[科普中国]-保护信道

定义

在下一代移动通信系统中，载频的提高将使小区半径进一步缩小，从而使得切换对系统性能的影响更为重要。此外，将来的移动通信系统要求能够容纳不同比特率、不同服务质量要求的多媒体业务，如：语音、视频、数据等。对于切换请求的处理将直接影响多媒体用户的QoS。由于通话过程中的中断比阻塞一个新的呼叫请求更加令用户难以忍受，因此现在的许多资源管理方案都是针对切换用户设置更高的优先级，从而减小切换用户掉话的概率。

一般的，我们将这些针对切换用户设置较高的优先级的资源分配算法称为切换优先算法，两种常用的切换方案为保护信道方案（或称为资源预留方案）和排队方案。

保护信道是当工作信道出现故障时接替它继续传输数据的信道。正常情况下保护信道也在传工作业务信号，保护时隙为每个通道所专用；而后者使用共享保护，即正常情况下保护信道是空闲的，保护时隙被每对节点共享。2但是保护信道方案通常会降低系统中的信道利用率。因此，一些新的自适应的决定保护信道数目的方法被提出以解决这个问题。保护信道有效利用的前提是设法确定最优的预留的保护信道的数目，了解各区域的业务分布情况，同时预测信道占用时间。3

自动保护切换（APS）体系结构在SDH标准中，定义了两类APS体系结构：1+1 APS和1：n APS。

在1+1结构中，同步传输模块(STM—N)同时在工作信道(段)和保护信道(段)上发送，也就是说在发送端STM—N信号永久地与工作信道和保护信道相连。接收端的复用段保护功能(MSP)对两个信道上的STM—N信号条件进行监视，并选择较合适的一路信号。这种保护方式可靠性较高，高速大容量系统经常采用。特别是在SDH发展初期，或网络的边缘处没有多余路由可选时是一种常用的保护措施。缺点是成本较高。

1：n APS体系结构能够将n个工作信道中的任意一个切换到唯一的保护信道上。保护信道由多个工作信道共享。在两端，n个STM—N信道中的一个信道与保护信道相连。MSP对接收信号状况进行监视和评价，执行桥接和从保护信道选择合适的STM—N信号。

APS协议APS协议通过SDH段开销中的K1、K2字节进行通信。K1字节用于请求切换信道，1～4位表示请求的类型，5～8位表示请求切换的信道号。K2字节用于确认桥接到保护信道的信道号，1～4位表示桥接到保护信道的信道号，第5位为0时表示1+1 APS，为1时表示1：挖APS，6～8位保留。

APS协议的操作可以概括如右图所示：当一个故障被检测出来后，尾端通过保护信道发出包含故障信道号的K1字节。首端在收到K1字节后，桥接该西一东信道，并发出K1和K2字节。KI字节用于反向请求(对双向切换)，K2字节用于确认。在尾端节点，接收的K2字节证实信道号，并完成西一东信道的保护切换。同时，按照K1的要求，东一西信道被桥接。为完成双向切换，K2字节从尾端发出。当该K2字节被头端接收时，东一西信道被切换，从而完成APS过程。在1+1 APS结构中，由于头端固定桥接，因此切换的决定只需由尾端单独做出。对双向切换，K1字节被用于向另一端传送信号状况，而实际的切换由尾端决定。4