關于SDH自愈環的特性比較與應用

李 麗

（中國鐵通公司長春分公司，吉林 長春 130051）

1 網絡業務容量

環形網的業務容量指環形網能夠攜帶的最大信號容量。對于二纖單向通道倒換環，由于進入環中的所有支路信號都要經兩個方向傳向接收分路節點，因而相當于通過整個環傳輸，因而環的業務容量等于所有進入環的業務量的總合，即等于節點處 ADM的系統容量STM－N。二纖單向復用段倒換環的結論相同。

二纖雙向復用段倒換環只能利用一半的時隙，因而環的最大業務容量為K/2×STM－N。優點：時隙保護，能重復使用節點間時隙，大大增加整個環的傳輸容量。備用通道PI、P2可傳送額外業務；缺點：倒換時間稍長；因用APS協議，而且需執行交叉連接功能。環上的節點數受限制，不超過16個節點。

無論是均勻業務量，還是相鄰業務量，復用段倒換環均有優勢。在均勻業務量前提下，四纖雙向復用段倒換環和二纖雙向復用段倒換環的容量分別可以比通道倒換環大 3～3.8倍和1.5～1.9倍。當業務量分布是集中型（樞紐型）時，則各種環的容量相同，沒有分別。

四纖雙向復用段倒換環中業務量的路由僅是環的一部分，因而業務通路可以重新使用，允許更多的支路信號從環中進行分插，因而網絡業務容量可以增加很多。在極端情況下，每個節點處的全部系統容量都進行分插，于是整個環的業務容量可達單個節點ADM系統容量的K倍（K是節點數），即K×STM－N。優點：能重復使用節點間時隙，大大增加整個環的傳輸容量。備用光纖PI、P2可傳送額外業務。具有跨段保護功能，能抗多點失效。缺點：倒換速度較慢，因用APS協議，而且需執行交叉連接功能；對設備要求較高。

正常時二纖雙向復用段倒換環圖示，見圖1。

故障時二纖雙向復用段倒換環圖示，見圖2。

正常時四纖雙向復用段倒換環圖示，見圖3。

故障時四纖雙向復用段倒換環圖示，見圖4。

2 成本/容量

一般說，由于四纖環所需的ADM，光纖和再生器是二纖單向環的2倍，因而在同樣速率下，其成本也大約是二纖單向環的2倍。但四纖環可以提供較高的業務容量，因而考慮業務容量因素后，兩者的綜合成本/容量比較將與網絡設計方法、節點數和實際業務量需求模型有關，較復雜。當業務量需求模型為集中型時，單向環比雙向環經濟，否則結論相反；當業務量需求模型為循環型時，雙向環比單向環經濟。

3 現有SDH標準的相容性

由于二纖單向通道倒換環僅使用通道AIS信號（已在SDH標準內規定）來決定是否需倒換，無需APS協議，因而此種結構與APS協議的標準化無關，即與現行SDH標準完全相容。其他三種結構均涉及APS協議，且需要修改現行APS標準（即K1和K2字節的定義和功能）才行。

圖1

圖2

圖3

圖4

4 多廠家產品兼容性

由于目前尚無適合環形網應用的標準APS協議，因而所有涉及APS協議的環形結構目前都不能滿足多廠家產品兼容性要求，而二纖單向通道倒換環只使用現有SDH標準已經完全規定好了的通道AIS信號，因而很容易滿足多廠家產品兼容性的要求。

5 復雜性

二纖單向通道倒換環無論從控制協議的復雜性，還是操作維護的復雜性上都是最簡單的。而且由于不涉及APS通信過程，因而業務恢復時間也最短。雙向環中則二纖方式又比四纖方式的控制功能復雜，其 CPU的邏輯控制步驟大約是四纖方式的10倍。

綜上所述，各種自愈環各具特點，可適應不同的網絡應用。對于用戶網部分，由于處于網絡的邊界處，業務容量要求低，而且大部分業務量匯集在一個節點（端局）上，因而適合這種業務量要求模型的、比較簡單經濟的單向環，特別是單向通道倒換環十分適合，對于局間通信部分，由于各個節點間均有較大業務量，而且節點需要較大的業務量分插能力，此時具有較大業務容量的雙向環非常適合。當業務量集中在某個節點（例如樞紐局）時，則單向通道倒換環也是可用的。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濟性考慮的綜合比較。當然上述只是一些基本原則，實際應用還要具體情況具體分析，不能一概而論。

6 各種自愈網的比較

簡單的路由備用線路保護方式配置容易、網絡管理簡單，恢復時間很短（50 ms以內），但成本較高，主要適用于兩點間有穩定的大業務量的點到點應用場合。

環形網結構具有很高的生存性，網絡恢復時間很短（可小于50 ms），具有良好的業務疏導能力，因而受到很大的歡迎。其缺點是網絡規劃較困難，一開始得準確預計將來的發展，因此需要在開始時規劃較大容量。在簡單的網絡拓撲條件下，據稱自愈環的網絡成本比 DXC保護方式低 40%左右。環形網主要適用于用戶網和局間中繼網，其中單向通道倒換環最適于前者，雙向復用段倒換環適用于局間中繼網（包括長途網）。

采用DXC的保護策略也具有很高的生存性，在同樣的網絡生存下所需附加空閑容量可以遠小于環形網。通常，對于能夠容納 10%～15%增長率的網絡，其附加的空閑容量已足以支持采用DXC保護的自愈網。當網絡拓撲較復雜時，例如高度互連的長途網中，采用DXC保護比環形網更為經濟和靈活，也便于規劃設計。DXC保護的一個重要缺點是網絡恢復時間較長，通常需要數秒至數分鐘，其間業務將丟失。因而，DXC保護策略最適于高度互連的網孔形拓撲，例如長途網應用等，也適用于作為多個環形網的匯接點。

當然，上述原則不是絕對不變的，實際網絡保護往往需要考慮很多因素，如經濟性、實用性、安全性等方面進行綜合應用。特別是適時適地的結合應用DXC保護策略和各種自愈環結構是網絡設計的關鍵。

1 韋樂平編著.光同步數字傳送網[M].北京：人民郵電出版社出版，1998

2 《光同步數字傳輸網技術體制》（TZ 015－1994）