SDH网络保护机制组合应用问题研究
作者：中国电信股份有限公司北京研究院 霍晓莉
中国电信集团公司 张淑建
1 引言
网络是电信企业赖以生存的基础，而作为各种业务的最终承载实体，传输网络的安全稳定与各种业务网络的运行质量休戚相关。为了提高网络的安全稳定性，缩短电路故障导致的中断时间，就必须实现全程端到端电路无缝隙的保护。
由于现有网络依然采用分层结构，省际长途网、省内长途网、本地网和客户网络基本都采用各自的SDH保护机制对电路进行保护，造成一条端到端业务链路经过多种保护机制、同一节点设备支持多种保护机制的现象。那么多种SDH保护机制的组合是否存在问题，在此针对这一问题展开研究和讨论。
2 常用的SDH保护机制
目前，在现网中应用的保护机制分为复用段保护和SNCP保护。
现网最常采用的复用段保护有二纤双向复用段环保护和1＋1线性复用段保护链两种。二纤双向复用段环保护（下文简称复用段环）通过STM-N信号中K1、K2（b1～b5）字节承载的APS（自动保护切换）协议来控制倒换的完成，网络拓扑为环型；1＋1线性复用段保护链（下文简称复用段链）通过复用段层的双发选收机制完成保护，网络拓扑为链状，它分为单端倒换和双端倒换两种。
SNCP保护的实质是一种在高阶通道层或低阶通道层进行双发选收的保护机制。双发选收处理既可以在交叉盘上实现，也可以在业务盘上实现（主要是对于VC-4以下速率），分别如图1（a）和（b）所示。
图1 两种通道级别保护处理示意
根据触发条件的不同，SNCP保护还可以分为SNC（I）和SNC（N）两类。SNC（I）的触发条件为LOP和AIS等告警；SNC（N）的触发条件除了SNC（I）支持的告警外，还包括导致SF的UNEQ、TIM、EXC以及SD等。
3 三种常见的SDH保护机制组合方式
3.1复用段保护与复用段保护组合方式
复用段保护常见的组合方式有复用段环和复用段链组合、复用段链和复用段链组合、复用段环和复用段环组合，分别如图2（a）、（b）和（c）所示。图中红线为电路。
图2 复用段保护常见的组合方式
在设备不存在缺陷的情况下，无论是复用段环保护还是复用段链保护都是在复用段内实现。由于引发复用段倒换的告警（LOS、LOF、MS－AIS）都会在每个复用设备上终结，不会向下游传递，因此复用段保护机制组合在一起可以得到很好的配合，各段保护各自独立执行，互不影响。
3.2复用段保护与SNCP保护组合方式
常见的复用段保护与SNCP保护组合方式如图3所示。红线表示工作通道，绿线表示备用通道，以下图同。
图3 复用段保护和SNCP保护组合
SNCP保护倒换主要是通过通道级告警触发的。复用段告警发生时会向下游插入通道级的告警（如AU-AIS、TU-AIS），而通道告警只有在业务终结点进行通道字节重写后才会被终结，也就是通道级别的告警会被一直传递下去直到业务终结点。这样看来，复用段倒换时向下游插入的通道级告警很可能导致下游配置的SNCP也发生倒换。下面针对图3中的几种组合方式分析一下会出现怎样的现象。
（1）主备用电路分别经过不同的复用段保护
如果工作通道经过复用段链，当复用段链发生倒换时，故障发生方向会产生AU-AIS告警，这个告警向下游传递，SNCP的选收点检测到告警后就会触发SNCP倒换，业务被倒换到没有告警存在的备用通道上。
如果复用段链改为复用段环，或者复用段链采用双端倒换，未发生故障的方向也会发生复用段倒换，因为在倒换瞬间产生的告警也可能导致这个方向发生SNCP倒换。如果SNCP自身也采用双端倒换，那么非故障发生方向就可能发生两次倒换，一次是复用段保护引起的，一次是SNCP自身双端倒换引起的。当复用段保护返回时，SNCP很可能再次发生倒换。
因此，SNCP主备用通道经过不同复用段保护时，SNCP的连锁倒换和频繁倒换现象的出现基本上是不可避免的。
（2）复用段和SNCP分段保护
在这种组合下，复用段保护倒换在断纤方向和非断纤方向是否引起下游SNCP保护发生倒换的原因是不同的。
处于断纤方向下游的SNCP选收点是否发生倒换，根据告警在主备用通道中的传送速度而定。如果工作通道检测到告警时，备用通道也接到告警，SNCP不倒换；如果工作通道检测到告警时，备用通道没有接到告警，SNCP就立即发生倒换，由于SNCP倒换速度一般快于复用段倒换，因此业务中断时间不会超过环倒换的时间。当然这是以主备用通道同时进行告警检测为前提的。
处于非断纤方向下游的SNCP选收点是否发生倒换，主要依据光开关的复用段倒换速度和SNCP通道告警检测时间。如果光开关倒换快于SNCP通道告警检测，则下游SNCP选收点检测不到下插的通道告警，SNCP不发生倒换；如果开关倒换慢于SNCP通道告警检测，下游SNCP选收点将检测到下插的通道告警，当工作通道告警比备用通道告警先到达时，SNCP发生倒换，并且发生SNCP倒换时业务中断时间可能超过光开关复用段倒换动作时间。
因此，采用复用段和SNCP分段保护组网时，主备用通道距离相差很大更易于导致工作通道先收到告警，增加SNCP倒换的可能性。
（3）复用段保护和SNCP保护重叠使用
复用段保护和SNCP保护重叠使用，告警会被两种保护机制同时检测到，同时发生倒换，由于SNCP倒换时间比复用段倒换时间要短，业务在复用段倒换完成之前就已经倒换到了备用通道上，因此业务中断时间基本上就是SNCP倒换时间。所以，这种保护机制的重叠配置，存在着两种保护机制如何配合的问题和资源浪费现象。
3.3不同等级SNCP保护组合方式
现网中有按照图4所示分段配置不同等级SNCP的实例。在这样的配置下，VC-4级别的SNCP发生倒换时会向下游插入TU级别的告警，如果主用通道的告警比备用通道的告警先到达选收点，VC-12级别的SNCP将会发生倒换。
图4 不同等级SNCP保护组合示意
4 建议
由此可见，复用段保护和SNCP保护组合或不同等级SNCP保护组合时，两种保护机制很容易同时执行倒换，发生多次倒换现象，增加网络的不稳定性。为了尽量减少或避免这类现象的出现，可以在网络配置方面采取一定的措施，一方面可以从组网形式上入手避免低网络层次的倒换对高网络层次的影响，另一方面可以从保护模式（返回和非返回、单端倒换和双端倒换）的配置入手减少倒换次数。
但是，这一问题出现的本质仍然是保护机制之间的协调问题，因此根本的解决方法还是要深入研究多种保护机制间的协调机制以及这些协调机制的实现方法，对SDH设备进行改进，彻底避免此类现象的出现。
5 结束语
SDH的各种保护机制是相当成熟的技术，单独使用都很出色，但组合使用时就会出现一些问题。本文仅针对几种常见组合方式进行了分析和讨论，并对存在的问题提出了解决建议，这只是一个开始。在现网应用中可能还存在许多其他组合方面的问题，而且ASON技术在现网中逐渐引入，ASON支持的保护恢复方式如何与传统的SDH网络中的保护机制组合应用也是一个问题，因此如何实现端到端业务在传输层的全程无缝隙保护是需要持续研究的课题。
