長昆客專貴州段通信傳輸系統區間網絡保護方式分析

鄧宇

【摘要】 介紹了長昆客專貴州段通信傳輸系統區間網絡的保護方式，分析了各種保護方式的特點。

【關鍵詞】 長昆客專 通信 傳輸系統 保護方式

長昆客專通信傳輸系統承載了全線調度運營、管理信息等設備的數據，也是通信系統最為重要的組成部分。網絡的安全和可靠性對鐵路的運輸管理至關重要，本文對長昆客專貴州段通信傳輸系統區間網絡保護方式進行介紹。

一、長昆客專傳輸系統

1.1組網結構

長昆客專傳輸系統采用MSTP技術，利用鐵路兩側敷設的光纜構建了10G骨干、2.5G車站中繼、622M區間接入三層網絡，骨干層主要負責業務的傳送，車站中繼層主要負責業務的匯聚、接入， 區間接入層主要負責業務的接入，網絡構成如圖1所示。

1.2網絡保護方式

骨干層網絡采用4纖復用段保護鏈，車站中繼層采用4纖復用段保護鏈，區間接入采用2纖復用段保護環。

二、保護方式分析

2.1 保護方式分類

目前鐵路區間傳輸系統采用的主流保護模式，主要有通道保護環和復用段保護環兩類。

2.2 保護方式原理

2.2.1二纖單向通道保護環

對于通道保護環，業務的保護是以通道為基礎的，也就是保護的是STM-N信號中的某個VC（某一路PDH信號），倒換與否按環上的某一個別通道信號的傳輸質量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的告警信號來決定該通道是否應進行倒換。二纖通道保護環由兩根光纖組成兩個環，其中一個為主環；一個為備環。通道保護環的保護功能是通過網元支路板的“并發選收”功能來實現的，也就是支路板將支路上環業務“并發”到主環、備環上，兩環上業務完全一樣且流向相反，平時網元支路板“選收”主環下支路的業務，當發生斷纖影響主環業務時，支路板發出報警信號，業務立即切換到選收備環上，待主環修復后又切換回主環。

2.2.2雙纖雙向復用段保護

復用段倒換環是以復用段為基礎的，倒換與否是根據環上傳輸的復用段信號的質量決定的。倒換是由字節所攜帶的APS協議來啟動的，當復用段出現問題時，環上整個STM-N或1/2STM-N的業務信號都切換到備用信道上。復用段保護倒換的條件是收到告警信號。

復用段保護將每根光纖的前半個時隙（例如STM-4系統為1#—2#STM-1）傳送主用業務，后半個時隙（例如STM-4系統的3#—4#STM-1）傳送額外業務，也就是說一根光纖的保護時隙用來保護另一根光纖上的主用業務。在二纖雙向復用段保護環上無專門的主、備用光纖，每一條光纖的前半個時隙是主用信道，后半個時隙是備信道，兩根光纖上業務流向相反。在網絡正常情況下，業務在主用時隙中傳送，當出現斷纖時，業務利用保護時隙傳輸。

2.3 兩種保護方式的比較

由根據以上對2種保護方式進行比較分析：

1、業務容量（僅考慮主用業務）。單向通道保護環的最大業務容量是STM-N，雙纖雙向復用段保護環的業務容量為M/2×STM-N（M是環上節點數）。通道保護環往往是專用保護，在正常情況下保護信道也傳主用業務（業務的1+1保護），信道利用率不高。復用段保護環使用公用保護，正常時主用信道傳主用業務，備用信道傳額外業務（業務的1：1保護），信道利用率高，前提是區間所有的接入點都要利用單側光纜接入。

2、復雜性。二纖單向通道保護環無論從控制協議的復雜性，還是操作的復雜性來說，都是各種倒換環中最簡單的，由于不涉及APS的協議處理過程，因而業務倒換時間也最短≤25ms。二纖雙向復用段保護環的控制邏輯則是各種倒換環中最復雜的，倒換時間也較長≤50ms。

3、兼容性。二纖單向通道保護環僅使用已經完全規定好了的通道AIS信號來決定是否需要倒換，與現行SDH標準完全相容，因而也容易滿足多廠家產品兼容性要求。二纖雙向復用段保護環使用APS協議決定倒換，而APS協議尚未標準化，所以復用段倒換環目前都不能滿足多廠家產品兼容性的要求。

三、長昆線保護方式的選擇與網絡優化

3.1 業務分析

長昆線通信傳輸系統承載主要業務如下所示：

1、信號系統。業務有信號CTC、微機監測，采用2M環組網。

2、牽引供電系統。業務有電化遠動、電化故標、維護，采用星型組網，數據匯聚到電調中心。

3、電力系統。業務有電力遠動，采用星型組網，數據匯聚到電調中心。

4、通信系統。業務有GSM-R、應急通信、隧道救援電話采用2M環組網；接入網、區間電源及環境監控、視頻監控采用星型組網，數據匯聚到車站、通信站或區域節點。

5、信息系統。業務有公安、防災、辦公、客票等，采用星型組網，數據分別匯聚到公安處、調度中心、信息中心等處。

3.2 長昆線選擇保護方式

根據對保護方式的分析，可以看出通道保護、復用段保護兩種方式各有優缺點，對于采用環形組網分散的業務，復用段保護相對通道保護信道的利用率更高，而對于采用星形組網業務集中的業務，復用段保護環不具備優勢。長昆線作為300km/h標準的客專，信號系統、GSM-R等重要業務均采用2M環組網；而且考慮到為未來增加業務預留更多的傳輸通道，長昆線區間接入層傳輸系統采用了復用段保護方式。

3.3 方案優化

采用復用段保護方式為保證信道利用率最高，在設計組網時往往會利用鐵路沿線一側光纜串接分布在鐵路沿線兩側的接入點（基站、電氣化所亭等），但是這樣就會引起光纜頻繁的過軌。

那是否可以同時滿足通道利用率最高，又減少光纜的多次過軌呢？我們對傳輸系統承載業務組網及特點進行了深入分析， 對各業務組網進行了調整：①各業務組網盡量采用環形組網；②鐵路沿線兩側光纜分別串接同側接入點；③各業務組網時，同側的接入點利用同側時隙組網，即鐵路兩側接入點分業務分時隙組網。

通過以上方式，長昆客專貴州段通信系統區間網絡即保證了通道利用率，又減少過軌30多處（僅貴州以東段），提高了整個網絡的安全可靠性。