SDH自愈环网技术在成都地铁的应用

肖枭

摘 要 针对成都地铁的通信传输系统，文章介绍了同步数字体系自愈环网保护技术的原理及应用，叙述了中兴ZXMP S385传输设备的自愈网络保护性能和系统组网方式。总结出SDH自愈环网技术是成都地铁专用通信传输系统建设中必不可少的一项技术。

关键词 成都地铁；传输系统；ZXMP S385；SDH自愈环网技术

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）211-0148-03

随着城市轨道交通的快速建设，在成都地铁的各系统中，地铁专用通信系统是地铁指挥列车运行、组织运输生产、提高运营管理效率和服务质量的重要手段。地铁传输系统是地铁通信系统的重要子系统之一，也是地铁通信系统中为各子系统提供通道和互联的基础系统。

目前，成都地铁通信系统中采用传输通道的业务主要包括：专用无线系统、专用电话系统、公务电话系统、闭路电视视频监控系统、集中告警系统、广播系统、不间断电源系统、时钟系统等。为了语音、数据及图像的多业务能够快速、高效、可靠的传输，建设一个对重要通道具有备用和自愈功能，易扩容，易升级的通信网就显得至关重要。

1 概述

1.1 SDH技术

通信网络的生存性已成为现代网络规划设计和运行的关键率因素之一，因此对网络自愈功能的要求越来越高。SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是由美国贝尔通信技术研究所提出来的一种同步光网络，具备传输速率高、数字复接能力强、线路传输及交换能力强、组网高度灵活、设备兼容性高、便于统一管理控制等多种优势，是一种智能网的有机结合体[ 1 ]。同时，SDH可对网络进行有效管理、对业务进行实时监控、对动态网络进行维护等多项功能，在不同厂商设备间也能互通，并且具有自愈功能，便于管理和维护，因此非常适合地铁应用，但目前自愈不能通过自身数字处理将具体故障的部件和线路进行修复或更换，只能通过备用或冗余链路、部件将失效的业务恢复，一旦备用或冗余链路、部件再次出现故障，业务就会中断，所以故障点的修复仍需人工干预才能完成，且需及时、准确、高效。

1.2 SDH自愈网的基本概念

当网络出现故障时，设备自身能够在故障点处瞬时完成业务恢复，且在此过程中无需人为干预，即网络的自愈保护功能[ 2 ]。要实现自愈保护功能必须有一个先决条件，即存在冗余路由，实现多路径传输業务，业务由主路切换至冗余路由瞬时完成，以保证业务在传输过程中的连续性。

自愈保护的能力可以通过倒换时间判定，作为ITU-T规定的设备倒换时间门限为50ms，中断时间小于50ms，可以满足多数电路交换网的话带业务和中低速数据业务的质量要求。

1.3 SDH自愈网相关技术

1.3.1 帧结构

在SDH针结构中，信息净负荷中放置STM-N各种业务信息，段开销的作用是对STM-N中所有信号流进行整体监控。再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH）是段开销的两种具体实现形式，二者在于宏观和微观的区别。

1.3.2 SDH复用结构

图1为我国SDH的复用结构示意图，图中容器C用来装载各种速率业务信号的信息结构；虚容器VC与容器C相对应，是支持SDH通道层连接的标准信息结构，完成对装载信号实时性能监控，由信息净负荷和通道开销组成；支路单元TU和支路单元组TUG分别与VC、TU相对应，是提供低阶通道层和高阶通道层之间适配的标准信息结构，完成一级指针定位；管理单元AU和管理单元AUG是提供高阶通道层和复用段层之间适配的标准信息结构。2M的PDH复用进SDH信号过程为C12容器至STM-N路径。

1.4 SDH自愈保护方式

自愈网的分类包括：网络的功能结构划分和网络的物理拓扑划分两类。其中，网络的功能结构划分包括路径保护和子网连接保护；网络的物理拓扑划分包括链型网络业务保护、环型网络业务保护和环间业务保护DNI。本文主要介绍环型网络业务保护中的二纤双向复用段保护环。

