陳麗霞， 范士勇， 王 虹

(河北大學(xué) a. 電子信息工程學(xué)院；b.河北省數(shù)字醫(yī)療工程重點實驗室；c.計算中心，河北 保定 071002)

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基于ZXMP S325的自愈環(huán)設(shè)計

陳麗霞a,b， 范士勇c， 王 虹a,b

(河北大學(xué) a. 電子信息工程學(xué)院；b.河北省數(shù)字醫(yī)療工程重點實驗室；c.計算中心，河北 保定 071002)

自愈環(huán)因其具有自動故障恢復(fù)、高可靠性、組網(wǎng)靈活、實現(xiàn)簡單等特點，使其成為SDH網(wǎng)絡(luò)最常用的組網(wǎng)方案，從而在電信傳輸網(wǎng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。從理論和應(yīng)用設(shè)計兩個角度，闡述了自愈環(huán)的工作原理，論證了自愈環(huán)在實際組網(wǎng)應(yīng)用的必要性和重要性。在現(xiàn)有實驗室的條件下，設(shè)計出一個常用通道保護自愈環(huán)。

SDH； 自愈環(huán)； 通道保護

0 引 言

在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展下，現(xiàn)代社會對通信的依賴性越來越大，對通信質(zhì)量的要求也越來越高。社會各行各業(yè)都離不開信息，要求通信網(wǎng)絡(luò)能及時準(zhǔn)確地傳遞信息，而網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔⒃絹碓蕉?，傳輸信號的速率也越來越快，一旦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障將對整個社會造成極大的損失，因此如何提高網(wǎng)絡(luò)的生存性是迫切要考慮的重要問題[1]。

隨著經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，一方面從客觀上推進對于無線通信質(zhì)量需求的提升，另一方面使得提供優(yōu)質(zhì)可靠的無線通信從技術(shù)上成為可能。同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)就是在這樣的背景下產(chǎn)生的[2]。SDH的技術(shù)特點在于以不同速度的數(shù)位信號的傳輸提供相應(yīng)等級的信息結(jié)構(gòu)，包括復(fù)用方法和映射方法，以及相關(guān)的同步方法組成的一個技術(shù)體制，而其中確保通話可靠性的自愈環(huán)技術(shù)，成為SDH一個不能忽視的領(lǐng)域[3]。

1 環(huán)形網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)保護方式

SHR自愈環(huán)結(jié)構(gòu)可分為兩大類，即通道保護環(huán)和復(fù)用段保護環(huán)。在通道保護環(huán)中，業(yè)務(wù)信息的保護是以每個通道為基礎(chǔ)的，倒換與否按離開環(huán)的某一通道信號質(zhì)量的優(yōu)劣而定[4]。而在復(fù)用段保護環(huán)中，倒換是以每一對節(jié)點間的復(fù)用段信號質(zhì)量為基礎(chǔ)的，當(dāng)復(fù)用段有故障，在故障范圍內(nèi)整個線路倒換到保護回路[5]。一般通道保護環(huán)使用專用保護，復(fù)用段保護環(huán)使用共享保護。在共享保護中，正常的情況下，保護段是空閑的，保護時隙由每對節(jié)點共享[6]。

從進入環(huán)的支路信號與由該支路信號分路節(jié)點返回的支路信號方向是否相同來區(qū)分，又可分為單向環(huán)和雙向環(huán)。單向環(huán)中所有業(yè)務(wù)信號按同一方向在環(huán)中傳輸(逆時針或順時針)；而雙向環(huán)中進入環(huán)的支路信號和由該支路信號分路節(jié)點返回的支路信號按相反的方向傳輸[7]。若按照一對節(jié)點間所用光纖的最小數(shù)量來分，還可以劃分為2纖環(huán)和4纖環(huán)。但通常情況下，通道保護環(huán)只工作在單向2纖方式，而復(fù)用段保護環(huán)既可以工作在單向方式也可以工作在雙向方式，既可用2纖方式又可用4纖方式[8]。SDH自愈環(huán)的分類如圖1所示。

