论铁路SDH传输系统对2M业务的保护

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【摘　要】本文介绍了铁路SDH传输系统对其2M业务的保护模式，分析了各种保护模式的特点，最后提供了改进的保护解决方案。
【关键词】2M业务；SDH传输系统；子网连接保护（SNCP）；复用段共享保护；通道保护
1、铁路2M业务的应用
铁路通信主要是由各车站、车辆段、控制中心构成，是铁路运输生产和建设中利用各种通信方式进行各种信息传送和处理的技术与设备。铁路通信是以运输生产为重点，主要功能是实现行车和机车车辆作业的统一调度与指挥。但因铁路线路分散，支叉繁多，业务种类多样化，组成统一通信的难度较大。为实现列车运行的安全指挥，为实现各车站、车辆段与控制中心之间的业务连接，铁路SDH通信传输系统应需求提供与其相适应的传输通道。其中2M业务通道应用广泛，重要性高，主要为诸如、无线列调、电力控制中继、列车调度系统、票务系统、视频监控系统、公安联网系统、电话中继等业务提供服务。
2、铁路SDH传输系统对2M业务的保护模式
铁路SDH通信传输系统为保证承载的2M业务的传输安全，提供了较为可靠的保护模式，从应用上分别为子网连接保护（SNCP）和光环网的复用段共享、通道保护。
2.1子网连接保护（SNCP）
子网连接保护（SNCP）　是通过在业务的接收端对业务发送端双发过来的两个业务源实行检测选收来实现保护的功能，因此双发选收是SNCP的特点，和通道保护相似。在业务路由配置时，预先安排专用的保护路由，这样一旦发生故障，专用保护路由便取代原路由担当在整个网络中的传送任务。SNCP采用的是双发选收的工作方式。可随时根据网络的情况，将SNCP的工作、保护通道进行实时的切换，以并发优收的原则保证业务的高度可靠。SNCP保护是一种基于业务的保护方式，保护可任意置于VC12、VC2、VC3、VC4各通道，同样，在配置工作连接时也能决定那些连接需要保护，那些连接不需要保护。SNCP和通道保护的区别，从具体实现上看，通道保护在收端选收业务时，由支路板完成选收判断的动作，而SNCP保护则是在交叉板上完成选收判断的动作。因此SNCP可以对线路上的业务进行保护，而通道保护只能保护下到本地的支路上的业务。
2.2复用段共享保护
复用段共享保护是以复用段为基础的，工作通道传送业务，其保护通道则留作业务信号的保护之用，倒换与否取决于复用段信号的质量。倒换是由K1、K2（b1-b5）字节所携带的APS协议来启动的，其保护倒换时间为50ms。
2.3通道保护
在通道保护环中，发送端采用并发的方式，将业务同时发到外环工作光纤和内环保护光纤上。在接收端，根据所接收的光信号情况，选择接收从外环工作光纤上过来的信号或者从内环保护光纤上过来的信号。在正常情况下，接收端接收从工作光纤上过来的信号，当工作通道出现故障时，接收端将接收从保护光纤上过来的信号，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。
3、铁路2M业务保护现状及缺陷
3.1铁路2M业务保护现状
铁路通信不像电信运营商。铁路通信属于专网范畴，2M业务的应用有其自身的特点，主要表现在业务数量相对较小，重要性却非常高。在实际应用中，不在传输网络设计时考虑到这种特点，会因惯性思维及基于易维护的逻辑而仅仅采取光环网的复用段共享保护模式，导致无法真正满足对2M业务的可靠保护。
3.2现状保护模式的缺陷
正如以上所述，现状真是在进行对2M业务的保护时，仅仅采取了光环网的复用段共享保护模式。这种模式到底存在怎样的缺陷呢？
复用段共享保护是以复用段为基础的，当复用段传输信号质量发生问题时，设备根据SDH技术原理启动复用段开销中K1、K2字节所支持的APS协议，将业务自动切换到反方向的备用通道上去，以实现保护功能。这里有一个很关键的要点是：复用段共享保护是对AU4级别进行保护。也就是说，如果一个VC12/TU12级别的通道发生故障时，系统是不会对其进行保护的。因为复用段共享保护不能保护VC12/TU12级别的信号，即系统无法解开复用段以下的管理开销。而在铁路SDH传输系统中，承载了一些相当重要的2M业务，2M业务又是通过VC12与TU12之间的时隙交叉后进入SDH复用结构的。所以，如果仅仅采取复用段共享保护模式，将不能有效对独立的2M业务进行保护，除非是因复用段故障而导致的2M业务中断。
可见，仅仅采取光环网的复用段共享保护固然可以提供一定级别的保护，而且其保护机理因基于协议的控制显得较为方便，但正是铁路对2M业务保护性的高要求，使得这种保护模式缺陷明显，需要通过引进其它的保护模式进行补充与完整。
另外由于铁路SDH传输系统中用于2M业务传输的带宽需求相对较小，更多的带宽被分配给数据业务。如采取复用段共享保护，将会浪费相当一部分带宽，因为设计上会将含有VC12/TU12级别通道的AU4在环网上进行穿通。同时又因为是共享保护，大大降低了带宽利用率，以2.5G的环网为例，出去管理开销，系统总带宽为16个AU4，系统加载了复用段共享保护模式后，业务带宽为8个AU4，保护带宽为8个AU4，业务保护是1：1，带宽利用率只有50%，在铁路数据业务需求不断增加的背景下，将不得不被迫扩容，不利于成本的控制。
4、铁路2M业务保护模式的改进
基于以上仅仅采取光环网的复用段共享保护模式的缺陷分析，这里建议：
既考虑到对2M业务的有效保护，又考虑对带宽资源的节约，可以取消复用段共享保护模式，采取子网连接保护（SNCP）即可
如无需考虑带宽的节约，可一方面采取光环网的复用段共享保护，同时对VC12、TU12通道级别进行子网连接保护（SNCP）。这两种模式共用提供了对2M业务最为可靠保护。
子网连接保护是真正意义上的直接面向实际业务的通道保护，它直接对VC12/TU12通道级别本身进行接受，这种保护模式只需要在中间节点进行TU12的直通即可在环网上的得以实现。
5、结语
保护模式的选取，首先必须深刻理解所需保护业务的使用特点，明晰各模式的特点及使用要求。在铁路应用中，鉴于2M业务的应用特点，仅仅采取光环网的复用段共享保护模式是不够可靠的，从尽可能可靠传输的出发点上，建议主要采取直接面向通道本身保护的保护模式-子网连接保护（SNCP）.如无需对带宽进行节约，可在此基础上再加以光环网的复用段共享保护，形成双重保护模式并提供最高级别保护能力。
参考文献
[1]周剑琦.《电信快报：网络与通信》
[2]邢宁哲，孙焱.《电力系统通信》
[3]陈萍.《广东通信技术》
[4]武剑洁，周琦.《光学与光电技术》