SDH自愈環(huán)網技術在成都地鐵的應用

肖梟

摘 要 針對成都地鐵的通信傳輸系統(tǒng)，文章介紹了同步數(shù)字體系自愈環(huán)網保護技術的原理及應用，敘述了中興ZXMP S385傳輸設備的自愈網絡保護性能和系統(tǒng)組網方式?？偨Y出SDH自愈環(huán)網技術是成都地鐵專用通信傳輸系統(tǒng)建設中必不可少的一項技術。

關鍵詞 成都地鐵；傳輸系統(tǒng)；ZXMP S385；SDH自愈環(huán)網技術

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）211-0148-03

隨著城市軌道交通的快速建設，在成都地鐵的各系統(tǒng)中，地鐵專用通信系統(tǒng)是地鐵指揮列車運行、組織運輸生產、提高運營管理效率和服務質量的重要手段。地鐵傳輸系統(tǒng)是地鐵通信系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)之一，也是地鐵通信系統(tǒng)中為各子系統(tǒng)提供通道和互聯(lián)的基礎系統(tǒng)。

目前，成都地鐵通信系統(tǒng)中采用傳輸通道的業(yè)務主要包括：專用無線系統(tǒng)、專用電話系統(tǒng)、公務電話系統(tǒng)、閉路電視視頻監(jiān)控系統(tǒng)、集中告警系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)等。為了語音、數(shù)據(jù)及圖像的多業(yè)務能夠快速、高效、可靠的傳輸，建設一個對重要通道具有備用和自愈功能，易擴容，易升級的通信網就顯得至關重要。

1 概述

1.1 SDH技術

通信網絡的生存性已成為現(xiàn)代網絡規(guī)劃設計和運行的關鍵率因素之一，因此對網絡自愈功能的要求越來越高。SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步數(shù)字體系）是由美國貝爾通信技術研究所提出來的一種同步光網絡，具備傳輸速率高、數(shù)字復接能力強、線路傳輸及交換能力強、組網高度靈活、設備兼容性高、便于統(tǒng)一管理控制等多種優(yōu)勢，是一種智能網的有機結合體[ 1 ]。同時，SDH可對網絡進行有效管理、對業(yè)務進行實時監(jiān)控、對動態(tài)網絡進行維護等多項功能，在不同廠商設備間也能互通，并且具有自愈功能，便于管理和維護，因此非常適合地鐵應用，但目前自愈不能通過自身數(shù)字處理將具體故障的部件和線路進行修復或更換，只能通過備用或冗余鏈路、部件將失效的業(yè)務恢復，一旦備用或冗余鏈路、部件再次出現(xiàn)故障，業(yè)務就會中斷，所以故障點的修復仍需人工干預才能完成，且需及時、準確、高效。

1.2 SDH自愈網的基本概念

當網絡出現(xiàn)故障時，設備自身能夠在故障點處瞬時完成業(yè)務恢復，且在此過程中無需人為干預，即網絡的自愈保護功能[ 2 ]。要實現(xiàn)自愈保護功能必須有一個先決條件，即存在冗余路由，實現(xiàn)多路徑傳輸業(yè)務，業(yè)務由主路切換至冗余路由瞬時完成，以保證業(yè)務在傳輸過程中的連續(xù)性。

自愈保護的能力可以通過倒換時間判定，作為ITU-T規(guī)定的設備倒換時間門限為50ms，中斷時間小于50ms，可以滿足多數(shù)電路交換網的話帶業(yè)務和中低速數(shù)據(jù)業(yè)務的質量要求。

1.3 SDH自愈網相關技術

1.3.1 幀結構

在SDH針結構中，信息凈負荷中放置STM-N各種業(yè)務信息，段開銷的作用是對STM-N中所有信號流進行整體監(jiān)控。再生段開銷（RSOH）和復用段開銷（MSOH）是段開銷的兩種具體實現(xiàn)形式，二者在于宏觀和微觀的區(qū)別。

1.3.2 SDH復用結構

圖1為我國SDH的復用結構示意圖，圖中容器C用來裝載各種速率業(yè)務信號的信息結構；虛容器VC與容器C相對應，是支持SDH通道層連接的標準信息結構，完成對裝載信號實時性能監(jiān)控，由信息凈負荷和通道開銷組成；支路單元TU和支路單元組TUG分別與VC、TU相對應，是提供低階通道層和高階通道層之間適配的標準信息結構，完成一級指針定位；管理單元AU和管理單元AUG是提供高階通道層和復用段層之間適配的標準信息結構。2M的PDH復用進SDH信號過程為C12容器至STM-N路徑。

1.4 SDH自愈保護方式

自愈網的分類包括：網絡的功能結構劃分和網絡的物理拓撲劃分兩類。其中，網絡的功能結構劃分包括路徑保護和子網連接保護；網絡的物理拓撲劃分包括鏈型網絡業(yè)務保護、環(huán)型網絡業(yè)務保護和環(huán)間業(yè)務保護DNI。本文主要介紹環(huán)型網絡業(yè)務保護中的二纖雙向復用段保護環(huán)。

