线路倒换

通信科技术语

线路倒换是指把互为备用的两条线路之一条传送的信号转移到另一条的过程或技术，其特点是2或4纤双向环。另一方面，因为线路倒换可工作在SONET的线路层，所以线路倒换比通道倒换更有效而闻名。

定义

线路倒换是指把互为备用的两条线路之一条传送的信号转移到另一条的过程或技术。

线路倒换是通过恢复整个OC-n容量的所用工作通道作为一个单一保护操作的方式来工作的。值得注意的是，当环正常工作时，保护容量是空闲的，且必须是空闲的。在故障情况下，工作业务被倒换到跨距段间的保护光纤上。“线路”中的所有通道都按这种方式倒换，这就是首先称其为线路倒换的原因所在。

线路倒换是2或4纤双向环的特点。因为线路倒换可工作在SONET的线路层，所以线路倒换比通道倒换更有效而闻名。

双向线路倒换环

由于URSR中的带宽利用率低下，人们引入了双向线路倒换环（BLSR，在SDH中称作复用段共享保护环或者MS SPRING）。双向线路倒换环（BLSR）采用一对光纤来连接相邻节点。一根光纤用于工作信道（传送用户业务），另一根光纤则用于保护信道。许多系统可能会采用更多光纤（如多于两根），典型配置就是一对用于传送用户业务，而另一对用于保护。

这种网络配置提供一种具有自愈能力的闭环结构，能在光缆和节点失效的情况下恢复业务。如右图1所示，工作信道上的用户业务沿环网的一个方向传送，而保护信道上的业务则以相反方向传送。这种方法也就是所谓的BLSR 1:1 跨段保护倒换：每一个工作信道都提供一个保护信道。

在这种配置下，用户业务可能源于和终结于同一个BLSR环网，也可能传送到其他环网的相邻节点。每个DS-1、DS-3或STS-1支路信号沿着环网的一个方向传送，而含有相同信息的信号则在保护光纤上沿相反方向传送。宿端的一个通道选择器对两根光纤执行在线监测。如果节点失效或者光纤切断，通道选择器就自动倒换到保护信道上。通道选择器可以检测到收发方向上的信号劣化和通道故障事件：

（1）通道告警指示信息（AIS）；

（2）通道指针丢失（LOP）；

（3）信号劣化（SD）；

（4）通道层BIP误码超过告警门限。

2F-BLSR

图2中图一为一个2F-BLSR，即二纤双向线路倒换环，其中每条光纤上的时隙被分别用于工作业务和保护业务。图中2F-BLSR有一半带宽被留作保护之用，节点A和节点B之间以及节点A与节点D之间各有一条连接它们都没有预先分配的保护连接。

图2中图二为2F-BLSR中的保护机制。图中，节点C和节点D之间的链路出现了故障，从而中断了节点A和节点D之间的连接。于是，节点C和节点D都将业务转移到环上其它的路径进行传输，以避免业务受到影响，这些业务包括了保护通道中承载的先前来自于故障链路中的业务。节点A和节点B则默许保护通道业务进行贯穿传输。这就是为什么2F-BLSR和4F-BLSR处理故障十分迅速的原因之一，即在环保护过程中，仅有两个节点需要进行倒换操作。这和更加常规的Mesh保护技术相比的确是一个优势。

图2中图三为另一种故障情况。经过和图二相比过后，可以发现NE A到NE C之间的链路以及NE B到NE D之间的链路上相同的保护通道在二次故障中都被使用到了。这就是BLSR的带宽利用率比UPSR高的原因。因此，SDH中将BLSR称为共享保护环。

图2中从图一到图三中，仔细观察那条从节点A到节点D且中间经过节点C的连接，可以发现其在每条链路中使用使用的时隙均相同。该约束条件减少了在进行环倒换时所必需的掌握的换上的信息数量。然而，这也可能会加剧带宽碎片问题。一个折中的办法就是允许环中的节点能够进行时隙的交换，即如果需要，每个节点都能够将连接映射到不同的通道中。

4F-BLSR

4F-BLSR，即四纤双向线路倒换环。当2F-BLSR中的容量不足时，可以使用4F-BLSR。4F-BLSR中的每条链路都含有两根专门用于承载工作业务的光纤，同时也含有两根专门用于承载保护业务的光纤。图3中图一所示为一个UPSR升级而来的4F-BLSR。在2F-BLSR中，有一半的带宽被留作保护之用。然而，由于4F-BLSR中的工作和保护光纤链路同时存在于环中节点间的各个区间段上，这就使得4F-BLSR比2F-BLSR要多一个优势，即能够提供基于区段的1:1保护，而不是环保护。

