目標：掌握sdh常見拓撲結構的特點和適用範圍。
掌握網路自癒原理。
掌握不同型別自癒環的特點，容量和適用範圍。
了解常見幾種複雜網路的特點。
了解sdh網的整體層次結構。
了解pdh向sdh過渡的策略。
sdh網是由sdh網元裝置通過光纜互連而成的，網路節點（網元）和傳輸線路的幾何排列就構成了網路的拓撲結構。網路的有效性（通道的利用率）、可靠性和經濟性在很大程度上與其拓撲結構有關。
網路拓撲的基本結構有鏈形、星形、樹形、環形和網孔形，如圖5-1所示。
● 鏈形網
此種網路拓撲是將網中的所有節點一一串聯，而首尾兩端開放。這種拓撲的特點是較經濟，在sdh網的早期用得較多，主要用於專網（如鐵路網）中。
● 星形網
此種網路拓撲是將網中一網元做為特殊節點與其他各網元節點相連，其他各網元節點互不相連，網元節點的業務都要經過這個特殊節點轉接。這種網路拓撲的特點是可通過特殊節點來統一管理其它網路節點，利於分配頻寬，節約成本，但存在特殊節點的安全保障和處理能力的潛在瓶頸問題。特殊節點的作用類似交換網的匯接局，此種拓撲多用於本地網（接入網和使用者網）。
圖1-1 基本網路拓撲圖
● 樹形網
此種網路拓撲可看成是鏈形拓撲和星形拓撲的結合，也存在特殊節點的安全保障和處理能力的潛在瓶頸。
● 環形網
環形拓撲實際上是指將鏈形拓撲首尾相連，從而使網上任何乙個網元節點都不對外開放的網路拓撲形式。這是當前使用最多的網路拓撲形式，主要是因為它具有很強的生存性，即自癒功能較強。環形網常用於本地網（接入網和使用者網）、局間中繼網。
● 網孔形網
將所有網元節點兩兩相連，就形成了網孔形網路拓撲。這種網路拓撲為兩網元節點間提供多個傳輸路由，使網路的可靠性更強，不存在瓶頸問題和失效問題。但是由於系統的冗餘度高，必會使系統有效性降低，成本高且結構複雜。
網孔形網主要用於長途網中，以提供網路的高可靠性。
當前用得最多的網路拓撲是鏈形和環形，通過它們的靈活組合，可構成更加複雜的網路。本節主要講述鏈網的組成和特點和環網的幾種主要的自癒形式（自癒環）的工作機理及特點。
傳輸網上的業務按流向可分為單向業務和雙向業務。以環網為例說明單向業務和雙向業務的區別。如圖5-2所示。
圖1-1 環形網路
若a和c之間互通業務，a到c的業務路由假定是a→b→c，若此時c到a的業務路由是c→b→a，則業務從a到c和從c到a的路由相同，稱為一致路由。
若此時c到a的路由是c→d→a，那麼業務從a到c和業務從c到a的路由不同，稱為分離路由。
我們稱一致路由的業務為雙向業務，分離路由的業務為單向業務。常見組網的業務方向和路由如表5-1所示。
表1-1 常見組網的業務方向和路由表
典型的鏈形網如圖5-3所示。
圖1-1 鏈形網路圖
鏈形網的特點是具有時隙復用功能，即線路stm-n訊號中某一序號的vc可在不同的傳輸光纜段上重複利用。如圖5-3中a—b、b—c、c—d以及a—d之間通有業務，這時可將a—b之間的業務占用a—b光纜段x時隙（序號為x的vc，例如3vc4的第48個vc12），將b—c的業務占用b—c光纜段的x時隙（第3vc4的第48vc12），將c—d的業務占用c—d光纜段的x時隙（第3vc4的第48個vc12），這種情況就是時隙重複利用。這時a—d的業務因為光纜的x時隙已被占用，所以只能占用光路上的其它時隙y時隙，例如第3vc4的第49vc12或者第7vc4的第48個vc12。
鏈網的這種時隙重複利用功能，使網路的業務容量較大。網路的業務容量指能在網上傳輸的業務總量。網路的業務容量和網路拓撲，網路的自癒方式和網元節點間業務分布關係有關。
鏈網的最小業務量發生在鏈網的端站為業務主站的情況下，所謂業務主站是指各網元都與主站互通業務，其餘網元間無業務互通。以圖5-3為例，若a為業務主站，那麼b、c、d之間無業務互通。此時，c、b、d分別與網元a通訊。
這時由於a—b光纜段上的最大容量為stm-n（因系統的速率級別為stm-n），則網路的業務容量為stm-n。
鏈網達到業務容量最大的條件是鏈網中只存在相鄰網元間的業務。如圖5-3，此時網路中只有a—b、b—c、c—d的業務不存在a—d的業務。這時可時隙重複利用，那麼在每乙個光纜段上業務都可占用整個stm-n的所有時隙，若鏈網有m個網元，此時網上的業務最大容量為（m-1）×stm-n，m-1為光纜段數。
常見的鏈網有二纖鏈——不提供業務的保護功能（不提供自癒功能）；四纖鏈——一般提供業務的1+1或1：1保護。四纖鏈中兩根光纖收/發作主用通道，另外兩根收/發作備用通道。
鏈網的自癒功能1＋1、1：1、1：n在上一節講msp功能塊時已講過，這裡要說的是1：
n保護方式中n最大只能到14。為什麼？這是由k1位元組的b5—b8限定的，k1的b5—b8的0001～1110[1—14]指示要求倒換的主用通道編號。
