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【摘要】本文对同步数字传输体制中自愈环及其生存性和网络互通进行了简要介绍,重点对通道自愈环的特点及环网保护机制原理及应用进行了探讨。并根据电力系统通信的特点,与通道自愈环相比,着重在特点、原理等方面进行了论述。最后针对通道环的不足,建议在解决实际工作中的相关故障时,应尽可能在低成本的情况下把通道自愈环与其它保护方法综合起来使用。
【关键词】同步数字传输 自愈环 通道保护 复用段保护 数字交叉连接器 分叉复用器
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)02(a)-0153-02
1 引言
随着信息时代的来临,通信业务量逐年增长,网络规模不断扩大。SDH技术,以其传输速率高、传输容量大、设备兼容性及自愈能力强、上下电路灵活、测试和管理开销丰富等PDH无法比拟的优越性,已成为电信发展的热点。这意味着越来越多的业务量被集中到更少的路径中,若一根光纤被切断,对通信造成的损失很大,所以对SDH更多的要考虑生存性问题。自愈是生存性网络最突出的特点。这里的自愈,是指网络具有对某些局部失败,无需人为干预就能自动选择替代路由,重新配置业务并建立通信的能力,使用户感觉不到网络曾出现故障。但这里所说的自愈网只能建立通信,对于具体电路的修复或元器件的更换,则需要人工的干预才能完成。目前自愈环的结构种类很多,按接收和发送信号的传输方向可分为单向环和双向环;按结构可分为通道保护环和复用段保护环。不同的自愈环,不仅保护机理不同,其应用场合、复杂性、兼容性等都有不同之处。下面主要介绍通道保护环原理及应用。
2 通道保护环
它采用“首端桥接,末端倒换”的结构[3],是否进行保护倒换要根据出、入环的个别通道信号质量的优劣来决定。常用的通道保护环有二纤单向通道保护环和二纤双向通道保护环两种。
2.1 二纤单向通道保护环
业务的保护是以通道(VC-12)为基础的,即保护的是STM-N信号中的某一路PDH信号(例如某个2Mbit/s信号),它走分离路由(注:ABCD四个点按照逆时针组成环,A到C的业务流向是A-B-C,C到A的业务流向是C-B-A,这种业务流向称为一致路由,反之,C到A的业务流向是C-D-A,这种业务流向称为分离路由)。每两个节点间由两根光纤相连,其中S1为主光纤,其信号也为主信号,P1为备光纤。两个环上的业务流向相反,且环上都为单向业务。单向通道保护环的保护功能是通过“双发选收”功能来实现的。即某节点同时向主光纤S1、备光纤P1上发送完全一样的业务,实现“双发”,但流向相反。本文以环中网元A与C之间互通业务为例,具体说明二纤单向通道保护环保护机理[2]。
2.1.1 网络正常工作
如图1(a)所示,环中A与C之间互通业务,当A发送业务给C时,将业务“双发”到光纤S1和P1上。即A发送到主光纤S1上的业务,经过B到达C。节点A发送到备光纤P1上的业务,经过D到达C。C直接从主光纤S1上接收业务;反之当C发送业务给A时,同理进行“双发选收”。
2.1.2 网络发生故障
如图1(b)所示,如B与C之间的光纤断裂。如果A向C发送业务,则仍然实行“双发”制,但由于B与C之间光纤断裂,所以业务不能到达C;而节点A发送到备光纤P1上的业务,经过D顺利到达C;这时C发生倒换(倒换时间ITU-T规定在50ms以内,一些厂家的设备可在15ms以内完成倒换)。即接收备光纤P1上的业务(图中用红线表示)。当网络恢复正常一段时间后,C将被切回到主光纤S1上,网络恢复到正常的工作状态。反之当C发送业务给A时,C发送到主光纤S1上的业务,经过D到达A;这时A可从主光纤S1上接收业务,即使备光纤P1上的业务传送失败,对A没有任何影响。
2.2 二纤双向通道保护环