如图3中图二所示，当单个区段上的工作光纤断裂时，4F-BLSR协议会对其进行相应的处理。图中，节点C和节点D之间的工作光纤对发生了障碍，由于节点间的保护光纤对仍然能够正常工作，4F-BLSR协议采用了一个类似于双向1:1线性环境中的简单区段倒换来恢复工作线路。在人们研究的所有保护结构中，4纤BLSR的可靠性在理论上是最高的，且它的带宽利用率和1:1保护以及2F-BLSR相当。

如果区段倒换无法解决故障问题，则特意采用图3中图三所示的环倒换保护机制。因此，可以得出4F-BLSR实际上可以提供两种类型的保护：

（1）区段保护（1:1），环上同时可以有多个保护实例运行；

（2）环保护，换上同时只能有一个保护实例运行。

BLSR中的业务等级

2F-BLSR和4F-BLSR支持三种级别的业务：

（1）被保护业务，即“普通的”环业务；

（2）额外业务，其会使用尚未被保护的保护通道，且会受到抢占的制约；

（3）非抢占无保护业务（NUT）。

其中NUT是在故障情况下不会被恢复的业务。然而该业务也不会被其它业务所抢占。NUT可以节省带宽，所以其既可以在工作时隙中承载，也可以在保护时隙中承载。另外，当位于SONET STS-Nc（SDH VC-3/4）之上的传送协议层在操作中拥有它们自己的保护机制且避免了各层间保护机制的交互时，NUT还是一种容易进行操作的业务。NUT使得环境操作变得复杂。因此，必须在环上发布与NUT连接有关的信息。

BLSR操作

已经介绍了2F-BLSR比UPSR好的方面，以及4F-BLSR比2F-BLSR好的方面。带宽利用率的提高以及4F-BLSR中灵活性的增加所付出的代价是复杂度的明显增加。实际上，由于复杂和标准不完善的原因，不同厂商生产的2/4F-BLSR设备基本上都不能实现互通。

针对BLSR操作的概要介绍。环（2/4F-BLSR）所需要关注的最基本信息就是环中节点的连通性。为了使K1/K2字节的保护协议，环中节点的数量被限制为16个。环中的每个节点都必须编码，除了号码必须限制在0~15之内，编号时，节点的号码可以任意选择。环图给出了环上所有节点的顺序。图4中图一为环图{A,B,D,C}。换上除了需要分布有关NUT的信息之外，为了防止某些类型的故障发生时业务发生错连，环上还需要分布激活状态的连接信息。环中用来防止错连的方法称为压制。并没有相应的标准来规定环图和环中的连接信息该如何分布，因为这是由管理系统来处理的。

BLSR中的每个节点可以是以下3个主要状态之一：空闲、倒换或者穿通。已经知道BLSR处理故障时能够如此迅速的原因之一是因为在任何保护操作中仅有两个节点受到影响，其余节点既可以是空闲（当环中其他地方发生区段倒换的情况下）状态也可以是穿通状态（当环中其他地方发生倒换的情况下）。

图4中图二和图三列出了K1/K2字节的用法，图一中的桥接请求编码按照优先级进行排序。另外，图中还说明了这些编码是源自内部还是源自外部。这里需要注意的是，源宿节点在K1/K2字节中指定。

线路倒换系统

对于周长等于或小于1200km（750英里）的环，线路倒换系统应能在50ms以内（为比较，人眼闪烁一次为100ms）恢复服务和倒换方向。

在电视与电话无线电系统中考虑。其系统类型包括单线路倒换系统和多线路倒换系统。在多线路和单线路倒换系统之间有很多类似的考虑。对于单线路倒换系统，保护和被保护波道的预先选定，可以使特定的系统配置较少遭到可恶的损坏。然而，多线路倒换系统的设计和设备可靠性的改进已经达到这样的程度，使得单线路倒换的优点，很难胜过多线路倒换的经济性及其它优点。设备的故障所采用的配置方式具有不同的效应。在多线路倒换场合，倒换周期的“动作时间”可以调节。单线路倒换系统的效应，决定于采用的类型：单线路倒换或单线路合并。

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