1、本设计对SDH 自愈环及其在光接入网中的应用做了简明、扼要的探讨和分析，并结合目前SDH 技术发展状况及接入网的市场趋势，阐述了通过SDH自愈环组网的观点。在这个主导思想下，针对性的设计了南昌市本地光接入网的组网方案。本设计首先介绍了SDH自愈环的结构，从理论上对其有了了解，在此基础上进行进一步的分析及相关的技术和应用探讨，确定各种结构的应用范围。最后，根据具体应用设计的流程，给出南昌市本地光接入网的组网方案，其中包括：可行性研究、网络系统、软件设置、概预算（包括配置）等。全文较为系统、全面的剖析了SDH自愈环及其应用，有一定的指导意义。第一章SDH 自愈环自愈环是能提供冗余的带宽和冗余的网络
2、设备，使得网上因网络失效而受影响的业务能够自动恢复的环网络。SDH 最大的优点是网络性和自愈，它的线性应用并不能将它的这些特性充分发挥出来，因此在绝大多数情况下SDH设备组成环形网，将涉及通信的所有节点串联起来，并首尾相连，没有任何开放节点。在SDH环形网中每个节点由分插复用器(ADM)构成，具有分插功能。环形网结构中除使用ADM外，也可使用数字交叉连接设备(DXC：DigitalCrossConnect)。第一节SDH 自愈环结构及分析1.1.1自愈环结构介绍SDH自愈环结构可以划分为两大类，即通道保护环和复用段保护环。.对于通道保护环，业务量的保护是以通道为基础的，倒换与否按离开环的个别通
3、道信号质量的优劣来决定，通常利用简单的通道告警指示AIS信号来决定是否应进行倒换。而对于复用段倒换环，业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否按每一对节点间的复用段信号质量的优劣而定。两者的重要区别：前者往往使用专用保护，即正常情况下保护段也在传业务信号，保护时隙为整个环专用；后者往往使用公用保护，即正常情况下保护段是空闲的，保护时隙由每对节点共享。按照进入环的支路信号与由该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同来区分，可以将自愈环分为单向环和双向环.单向环中所有业务信号按同一方向在环中传输，而双向环中，进入环的支路信号按一个方向传输，由该支路信号分路的节点返回的信号按相反方向传输。按照一
4、对节点间所用光纤的最小数量来区分，还可以划分为二纤环和四纤环。 按照上述各种不同的分类方法可以区分出多种不同的自愈环结构（参见表1.1.1）。通常，通道倒换环主要工作在单向二纤方式，近来双向二纤方式也开始应用，并在某些方面显示了一定的优点。而复用段倒换环既可以工作在单向方式，又可以工作在双向方式；既可以是二纤方式，又可以是四纤方式。实用化的结构主要是双向方式。表1.1.1 SDH 自愈环结构分类 1 4种典型的自愈环结构：双纤单向通道倒换环，双纤单向复用段倒换环，双纤双向复用段倒换环和四纤双向复用段倒换环。 （1）双纤单向通道保护环 双纤单向通道倒换环使用“首端桥接，末端倒换”（11保护方式）
5、结构，工作信号和保护信号分别由顺时针方向的号光纤（工作光纤）和逆时针方向的号光纤（保护光纤）所携带.工作原理如图2所示，其中节点A为交换局LE侧的光线路终端OLT，节点B，C，D为环上光网络单元ONU.在正常情况下，A节点进入环以节点C为目的地的支路信号（AC）同时馈入工作光纤和保护光纤.工作光纤和保护光纤分别按顺时针和逆时针方向将同样的支路信号送至节点C.分路节点C将同时收到的两方向支路信号，按照信号质量的优劣决定选哪一路作为分路信号.通常，以工作光纤送来的信号为主信号.同理，从节点C返回节点A的支路信号（CA）按上述同样方法两方向送至节点A. 当BC节点间光缆被切断时，节点C检测到信号丢失
6、信号(LOS，lossopticalsignal)或AIS信号，于是在其所有以顺时针方向穿过自身的支路信道中插入通道AIS信号.此时，节点A到节点C和D的业务信号均按通道选优准则实现倒换。 双纤单向通道保护环原理示意图在此有必要讨论一下双纤双向通道倒换环，因为该结构在光接入中应用也较普遍。 双纤双向通道倒换环采用11保护方式，只是进出各节点的工作信号方向相反.其主要 2 优点是在无保护环或链形应用场合下具有通道再用功能，从而使总的分插业务量增加.原理及保护如图3所示.S1和P1表示节点A到节点B,C,D的工作信号和保护信号，S2和P2表示节点B,C,D返回到节点A的工作信号和保护信号。双纤双向