它可分为1＋1和1:1两种方式[1]。1＋1方式与单向通道环型自愈网基本相同(双发选收),只是走一致路由,其主要优点是可利用相关设备在无保护环或同样ADM设备应用于干线场合下,具有通道再利用的功能,从而增加总的分插业务量。二纤双向通道环型自愈网也可采用1:1方式,可在保护通道中传输额外业务量,只是在故障出现时,才从工作通道转向保护通道。这种方式的优点是:可传输额外业务量、可选较短路由、易于查找故障,且可由1:1方式进一步演变成M:N方式,由用户决定只对哪些业务实施保护,无需保护的通道可在节点间重新启用,从而大大提高可用业务容量。其代价是:需要采用APS协议,需要由网管系统进行管理,保护和恢复时间大大增加。它的每两个节点间由两根光纤组成,其中S1、S2为主光纤,P1、P2为备光纤。本文仍以环中网元A与C之间互通业务为例,具体说明二纤双向通道保护环1＋1方式保护机理。
2.2.1 网络正常工作
如图2(a)所示,环中A与C之间互通业务,原理同二纤单向通道环类似。
2.2.2 网络发生故障
如图2(b)所示,如B与C之间的光纤断裂。如果A向C发送业务,原理同二纤单向通道环类似,反之当C发送业务给A时,C发送到主光纤S2上的业务,由于B与C之间光纤断裂,所以业务不能到达A;而C发送到备光纤P2上的业务,经过D顺利到达A;这时A发生倒换,即接收备光纤P2上的业务(图中用红线表示)。
3 通道保护环的应用
通道保护环采用“双发选收”的方式,与现行的SDH标准完全兼容,很容易满足多厂家产品兼容性要求,不需使用APS倒换协议,它组网简单成本低,倒换速度快,特别适用于用户网,尤其适用于环内节点较少或业务集中、网络总业务量不大的场合,即各个节点皆和中心节点发生业务往来,而彼此之间的业务量较少,一般县局间的通信就属于此种情况。其级别多为STM－1或STM－4(即155系统或622系统)。
例图3,四川省叙永县SDH本地网采用SCT2500设备,它采用二纤单向通道保护环,业务传输速率为:622Mb/s,当业务增大时,网络能在线升级到2.5Gb/s系统。每一个站点安装一个ADM(在电信网络的接点上,经常需要把部分信号流从节点上“分”出来,或把某些信号流“插”进网络传输系统。这种可以把信号分出来,插进去的设备叫做“分插复用器”,也可以叫做“上下复用器”。)负责分插信号。叙永为业务集中站,“东发西收”(即收发不一致路由)的原则,业务光纤的方向为逆时针,保护光纤的方向为顺时针。以叙永与向林互通业务为例进行分析。
正常情况下,当叙永发送业务给向林时,将业务“双发”到通往兴隆的业务光纤(主光纤)和通往马岭的保护光纤(备光纤)上,两根光纤上所传的业务相同但流向相反。即叙永发送到业务光纤上的业务,依次经过兴隆、天沁、水尾,然后到达向林。叙永发送到保护光纤上的业务,依次经过马岭、江门,然后到达向林。向林直接从业务光纤上接收业务;反之当向林发送业务给叙永时,原理相同。
若水尾和天池的业务光纤中断,此时经叙永发送到业务光纤上的业务不能到达向林,而叙永发送到保护光纤上的业务,经过马岭、江门顺利到达向林;这时向林发生倒换,即接收保护光纤上的业务。当网络恢复正常一段时间后再切回到业务光纤上,网络恢复到正常的工作状态。反之当向林发送业务给叙永时,向林发送到业务光纤上的业务,经江门、马岭顺利到达叙永,这时叙永可从业务光纤上接收业务,因此,即使保护光纤上的业务传送失败,对叙永没有任何影响。
4 结论
在SDH自愈环中如果仅有少数处故障,如目前各地在施工建设过程中,挖断光缆的情况时有发生,这时自愈环快速实现网络的业务保护倒换,使通信正常。若出现多处故障,如地震导致大部分线路中断,就可能无法实现业务保护功能。这提醒人们,对自愈网的建设要尽可能在低成本的情况下配置环交环,环带链等复杂网络,或与DXC等其它保护相结合来加强网络的保护功能,同时保证网络安全不能一味地依赖网络本身的自愈功能。除了采用具备自愈功能的网络外,还应加强对光缆的监测及监控,提高传输网络的预告警能力,并且还应加强对传输网络的管理,尽量避免传输网络出现故障。
参考文献
[1] 徐俭.浅议自愈网技术原理及应用[J].有线电视技术,2004,(14).
