SDH自愈技术基本逻辑以及应用特征分析

摘 要： 文章首先针对SDH技术有关概念做出了基本分析，而后就其分类方式以及其主要类别做出探究，并且对在实际工作中得到重视的两种自愈环拓扑结构，即二纤单向通道保护环以及二纤双向复用段保护环进行了分析。最后针对SDH技术自愈环网络的工作特征以及其应用进行了简要阐述。

关键字： SDH；自愈；逻辑；应用

在铁路工作环境中，对于通信需求的满足一直都是整个系统的工作重点之一，这不仅仅是由于通信已经成为目前整个社会环境中不可或缺的一个重要组成部分，更在于通信承担着列车之间以及列车和调度中心之间的信息传输工作，进一步直接影响到铁路运输过程中的安全，因此受到格外的重视。

1 SDH自愈技术逻辑概念剖析

鉴于铁路工作环境对于通信系统如此倚重，各种以安全著称的通信技术涌入铁路工作环境，其中同步数字体系（SDH，Synchronous Digital Hierarchy）则因为其良好的自愈性能收到广泛关注。

所谓自愈，即指通信网络在发生故障的时候，能够在极短时间内借由其自身的结构特征来实现通信服务的自动恢复正常的数据传输服务。在SDH技术体系中，通过通信系统自身的冗余来实现其自愈能力，即通过在整个通信框架中通过从物理层面增加通信线路的方式对网络的自愈能力加以提升。其自愈环结构依据所涉及到的物理线路状态以及保护对象可以划分为多个类别，依据保护对象可以划分为面向整个数据传输通道的保护环以及面向整个数据传输网络中某单一复用段的保护环两种。其中前者是针对信息传输通道进行保护的，其衡量标准在于参与通信的整个信道所传输的信号质量，而后者的衡量标准则在于某两个通信节点之间通信段上的承载量。同时，依据通信线路的冗余状况以及物理结构，可以大致划分为二纤以及四纤两种。因此就有了相应的技术，诸如二纤单向通道保护环、二纤双向通道保护环、二纤单向复用段保护环、二线双向复用段保护环以及四纤双向复用段保护环等，在实际使用过程中，二纤单向通道保护环以及二纤双向复用段保护环得到了广泛应用，其主要原因在于这两种保护环路的工作方式以及物理结构相对简单，能够在保证数据传输服务可靠性的基础上做到最大限度的简化。

下面针对二纤单向通道保护环以及二纤双向复用段保护环的逻辑结构做出简要的说明，二纤单向通道保护环的逻辑结构参见图1。

图1 二纤单向通道保护环逻辑结构

从图1中可以看出，信号发送的时候通过并发的方式同时传送到S1和P1两条并行线路上，以S1作为主线，P1作为备用线路实现通信冗余。两条信息传输线路逆向实现信号传输，因此当主线发生故障的时候，信号接收端能够通过另一个方向的备用线路及时获取传输信号。同时环路的物理拓扑结构，使得某一通信段两条通信线路同时故障的时候，仍能够实现自愈功能。

另一种常见的自愈环结构为二纤双向复用段保护环，其逻辑结构参见图2。

图2 二纤双向复用段保护环逻辑结构

二纤双向复用段保护环在一定程度上是四纤双向复用段保护环的改进，二者的自愈机制基本一致，但是在光纤的架设方面更为节约，因此得到了极大范围内的认同。二纤双向复用段保护环的核心机制在于将每根光纤在传送数据的过程中，将每个传送时隙划分为两个部分，两部分时隙分别执行四纤双向复用段保护环中对应的二纤职能。在这样的时隙分割制度之下，一根光纤前半个时隙用语转送主用业务，而后半个时隙则用于传送额外业务，即一个光纤用后半个时隙上的额外业务来对另一个光纤上前半个时隙的主用业务实现保护。

2 SDH自愈技术应用浅析

在使用SDH技术实施网络构建的时候，首先应当根据其自身的自愈特征以及应用环境对于通信可靠性的要求来进行综合考量。以常见的二纤单向通道保护环以及二纤双向复用段保护环作为主要的考量对象，首先需要从业务容量角度对其进行思考。通常以主用业务作为整个网络业务容量的衡量，并且认为整个通信网络中的节点总量是作为衡量其业务量的重要因素之一，如果用M来表示整个通信网络环上的节点数，那么通常二纤单向通道保护环的最大业务容量可以表示为STM-N，而二纤双向复用段保护环的最大业务容量为M/2×STM-N。

除此以外，业务倒换时间也必须在建网的时候就考虑在内。二线单向通道保护环是结构以及工作方式最为简单的保护环，其不涉及自动保护倒换（APS，Automatic Protection Switching），因此其业务倒换时间是最短的，发生故障后反应和恢复速度最快。相应的，二纤双向复用段保护环由于其工作逻辑相对较为复杂，并且由二纤承担四纤的工作，以及划分时隙等特征，导致其成为在SDH自愈技术中最为复杂的一个，因此其业务倒换过程最为复杂，倒换时间也最长。

3 结论

对于SDH自愈技术的应用而言，在组网设计的过程中需要考虑多个方面，不仅仅是现实通信需求，对于兼容性等方面也需要进行综合考虑，因为整个通信网络是随着铁路组织的发展逐步壮大的，因此其在发展过程中必然会涉及到多个领域和时间阶段的技术影响，而在应用的过程中，多技术之间的有效结合和切换必将成为重点之一。

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