采用自愈環保護技術優化寧局鐵路傳輸網絡

楊海燕

（南寧鐵路局電務處，工程師，廣西 南寧 530000）

鐵路傳輸網絡作為鐵路通信業務的承載平臺，不僅要為鐵路運輸提供高質量的電路，還應具有高可靠性和安全性，具備抵御網絡中斷的能力，特別是抗多點故障的能力。然而，南寧鐵路局管內的湘桂線、焦柳線、黔桂線、黎湛線傳輸系統，在建成初期均為無保護鏈結構，中繼層及接入層傳輸系統基本上都是使用同一徑路的同一光纜里的光纖進行連接。由于鏈狀組網安全性很低，線路上或是單站設備一旦發生問題，相鄰兩站間的業務必定受到影響，對鐵路運輸及安全影響很大。因此，如何對這些鏈狀組網線路的傳輸網絡進行業務保護是當時亟待解決的問題。

采用敷設不同路徑光纜的方式，可以解決鏈狀網絡形成自愈環的問題，但這樣做的缺點是投資大，工期長，實施的可能性不高。在這種情況下，把思路轉到利用當時新建的其它傳輸網絡資源上，即利用西南環波分傳輸系統對湘桂線（柳州至永州段）、焦柳線、黔桂線進行優化改造，形成2個二纖復用段（MSP）保護環；利用桂東南環SDH傳輸系統及廣湛線SDH傳輸系統對黎湛線進行優化改造，形成2個二纖雙向通道（PP）保護環，以滿足優化組網需求。

1 自愈保護環工作機理

自愈的概念就是當網絡發生故障時，無需人工干預，即可在極短的時間內從失效故障中自動恢復所攜帶的業務，使用戶感覺不到網絡已出了故障。

1.1 二纖雙向通道保護環保護機理 二纖雙向通道倒換環的保護方式，是基于“并發優收”的原則，以PATH-AIS為倒換依據，不需啟動APS協議。二纖雙向通道保護環如圖1所示。

圖1 二纖雙向通道保護環示意圖

正常時，信號AC在在發端同時饋入S1與P1光纖（雙發），沿 S1（A→B→C）與P1（A→D→C）到達 C站，收端選收S1。信號CA同理。當B，C間的光纜被切斷，AC間業務在C節點由于來自S1光纖的AC信號（A→B→C）丟失，所以倒換開關轉向P1光纖（A→D→C）接收信號。

同理，在節點A接收從P2光纖來的CA業務信號C→B→A轉為C→D→A。

二纖雙向通道保護環的優點是可靠性高，保護動作影響小；保護倒換時間和恢復時間一般均小于15 ms，缺點是業務容量低。

1.2 二纖雙向復用段保護環保護機理 該保護環由S1/P2與S2/P1計2根光纖組成（見圖2）。每根光纖傳輸容量的一半為工作通道（S），一半為保護通道（P），且為另一根光纖工作通道提供反方向保護。

圖2 二纖雙向復用段保護環示意圖

在網絡正常時，業務信號AC在S1/P2光纖的工作通道S1沿順時針方向即A→B→C；同理，業務信號CA在S2/P1光纖的工作通道S2沿逆時針方向即C→B→A。當B，C間光纜被切斷，在B，C點中的倒換開關利用時隙交換技術執行交叉連接：B節點把AC業務從S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆時針方向即A→B→A→D→C傳輸；C節點把CA業務從S2通道交叉到P2通道，并使其沿順時針方向即C→D→A傳輸。

二纖雙向復用段保護環的優點，能重復使用節點間時隙，使整個環的傳輸容量增加；備用通道PI，P2可傳送額外業務。其缺點是需啟動APS協議，且需執行交叉連接功能以致倒換速度較慢。

2 傳輸網絡的優化

2.1 湘桂線及焦柳線的優化 湘桂線（柳州至永州段）與焦柳線在柳州交會，湘桂線的永州及焦柳線的懷化之間經衡陽、株洲有西南環波分系統。因此，可利用該系統在永州至懷化間提供1個波道將2個站點連通，同時在柳州傳輸機房將湘桂線的柳州網元和焦柳線的柳州網元用STM-16光口將中繼層互連，從而組成二纖雙向復用段保護環。

