長昆客專貴州段通信傳輸系統(tǒng)區(qū)間網(wǎng)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(tǒng)區(qū)間網(wǎng)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(tǒng) 保護方式

長昆客專通信傳輸系統(tǒng)承載了全線調(diào)度運營、管理信息等設備的數(shù)據(jù)，也是通信系統(tǒng)最為重要的組成部分。網(wǎng)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(tǒng)區(qū)間網(wǎng)絡保護方式進行介紹。

一、長昆客專傳輸系統(tǒng)

1.1組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

長昆客專傳輸系統(tǒng)采用MSTP技術(shù)，利用鐵路兩側(cè)敷設的光纜構(gòu)建了10G骨干、2.5G車站中繼、622M區(qū)間接入三層網(wǎng)絡，骨干層主要負責業(yè)務的傳送，車站中繼層主要負責業(yè)務的匯聚、接入， 區(qū)間接入層主要負責業(yè)務的接入，網(wǎng)絡構(gòu)成如圖1所示。

1.2網(wǎng)絡保護方式

骨干層網(wǎng)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(qū)間接入采用2纖復用段保護環(huán)。

二、保護方式分析

2.1 保護方式分類

目前鐵路區(qū)間傳輸系統(tǒng)采用的主流保護模式，主要有通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)兩類。

2.2 保護方式原理

2.2.1二纖單向通道保護環(huán)

對于通道保護環(huán)，業(yè)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(huán)上的某一個別通道信號的傳輸質(zhì)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(huán)由兩根光纖組成兩個環(huán)，其中一個為主環(huán)；一個為備環(huán)。通道保護環(huán)的保護功能是通過網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來實現(xiàn)的，也就是支路板將支路上環(huán)業(yè)務“并發(fā)”到主環(huán)、備環(huán)上，兩環(huán)上業(yè)務完全一樣且流向相反，平時網(wǎng)元支路板“選收”主環(huán)下支路的業(yè)務，當發(fā)生斷纖影響主環(huán)業(yè)務時，支路板發(fā)出報警信號，業(yè)務立即切換到選收備環(huán)上，待主環(huán)修復后又切換回主環(huán)。

2.2.2雙纖雙向復用段保護

復用段倒換環(huán)是以復用段為基礎的，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹陀枚涡盘柕馁|(zhì)量決定的。倒換是由字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來啟動的，當復用段出現(xiàn)問題時，環(huán)上整個STM-N或1/2STM-N的業(yè)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(tǒng)為1#—2#STM-1）傳送主用業(yè)務，后半個時隙（例如STM-4系統(tǒng)的3#—4#STM-1）傳送額外業(yè)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(yè)務。在二纖雙向復用段保護環(huán)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(yè)務流向相反。在網(wǎng)絡正常情況下，業(yè)務在主用時隙中傳送，當出現(xiàn)斷纖時，業(yè)務利用保護時隙傳輸。

2.3 兩種保護方式的比較

由根據(jù)以上對2種保護方式進行比較分析：

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

2、復雜性。二纖單向通道保護環(huán)無論從控制協(xié)議的復雜性，還是操作的復雜性來說，都是各種倒換環(huán)中最簡單的，由于不涉及APS的協(xié)議處理過程，因而業(yè)務倒換時間也最短≤25ms。二纖雙向復用段保護環(huán)的控制邏輯則是各種倒換環(huán)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(huán)僅使用已經(jīng)完全規(guī)定好了的通道AIS信號來決定是否需要倒換，與現(xiàn)行SDH標準完全相容，因而也容易滿足多廠家產(chǎn)品兼容性要求。二纖雙向復用段保護環(huán)使用APS協(xié)議決定倒換，而APS協(xié)議尚未標準化，所以復用段倒換環(huán)目前都不能滿足多廠家產(chǎn)品兼容性的要求。

三、長昆線保護方式的選擇與網(wǎng)絡優(yōu)化

3.1 業(yè)務分析

長昆線通信傳輸系統(tǒng)承載主要業(yè)務如下所示：

1、信號系統(tǒng)。業(yè)務有信號CTC、微機監(jiān)測，采用2M環(huán)組網(wǎng)。

2、牽引供電系統(tǒng)。業(yè)務有電化遠動、電化故標、維護，采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)匯聚到電調(diào)中心。

3、電力系統(tǒng)。業(yè)務有電力遠動，采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)匯聚到電調(diào)中心。

4、通信系統(tǒng)。業(yè)務有GSM-R、應急通信、隧道救援電話采用2M環(huán)組網(wǎng)；接入網(wǎng)、區(qū)間電源及環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)匯聚到車站、通信站或區(qū)域節(jié)點。

5、信息系統(tǒng)。業(yè)務有公安、防災、辦公、客票等，采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)分別匯聚到公安處、調(diào)度中心、信息中心等處。

3.2 長昆線選擇保護方式

根據(jù)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(yōu)缺點，對于采用環(huán)形組網(wǎng)分散的業(yè)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(wǎng)業(yè)務集中的業(yè)務，復用段保護環(huán)不具備優(yōu)勢。長昆線作為300km/h標準的客專，信號系統(tǒng)、GSM-R等重要業(yè)務均采用2M環(huán)組網(wǎng)；而且考慮到為未來增加業(yè)務預留更多的傳輸通道，長昆線區(qū)間接入層傳輸系統(tǒng)采用了復用段保護方式。

3.3 方案優(yōu)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(wǎng)時往往會利用鐵路沿線一側(cè)光纜串接分布在鐵路沿線兩側(cè)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(tǒng)承載業(yè)務組網(wǎng)及特點進行了深入分析， 對各業(yè)務組網(wǎng)進行了調(diào)整：①各業(yè)務組網(wǎng)盡量采用環(huán)形組網(wǎng)；②鐵路沿線兩側(cè)光纜分別串接同側(cè)接入點；③各業(yè)務組網(wǎng)時，同側(cè)的接入點利用同側(cè)時隙組網(wǎng)，即鐵路兩側(cè)接入點分業(yè)務分時隙組網(wǎng)。

通過以上方式，長昆客專貴州段通信系統(tǒng)區(qū)間網(wǎng)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(wǎng)絡的安全可靠性。