采用自愈環(huán)保護(hù)技術(shù)優(yōu)化寧局鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)

楊海燕

（南寧鐵路局電務(wù)處，工程師，廣西 南寧 530000）

鐵路傳輸網(wǎng)絡(luò)作為鐵路通信業(yè)務(wù)的承載平臺(tái)，不僅要為鐵路運(yùn)輸提供高質(zhì)量的電路，還應(yīng)具有高可靠性和安全性，具備抵御網(wǎng)絡(luò)中斷的能力，特別是抗多點(diǎn)故障的能力。然而，南寧鐵路局管內(nèi)的湘桂線、焦柳線、黔桂線、黎湛線傳輸系統(tǒng)，在建成初期均為無保護(hù)鏈結(jié)構(gòu)，中繼層及接入層傳輸系統(tǒng)基本上都是使用同一徑路的同一光纜里的光纖進(jìn)行連接。由于鏈狀組網(wǎng)安全性很低，線路上或是單站設(shè)備一旦發(fā)生問題，相鄰兩站間的業(yè)務(wù)必定受到影響，對(duì)鐵路運(yùn)輸及安全影響很大。因此，如何對(duì)這些鏈狀組網(wǎng)線路的傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)保護(hù)是當(dāng)時(shí)亟待解決的問題。

采用敷設(shè)不同路徑光纜的方式，可以解決鏈狀網(wǎng)絡(luò)形成自愈環(huán)的問題，但這樣做的缺點(diǎn)是投資大，工期長，實(shí)施的可能性不高。在這種情況下，把思路轉(zhuǎn)到利用當(dāng)時(shí)新建的其它傳輸網(wǎng)絡(luò)資源上，即利用西南環(huán)波分傳輸系統(tǒng)對(duì)湘桂線（柳州至永州段）、焦柳線、黔桂線進(jìn)行優(yōu)化改造，形成2個(gè)二纖復(fù)用段（MSP）保護(hù)環(huán)；利用桂東南環(huán)SDH傳輸系統(tǒng)及廣湛線SDH傳輸系統(tǒng)對(duì)黎湛線進(jìn)行優(yōu)化改造，形成2個(gè)二纖雙向通道（PP）保護(hù)環(huán)，以滿足優(yōu)化組網(wǎng)需求。

1 自愈保護(hù)環(huán)工作機(jī)理

自愈的概念就是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時(shí)，無需人工干預(yù)，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)已出了故障。

1.1 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)保護(hù)機(jī)理 二纖雙向通道倒換環(huán)的保護(hù)方式，是基于“并發(fā)優(yōu)收”的原則，以PATH-AIS為倒換依據(jù)，不需啟動(dòng)APS協(xié)議。二纖雙向通道保護(hù)環(huán)如圖1所示。

圖1 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)示意圖

正常時(shí)，信號(hào)AC在在發(fā)端同時(shí)饋入S1與P1光纖（雙發(fā)），沿 S1（A→B→C）與P1（A→D→C）到達(dá) C站，收端選收S1。信號(hào)CA同理。當(dāng)B，C間的光纜被切斷，AC間業(yè)務(wù)在C節(jié)點(diǎn)由于來自S1光纖的AC信號(hào)（A→B→C）丟失，所以倒換開關(guān)轉(zhuǎn)向P1光纖（A→D→C）接收信號(hào)。

同理，在節(jié)點(diǎn)A接收從P2光纖來的CA業(yè)務(wù)信號(hào)C→B→A轉(zhuǎn)為C→D→A。

二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，保護(hù)動(dòng)作影響小；保護(hù)倒換時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間一般均小于15 ms，缺點(diǎn)是業(yè)務(wù)容量低。

1.2 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)保護(hù)機(jī)理 該保護(hù)環(huán)由S1/P2與S2/P1計(jì)2根光纖組成（見圖2）。每根光纖傳輸容量的一半為工作通道（S），一半為保護(hù)通道（P），且為另一根光纖工作通道提供反方向保護(hù)。

圖2 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)示意圖

在網(wǎng)絡(luò)正常時(shí)，業(yè)務(wù)信號(hào)AC在S1/P2光纖的工作通道S1沿順時(shí)針方向即A→B→C；同理，業(yè)務(wù)信號(hào)CA在S2/P1光纖的工作通道S2沿逆時(shí)針方向即C→B→A。當(dāng)B，C間光纜被切斷，在B，C點(diǎn)中的倒換開關(guān)利用時(shí)隙交換技術(shù)執(zhí)行交叉連接：B節(jié)點(diǎn)把AC業(yè)務(wù)從S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆時(shí)針方向即A→B→A→D→C傳輸；C節(jié)點(diǎn)把CA業(yè)務(wù)從S2通道交叉到P2通道，并使其沿順時(shí)針方向即C→D→A傳輸。

二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的優(yōu)點(diǎn)，能重復(fù)使用節(jié)點(diǎn)間時(shí)隙，使整個(gè)環(huán)的傳輸容量增加；備用通道PI，P2可傳送額外業(yè)務(wù)。其缺點(diǎn)是需啟動(dòng)APS協(xié)議，且需執(zhí)行交叉連接功能以致倒換速度較慢。

2 傳輸網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化

2.1 湘桂線及焦柳線的優(yōu)化 湘桂線（柳州至永州段）與焦柳線在柳州交會(huì)，湘桂線的永州及焦柳線的懷化之間經(jīng)衡陽、株洲有西南環(huán)波分系統(tǒng)。因此，可利用該系統(tǒng)在永州至懷化間提供1個(gè)波道將2個(gè)站點(diǎn)連通，同時(shí)在柳州傳輸機(jī)房將湘桂線的柳州網(wǎng)元和焦柳線的柳州網(wǎng)元用STM-16光口將中繼層互連，從而組成二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。

