浅议SDH自愈网络

【摘要】本文讨论了SDH网状网的自愈，讲述了通道倒换环主要采用的单向二纤方式和双向二纤方式，以及复用段倒换环工作在单向、双向、二纤和四纤方式的任何一种组合形式。

【关键词】自愈；保护倒换

一、SDH介绍

SDH光传输设备，是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。SDH光传输设备可实现网络有效管理、实时业务监控、动态网络维护、不同厂商设备间的互通等多项功能，能大大提高网络资源利用率、降低管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，因此是当今世界信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。

二、SDH设备的主要特点

1.SDH传输系统有统一的接口标准

1）电接口方面

SDH体制对网络节点接口（NNI）作了统一的规范，在国际上有统一的帧结构，STM-1是SDH最基本的同步传送模块STM（Synchronous Transport Module），速率为155.520Mb/s。STM-N是SDH更高等级的同步传送模块，速率是STM-1的N倍（N=4n=1，4，16，64，256）。

2）光接口方面

光口采用世界性统一标准规范，SDH信号编码仅对信号进行扰码，光口信号码型是加扰的NRZ码，采用世界统一的标准扰码。使网管系统互通，因此有很好的横向兼容性，它能与现有的PDH完全兼容，并容纳各种新的业务信号，形成了全球统一的数字传输体制标准，提高了网络的可靠性；

2.复用方式

SDH技术利用字节间插能将低速信号复用进高速信号，将低速信号从高速信号中解复用出来。克服了PDH准同步复用方式对全部高速信号进行逐级分解然后再生复用的过程。

3.运行维护方面

SDH帧结构中安排了丰富的用于维护功能的开销字节，使网络的监控功能大大增强，维护的自动化程度大大加强。

4.兼容性方面

SDH可用于双绞线、同轴电缆，但SDH用于传输高数据率则需用光纤。这一特点表明，SDH既适合用作干线通道，也可作支线通道。例如，我国的国家与省级有线电视干线网就是采用SDH，而且它也便于与光纤电缆混合网（HFC）相兼容。同时由于SDH可以将低速的PDH信号复用进STM-1的帧结构中，所以很好的实现了与PDH的兼容。

三、SDH自愈网简介

所谓自愈指不需要人为干预下，网络能够在极短时间内从失效的故障中自动恢复自身所携带的业务，使用户感觉不到网络已经出现了故障的能力。具备这种自愈能力的网络就是自愈网络。

自愈网络前提条件：备用路由，强大的交叉连接能力，网络节点的智能性。

线路保护倒换这是最简单的自愈网形式。将两条光纤在地理位置上分开，这样当主通道路由光缆被切断时，备用光缆不受影响，仍能将信号安全地传输到对端。这种方法配置容易，网络管理简单，能快速恢复业务。在这个理念的基础上，通常通道倒换环主要采用单向二纤方式和双向二纤方式，复用段倒换环可以工作在单向、双向、二纤和四纤方式的任何一种组合形式。

四、SDH自愈网结构与实现

目前已经商用化的自愈环结构有：二纤单向通道倒换环、四纤双向复用段倒换环和二纤双向复用段倒换环。

1.二纤单向通道倒换环

如图1所示，采用两根光纤即传送业务信号的S1光纤和传送保护信号的P1光纤，两根光纤的传送力向相反，正常情况下，以S1光纤的信号为主信号，采用首端桥接、末端倒换的结构见图1（a）。如果图中B，C之间的两根光纤断了，见图（b），这时经S1从B到C的信号丢失，于是在节点C，将S1倒换到P1上，重新构成一个变形的环。单向的控制比较简单，容易实现各厂家产品之间的互通。

2.四纤双向复用段倒换环

如图2所示，有两根业务光纤S1，S2（一发一收）和两根保护光纤P1，P2（一发一收）。每根光纤形成一个信号环，S1形成的环与S2的环方向相反，P1的环与S1的环方向相反，P2的环与S2的环方向相反，S1用于传送节点A发往节点C的信号CA，S2用于传送节点C发往节点A的信号AC，正常情况下保护光纤是空闲的，见图2（a）。若节点B、C间的BC段光缆被切断（四根光纤全断），则B，C节点的倒换开关各自执行环回功能，分别将S1与P1接通、S2与P2接通，将业务信号倒换到保护光纤上，见图2（b）。其他节点保证本节点的正确桥接，从而保证环的连续性和业务的不间断。故障排除后，倒换开关复原。

3.二纤双向复用段倒换环

如图3所示，结构和单向环相同，在一根光纤上以时分复用的方式传送业务信号S1和保护信号S2，在另一根光纤传送业务信号S2和保护信号P1。正常情况下，见图3（a），每根光纤上的一半时隙作为业务时隙，另一半时隙作为保护时隙，保护另一根光纤上的业务信号。当B，C节点之间的光缆被切断时，二根光纤全断，与断点相邻的B，C节点中的倒换开关将S1/P2光纤与S2/P1光纤接通，见图3（b），采用时隙交换技术将每根光纤上的业务时隙信号交换到另一光纤上的保护时隙中，完成保护倒换。当故障排除后，倒换开关复原。由于采用了时分复用，在一根光纤中同时支持业务信号和保护信号，控制相对复杂，且不能进行传统的复用段保护。

五、总结

环形网结构具有很高的生存性，网络恢复时间很短（可于50ms），具有良好的业务量疏导能力，因而大受欢迎。其主要缺点是网络规划较困难，需要在开始时规划较大的容量。这种结构所福的各种空闲容量即使在业务量较平衡时也需要100%。这种方式适用于距离短、网络拓扑简单的情况。

参考文献

[1]李方健.SDH光传输系统[M].机械工业出版社，2010，8.

[2]赵东风.SDH光传输网络技术教程[J].云南大学出版社，2012，6.

作者简介：石春宏（1984—），男，江苏南通人，讲师，一直从事计算机与网络方面的研究与教学工作。