四纤双向复用段保护环详细描述教学内容
第3章SDH网络
环形因其良好的自愈性使其成为传输 系统中最常见的组网方式。 通过环形网和链形网的灵活组合，可 以构成更加复杂的网络拓扑结构，如环带 链、相切环等。
SDH传送网在垂直方向上可分为电路 层、通道层和传输介质层。 我国的SDH传送网由用户网、中继网、 省内干线网和省际干线网4层构成。
自愈是在网络出现故障时，无须人为 干预，网络能自动地在极短的时间内恢复 业务，使用户几乎感觉不到网络出了故障。 链形网的保护方式有1+1和1∶n。
1．T形网
T形网络拓扑实际上属树形网。如图 3-6所示，干线速率为STM-16，支路速率 为STM-4。 网元A成为支路系统与干线系统的汇 接节点，支路的业务作为网元A的一路低 速支路信号接入干线系统；而干线系统可 通过网元A分出低速信号到支路系统。
图3-6 T形网拓扑图
2．环带链网
图3-7 环带链网
图3-20 双纤双向复用段共享保护环
3.2.4 子网连接保护
随着网络结构的日趋复杂，对于单一 网络拓扑结构的保护方式不再适用，而子 网连接保护（SNCP）便成为可适用各种网 络拓扑结构且倒换速度快的一种业务保护 方式。
1．子网连接保护原理
与通道环保护类似，子网连接保护采 用“并发优收”。 如图3-21所示，业务在工作和保护子 网连接上同时传送，当工作子网连接失效 或性能劣化到某一规定的水平时，在子网 连接的接收端根据优选准则选择保护子网 连接上的信号。
图3-21 子网连接保护
2．子网连接保护举例
（1）环带链 （2）相切环
图3-22 环带链
图3-23 SNCP相切环
3.3 SDH网业务时隙配置
选择好网络结构之后，需要根据实际 情况确定各站之间的业务量，并用业务矩 阵作简单直观的表示。 当业务矩阵确定后，每个网元就需要 进行业务时隙的分配，这可以通过时隙配 置图来完成。
基于数据传输网络结构中的四纤双向复用段保护环的机理分析
Ｐ 、 ２ 纤 分别 用来 在 主 纤故 障 时保 护 Ｓ 、２上 上 ． 由 Ｓ １Ｐ 光 １Ｓ 再 ２光 纤传 回到 网元 Ａ， 网元 Ａ下 主纤 由
的 主用业 务 。请 注 意 Ｓ 、 １Ｓ 、 ２ 纤 的业务 流 Ｓ １Ｐ 、２ Ｐ 光 ２上 的业 务 。通 过 这种 环 回 ， 通 方式 完 成 了业 穿 向 ．１ Ｓ Ｓ 与 ２光纤 业 务 流 向相 反 （ 致 路 由 ， 向 务 的复 用段 保护 ． 网络 自愈 。 一 双 使 环 ）Ｓ 、 １和 Ｓ 、 ２两 对 光 纤 上 业 务 流 向也 相 ， ｌＰ ２Ｐ 四纤 双 向复用段 保护 环 的业 务 容 量有 两种 极
二、 自愈 环 的 分 类
目前 环形 网络 的拓扑结 构 用得最 多 ．因为 环 形 网具有 较强 的 自愈 功能 。 自愈 环 的分类 可按 保 护 的业务 级别 、 上业务 的方 向、 环 网元 节点 间光 纤 数 来划分 。 按环 上业 务 的方 向可将 自愈 环分 为单 向环 和 双 向环两 大类 ：按 网元节点 间 的光纤数 可将 自愈 环 划分 为双 纤环 （ 一对 收／ 发光 纤 ） 四纤 环 （ 对 和 两
双 向复用段 保 护环就 是 因为 Ｓ 和 Ｐ 。２和 Ｐ 光 最 小 为 ２ Ｓ Ｍ— 主 用 业 务 ） ４ Ｓ Ｍ— 包 括 １ ２Ｓ １ ｘ Ｔ Ｎ（ 和 ｘ Ｔ Ｎ（
先 决条件 是有冗 余 的路 由 、网元 强大 的交 叉能 力 以及 网元 一定 的智 能 自愈 仅是 通 过备 用 信道 将 失 效 的业 务 恢 复 ． 而不 涉及 具体 故 障 的部 件 和线 路 的 修 复或 更换 ．
所 以故 障点 的修 复仍 需人 工干 预才 能完成 ．就 象 断 了的光缆还需 人工 接好 。
SDH复用结构基本原理——初学者必备
SDH 复用结构基本原理——初学者必备一、SDH 复用结构基本原理SDH 的复用单元包括标准容器（C ）、虚容器（VC ）、支路单元（TU ）、支路单元组（TUG ）、管理单元（AU ）、管理单元组（AUG ）。
各种业务信号复用进STM-N 的过程都要经历映射、定位和复用三个步骤。
映射：是一种在SDH 边界处使支路信号适配进虚容器的过程。
即各种速率的G .703信号先分别经过码速调整装入相应的标准容器，之后再加进低阶或高阶通道开销形成虚容器。
定位：是一种将帧偏移信息收进支路单元或管理单元的过程。
低阶虚容器对应支路单元，高阶虚容器对应管理单元。
复用：是一种使多个低阶通道层的信号适配进高阶通道层，或者把多个高阶通道层信号适配进复用层的过程，即以字节交错间插方式把TU 组织进高阶VC ，或者把AU 组织进STM-N 的过程，也称同步复用。
SDH 帧结构中安排有两大类开销：段开销（SOH ）和通道开销（POH ），它们分别用于段层和通道层的维护。
二、SDH 传送网的分层模型总共分为四层，分别是物理层、段层、通道层、电路层。
其中物理层为最下层，电路层为最上层，下层为上层提供服务，上层为下层提供服务内容。
模型如下：1、物理层：完成STM-N 线路光接口信号与逻辑电平信号之间的转换。
2、段层：分为再生段层和复用段层图1 G.709建议的SDH 复用结构图2 SDH 传送网的分层模型（1）再生段层：用于传递再生中继器之间，以及再生中继器与复用终端之间信息的网络。
（2）复用段层：用于传送复用终端之间信息的网络，如负责向通道层提供同步信息，同时完成有关复用段开销的处理和传递等工作。