圖1 自愈環(huán)保護方式分類

SDH傳送網(wǎng)的自愈環(huán)各具特點，可以適用于不同的網(wǎng)絡(luò)，最常用的是2纖雙向通道保護環(huán)和2纖雙向復(fù)用段共享保護環(huán)[9]。通道保護環(huán)(單向或雙向)因?qū)崿F(xiàn)簡單，它利用“雙發(fā)選收”的方式，而且不使用APS倒換協(xié)議，倒換速度快，所以適用于業(yè)務(wù)量集中的場合，即各個節(jié)點都和中心節(jié)點發(fā)生業(yè)務(wù)往來，彼此之間的業(yè)務(wù)量較少[10]。本實驗重點研究的就是通道保護自愈環(huán)。

2 實驗室條件

2.1 硬件條件

本實驗室有3臺ZXMP S325光傳輸設(shè)備，分別在實驗中充當(dāng)網(wǎng)元A,B,C。通過全面分析網(wǎng)絡(luò)接入層對全業(yè)務(wù)、大容量的需求，結(jié)合目前各運營商大量MSTP設(shè)備的現(xiàn)狀，中興通訊推出了適合網(wǎng)絡(luò)平滑演進、高集成度、大容量、兼容型全業(yè)務(wù)接入平臺—ZXMP S325。新一代緊湊型全業(yè)務(wù)接入設(shè)備 ZXMPS 325，特別適合于 3G 基站業(yè)務(wù)接入、大客戶業(yè)務(wù)接入、固網(wǎng) IP 業(yè)務(wù)接入等場合[11]。

2.2 軟件條件

ZXONM E300網(wǎng)管軟件由圖形界面GUI、管理者Manager、數(shù)據(jù)庫Database、網(wǎng)元Agent 4部分組成。當(dāng)使用軟件時這4個部分是相互配合的。GUI用戶界面,位于網(wǎng)元/子網(wǎng)管理層，在GUI使用過程中通過Manager從數(shù)據(jù)庫中提取動態(tài)的網(wǎng)管數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫Database,位于網(wǎng)元/子網(wǎng)管理層主要完成存儲功能，例如界面和管理功能模塊的信息查詢，配置、告警等信息；網(wǎng)元Agent位于網(wǎng)元層，代表光傳輸設(shè)備[12]。

ZXONM E300作為網(wǎng)管軟件能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的管理功能，包括用戶登錄、退出、備份/恢復(fù)數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)元NCP數(shù)據(jù)設(shè)置、日志管理等。安裝過程中根據(jù)組網(wǎng)的不同需要，我們可以讓功能都安裝在一臺或者多臺計算機上[13]。ZXONM E300的網(wǎng)管結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 網(wǎng)管結(jié)構(gòu)

(1) 設(shè)備層(MCU)。負(fù)責(zé)監(jiān)視單板，包括單板的告警及性能狀況。

(2) 網(wǎng)元層(NE)。設(shè)備運行正常時監(jiān)控網(wǎng)元告警，在設(shè)備上電時進行配置處理。

(3) 網(wǎng)元管理層(Manager)?？刂坪蛥f(xié)調(diào)網(wǎng)元。

(4) 子網(wǎng)管理層。通過網(wǎng)元管理系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)元的配置、維護命令[14]。

3 二纖雙向通道保護環(huán)

實驗室中只有3臺ZXMP S325設(shè)備，最多只能組建3個網(wǎng)元。在本實驗室實驗條件下，用E300軟件建立了1個二纖雙向通道環(huán)自愈環(huán)。

(1) 單板配置。根據(jù)組網(wǎng)和業(yè)務(wù)要求，對網(wǎng)元進行單板配置：用E300軟件建立三個網(wǎng)元A,B,C。根據(jù)實驗室硬件設(shè)備設(shè)置網(wǎng)元屬性，配置單板。

(2) 通道連接。根據(jù)實際傳輸設(shè)備連接關(guān)系建立網(wǎng)元的光纖鏈路連接。網(wǎng)元A、B間為2M雙向業(yè)務(wù)，網(wǎng)元A和網(wǎng)元 B之間的直聯(lián)路由作為工作通道，網(wǎng)元A經(jīng)網(wǎng)元C到網(wǎng)元B的路由作為保護通道。

