同步數(shù)字傳輸自愈網(wǎng)及其在軌道交通中

1、同步數(shù)字傳輸自愈網(wǎng)及其在軌道交通中    摘要介紹了同步數(shù)字分級(jí)傳輸(sdh) 的特點(diǎn),比較了四種不同的sdh 自愈網(wǎng)的機(jī)理、特性及適用環(huán)境,結(jié)合軌道交通中通信業(yè)務(wù)的特點(diǎn),提出了適合軌道交通傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)組成方式:對(duì)于單條或幾條軌道交通線,宜采用二行通道保護(hù)環(huán),當(dāng)軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)時(shí),可采用二行復(fù)用段保護(hù)環(huán)。 關(guān)鍵詞同步數(shù)字分級(jí)系統(tǒng),自愈網(wǎng),軌道交通 1 同步數(shù)字分級(jí)傳輸系統(tǒng)( sd h) 的優(yōu)點(diǎn)1) 兼容性不同廠家的設(shè)備在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)互通,避免在管區(qū)交界處或由于選用不同廠家的設(shè)備而帶來互不相通的麻煩。2) 靈活性上下通路不需要在ddf 架上人工跳接,只

2、需用軟件控制直接上下,通路組織非常靈活方便。3) 可靠性保護(hù)能力強(qiáng),用sdh 設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)多層次的保護(hù),如:中繼段保護(hù)、復(fù)用段保護(hù)、通路保護(hù)等。4) 簡(jiǎn)便性在用sdh 設(shè)備組成了sdh 網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)也建立了一個(gè)sdh 管理網(wǎng)絡(luò),用戶只需操縱網(wǎng)管終端就可實(shí)現(xiàn)對(duì)所建sdh 網(wǎng)絡(luò)的管理,包括故障定位與報(bào)告、性能分析與報(bào)告、安全控制、通路配置等,維護(hù)非常簡(jiǎn)便。為此,傳輸網(wǎng)一般選用成熟的sdh 組網(wǎng),在軌道交通中亦是如此。2 四種sd h 環(huán)形自愈網(wǎng)的比較      所謂自愈網(wǎng),指的是無需人為干預(yù),網(wǎng)絡(luò)即可在極短的時(shí)間內(nèi)從失效故障中自動(dòng)恢復(fù)所攜帶的

3、業(yè)務(wù),使用戶感覺不到網(wǎng)絡(luò)出了故障。環(huán)形網(wǎng)保護(hù)一般是指采用adm 組成環(huán)形網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自愈的一種方式,稱為自愈環(huán)。自愈環(huán)按光纖數(shù)量可分為二纖環(huán)和四纖環(huán);按接收和發(fā)送信號(hào)的傳輸方向可分為單向環(huán)和雙向環(huán);按結(jié)構(gòu)可分為通道保護(hù)環(huán)和復(fù)用段保護(hù)環(huán)。以下比較四種不同sdh 環(huán)形自愈網(wǎng)的原理及應(yīng)用環(huán)境。2. 1 二纖單向通道保護(hù)環(huán)      二纖單向通道保護(hù)環(huán)由兩根光纖實(shí)現(xiàn),其中一根用于傳業(yè)務(wù)信號(hào),稱w1 光纖,另一根用于保護(hù), 稱p1 光纖,如圖1 所示?；驹坎捎? + 1 的保護(hù)方式,即利用w1 和p1 光纖同時(shí)攜帶業(yè)務(wù)信號(hào)并分別沿兩個(gè)方向傳輸,但接收端只擇

4、優(yōu)選取其中的一路。  圖1 二纖單向通道保護(hù)換環(huán)       例如: 節(jié)點(diǎn)a 至節(jié)點(diǎn)c 進(jìn)行通信(ac) 。在a 點(diǎn)將業(yè)務(wù)信號(hào)同時(shí)送往光纖w 和p ,w 沿順時(shí)針將信號(hào)送到c , 而p 則沿逆時(shí)針將信號(hào)也送到c。正常時(shí),w 中為主信號(hào),因此在節(jié)點(diǎn)c 接收來自w 的信號(hào)。節(jié)點(diǎn)c 至節(jié)點(diǎn)a 的通信同理(ca) 。工作原理見圖1 。      若bc 節(jié)點(diǎn)間光纜被切斷,來自w 的ac 信號(hào)丟失,按接收時(shí)擇優(yōu)選取的準(zhǔn)則,在節(jié)點(diǎn)c 將通過開關(guān)轉(zhuǎn)向接收來自p 的信號(hào),從而使ac 間業(yè)務(wù)信號(hào)得以維持