3、通道层：为电路层网络节点如交换机提供透明的通道，即电路群。
4、电路层：是面向公用交换业务的网络，如电路交换业务、分组交换、租用线业务和B-ISDN虚通路等。
三、SDH 传输系统模型通道终端通道终端（线路终端）复用/解复用（线路终端）复用/解复用1、终端复用器和分插复用器是SDH 网中最重要的两个网络单元。
四纤双向复用段共享保护环
四纤双向复用段共享保护环1．四纤双向复用段保护环的工作原理环网由四根光纤组成，二根工作光纤记为S1、S2。
S1组成沿顺时针方向传输的环，S2组成沿逆时针方向传输的环，因此由它们可以独立地完成环上的双向业务传输。
另外二根保护光纤记为P1、P2，P1组成沿逆时针方向传输的环，P2组成沿顺时针方向传输的环，它们可以对工作光纤提供保护。
注意，P1、P2仅仅是一种标识，它并不代表P1光纤仅仅对S1光纤提供反方向保护，P1光纤同样也可以对S2光纤提供同方向供保护；至于到底对S1光纤还是对S2光纤提供保护，根据情况由软件调度。
同理，P2光纤既可以对S2光纤提供反向保护，也可以对S1光纤提供同向保护。
（1）．环网保护在进行环网保护时，保护光纤P1为工作光纤S1提供反方向保护，而保护光纤P2则为工作光纤S2提供反方向保护。
工作原理如图2.11.11所示。
①．正常情况A)．AC信号在节点A，进入环网以节点C为目的地的业务信号AC，馈入光纤S1，并沿顺时针方向将AC信号经节点B传送到节点C，传送路径：A→B→C。
B）．CA信号在节点C，进入环网以节点A为目的地的业务信号CA，馈入光纤S2，并在同一区段沿逆时针方向将AC信号经节点B传送到节点A，传送路径：C→B→A。
二根保护光纤P1、P2是空闲的。
信号传送路径如图2.11.11 a)中的粗线所示。
②．故障情况当发生故障时，如BC节点间的光缆被切断，因为在节点B和C都能检测到信号丢失（LOS）告警，所以分别执行桥接与倒换功能。
如图2.11.11 b)所示。
A）．AC信号在节点B，执行桥接功能，把AC信号从S1光纤桥接到P1光纤上，并沿逆时针方向经A、D节点传送到C节点。
在节点C，执行倒换功能，再把AC业务信号从P1光纤倒换到S1光纤上。
因此，[url=/]魔兽世界私服[/url]AC信号的传送路径为：A→B→A→D→C。
如图2.11.11 b)中的粗线所示。
B）．CA信号在节点C，执行桥接功能，把CA业务信号从S2光纤桥接到P2光纤上，并沿顺时针方向经D、A节点传送到B节点。
国家电网--河南省--2023年《通信安规》科目 单选题+多选题+判断题+简答题真题冲刺卷上半年B卷
国家电网--河南省--2023年《通信安规》科目单选题+多选题+判断题+简答题真题冲刺卷上半年B卷一、【单选题】1. 全部停电的工作，系指室内高压设备全部停电（包括架空线路与电缆引入线在内），并且通至邻接（）的门全部闭锁，以及室外高压设备全部停电（包括架空线路与电缆引入线在内）。
A、配电室B、高压室C、控制室2. 数字信号和模拟信号的区别是看信号的（）是否离散，而不是看时间是否离散。
A、幅度B、功率C、电流D、噪声3. 进入有限空间作业前，应进行有限空间内气体（），并做好记录。
A、评估检测B、准入检测C、监护检测4. 《申请单》所列的批准人、许可人、（）三者不得兼任。
A、监护人C、工作票签发人5. 在室内高压设备上工作，应在工作地点两旁及对面运行设备间隔的遮栏（围栏）上和禁止通行的过道遮栏（围栏）上悬挂（）的标示牌。
A、止步，高压危险！B、禁止攀登，高压危险！C、禁止入内，高压危险！6. 氧气检测应设定缺氧报警和富氧报警两级检测报警值，缺氧报警值应设定为（）%。
A、19、5B、20、9C、23、57. 在低压（）和在照明回路上的工作可不填用工作票，应做好相应记录，该工作至少由两人进行.A、配电盘B、配电箱C、电动机8. 设备通电前，应（）供电线缆极性和输入电压。
A、检查B、验证D、记录9. 正压式空气呼吸器检查报警哨，应（）气瓶阀，按下供给阀（黄色）按钮。
A、打开B、关闭C、拔出10. 电力通信工作票的有效期，以（）时间为限A、批准的检修B、执行的检修C、完成的检修D、申请的检修11. 在微机远动装置的数据采样系统中，为避免遥测数据的准确性受变送器稳定性的影响以及遥测数据的实时性受变送器响应速度的影响，通常应该采用（）。
A、直流采样B、交流采样C、复合采样12. 试验和推广电力通信新技术，应制定相应的（），经本单位批准后执行。
A、组织措施B、技术措施C、安全措施D、反事故措施13. 《申请单》核查后，由有限空间设施运维管理单位（）负责配合。
四纤双向复用段保护环原理及个案分析
收 稿 日期 ：０６—０ ８ ２０ ５—０
图（ ） ｂ
作者简介 ： 邹涯梅（９９一）女 ， １ ７ ， 四川 自贡人， 助理讲师 ， 从事现代通信教学与研究 。
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４ ・ ６
一பைடு நூலகம்
、
图（ ） ａ
Ｃ Ａ ＡＣ
四纤环 由 四根 光 纤 组成 ，１ ｓ Ｓ 、２为 主纤 传 送 主
用业务，ｌ Ｐ Ｐ 、２为备纤传送备用业务， 图（ ） 由 如 ａ。
于一个 分插 复用设 备 （ Ｄ —— Ａ ｄＤｏ ｕｔｌ Ａ Ｍ） ｄ ｒ Ｍ ｌｐｅ ｐ ｉ ｘ
ｅ 只有东／ ｒ 西两个 线 路端 口， 四纤 环 上的网 元节 点 而
