SDH系統(tǒng)自愈環(huán)網(wǎng)保護(hù)倒換時(shí)間測(cè)試方法分析

張海燕+肖世忱+王軍

摘 要：為準(zhǔn)確獲取SDH傳輸系統(tǒng)自愈環(huán)網(wǎng)的保護(hù)倒換時(shí)間，在分析SDH設(shè)備啟動(dòng)保護(hù)倒換機(jī)制、保護(hù)倒換時(shí)間測(cè)試原理以及儀表測(cè)試保護(hù)倒換時(shí)間機(jī)制的基礎(chǔ)上，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)并對(duì)通過(guò)模擬信號(hào)丟失故障來(lái)觸發(fā)倒換的多種方法進(jìn)行分析驗(yàn)證。測(cè)試結(jié)果顯示串入光衰模擬線路中斷的測(cè)試方法所得結(jié)果的穩(wěn)定性與實(shí)際性能的接近程度最好，可為后續(xù)保護(hù)倒換時(shí)間的實(shí)際測(cè)試工作提供參考。

關(guān)鍵詞：SDH系統(tǒng) 自愈環(huán)網(wǎng) 保護(hù)倒換 業(yè)務(wù)中斷

中圖分類號(hào)：TN914.332 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（b）-0006-03

業(yè)務(wù)快速自愈能力是SDH（同步數(shù)字體系）傳輸系統(tǒng)強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)之一[1]。保護(hù)倒換時(shí)間是衡量SDH傳輸系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)，研究如何間接測(cè)試業(yè)務(wù)中斷時(shí)間來(lái)近似地實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)保護(hù)倒換時(shí)間的測(cè)試十分必要。本文通過(guò)搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)不同測(cè)試方法下SDH設(shè)備啟動(dòng)保護(hù)倒換的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析比較，確定出符合傳輸專業(yè)要求的合理、穩(wěn)定的測(cè)試方法。

1 SDH保護(hù)倒換測(cè)試原理

1.1 SDH保護(hù)倒換機(jī)制

SDH傳輸系統(tǒng)實(shí)施保護(hù)倒換基于系統(tǒng)能夠檢測(cè)到SF（信號(hào)失效）或SD（信號(hào)劣化），當(dāng)且僅當(dāng)SF/SD得到確認(rèn)后，系統(tǒng)才開(kāi)始啟動(dòng)保護(hù)倒換。

SDH傳輸系統(tǒng)保護(hù)倒換過(guò)程如圖1所示。（1）尾端檢測(cè)到故障，向首端發(fā)出保護(hù)倒換請(qǐng)求信號(hào)；（2）首端進(jìn)行橋接和倒換并回送確認(rèn)信號(hào)；（3）尾端收到確認(rèn)信號(hào)，完成橋接和倒換并回送狀態(tài)消息。如有需要首端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行倒換操作結(jié)束整個(gè)過(guò)程。

1.2 SDH保護(hù)倒換時(shí)間測(cè)試難點(diǎn)

業(yè)務(wù)中斷時(shí)間包含保護(hù)倒換的時(shí)間與SF/SD檢測(cè)時(shí)間，如圖2所示。其中SF/SD故障檢測(cè)時(shí)間由SF和SD兩類事件觸發(fā)，保護(hù)倒換時(shí)間由保護(hù)電路上各節(jié)點(diǎn)的協(xié)議處理時(shí)間決定。

業(yè)務(wù)中斷時(shí)間的測(cè)量可以通過(guò)檢測(cè)故障過(guò)程中PRBS出現(xiàn)差錯(cuò)或業(yè)務(wù)中斷產(chǎn)生的相關(guān)告警時(shí)長(zhǎng)獲得，只要SF/SD檢測(cè)時(shí)間足夠短或具有確定值，則測(cè)量業(yè)務(wù)中斷時(shí)間的方法可以通過(guò)盡可能地減少甚至消除SF/SD檢測(cè)時(shí)間來(lái)達(dá)到準(zhǔn)確測(cè)試保護(hù)倒換時(shí)間的目的。