5、而不會(huì)丟失。故障排除后,開關(guān)返回原來的位置。從功能上來看,此種保護(hù)屬子網(wǎng)連接保護(hù)類型;從業(yè)務(wù)容量上看,環(huán)的業(yè)務(wù)量等于所有進(jìn)入環(huán)的業(yè)務(wù)量總和,即節(jié)點(diǎn)處adm 的容量stm2n 。這種組網(wǎng)方式較少運(yùn)用。2. 2 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)      1 + 1 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的結(jié)構(gòu)如圖2 。其中工作原理與二纖單向通道保護(hù)網(wǎng)基本相同,但返回信號(hào)沿相反方向。這種組網(wǎng)方式投入成本不大,被保護(hù)的單位是通道,組網(wǎng)方便,使用靈活、安全,因而適合于軌道交通線通信傳輸網(wǎng)的運(yùn)用。  圖2 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)2. 3 四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)  

6、    如圖3 所示,四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)采用兩根工作光纖(一發(fā)一收, w1 和w2) 和兩根保護(hù)光纖(一發(fā)一收,p1 和p2) 。其中w1 和w2 分別沿順時(shí)針和逆時(shí)針雙向傳輸業(yè)務(wù)信號(hào),而p1 和p2 分別形成對(duì)w1 和w2 的兩個(gè)方向的保護(hù)環(huán),在每一節(jié)點(diǎn)上都有相應(yīng)的倒換開關(guān)作為保護(hù)倒換之用。這種結(jié)構(gòu)的最大業(yè)務(wù)量可達(dá)單個(gè)adm 容量的k 倍(k 為節(jié)點(diǎn)數(shù)) 。正常情況下,節(jié)點(diǎn)a 至節(jié)點(diǎn)c 的信號(hào)(ac) 沿w1 順時(shí)針傳至節(jié)點(diǎn)c , 節(jié)點(diǎn)c 至節(jié)點(diǎn)a 的信號(hào)(ca) 沿w2 逆時(shí)針傳至節(jié)點(diǎn)a , p1 和p2 空閑。當(dāng)bc 節(jié)點(diǎn)間光纜被切斷時(shí),利用aps 協(xié)議,

7、在b 和c 節(jié)點(diǎn)中各有兩個(gè)倒換開關(guān)執(zhí)行命令,即在b 節(jié)點(diǎn), w1 和p1 溝通,w2 和p2 溝通,c 節(jié)點(diǎn)也完成類似功能。  圖3 四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)      這種組網(wǎng)方式投入成本大,被保護(hù)的單位是復(fù)用段,保護(hù)容量大,因而適合于對(duì)骨干傳輸網(wǎng)的保護(hù)。如當(dāng)軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)時(shí),在由各條線的控制中心組成一個(gè)骨干上層傳輸網(wǎng)時(shí)可以采用。但它不適用于單條軌道線運(yùn)用。2. 4 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)      二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)采用了時(shí)隙交換( tsi) 技術(shù),如圖4 所示。在一根光纖中同時(shí)載工

8、作通路w1 和保護(hù)通路p2 ,在另一根光纖中同時(shí)載工作通路w2 和保護(hù)通路p1 。    圖4 二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)       利用w1/ p2 光纖的一半時(shí)隙傳業(yè)務(wù)信號(hào),另一半時(shí)隙留給保護(hù)通道,另一根光纖也同樣處理。因此當(dāng)光纖斷裂時(shí), 可通過節(jié)點(diǎn)b 的開關(guān)倒換, 將w1/ p2 光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)隙移到w2/ p1 光纖的保護(hù)時(shí)隙;通過節(jié)點(diǎn)c 的開關(guān)倒換,將w2/ p1 光纖上的業(yè)務(wù)信號(hào)時(shí)隙移到w1/ p2 光纖上的保護(hù)信號(hào)時(shí)隙。于是圖3 所示的四纖環(huán)可簡(jiǎn)化為圖2 所示的二纖環(huán),但容量?jī)H為四纖環(huán)的一半