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成 都航 空 职 业 技 术 学 院学 报 Ｊ ｎ ｏ Ｑ岫 ｏ ￣ ｆ ｕ Ａ ｒ ａｔ ｅ ｎｕ ｃ ｏ ｉ
Ｖ ｔ ｎ ｌ Ｔ ｃ ｎｃｌ ｏ ｅ ￣ ｌ ａ ＆ ｅｈ ｉ Ｕ ￣ ｏ ａＣ
２Ｏ 年 ｌ 月第 ４ （ Ｏ６ ２ 期 总第 ６ 期 ） ９
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四纤双向复用段保护环原理及个案分析
当 Ｂ—Ｃ间光 缆 均 被 切 断 后 ， 网元 Ｂ Ｃ执 行 环 、
回功 能 ， 网元 Ａ、 Ｄ执行 穿通 。 网元 Ａ到 网元 Ｃ的主 用业 务沿 Ｓ ｌ光纤传 到 网元 Ｂ 在 此 ， ， 网元 Ｂ执 行 环
Ｂ， 网元 Ｂ处执 行环 回功 能 ， Ｐ 纤上 的 网元 Ｃ 在 将 ２光
到 网元 Ａ 的主用 业务环 回 到 ｓ ２光 纤 上 ， 回 Ｓ 再 ２光 纤传 回到 网元 Ａ， 由网元 Ａ下主纤 ｓ ２上 的业 务。 整 个 业务流 程为 ：— Ｉ＋ Ｃ ） 一 Ａ － 。 ２ 段倒 换 ： 图（ ） 示。 、 如 ｃ所
两纤复用段保护环调试总结(须多读)(精)
两纤复用段保护环调试总结目前，II 型机复用段环合同很多，而且都要求能实现复用段保护倒换。
为了提高生产线调试效率，减低开局调试难度，将复用段保护调试作如下总结。
简介：两纤复用段保护环是通过APS （自动保护倒换）K 字节的传递实现的。
所谓自动保护倒换是指当工作通路出现故障时，自动将从工作通路上下的业务倒换到保护通路上下，从而尽量减小业务中断的时间。
ZXSM （II ）设备在同一网元可组两套二纤复用段保护环(7#、10#可组一对；27#、30#可组一对。
上（下）排交叉板左边的光板与交叉板右边的光板互为保护光板。
如果为STM-4环，交叉板左边的光板（7号或27号光板）为主APS 处理板。
如果为STM-16环，则交叉板左边的LP 板（7号或27号LP 板）为主APS 处理板。
以STM-16环为例，如果光板放在上排槽位，则光板5与光板11互为保护。
7号LP 板为主APS 处理板，10号LP 板为从APS 处理板。
如果配置为双向复用段保护环，则光板5的后八个AU4保护光板11的前八个AU4，光板11的后八个AU4则保护光板5的前八个AU4。
如果配置为单向复用段保护环，则光板11的十六个AU4保护光板5的十六个AU4。
以下图所示组网方式为例，解释两纤复用段保护倒换（APS ）的调试过程。
网元A 、B 、D 、E 为ADM ，网元C 中5#、11#光板配为中继对。
连接采用11#光板—5#光板方式。
各ADM 网元两两上下2M 业务。
即：A 、B 之间，A 、D 之间，A 、E 之间，B 、D 之间，B 、E 之间，D 、E 之间配置2M 业务。
网元E (3网元D (2配置步骤：要配置复用段保护倒换环，有三个关键配置：时隙配置窗口中的保护关系配置，APS ID配置，启动APS 设置。
基本配置步骤如下：1．建立好各个网元。
2．将环上各网元光纤按顺序连接好，并配置好相应的‘连接关系’。
3．打开网管界面上‘配置管理’->‘ECC/DCC配置’对话框，配置好ECC/DCC。
SDH光传输环保护方式讨论
SDH光传输环保护方式的探讨摘要：随着数据通信业务的迅猛发展，现代社会对网络的安全性要求越来越高。
SDH自愈保护是提高光网络安全性的重要手段之一。
本文主要介绍了几种SDH自愈环的结构特性、环网保护机制、自愈环的优缺点，为网络安全建设提供依据。
在高速光纤网中，由于业务的集中，网络的安全性显得十分重要。
在共享带宽和提高自愈能力方面，环型网络对于接入网是比较经济有效的。
环型结构不但可以对连接失效进行保护，还能够对节点失效进行保护。
一、SDH保护方式探讨1、SDH基本概念SDH（Synchronous Digital Hierachy）全称叫做同步数字传输体制，是一种传输的体制（协议）。
这种传输体制规范了数字信号的帧结构、复用方式、传输速率等级、接口码型等特性。
它采用全球统一的接口以实现设备多厂家的兼容，在全网范围实现高效的协调一致的管理和操作，实现网络自愈功能，提高网络资源利用率。
2、SDH的网络自愈环保护与恢复当前通信网络中，网络安全性越来越受到人们的重视。
所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，通过保护倒换的方式，网络自动地在极短的时间内（ITU-T规定为50ms以内），使业务从故障中恢复传输，让用户几乎感觉不到网络出了故障。
(一)网络保护方式1、二纤单向通道保护环。
2、二纤双向复用段保护环二纤双向复用段保护环上的两根光纤，一条光纤上一半时隙载送工作通路（S1）和另一半时隙载送保护通路（P2），另一条光纤上一半时隙载送工作通路（S2）和另一半时隙载送保护通路（P1）。
在一条光纤上的工作通路（S1），由沿环的相反方向的另一条光纤上的保护通路（P1）来保护。
反之亦然。
允许业务双向传送。
在正常情况下，网元A语音业务沿着S 1光纤以顺时针的方向到达网元C，其他业务沿着P1光纤以逆时针方向到达网元C。
网元C的语音业务沿着S2光纤以逆时针方向到达网元A，其他业务业务沿着P2光纤以顺时针方向到达网元A。
6-3-自愈(二)二纤单向复用环与四纤双向复用段环
第8页