[2] 张翠芳,朱莉娟,钱学荣.SDH网中二纤单向通道保护环的自愈功能及应用[J].电信技术,2002,(3).
[3] 张翠芳.自愈环的二纤单向通道环和二纤双向复用段环[J].电信快报,2002,(7).
【关键词】同步数字传输 自愈环 通道保护 复用段保护 数字交叉连接器 分叉复用器
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2009)02(a)-0153-02
1 引言
随着信息时代的来临,通信业务量逐年增长,网络规模不断扩大。SDH技术,以其传输速率高、传输容量大、设备兼容性及自愈能力强、上下电路灵活、测试和管理开销丰富等PDH无法比拟的优越性,已成为电信发展的热点。这意味着越来越多的业务量被集中到更少的路径中,若一根光纤被切断,对通信造成的损失很大,所以对SDH更多的要考虑生存性问题。自愈是生存性网络最突出的特点。这里的自愈,是指网络具有对某些局部失败,无需人为干预就能自动选择替代路由,重新配置业务并建立通信的能力,使用户感觉不到网络曾出现故障。但这里所说的自愈网只能建立通信,对于具体电路的修复或元器件的更换,则需要人工的干预才能完成。目前自愈环的结构种类很多,按接收和发送信号的传输方向可分为单向环和双向环;按结构可分为通道保护环和复用段保护环。不同的自愈环,不仅保护机理不同,其应用场合、复杂性、兼容性等都有不同之处。下面主要介绍通道保护环原理及应用。
2 通道保护环
它采用“首端桥接,末端倒换”的结构[3],是否进行保护倒换要根据出、入环的个别通道信号质量的优劣来决定。常用的通道保护环有二纤单向通道保护环和二纤双向通道保护环两种。
2.1 二纤单向通道保护环
业务的保护是以通道(VC-12)为基础的,即保护的是STM-N信号中的某一路PDH信号(例如某个2Mbit/s信号),它走分离路由(注:ABCD四个点按照逆时针组成环,A到C的业务流向是A-B-C,C到A的业务流向是C-B-A,这种业务流向称为一致路由,反之,C到A的业务流向是C-D-A,这种业务流向称为分离路由)。每两个节点间由两根光纤相连,其中S1为主光纤,其信号也为主信号,P1为备光纤。两个环上的业务流向相反,且环上都为单向业务。单向通道保护环的保护功能是通过“双发选收”功能来实现的。即某节点同时向主光纤S1、备光纤P1上发送完全一样的业务,实现“双发”,但流向相反。本文以环中网元A与C之间互通业务为例,具体说明二纤单向通道保护环保护机理[2]。
2.1.1 网络正常工作
如图1(a)所示,环中A与C之间互通业务,当A发送业务给C时,将业务“双发”到光纤S1和P1上。即A发送到主光纤S1上的业务,经过B到达C。节点A发送到备光纤P1上的业务,经过D到达C。C直接从主光纤S1上接收业务;反之当C发送业务给A时,同理进行“双发选收”。
2.1.2 网络发生故障
如图1(b)所示,如B与C之间的光纤断裂。如果A向C发送业务,则仍然实行“双发”制,但由于B与C之间光纤断裂,所以业务不能到达C;而节点A发送到备光纤P1上的业务,经过D顺利到达C;这时C发生倒换(倒换时间ITU-T规定在50ms以内,一些厂家的设备可在15ms以内完成倒换)。即接收备光纤P1上的业务(图中用红线表示)。当网络恢复正常一段时间后,C将被切回到主光纤S1上,网络恢复到正常的工作状态。反之当C发送业务给A时,C发送到主光纤S1上的业务,经过D到达A;这时A可从主光纤S1上接收业务,即使备光纤P1上的业务传送失败,对A没有任何影响。
2.2 二纤双向通道保护环
