在SDH通信傳輸系統的工程應用中，通常都要組成環形網絡。環網絡是一系列的封閉節點集，其中每一節點都與通信設備相連。SDH組成環網絡可以通過富余的帶寬或網絡設備來自動恢復網絡發生故障時的業務，所以這種環網絡也稱為自愈環(SHR)。環中" title="環中">環中使用的復用設備是ADM，它用來分插本地信道或者轉接通過的信道。實現自愈功能的常用方法是再增加一條與工作環并行的通信環路。根據環上的業務流向來劃分，可分為單向自愈環和雙向自愈環；根據保護的對象來劃分，又可分為通道保護倒換自愈環和復用段保護倒換自愈環。在SDH建議中，通過SDH幀結構中的復用段開銷K1和K2字節的通信協議來實現控制復用段自動保護倒換的信令，因此K1和K2也被稱為APS字節，在復用段保護倒換中具有特殊的重要的意義。
　　清華大學開發的SDH高階專用集成電路MXHO155－2實現了從VC－4總線到STM－1的映射以及從STM－1到VC－4的去映射功能，具有完善的再生段開銷、復用段開銷和高階通道開銷處理，并安排了豐富的片內環回功能。該芯片可用于SDH光傳輸系統中，實現自愈環。具體可以有兩種方案，一種是通道保護倒換自愈環，另一種是單向復用段保護倒換自愈環。下面分別介紹其原理、自愈過程。最后分析其性能，包括業務容量和經濟效益。
1 通道保護倒換自愈環
　　通道保護倒換環是一種最簡單的自愈結構，不需要任何保護倒換協議。這種保護采用“并發選收”的方式，即業務同時上載到兩個方向的光纖上傳輸。接收時則根據一定的判據選擇質量較好的一路下載。這種方案配合清華大學開發的另一塊SDH芯片MXLO21E1－1使用，甚至不需要在片外切換。
2 復用段保護倒換自愈環
　　這里的復用段保護倒換自愈環指的是二纖單向環，也是應用最為廣泛的一種環結構。對于這種自愈環結構，目前ITU－T還沒有明確的建議標準。我們根據現有的建議，提出了一種使用K1、K2字節完成的復用段保護倒換協議，可以實現環路自愈功能。
　　MXHO155－2用于這種系統中，一種較為簡便的電路結構如圖1所示。圖中A、B表示兩片MXHO155－2。倒換位置選擇在上下VC－4總線處，倒換實際上主要表現為上下VC－4總線的選擇。當然，復用段的倒換不僅只是VC－4，還包括段開銷。根據需要，實時通道E1、E2、F1、DCC1和DCC2都可以在片外進行倒換。至于其他需要倒換的開銷字節，可由軟件控制，通過單片機讀寫不同的芯片來實現。

　　正常工作時，假設A片為工作芯片，B片為保護芯片。則東向來的光纖和去往西向的光纖為工作光纖，另外一對光纖為保護光纖。保護光纖平時處于空閑狀態，即沒有凈荷需要接收和發送，所以只在線路上傳送一個空的SDH基本幀結構。網絡各節點的B芯片可簡單地工作于再生中繼環回狀態，并可用于向上游節點回送或者接收下游節點回送的有關信息，如遠端誤碼塊指示M1字節等。下面用圖2來說明網絡自愈的過程。

　　該自愈環共有四個節點，分別標記為節點1、節點2、節點3和節點4，并順序分配節點ID二進制數0001、0010、0011和0100。每個節點都被配置為ADM，即從上游節點碼流中下載一個VC－4，并往下游發送碼流中上載一個VC－4。正常工作時，業務都通過外環工作光纖順時針方向傳送。當出現故障時，就需要用到K1、K2兩個APS字節的保護倒換協議來保證自愈的正確完成。這里提出的一種APS保護倒換協議，盡量遵循ITU－T的有關標準。K1字節的編碼格式為：前四個比特編碼表示各種倒換請求，后四個比特表示發出倒換請求的源節點標識(ID)。K2字節的前四個比特表示接收倒換請求的目的節點ID，后四個比特用來傳送其他復用段信息，如MS－AIS和MS－RDI等。這一協議限制了網絡中的節點數目不能超過16個，如果節點數目超過16個，可用其他未用開銷字節承載地址信息，這樣保護倒換時間可能會無法保證。
　　K1字節倒換請求編碼如表1所示。

　　其中SF為信號故障，包括LOS、LOF和預定義的比特誤碼率；SD為信號劣化，也為預定義的比特誤碼率。兩者均可作為啟動保護倒換的判據。
　　在圖示環網中，遵循的原則是：(1)永遠從同一方向發送和接收APS字節；(2)主動發出倒換請求的一方要向發現故障方向相反的方向發出APS字節。
　　當發生如圖所示的故障時，倒換過程如表2所示。