基于四纖環(huán)同步數(shù)字傳輸設(shè)備割接問題的探討

禹 寧，栗華鋒

（山西省電力公司電力通信中心，山西 太原 030001）

0 引言

同步數(shù)字傳輸體系SDH（Synchronous Digital Hierarchy）光傳輸網(wǎng)架是通信網(wǎng)的基石，山西電力通信經(jīng)過“十五”、“十一五”的飛速發(fā)展，現(xiàn)今已建成一套十分完善的SDH網(wǎng)絡(luò)?；谕ㄐ啪W(wǎng)的不斷發(fā)展，承載的重要業(yè)務(wù)也越來越多。業(yè)務(wù)量成倍增加的同時(shí)，也給設(shè)備例行檢修、遷改工作帶來了難度。這其中比較典型的且具有較高難度的就是2.5 G四纖自愈環(huán)復(fù)用段保護(hù)網(wǎng)的設(shè)備遷改問題。如何實(shí)現(xiàn)四纖環(huán)上節(jié)點(diǎn)中斷的同時(shí)對(duì)所帶業(yè)務(wù)不產(chǎn)生影響，特別是在通信樞紐節(jié)點(diǎn)上對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作是一個(gè)復(fù)雜的過程。

1 四纖自愈環(huán)的概念

自愈網(wǎng)指的是無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)即可在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的業(yè)務(wù)，使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障[1]。自愈網(wǎng)的引入是現(xiàn)代傳輸網(wǎng)發(fā)展的趨向和對(duì)質(zhì)量的要求，是一種改進(jìn)傳輸網(wǎng)靈活性和生存性的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

按照自愈網(wǎng)的定義，自愈網(wǎng)的形式可分為線路保護(hù)和環(huán)形網(wǎng)保護(hù)（自愈環(huán)）兩種方式[2]。在這里只著重談一下四纖復(fù)用環(huán)的原理。

如圖1所示，四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)采用2根工作光纖（1發(fā)1收，S1和S2）和2根保護(hù)光纖（1發(fā)1收，P1和P2）。其中S1和S2分別沿順時(shí)針和逆時(shí)針雙向傳輸業(yè)務(wù)信號(hào)，而P1和P2分別形成對(duì)S1和S2的兩個(gè)方向的保護(hù)環(huán)，在每一節(jié)點(diǎn)上都有相應(yīng)的倒換開關(guān)作為保護(hù)倒換之用[1]。

正常情況下，節(jié)點(diǎn)A至節(jié)點(diǎn)C的信號(hào)（AC）沿S1順時(shí)針傳至節(jié)點(diǎn)C，節(jié)點(diǎn)C至節(jié)點(diǎn)A的信號(hào)（CA）沿S2逆時(shí)針傳至節(jié)點(diǎn)A，P1和P2空閑。當(dāng)BC節(jié)點(diǎn)間光纜被切斷時(shí)，利用自動(dòng)保護(hù)倒換APS（Automatic Protection Switch）協(xié)議，在B和C節(jié)點(diǎn)中各有兩個(gè)倒換開關(guān)執(zhí)行命令，即在B節(jié)點(diǎn)，S1和P1溝通，S2和P2溝通，C節(jié)點(diǎn)也完成類似功能，其他節(jié)點(diǎn)則確保光纖P1和P2上傳送的業(yè)務(wù)信號(hào)在本節(jié)點(diǎn)完成正常的橋接功能。從圖1中所示的信號(hào)走向，不難分析出維持信號(hào)繼續(xù)傳輸?shù)牡览?。?dāng)故障排除后，倒換開關(guān)通常返回原來位置[1]。

四纖環(huán)特點(diǎn)是時(shí)隙可以重復(fù)使用，增大了環(huán)的傳輸容量；可以利用保護(hù)光纖傳送額外業(yè)務(wù)；可抗多節(jié)點(diǎn)失效；兼有段倒換及環(huán)倒換的功能，即兼有1+1及二纖復(fù)用段環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)單盤或一纖失效，首先是進(jìn)行區(qū)段倒換，與1+1線路保護(hù)原理相同，倒換時(shí)間短，一般小于30 ms。當(dāng)光纜中斷，會(huì)進(jìn)行環(huán)倒換，與二纖復(fù)用段環(huán)類似，倒換時(shí)間較長，但一般小于50 ms[2]。

圖1 四纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)原理圖

2 山西電力光傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)

