摘 要 介绍了同步数字分级传输(sdh) 的特点,比较了四种不同的sdh 自愈网的机理、特性及适用环境,结合轨道交通中通信业务的特点,提出了适合轨道交通传输网的网络组成方式:对于单条或几条轨道交通线,宜采用二行通道保护环,当轨道交通形成网络时,可采用二行复用段保护环。
关键词 同步数字分级系统,自愈网,轨道交通
1 同步数字分级传输系统( sd h) 的优点
1) 兼容性—不同厂家的设备在基本光缆段上实现互通,避免在管区交界处或由于选用不同厂家的设备而带来互不相通的麻烦。
2) 灵活性—上下通路不需要在ddf 架上人工跳接,只需用软件控制直接上下,通路组织非常灵活方便。
3) 可靠性—保护能力强,用sdh 设备组成的网络能实现多层次的保护,如:中继段保护、复用段保护、通路保护等。
4) 简便性—在用sdh 设备组成了sdh 网络的同时也建立了一个sdh 管理网络,用户只需操纵网管终端就可实现对所建sdh 网络的管理,包括故障定位与报告、性能分析与报告、安全控制、通路配置等,维护非常简便。为此,传输网一般选用成熟的sdh 组网,在轨道交通中亦是如此。
2 四种sd h 环形自愈网的比较
所谓自愈网,指的是无需人为干预,网络即可在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务,使用户感觉不到网络出了故障。环形网保护一般是指采用adm 组成环形网实现自愈的一种方式,称为自愈环。自愈环按光纤数量可分为二纤环和四纤环;按接收和发送信号的传输方向可分为单向环和双向环;按结构可分为通道保护环和复用段保护环。以下比较四种不同sdh 环形自愈网的原理及应用环境。
2. 1 二纤单向通道保护环
二纤单向通道保护环由两根光纤实现,其中一根用于传业务信号,称w1 光纤,另一根用于保护, 称p1 光纤,如图1 所示。基本原量采用1 + 1 的保护方式,即利用w1 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。
图1 二纤单向通道保护换环
例如: 节点a 至节点c 进行通信(ac) 。在a 点将业务信号同时送往光纤w 和p ,w 沿顺时针将信号送到c , 而p 则沿逆时针将信号也送到c。正常时,w 中为主信号,因此在节点c 接收来自w 的信号。节点c 至节点a 的通信同理(ca) 。工作原理见图1 。
若bc 节点间光缆被切断,来自w 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p 的信号,从而使ac 间业务信号得以维持而不会丢失。故障排除后,开关返回原来的位置。从功能上来看,此种保护属子网连接保护类型;从业务容量上看,环的业务量等于所有进入环的业务量总和,即节点处adm 的容量stm2n 。
这种组网方式较少运用。
2. 2 二纤双向通道保护环
1 + 1 二纤双向通道保护环的结构如图2 。其中工作原理与二纤单向通道保护网基本相同,但返回信号沿相反方向。
这种组网方式投入成本不大,被保护的单位是通道,组网方便,使用灵活、安全,因而适合于轨道交通线通信传输网的运用。
图2 二纤双向通道保护环
2. 3 四纤双向复用段保护环
如图3 所示,四纤双向复用段保护环采用两根工作光纤(一发一收, w1 和w2) 和两根保护光纤(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量可达单个adm 容量的k 倍(k 为节点数) 。
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 空闲。当bc 节点间光缆被切断时,利用aps 协议,在b 和c 节点中各有两个倒换开关执行命令,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。
图3 四纤双向复用段保护环
这种组网方式投入成本大,被保护的单位是复用段,保护容量大,因而适合于对骨干传输网的保护。如当轨道交通形成网络时,在由各条线的控制中心组成一个骨干上层传输网时可以采用。但它不适用于单条轨道线运用。
2. 4 二纤双向复用段保护环
二纤双向复用段保护环采用了时隙交换( tsi) 技术,如图4 所示。在一根光纤中同时载工作通路w1 和保护通路p2 ,在另一根光纤中同时载工作通路w2 和保护通路p1 。
图4 二纤双向复用段保护环
利用w1/ p2 光纤的一半时隙传业务信号,另一半时隙留给保护通道,另一根光纤也同样处理。因此当光纤断裂时, 可通过节点b 的开关倒换, 将w1/ p2 光纤上的业务信号时隙移到w2/ p1 光纤的保护时隙;通过节点c 的开关倒换,将w2/ p1 光纤上的业务信号时隙移到w1/ p2 光纤上的保护信号时隙。于是图3 所示的四纤环可简化为图2 所示的二纤环,但容量仅为四纤环的一半。当故障排除后, 倒换开关将返回到原来的位置。这种组网方式与运用方式类似于四纤双向复用段保护环。
综上所述,通道保护环保护的单位是通道,倒换与否由被保护通道信号质量的优劣而定。这种环属专用保护,保护时隙为整个环专用。这种保护方式正适合于对轨道交通中通信业务的保护。
对于复用段保护,业务量的保护以复用段为单当复用段出现问题时,整个节点间的复用段业务量都倒换至保护段。复用段保护环需要采用aps 协议,而且从性质上来看,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。复用段保护环也可以采用专用保护方式,但用得很少。因此只有当轨道交通形成网络时, 骨干传输网才可能考虑复用段保护,否则不利于单个通道的安全运用。
表1 列出了四种自愈环网的特性比较(其中的容量为相对容量),并列出了相应的三种典型分布(相邻业务量,均匀业务量和集中业务量) 的比较情况。表中的错连问题指在保护倒换时业务信号的走向出现错误,导致错连。解决的方法可以采用压制功能,即丢掉错连的业务量。
位,倒换与否按节点间复用段信号质量的优劣而定。
表1 主要自愈环特性的比较
由表1 可以看出,二纤通道保护环投入成本低、业务恢复速度快、且具有端到端的保护,适合于轨道交通线的运用;由于二纤或四纤复用段保护环投入成本大、业务恢复速度不及通道保护环、且没有端到端的保护,因而此种组网方式不适合于单条轨道交通线的运用,只适合于骨干传输网的应用。
3 结语
轨道交通中通信具有通信距离短,业务量不大, 接入业务种类繁多,对安全要求高等特点。根据这些特点,特别是业务不能中断,具有双向通道自动保护倒换的sdh 自愈环最适合于在轨道交通中使用。倘若一条轨道线过长,考虑到sdh 时钟的特点要组成两个自愈环时,亦应首先考虑sdh 的接入应用, 以保证通信业务不影响轨道交通的运行安全;其次才能考虑到大业务量的复用段保护环的运用。因此当轨道交通网还没形成时,对于单个或几个轨道交通线来说,通信最主要实现的是各种业务的快速、安全可靠地接入和传递,因而用sdh 设备组成传输网络时,宜选择适合接入网运用的保护方式,如二纤通道保护环进行组网。当轨道交通形成网络时,可以考虑采用二纤复用段保护环。
参考文献
1 韦乐平. 光同步数字传输网. 北京:人民邮电出版社,1996
2 韦乐平,李英. 同步数字体系(sdh) 原理与技术. 北京:人民邮电出版社,1996
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