改造前，需要在西南環永州至懷化間波分設備上擴容波道，增加相應的OUT單板并進行硬件連接。在網管上開啟復用段保護倒換協議及設置相關數據。

湘桂線及焦柳線改造后的網絡結構如圖3所示。

圖3 改造后湘桂線、焦柳線傳輸網結構圖

柳州、融安、靖州、黔城、懷化、鹿寨、永福、桂北、興安等13個站組成傳輸中繼層的二纖雙向復用段保護環。當環網中任意一點出現故障時，APS協議啟動，斷點相鄰2站執行交叉連接動作，將原承載在主用通道上的業務自動切換至備用通道，從而保證業務不受影響。接入層小站則利用復用段保護環主用通道上的8#VC4與其自身的STM-1系統組成二纖雙向通道保護環，解決了原來組網中采用同一路徑光纜中的不同纖芯組成虛擬的通道保護環，纖纜中斷時業務仍然得不到保護的問題。

2.2 黔桂線的優化 黔桂線柳州至貴陽間經南寧、昆明可以利用西南環波分系統1個波道組成二纖雙向復用段保護環。改造前，同樣需要在西南環波分設備上擴容波道以及在網管上設置相關數據。

黔桂線改造后的網絡結構如圖4所示。柳州、宜山、河池、南丹、都勻、貴陽等9個站組成傳輸中繼層的二纖雙向復用段保護環。接入層小站利用復用段保護環的主用通道中的8#VC4與其自身的STM-1系統組成二纖雙向通道保護環。保護機制與湘桂線、焦柳線的一致，這里不再贅述。

圖4 改造后黔桂線傳輸網結構圖

2.3 黎湛線的優化 黎湛線黎塘至玉林、玉林至湛江間分別可以利用桂東南環SDH、廣湛線傳輸系統提供的155M電路組成雙向通道保護環。

改造前，需要對SDH設備進行擴容，分別在桂東南環、廣湛線SDH傳輸系統的黎塘、玉林、湛江、柳州站點上增加155M光接口板進行硬件連接。然后，將黎湛線上重要2M電路的保護路徑，由原來的同纜中繼層VC4上，調整至優化后提供新路由的155M電路上。

黎湛線改造后的網絡結構如圖5所示。

圖5 改造后黎湛線傳輸網結構圖

黎塘至玉林間通過桂東南環SDH傳輸系統黎塘至柳州的155M電路及廣湛線SDH系統柳州至玉林間的155M電路相連，組成黎湛線傳輸系統黎塘至玉林間的二纖雙向通道保護環；玉林至湛江間通過廣湛線上與其不同徑路的155M電路相連，組成玉林至湛江間的二纖雙向通道保護環。這2個保護環都是通過黎湛線接入層STM-4系統中的1#VC4與使之形成保護的不同路徑的155M電路通過網管數據配置形成的。也就是說，我們將黎湛線上的重要業務移至1#VC4，環中業務均設置為“并發”（向2個方向同時發送）。因此，當環上出現任意一點故障時，在接收處將自動選擇接收環網另一方向正常業務，從而保證了承載業務的安全。

3 結束語

通過對湘桂線、焦柳線、黔桂線、黎湛線的傳輸網絡不同情況，分別采用不同技術組建自愈保護環。在優化改造后，網絡安全性能得到大幅提高。據統計，光纜線路及設備出現多次故障，均沒有對保護業務造成影響。同時，在一些有計劃的光纜改遷施工和設備故障處理中，充分利用環網的自愈保護功能，給各項施工及檢修工作帶來極大的便利。通過網絡改造，網絡資源得以優化整合及充分利用，網絡的安全性和可靠性得到極大程度的提升。在體會到網絡優化的優點的同時，也逐漸發現改造中存在的不足，主要是湘桂線與焦柳線共同組網造成網絡節點較多，環網偏大，不利于網絡上資源的充分利用。目前寧局在建的貴廣鐵路、湘桂線擴能改造項目均與焦柳線、即有湘桂線中繼層傳輸節點三江站、桂林北站同址，可利用上述2個項目建設的光纜及傳輸資源，將湘桂線、焦柳線組成的自愈環拆分為2個獨立的自愈環，更有利于維護管理及資源利用。