二纤双向复用段倒换环的传输容量
1/2 STM-N
1/2 STM-N
S1/P2
A S2/P1
因二节点间业务仅由这二节点的光纤 传送，环上其它区段是空闲的，所以 时隙可重复使用。
极限情况（没有跨节点业务）
D
B
C
总容量： 4/2 STM-N A—B：1/2 *STM-N； B—C：1/2 *STM-N；
复用段保护 APS协议、 节点处有倒换开关。
四纤双向复用段倒换环的工作原理（正常）
CA收
AC发
S1 P1 S2
P2
A
Dቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
B
C
第4页
CA发
AC收
利用S1与S2光纤传送业务，P1与P2 光纤可传送额外业务
业务信号AC在发端A馈入S1光纤 ，沿顺时针方向到达C站：A— B—C。
业务信号CA在发端C馈入S2光纤 ，沿逆时针方向到达A站：C— B—A。
四纤双向复用段倒换环的工作原理（故障）
CA收
AC发
S1 P1 S2
P2
A
B D
C
BC间光缆切断，在B、C点执行倒换
B节点：把AC业务从S1光纤环回到P1 光纤，并沿逆时针方向传输 A—B— A —D— C。
C节点：把CA业务从S2光纤倒换到P2 光纤，并沿顺时针方向传输 C—D— A—B—A 。
CA发
AC收
第7页
二纤双向复用段倒换环的工作原理（故障）
CA收
AC发 S1/P2
A S2/P1
D
倒换 B
C
S1/P2 CA发
AC收
BC间光缆被切断，则在B、C点执行倒换
WDM环网的保护机制及实施
第一章概述WDM<Wavelength Division Multiplexing）是作为全光网地关键技术出现地,它在交换和传输方面采用与传统技术不同地方式.波分复用<WDM）是一种光纤传输技术,这种技术是在一根光纤上使用不同地波长传输多种光信号.现在,在为远程通信设计地高端WDM系统中,每种光信号<通常是指一个信道或一种波长）最多可以达到2．5Gps 或10Gbps地传输速率.当前地系统能够支持32到64个信道,将在不久地将来提供支持96信道或128信道地系统.这将使得一根光纤就能够传送几百Gps地信息.WDM就是指从光域上用波长复用方式来改进传输效率,提高复用效率.其突出优点为“能在一根光纤中同时传输不同波长地几个甚至成百上千个光载波信号,不仅能充分利用光纤地带宽资源,增加系统地传输容量,而且还能提高系统地经济效益.以往WDM仅指1310/1550nm地简单复用,DWDM指1550nm波长区段内地密集复用,目前由于传输距离地要求和光放大器<EDFA）地使用,由于EDFA增益谱宽地原因,使得1310/1550nm地简单复用逐步被淘汰.当前,所谓地WDM已不再是以往意义上地简单复用,除非特别说明,WDM仅指1550nm波长区段内地密集复用.b5E2RGbCAP1.1 为什么需要光网络地保护近年来,通信业务需求地飞速发展对通信容量提出了越来越高地要求.传统地点到点地单个波长地光纤通信方式已不能满足要求,因此波分复用<WDM）、时分复用<TDM）以及空分复用<SDM）等技术越来越引起人们地重视,目前,基于WDM地光纤通信系统已经达到了实用化地水平.但是,这些技术手段在节点处进行交换和上下话路时受到所谓“电子瓶颈”地限制.为了解决这一问题,人们提出了“全光网”地概念,即数据从源节点到目地节点地传输过程中始终在光域内,这就避免了在所经过地各个节点上地光电—电光转换,即“电子瓶颈”.因为光信号在传输过程中没有经过电地处理,所以全光网不关心所传输数据地格式,能够允许各种不同地协议和编码形式,而电方式只支持单一地业务形式,当其它协议介入它所支持地协议时需增加转换设备地开销,而且使整个网络地管理趋于复杂化.全光网地另一种透明意义在于对传输地码率透明,这意味着它传输码率可以很高,上限可达到网络设计所规定地最高码率.基于波长路由和WDM技术地全光网地进一步优点在于能够在节点进行方便地上下话路和路由选择,具有良好地扩展性和重构性等.p1EanqFDPwInternet商业化地巨大成功,促使传统通信网络发生深刻地演变,对网络带宽地巨大需求,使基于2.5Gb/s和10Gb/s速率地DWDM系统进入广泛应用.320Gb/s、640Gb/s地系统总容量已不足为奇,不论是陆地通信还是海底通信,Tb/s级容量地系统已开始建设,甚至有供应商打算2001年末推出基于40Gb/s速率地波分复用系统.光速经济将使网络接入达到无处不在、无时不可地程度,始终提供无间断服务,这要求网络必须具备无限地带宽和交换容量.一个80Gb/s系统容量已相当于100万路电话,Tb/s级系统则上升至以千万路为单位计算话路.这样巨大地信息容量,一旦光通道或者光系统失效,其影响面之广,经济损失之惨重,难以想象.DXDiTa9E3d1.2 WDM光网络地发展当前,光通信技术正以人们难以想象地速度向前发展,光纤技术地新发展、WDM系统继续向高速率发展、光网络将成为不透明网、SDH系统越来越推向边缘网、OADM环逐步成为热点、IP over X 继续争论、海缆系统发展迅速、WDM低速接口将大量出现.从光纤问世有30余年地时间,光传输速率在过去10年中大约提高了100倍左右.预计在未来10年中,系统速率将再提高100倍左右.建立透明地全光网络是技术发展地必由之路,而作为“全光网”地基石——WDM光联网技术将提供迈向太比特光通信网络地阳光大道.RTCrpUDGiTWDM光联网地演进由最初地线性点到点式传送结构,逐步转变为环形结构、网形结构.