鄧宇

【摘要】 介紹了長昆客專貴州段通信傳輸系統(tǒng)區(qū)間網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方式，分析了各種保護(hù)方式的特點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】 長昆客專 通信 傳輸系統(tǒng) 保護(hù)方式

長昆客專通信傳輸系統(tǒng)承載了全線調(diào)度運(yùn)營、管理信息等設(shè)備的數(shù)據(jù)，也是通信系統(tǒng)最為重要的組成部分。網(wǎng)絡(luò)的安全和可靠性對(duì)鐵路的運(yùn)輸管理至關(guān)重要，本文對(duì)長昆客專貴州段通信傳輸系統(tǒng)區(qū)間網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式進(jìn)行介紹。

一、長昆客專傳輸系統(tǒng)

1.1組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

長昆客專傳輸系統(tǒng)采用MSTP技術(shù)，利用鐵路兩側(cè)敷設(shè)的光纜構(gòu)建了10G骨干、2.5G車站中繼、622M區(qū)間接入三層網(wǎng)絡(luò)，骨干層主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的傳送，車站中繼層主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的匯聚、接入， 區(qū)間接入層主要負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)的接入，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成如圖1所示。

1.2網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式

骨干層網(wǎng)絡(luò)采用4纖復(fù)用段保護(hù)鏈，車站中繼層采用4纖復(fù)用段保護(hù)鏈，區(qū)間接入采用2纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)。

二、保護(hù)方式分析

2.1 保護(hù)方式分類

目前鐵路區(qū)間傳輸系統(tǒng)采用的主流保護(hù)模式，主要有通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)兩類。

2.2 保護(hù)方式原理

2.2.1二纖單向通道保護(hù)環(huán)

對(duì)于通道保護(hù)環(huán)，業(yè)務(wù)的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護(hù)的是STM-N信號(hào)中的某個(gè)VC（某一路PDH信號(hào)），倒換與否按環(huán)上的某一個(gè)別通道信號(hào)的傳輸質(zhì)量來決定的，通常利用收端是否收到簡單的告警信號(hào)來決定該通道是否應(yīng)進(jìn)行倒換。二纖通道保護(hù)環(huán)由兩根光纖組成兩個(gè)環(huán)，其中一個(gè)為主環(huán)；一個(gè)為備環(huán)。通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)功能是通過網(wǎng)元支路板的“并發(fā)選收”功能來實(shí)現(xiàn)的，也就是支路板將支路上環(huán)業(yè)務(wù)“并發(fā)”到主環(huán)、備環(huán)上，兩環(huán)上業(yè)務(wù)完全一樣且流向相反，平時(shí)網(wǎng)元支路板“選收”主環(huán)下支路的業(yè)務(wù)，當(dāng)發(fā)生斷纖影響主環(huán)業(yè)務(wù)時(shí)，支路板發(fā)出報(bào)警信號(hào)，業(yè)務(wù)立即切換到選收備環(huán)上，待主環(huán)修復(fù)后又切換回主環(huán)。

2.2.2雙纖雙向復(fù)用段保護(hù)

復(fù)用段倒換環(huán)是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹?fù)用段信號(hào)的質(zhì)量決定的。倒換是由字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來啟動(dòng)的，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問題時(shí)，環(huán)上整個(gè)STM-N或1/2STM-N的業(yè)務(wù)信號(hào)都切換到備用信道上。復(fù)用段保護(hù)倒換的條件是收到告警信號(hào)。

復(fù)用段保護(hù)將每根光纖的前半個(gè)時(shí)隙（例如STM-4系統(tǒng)為1#—2#STM-1）傳送主用業(yè)務(wù)，后半個(gè)時(shí)隙（例如STM-4系統(tǒng)的3#—4#STM-1）傳送額外業(yè)務(wù)，也就是說一根光纖的保護(hù)時(shí)隙用來保護(hù)另一根光纖上的主用業(yè)務(wù)。在二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)上無專門的主、備用光纖，每一條光纖的前半個(gè)時(shí)隙是主用信道，后半個(gè)時(shí)隙是備信道，兩根光纖上業(yè)務(wù)流向相反。在網(wǎng)絡(luò)正常情況下，業(yè)務(wù)在主用時(shí)隙中傳送，當(dāng)出現(xiàn)斷纖時(shí)，業(yè)務(wù)利用保護(hù)時(shí)隙傳輸。

2.3 兩種保護(hù)方式的比較

由根據(jù)以上對(duì)2種保護(hù)方式進(jìn)行比較分析：

1、業(yè)務(wù)容量（僅考慮主用業(yè)務(wù)）。單向通道保護(hù)環(huán)的最大業(yè)務(wù)容量是STM-N，雙纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)容量為M/2×STM-N（M是環(huán)上節(jié)點(diǎn)數(shù)）。通道保護(hù)環(huán)往往是專用保護(hù)，在正常情況下保護(hù)信道也傳主用業(yè)務(wù)（業(yè)務(wù)的1+1保護(hù)），信道利用率不高。復(fù)用段保護(hù)環(huán)使用公用保護(hù)，正常時(shí)主用信道傳主用業(yè)務(wù)，備用信道傳額外業(yè)務(wù)（業(yè)務(wù)的1：1保護(hù)），信道利用率高，前提是區(qū)間所有的接入點(diǎn)都要利用單側(cè)光纜接入。