1.3 儀表測(cè)試保護(hù)倒換時(shí)間的機(jī)制

使用傳輸分析儀表測(cè)試過(guò)程為：在一端支路信號(hào)中通過(guò)儀表注入相應(yīng)的PRBS測(cè)試序列，另一端進(jìn)行環(huán)回，中間配置好工作路由和保護(hù)路由，測(cè)試連接關(guān)系如圖3所示。進(jìn)行保護(hù)倒換時(shí)間的測(cè)試時(shí)，人為迫使SDH設(shè)備啟動(dòng)保護(hù)倒換。利用傳輸分析儀表通過(guò)檢測(cè)PRBS測(cè)試序列的突發(fā)誤碼或產(chǎn)生的相關(guān)告警歷時(shí)來(lái)對(duì)業(yè)務(wù)中斷時(shí)間或保護(hù)倒換時(shí)間進(jìn)行測(cè)試。由于背景誤碼的存在會(huì)影響測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度，因此采用誤碼差錯(cuò)監(jiān)測(cè)方式，必須確保測(cè)試系統(tǒng)之前工作正常、無(wú)任何誤碼發(fā)生。

2 SDH保護(hù)倒換時(shí)間測(cè)試方法

為了使測(cè)試結(jié)果盡可能接近實(shí)際的保護(hù)倒換時(shí)間，可以考慮減少或消除與SD/SF檢測(cè)相關(guān)的不確定性，本文主要通過(guò)模擬信號(hào)丟失故障來(lái)觸發(fā)倒換。

2.1 拔纖模擬主線路中斷

通過(guò)手工拔斷被測(cè)業(yè)務(wù)信號(hào)所經(jīng)主用路由光纖，迫使SDH傳輸系統(tǒng)將業(yè)務(wù)切換到備用路由。但光纖線路上光功率衰耗依賴于拔纖的速度，進(jìn)而影響了SF/SD的檢測(cè)時(shí)間，拔纖速度的不確定性造成了測(cè)試結(jié)果的不確定性。

2.2 關(guān)閉設(shè)備激光器

關(guān)閉當(dāng)前主路由所經(jīng)某一節(jié)點(diǎn)設(shè)備對(duì)應(yīng)線路板激光器或拔出單板，模擬節(jié)點(diǎn)失效或在線路中引入信號(hào)丟失告警進(jìn)行測(cè)試。拔出單板的方式與拔纖模擬中斷的方式相似，為了將測(cè)試誤差主要?dú)w于設(shè)備的響應(yīng)時(shí)間最好通過(guò)軟件控制激光器關(guān)閉。

2.3 加入光衰減器模擬主線路中斷

在主路由中串入可調(diào)光衰減器，通過(guò)開(kāi)關(guān)光閘來(lái)模擬信號(hào)通斷。此方法誤差主要來(lái)源于受可調(diào)光衰減器衰減速度影響SF/SD 檢測(cè)時(shí)間的不確定性。此法測(cè)試結(jié)果是否準(zhǔn)確主要取決于光衰減器的衰耗滾降特性是否陡峭，如果非常陡峭則結(jié)果一致性就比較好，否則誤差將可能非常大。使用具備開(kāi)關(guān)特性的光衰減器一致性和穩(wěn)定性應(yīng)該更好。

3 保護(hù)倒換時(shí)間測(cè)試方法對(duì)比驗(yàn)證

本文搭建如圖4所示的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。系統(tǒng)配置為子網(wǎng)連接保護(hù)，拖延時(shí)間默認(rèn)設(shè)置為0。圖中節(jié)點(diǎn)A為OMS1684設(shè)備，節(jié)點(diǎn)B、C為UC設(shè)備（OMS1200系列），各節(jié)點(diǎn)設(shè)備間使用光口互連，其中UC設(shè)備只配置了1條交叉連接，而OMS1684業(yè)務(wù)配置較多。為使驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)盡量接近實(shí)際情況，利用現(xiàn)有儀表分別從拔纖中斷、關(guān)閉激光器、串入光衰關(guān)閉激光器以及軟件控制等四個(gè)方面進(jìn)行了測(cè)試。