它可分为1＋1和1:1两种方式[1]。1＋1方式与单向通道环型自愈网基本相同(双发选收),只是走一致路由,其主要优点是可利用相关设备在无保护环或同样ADM设备应用于干线场合下,具有通道再利用的功能,从而增加总的分插业务量。二纤双向通道环型自愈网也可采用1:1方式,可在保护通道中传输额外业务量,只是在故障出现时,才从工作通道转向保护通道。这种方式的优点是:可传输额外业务量、可选较短路由、易于查找故障,且可由1:1方式进一步演变成M:N方式,由用户决定只对哪些业务实施保护,无需保护的通道可在节点间重新启用,从而大大提高可用业务容量。其代价是:需要采用APS协议,需要由网管系统进行管理,保护和恢复时间大大增加。它的每两个节点间由两根光纤组成,其中S1、S2为主光纤,P1、P2为备光纤。本文仍以环中网元A与C之间互通业务为例,具体说明二纤双向通道保护环1＋1方式保护机理。
2.2.1 网络正常工作
如图2(a)所示,环中A与C之间互通业务,原理同二纤单向通道环类似。
2.2.2 网络发生故障
如图2(b)所示,如B与C之间的光纤断裂。如果A向C发送业务,原理同二纤单向通道环类似,反之当C发送业务给A时,C发送到主光纤S2上的业务,由于B与C之间光纤断裂,所以业务不能到达A;而C发送到备光纤P2上的业务,经过D顺利到达A;这时A发生倒换,即接收备光纤P2上的业务(图中用红线表示)。
3 通道保护环的应用
通道保护环采用“双发选收”的方式,与现行的SDH标准完全兼容,很容易满足多厂家产品兼容性要求,不需使用APS倒换协议,它组网简单成本低,倒换速度快,特别适用于用户网,尤其适用于环内节点较少或业务集中、网络总业务量不大的场合,即各个节点皆和中心节点发生业务往来,而彼此之间的业务量较少,一般县局间的通信就属于此种情况。其级别多为STM－1或STM－4(即155系统或622系统)。
例图3,四川省叙永县SDH本地网采用SCT2500设备,它采用二纤单向通道保护环,业务传输速率为:622Mb/s,当业务增大时,网络能在线升级到2.5Gb/s系统。每一个站点安装一个ADM(在电信网络的接点上,经常需要把部分信号流从节点上“分”出来,或把某些信号流“插”进网络传输系统。这种可以把信号分出来,插进去的设备叫做“分插复用器”,也可以叫做“上下复用器”。)负责分插信号。叙永为业务集中站,“东发西收”(即收发不一致路由)的原则,业务光纤的方向为逆时针,保护光纤的方向为顺时针。以叙永与向林互通业务为例进行分析。
正常情况下,当叙永发送业务给向林时,将业务“双发”到通往兴隆的业务光纤(主光纤)和通往马岭的保护光纤(备光纤)上,两根光纤上所传的业务相同但流向相反。即叙永发送到业务光纤上的业务,依次经过兴隆、天沁、水尾,然后到达向林。叙永发送到保护光纤上的业务,依次经过马岭、江门,然后到达向林。向林直接从业务光纤上接收业务;反之当向林发送业务给叙永时,原理相同。
若水尾和天池的业务光纤中断,此时经叙永发送到业务光纤上的业务不能到达向林,而叙永发送到保护光纤上的业务,经过马岭、江门顺利到达向林;这时向林发生倒换,即接收保护光纤上的业务。当网络恢复正常一段时间后再切回到业务光纤上,网络恢复到正常的工作状态。反之当向林发送业务给叙永时,向林发送到业务光纤上的业务,经江门、马岭顺利到达叙永,这时叙永可从业务光纤上接收业务,因此,即使保护光纤上的业务传送失败,对叙永没有任何影响。
4 结论
在SDH自愈环中如果仅有少数处故障,如目前各地在施工建设过程中,挖断光缆的情况时有发生,这时自愈环快速实现网络的业务保护倒换,使通信正常。若出现多处故障,如地震导致大部分线路中断,就可能无法实现业务保护功能。这提醒人们,对自愈网的建设要尽可能在低成本的情况下配置环交环,环带链等复杂网络,或与DXC等其它保护相结合来加强网络的保护功能,同时保证网络安全不能一味地依赖网络本身的自愈功能。除了采用具备自愈功能的网络外,还应加强对光缆的监测及监控,提高传输网络的预告警能力,并且还应加强对传输网络的管理,尽量避免传输网络出现故障。
参考文献
[1] 徐俭.浅议自愈网技术原理及应用[J].有线电视技术,2004,(14).
[2] 张翠芳,朱莉娟,钱学荣.SDH网中二纤单向通道保护环的自愈功能及应用[J].电信技术,2002,(3).
[3] 张翠芳.自愈环的二纤单向通道环和二纤双向复用段环[J].电信快报,2002,(7).