9、。當(dāng)故障排除后, 倒換開關(guān)將返回到原來的位置。這種組網(wǎng)方式與運(yùn)用方式類似于四纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。      綜上所述,通道保護(hù)環(huán)保護(hù)的單位是通道,倒換與否由被保護(hù)通道信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣而定。這種環(huán)屬專用保護(hù),保護(hù)時(shí)隙為整個(gè)環(huán)專用。這種保護(hù)方式正適合于對(duì)軌道交通中通信業(yè)務(wù)的保護(hù)。      對(duì)于復(fù)用段保護(hù),業(yè)務(wù)量的保護(hù)以復(fù)用段為單當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問題時(shí),整個(gè)節(jié)點(diǎn)間的復(fù)用段業(yè)務(wù)量都倒換至保護(hù)段。復(fù)用段保護(hù)環(huán)需要采用aps 協(xié)議,而且從性質(zhì)上來看,多屬于共享保護(hù),即保護(hù)時(shí)隙由每一個(gè)復(fù)用段共享。正常情況下,保護(hù)

10、段往往是空閑的。復(fù)用段保護(hù)環(huán)也可以采用專用保護(hù)方式,但用得很少。因此只有當(dāng)軌道交通形成網(wǎng)絡(luò)時(shí), 骨干傳輸網(wǎng)才可能考慮復(fù)用段保護(hù),否則不利于單個(gè)通道的安全運(yùn)用。      表1 列出了四種自愈環(huán)網(wǎng)的特性比較(其中的容量為相對(duì)容量),并列出了相應(yīng)的三種典型分布(相鄰業(yè)務(wù)量,均勻業(yè)務(wù)量和集中業(yè)務(wù)量) 的比較情況。表中的錯(cuò)連問題指在保護(hù)倒換時(shí)業(yè)務(wù)信號(hào)的走向出現(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致錯(cuò)連。解決的方法可以采用壓制功能,即丟掉錯(cuò)連的業(yè)務(wù)量。位,倒換與否按節(jié)點(diǎn)間復(fù)用段信號(hào)質(zhì)量的優(yōu)劣而定。表1 主要自愈環(huán)特性的比較 由表1 可以看出,二纖通道保護(hù)環(huán)投入成本低、業(yè)務(wù)恢復(fù)速度快

11、、且具有端到端的保護(hù),適合于軌道交通線的運(yùn)用;由于二纖或四纖復(fù)用段保護(hù)環(huán)投入成本大、業(yè)務(wù)恢復(fù)速度不及通道保護(hù)環(huán)、且沒有端到端的保護(hù),因而此種組網(wǎng)方式不適合于單條軌道交通線的運(yùn)用,只適合于骨干傳輸網(wǎng)的應(yīng)用。3 結(jié)語      軌道交通中通信具有通信距離短,業(yè)務(wù)量不大, 接入業(yè)務(wù)種類繁多,對(duì)安全要求高等特點(diǎn)。根據(jù)這些特點(diǎn),特別是業(yè)務(wù)不能中斷,具有雙向通道自動(dòng)保護(hù)倒換的sdh 自愈環(huán)最適合于在軌道交通中使用。倘若一條軌道線過長(zhǎng),考慮到sdh 時(shí)鐘的特點(diǎn)要組成兩個(gè)自愈環(huán)時(shí),亦應(yīng)首先考慮sdh 的接入應(yīng)用, 以保證通信業(yè)務(wù)不影響軌道交通的運(yùn)行安全;其次才能考慮到大業(yè)務(wù)量的復(fù)用段保護(hù)環(huán)的運(yùn)用。因此當(dāng)軌道交通網(wǎng)還沒形成時(shí),對(duì)于單個(gè)或幾個(gè)軌道交通線來說,通信最主要實(shí)現(xiàn)的是各種業(yè)務(wù)的快速、安全可靠地接入和傳遞,因而用sdh