SDH系統自愈環網保護倒換時間測試方法分析

張海燕+肖世忱+王軍

摘 要：為準確獲取SDH傳輸系統自愈環網的保護倒換時間，在分析SDH設備啟動保護倒換機制、保護倒換時間測試原理以及儀表測試保護倒換時間機制的基礎上，搭建實驗系統并對通過模擬信號丟失故障來觸發倒換的多種方法進行分析驗證。測試結果顯示串入光衰模擬線路中斷的測試方法所得結果的穩定性與實際性能的接近程度最好，可為后續保護倒換時間的實際測試工作提供參考。

關鍵詞：SDH系統 自愈環網 保護倒換 業務中斷

中圖分類號：TN914.332 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）08（b）-0006-03

業務快速自愈能力是SDH（同步數字體系）傳輸系統強大優勢之一[1]。保護倒換時間是衡量SDH傳輸系統性能的重要指標，研究如何間接測試業務中斷時間來近似地實現對系統保護倒換時間的測試十分必要。本文通過搭建實驗系統對不同測試方法下SDH設備啟動保護倒換的測試結果進行分析比較，確定出符合傳輸專業要求的合理、穩定的測試方法。

1 SDH保護倒換測試原理

1.1 SDH保護倒換機制

SDH傳輸系統實施保護倒換基于系統能夠檢測到SF（信號失效）或SD（信號劣化），當且僅當SF/SD得到確認后，系統才開始啟動保護倒換。

SDH傳輸系統保護倒換過程如圖1所示。（1）尾端檢測到故障，向首端發出保護倒換請求信號；（2）首端進行橋接和倒換并回送確認信號；（3）尾端收到確認信號，完成橋接和倒換并回送狀態消息。如有需要首端節點進行倒換操作結束整個過程。

1.2 SDH保護倒換時間測試難點

業務中斷時間包含保護倒換的時間與SF/SD檢測時間，如圖2所示。其中SF/SD故障檢測時間由SF和SD兩類事件觸發，保護倒換時間由保護電路上各節點的協議處理時間決定。

業務中斷時間的測量可以通過檢測故障過程中PRBS出現差錯或業務中斷產生的相關告警時長獲得，只要SF/SD檢測時間足夠短或具有確定值，則測量業務中斷時間的方法可以通過盡可能地減少甚至消除SF/SD檢測時間來達到準確測試保護倒換時間的目的。

1.3 儀表測試保護倒換時間的機制

使用傳輸分析儀表測試過程為：在一端支路信號中通過儀表注入相應的PRBS測試序列，另一端進行環回，中間配置好工作路由和保護路由，測試連接關系如圖3所示。進行保護倒換時間的測試時，人為迫使SDH設備啟動保護倒換。利用傳輸分析儀表通過檢測PRBS測試序列的突發誤碼或產生的相關告警歷時來對業務中斷時間或保護倒換時間進行測試。由于背景誤碼的存在會影響測試結果的準確度，因此采用誤碼差錯監測方式，必須確保測試系統之前工作正常、無任何誤碼發生。

2 SDH保護倒換時間測試方法

為了使測試結果盡可能接近實際的保護倒換時間，可以考慮減少或消除與SD/SF檢測相關的不確定性，本文主要通過模擬信號丟失故障來觸發倒換。

2.1 拔纖模擬主線路中斷

通過手工拔斷被測業務信號所經主用路由光纖，迫使SDH傳輸系統將業務切換到備用路由。但光纖線路上光功率衰耗依賴于拔纖的速度，進而影響了SF/SD的檢測時間，拔纖速度的不確定性造成了測試結果的不確定性。

2.2 關閉設備激光器

關閉當前主路由所經某一節點設備對應線路板激光器或拔出單板，模擬節點失效或在線路中引入信號丟失告警進行測試。拔出單板的方式與拔纖模擬中斷的方式相似，為了將測試誤差主要歸于設備的響應時間最好通過軟件控制激光器關閉。

2.3 加入光衰減器模擬主線路中斷

在主路由中串入可調光衰減器，通過開關光閘來模擬信號通斷。此方法誤差主要來源于受可調光衰減器衰減速度影響SF/SD 檢測時間的不確定性。此法測試結果是否準確主要取決于光衰減器的衰耗滾降特性是否陡峭，如果非常陡峭則結果一致性就比較好，否則誤差將可能非常大。使用具備開關特性的光衰減器一致性和穩定性應該更好。

3 保護倒換時間測試方法對比驗證

本文搭建如圖4所示的實驗系統。系統配置為子網連接保護，拖延時間默認設置為0。圖中節點A為OMS1684設備，節點B、C為UC設備（OMS1200系列），各節點設備間使用光口互連，其中UC設備只配置了1條交叉連接，而OMS1684業務配置較多。為使驗證實驗盡量接近實際情況，利用現有儀表分別從拔纖中斷、關閉激光器、串入光衰關閉激光器以及軟件控制等四個方面進行了測試。

3.1 拔纖中斷主線路

通過拔纖模擬線路中斷產生信號丟失告警，主要進行雙向協議測試，測試結果如表1所示。

從測試數據看測試結果的穩定性不好，ERR時間尤其長，大部分都不滿足ITU-T標準。這樣的測試結果驗證了先前所提出的拔纖速率會影響業務中斷時間測試的分析。

3.2 關閉激光器

通過軟件關閉激光器的方式模擬節點故障。這里直接使用馬可尼專有的雙向協議，只要有故障，兩端同時切換至worker或protection。測試結果如表2所示。

測試數據顯示測試結果的穩定性不好，各事件測試一致性也存在偏差，ERR測試事件時間也不穩定。由于測試時間可能包括檢測時間、命令發送時間、激光器關閉時間，測試結果具有不可預見性。

3.3 軟件控制強制切換

利用網管的軟件切換功能進行強制切換，測試的時間雖然不包括告警檢測時間，但是會引入命令發送及響應時間，不確定性較大。測試結果如表3所示。

從測試結果看，軟件控制強制切換穩定性不好，不是每次切換都能測試到中斷時長，而且各事件測試一致性比較差，尤其是ERR事件時間較長。

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光衰，設置采用單向或雙向協議測試，通過開關光閘的方式模擬線路通斷，測試結果如表4所示。

從測試結果可知這種方式測試穩定性比較好，各個事件時長的一致性也比較好，ERR事件與其它事件時間相差不大，選取ERR事件時間作為倒換時間更能準確反映實際業務受影響程度。雖然有部分測試指標超出標稱值，但是反映了系統的實際性能。分析原因主要是因為OMS1684目前承載業務較多，在該節點進行判斷切換時需要記入處理時間。根據目前我們的儀表配置情況，這種方法測試結果的穩定性以及與實際性能的接近程度都很好，便于規范化操作。

4 結語

業務中斷測試是一種獨立于網元設計的簡單透明的技術，可以得出終端用戶可信的結果。通過實驗驗證對比分析多種通過模擬信號丟失故障來觸發系統倒換的方法，發現串入光衰模擬線路中斷測試方法所得測試結果的穩定性與實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行多次測試選取平均值的方式，來獲得SDH傳輸系統保護倒換時間的近似結果。

參考文獻

[1] 白靜茹.SDH自愈環的設計與改進[D].北京郵電大學，2010.

[2] 吳彥文，鄭大力.光網絡的生存性技術[M].北京郵電大學出版社，2013.endprint