關(guān)于SDH自愈環(huán)的特性比較與應(yīng)用

李 麗

（中國鐵通公司長春分公司，吉林 長春 130051）

1 網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)容量

環(huán)形網(wǎng)的業(yè)務(wù)容量指環(huán)形網(wǎng)能夠攜帶的最大信號容量。對于二纖單向通道倒換環(huán)，由于進(jìn)入環(huán)中的所有支路信號都要經(jīng)兩個(gè)方向傳向接收分路節(jié)點(diǎn)，因而相當(dāng)于通過整個(gè)環(huán)傳輸，因而環(huán)的業(yè)務(wù)容量等于所有進(jìn)入環(huán)的業(yè)務(wù)量的總合，即等于節(jié)點(diǎn)處 ADM的系統(tǒng)容量STM－N。二纖單向復(fù)用段倒換環(huán)的結(jié)論相同。

二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)只能利用一半的時(shí)隙，因而環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量為K/2×STM－N。優(yōu)點(diǎn)：時(shí)隙保護(hù)，能重復(fù)使用節(jié)點(diǎn)間時(shí)隙，大大增加整個(gè)環(huán)的傳輸容量。備用通道PI、P2可傳送額外業(yè)務(wù)；缺點(diǎn)：倒換時(shí)間稍長；因用APS協(xié)議，而且需執(zhí)行交叉連接功能。環(huán)上的節(jié)點(diǎn)數(shù)受限制，不超過16個(gè)節(jié)點(diǎn)。

無論是均勻業(yè)務(wù)量，還是相鄰業(yè)務(wù)量，復(fù)用段倒換環(huán)均有優(yōu)勢。在均勻業(yè)務(wù)量前提下，四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)和二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)的容量分別可以比通道倒換環(huán)大 3～3.8倍和1.5～1.9倍。當(dāng)業(yè)務(wù)量分布是集中型（樞紐型）時(shí)，則各種環(huán)的容量相同，沒有分別。

四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)中業(yè)務(wù)量的路由僅是環(huán)的一部分，因而業(yè)務(wù)通路可以重新使用，允許更多的支路信號從環(huán)中進(jìn)行分插，因而網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)容量可以增加很多。在極端情況下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處的全部系統(tǒng)容量都進(jìn)行分插，于是整個(gè)環(huán)的業(yè)務(wù)容量可達(dá)單個(gè)節(jié)點(diǎn)ADM系統(tǒng)容量的K倍（K是節(jié)點(diǎn)數(shù)），即K×STM－N。優(yōu)點(diǎn)：能重復(fù)使用節(jié)點(diǎn)間時(shí)隙，大大增加整個(gè)環(huán)的傳輸容量。備用光纖PI、P2可傳送額外業(yè)務(wù)。具有跨段保護(hù)功能，能抗多點(diǎn)失效。缺點(diǎn)：倒換速度較慢，因用APS協(xié)議，而且需執(zhí)行交叉連接功能；對設(shè)備要求較高。

正常時(shí)二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)圖示，見圖1。

故障時(shí)二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)圖示，見圖2。

正常時(shí)四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)圖示，見圖3。

故障時(shí)四纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)圖示，見圖4。

2 成本/容量

一般說，由于四纖環(huán)所需的ADM，光纖和再生器是二纖單向環(huán)的2倍，因而在同樣速率下，其成本也大約是二纖單向環(huán)的2倍。但四纖環(huán)可以提供較高的業(yè)務(wù)容量，因而考慮業(yè)務(wù)容量因素后，兩者的綜合成本/容量比較將與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法、節(jié)點(diǎn)數(shù)和實(shí)際業(yè)務(wù)量需求模型有關(guān)，較復(fù)雜。當(dāng)業(yè)務(wù)量需求模型為集中型時(shí)，單向環(huán)比雙向環(huán)經(jīng)濟(jì)，否則結(jié)論相反；當(dāng)業(yè)務(wù)量需求模型為循環(huán)型時(shí)，雙向環(huán)比單向環(huán)經(jīng)濟(jì)。

3 現(xiàn)有SDH標(biāo)準(zhǔn)的相容性

由于二纖單向通道倒換環(huán)僅使用通道AIS信號（已在SDH標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)規(guī)定）來決定是否需倒換，無需APS協(xié)議，因而此種結(jié)構(gòu)與APS協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化無關(guān)，即與現(xiàn)行SDH標(biāo)準(zhǔn)完全相容。其他三種結(jié)構(gòu)均涉及APS協(xié)議，且需要修改現(xiàn)行APS標(biāo)準(zhǔn)（即K1和K2字節(jié)的定義和功能）才行。

