基于四纤环同步数字传输设备割接问题的探讨

禹 宁，栗华锋

（山西省电力公司电力通信中心，山西 太原 030001）

0 引言

同步数字传输体系SDH（Synchronous Digital Hierarchy）光传输网架是通信网的基石，山西电力通信经过“十五”、“十一五”的飞速发展，现今已建成一套十分完善的SDH网络。基于通信网的不断发展，承载的重要业务也越来越多。业务量成倍增加的同时，也给设备例行检修、迁改工作带来了难度。这其中比较典型的且具有较高难度的就是2.5 G四纤自愈环复用段保护网的设备迁改问题。如何实现四纤环上节点中断的同时对所带业务不产生影响，特别是在通信枢纽节点上对设备进行操作是一个复杂的过程。

1 四纤自愈环的概念

自愈网指的是无需人为干预，网络即可在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络出现故障[1]。自愈网的引入是现代传输网发展的趋向和对质量的要求，是一种改进传输网灵活性和生存性的先进网络拓扑结构。

按照自愈网的定义，自愈网的形式可分为线路保护和环形网保护（自愈环）两种方式[2]。在这里只着重谈一下四纤复用环的原理。

如图1所示，四纤双向复用段保护环采用2根工作光纤（1发1收，S1和S2）和2根保护光纤（1发1收，P1和P2）。其中S1和S2分别沿顺时针和逆时针双向传输业务信号，而P1和P2分别形成对S1和S2的两个方向的保护环，在每一节点上都有相应的倒换开关作为保护倒换之用[1]。

正常情况下，节点A至节点C的信号（AC）沿S1顺时针传至节点C，节点C至节点A的信号（CA）沿S2逆时针传至节点A，P1和P2空闲。当BC节点间光缆被切断时，利用自动保护倒换APS（Automatic Protection Switch）协议，在B和C节点中各有两个倒换开关执行命令，即在B节点，S1和P1沟通，S2和P2沟通，C节点也完成类似功能，其他节点则确保光纤P1和P2上传送的业务信号在本节点完成正常的桥接功能。从图1中所示的信号走向，不难分析出维持信号继续传输的道理。当故障排除后，倒换开关通常返回原来位置[1]。

四纤环特点是时隙可以重复使用，增大了环的传输容量；可以利用保护光纤传送额外业务；可抗多节点失效；兼有段倒换及环倒换的功能，即兼有1+1及二纤复用段环的优点。当单盘或一纤失效，首先是进行区段倒换，与1+1线路保护原理相同，倒换时间短，一般小于30 ms。当光缆中断，会进行环倒换，与二纤复用段环类似，倒换时间较长，但一般小于50 ms[2]。

图1 四纤复用段保护环原理图

2 山西电力光传输网结构

山西电力通信网自2002年建设至今，经过多年的努力，目前已经建成一套坚强、可靠的光传输网络。整个网络根据级别的不同，采用混合速率方式。即以地市公司、500 kV站和重要汇聚型220 kV站为节点组成的2.5 G光传输网为核心网架；以220 kV及以上站组成的两张155 M光传输网为主干网架；还有刚建成的波分光传输系统作为大业务传输的通道。

2.5 G光传输网至2010年底已经建成覆盖全省的四纤自愈环复用段保护环网。整个网络由11个四纤环组成。每个四纤环都有同向1+1保护和逆向环倒换保护组成。这张网络由于处在通信枢纽节点上，所以，它所承载的业务尤为重要，在某个节点进行迁改或应工作需要进行断电的情况下，重要业务是不允许中断或长时间中断的。

3 设备割接原理阐述

通信枢纽节点一般指业务汇聚的站点，特点是处于核心网络中，光方向多，业务承载量大，业务重要性高。由于其运行的重要性，设备遇到迁改等问题时工作的难度大。

山西电力通信系统中采用的是四纤自愈环复用段保护方式，在设备迁改过程中要充分利用四纤环的保护功能。即当一个方向的光缆中断后，四纤环进行环倒换，保证业务的畅通。当某一个节点全部是直通电路，该节点的失效不会影响任何电路。