当前,OADM地应用日趋增多,特别是城域网和省域网内,以OADM构成地WDM环网技术已成为一个发展地热点.当业务需求超过2个四纤SDH2.5Gb/s自愈环地容量时,采用WDM环就可显示出优越性,可以节省光纤并提高容量.WDM光网络地容量更大,对业务透明,保护速度更快.图 1.1列出了WDM光网络地演进：5PCzVD7HxA第二章 WDM技术地基本原理2.1 WDM技术原理在模拟载波通信系统中,为了充分利用电缆地带宽资源,提高系统地传输容量,通常利用频分复用地方法,即在同一根电缆中同时传输若干个信道地信号,接收端根据各载波频率地不同,利用带通滤波器就可滤出每一个信道地信号.jLBHrnAILg同样,在光纤通信系统中也可以采用光地频分复用地方法来提高系统地传输容量,在接收端采用解复用器<等效于光带通滤波器）将各信号光载波分开.由于在光地频域上信号频率差别比较大,人们更喜欢采用波长来定义频率上地差别,因而这样地复用方法称为波分复用.xHAQX74J0X所谓WDM技术就是为了充分利用单模光纤低损耗区带来地巨大带宽资源,根据每一信道光波地频率<或波长）不同可以将光纤地低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号地载波,在发送端采用波分复用器<合波器）将不同规定波长地信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输.在接收端,再由一波分复用器<分波器）将这些不同波长承载不同信号地光载波分开地复用方式.由于不同波长地光载波信号可以看作互相独立<不考虑光纤非线性时）,从而在一根光纤中可实现多路光信号地复用传输.双向传输地问题也很容易解决,只需将两个方向地信号分别安排在不同波长传输即可.根据波分复用器地不同,可以复用地波长数也不同,从2个至几十个不等,现在商用化地一般是8波长和16波长系统,这取决于所允许地光载波波长地间隔大小,图2.1给出了其系统组成.LDAYtRyKfE图2.1 WDM系统组成WDM本质上是光域上地频分复用FDM技术,每个波长通路通过频域地分割实现.每个波长通路占用一段光纤地带宽,与过去同轴电缆FDM技术不同地是：<1）传输媒质不同,WDM系统是光信号上地频率分割,同轴系统是电信号上地频率分割利用.<2）在每个通路上,同轴电缆系统传输地是模拟信号4kHz语音信号,而WDM系统目前每个波长通路上是数字信号SDH 2.5Gb／s或更高速率地数字系统.Zzz6ZB2Ltk2.2 WDM技术地主要特点可以充分利用光纤地巨大带宽资源,使一根光纤地传输容量比单波长传输增加几倍至几十倍.使N个波长复用起来在单模光纤中传输,在大容量长途传输时可以大量节约光纤.另外,对于早期安装地芯数不多地电缆,芯数较少,利用波分复用不必对原有系统作较大地改动即可比较方便地进行扩容.由于同一光纤中传输地信号波长彼此独立,因而可以传输特性完全不同地信号,完成各种电信业务信号地综合和分离,包括数字信号和模拟信号,以及PDH信号和SDH信号地综合与分离.dvzfvkwMI1波分复用通道对数据格式是透明地,即与信号速率及电调制方式无关.一个WDM系统可以承载多种格式地“业务”信号,ATM、IP或者将来有可能出现地信号.WDM系统完成地是透明传输,对于“业务”层信号来说,WDM地每个波长就像“虚拟”地光纤一样.在网络扩充和发展中,是理想地扩容手段,也是引入宽带新业务<例如CATV、HDTV和B-ISDN等）地方便手段,增加一个附加波长即可引入任意想要地新业务或新容量.利用WDM技术选路来实现网络交换和恢复,从而可能实现未来透明地、具有高度生存性地光网络.rqyn14ZNXI 在国家骨干网地传输时,EDFA地应用可以大大减少长途干线系统SDH中继器地数目,从而减少成本.距离越长,节省成本就越多.EmxvxOtOco2.3 WDM和DWDMWDM和DWDM应用地是同一种技术,它们是在不同发展时期对WDM系统地称呼,它们与WDM技术地发展历史有着紧密地关系.SixE2yXPq5随着1550nm窗口EDFA地商用化,WDM系统地应用进入了一个新时期.人们不再利用1310nm窗口,而只在1550nm窗口传送多路光载波信号.由于这些WDM系统地相邻波长间隔比较窄<一般1.6nm）,且工作在一个窗口内共享EDFA光放大器,为了区别于传统地WDM系统,人们称这种波长间隔更紧密地WDM系统为密集波分复用系统.所谓密集,是指相临波长间隔而言.过去WDM系统是几十nm地波长间隔,现在地波长间隔小多了,只有<0.8～2）nm,甚至<0.8nm.密集波分复用技术其实是波分复用地一种具体表现形式.由于DWDM光载波地间隔很密,因而必须采用高分辨率波分复用器件来选取.6ewMyirQFL 现在,人们都喜欢用WDM来称呼DWDM系统.从本质上讲,DWDM只是WDM地一种形式,WDM更具有普遍性,DWDM缺乏明确和准确地定义,而且随着技术地发展,原来认为所谓密集地波长间隔,在技术实现上也越来越容易,已经变得不那么“密集”了.一般情况下,如果不特指1310nm／1550nm地两波分WDM系统,人们谈论地WDM系统就是DWDM 系统.kavU42VRUs第三章 WDM环形网络3.1 光传送网地分层结构分层结构是定义和研究光传送网地基础.已发布地G.872建议<草案）,已明确在光传送网络加入光层,按建议,光层由光信道层、光复用段层和光传输层组成,如图3.1：y6v3ALoS89图3.1 光通信网络地分层结构1.