在SDH通信传输系统的工程应用中，通常都要组成环形网络。环网络是一系列的封闭节点集，其中每一节点都与通信设备相连。SDH组成环网络可以通过富余的带宽或网络设备来自动恢复网络发生故障时的业务，所以这种环网络也称为自愈环(SHR)。环中" title="环中">环中使用的复用设备是ADM，它用来分插本地信道或者转接通过的信道。实现自愈功能的常用方法是再增加一条与工作环并行的通信环路。根据环上的业务流向来划分，可分为单向自愈环和双向自愈环；根据保护的对象来划分，又可分为通道保护倒换自愈环和复用段保护倒换自愈环。在SDH建议中，通过SDH帧结构中的复用段开销K1和K2字节的通信协议来实现控制复用段自动保护倒换的信令，因此K1和K2也被称为APS字节，在复用段保护倒换中具有特殊的重要的意义。
　　清华大学开发的SDH高阶专用集成电路MXHO155－2实现了从VC－4总线到STM－1的映射以及从STM－1到VC－4的去映射功能，具有完善的再生段开销、复用段开销和高阶通道开销处理，并安排了丰富的片内环回功能。该芯片可用于SDH光传输系统中，实现自愈环。具体可以有两种方案，一种是通道保护倒换自愈环，另一种是单向复用段保护倒换自愈环。下面分别介绍其原理、自愈过程。最后分析其性能，包括业务容量和经济效益。
1 通道保护倒换自愈环
　　通道保护倒换环是一种最简单的自愈结构，不需要任何保护倒换协议。这种保护采用“并发选收”的方式，即业务同时上载到两个方向的光纤上传输。接收时则根据一定的判据选择质量较好的一路下载。这种方案配合清华大学开发的另一块SDH芯片MXLO21E1－1使用，甚至不需要在片外切换。
2 复用段保护倒换自愈环
　　这里的复用段保护倒换自愈环指的是二纤单向环，也是应用最为广泛的一种环结构。对于这种自愈环结构，目前ITU－T还没有明确的建议标准。我们根据现有的建议，提出了一种使用K1、K2字节完成的复用段保护倒换协议，可以实现环路自愈功能。
　　MXHO155－2用于这种系统中，一种较为简便的电路结构如图1所示。图中A、B表示两片MXHO155－2。倒换位置选择在上下VC－4总线处，倒换实际上主要表现为上下VC－4总线的选择。当然，复用段的倒换不仅只是VC－4，还包括段开销。根据需要，实时通道E1、E2、F1、DCC1和DCC2都可以在片外进行倒换。至于其他需要倒换的开销字节，可由软件控制，通过单片机读写不同的芯片来实现。

　　正常工作时，假设A片为工作芯片，B片为保护芯片。则东向来的光纤和去往西向的光纤为工作光纤，另外一对光纤为保护光纤。保护光纤平时处于空闲状态，即没有净荷需要接收和发送，所以只在线路上传送一个空的SDH基本帧结构。网络各节点的B芯片可简单地工作于再生中继环回状态，并可用于向上游节点回送或者接收下游节点回送的有关信息，如远端误码块指示M1字节等。下面用图2来说明网络自愈的过程。

　　该自愈环共有四个节点，分别标记为节点1、节点2、节点3和节点4，并顺序分配节点ID二进制数0001、0010、0011和0100。每个节点都被配置为ADM，即从上游节点码流中下载一个VC－4，并往下游发送码流中上载一个VC－4。正常工作时，业务都通过外环工作光纤顺时针方向传送。当出现故障时，就需要用到K1、K2两个APS字节的保护倒换协议来保证自愈的正确完成。这里提出的一种APS保护倒换协议，尽量遵循ITU－T的有关标准。K1字节的编码格式为：前四个比特编码表示各种倒换请求，后四个比特表示发出倒换请求的源节点标识(ID)。K2字节的前四个比特表示接收倒换请求的目的节点ID，后四个比特用来传送其他复用段信息，如MS－AIS和MS－RDI等。这一协议限制了网络中的节点数目不能超过16个，如果节点数目超过16个，可用其他未用开销字节承载地址信息，这样保护倒换时间可能会无法保证。
　　K1字节倒换请求编码如表1所示。

　　其中SF为信号故障，包括LOS、LOF和预定义的比特误码率；SD为信号劣化，也为预定义的比特误码率。两者均可作为启动保护倒换的判据。
　　在图示环网中，遵循的原则是：(1)永远从同一方向发送和接收APS字节；(2)主动发出倒换请求的一方要向发现故障方向相反的方向发出APS字节。
　　当发生如图所示的故障时，倒换过程如表2所示。