论文部分内容阅读
中图分类号：TN914 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）0110089-02
本文主要讨论的是基于SDH技术的公路网通信系统的网络保护，因为此系统主要是针对高速公路系统，并且在此路段，多为山区，传输业务量比较大，数据比较多，因而对于传输网的消耗比较大，很大可能降低网络传输信息的安全性以及网络寿命都会受到不同程度的影响。为了提高网络传输的可靠性和SDH网络的生存能力，SDH网络通常采用一定的保护机制，包括设备保护、路径保护和网络恢复。
1 网络保护的重要性
设备保护针对的是网络节点的保护，可以通过提供额外的硬件设备来实现。当工作单板出现故障时，备用的单板可以迅速的取代工作单板继续工作，本文设计中就采用备用单板方式进行数据传输保障保护。对于网络的关键节点，设备保护显得尤为重要。
路径保护主要是对传输线路以及网元节点的线路终端接口的保护，而不保护网元节点本身的故障。当系统的性能劣化到一定的程度时或者线路传输中断时，路径保护利用节点之间预先分配好的容量提供一条额外的路径传输信号。由于事先设置好了保护路径，其倒换速度非常之快，在50ms以内完成。一定的主用容量需要一定的备用容量来保护，因此备用容量无法在网路上实现共享。当网络容量有限、结构复杂时，就需要网络恢复措施了。
当链路或节点失效时，网络恢复利用节点之间任意可用的容量，重新配置一条路径恢复业务，其中包括节点的快速交换、路由的重新分配等，一般由网络中的交叉连接设备完成。如图1所示，站A和站B开通了10个2M业务，通过线路1直接通信。当线路1发生故障时，站点A的DXC立即根据站点C和站点D当前可用的冗余容量，将这10个2M业务重新进行分配：将3个2M业务通过A→C→B路由传送，将剩下7个2M业务通过A→D→B路由传送，从而完成网络恢复。网络恢复提高了网络容量的利用率，节约了网络资源，但由于复杂的倒换控制，业务的恢复较保护所需的时间更长，保护动作的完成一般需要数秒到数10秒。
图1 网络的恢复
2 线路自动切换保护
SDH线形网采用与传统PDH网络近似的线路保护倒换方式，可分为1+1保护和1：n保护。
2.1 1+1保护
1+1的网络保护结构，即每一个工作系统都配有一个专用的保护系统，两个保护系统互为主备用。如图2所示，在发送端，SDH信号被同时送入工作系统和保护系统，接收端在正常情况下选收工作系统的信号。同时接收端复用段保护功能（MSP）不断监测收信状态，当工作系统性能发生劣化时，接收端立即切换到保护系统选收信号，使业务得到恢复。
这种保护方式采用“并发优收”保护策略，不需要自动保护倒换协议（APS）。工作通路的发端永久地桥接于工作段和保护段，保护倒换全由收端根据信号的好坏自动进行。因此 1+1保护简单、快捷而可靠。但因为是专用的保护，1+1不提供无保户的附加业务通路，信道利用率较低。
2.2 1：n保护
1：n的保护方式中，n个工作系统共享一个保护系统。如图3所示一个1：n的特例1：1的形式。在正常情况下，工作系统传送主用业务，保护系统传送服务级别较低的附加业务。当复用段保护功能（MSP）监测的主用信号劣化或者失效时，额外业务将被丢失，发端将主用业务倒换到保护系统上，而收端也将切换到保护系统选收主用业务，主用业务因而得到恢复。
图3 1：1保护
这种方式需要自动保护倒换协议（APS），其中K1字节b5～b8的“0001”～“1110”[1～14]指示要求倒换的工作系统的编号，因此n的值最大为14。相对于1+1保护方式，1：n倒换速率慢一些，但是信道利用率高。
2.3 工作原理
1+1和1：n的保护方式是线路自动切换保护，其基木工作原理是，当传输网络中主工作系统发生中断或性能劣化到一定程度后，由系统倒换将信号自动转换至备用系统传输。它的切换保护时间非常之短，可以在50ms内自动调整完成，对所信道中传输业务几乎不产生影响。线性网络保护机制简单而快速，但其仅仅保护线路，因而多应用于点到点保护；此外，一般主用光纤和备用光纤是同沟同缆铺设的，一旦光纤被切断，这种保护方式就无能为力了。除了SDH线形网络保护外，还有SDH环形网络保护，SDH环网最大的优点之一就是具有网络的自愈性，因为本文设计的保护方式是1+1保护，所以对1+1保护和1：n保护做一简单的介绍，两种保护的介绍主要是让大家了解和比较各种不同的保护方式的优缺点。
3 网络保护方式的选择