7、通道保护环原理示意图 （2）二纤单向复用段倒换环二纤单向复用段倒换环如图53所示。环中每个节点在支路信号分插功能之前的每一高速线路上均有一个保护倒换开关。正常情况如下图（a）所示，信息仅在S纤上传送，例如，节点A发向节点C的信号是从A经S纤按顺时针方向传送到C的。而节点C 发向节点A 的信号是从C 经S 纤按顺时针方向传送到A的，各节点仅从来自S纤的高速信号中分插低速信号，保护纤P是空闲的，单向性在这里看得更加清楚。当B、C节点间的两根光纤都被切断时，B、C 节点靠近故障侧的倒换开关利用APS协议执行环回功能，将高速信号倒换到P纤上，如下图 (b)所示。于是，在B节点由S纤来的信号经过保护倒换
8、开关从P光纤返回，沿逆时针方向穿过A、D两节点到达C节点，并经过C节点的倒换开关回到S 纤上分路出来，C到A的信号传送路径不变，故障排除后，倒换开关返回到图 (a)所示状态。（3）四纤双向复用段倒换环双向环通常工作在复用段倒换方式，可以是四纤方式，也可以是二纤方式。四纤双向复用段倒换环有两根业务光纤( 一发一收) 和两根保护光纤 (一发一收)。其中业务光纤S1形成顺时针业务信号环，业务光纤S2形成一逆时针业务信号环，而保护光纤P1和P2分别形成与S1和S2反方向的两个保护信号环，在每根光纤上都有一个倒换开关作保护倒换用，如下图 3 所示。正常情况下，A节点到C节点的信号顺时针沿S1纤送到C点，
9、而 C节点到A节点的信号，从C 节点入环后逆时针沿S2纤传回A节点，保护光纤P1 和 P2是空闲的。当BC节点间的光缆中断时，利用APS协议，B和C 节点中各有两个倒换开关执行环回功能，从而得以维持环的连续性，如上图 (b)所示。在节点 B，光纤S1和n沟通，光纤S2和P2沟通。C 节点也完成类似功能。其它节点确保光纤 P1和P2 上传的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。故障排除后，倒换开关复原。在四纤环中，仅仅节点失效和光缆中断才需要利用环回方式进行保护，而设备或单纤故障可以利用传统的复用段保护倒换方式，并具有抗多点失效的能力。（4）二纤双向复用段倒换环二纤双向复用段倒换环如图55所示。在
10、二纤双向环中，每个传输方向用一条光纤。正常时，对同一节点而言，发送的信号经一根光纤沿一个方向(如S1)送出，接收的信号则经另一根光纤(如S2)沿另一个方向送来。但是每根光纤上只将一半的容量分配给业务通路，另一半容量分配给保护通路。如S1纤一半容量传业务，一半容量留着保护S2上的业务，故此纤称为S1P2纤；同样道理另一根纤称为S2 P1纤。以上图中A、C两节点间的传输为例，正常时，如图55(a)所示，从节点A进环以节点C为目的地的业务信号沿S1P2纤按顺时针方向传输，到达 C节点分路出来。从节点C 4 进环以节点A为目的地的业务信号则沿着 S2P1纤按逆时针方向传输，到达节点A后分路出来，实现A
11、、C间双向通信。每根纤的保护时隙均空闲。当B、C节点之间的两纤断裂时，B、C 两节点靠近中断侧的倒换开关利用APS协议执行环回，将S1P2纤和S2 P1纤桥接，如上图所示。A节点送给C 节点的业务从A 节点进环后，沿着S1P2纤到达B节点后，B 节点利用时隙交换技术，将SlW2纤上的业务时隙转移到S2P1纤上预留的保护时隙，经 S2P1纤沿逆时针方向传送到C 节点，经桥接开关后分路出来。在C 节点将从本节点进环沿 S2P1光纤送出的业务信号时隙移到 S1P2光纤的保护时隙，沿S1P2光纤传送到A节点。当故障排除后，倒换开关将返回其原来位詈。1.1.2自愈环结构分析针对上述自愈环结构的特性，特列
12、下表进行分析比较： 第二节SDH 自愈环设计方法的探讨在做该设计前应先了解整个工程的基本情况，主要包括：各站的站电源（-24V、-48V、还是-60V）；主信道光接口（群路光接口）传输率是多少，各站的应用模式是ADM还是REG，传输距离短、中还是长；支路接口是PDH接口，还是SDH接口，接口的速率等级是多少。对PDH的2Mbit/s接口，还要清楚其接口是75 ，还是120，是否采用单元板保护。对SDH 155 Mbit/s接口要分清是电接口，还是光接口；是否采用外时钟，接口是75还是120。除此之外，还必须清楚：网上节点数量；整个网上的业务分配，是集中型业务还是均匀型业务；用户对保护倒换是否有