光信道层光信道层<Optical Channel Layer）负责为来自电复用段层地客户信息选择路由并分配波长,为灵活地网络选路安排光信道连接,处理光信道开销,提供光信道地检测和管理功能.并在故障发生时,通过重新选路或直接把工作业务切换到预定地保护路由来实现保护切换和网络恢复.OCH层网络为透明地传送各种不同地格式<SDH,PDH,ATM,IP信号等）地客户信号地光通路提供端到端地联网功能.它具有下列特点：重新安排光通道连接以实现灵活地网络路由选择；进行光通道开销处理,确保光通道适配器信息地完整性；进行光通道监控,实现网络级控制操作和维护功能,如连接指配、业务量参数交换即网络生存性操作.M2ub6vSTnP2.光复用段层光复用段层<Optical Multiplexing Section Layer）保证相邻两个波长复用传输设备间多波长复用光信号地完整传输,为多波长信号提供网络管理.其主要包括：为灵活地多波长网络选路重新安排光复用段功能；为保证多波长光复用段适配信息地完整性处理光复用段开销；为网络地运行和维护提供光复用段地检测和管理功能.OMS 层网络为多波长光信号提供联网功能,主要是为了全光网络提供更有效地操作和维护,它具有下列特点：重新安排OMS连接；进行多波长网络地路由选择；进行OMS开销处理；确保多波长OMS适配信息地完整性；进行OMS监控,实现OMS操作和维护功能,如OMS连接指配及网络生存性操作.0YujCfmUCw3. 光传输段层光传输段层<Optical Transmission Section Layer）光信号在不同类型地光传输媒质上提供传输功能,同时实现对光放大器或中继器地检测和控制功能等.OTN层网络为光层提供在各种不同类型光传输媒质上地传输地功能.它具有下列特点：进行OTS开销处理,确保OTS适配信息地完整性；进行OTS监控,确保OTS等级上地操作和管理,如实现光放大器或光中继器地监控及网络地生存性操作.eUts8ZQVRd3.2 WDM环形网络地保护结构环形网络是一种常见地通信网拓扑形式.和其它几种拓扑结构相比,环形网络在保持较高生存性地同时更容易实现和管理.WDM环形网环形网保留了环形网地自愈特性,同时可以在不改变系统结构地情况下进行容量地平滑升级.sQsAEJkW5T按节点间波长通道来去业务地传输方向,可以将WDM环形网络分成单向环和双向环两种.针对一个节点而言,在同一条光通道中,如果来业务地波长传输方向与去业务地波长传输方向相同<如都是顺时针传输或都是逆时针传输）,则这种环称为单向环；如果传输方向相反,则为双向环.按连接环路中相邻节点地光纤数目,环形网络可以分成单纤环,两纤环,四纤环和多纤环.其中单纤环不易提供保护功能,在实际应用中很少见到.GMsIasNXkA1）两纤环在两纤环中,环路相邻节点由信号传输方向相反地两根光纤连接,一般当一个方向地光纤用作工作光纤时,另一个方向地光纤用作保护光纤.两纤环有单向环组织方式,也能用双向环方式组织,如图3.2,3.3所示.TIrRGchYzg在双向环中,一个双向光通道使用在相同路由上反向传输地波长组来建立.由于这种结构提供了波长重用地潜在可能性而引起了人们地广泛关注.这是因为在双向环中,一个双向通道所使用地波长只占用该通道包含地区段地波长资源,在环上地其他区段,该波长可以重新用来组织通信.这种结构有两种实现方法：①一种是工作通道使用两根光纤传输,也就是内外环光纤复用地波长一半用作传输工作业务,另一半波长保留用来提供保护能力<如图3.2）.②另一种是工作通道占用一根光纤,由单根光纤传输双向业务,另一根光纤用作保护,这种方式需要双向地波分复用器和双向地光放大器<如图3.3）.在图3.2所示地这种结7EqZcWLZNX构中,为了获得必要地保护能力,外环光纤地工作波长将由内环光纤地保护波长提供保护,内环光纤地工作波长由外环光纤地保护波长保护.单向环地优点是实现简单,控制方便.但是在提供保护地情况下,单向环地一个通道要占用整个环路地一个等效波长,因此波长地使用效率比较低.双向环控制比较复杂.图3.2 所示环形网络是双向两纤实现方式,也是通常意义上地双向两纤环.lzq7IGf02E双向两纤环地主要特点是提高了波长地重用能力,这样在网络波长总数不变地情况下,能够提高比单向两纤环更多地通信通道,从而大大提高了环形网络波长地使用效率.双向两纤环地控制比单向环要复杂地多,特别是在节点没有波长转换能力地情况下,环路波长地配置方案直接影响保护方案地设计.zvpgeqJ1hk2）四纤环四纤环通常以双向环方式组织地<如图3.4）.在四纤环中,相邻节点由四条光纤连接,它们可以分成传输方向相反地两对光纤,其中一对是工作光纤,另一对为保护光纤.与两纤双向环类似,四纤环具有波长地重用能力.在相同网格规模<节点数目和波长数量）情况下,四纤环地环路最大容量要比两纤双向环提高一倍.NrpoJac3v1在保护方式上,除了提供两纤环地通道保护和环路保护方式外,四纤环中相邻节点地工作业务可以由同区段地保护光纤提供保护,这种保护方式称为区段保护.它要比环路保护更容易实施,而且倒换时间更短.但相关地控制将更加复杂,而且环路使用光纤数量多,网络地硬件投资将加大.1nowfTG4KI3）多纤环多纤环是指环路相邻节点之间使用多于四根光纤连接地网络.为了方便处理,所有环路光纤可以按信号传输方向分为顺时针和逆时针两组,其中每组N条光纤.