复用段保护环，是以复用段为基础，采用倒换的方式进行业务保护，倒换启动机制取决于环上复用段信号质量或局部链路状况（中断），倒换的条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC等出现相应告警信号。倒换的控制命令符合APS协议，由K1、K2（b1—b5）字节实现倒换启动控制，当复用段环上业务出现闪断或中断时，环上受保护业务信号都将切换到冗余链路备用信道上。

图2为二纤双向复用段保护环，A、B、C、D为组成保护环的4个网元，S/P是光纤的主备用业务时隙，正常情况下，S时隙放主用业务，P时隙放其他业务。当业务连接正常时，网元A到网元C的主用业务沿光纤S1/P2放于S1时隙中，其他业务放于P2时隙中，在网元B处进行穿通传到网元C，网元C再从S1、P2两个时隙中分别提取出主用业务和其他业务。反之，网元C到网元A的主用业务沿光纤S1/P2放于S1时隙中，其他业务放于P2时隙中，在网元B处进行穿通传到网元A，网元A再提取相应业务。二纤双向复用段保护环在组网中适用于业务较分散的网络。

2 成都地铁通信系统SDH自愈环组网方式

本文主要针对成都地铁1号线专用通信传输设备中兴ZXMP S385的SDH自愈环组网方式的应用进行了分析，采用二纤双向复用段保护环，跳站相连。以成都地铁1号线OCC1环网组网为例，如图3所示。

每个车站的S385设备上有两对光纤，这两对光纤合成为两根光纤——S1/P2、S2/P1（如图2），这两根光纤不构成主备关系，每根光纤均传输主用业务和其他业务。

如图4所示，网元A通过S1/P2光纤将承载于S1时隙的主用业务传送至网元B，当网元B至网元C之间的光纤路由出现故障，网元B无法继续将业务信息传递给网元C时，网元B进行自愈倒换，将S1/P2光纤中的主用业务瞬时环回到S2/P1光纤中，替换S2/P1光纤P1时隙的其他业务，此时S2/P1光纤中原主用业务仍在S2时隙上。网元B再通过S2/P1光纤穿通网元A、D后将业务传递给网元C，在网元C处要实现A、C间主用业务落地，还需再次执行环回处理，将承载于P1时隙的业务环回给S1时隙，网元C只能提取S1时隙信息。

同理，在网元B、C间光纤路由中断的情况下，要实现网元C至网元B的主用业务传递，需先在网元C处进行自愈倒换，按光纤方向进行主用业务和其他业务替换，即S1/P2光纤中P2时隙的其他业务被替换，再在網元B处进行主用业务落地环回处理。至此完成环网路由出现故障时的自愈功能。

S385设备中的RSEB板为环网提供了内嵌RPR（弹性分组环）二纤复用段共享保护环的工作方式，环网的传输速率为10Gb/s，其RPR环网组网依照业务的实际需求，结构组成了RPR逻辑环网，提高了承载业务的可靠性。RPR逻辑环网为网络自愈提供绕回（Wrapping）和转向（Steering）两种保护方式，自愈保护拖延时间可以设置，从而避免SDH与RPR层间保护倒换的冲突。当RSEB板上承载的业务发生故障或中断时，RPR会自动启动保护倒换功能，保证RSEB板RPR通道内的各种业务不受影响。若环网中各站点RPR逻辑环网保护方式配置不一致，RPR会统一默认设置为Steering保护，并上报网管保护不一致告警提醒用户。

3 结论

SDH具有统一的网络节点接口，标准化的信息结构等级，可应用于多种网络拓扑结构，组网方式也非常灵活，兼容性强。并且SDH的自愈环网保护技术为传输系统中光纤路由故障提供了快速应急处置响应，在50ms以内便可以自动恢复业务，且无需人为干预。

成都地铁正处于快速建设阶段，SDH的自愈环网技术满足在地铁中专用通信传输系统建设的要求，在既有线中已得到全面应用，在新线的传输系统建设中，SDH的自愈环网技术也是必不可少的。

参考文献

[1]景言.论地铁通信传输系统[J].铁道通信信号，2006，42（1）：54-56.

[2]张瑾.地铁传输系统中的新技术应用探讨[J].中国交通信息产业，2008（6）：136-139.