西山通信系統(tǒng)SDH自愈環(huán)網(wǎng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

彭 俐

西山通信系統(tǒng)SDH自愈環(huán)網(wǎng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

彭 俐①

(山西焦煤西山煤電集團(tuán)公司信息中心)

介紹了SDH自愈環(huán)網(wǎng)的特點(diǎn)及常用的環(huán)網(wǎng)保護(hù)機(jī)制,并結(jié)合西山煤電集團(tuán)公司通信專網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、維護(hù)等實(shí)例,重點(diǎn)對雙纖單向通道保護(hù)進(jìn)行了探討,論述了對于不同SDH網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及如何選擇合適的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式。

SDH(同步數(shù)字傳輸體制);SDH自愈環(huán)網(wǎng);雙纖單向通道保護(hù)環(huán)

近年來,西山煤電集團(tuán)公司的信息化進(jìn)程不斷加快,要求煤炭通信專網(wǎng)不僅能夠提供話音通信業(yè)務(wù),而且還能提供包括視頻、數(shù)據(jù)等其它多種多樣的通信業(yè)務(wù)。這就要求現(xiàn)代化的通信專網(wǎng)向數(shù)字化、綜合化、智能化和個人化方向發(fā)展,傳輸系統(tǒng)的好壞直接制約著通信專網(wǎng)的發(fā)展。為了增加網(wǎng)絡(luò)的可靠性,在網(wǎng)絡(luò)中需要引入冗余設(shè)備以及冗余線路,SDH自愈環(huán)網(wǎng)是典型的利用冗余線路的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

1 自愈環(huán)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)介紹與分析

1)SDH基本概念。SDH(Synchronous Digital Hierachy)全稱叫做同步數(shù)字傳輸體制,是一種數(shù)字信號傳輸?shù)捏w制(協(xié)議)。這種傳輸體制規(guī)范了數(shù)字信號的幀結(jié)構(gòu)、復(fù)用方式、傳輸速率等級、接口碼型等特性。它采用全球統(tǒng)一的接口以實(shí)現(xiàn)設(shè)備多廠家的兼容,在全網(wǎng)范圍實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)一致的管理和操作,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自愈功能,提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。

SDH的網(wǎng)絡(luò)自愈環(huán)保護(hù)與恢復(fù)：當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)安全性越來越受到人們的重視。所謂自愈是指在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障(例如光纖斷)時,無需人為干預(yù),通過保護(hù)倒換的方式,網(wǎng)絡(luò)自動地在極短的時間內(nèi)(ITU-T規(guī)定50 ms以內(nèi))使業(yè)務(wù)從故障中恢復(fù)傳輸,讓用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡(luò)出了故障。

SDH自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可以劃分為兩大類,即通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)。兩者的重要區(qū)別：前者往往使用專用保護(hù),即正常情況下保護(hù)段也在傳輸業(yè)務(wù)信號,保護(hù)時隙為整個環(huán)專用;后者往往使用公用保護(hù),即正常情況下保護(hù)段是空閑的,保護(hù)時隙由每對節(jié)點(diǎn)共享。

2)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式。

a)二纖單向通道保護(hù)環(huán)。二纖單向通道倒換環(huán)使用“首端橋接,末端倒換”結(jié)構(gòu)。二纖單向保護(hù)環(huán)是由2根光纖組成2個環(huán),其中一個為主環(huán)S;另一個為保護(hù)環(huán)P,即工作信號和保護(hù)信號分別由順時針方向的S環(huán)光纖(工作光纖)和逆時針方向的 P環(huán)光纖(保護(hù)光纖)所攜帶。兩環(huán)的業(yè)務(wù)流向相反,通道保護(hù)環(huán)的功能是通過網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來實(shí)現(xiàn)的。

正常情況二纖單向通道環(huán)見圖1,節(jié)點(diǎn)A為交換局L E側(cè)的光線路終端,節(jié)點(diǎn)B,C,D為環(huán)上光網(wǎng)絡(luò)單元。在正常情況下網(wǎng)元A向網(wǎng)元C發(fā)業(yè)務(wù),A將環(huán)業(yè)務(wù)“并發(fā)”到主環(huán)S、保護(hù)環(huán)P上,網(wǎng)元支路板按照信號質(zhì)量優(yōu)劣決定“選收”哪一路作為分路信號。通常,以工作光纖送來的信號為主信號。