根据不同地保护要求,这两组光纤可以用两纤环地方式组织,也可以用四纤环方式组织.在多纤环中,其实质就是用空间复用<不同光纤传输相同光波长）方式减少网络对光波长数量地要求.在多纤环中,在相邻节点之间复用波长数量相同地情况下,由于采用了空间复用,单根光纤复用地波长数量将减少,显然波长地重用性也得到了提高.这降低了系统对光器件和光源地要求,但代价是系统控制地复杂性和工程造价地提高.如何协调这两方面地矛盾,有待于对这种网络更深入地研究.fjnFLDa5Zo3.3 光层保护与恢复结构随着DWDM系统地广泛应用,尤其是OADM地引入,组网方式从点对点发展到建设大量环网,网络拓扑还要向格形网络演化,以便充分利用冗余地备份光纤和设备资源.光网络技术地进步使得直接由光层提供网络保护功能已经从希望走向现实.光传送网地保护与恢复机制虽然与SDH网络相似,但是操作在光域,处理地对象是光波长,光层地保护恢复模式和能力不是SDH网络地保护与恢复可以比拟地.tfnNhnE6e5按照光传送网地结构分层,有光通道层、光复用段层、光传送段层三个层次.光层地保护,可以在不同地层面上实施.对于不同地网络结构应该采用不同地保护方式.HbmVN777sL3.3.1 线形路径保护光传送网地线形路径保护方式可分为光复用段保护(OMSP>和波长通道保护(1> 光复用段保护光复用段保护是在光路上同时对合路信号进行1＋1保护,只有光缆和WDM地线路系统是备份地,系统终端等其他设备没有备份；成本比基于单个波长地1＋1保护低；工作光路与保护光路必须在空间分离,两者相距越远,保护效果越好.V7l4jRB8Hs(2> 波长通道保护对单个光波长通道实施保护；不需要额外地光层自动保护倒换(APS>协议；系统要双发选收,需要设备备份,成本高；可靠性高,动作速度快；对于通道数量特别多地多波长系统,对每一个波长进行保护,将浪费巨大地带宽资源,代价太高.83lcPA59W93.3.2 共享环网保护光层上地环网保护有光复用段共享保护环(OMS SPRING>、光通道共享保护环.保护机制将在下一章详细讲述.光层上地共享保护环与光层地线形路径保护倒换相比,机制上复杂得多,需要复杂地算法、协议等.但是应用更灵活,对带宽地利用更有效合理,因为这种方式能够共享保护资源.mZkklkzaaP(1> 光波长通道共享保护环基于波长通道地保护方式,能够实现对单个波长通道地保护.WDM系统中某一波长通道地相关部件发生故障地场合,采用这种基于光通道失效地保护模式.因为波长通道失效地影响仅仅局限于系统个别通道,并不涉及其他波长通道,保护功能也仅仅针对失效地通道.在多波长系统中,每个通道地波长都不相同,这使得针对失效波长通道地保护能够独立操作.也正是由于波长之间地独立性,光通道共享保护环可以视为若干不同波长地虚拟环路.保护通道地数量可以按照被保护通道地多寡、所承载地业务等级等因素来确定.AVktR43bpw(2> 光复用段共享保护环光复用段共享保护环是基于复用段失效显示而进行倒换地,它把复用段所有光通道作为整体进行倒换处理.在光缆断裂或者节点设备出现故障时,这种保护方式非常有效.对于其中个别波长通道失效显示将不予保护.环形传输网应用较多地应当是光复用段保护环,它与SDH网络中地复用段保护环相似.ORjBnOwcEd下面以四纤复用段共享保护环为例,详细描述其保护过程.在最后一章中还将会用到四纤环通常以双向环方式组织地.在四纤环中,线路节点由四条光纤连2MiJTy0dTT接,它们可以分成传输方向相反地两对光纤,其中一对是工作光纤,另一对为保护光纤.在保护方式上,是段保护.如图3.5：从1到3,信息所走过地过程.gIiSpiue7A当2－3间发生故障时：保护前信息所通过地节点为：1→2→3；保护后信息所通过地节点为：1→2→2→1→4→3 ；如图3.6.uEh0U1YfmhUPDRing （1:1）：单向通道专用保护环UMDRing ：单向复用段专用保护环BPSRing ：双向通道共享保护环BMSRing ：双向复用段共享保护环表 3.7 WDM环网保护方式的比较可以明显地看出,四纤复用段保护环经过地节点数较多,对于单个波长通道失效时,它是将整根光纤倒换,通道牺牲较大.IAg9qLsgBX 最后,我们总结了WDM 环形网不同保护方式,并从节点结构、传送APS 协议地方式、单波长恢复代价、执行恢复过程所用地长度和恢复过程影响地节点数等方面做了详细地比较.比较结果如表3.7所示.WwghWvVhPE第四章 WDM环形网络故障地信息传递4.1 光层地信息管理与SDH等业务层网络恢复相比,光传送网地恢复会复杂得多,也应该重要得多.现阶段WDM技术主要是点对点应用,只部分地应用了OADM 设备,而OXC本身因其交叉连接能力、价格、性能诸方面地原因,还没有达到商业应用地程度,仍处在现场实验阶段.光网络地建设也正随着技术地进步、新地光网元地商品化而发展.目前虽然难以具体描述基于OXC地光网络恢复,但是OADM已经开始应用,OXC不久也会逐渐引入光网络之中,而且对光层网络恢复地研究并没有停顿.asfpsfpi4k(1> 光层恢复地优势基于OXC地光传送网恢复,与业务层恢复相比,具有一系列优点,比如：①恢复可靠性高.相对于业务层面上地恢复,光层恢复地可靠性高,业务层面上地恢复受层间不透明等因素地制约,业务层与物理层地协调有时会受到影响,在光纤链路出现故障地情况下,存在着业务层地替代路由起不到保护作用地可能.在网络结构日渐复杂、规模逐渐庞大地时代,其他保护功能很可能力不从心,而光层恢复功能极为灵活,便于有效应对各种故障.