圖1

圖2

圖3

圖4

4 多廠家產(chǎn)品兼容性

由于目前尚無適合環(huán)形網(wǎng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)APS協(xié)議，因而所有涉及APS協(xié)議的環(huán)形結(jié)構(gòu)目前都不能滿足多廠家產(chǎn)品兼容性要求，而二纖單向通道倒換環(huán)只使用現(xiàn)有SDH標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完全規(guī)定好了的通道AIS信號，因而很容易滿足多廠家產(chǎn)品兼容性的要求。

5 復(fù)雜性

二纖單向通道倒換環(huán)無論從控制協(xié)議的復(fù)雜性，還是操作維護(hù)的復(fù)雜性上都是最簡單的。而且由于不涉及APS通信過程，因而業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間也最短。雙向環(huán)中則二纖方式又比四纖方式的控制功能復(fù)雜，其 CPU的邏輯控制步驟大約是四纖方式的10倍。

綜上所述，各種自愈環(huán)各具特點(diǎn)，可適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。對于用戶網(wǎng)部分，由于處于網(wǎng)絡(luò)的邊界處，業(yè)務(wù)容量要求低，而且大部分業(yè)務(wù)量匯集在一個(gè)節(jié)點(diǎn)（端局）上，因而適合這種業(yè)務(wù)量要求模型的、比較簡單經(jīng)濟(jì)的單向環(huán)，特別是單向通道倒換環(huán)十分適合，對于局間通信部分，由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)間均有較大業(yè)務(wù)量，而且節(jié)點(diǎn)需要較大的業(yè)務(wù)量分插能力，此時(shí)具有較大業(yè)務(wù)容量的雙向環(huán)非常適合。當(dāng)業(yè)務(wù)量集中在某個(gè)節(jié)點(diǎn)（例如樞紐局）時(shí)，則單向通道倒換環(huán)也是可用的。至于究竟是二纖方式，還是四纖方式則取決于容量要求和經(jīng)濟(jì)性考慮的綜合比較。當(dāng)然上述只是一些基本原則，實(shí)際應(yīng)用還要具體情況具體分析，不能一概而論。

6 各種自愈網(wǎng)的比較

簡單的路由備用線路保護(hù)方式配置容易、網(wǎng)絡(luò)管理簡單，恢復(fù)時(shí)間很短（50 ms以內(nèi)），但成本較高，主要適用于兩點(diǎn)間有穩(wěn)定的大業(yè)務(wù)量的點(diǎn)到點(diǎn)應(yīng)用場合。

環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有很高的生存性，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間很短（可小于50 ms），具有良好的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)能力，因而受到很大的歡迎。其缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃較困難，一開始得準(zhǔn)確預(yù)計(jì)將來的發(fā)展，因此需要在開始時(shí)規(guī)劃較大容量。在簡單的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錀l件下，據(jù)稱自愈環(huán)的網(wǎng)絡(luò)成本比 DXC保護(hù)方式低 40%左右。環(huán)形網(wǎng)主要適用于用戶網(wǎng)和局間中繼網(wǎng)，其中單向通道倒換環(huán)最適于前者，雙向復(fù)用段倒換環(huán)適用于局間中繼網(wǎng)（包括長途網(wǎng)）。

采用DXC的保護(hù)策略也具有很高的生存性，在同樣的網(wǎng)絡(luò)生存下所需附加空閑容量可以遠(yuǎn)小于環(huán)形網(wǎng)。通常，對于能夠容納 10%～15%增長率的網(wǎng)絡(luò)，其附加的空閑容量已足以支持采用DXC保護(hù)的自愈網(wǎng)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漭^復(fù)雜時(shí)，例如高度互連的長途網(wǎng)中，采用DXC保護(hù)比環(huán)形網(wǎng)更為經(jīng)濟(jì)和靈活，也便于規(guī)劃設(shè)計(jì)。DXC保護(hù)的一個(gè)重要缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時(shí)間較長，通常需要數(shù)秒至數(shù)分鐘，其間業(yè)務(wù)將丟失。因而，DXC保護(hù)策略最適于高度互連的網(wǎng)孔形拓?fù)洌玳L途網(wǎng)應(yīng)用等，也適用于作為多個(gè)環(huán)形網(wǎng)的匯接點(diǎn)。

當(dāng)然，上述原則不是絕對不變的，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)保護(hù)往往需要考慮很多因素，如經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、安全性等方面進(jìn)行綜合應(yīng)用。特別是適時(shí)適地的結(jié)合應(yīng)用DXC保護(hù)策略和各種自愈環(huán)結(jié)構(gòu)是網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

1 韋樂平編著.光同步數(shù)字傳送網(wǎng)[M].北京：人民郵電出版社出版，1998

2 《光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)技術(shù)體制》（TZ 015－1994）