民航傳輸網絡E1信號自動切換系統優化的研究

楊蓉 陜西省蓮湖區民航西北空管局通信網絡中心

1 傳輸網絡主備傳輸的現狀

1.1 雙環網傳輸方式

目前國內大部分民航傳輸專網都建有SDH光環網，目前的民航專網中，主備傳輸網基于穩定性、可靠性，延時性的要求，主備的SDH網絡之間E1的傳輸延時差較少，低于50ms。滿足傳輸的要求。架構采用雙SDH/MSTP網絡，較少采用SDH/MSTP＋微波/無線方式。

實際情況下，不是每一個SDH設備都處于環網里。在一些地域廣闊，通信線路比較長的臺站建網，不但投資大，需要的光纜資源多，而且施工周期長。因此一些臺站形成了一條鏈狀網絡。這些站點就失去了自愈保護功能，當傳輸鏈網的其中一段光纜出現故障時，自己和后續站點不能正常工作，業務將受到影響。

1.2 SDH/MSTP＋微波/無線傳輸方式

為了防止鏈網的傳輸風險，民航通信保護主要采取以下兩種措施預防：方式一是主備設備同時采用光纖的傳輸方法，但光纖的路由方式是相同的。方式二是主設備采用傳輸方式。由于方式一采用主、備相同路由同步傳輸，就等于2套系統同時運行，需要占用一定的資源。同時故障發現及時性不好，系統的安全性較差。而方式二（如圖1）是采用“一地一空”兩種不同方式路由進行傳輸，兩個不同路由的E1通過一個自動切換裝置保護起來，使得系統保護性能、安全能性更高，維護簡單方便，完全自動切換。

圖1 SDH/MSTP＋微波/無線方式

2 E1自動切換系統

為了確保重要信號傳輸的可靠性，通過增加備用無線傳輸路由來保障安全，兩路信號平時工作狀態為SDH傳輸，一旦出現傳輸質量的下降，由系統內部的切換裝置自動選擇更高質量路由傳輸。工作原理基本如下：

如果當前正在傳輸路由發生LOS、LOF、AIS中任何一類告警，E1無損傷自動切換裝置可在30ms內通過程序控制，無損傷及自動的切換到另一路由。同時系統還支持軟件或人工強行切換功能，當在主用線路出現故障時設備可自動或人工無損傷的切換到備用路由上，保證業務不受任何影響。系統只需占用任意1組空閑的E1，無需對現有的傳輸設備進行任何修改。最重要的系統必須具有掉電直通功能，當切換設備電源都同時出故障，設備將自動短路到主用通道，就等于設備變成了一條直通線，數據繼續透傳下去。

3 E1自動切換系統優化思路

3.1 問題產生的原因

該系統將一個E1信號同步向兩個E1通道發送，接收側優選其中一個E1通道進行接收。該系統解決了通信中E1通道的穩定可靠性，并預防因E1通道出現中斷或者誤碼導致信號傳輸故障。

傳輸線路的遠近、傳輸設備的處理過程、傳輸線路的容量與流量，信號質量等會產生時延。而且，增加了E1通道自動切換裝置的同時也增加了E1線路延時，特別在系統繼電保護等延時敏感型業務會頻繁觸發后續系統的倒換工作。實際工作中問題出現了：SDH/MSTP＋微波/無線傳輸方式的，因為傳輸方式的不同，產生時延問題會導致系統的頻繁誤切換。

3.2 問題解決的一種思路

通道延時雙向一致性是保證兩側保護裝置采樣同步的前提。為了預防主備傳輸通道的延時不一致，我們引用了緩沖器的概念:在數據傳輸中，用來彌補不同數據處理速率速度差距的存儲裝置叫做緩沖器。把緩沖器數據存放到緩沖器中的技術叫做緩沖。一般情況Buffer的size是可以設置的（如表1），根據不同的用途，需要對大小進行調節。

表1 Buffer容量

一個在E1通道自動切換裝置中對兩條線路的數據都需要增加可編程Buffer，該Buffer的作用是存儲用戶及線路上的數據，并獲取Buffer上數據的時延差，達到用戶側數據的雙向通道延時一致。該系統將一個E1信號同步向兩個E1線路發送，通過兩端安裝buffer，基本上解決了因為傳輸通道的不同產生的時延問題。并預防因E1通道出現中斷或者誤碼導致信號傳輸故障。該系統解決了整個網絡中E1通道的穩定性和可靠性。

4 總結

傳輸網絡故障保護倒換的時間，隨著保護技術的不斷完善，目前各廠家都能控制在30ms以內。因此通過以上的分析，在民航通信系統末端增加E1通道自動切換裝置，不僅實現了對繼電保護業務的在線保護，同樣也依據E1通道自動切換系統中的Buffer將雙線路的延時差控制在0～32ms，實現主備傳輸網的E1信號同步，防止因傳輸網信號延時引起信號的一系列誤動。不但給一線設備運維單位減輕了維護的壓力，同時大大加強了民航傳輸網絡的系統安全。

[1]鄭天良.配線架保安單元存在問題的探討[J]. 電力系統通信,2001,

[2]李樂平. 微波傳輸系統切換開關備份電源及告警電路[J].電子產品維修與制作,1998,(12).