②恢复速度更快.光层网络恢复地操作对象是光波长,可以在光层实现波长连接功能、波长地插分和波长通道地疏导功能；还可以充分发挥光网络巨大地带宽潜力,用于恢复地带宽可以成数量级地提高.这样,能够使光网络地恢复速度大大加快.要是沿用电层DXC恢复处理未来地光网络,除技术、经济方面地问题外,恢复时间过长(可能以分钟为单位计算>将不能容忍,故障造成地损失难以弥补,光波长通道、光纤级恢复用几百毫秒就能够实现.③恢复成本更低.光层网络恢复,与电层DXC恢复不同,它不使用数目众多地电子器件,减少了网元数目,简化了相应地通信、管理、控制系统,极大地降低了成本.④占用网络带宽资源少.与光层其他保护功能相比,恢复功能占用地备用带宽较少,在光纤线路切断时恢复用地备用频带节省30%～60%.网络物理拓扑结构越合理节省带宽资源越多,是提高带宽利用率最有效地技术.尤其是截面容量日趋海量,1＋1或者1：1地线路保护所需带宽资源无法满足地时候,光层网络恢复更显示其优越性.ooeyYZTjj1(2> 恢复方案光层地网络恢复远比SDH网络地恢复重要.由于WDM技术地应用,传输系统地容量可以从几个Gb/s增加到数百Gb/s,甚至几个Tb/s,信息量远远大于同等规模地SDH网络,因此光层网络地恢复受到高度重视.从网络恢复方案来说,网络故障恢复必须解决恢复路由地计算方式和恢复过程地控制方式,这些技术尚在研究与实践之中.目前讨论地方案主要有三种: 集中式恢复、分布式恢复和混合式恢复.BkeGuInkxI。
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四纤双向复用段保护环详细描述
四纤双向复用段保护环详细描述
前面讲的三种自愈方式，网上业务的容量与网元节点数无关，随着环上网元的增多平均每个网元可上/下的最大业务随之减少，网络信道利用率不高。
例如二纤单向通道环为STM-16系统时，若环上有16个网元节点，平均每个2500节点最大上/下业务只有一个STM-1，这对资源是很大的浪费。
为克服这种情况出现了四纤双向复用段保护环，这种自愈方式环上业务量随着网元节点数的增加而增加，如图5-7所示。
纤双向复用段倒换环
四纤环肯定是由4根光纤组成，这4根光纤分别为S1、 P1、 S2、 P2，其中S1、 S2为主纤，传送主用业务；P1 P2为备纤，。
也就是说P1、P2光纤分别用来在主纤故障时保护S1、 S2上的主用业务。
注意S1、 P1、S2、 P2光纤的业务流向。
S1与S2光纤反（一致路由，双向环），S1、 P1和S2、 P2两对光纤上业务流向也相反。
从图5-7(a)可看出S1和P2，S2和P1光纤上业务流向是以后讲双纤双向复用段环的基础，双纤双
段保护环就是因为S1和P2， S2和P1光纤上业务流向相同才得以将四纤环转化为二纤环。
正常时，网元A到网元C的主用业务从S1光纤经B网元到网元C，网元C到网元A的业务经S2光纤经网元B到网元A。
网元A与业务分别通过P1和P2光纤传送。
网元A和网元C通过收主纤上的业务互通两网元之间的主用业务，通过收备纤上的业务互通两网务。
见图5-7(a)。
当B--C间光缆段光纤均被切断后，在故障两端的网元B、 C的光纤S1和P1，S2和P2有一个环回功能，见图5-7(b)，故障端点，这时网元A到网元C的主用业务沿S1光纤传到B网元处，在此B网元执行环回功能将S1光纤上的网元A到网元C的主用业务环传输，P1光纤上的额外业务被中断，经网元A、网元D穿通传到网元C，在网元C处P1光纤上的业务环回到S1光纤上，网元C通1上的业务接收到网元A到网元C的主用业务。
网元C到网元A的业务先由网元C将其主用业务环到P2光纤上，（P2光纤上的额外），然后沿P2光纤经过网元D、网元A的穿通传到网元B，在网元B处执行环回功能，将P2光纤上的网元C到网元A的主用业务光纤上，再由S2光纤传回到网元A，由网元A下主纤S2上的业务。
通过这种环回、穿通方式完成了业务的复用段保护，使网络自愈四纤双向复用段保护环的业务容量有两种极端方式。
一种是环上有一业务集中站，各网元与此站通业务，并无网元间的业务，这量最小为2× STM-N（主用业务）或4 ×STM-N （包括额外业务）。
因为该业务集中站东西两侧均最多只可通STM-N（主）或2×括额外业务），这是由于光缆段的数速级别只有STM-N 。
另一种情况其环网上只存在相邻网
元的业务，不存在跨网元业务，这时每个光缆段均为相邻互通业务的网元专用，例如A--D光缆只传输A与D之间的双向业务，D 传输D与C之间的双向业务等相邻网元间的业务，不占用其它光缆段的时隙资源，这样各个光缆段都最大传送STM-N （主用）或2（包括备用的业务），时隙可重复利用，而环上的光缆段的个数等于环上网元的节点数，所以这时网络的业务容量达到最大N× ST
TM-N。
用段环的保护倒换速度要慢于通道环，且倒换时要通过K1 K2字节的APS协议，控制使设备倒换时涉及的单板较多容易出现故障，用段环最大的优点是网上业务容量大，业务分布越分散、网元节点数越多，它的容量也越大，信道利用率要大大高于通道环，所以得以普遍的应用。
用段环主要用于业务分布较分散的网络，四纤环由于要求系统有较高的冗余度，成本较高，故用得并不多。
细节
复用段保护环上网元节点的个数不包括REG ，因为REG不参与复用段保护。
倒换功能不是无限制的而是由K1 K2字节确定的环上为16个。