如果按照进入环的支路信号与由该支路信号分路结点返 回的支路信号方向是否相同，又可以将自愈环分为单向环和 双向环。正常情况下，单向环中所有业务信号按同一方向在 环中传输。双向环中进入环的支路信号按一个方向传输，而
由该支路信号分路结点返回的支路信号按相反的方向传输。
如果按照一对结点间所用光纤的最小数量还可以分为二 纤环和四纤环。
1.1保护的基本概念
1.1.1 1+1保护 在1+1保护中,传输信息通量同时存在于两个分 开的光纤上(通常在不相交的路由上),从源到目的地 发射。假设是单向保护切换,该目的地简单地选择两 个光纤之一来接收。如果那根光纤被切断,那么该目 的地简单地交换到另一根光纤上,并且继续接收数据。 这种形式的保护的速度是相当快的,并且在两端之间 并不需要信号发送协议。图1-1示出了1+1保护的示 意图。
CA AC S 1 /P2 S 2 /P1 A
CA AC S 1 /P2 S 2 /P1 A
D S 2 /P1 S 1 /P2 CA AC (a) C
B
D S 2 /P1 S 1 /P2 C
B
CA AC 倒换 (b)
图2-4 纤双向复用段倒换环
当BC结点间光缆被切断，二根光纤也同时被切断， 与切断点相邻的 B 和 C 结点中的倒换开关将 S1/P2 光纤与 S2/P1光纤沟通，利用时隙交换技术，可以将S1/P2光纤和 S2/P1光纤上的业务信号时隙转移到另一根光纤上的保护 信号时隙，于是就完成了保护倒换作用。
1
开关
开关
2 源节点 N
开关
开关
„„
目的地 开关
开关
开 关 低优先级数据
保护光纤
开 关
图1-3 1:N保护
1.1.4 m:N保护 1:N在保护中，只能处理单个工作光纤失效的情况， 下面我们就在1:N保护的基础上，提出一种新的保护—— m:N保护，见图1-4。
1 开关 开关
2 源节点 N
开关
开关
„„
况下，S1光纤传送业务信号，P1光纤是空闲的。
当BC结点间光缆被切断，两根光纤同时被切断，与光缆切断 点相邻的两个结点B和C的保护倒换开关将利用APS(Automatic Protection Switching)协议执行环回功能。例如在B结点S1光纤 上的信号(AC)经倒换开关从P1光纤返回，沿逆时针方向经A结 点和D结点仍然可以到达C结点，并经C结点的倒换开关环回到 S1光纤后落地分路。故障排除后，倒换开关返回原来的位置。
2.4 二纤双向复用段倒换环 在四纤双向复用段倒换环中，光纤S1上的业务信号与光 纤P2上的保护信号的传输方向完全相同。如果利用时隙交换 技术，可以使光纤S1和光纤P2上的信号都置于一根光纤(称 S1/P2光纤)中，例如S1/P2光纤的一半时隙用于传送业务信号， 另一半时隙留给保护信号。 同样，光纤S1和光纤P2上的信号也可以置于一根光纤(称 S1/P2光纤)上。这样S1/P2光纤上的保护信号时隙可以保护 S2/P1纤上的业务信号，S2/P1光纤上的保护信号时隙可保护 S1/P2光纤上的业务信号,于是四纤环可以简化为二纤环,如图 2-4所示.它也是1:1保护。
分束器 源节点
开关 目的地
图1-1 1+1保护
1.1.2 1:1保护 在1:1（见图1-2）保护中,从源到目的地之间 仍然拥有两根光纤。然而,传输信息通量一次仅在 一根光纤上发射,也就是说在工作光纤上发射。如 果这根光纤被切断,那么源和目的都交换到另一根 保护光纤上。正如我们在前面讨论的那样,在源和 目的之间的信号发送需要一个APS协议。鉴于这个
下图列出了常见的SDH自愈环的分类情况。
SDH自愈环
单向环
双向环
通道保护环
复用段专用保护
复用段共享保护
双向通道环
常为二纤环
二纤环
四纤环
常为二纤环
共享保护
双向复用段保护 环
单向通道保护环
专用保护
单向复用段保护 环
双向通道保护环
2. 自愈环的原理
2.1二纤单向通道倒换环 环如图2-1通常单向环由两根光纤来实现,S1纤用来携 带业务信号,P1纤用来携带保护信号。
2.3 四纤双向复用段倒换环
通常双向环工作在复用段倒换方式，既可以是四纤又可以是 二纤。四纤双向复用段倒换环的结构如图2-3所示，这种环提供 的也是1:1保护。它由两根业务光纤S1与S2(一发一收)和两根保 护光纤P1与P2(一发一收)构成，其中S1光纤传送顺时针业务信 号，S2光纤传送逆时针业务信号，P1与P2分别是和S1与S2反方 向传输的两根保护光纤。
1、自愈网的基本概念
随着人类社会进入信息社会，人们对通信的依 赖性越来越大，对通信网络生存性的要求也越来越 高，一种称为自愈网(Self-healing Network)的概念应 运而生。所谓自愈网就是无需人为干预，网络就能 在极短的时间内从失效故障中自动恢复， 使用户感 觉不到网络已出了故障。其基本原理就是使网络具 备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。自愈 网的概念只涉及重新确立通信，不管具体失效元部 件的修复或更换，后者仍需人员干预才能完成。