(3) 時鐘源及公務(wù)配置。選定網(wǎng)元，在工具欄窗口中，單擊工具條中相應(yīng)的按鈕或者選擇菜單設(shè)備管理→公共管理→公務(wù)配置，彈出公務(wù)配置對話框。實驗中網(wǎng)元A,B,C的公務(wù)號碼分別配置為是101,102,103。為防止公務(wù)成環(huán)，為網(wǎng)元A 配置公務(wù)控制點[15]。

(4) 業(yè)務(wù)配置，先配置工作通道，再配置保護通道。綠色的線表示時隙線，藍色的線表示保護線，白色實線表示已確定但未下發(fā)的時隙配置線。三個網(wǎng)元時隙配置如表1～3所示。

表1 網(wǎng)元A、B時隙配置表

表2 網(wǎng)元A、B保護時隙配置表

表3 網(wǎng)元C時隙配置表

(5) 連接硬件設(shè)備，調(diào)試。E300軟件顯示提示連接成功后，分別下載A,B,C網(wǎng)元的數(shù)據(jù)庫，通過撥打光傳輸設(shè)備上的公務(wù)電話測試鏈路是否暢通，3臺光傳輸設(shè)備分別對應(yīng)A,B,C 3個網(wǎng)元，所以3臺光傳輸設(shè)備的電話號碼分別是#888101，#888102，#888103。用光傳輸設(shè)備1的電話撥打#888102，機柜2的電話響鈴，撥打#888103，光傳輸設(shè)備3的電話響鈴，證明鏈路是連通的。然后用軟件控制B網(wǎng)元對A發(fā)出一個告警，A成功接收，證明信息可以在網(wǎng)元間傳送。

下面證明自愈環(huán)的自愈功能。把A網(wǎng)元對應(yīng)的光傳輸設(shè)備8槽位的光纖斷開(見圖3)，機柜響起警報，這時觀察拓?fù)鋱D上A,B之間的連線變成紅色虛線(見圖4)。從A網(wǎng)元發(fā)出告警，B仍同時能夠接收到A發(fā)出的告警信號，證明了本實驗設(shè)置的通道保護自愈環(huán)的自愈功能有效,實驗成功[16]。

4 結(jié) 語

利用中興通信公司生產(chǎn)的ZXMP S325設(shè)備，結(jié)合E300網(wǎng)管軟件設(shè)計了光傳輸環(huán)形組網(wǎng)及自愈環(huán)的設(shè)計。使學(xué)生熟悉掌握了基本的光傳輸設(shè)備的性能，通過實驗驗證了自愈環(huán)的重要性。分析研究發(fā)現(xiàn)通道保護倒換環(huán)的業(yè)務(wù)信息保護是以每個通道為基礎(chǔ)的，根據(jù)環(huán)內(nèi)每個通道信號質(zhì)量的優(yōu)劣決定是否進行倒換。通道保護倒換環(huán)使用專用保護，即正常情況下保護段也在傳送業(yè)務(wù)信號，并且采用“雙發(fā)選收”的方式，實現(xiàn)簡單，倒換速度快。

圖4 A,B間連線變?yōu)榧t色虛線

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The Design of Self-healing Ring Based on ZXMP S325

CHENLi-xiaa,b,FANShi-yongc,WANGHonga,b

(a.College of Electronic and Information Engineering;b.Key Laboratory of Digital Medical Engineering of Hebei Province;c.Computer Center, Hebei University, Baoding 071002, China)

Because self-healing ring has very good qualities such as automatic fault recovery, high reliability, flexible networking and easy to implement, it becomes the most commonly networking scheme in SDH network. From the working principle and design of the self-healing ring, we demonstrate the necessity and importance of self-healing ring in the actual networking application. Finally, under the condition of our laboratory, we design a common used self-healing ring.

SDH: self-healing ring; path protection

2014-10-27

國家自然科學(xué)基金(61204079)；河北省自然科學(xué)基金項目(F2013201170)；河北省自然科學(xué)基金(F2013201196)；河北省教育廳項目(QN2014222)；河北省高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究重點項目(ZD2014008)

陳麗霞(1982-),女,河北廊坊人，碩士,實驗師，研究方向：電子與通信。

Tel.:0312-5079368;15233750161；E-mail:153615650@qq.com

TN 914

A

1006-7167(2015)05-0090-03