在高速公路通信传输系统中，对于传输系统的可靠性要求并不会像对电信公司一样。他们是既要考虑传输系统的可靠性也要考虑将要付出的设备成本。此外，在高速公路通信系统中，光缆的铺设一般是高速公路的中间位置，因为这个位置对高速公路来说一般是种植花草的，既能挡住车的灯光，也能够起到美化作用。对光缆也起到一定的保护作用，网络的保护是保证数据业务能够正常传送的关键所在，本文综合以上多种因素，所以在高速公路光传输网络的网络保护方式采用1+1的保护方式。
采用1+1保护系统，两块主控单板互为主备份，当主用单板出现故障时，备用单板自动接管主用单板的业务。保护子网是指具有完整自保护功能的网络结构，它是构成传输网络的网络单元。在T2000网管中保护子网，它不仅包括具有完整自保护功能的网络结构，如复用段环、通道保护环等，还包括无自保护功能的网络结构，如无保护环、无保护链等，符合本文的设计要求。只有创建了网元，对网元做了基本配置，并且网元之间的纤缆连接已正确建立，才有足够的资源来创建保护子网。这些也就是创建保护子网的前提。
如果要用逻辑系统的观点来看的话，那么创建保护子网的实质就是通过创建保护子网给各网元配置了相应的逻辑系统，并将各单板光口（或VC4）映射到逻辑系统中去，同时将这些孤立的逻辑系统联系起来，构成一个完整的网络结构。从这里也可以看出，保护子网与逻辑系统不同，逻辑系统是一个孤立的网元级的概念，而保护子网则是全网性的，网络级的概念。那些配置了可以构成保护子网的逻辑系统的网元，如果在网管侧没有正确的纤缆连接，是无法构成保护子网的，导致这些逻辑系统只能是孤立节点。根据业务需求，本文设计的网络需要在网元NE1、NE2、NE3组成一个二纤双向保护环，根据T2000的图形化界面进行设置即可。
创建SNCP业务的保护，主要是针对跨环业务的保护。SNCP是双发选收的业务，所以需要在每一条路径上建立VC4服务层路径。创建VC-12的SNCP业务对，选择子网连接保护优先，再选择相应的源和宿。选择双发点和选收点。选收点为跨环节点（不是业务宿），在SNCP业务控制中可以查看SNCP业务状态。
由上述可知，NE4链到环上的业务可以通过建立SNCP保护，即将环与链的节点NE1创建为SNCP节点，在NE1网元中配置SNCP节点/创建二纤双向复用段保护环。
参考文献：
[1]江代有，SDH技术及其在高速公路联网中的应用[J].现代电子技术，2003.
[2]李中云，SDH网络的基本拓扑与组网应用[M].淮海工学院学报，2001，1.
作者简介：
齐战彪（1972-），男，河北蠡县人，本科，中级职称，中国电信股份有限公司保定分公司。
本文主要讨论的是基于SDH技术的公路网通信系统的网络保护，因为此系统主要是针对高速公路系统，并且在此路段，多为山区，传输业务量比较大，数据比较多，因而对于传输网的消耗比较大，很大可能降低网络传输信息的安全性以及网络寿命都会受到不同程度的影响。为了提高网络传输的可靠性和SDH网络的生存能力，SDH网络通常采用一定的保护机制，包括设备保护、路径保护和网络恢复。
1 网络保护的重要性
设备保护针对的是网络节点的保护，可以通过提供额外的硬件设备来实现。当工作单板出现故障时，备用的单板可以迅速的取代工作单板继续工作，本文设计中就采用备用单板方式进行数据传输保障保护。对于网络的关键节点，设备保护显得尤为重要。
路径保护主要是对传输线路以及网元节点的线路终端接口的保护，而不保护网元节点本身的故障。当系统的性能劣化到一定的程度时或者线路传输中断时，路径保护利用节点之间预先分配好的容量提供一条额外的路径传输信号。由于事先设置好了保护路径，其倒换速度非常之快，在50ms以内完成。一定的主用容量需要一定的备用容量来保护，因此备用容量无法在网路上实现共享。当网络容量有限、结构复杂时，就需要网络恢复措施了。
当链路或节点失效时，网络恢复利用节点之间任意可用的容量，重新配置一条路径恢复业务，其中包括节点的快速交换、路由的重新分配等，一般由网络中的交叉连接设备完成。如图1所示，站A和站B开通了10个2M业务，通过线路1直接通信。当线路1发生故障时，站点A的DXC立即根据站点C和站点D当前可用的冗余容量，将这10个2M业务重新进行分配：将3个2M业务通过A→C→B路由传送，将剩下7个2M业务通过A→D→B路由传送，从而完成网络恢复。网络恢复提高了网络容量的利用率，节约了网络资源，但由于复杂的倒换控制，业务的恢复较保护所需的时间更长，保护动作的完成一般需要数秒到数10秒。
图1 网络的恢复
2 线路自动切换保护
SDH线形网采用与传统PDH网络近似的线路保护倒换方式，可分为1+1保护和1：n保护。
2.1 1+1保护
