民航傳輸網(wǎng)絡E1信號自動切換系統(tǒng)優(yōu)化的研究

楊蓉 陜西省蓮湖區(qū)民航西北空管局通信網(wǎng)絡中心

1 傳輸網(wǎng)絡主備傳輸?shù)默F(xiàn)狀

1.1 雙環(huán)網(wǎng)傳輸方式

目前國內大部分民航傳輸專網(wǎng)都建有SDH光環(huán)網(wǎng)，目前的民航專網(wǎng)中，主備傳輸網(wǎng)基于穩(wěn)定性、可靠性，延時性的要求，主備的SDH網(wǎng)絡之間E1的傳輸延時差較少，低于50ms。滿足傳輸?shù)囊蟆＜軜嫴捎秒pSDH/MSTP網(wǎng)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(huán)網(wǎng)里。在一些地域廣闊，通信線路比較長的臺站建網(wǎng)，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(wǎng)絡。這些站點就失去了自愈保護功能，當傳輸鏈網(wǎng)的其中一段光纜出現(xiàn)故障時，自己和后續(xù)站點不能正常工作，業(yè)務將受到影響。

1.2 SDH/MSTP＋微波/無線傳輸方式

為了防止鏈網(wǎng)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(tǒng)同時運行，需要占用一定的資源。同時故障發(fā)現(xiàn)及時性不好，系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)

為了確保重要信號傳輸?shù)目煽啃裕ㄟ^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(tài)為SDH傳輸，一旦出現(xiàn)傳輸質量的下降，由系統(tǒng)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(fā)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(tǒng)還支持軟件或人工強行切換功能，當在主用線路出現(xiàn)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(yè)務不受任何影響。系統(tǒng)只需占用任意1組空閑的E1，無需對現(xiàn)有的傳輸設備進行任何修改。最重要的系統(tǒng)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(shù)據(jù)繼續(xù)透傳下去。

3 E1自動切換系統(tǒng)優(yōu)化思路

3.1 問題產(chǎn)生的原因

該系統(tǒng)將一個E1信號同步向兩個E1通道發(fā)送，接收側優(yōu)選其中一個E1通道進行接收。該系統(tǒng)解決了通信中E1通道的穩(wěn)定可靠性，并預防因E1通道出現(xiàn)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(chǎn)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(tǒng)繼電保護等延時敏感型業(yè)務會頻繁觸發(fā)后續(xù)系統(tǒng)的倒換工作。實際工作中問題出現(xiàn)了：SDH/MSTP＋微波/無線傳輸方式的，因為傳輸方式的不同，產(chǎn)生時延問題會導致系統(tǒng)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(shù)據(jù)傳輸中，用來彌補不同數(shù)據(jù)處理速率速度差距的存儲裝置叫做緩沖器。把緩沖器數(shù)據(jù)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(jù)不同的用途，需要對大小進行調節(jié)。

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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)，并獲取Buffer上數(shù)據(jù)的時延差，達到用戶側數(shù)據(jù)的雙向通道延時一致。該系統(tǒng)將一個E1信號同步向兩個E1線路發(fā)送，通過兩端安裝buffer，基本上解決了因為傳輸通道的不同產(chǎn)生的時延問題。并預防因E1通道出現(xiàn)中斷或者誤碼導致信號傳輸故障。該系統(tǒng)解決了整個網(wǎng)絡中E1通道的穩(wěn)定性和可靠性。

4 總結

傳輸網(wǎng)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(tǒng)末端增加E1通道自動切換裝置，不僅實現(xiàn)了對繼電保護業(yè)務的在線保護，同樣也依據(jù)E1通道自動切換系統(tǒng)中的Buffer將雙線路的延時差控制在0～32ms，實現(xiàn)主備傳輸網(wǎng)的E1信號同步，防止因傳輸網(wǎng)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(wǎng)絡的系統(tǒng)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(tǒng)通信,2001,

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