对于通道保护环， 它保护的单位是通道（对STM-1为VC-12,对STM4为VC-12或VC-4,对STM-16为VC-4）,倒换与否以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定，一般利用告警指示信号（AIS）来决定是否应进行倒换。这种环属专用保护，保护时隙为整个环专用，在正常情况下， 保护段往往也传业务信号。对于复用段保护环,业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否按每一对节点间复用段信号质量的优劣而定。当复用段出故障时， 整个节点间的复用段业务信号都转向保护段。复用段保护环需要采用自动保护倒换（APS）协议，从性质上来看，多属于共享保护，即保护时隙由每一个复用段共享，正常情况下，保护段往往是空闲的。复用段保护环也有采用专用保护方式的，但目前用得很少。自愈环具有良好的生存性和很短的恢复时间，但容易受到业务增长的影响，因此主要用于业务增长率比较稳定，增长速度比较缓慢的场合。
下面介绍目前常用的4种自愈环结构。
（1）二纤单向通道保护环
二纤单向通道保护环（Two-fiberUnidirectionalPathProtectionRings）采用2根光纤实现，其中一根用于传业务信号，称W1光纤；另一根用于保护，称Pl光纤（见图8.28）。基本原理采用1+1的保护方式（首端桥接，末端倒换），即利用W1光纤和P1光纤同时携带业务信号并分别沿两个方向传输，但接收端只择优选取其中的一路。例如， 节点A至节点C进行通信（AC）。首先将要传送的支路信号同时馈入W1和Pl,其中W1沿顺时针方向将该业务信号送到C,而P1沿逆时针方向将同样的信号作为保护信号也送到C,接收节点C同时收到两个方向的支路信号，按其优劣决定选取其中一路作为接收信号。正常情况下，W1中为主信号，因此在节点C先接收来自W1的信号。节点C至节点A的通信（CA）同理。
若BC节点间光缆中的这两根光纤同时被切断，则来自W1的AC信号丢失，按接收时择优选取的准则，在节点C将通过开关转向接收来自P1的信号，从而使AC业务信号得以维持，不会丢失。故障排除后，开关通常返回原来位置。另外， 从实现功能上看，此种保护属子网连接保护类型；从容量上看，环的业务容量等于所有进入环的业务量的总和，即节点处ADM的容量为STM-N。
（2）二纤双向通道保护环
二纤双向通道保护环（Two-FiberBidirectionalPathProtectionRings）仍采用2根光纤，并可分为1+1和1：1两种方式，其中1+1方式与单向通道保护环基本相同（并发优收），只是返回信号沿相反方向（双向）而已，其主要 优点是可利用相关设备在无保护环或将同样ADM设备应用于线性场合下具有通道再利用的功能，从而增加总的分插业务量。图8.29表示出了采用1+1方式的二纤双向通道保护环的结构，从图中不难分析出，正常情况下和光缆断裂情况下业务信号的传输与保护。
二纤双向通道保护也可采用1:1方式.即在保护通道中可传送额外业务量，只在故障出现时，才从工作通道转向保护通道。这种结构的特点是：虽然需要采用APS协议，但可传送额外业务量，可选较短路由，易于查找故障等。尤其重要的是，它由1:1方式进一步演变成M：N方式，由用户决定只对哪些业务实施保护，无须保护的通道可在节点间重新启用，从而大大提高了可用业务容量。缺点是：需由网管系统进行管理，保护恢复时间大大增加。
（3）四纤双向复用段共享保护环
如图8.30所示，四纤双向复用段共享保护环（Four-fiberMSSharedProtectionRings）在每个区段（节点间）采用2根工作光纤（一发一收，W1和W2）和2根保护光纤（一发一收,P1和P2）,其中W1和W2分别沿顺时针和逆时针双向传输业务信号，而P1和P2分别形成对W1和W2的两个反方向的保护环，在每一节点上都有相应的倒换开关作为保护倒换之用。这种结构的最大业务容量可达单个ADM容量的K倍（K为节点数），即KSTM-N。它的自愈原理如下所述。
正常情况下，节点A至节点C的信号（AC）沿W1顺时针传至节点C,节点C至节点A的信号（CA）沿W2逆时针传至节点A,P1和P2中空闲。 当BC节点间光缆中的这两根光纤全部被切断时，利用APS协议，在B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，维持环的连续性，即在B节点，W1和P1沟通，W2和P2沟通。C节点也完成类似功能。其他节点则确保光纤P1和P2上传送的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。从图8.30中所示的信号走向，不难分析出维持信号继续传输的道理。当故障排除后，倒换开关通常返回原来位置。
四纤双向复用段共享保护环具有两种功能，其一是环倒换，即当环倒换时，受影响区段的业务量，由环的长通道的保护通道来传送；其二是区段倒换， 它是一种类似于1：1线性APS的保护机制，仅用于四纤环。其工作和保护通路不在同一根光纤中传输，失效只影响工作通路。当区段倒换时，工作业务量由该失效区段的保护通路来传送，但两者同时发生时，支持优先级高的。多个区段倒换可以在一个环内同时存在，对每一个区段倒换而言，仅占用了一个区段的保护通路。对多个失效的情况（这些仅影响一个区段的工作通路，如仅是工作通路的电气故障和光缆切断），可以用区段倒换来得到完全保护。
正常情况下，节点A至节点C的信号（AC）沿W1顺时针传至节点C,节点C至节点A的信号（CA）沿W2逆时针传至节点A,P1和P2中空闲。 当BC节点间光缆中的这两根光纤全部被切断时，利用APS协议，在B和C节点中各有两个倒换开关执行环回功能，维持环的连续性，即在B节点，W1和P1沟通，W2和P2沟通。C节点也完成类似功能。其他节点则确保光纤P1和P2上传送的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。从图8.30中所示的信号走向，不难分析出维持信号继续传输的道理。当故障排除后，倒换开关通常返回原来位置。
四纤双向复用段共享保护环具有两种功能，其一是环倒换，即当环倒换时，受影响区段的业务量，由环的长通道的保护通道来传送；其二是区段倒换， 它是一种类似于1：1线性APS的保护机制，仅用于四纤环。其工作和保护通路不在同一根光纤中传输，失效只影响工作通路。当区段倒换时，工作业务量由该失效区段的保护通路来传送，但两者同时发生时，支持优先级高的。多个区段倒换可以在一个环内同时存在，对每一个区段倒换而言，仅占用了一个区段的保护通路。对多个失效的情况（这些仅影响一个区段的工作通路，如仅是工作通路的电气故障和光缆切断），可以用区段倒换来得到完全保护。