总体的构想是在四纤环上新增加一个节点，该节点接入四纤环前先将被迁改设备的所有直通电路拷贝至该节点设备中，然后利用四纤环的倒换原理，将该节点串入四纤环内，再将被迁改设备上的“落地”业务逐次割接至该节点，最后再次利用四纤环倒换原理，将被迁改设备退出四纤环，至此工作完毕。

4 设备迁改方案

以通信枢纽机房的改造为例说明，设备的迁改涉及两个四纤环的倒接工作复杂、繁琐。首先利用开环加节点的方式将一个新的站点加入到四纤环中，再将业务逐次倒接到新设备上，当业务全部倒接到新设备上后，再开环去节点，将原有设备退出运行，从而实现迁改目的，见图2、图3、图4。

图2 通信枢纽房设备迁改前结构图

图3 通信枢纽房设备开环加节点后结构图

图4 通信枢纽房设备开环去节点后结构图

4.1 割接前准备工作

a）环上节点无异常告警，环倒换练习可以通过。

b）每个节点的环倒换状态处于正常状态。

c）新节点5的送电，软件设置已经完成：交叉连接，监控通道设置，网元地址（NE Address），环节点图（RingIDMap）。

4.2 四纤环开环加节点实施步骤

4.2.1 核实电路

确认站点1与站点2之间存在的所有电路，且无信号丢失、信号误码、时隙中断等异常告警。在站点5上将这些电路的直通预先全部做好。此项的关键在于将节点1的几百条直通时隙分毫不差的设置到节点5上，这样才能保证开环加节点后业务的正常运行。

4.2.2 执行强制环倒换（站点1与站点2）

先登陆到站点1，确认站点1与站点4之间光口无异常告警。然后在网管上执行强制环倒换命令。需特别注意的是此过程会造成站点1与站点2之间存在的所有电路的瞬间中断，时间小于50 ms，经试验和理论分析表明此过程对目前运行业务不会产生影响。至此已完成四纤环倒换，站点1、2之间已经没有任何业务。

图5 四纤强制倒换图

4.2.3 开环加节点

断开站点1与站点2之间的光纤连接。连接好站点1与站点5之间的光纤，确认两侧收发光功率在允许范围内。连接好站点5与站点2之间的光纤，确认两侧收发光功率在允许范围内。

4.2.4 设置新环节点数据

登陆到环上所有节点，修改各站的环节点图(RingIDMap)至此就搭建了一个新的四纤环。

4.2.5 释放强制环倒换

登陆到站点1，确认站点1与站点5之间光口无异常告警。在网管上执行释放强制环倒换命令。在设备网管上对相应数据进行修改，确认与实际设备数据统一，开环加节点过程完成。

此过程达到的效果是：一方面成功增加一个节点替换被迁改的节点，然后将被迁改节点退出运行就可以了。第二方面将被迁改节点上的直通业务全部割接至新增节点上，至此直通业务的割接工作已经完成。

4.3 业务倒接

开环加节点后可以根据业务总体割接安排，将业务逐一从节点1倒接到节点5上，逐一倒接的优势是同一时刻只影响某一单个的业务，不会造成业务的大范围中断。在业务倒接前确认具备备用通道的业务备用通道正常运行，这样对业务来讲并没有中断。

当业务全部倒接到节点5后，节点1上除了直通时隙将不存在任何类型的其他业务，此时节点1相当于一个中继站，进行开环去节点操作，由于此过程与开环加节点类似，在此不再赘述。

5 结束语

SDH 2.5 G设备的迁改工作是一项艰巨、复杂的任务，这其中包含了对各种业务的核对、割接前进行完善的实验等过程。所以要集思广益，在充分的实验和论证的前提下进行准确的割接，从而提高整个网络的安全性。

［1］ 樊昌信，曹丽娜.通信原理［M］.6.北京：国防工业出版社，2007：373.

［2］ 肖萍萍，周芳.SDH原理与技术［M］.北京：北京邮电大学出版社，2002：54-60.