13、明确要求等。 各种自愈环根据其不同的特点，可设计不同的网络应用。通常对于接入网部分，由于处于网络的边界处，业务容量要求低，而且大部分业务量汇集在一个节点（端局）上，根据特性分析比较表可知通道倒换环十分适合，并且通道倒换环还有一个优点，即可以有选择地决定某些通道保护，某些不保护。这样在实际网络中，由于往往有其他保护方式（诸如业务量路由分摊或DXC恢复）需要1+1保护的通道量并不很大，此时通道保护环就比较经济了；而当局间通信各节点之间均有较大业务量，而且节点需要较大的业务量分插能力时，具有较大业务量的双向复用段倒换环非常合适。至于究竟是二纤方式，还是四纤方式，则应根据容量要求和经济性考虑综合比较。
14、一般来说，业务量不大时，二纤复用段倒换环比较经济， 5 否则四纤复用段倒换环更经济，这点从分析表中看得很清楚。但四纤复用段倒换环采用的光纤芯数较多，初期投资较大，在实际网络应用中不是很多。第二章 SDH 自愈环的实际应用第一节SDH 自愈环在光接入网中的可行性研究2.1.1 SDH自愈环可行性分析SDH已经在核心网牢牢地站住了脚，目前的市场、带宽需求和技术都已显示有必要把SDH的技术上的巨大优势带进接入网领域，使SDH 的功能和接口尽可能靠近用户。在光接入网中应用SDH的主要优势在于： 对于要求高可靠、高质量业务的大企事业用户，SDH可以提供理想的网络性能和业务对靠性。此时可以直接用SDH 系
15、统以点到点或环形拓扑形式与用户相连，可以增加传输带宽，改进网管能力，简化维护工作，降低运行维护成本。 SDH的固有灵活性使网络运营者可以更快更有效地提供用户所需的长期和短期业务以及满足组网需要、而发展极其迅速的蜂窝通信系统采用SDH系统尤其适合，它可以迅速灵活地提供所需的2Mbits 透明通道。 当然，考虑到接入网对成本的高度敏感性和运行环境的恶劣性，适用于接入网的SDH设备必须是高度紧凑、低功耗和低成本的新型系统。目前已有若干厂家研制出专用于接入网的SDH 设备，其应用市场前景看好。 目前，对于需要带宽大于34Mbits的大企事业用户，直接将 SDH分插复用器（ADM ）设置在用户处用STM
16、1通道与STMN 服务节点相连，已证明是一种经济可行的方法、这种连接既可以是点对点的方式，也可以通过环结构，对于带宽要求远小于34Mbit s的情况，则采用更低速率的复用器或共享ADM（分插复用器）的方式更经济有效。 对于多数普通企事业用户，设在路边（DP点）的终端复用器可以用来为大量用户提供 2Mbit s为基本单元的带宽，需要小于2Mbit s 带宽业务的用户可以靠业务复用器或后接PON来解决。为了更充分地利用SDH的优势，需要将SDH 进一步扩展至低带宽用户，特别是无线用户，提供64kbit/s 等级的灵活性并能综合进现有和新的业务传送千台。使用STM0子速率连接对于小带宽用户是一种经济
17、有效的方案，同时还能保持全部SDH管理能力和功能。目前ITU-T第15研究组已开发了一个新的建议 G.708，它规定了两种接口，即传送TUG-2的接口sSTM 2n和传送 TU-12的接口 sSTM-1k。 对于大企事业用户，由于带宽需求大，可以考虑直接用STMN环形结构将其互联起来，然而，对个带宽要求很高的某些大企事业单位可能不愿受环形带宽的限制，他们更喜欢点对点的连接方式。此外，将ADM直接放在用户所在地还存在一个信息安全的问题。对于带宽要求不太高的企事业用户，首先连至路边的ADM再经环形结构互连可能更适宜。ADM是体现SDH 特色的重要设备，利用ADM可组成链路，适于在沿线节点有上、下电路要求的环境下使用，也可用在接入网中；链路两端的TM如改成ADM且首尾相接连成环状，则可组成具有自动保护倒换的SDH自愈环，这种方式适于在本地网中运用，近年来也发展到用于二级干线网。衡量自愈环性能的一个重要指标是保护/恢复时间的长短，很多重要业务只能容忍极短的业务保护/恢复时间，大概在 50ms以内。在这一方面以 DXC选路为基础的自愈网需要几 6 分钟，而自愈环则普遍较好，可达到(50200)ms，随着SDH 技术的不断完善，自愈环的保护/恢复时间将全部缩短至 50ms以内。2.1.2 接入网市场趋势与 SDH 的综合接入