2、復(fù)雜性。二纖單向通道保護(hù)環(huán)無論從控制協(xié)議的復(fù)雜性，還是操作的復(fù)雜性來說，都是各種倒換環(huán)中最簡單的，由于不涉及APS的協(xié)議處理過程，因而業(yè)務(wù)倒換時(shí)間也最短≤25ms。二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)的控制邏輯則是各種倒換環(huán)中最復(fù)雜的，倒換時(shí)間也較長≤50ms。

3、兼容性。二纖單向通道保護(hù)環(huán)僅使用已經(jīng)完全規(guī)定好了的通道AIS信號(hào)來決定是否需要倒換，與現(xiàn)行SDH標(biāo)準(zhǔn)完全相容，因而也容易滿足多廠家產(chǎn)品兼容性要求。二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)使用APS協(xié)議決定倒換，而APS協(xié)議尚未標(biāo)準(zhǔn)化，所以復(fù)用段倒換環(huán)目前都不能滿足多廠家產(chǎn)品兼容性的要求。

三、長昆線保護(hù)方式的選擇與網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

3.1 業(yè)務(wù)分析

長昆線通信傳輸系統(tǒng)承載主要業(yè)務(wù)如下所示：

1、信號(hào)系統(tǒng)。業(yè)務(wù)有信號(hào)CTC、微機(jī)監(jiān)測，采用2M環(huán)組網(wǎng)。

2、牽引供電系統(tǒng)。業(yè)務(wù)有電化遠(yuǎn)動(dòng)、電化故標(biāo)、維護(hù)，采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)匯聚到電調(diào)中心。

3、電力系統(tǒng)。業(yè)務(wù)有電力遠(yuǎn)動(dòng)，采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)匯聚到電調(diào)中心。

4、通信系統(tǒng)。業(yè)務(wù)有GSM-R、應(yīng)急通信、隧道救援電話采用2M環(huán)組網(wǎng)；接入網(wǎng)、區(qū)間電源及環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)匯聚到車站、通信站或區(qū)域節(jié)點(diǎn)。

5、信息系統(tǒng)。業(yè)務(wù)有公安、防災(zāi)、辦公、客票等，采用星型組網(wǎng)，數(shù)據(jù)分別匯聚到公安處、調(diào)度中心、信息中心等處。

3.2 長昆線選擇保護(hù)方式

根據(jù)對(duì)保護(hù)方式的分析，可以看出通道保護(hù)、復(fù)用段保護(hù)兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于采用環(huán)形組網(wǎng)分散的業(yè)務(wù)，復(fù)用段保護(hù)相對(duì)通道保護(hù)信道的利用率更高，而對(duì)于采用星形組網(wǎng)業(yè)務(wù)集中的業(yè)務(wù)，復(fù)用段保護(hù)環(huán)不具備優(yōu)勢。長昆線作為300km/h標(biāo)準(zhǔn)的客專，信號(hào)系統(tǒng)、GSM-R等重要業(yè)務(wù)均采用2M環(huán)組網(wǎng)；而且考慮到為未來增加業(yè)務(wù)預(yù)留更多的傳輸通道，長昆線區(qū)間接入層傳輸系統(tǒng)采用了復(fù)用段保護(hù)方式。

3.3 方案優(yōu)化

采用復(fù)用段保護(hù)方式為保證信道利用率最高，在設(shè)計(jì)組網(wǎng)時(shí)往往會(huì)利用鐵路沿線一側(cè)光纜串接分布在鐵路沿線兩側(cè)的接入點(diǎn)（基站、電氣化所亭等），但是這樣就會(huì)引起光纜頻繁的過軌。

那是否可以同時(shí)滿足通道利用率最高，又減少光纜的多次過軌呢？我們對(duì)傳輸系統(tǒng)承載業(yè)務(wù)組網(wǎng)及特點(diǎn)進(jìn)行了深入分析， 對(duì)各業(yè)務(wù)組網(wǎng)進(jìn)行了調(diào)整：①各業(yè)務(wù)組網(wǎng)盡量采用環(huán)形組網(wǎng)；②鐵路沿線兩側(cè)光纜分別串接同側(cè)接入點(diǎn)；③各業(yè)務(wù)組網(wǎng)時(shí)，同側(cè)的接入點(diǎn)利用同側(cè)時(shí)隙組網(wǎng)，即鐵路兩側(cè)接入點(diǎn)分業(yè)務(wù)分時(shí)隙組網(wǎng)。

通過以上方式，長昆客專貴州段通信系統(tǒng)區(qū)間網(wǎng)絡(luò)即保證了通道利用率，又減少過軌30多處（僅貴州以東段），提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安全可靠性。