改造前，需要在西南環(huán)永州至懷化間波分設(shè)備上擴(kuò)容波道，增加相應(yīng)的OUT單板并進(jìn)行硬件連接。在網(wǎng)管上開啟復(fù)用段保護(hù)倒換協(xié)議及設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)。

湘桂線及焦柳線改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改造后湘桂線、焦柳線傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

柳州、融安、靖州、黔城、懷化、鹿寨、永福、桂北、興安等13個(gè)站組成傳輸中繼層的二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。當(dāng)環(huán)網(wǎng)中任意一點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，APS協(xié)議啟動(dòng)，斷點(diǎn)相鄰2站執(zhí)行交叉連接動(dòng)作，將原承載在主用通道上的業(yè)務(wù)自動(dòng)切換至備用通道，從而保證業(yè)務(wù)不受影響。接入層小站則利用復(fù)用段保護(hù)環(huán)主用通道上的8#VC4與其自身的STM-1系統(tǒng)組成二纖雙向通道保護(hù)環(huán)，解決了原來組網(wǎng)中采用同一路徑光纜中的不同纖芯組成虛擬的通道保護(hù)環(huán)，纖纜中斷時(shí)業(yè)務(wù)仍然得不到保護(hù)的問題。

2.2 黔桂線的優(yōu)化 黔桂線柳州至貴陽間經(jīng)南寧、昆明可以利用西南環(huán)波分系統(tǒng)1個(gè)波道組成二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。改造前，同樣需要在西南環(huán)波分設(shè)備上擴(kuò)容波道以及在網(wǎng)管上設(shè)置相關(guān)數(shù)據(jù)。

黔桂線改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4所示。柳州、宜山、河池、南丹、都勻、貴陽等9個(gè)站組成傳輸中繼層的二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。接入層小站利用復(fù)用段保護(hù)環(huán)的主用通道中的8#VC4與其自身的STM-1系統(tǒng)組成二纖雙向通道保護(hù)環(huán)。保護(hù)機(jī)制與湘桂線、焦柳線的一致，這里不再贅述。

圖4 改造后黔桂線傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2.3 黎湛線的優(yōu)化 黎湛線黎塘至玉林、玉林至湛江間分別可以利用桂東南環(huán)SDH、廣湛線傳輸系統(tǒng)提供的155M電路組成雙向通道保護(hù)環(huán)。

改造前，需要對(duì)SDH設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)容，分別在桂東南環(huán)、廣湛線SDH傳輸系統(tǒng)的黎塘、玉林、湛江、柳州站點(diǎn)上增加155M光接口板進(jìn)行硬件連接。然后，將黎湛線上重要2M電路的保護(hù)路徑，由原來的同纜中繼層VC4上，調(diào)整至優(yōu)化后提供新路由的155M電路上。

黎湛線改造后的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖5 改造后黎湛線傳輸網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

黎塘至玉林間通過桂東南環(huán)SDH傳輸系統(tǒng)黎塘至柳州的155M電路及廣湛線SDH系統(tǒng)柳州至玉林間的155M電路相連，組成黎湛線傳輸系統(tǒng)黎塘至玉林間的二纖雙向通道保護(hù)環(huán)；玉林至湛江間通過廣湛線上與其不同徑路的155M電路相連，組成玉林至湛江間的二纖雙向通道保護(hù)環(huán)。這2個(gè)保護(hù)環(huán)都是通過黎湛線接入層STM-4系統(tǒng)中的1#VC4與使之形成保護(hù)的不同路徑的155M電路通過網(wǎng)管數(shù)據(jù)配置形成的。也就是說，我們將黎湛線上的重要業(yè)務(wù)移至1#VC4，環(huán)中業(yè)務(wù)均設(shè)置為“并發(fā)”（向2個(gè)方向同時(shí)發(fā)送）。因此，當(dāng)環(huán)上出現(xiàn)任意一點(diǎn)故障時(shí)，在接收處將自動(dòng)選擇接收環(huán)網(wǎng)另一方向正常業(yè)務(wù)，從而保證了承載業(yè)務(wù)的安全。

3 結(jié)束語

通過對(duì)湘桂線、焦柳線、黔桂線、黎湛線的傳輸網(wǎng)絡(luò)不同情況，分別采用不同技術(shù)組建自愈保護(hù)環(huán)。在優(yōu)化改造后，網(wǎng)絡(luò)安全性能得到大幅提高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，光纜線路及設(shè)備出現(xiàn)多次故障，均沒有對(duì)保護(hù)業(yè)務(wù)造成影響。同時(shí)，在一些有計(jì)劃的光纜改遷施工和設(shè)備故障處理中，充分利用環(huán)網(wǎng)的自愈保護(hù)功能，給各項(xiàng)施工及檢修工作帶來極大的便利。通過網(wǎng)絡(luò)改造，網(wǎng)絡(luò)資源得以優(yōu)化整合及充分利用，網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性得到極大程度的提升。在體會(huì)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也逐漸發(fā)現(xiàn)改造中存在的不足，主要是湘桂線與焦柳線共同組網(wǎng)造成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)較多，環(huán)網(wǎng)偏大，不利于網(wǎng)絡(luò)上資源的充分利用。目前寧局在建的貴廣鐵路、湘桂線擴(kuò)能改造項(xiàng)目均與焦柳線、即有湘桂線中繼層傳輸節(jié)點(diǎn)三江站、桂林北站同址，可利用上述2個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的光纜及傳輸資源，將湘桂線、焦柳線組成的自愈環(huán)拆分為2個(gè)獨(dú)立的自愈環(huán)，更有利于維護(hù)管理及資源利用。