业务而言，单纯作用于支路板的通道保护并不能保障在交叉板来往的业务传输，故而，需要在两环相切的节点设置子网连接保护以起到对两环之间的业务进行保障的作用。

3 自愈保护技术在复杂型光环网中的应用

3.1 复杂型光环网的网络结构

对于现今大型网络建设中需要的多环相切、相交、带链的组网架构，十个以下的节点数量已经不再可能，大型网络对应的环网结构中，其节点数也随之可能增加至三四十个节点。本文论述中，就以一个10G主环与三个2.5G子环相交，另带有多条155M的链形链路的复杂型光环网作为举例。该类光环网无论是从架构层次还是节点数量在前文中双环网网络结构的基础上都有很大程度的提升，节点数目多、地域跨度大、网络架构复杂都使保障环网业务的困难急剧增大（如下图2）。

图2 复杂型SDH光环网组网图

3.2 复杂型光环网的保护方式的选择

根据前文所述及保护方式的比较，可得出如下几条选择标准：

（1）结合网络拓扑结构，选择适用的自愈保护技术。

（2）分析考量网络业务量大小及其分布情况，对不同程度业务需求量的节点间，对应保护的等级也有所不同。

（3）根据所使用的SDH设备本身的性能及其容量选择可用的自愈方式。

（4）综合考量不同自愈保护技术对协议的需求。

3.3 探究自愈保护技术在未来的应用

面对结构复杂、保障等级更高的网络，当前单一的自愈保护技术已远不能保障未来网络安全、可靠地传输业务，合理规划、物尽其用地将SDH中的多种自愈保护技术灵活运用到未来浦东的光环网中，且在占用资源最少的情况下最大程度发挥他们各自的特点以起到业务保护的作用，是值得我们探究的重要课题。

根据上述得出的几条选择自愈保护方式的标准，结合未来浦东本场光环网的情况，我们可以更合理的分析如何组合运用不同的自愈技术来达到保障业务稳定传输的需求。以下是本文通过上述标准的不同角度分析并选择相对适合应用于复杂型光环网的自愈保护技术。

（1）拓扑结构。复杂型光环网的拓扑总的总的可以归结为：相交环形加链形的复杂性拓扑结构，很明显，对于网络拓扑结构的分析可以初步划分各部分可选自的自愈技术范围。对四个环形网络，自愈方式可选择二纤单向通道保护或二纤双向复用段保护；而链形的边缘节点可选择的保护方式则可1+1线性复用段保护或1：N线性复用段保护。

（2）业务量分布。虽然复杂型网络结构复杂，但业务量并不一定都大，根据下面表2可以看出，在环和环之间还是存在着业务量的偏重情况，对于业务较大的三个主环，由于各环的节点数不超过16个（PP环容纳最多节点数），且业务分布比较均匀，使用二纤单向通道保护方式已足够保障业务的安全传输，当然复用段保护方式也未尝不可。而对于业务量极大的核心环，二纤单向通道保护方式在各方面要求上也同样适用，而且考虑到其“业务多通道多”的特点，一旦某一通道发生故障，应量避免影响通道的正常传输，仅对故障通道进行业务保障，同样是环网保护，MSP仅能产生通道告警然后人为干预进行单通道的保护措施；而针对通道进行保护的PP则自动进行倒换保护功能。但同样是“业务多通道多”的特点，也决定了如果整个复用段故障，PP的倒换就显得重复且繁重，而MSP则很好的规避了这一弊端能完美的保护所有业务不受其影响。

对于边缘节点而言，其业务量属于中下，多为2M业务为主，而配备的通道容量十分充足达155M，故而1+1线性复用段保护无论从冗余程度还是可靠性比起1：N线性复用段保护都更胜一筹。

表2 复杂型环网业务数据统计表

项目 业务 所占带宽

核心环10G 大型业务 单套1G

大型业务 1G

中型业务 155M

大型业务 1G

中型业务 155M

小型业务 10M―100M

中型业务 155M

主环-A2.5G

主环-B2.5G

主环-C2.5G 中型业务 10M以上的中等颗粒和少量的100M的大颗粒IP业务

大型业务 1G

中型业务 155M

其他大颗粒业务 待定

边缘节点155M 各类2M业务 大量

（3）SDH设备性能与容量。正如先前所说双环容量仅155M即为一个STM-1，并不能达到MSP保护业务级别，然而复杂型环网最小容量已达STM-16，可以实现MSP的倒换。

（4）自愈保护技术的特点。综合上述考虑，基本可以确定对于核心环的业务保护选MSP更为合理，然而从自愈技术比较的列表中可以看出，MSP比起PP而言较为不同的是MSP需要有APS协议支持。

APS协议的工作机理是在一个应用MSP保护的环网中轮巡于各个设备以保证协议的统一与有效性。也就是说，如果在一个节点较多的环网中有一台设备的协议出现问题，则会直接导致该环网的MSP失效。虽然这个可能存在的风险很大，但是正如上文分析的那样，核心环的节点数少，发生此类问题的可能性极低，而多节点的主环可能性就较高了。所以在核心层MSP比PP保护更为高效，而在主环上，PP则更合适。

4 结束语

综上所述，对SDH自愈保护技术在复杂型SDH光环网中的应用探究已经有了结果，总结为如下表（表3）中所示，相信对未来各种大型SDH网络应用的稳定性与安全性能起到有效的建议。

表3 复杂型SDH网络结构中自愈技术应用表

网络 自愈保护技术 注意

核心环 二纤双向复用段保护 单通道故障

则需人工倒换

主环-A 二纤单向通道保护

主环-B

主环-C

边缘节点 1+1线性复用段保护

参考文献：

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[5]樊文化.自愈环容量分析与结构选择[D].陕西省天然气股份有限公司，2007：92.

作者简介：丁雯，女，江苏，机务员，助工，上海交大本科，学士学位，研究方向：通信导航。

作者单位：上海民航华东通信网络发展有限公司，上海 200335