长昆客专贵州段通信传输系统区间网络保护方式分析

邓宇

【摘要】 介绍了长昆客专贵州段通信传输系统区间网络的保护方式，分析了各种保护方式的特点。

【关键词】 长昆客专 通信 传输系统 保护方式

长昆客专通信传输系统承载了全线调度运营、管理信息等设备的数据，也是通信系统最为重要的组成部分。网络的安全和可靠性对铁路的运输管理至关重要，本文对长昆客专贵州段通信传输系统区间网络保护方式进行介绍。

一、长昆客专传输系统

1.1组网结构

长昆客专传输系统采用MSTP技术，利用铁路两侧敷设的光缆构建了10G骨干、2.5G车站中继、622M区间接入三层网络，骨干层主要负责业务的传送，车站中继层主要负责业务的汇聚、接入， 区间接入层主要负责业务的接入，网络构成如图1所示。

1.2网络保护方式

骨干层网络采用4纤复用段保护链，车站中继层采用4纤复用段保护链，区间接入采用2纤复用段保护环。

二、保护方式分析

2.1 保护方式分类

目前铁路区间传输系统采用的主流保护模式，主要有通道保护环和复用段保护环两类。

2.2 保护方式原理

2.2.1二纤单向通道保护环

对于通道保护环，业务的保护是以通道为基础的，也就是保护的是STM-N信号中的某个VC（某一路PDH信号），倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的，通常利用收端是否收到简单的告警信号来决定该通道是否应进行倒换。二纤通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环；一个为备环。通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环、备环上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务，当发生断纤影响主环业务时，支路板发出报警信号，业务立即切换到选收备环上，待主环修复后又切换回主环。

2.2.2双纤双向复用段保护

复用段倒换环是以复用段为基础的，倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由字节所携带的APS协议来启动的，当复用段出现问题时，环上整个STM-N或1/2STM-N的业务信号都切换到备用信道上。复用段保护倒换的条件是收到告警信号。

复用段保护将每根光纤的前半个时隙（例如STM-4系统为1#—2#STM-1）传送主用业务，后半个时隙（例如STM-4系统的3#—4#STM-1）传送额外业务，也就是说一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务。在二纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤，每一条光纤的前半个时隙是主用信道，后半个时隙是备信道，两根光纤上业务流向相反。在网络正常情况下，业务在主用时隙中传送，当出现断纤时，业务利用保护时隙传输。

2.3 两种保护方式的比较

由根据以上对2种保护方式进行比较分析：

1、业务容量（仅考虑主用业务）。单向通道保护环的最大业务容量是STM-N，双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2×STM-N（M是环上节点数）。通道保护环往往是专用保护，在正常情况下保护信道也传主用业务（业务的1+1保护），信道利用率不高。复用段保护环使用公用保护，正常时主用信道传主用业务，备用信道传额外业务（业务的1：1保护），信道利用率高，前提是区间所有的接入点都要利用单侧光缆接入。

2、复杂性。二纤单向通道保护环无论从控制协议的复杂性，还是操作的复杂性来说，都是各种倒换环中最简单的，由于不涉及APS的协议处理过程，因而业务倒换时间也最短≤25ms。二纤双向复用段保护环的控制逻辑则是各种倒换环中最复杂的，倒换时间也较长≤50ms。

3、兼容性。二纤单向通道保护环仅使用已经完全规定好了的通道AIS信号来决定是否需要倒换，与现行SDH标准完全相容，因而也容易满足多厂家产品兼容性要求。二纤双向复用段保护环使用APS协议决定倒换，而APS协议尚未标准化，所以复用段倒换环目前都不能满足多厂家产品兼容性的要求。

三、长昆线保护方式的选择与网络优化

3.1 业务分析

长昆线通信传输系统承载主要业务如下所示：

1、信号系统。业务有信号CTC、微机监测，采用2M环组网。

2、牵引供电系统。业务有电化远动、电化故标、维护，采用星型组网，数据汇聚到电调中心。

3、电力系统。业务有电力远动，采用星型组网，数据汇聚到电调中心。

4、通信系统。业务有GSM-R、应急通信、隧道救援电话采用2M环组网；接入网、区间电源及环境监控、视频监控采用星型组网，数据汇聚到车站、通信站或区域节点。

5、信息系统。业务有公安、防灾、办公、客票等，采用星型组网，数据分别汇聚到公安处、调度中心、信息中心等处。

3.2 长昆线选择保护方式

根据对保护方式的分析，可以看出通道保护、复用段保护两种方式各有优缺点，对于采用环形组网分散的业务，复用段保护相对通道保护信道的利用率更高，而对于采用星形组网业务集中的业务，复用段保护环不具备优势。长昆线作为300km/h标准的客专，信号系统、GSM-R等重要业务均采用2M环组网；而且考虑到为未来增加业务预留更多的传输通道，长昆线区间接入层传输系统采用了复用段保护方式。

3.3 方案优化

采用复用段保护方式为保证信道利用率最高，在设计组网时往往会利用铁路沿线一侧光缆串接分布在铁路沿线两侧的接入点（基站、电气化所亭等），但是这样就会引起光缆频繁的过轨。

那是否可以同時满足通道利用率最高，又减少光缆的多次过轨呢？我们对传输系统承载业务组网及特点进行了深入分析， 对各业务组网进行了调整：①各业务组网尽量采用环形组网；②铁路沿线两侧光缆分别串接同侧接入点；③各业务组网时，同侧的接入点利用同侧时隙组网，即铁路两侧接入点分业务分时隙组网。

通过以上方式，长昆客专贵州段通信系统区间网络即保证了通道利用率，又减少过轨30多处（仅贵州以东段），提高了整个网络的安全可靠性。