復用段保護環(huán)，是以復用段為基礎，采用倒換的方式進行業(yè)務保護，倒換啟動機制取決于環(huán)上復用段信號質量或局部鏈路狀況（中斷），倒換的條件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC等出現(xiàn)相應告警信號。倒換的控制命令符合APS協(xié)議，由K1、K2（b1—b5）字節(jié)實現(xiàn)倒換啟動控制，當復用段環(huán)上業(yè)務出現(xiàn)閃斷或中斷時，環(huán)上受保護業(yè)務信號都將切換到冗余鏈路備用信道上。

圖2為二纖雙向復用段保護環(huán)，A、B、C、D為組成保護環(huán)的4個網元，S/P是光纖的主備用業(yè)務時隙，正常情況下，S時隙放主用業(yè)務，P時隙放其他業(yè)務。當業(yè)務連接正常時，網元A到網元C的主用業(yè)務沿光纖S1/P2放于S1時隙中，其他業(yè)務放于P2時隙中，在網元B處進行穿通傳到網元C，網元C再從S1、P2兩個時隙中分別提取出主用業(yè)務和其他業(yè)務。反之，網元C到網元A的主用業(yè)務沿光纖S1/P2放于S1時隙中，其他業(yè)務放于P2時隙中，在網元B處進行穿通傳到網元A，網元A再提取相應業(yè)務。二纖雙向復用段保護環(huán)在組網中適用于業(yè)務較分散的網絡。

2 成都地鐵通信系統(tǒng)SDH自愈環(huán)組網方式

本文主要針對成都地鐵1號線專用通信傳輸設備中興ZXMP S385的SDH自愈環(huán)組網方式的應用進行了分析，采用二纖雙向復用段保護環(huán)，跳站相連。以成都地鐵1號線OCC1環(huán)網組網為例，如圖3所示。

每個車站的S385設備上有兩對光纖，這兩對光纖合成為兩根光纖——S1/P2、S2/P1（如圖2），這兩根光纖不構成主備關系，每根光纖均傳輸主用業(yè)務和其他業(yè)務。

如圖4所示，網元A通過S1/P2光纖將承載于S1時隙的主用業(yè)務傳送至網元B，當網元B至網元C之間的光纖路由出現(xiàn)故障，網元B無法繼續(xù)將業(yè)務信息傳遞給網元C時，網元B進行自愈倒換，將S1/P2光纖中的主用業(yè)務瞬時環(huán)回到S2/P1光纖中，替換S2/P1光纖P1時隙的其他業(yè)務，此時S2/P1光纖中原主用業(yè)務仍在S2時隙上。網元B再通過S2/P1光纖穿通網元A、D后將業(yè)務傳遞給網元C，在網元C處要實現(xiàn)A、C間主用業(yè)務落地，還需再次執(zhí)行環(huán)回處理，將承載于P1時隙的業(yè)務環(huán)回給S1時隙，網元C只能提取S1時隙信息。

同理，在網元B、C間光纖路由中斷的情況下，要實現(xiàn)網元C至網元B的主用業(yè)務傳遞，需先在網元C處進行自愈倒換，按光纖方向進行主用業(yè)務和其他業(yè)務替換，即S1/P2光纖中P2時隙的其他業(yè)務被替換，再在網元B處進行主用業(yè)務落地環(huán)回處理。至此完成環(huán)網路由出現(xiàn)故障時的自愈功能。

S385設備中的RSEB板為環(huán)網提供了內嵌RPR（彈性分組環(huán)）二纖復用段共享保護環(huán)的工作方式，環(huán)網的傳輸速率為10Gb/s，其RPR環(huán)網組網依照業(yè)務的實際需求，結構組成了RPR邏輯環(huán)網，提高了承載業(yè)務的可靠性。RPR邏輯環(huán)網為網絡自愈提供繞回（Wrapping）和轉向（Steering）兩種保護方式，自愈保護拖延時間可以設置，從而避免SDH與RPR層間保護倒換的沖突。當RSEB板上承載的業(yè)務發(fā)生故障或中斷時，RPR會自動啟動保護倒換功能，保證RSEB板RPR通道內的各種業(yè)務不受影響。若環(huán)網中各站點RPR邏輯環(huán)網保護方式配置不一致，RPR會統(tǒng)一默認設置為Steering保護，并上報網管保護不一致告警提醒用戶。

3 結論

SDH具有統(tǒng)一的網絡節(jié)點接口，標準化的信息結構等級，可應用于多種網絡拓撲結構，組網方式也非常靈活，兼容性強。并且SDH的自愈環(huán)網保護技術為傳輸系統(tǒng)中光纖路由故障提供了快速應急處置響應，在50ms以內便可以自動恢復業(yè)務，且無需人為干預。

成都地鐵正處于快速建設階段，SDH的自愈環(huán)網技術滿足在地鐵中專用通信傳輸系統(tǒng)建設的要求，在既有線中已得到全面應用，在新線的傳輸系統(tǒng)建設中，SDH的自愈環(huán)網技術也是必不可少的。

參考文獻

[1]景言.論地鐵通信傳輸系統(tǒng)[J].鐵道通信信號，2006，42（1）：54-56.

[2]張瑾.地鐵傳輸系統(tǒng)中的新技術應用探討[J].中國交通信息產業(yè)，2008（6）：136-139.