3.1 拔纖中斷主線路

通過(guò)拔纖模擬線路中斷產(chǎn)生信號(hào)丟失告警，主要進(jìn)行雙向協(xié)議測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示。

從測(cè)試數(shù)據(jù)看測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性不好，ERR時(shí)間尤其長(zhǎng)，大部分都不滿足ITU-T標(biāo)準(zhǔn)。這樣的測(cè)試結(jié)果驗(yàn)證了先前所提出的拔纖速率會(huì)影響業(yè)務(wù)中斷時(shí)間測(cè)試的分析。

3.2 關(guān)閉激光器

通過(guò)軟件關(guān)閉激光器的方式模擬節(jié)點(diǎn)故障。這里直接使用馬可尼專有的雙向協(xié)議，只要有故障，兩端同時(shí)切換至worker或protection。測(cè)試結(jié)果如表2所示。

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性不好，各事件測(cè)試一致性也存在偏差，ERR測(cè)試事件時(shí)間也不穩(wěn)定。由于測(cè)試時(shí)間可能包括檢測(cè)時(shí)間、命令發(fā)送時(shí)間、激光器關(guān)閉時(shí)間，測(cè)試結(jié)果具有不可預(yù)見(jiàn)性。

3.3 軟件控制強(qiáng)制切換

利用網(wǎng)管的軟件切換功能進(jìn)行強(qiáng)制切換，測(cè)試的時(shí)間雖然不包括告警檢測(cè)時(shí)間，但是會(huì)引入命令發(fā)送及響應(yīng)時(shí)間，不確定性較大。測(cè)試結(jié)果如表3所示。

從測(cè)試結(jié)果看，軟件控制強(qiáng)制切換穩(wěn)定性不好，不是每次切換都能測(cè)試到中斷時(shí)長(zhǎng)，而且各事件測(cè)試一致性比較差，尤其是ERR事件時(shí)間較長(zhǎng)。

3.4 串入光衰模擬線路中斷

分別在5端口和6端口接收端串入可調(diào)光衰，設(shè)置采用單向或雙向協(xié)議測(cè)試，通過(guò)開(kāi)關(guān)光閘的方式模擬線路通斷，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

從測(cè)試結(jié)果可知這種方式測(cè)試穩(wěn)定性比較好，各個(gè)事件時(shí)長(zhǎng)的一致性也比較好，ERR事件與其它事件時(shí)間相差不大，選取ERR事件時(shí)間作為倒換時(shí)間更能準(zhǔn)確反映實(shí)際業(yè)務(wù)受影響程度。雖然有部分測(cè)試指標(biāo)超出標(biāo)稱值，但是反映了系統(tǒng)的實(shí)際性能。分析原因主要是因?yàn)镺MS1684目前承載業(yè)務(wù)較多，在該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行判斷切換時(shí)需要記入處理時(shí)間。根據(jù)目前我們的儀表配置情況，這種方法測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性以及與實(shí)際性能的接近程度都很好，便于規(guī)范化操作。

4 結(jié)語(yǔ)

業(yè)務(wù)中斷測(cè)試是一種獨(dú)立于網(wǎng)元設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單透明的技術(shù)，可以得出終端用戶可信的結(jié)果。通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)比分析多種通過(guò)模擬信號(hào)丟失故障來(lái)觸發(fā)系統(tǒng)倒換的方法，發(fā)現(xiàn)串入光衰模擬線路中斷測(cè)試方法所得測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性與實(shí)際性能的接近程度最好，今后可以考慮選用接入光衰的方式進(jìn)行多次測(cè)試選取平均值的方式，來(lái)獲得SDH傳輸系統(tǒng)保護(hù)倒換時(shí)間的近似結(jié)果。

參考文獻(xiàn)

[1] 白靜茹.SDH自愈環(huán)的設(shè)計(jì)與改進(jìn)[D].北京郵電大學(xué)，2010.

[2] 吳彥文，鄭大力.光網(wǎng)絡(luò)的生存性技術(shù)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2013.endprint