當今社會各行各業對資訊的依賴愈來愈大，要求通訊網路能及時準確的傳遞資訊。隨著網上傳輸的資訊越來越多，傳輸訊號的速率越來越快，一旦網路出現故障（這是難以避免的，例如土建施工中將光纜挖斷），將對整個社會造成極大的損壞。因此網路的生存能力即網路的安全性是當今第一要考慮的問題。
所謂自癒是指在網路發生故障（例如光纖斷）時，無需人為干預，網路自動地在極短的時間內（itu-t規定為50ms以內），使業務自動從故障中恢復傳輸，使使用者幾乎感覺不到網路出了故障。其基本原理是網路要具備發現替代傳輸路由並重新建立通訊的能力。替代路由可採用備用裝置或利用現有裝置中的冗餘能力，以滿足全部或指定優先順序業務的恢復。
由上可知網路具有自癒能力的先決條件是有冗餘的路由、網元強大的交叉能力以及網元一定的智慧型。
自癒僅是通過備用通道將失效的業務恢復，而不涉及具體故障的部件和線路的修復或更換，所以故障點的修復仍需人工干預才能完成，就象斷了的光纜還需人工接好。
技術細節：
當網路發生自癒時，業務切換到備用通道傳輸，切換的方式有恢復方式和不恢復方式兩種。
恢復方式指在主用通道發生故障時，業務切換到備用通道，當主用通道修復後，再將業務切回主用通道。一般在主要通道修復後還要再等一段時間，一般是幾到十幾分鐘，以使主用通道傳輸效能穩定，這時才將業務從備用通道切換過來。
不恢復方式指在主用通道發生故障時，業務切換到備用通道，主用通道恢復後業務不切回主用通道，此時將原主用通道做為備用通道，原備用通道當作主用通道，在原備用通道發故障時，業務才會切回原主用通道。
目前環形網路的拓撲結構用得最多，因為環形網具有較強的自癒功能。自癒環的分類可按保護的業務級別、環上業務的方向、網元節點間光纖數來劃分。
按環上業務的方向可將自癒環分為單向環和雙向環兩大類；按網元節點間的光纖數可將自癒環劃分為双纖環（一對收/發光纖）和四纖環（兩對收發光纖）；按保護的業務級別可將自癒環劃分為通道保護環和復用段保護環兩大類。
下面講講通道保護環和復用段保護環的區別。對於通道保護環，業務的保護是以通道為基礎的，也就是保護的是stm-n訊號中的某個vc（某一路pdh訊號），倒換與否按環上的某乙個別通道訊號的傳輸質量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的tu-ais訊號來決定該通道是否應進行倒換。例如在stm-16環上，若收端收到第4vc4的第48個tu-12有tu-ais，那麼就僅將該通道切換到備用通道上去。
復用段倒換環是以復用段為基礎的，倒換與否是根據環上傳輸的復用段訊號的質量決定的。倒換是由k1、k2（b1—b5）位元組所攜帶的aps協議來啟動的，當復用段出現問題時，環上整個stm-n或1/2stm-n的業務訊號都切換到備用通道上。復用段保護倒換的條件是lof、los、ms-ais、ms-exc告警訊號。
技術細節：
由於stm-n幀中只有1個k1和1個k2，所以復用段保護倒換是將環上的所有主用業務stm-n（四纖環）或1/2 stm-n（二纖環）都倒換到備用通道上去，而不是僅僅倒換其中的某乙個通道。
通道保護環往往是專用保護，在正常情況下保護通道也傳主用業務（業務的1＋1保護），通道利用率不高。復用段保護環使用公用保護，正常時主用通道傳主用業務，備用通道傳額外業務（業務的1：1保護），通道利用率高。
二纖通道保護環由兩根光纖組成兩個環，其中乙個為主環——s1；乙個為備環——p1。兩環的業務流向一定要相反，通道保護環的保護功能是通過網元支路板的「併發選收」功能來實現的，也就是支路板將支路上環業務「併發」到主環s1、備環p1上，兩環上業務完全一樣且流向相反，平時網元支路板「選收」主環下支路的業務，如圖5-4所示。
若環網中網元a與c互通業務，網元a和c都將上環的支路業務「併發」到環s1和p1上，s1和p1上的所傳業務相同且流向相反——s1逆時針，p1為順時針。在網路正常時，網元a和c都選收主環s1上的業務。那麼a與c業務互通的方式是a到c的業務經過網元d穿通，由s1光纖傳到c（主環業務）；由p1光纖經過網元b穿通傳到c（備環業務）。
在網元c支路板「選收」主環s1上的a→c業務，完成網元a到網元c的業務傳輸。網元c到網元a的業務傳輸與此類似。
圖1-1 二纖單向通道倒換環
當bc光纜段的光纖同時被切斷，注意此時網元支路板的併發功能沒有改變，也就是此時s1環和p1環上的業務還是一樣的。如圖5-5所示。
圖1-2 二纖單向通道倒換環
我們看看這時網元a與網元c之間的業務如何被保護。網元a到網元c的業務由網元a的支路板併發到s1和p1光纖上，其中s1業務經光纖由網元d穿通傳至網元c，p1光纖的業務經網元b穿通，由於b—c間光纜斷，所以光纖p1上的業務無法傳到網元c，不過由於網元c預設選收主環s1上的業務，這時網元a到網c的業務並未中斷，網元c的支路板不進行保護倒換。
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