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在SDH传输网上实现保护倒换的机理
由于数据业务竞争激烈、没有业务提供者能承担得起由于他们的网络出现故障所负的责任，采用适当的保护结构能成功地解决问题。
在光缆线路或再生中继器发生故障时，为了避免持续的业务中断，采用适当的自动保护倒换(APS)是必要的。当评估SDH设备及进行同步数字网(SDH)系统安装时，应当对APS功能进行测试。
随着电信应用于重要商业活动，诸如：电子汇兑、定单处理、客户服务、存货控制及其他一些商业行为如发送电子邮件(e-mail)和接入因特网等的与日俱增，业务生存性变得愈加重要。现今许多用户希望能获得不中断通信的保证，并愿意为此支付额外费用，这是因为通信的阻断会带来灾难性的后果。
随着现代同步传输设备采用SDH标准、APS的规范及性能告警监控已被引入传输系统，这使线性的点对点传输网和环形同步传输网在出现故障情况下，网络能自愈合。
在线性和环形的SDH传输网中，当设备出现故障或光纤被切断时，APS能确保数据的完整和服务的质量得到保持。因此，人们在安装SDH网元(NE)时，确认网元保护倒换功能行之有效是一件非常重要的事。
但是，仅确认当故障检出时能够启动保护倒换是不够的。为了最大限度地减小对通信的破坏，APS倒换动作必须在ITU—TG.783(线性网)和ITU—TG.841(环形网)所规定的时间内完成。
线性网和环形网的保护
SDH线性网及环形网保护机制的结构和工作原理在ITU—TG.841建议(SDH保护结构的类型和特征)中被描述。
线性网通常由两个SDH传输终端构成，之间还可能接入一些分/插复用设备(ADMS)或光再生中继器。典型的例子，可能是两个城市间一个的长距离路由，或海底光缆系统。线形网中的保护机制是由一根STM—N保护纤蕊对单根或多根携带信息的光纤实行保护。如果运行的光纤中有一根发生障碍，那么终端设备就自动地倒换到保护路由上，其目的是在最短的时间里完成切换，减小破坏。
对大都市中及具有战略意义的长途线路上，环路结构的SDH网被普遍使用，因为这种结构(见图1)本身具有自愈功能。环路保护的优越性在于:即使环上某一部分双向传输都出现故障，通过倒换和跨接，双向传输仍能沿环网长路由实现。我们将直接连接称为“短通道”，而将长路由方向的路由称为“长通道”。显然，为了提供此种保护，传输系统必须有50%的容量备份。
有两种方式提供这种容量备份，其一是用MS(复用段)专用保护环，这种环可以描述为两个反向循环的环，各自按照相对反向传输。在这种传输网上，用第二根光纤在反方向上传递同样信息。一个环传送被保护的有效通信，而另一个环作为有效通信的保护备份。在环形网任何节点上，ADM可以选择“短通道”或“长通道”做为路由，因此在线路发生故障时能够提供全保护。
第二种方法是MS公用保护环，这种环对业务和保护均等分担，例如在每个方向上，一半的负荷带
宽被用作保护通道，在正常情况下，通信通道只有一半负载，复用段分享环可进一步分成下列两种:
·四纤复用段共享保护环
·二纤复用段共享保护环
四纤复用段共享环可支持两种类型保护倒换——“段倒换”及“环倒换”。有效的段倒换是一种环的两个相邻的节点间的线路倒换，这种情形常发生在某根光纤被切断或电器件出现故障时。
注意在采用段保护倒换时，环上其它节点不受影响地正常工作。然而，在大多数情况下，光纤中断不仅发生在在用的纤芯上，而且可能同时出在保护纤芯上。因此需要引入“环路倒换”，此时，位于故障段路由两侧的ADMS将信道环回到其他方向上(如延着环的长通道上)。
双纤复用段分享环也能均等地分配业务及保护信道，不同是仅用二个物理光纤。例如对于速率在2.488Gbps的STM-16设备，能携带最大数目为16个AU-4(指针处理单元)单元组;但是，在两纤MSSP环上AUS的1-8用来传送信息通道，而AUS9-16单元被作保护。由此可见，一个两纤环的容量仅是四纤MS-SP环容量的一半。作为段倒换的机理不能在二纤MS-SP环上，因为在每个方向的传输路由上只有一根光纤存在。
所谓的“分享保护”环，指的是它们能够分享保护容量。当这些容量不被用于恢复主用通道的信息时，保护通道可用于传送额外信息，当保护倒换发生时，工作通道上的信息将占用保护通道，此时，其它额外的业务将从保护信道上去除。
虽然，专用保护环具有枢纽局所需要的高可用性，它们需要较多的网络设备。在某些应用场合，SP环较为经济并且操作容易，经常被应用在大都市枢纽局、中继网和干线网中。
保护倒换的启动
执行保护倒换的请求可通过外部或自动发出。外部命令由网络工程师和技术员通过操作系统(OS)或电信网管系统(TMN)输入。这些命令随后被传送到相关网元，设置APS K1/K2开销字节执行保护倒换。ITU-TG·841详列了一系列外部命令，用来维护工作中，激活或锁定倒换操作。
自动APS请求在通道中也能实施，它们是根据网元(NE)对复用段设备及其性能进行检测启动系统。如果发生例如信号失败(硬故障)或由复用器奇偶校验监测到的误码率降至特定范围之外(软故障)，该网元能够启动保护倒护。保护倒换的命令通过K1/K2字节直接在网元(NE)间传送。有关APS命令的自动启动及K1和K2字节的设置在ITU-TG．841建议中进行描述。
保护倒换的网络性能在前面所提到的两项ITU-T建议中也有定义。
ITV-TG．783定义了复用段保护倒换，它适用于线型网络结构，它建议保护倒换动作应在检测到信号失败或恶化(SD)的50毫秒内完成。
ITU-TG．841是对环形网结构APS的定义，建议在无环网外通信或无预先桥接请求，并且光纤长度小于1200KM(公里)的情况下，倒换应在检测到信号失败(SF)或信号恶化(SD)50毫秒内完成。
保护倒换完成时间不包括用于启动保护所必须的检测时间倒换和解除倒换所必须的时间，但是这些时间一般在微秒级内，与50毫秒倒换时间相比，它们可被忽略。
译自:亚洲电信 TELECOMASIANovember1997
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