山西電力通信網(wǎng)自2002年建設(shè)至今，經(jīng)過多年的努力，目前已經(jīng)建成一套堅(jiān)強(qiáng)、可靠的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)級(jí)別的不同，采用混合速率方式。即以地市公司、500 kV站和重要匯聚型220 kV站為節(jié)點(diǎn)組成的2.5 G光傳輸網(wǎng)為核心網(wǎng)架；以220 kV及以上站組成的兩張155 M光傳輸網(wǎng)為主干網(wǎng)架；還有剛建成的波分光傳輸系統(tǒng)作為大業(yè)務(wù)傳輸?shù)耐ǖ馈?/p>

2.5 G光傳輸網(wǎng)至2010年底已經(jīng)建成覆蓋全省的四纖自愈環(huán)復(fù)用段保護(hù)環(huán)網(wǎng)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)由11個(gè)四纖環(huán)組成。每個(gè)四纖環(huán)都有同向1+1保護(hù)和逆向環(huán)倒換保護(hù)組成。這張網(wǎng)絡(luò)由于處在通信樞紐節(jié)點(diǎn)上，所以，它所承載的業(yè)務(wù)尤為重要，在某個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行遷改或應(yīng)工作需要進(jìn)行斷電的情況下，重要業(yè)務(wù)是不允許中斷或長時(shí)間中斷的。

3 設(shè)備割接原理闡述

通信樞紐節(jié)點(diǎn)一般指業(yè)務(wù)匯聚的站點(diǎn)，特點(diǎn)是處于核心網(wǎng)絡(luò)中，光方向多，業(yè)務(wù)承載量大，業(yè)務(wù)重要性高。由于其運(yùn)行的重要性，設(shè)備遇到遷改等問題時(shí)工作的難度大。

山西電力通信系統(tǒng)中采用的是四纖自愈環(huán)復(fù)用段保護(hù)方式，在設(shè)備遷改過程中要充分利用四纖環(huán)的保護(hù)功能。即當(dāng)一個(gè)方向的光纜中斷后，四纖環(huán)進(jìn)行環(huán)倒換，保證業(yè)務(wù)的暢通。當(dāng)某一個(gè)節(jié)點(diǎn)全部是直通電路，該節(jié)點(diǎn)的失效不會(huì)影響任何電路。

總體的構(gòu)想是在四纖環(huán)上新增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)接入四纖環(huán)前先將被遷改設(shè)備的所有直通電路拷貝至該節(jié)點(diǎn)設(shè)備中，然后利用四纖環(huán)的倒換原理，將該節(jié)點(diǎn)串入四纖環(huán)內(nèi)，再將被遷改設(shè)備上的“落地”業(yè)務(wù)逐次割接至該節(jié)點(diǎn)，最后再次利用四纖環(huán)倒換原理，將被遷改設(shè)備退出四纖環(huán)，至此工作完畢。

4 設(shè)備遷改方案

以通信樞紐機(jī)房的改造為例說明，設(shè)備的遷改涉及兩個(gè)四纖環(huán)的倒接工作復(fù)雜、繁瑣。首先利用開環(huán)加節(jié)點(diǎn)的方式將一個(gè)新的站點(diǎn)加入到四纖環(huán)中，再將業(yè)務(wù)逐次倒接到新設(shè)備上，當(dāng)業(yè)務(wù)全部倒接到新設(shè)備上后，再開環(huán)去節(jié)點(diǎn)，將原有設(shè)備退出運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)遷改目的，見圖2、圖3、圖4。

圖2 通信樞紐房設(shè)備遷改前結(jié)構(gòu)圖

圖3 通信樞紐房設(shè)備開環(huán)加節(jié)點(diǎn)后結(jié)構(gòu)圖

圖4 通信樞紐房設(shè)備開環(huán)去節(jié)點(diǎn)后結(jié)構(gòu)圖

4.1 割接前準(zhǔn)備工作

a）環(huán)上節(jié)點(diǎn)無異常告警，環(huán)倒換練習(xí)可以通過。

b）每個(gè)節(jié)點(diǎn)的環(huán)倒換狀態(tài)處于正常狀態(tài)。

c）新節(jié)點(diǎn)5的送電，軟件設(shè)置已經(jīng)完成：交叉連接，監(jiān)控通道設(shè)置，網(wǎng)元地址（NE Address），環(huán)節(jié)點(diǎn)圖（RingIDMap）。

4.2 四纖環(huán)開環(huán)加節(jié)點(diǎn)實(shí)施步驟

4.2.1 核實(shí)電路

確認(rèn)站點(diǎn)1與站點(diǎn)2之間存在的所有電路，且無信號(hào)丟失、信號(hào)誤碼、時(shí)隙中斷等異常告警。在站點(diǎn)5上將這些電路的直通預(yù)先全部做好。此項(xiàng)的關(guān)鍵在于將節(jié)點(diǎn)1的幾百條直通時(shí)隙分毫不差的設(shè)置到節(jié)點(diǎn)5上，這樣才能保證開環(huán)加節(jié)點(diǎn)后業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行。

