关于SDH自愈环的特性比较与应用

李 丽

（中国铁通公司长春分公司，吉林 长春 130051）

1 网络业务容量

环形网的业务容量指环形网能够携带的最大信号容量。对于二纤单向通道倒换环，由于进入环中的所有支路信号都要经两个方向传向接收分路节点，因而相当于通过整个环传输，因而环的业务容量等于所有进入环的业务量的总合，即等于节点处 ADM的系统容量STM－N。二纤单向复用段倒换环的结论相同。

二纤双向复用段倒换环只能利用一半的时隙，因而环的最大业务容量为K/2×STM－N。优点：时隙保护，能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。备用通道PI、P2可传送额外业务；缺点：倒换时间稍长；因用APS协议，而且需执行交叉连接功能。环上的节点数受限制，不超过16个节点。

无论是均匀业务量，还是相邻业务量，复用段倒换环均有优势。在均匀业务量前提下，四纤双向复用段倒换环和二纤双向复用段倒换环的容量分别可以比通道倒换环大 3～3.8倍和1.5～1.9倍。当业务量分布是集中型（枢纽型）时，则各种环的容量相同，没有分别。

四纤双向复用段倒换环中业务量的路由仅是环的一部分，因而业务通路可以重新使用，允许更多的支路信号从环中进行分插，因而网络业务容量可以增加很多。在极端情况下，每个节点处的全部系统容量都进行分插，于是整个环的业务容量可达单个节点ADM系统容量的K倍（K是节点数），即K×STM－N。优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的传输容量。备用光纤PI、P2可传送额外业务。具有跨段保护功能，能抗多点失效。缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行交叉连接功能；对设备要求较高。

正常时二纤双向复用段倒换环图示，见图1。

故障时二纤双向复用段倒换环图示，见图2。

正常时四纤双向复用段倒换环图示，见图3。

故障时四纤双向复用段倒换环图示，见图4。

2 成本/容量

一般说，由于四纤环所需的ADM，光纤和再生器是二纤单向环的2倍，因而在同样速率下，其成本也大约是二纤单向环的2倍。但四纤环可以提供较高的业务容量，因而考虑业务容量因素后，两者的综合成本/容量比较将与网络设计方法、节点数和实际业务量需求模型有关，较复杂。当业务量需求模型为集中型时，单向环比双向环经济，否则结论相反；当业务量需求模型为循环型时，双向环比单向环经济。

3 现有SDH标准的相容性

由于二纤单向通道倒换环仅使用通道AIS信号（已在SDH标准内规定）来决定是否需倒换，无需APS协议，因而此种结构与APS协议的标准化无关，即与现行SDH标准完全相容。其他三种结构均涉及APS协议，且需要修改现行APS标准（即K1和K2字节的定义和功能）才行。

图1

图2

图3

图4

4 多厂家产品兼容性

由于目前尚无适合环形网应用的标准APS协议，因而所有涉及APS协议的环形结构目前都不能满足多厂家产品兼容性要求，而二纤单向通道倒换环只使用现有SDH标准已经完全规定好了的通道AIS信号，因而很容易满足多厂家产品兼容性的要求。

5 复杂性

二纤单向通道倒换环无论从控制协议的复杂性，还是操作维护的复杂性上都是最简单的。而且由于不涉及APS通信过程，因而业务恢复时间也最短。双向环中则二纤方式又比四纤方式的控制功能复杂，其 CPU的逻辑控制步骤大约是四纤方式的10倍。

综上所述，各种自愈环各具特点，可适应不同的网络应用。对于用户网部分，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，因而适合这种业务量要求模型的、比较简单经济的单向环，特别是单向通道倒换环十分适合，对于局间通信部分，由于各个节点间均有较大业务量，而且节点需要较大的业务量分插能力，此时具有较大业务容量的双向环非常适合。当业务量集中在某个节点（例如枢纽局）时，则单向通道倒换环也是可用的。至于究竟是二纤方式，还是四纤方式则取决于容量要求和经济性考虑的综合比较。当然上述只是一些基本原则，实际应用还要具体情况具体分析，不能一概而论。

6 各种自愈网的比较

简单的路由备用线路保护方式配置容易、网络管理简单，恢复时间很短（50 ms以内），但成本较高，主要适用于两点间有稳定的大业务量的点到点应用场合。

环形网结构具有很高的生存性，网络恢复时间很短（可小于50 ms），具有良好的业务疏导能力，因而受到很大的欢迎。其缺点是网络规划较困难，一开始得准确预计将来的发展，因此需要在开始时规划较大容量。在简单的网络拓扑条件下，据称自愈环的网络成本比 DXC保护方式低 40%左右。环形网主要适用于用户网和局间中继网，其中单向通道倒换环最适于前者，双向复用段倒换环适用于局间中继网（包括长途网）。

采用DXC的保护策略也具有很高的生存性，在同样的网络生存下所需附加空闲容量可以远小于环形网。通常，对于能够容纳 10%～15%增长率的网络，其附加的空闲容量已足以支持采用DXC保护的自愈网。当网络拓扑较复杂时，例如高度互连的长途网中，采用DXC保护比环形网更为经济和灵活，也便于规划设计。DXC保护的一个重要缺点是网络恢复时间较长，通常需要数秒至数分钟，其间业务将丢失。因而，DXC保护策略最适于高度互连的网孔形拓扑，例如长途网应用等，也适用于作为多个环形网的汇接点。

当然，上述原则不是绝对不变的，实际网络保护往往需要考虑很多因素，如经济性、实用性、安全性等方面进行综合应用。特别是适时适地的结合应用DXC保护策略和各种自愈环结构是网络设计的关键。

1 韦乐平编著.光同步数字传送网[M].北京：人民邮电出版社出版，1998

2 《光同步数字传输网技术体制》（TZ 015－1994）