2.2 二纤单向复用段倒换环 二纤单向复用段倒换环是1:1保护结构.如图2-2这是一种路径 保护方式。
CA AC S1 A D P1 S1 CA AC (a) C P1 D P1 S1 CA AC (b) C A CA AC S1 P1
B
B
倒换
图2-2 二纤单向复用段倒换环
在这种环形结构中每一结点都有一个保护倒换开关。正常情
而X～b(20，0.01)，故有
P X 2 1
1

1Байду номын сангаас
P X k
k 0
20 k 20 k 1 0.01 0.99 0.0169 k 0 k
即有
P 0.0169
按第二种方法。以Y记80根光纤中同一时刻发生故障 的数量。此时，Y～b(80,0.01),故80根中发生故障而不能及 时保护的概率为
目的地 开关
开关 1 开 关 m m 开 关
„
„
低优先级数据 保护光纤
图1-4 m:N保护
这种保护不仅可以处理多工作光纤失效的情况，而且
可以提高保护光纤的利用率。下面我们用具体的数据来说 明一下。 设有80根同类的光纤，彼此工作是相互独立的，发生 故障的概率都是0.01。考虑两种保护方法方法，其一是用4 根保护，每根负责保护20根工作光纤；其二是由3根共同 保护80根工作光纤。下面我们计算一下这两种方法在设备 发生故障时不能及时维修的概率的大小。
理由1:1保护在修复传输信息通量方面并不像单向 1+1保护那样快,这是由于它涉及了附加的通信总 括信息。然而,与1+l保护相比,它提供了两个主要 的优点:第一,在正常操作下,不使用保护光纤。因 此,保护光纤可以被用来发射低优先级的传输信息 通量。另一个优点是当需要使许多工作光纤共享 一根单独的光纤的时候,1:1保护可以被扩展为我们 在下面要介绍的更一般的1:N保护。
输。
(3)可实现单根光纤双向传输,由于许多通信(如打电话)
2.5 使用波分复用器组成的复用段共享保护环 2.5.1 光波分复用技术 光 波 分 复 用 (WDM ： Wavelength Division
Multiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多个波长光信 号的一项技术。其基本原理是在发送端将不同波长的光 信号组合起来(复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤 中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开 (解复 用)，并作进一步处理，恢复出原信号后送入不同的终端， 因此将此项技术称为光波长分割复用，简称光波分复用
CA AC S1 P1 S2 P2 A D C P2 S2 P1 S1 CA AC (a) P2 S2 P1 S1 B D
CA AC S1 P1 S2 P2 A B C
CA AC (b)
倒换
图2-3 四纤双向复用段倒换环
每根光纤上都有一个保护倒换开关。正常情况下，从A 结点进入环传送至C结点的支路信号顺时针沿光纤S1传输， 而由C结点进入环传送至A结点的支路信号则逆时针沿光纤S2 传输，保护光纤P1和P2是空闲的。 当 BC 结点间光缆被切断，四根光纤同时被切断。根据 APS协议，B和C结点中各有两个倒换开关执行环回功能，从 而环工作的连续性得以维持。故障排除后，倒换开关返回原 来的位置。在四纤环中，仅仅光缆切断或结点失效才需要利 用环回方式来保护，而如果是单纤或设备故障可以使用传统 的复用段保护倒换方式。
工作光纤 开关 源节点 保护光纤 开关 目的地
图1-2 1:1保护
1.1.3 1:N保护 在1:N（见图1-3）保护中，N根工作光纤共享 一个单个的保护光纤。这个安排可以处理任何单 个工作光纤的失效。应该注意的是,当多个失效事 件发生时,这个APS协议必须确保只有在其中一根 失效光纤上的传输信息通量被交换到保护光纤上。
80 k 80 k P Y 4 1 0.01 0.99 0.0087 k 0 k
3
我们发现，在第二种情况尽管保护的任务重了（每 根平均保护约27台），但保护效率不仅没有降低，反而 升高了。
1.2 自愈环
1.2.1自愈环的基本概念
所谓自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短的时 间内从失效故障中自动恢复， 使用户感觉不到网络已出了 故障。其基本原理就是使网络具备发现替代传输路由并重新 确立通信的能力。
技术。
光WDM技术的主要技术特点是: (1)充分利用光纤的低损耗波段,增加光纤的传输容量, 降低成本。目前光纤通信系统在一根光纤中传输一个波 长信道,而光纤本身在长波长区域有很宽的低损耗区 ,很多 的波长可以利用,具有很大的应用价值和经济价值。 (2) 可同时传输多种不同类型的信号。由于 WDM 技术 中使用的各波长相互独立 , 因此可实现多媒体信号混合传