4.2.2 執(zhí)行強(qiáng)制環(huán)倒換（站點(diǎn)1與站點(diǎn)2）

先登陸到站點(diǎn)1，確認(rèn)站點(diǎn)1與站點(diǎn)4之間光口無異常告警。然后在網(wǎng)管上執(zhí)行強(qiáng)制環(huán)倒換命令。需特別注意的是此過程會(huì)造成站點(diǎn)1與站點(diǎn)2之間存在的所有電路的瞬間中斷，時(shí)間小于50 ms，經(jīng)試驗(yàn)和理論分析表明此過程對(duì)目前運(yùn)行業(yè)務(wù)不會(huì)產(chǎn)生影響。至此已完成四纖環(huán)倒換，站點(diǎn)1、2之間已經(jīng)沒有任何業(yè)務(wù)。

圖5 四纖強(qiáng)制倒換圖

4.2.3 開環(huán)加節(jié)點(diǎn)

斷開站點(diǎn)1與站點(diǎn)2之間的光纖連接。連接好站點(diǎn)1與站點(diǎn)5之間的光纖，確認(rèn)兩側(cè)收發(fā)光功率在允許范圍內(nèi)。連接好站點(diǎn)5與站點(diǎn)2之間的光纖，確認(rèn)兩側(cè)收發(fā)光功率在允許范圍內(nèi)。

4.2.4 設(shè)置新環(huán)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)

登陸到環(huán)上所有節(jié)點(diǎn)，修改各站的環(huán)節(jié)點(diǎn)圖(RingIDMap)至此就搭建了一個(gè)新的四纖環(huán)。

4.2.5 釋放強(qiáng)制環(huán)倒換

登陸到站點(diǎn)1，確認(rèn)站點(diǎn)1與站點(diǎn)5之間光口無異常告警。在網(wǎng)管上執(zhí)行釋放強(qiáng)制環(huán)倒換命令。在設(shè)備網(wǎng)管上對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，確認(rèn)與實(shí)際設(shè)備數(shù)據(jù)統(tǒng)一，開環(huán)加節(jié)點(diǎn)過程完成。

此過程達(dá)到的效果是：一方面成功增加一個(gè)節(jié)點(diǎn)替換被遷改的節(jié)點(diǎn)，然后將被遷改節(jié)點(diǎn)退出運(yùn)行就可以了。第二方面將被遷改節(jié)點(diǎn)上的直通業(yè)務(wù)全部割接至新增節(jié)點(diǎn)上，至此直通業(yè)務(wù)的割接工作已經(jīng)完成。

4.3 業(yè)務(wù)倒接

開環(huán)加節(jié)點(diǎn)后可以根據(jù)業(yè)務(wù)總體割接安排，將業(yè)務(wù)逐一從節(jié)點(diǎn)1倒接到節(jié)點(diǎn)5上，逐一倒接的優(yōu)勢是同一時(shí)刻只影響某一單個(gè)的業(yè)務(wù)，不會(huì)造成業(yè)務(wù)的大范圍中斷。在業(yè)務(wù)倒接前確認(rèn)具備備用通道的業(yè)務(wù)備用通道正常運(yùn)行，這樣對(duì)業(yè)務(wù)來講并沒有中斷。

當(dāng)業(yè)務(wù)全部倒接到節(jié)點(diǎn)5后，節(jié)點(diǎn)1上除了直通時(shí)隙將不存在任何類型的其他業(yè)務(wù)，此時(shí)節(jié)點(diǎn)1相當(dāng)于一個(gè)中繼站，進(jìn)行開環(huán)去節(jié)點(diǎn)操作，由于此過程與開環(huán)加節(jié)點(diǎn)類似，在此不再贅述。

5 結(jié)束語

SDH 2.5 G設(shè)備的遷改工作是一項(xiàng)艱巨、復(fù)雜的任務(wù)，這其中包含了對(duì)各種業(yè)務(wù)的核對(duì)、割接前進(jìn)行完善的實(shí)驗(yàn)等過程。所以要集思廣益，在充分的實(shí)驗(yàn)和論證的前提下進(jìn)行準(zhǔn)確的割接，從而提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

［1］ 樊昌信，曹麗娜.通信原理［M］.6.北京：國防工業(yè)出版社，2007：373.

［2］ 肖萍萍，周芳.SDH原理與技術(shù)［M］.北京：北京郵電大學(xué)出版社，2002：54-60.