基于四纖環同步數字傳輸設備割接問題的探討

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

同步數字傳輸體系SDH（Synchronous Digital Hierarchy）光傳輸網架是通信網的基石，山西電力通信經過“十五”、“十一五”的飛速發展，現今已建成一套十分完善的SDH網絡。基于通信網的不斷發展，承載的重要業務也越來越多。業務量成倍增加的同時，也給設備例行檢修、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四纖自愈環復用段保護網的設備遷改問題。如何實現四纖環上節點中斷的同時對所帶業務不產生影響，特別是在通信樞紐節點上對設備進行操作是一個復雜的過程。

1 四纖自愈環的概念

自愈網指的是無需人為干預，網絡即可在極短的時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業務，使用戶感覺不到網絡出現故障[1]。自愈網的引入是現代傳輸網發展的趨向和對質量的要求，是一種改進傳輸網靈活性和生存性的先進網絡拓撲結構。

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

如圖1所示，四纖雙向復用段保護環采用2根工作光纖（1發1收，S1和S2）和2根保護光纖（1發1收，P1和P2）。其中S1和S2分別沿順時針和逆時針雙向傳輸業務信號，而P1和P2分別形成對S1和S2的兩個方向的保護環，在每一節點上都有相應的倒換開關作為保護倒換之用[1]。

正常情況下，節點A至節點C的信號（AC）沿S1順時針傳至節點C，節點C至節點A的信號（CA）沿S2逆時針傳至節點A，P1和P2空閑。當BC節點間光纜被切斷時，利用自動保護倒換APS（Automatic Protection Switch）協議，在B和C節點中各有兩個倒換開關執行命令，即在B節點，S1和P1溝通，S2和P2溝通，C節點也完成類似功能，其他節點則確保光纖P1和P2上傳送的業務信號在本節點完成正常的橋接功能。從圖1中所示的信號走向，不難分析出維持信號繼續傳輸的道理。當故障排除后，倒換開關通常返回原來位置[1]。

四纖環特點是時隙可以重復使用，增大了環的傳輸容量；可以利用保護光纖傳送額外業務；可抗多節點失效；兼有段倒換及環倒換的功能，即兼有1+1及二纖復用段環的優點。當單盤或一纖失效，首先是進行區段倒換，與1+1線路保護原理相同，倒換時間短，一般小于30 ms。當光纜中斷，會進行環倒換，與二纖復用段環類似，倒換時間較長，但一般小于50 ms[2]。

圖1 四纖復用段保護環原理圖

2 山西電力光傳輸網結構

山西電力通信網自2002年建設至今，經過多年的努力，目前已經建成一套堅強、可靠的光傳輸網絡。整個網絡根據級別的不同，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站為節點組成的2.5 G光傳輸網為核心網架；以220 kV及以上站組成的兩張155 M光傳輸網為主干網架；還有剛建成的波分光傳輸系統作為大業務傳輸的通道。

2.5 G光傳輸網至2010年底已經建成覆蓋全省的四纖自愈環復用段保護環網。整個網絡由11個四纖環組成。每個四纖環都有同向1+1保護和逆向環倒換保護組成。這張網絡由于處在通信樞紐節點上，所以，它所承載的業務尤為重要，在某個節點進行遷改或應工作需要進行斷電的情況下，重要業務是不允許中斷或長時間中斷的。

3 設備割接原理闡述

通信樞紐節點一般指業務匯聚的站點，特點是處于核心網絡中，光方向多，業務承載量大，業務重要性高。由于其運行的重要性，設備遇到遷改等問題時工作的難度大。

山西電力通信系統中采用的是四纖自愈環復用段保護方式，在設備遷改過程中要充分利用四纖環的保護功能。即當一個方向的光纜中斷后，四纖環進行環倒換，保證業務的暢通。當某一個節點全部是直通電路，該節點的失效不會影響任何電路。

總體的構想是在四纖環上新增加一個節點，該節點接入四纖環前先將被遷改設備的所有直通電路拷貝至該節點設備中，然后利用四纖環的倒換原理，將該節點串入四纖環內，再將被遷改設備上的“落地”業務逐次割接至該節點，最后再次利用四纖環倒換原理，將被遷改設備退出四纖環，至此工作完畢。

4 設備遷改方案

以通信樞紐機房的改造為例說明，設備的遷改涉及兩個四纖環的倒接工作復雜、繁瑣。首先利用開環加節點的方式將一個新的站點加入到四纖環中，再將業務逐次倒接到新設備上，當業務全部倒接到新設備上后，再開環去節點，將原有設備退出運行，從而實現遷改目的，見圖2、圖3、圖4。

圖2 通信樞紐房設備遷改前結構圖

圖3 通信樞紐房設備開環加節點后結構圖

圖4 通信樞紐房設備開環去節點后結構圖

4.1 割接前準備工作

a）環上節點無異常告警，環倒換練習可以通過。

b）每個節點的環倒換狀態處于正常狀態。

c）新節點5的送電，軟件設置已經完成：交叉連接，監控通道設置，網元地址（NE Address），環節點圖（RingIDMap）。

4.2 四纖環開環加節點實施步驟

4.2.1 核實電路

確認站點1與站點2之間存在的所有電路，且無信號丟失、信號誤碼、時隙中斷等異常告警。在站點5上將這些電路的直通預先全部做好。此項的關鍵在于將節點1的幾百條直通時隙分毫不差的設置到節點5上，這樣才能保證開環加節點后業務的正常運行。

4.2.2 執行強制環倒換（站點1與站點2）

先登陸到站點1，確認站點1與站點4之間光口無異常告警。然后在網管上執行強制環倒換命令。需特別注意的是此過程會造成站點1與站點2之間存在的所有電路的瞬間中斷，時間小于50 ms，經試驗和理論分析表明此過程對目前運行業務不會產生影響。至此已完成四纖環倒換，站點1、2之間已經沒有任何業務。

圖5 四纖強制倒換圖

4.2.3 開環加節點

斷開站點1與站點2之間的光纖連接。連接好站點1與站點5之間的光纖，確認兩側收發光功率在允許范圍內。連接好站點5與站點2之間的光纖，確認兩側收發光功率在允許范圍內。

4.2.4 設置新環節點數據

登陸到環上所有節點，修改各站的環節點圖(RingIDMap)至此就搭建了一個新的四纖環。

4.2.5 釋放強制環倒換

登陸到站點1，確認站點1與站點5之間光口無異常告警。在網管上執行釋放強制環倒換命令。在設備網管上對相應數據進行修改，確認與實際設備數據統一，開環加節點過程完成。

此過程達到的效果是：一方面成功增加一個節點替換被遷改的節點，然后將被遷改節點退出運行就可以了。第二方面將被遷改節點上的直通業務全部割接至新增節點上，至此直通業務的割接工作已經完成。

4.3 業務倒接

開環加節點后可以根據業務總體割接安排，將業務逐一從節點1倒接到節點5上，逐一倒接的優勢是同一時刻只影響某一單個的業務，不會造成業務的大范圍中斷。在業務倒接前確認具備備用通道的業務備用通道正常運行，這樣對業務來講并沒有中斷。

當業務全部倒接到節點5后，節點1上除了直通時隙將不存在任何類型的其他業務，此時節點1相當于一個中繼站，進行開環去節點操作，由于此過程與開環加節點類似，在此不再贅述。

5 結束語

SDH 2.5 G設備的遷改工作是一項艱巨、復雜的任務，這其中包含了對各種業務的核對、割接前進行完善的實驗等過程。所以要集思廣益，在充分的實驗和論證的前提下進行準確的割接，從而提高整個網絡的安全性。

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

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