1+1的网络保护结构，即每一个工作系统都配有一个专用的保护系统，两个保护系统互为主备用。如图2所示，在发送端，SDH信号被同时送入工作系统和保护系统，接收端在正常情况下选收工作系统的信号。同时接收端复用段保护功能（MSP）不断监测收信状态，当工作系统性能发生劣化时，接收端立即切换到保护系统选收信号，使业务得到恢复。
这种保护方式采用“并发优收”保护策略，不需要自动保护倒换协议（APS）。工作通路的发端永久地桥接于工作段和保护段，保护倒换全由收端根据信号的好坏自动进行。因此 1+1保护简单、快捷而可靠。但因为是专用的保护，1+1不提供无保户的附加业务通路，信道利用率较低。
2.2 1：n保护
1：n的保护方式中，n个工作系统共享一个保护系统。如图3所示一个1：n的特例1：1的形式。在正常情况下，工作系统传送主用业务，保护系统传送服务级别较低的附加业务。当复用段保护功能（MSP）监测的主用信号劣化或者失效时，额外业务将被丢失，发端将主用业务倒换到保护系统上，而收端也将切换到保护系统选收主用业务，主用业务因而得到恢复。
图3 1：1保护
这种方式需要自动保护倒换协议（APS），其中K1字节b5～b8的“0001”～“1110”[1～14]指示要求倒换的工作系统的编号，因此n的值最大为14。相对于1+1保护方式，1：n倒换速率慢一些，但是信道利用率高。
2.3 工作原理
1+1和1：n的保护方式是线路自动切换保护，其基木工作原理是，当传输网络中主工作系统发生中断或性能劣化到一定程度后，由系统倒换将信号自动转换至备用系统传输。它的切换保护时间非常之短，可以在50ms内自动调整完成，对所信道中传输业务几乎不产生影响。线性网络保护机制简单而快速，但其仅仅保护线路，因而多应用于点到点保护；此外，一般主用光纤和备用光纤是同沟同缆铺设的，一旦光纤被切断，这种保护方式就无能为力了。除了SDH线形网络保护外，还有SDH环形网络保护，SDH环网最大的优点之一就是具有网络的自愈性，因为本文设计的保护方式是1+1保护，所以对1+1保护和1：n保护做一简单的介绍，两种保护的介绍主要是让大家了解和比较各种不同的保护方式的优缺点。
3 网络保护方式的选择
在高速公路通信传输系统中，对于传输系统的可靠性要求并不会像对电信公司一样。他们是既要考虑传输系统的可靠性也要考虑将要付出的设备成本。此外，在高速公路通信系统中，光缆的铺设一般是高速公路的中间位置，因为这个位置对高速公路来说一般是种植花草的，既能挡住车的灯光，也能够起到美化作用。对光缆也起到一定的保护作用，网络的保护是保证数据业务能够正常传送的关键所在，本文综合以上多种因素，所以在高速公路光传输网络的网络保护方式采用1+1的保护方式。
采用1+1保护系统，两块主控单板互为主备份，当主用单板出现故障时，备用单板自动接管主用单板的业务。保护子网是指具有完整自保护功能的网络结构，它是构成传输网络的网络单元。在T2000网管中保护子网，它不仅包括具有完整自保护功能的网络结构，如复用段环、通道保护环等，还包括无自保护功能的网络结构，如无保护环、无保护链等，符合本文的设计要求。只有创建了网元，对网元做了基本配置，并且网元之间的纤缆连接已正确建立，才有足够的资源来创建保护子网。这些也就是创建保护子网的前提。
如果要用逻辑系统的观点来看的话，那么创建保护子网的实质就是通过创建保护子网给各网元配置了相应的逻辑系统，并将各单板光口（或VC4）映射到逻辑系统中去，同时将这些孤立的逻辑系统联系起来，构成一个完整的网络结构。从这里也可以看出，保护子网与逻辑系统不同，逻辑系统是一个孤立的网元级的概念，而保护子网则是全网性的，网络级的概念。那些配置了可以构成保护子网的逻辑系统的网元，如果在网管侧没有正确的纤缆连接，是无法构成保护子网的，导致这些逻辑系统只能是孤立节点。根据业务需求，本文设计的网络需要在网元NE1、NE2、NE3组成一个二纤双向保护环，根据T2000的图形化界面进行设置即可。
创建SNCP业务的保护，主要是针对跨环业务的保护。SNCP是双发选收的业务，所以需要在每一条路径上建立VC4服务层路径。创建VC-12的SNCP业务对，选择子网连接保护优先，再选择相应的源和宿。选择双发点和选收点。选收点为跨环节点（不是业务宿），在SNCP业务控制中可以查看SNCP业务状态。
由上述可知，NE4链到环上的业务可以通过建立SNCP保护，即将环与链的节点NE1创建为SNCP节点，在NE1网元中配置SNCP节点/创建二纤双向复用段保护环。
参考文献：
[1]江代有，SDH技术及其在高速公路联网中的应用[J].现代电子技术，2003.
[2]李中云，SDH网络的基本拓扑与组网应用[M].淮海工学院学报，2001，1.
作者简介：
齐战彪（1972-），男，河北蠡县人，本科，中级职称，中国电信股份有限公司保定分公司。