故障情況二纖單向通道環(huán)見圖2,當(dāng)BC段光纜被同時切斷,網(wǎng)元A仍然將環(huán)業(yè)務(wù)“并發(fā)”到主環(huán)S、保護(hù)環(huán)P上,兩環(huán)業(yè)務(wù)完全一樣且流向相反。但是網(wǎng)元C收不到從主環(huán)S傳送過來的業(yè)務(wù),只能選收保護(hù)環(huán)P上的業(yè)務(wù)。

圖1 二纖單向通道環(huán)(正常)

圖2 二纖單向通道環(huán)(故障)

b)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。二纖雙向復(fù)用段倒 換環(huán)見圖3。

圖3 二纖雙向復(fù)用段倒換環(huán)(正常)

圖4 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)(故障)

在二纖雙向環(huán)中,每個傳輸方向用一根光纖。正常時,對同一節(jié)點(diǎn)而言,發(fā)送的信號經(jīng)一根光纖沿一個方向(如S1)送出,接收的信號則經(jīng)另一根光纖(如S2)沿另一個方向送來。但是每根光纖上只將一半的容量分配給業(yè)務(wù)通路,另一半容量分配給保護(hù)通路。如S1纖一半容量傳業(yè)務(wù),一半容量留著保護(hù)S2上的業(yè)務(wù),故此纖稱為 S1/P2纖;同理,另一根纖稱為S2/P1纖。正常時,從網(wǎng)元A進(jìn)環(huán)以網(wǎng)元C為目的地的業(yè)務(wù)信號沿S1/P2光纖按順時針方向傳輸,到達(dá)網(wǎng)元C后分路出來。

從網(wǎng)元C進(jìn)環(huán)以網(wǎng)元A為目的地的業(yè)務(wù)信號則沿著S2/P1光纖按逆時針方向傳輸,到達(dá)網(wǎng)元A后分路出來,實(shí)現(xiàn)A、C間雙向通信。每根纖的保護(hù)時隙均空閑。當(dāng)BC網(wǎng)元之間的兩纖斷裂時,見圖4,B、C兩網(wǎng)元靠近中斷側(cè)的倒換開關(guān)。

利用APS協(xié)議執(zhí)行環(huán)回,將 S1/P2纖和 S2/P1纖橋接,A節(jié)點(diǎn)送給C節(jié)點(diǎn)的業(yè)務(wù)信號從A節(jié)點(diǎn)進(jìn)環(huán)后,沿S1/P2光纖到達(dá)B節(jié)點(diǎn),B節(jié)點(diǎn)利用時隙交換技術(shù),將S1/P2上的業(yè)務(wù)時隙轉(zhuǎn)移到S2/P1纖上預(yù)留的保護(hù)時隙,經(jīng)S2/P1纖沿逆時針方向傳送到C節(jié)點(diǎn),經(jīng)橋接開關(guān)后分路出來。在C節(jié)點(diǎn)將從本節(jié)點(diǎn)進(jìn)環(huán)S2/P1光纖送出的業(yè)務(wù)信號時隙轉(zhuǎn)移到S1/P2纖的保護(hù)時隙,沿S1/P2纖傳送到A節(jié)點(diǎn)。當(dāng)故障排除后,倒換開關(guān)將返回其原來的位置。

3)兩種自愈環(huán)的比較及二纖單向通道保護(hù)環(huán)的選用。

a)業(yè)務(wù)容量：二纖單向通道保護(hù)環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量是STM-N,二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)容量為M/2×STM-N。

b)復(fù)雜性：二纖單向通道保護(hù)環(huán)是各種倒換環(huán)中最簡單的,業(yè)務(wù)倒換時間也最短。

c)兼容性：二纖單向通道保護(hù)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(biāo)準(zhǔn)完全相容。

通過以上比較,建議在西山煤電專網(wǎng)的建設(shè)中采用二纖單向通道保護(hù)自愈環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2 SDH自愈環(huán)網(wǎng)在西山煤電通信專網(wǎng)的設(shè)計應(yīng)用

1)環(huán)網(wǎng)建設(shè)主要目標(biāo)和意義。建立以SDH自愈環(huán)為主,PDH星型傳輸網(wǎng)為輔的西山煤電專網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。充分利用SDH傳輸體制在接口規(guī)范、復(fù)用方式、運(yùn)行維護(hù)、網(wǎng)管等方面的優(yōu)勢,克服西山煤電專網(wǎng)原有無保護(hù)、單一的SDH傳輸模式的種種缺陷。確保西山煤電生產(chǎn)、調(diào)度網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩头€(wěn)定。

2)組網(wǎng)方案。將相對重要的站,如西山信息中心、西山信息中心古交分站、官地礦、白家莊礦、西銘礦、杜兒坪礦、馬蘭礦、屯蘭礦、西曲礦、東曲礦、鎮(zhèn)城底礦等納入SDH環(huán)網(wǎng)傳輸范圍,其它站如各選煤廠、各礦及廠調(diào)度以及后續(xù)新建站采用PDH傳輸方式,見圖5,西山信息中心和古交分站建立 STM-16二纖單向通道保護(hù)環(huán)。前山地區(qū)和后山地區(qū)分別建立STM-4二纖單向保護(hù)環(huán)。

圖5 西山地區(qū)組網(wǎng)方案示意圖

3)網(wǎng)管系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)管采用網(wǎng)元級網(wǎng)管系統(tǒng),采用局域網(wǎng)的連接方式與網(wǎng)關(guān)網(wǎng)元連接,接入設(shè)備的管理維護(hù)可納入網(wǎng)管系統(tǒng)。網(wǎng)管系統(tǒng)可提供對OL T、ONU的網(wǎng)絡(luò)管理。管理功能包括：故障管理功能、性能管理功能、業(yè)務(wù)配置管理功能、安全管理功能和計費(fèi)管理功能。

4)系統(tǒng)設(shè)備選用。本網(wǎng)絡(luò)采用華為Optix 2500+SDH傳輸系統(tǒng)和AN-NMS網(wǎng)管系統(tǒng)。Optix 2500+是華為公司開發(fā)的STM-16多業(yè)務(wù)光傳輸系統(tǒng),可接入各種級別的SDH業(yè)務(wù)以及A TM/IP,能方便地實(shí)現(xiàn)傳輸網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)調(diào)度和帶寬管理。

3 結(jié)束語

SDH技術(shù)作為一門新學(xué)科應(yīng)用至今已日趨成熟,如何降低成本,提高網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可靠性是光纖接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的關(guān)鍵。對于節(jié)點(diǎn)數(shù)較多的網(wǎng)絡(luò),首先建立環(huán)形保護(hù)結(jié)構(gòu),采用單向通道倒換環(huán),以減少通道分配的復(fù)雜程度。環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有很高的生存性,網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時間短,具有良好的業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)能力,因而很受網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營部門的歡迎,但采用哪一種保護(hù)類型要根據(jù)本地的業(yè)務(wù)容量、保護(hù)容量、初始成本、靈活性等來決定。

[1] 毛 謙.SDH光傳送剛的保護(hù)倒換[M].武漢：武漢郵電科學(xué)研究院,1994：56-58.

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Design and Implementation of SDH Self-healing Ring Network in Xishan Coal Mine Communication System

Peng Li

Briefly introduces the common protection ways of the SDH self-healing ring network and the characteristics of the SDH protection system,and stresses the dual-fiber unidirectional protection mode by using the example of the SDH network in Xishan coal mine.Discusses how to select the protection mode for a SDH network.

SDH(Synchronous Digital Hierachy);SDH self-healing ring network;Dual-fiber unidirectional path protection ring

TD655

B

1672-0652(2010)01-0022-03

彭 俐 女 1971年出生 2002年畢業(yè)于太原理工大學(xué) 工程師 太原 030053

2009-11-29