民航传输网络E1信号自动切换系统优化的研究

杨蓉 陕西省莲湖区民航西北空管局通信网络中心

1 传输网络主备传输的现状

1.1 双环网传输方式

目前国内大部分民航传输专网都建有SDH光环网，目前的民航专网中，主备传输网基于稳定性、可靠性，延时性的要求，主备的SDH网络之间E1的传输延时差较少，低于50ms。满足传输的要求。架构采用双SDH/MSTP网络，较少采用SDH/MSTP＋微波/无线方式。

实际情况下，不是每一个SDH设备都处于环网里。在一些地域广阔，通信线路比较长的台站建网，不但投资大，需要的光缆资源多，而且施工周期长。因此一些台站形成了一条链状网络。这些站点就失去了自愈保护功能，当传输链网的其中一段光缆出现故障时，自己和后续站点不能正常工作，业务将受到影响。

1.2 SDH/MSTP＋微波/无线传输方式

为了防止链网的传输风险，民航通信保护主要采取以下两种措施预防：方式一是主备设备同时采用光纤的传输方法，但光纤的路由方式是相同的。方式二是主设备采用传输方式。由于方式一采用主、备相同路由同步传输，就等于2套系统同时运行，需要占用一定的资源。同时故障发现及时性不好，系统的安全性较差。而方式二（如图1）是采用“一地一空”两种不同方式路由进行传输，两个不同路由的E1通过一个自动切换装置保护起来，使得系统保护性能、安全能性更高，维护简单方便，完全自动切换。

图1 SDH/MSTP＋微波/无线方式

2 E1自动切换系统

为了确保重要信号传输的可靠性，通过增加备用无线传输路由来保障安全，两路信号平时工作状态为SDH传输，一旦出现传输质量的下降，由系统内部的切换装置自动选择更高质量路由传输。工作原理基本如下：

如果当前正在传输路由发生LOS、LOF、AIS中任何一类告警，E1无损伤自动切换装置可在30ms内通过程序控制，无损伤及自动的切换到另一路由。同时系统还支持软件或人工强行切换功能，当在主用线路出现故障时设备可自动或人工无损伤的切换到备用路由上，保证业务不受任何影响。系统只需占用任意1组空闲的E1，无需对现有的传输设备进行任何修改。最重要的系统必须具有掉电直通功能，当切换设备电源都同时出故障，设备将自动短路到主用通道，就等于设备变成了一条直通线，数据继续透传下去。

3 E1自动切换系统优化思路

3.1 问题产生的原因

该系统将一个E1信号同步向两个E1通道发送，接收侧优选其中一个E1通道进行接收。该系统解决了通信中E1通道的稳定可靠性，并预防因E1通道出现中断或者误码导致信号传输故障。

传输线路的远近、传输设备的处理过程、传输线路的容量与流量，信号质量等会产生时延。而且，增加了E1通道自动切换装置的同时也增加了E1线路延时，特别在系统继电保护等延时敏感型业务会频繁触发后续系统的倒换工作。实际工作中问题出现了：SDH/MSTP＋微波/无线传输方式的，因为传输方式的不同，产生时延问题会导致系统的频繁误切换。

3.2 问题解决的一种思路

通道延时双向一致性是保证两侧保护装置采样同步的前提。为了预防主备传输通道的延时不一致，我们引用了缓冲器的概念:在数据传输中，用来弥补不同数据处理速率速度差距的存储装置叫做缓冲器。把缓冲器数据存放到缓冲器中的技术叫做缓冲。一般情况Buffer的size是可以设置的（如表1），根据不同的用途，需要对大小进行调节。

表1 Buffer容量

一个在E1通道自动切换装置中对两条线路的数据都需要增加可编程Buffer，该Buffer的作用是存储用户及线路上的数据，并获取Buffer上数据的时延差，达到用户侧数据的双向通道延时一致。该系统将一个E1信号同步向两个E1线路发送，通过两端安装buffer，基本上解决了因为传输通道的不同产生的时延问题。并预防因E1通道出现中断或者误码导致信号传输故障。该系统解决了整个网络中E1通道的稳定性和可靠性。

4 总结

传输网络故障保护倒换的时间，随着保护技术的不断完善，目前各厂家都能控制在30ms以内。因此通过以上的分析，在民航通信系统末端增加E1通道自动切换装置，不仅实现了对继电保护业务的在线保护，同样也依据E1通道自动切换系统中的Buffer将双线路的延时差控制在0～32ms，实现主备传输网的E1信号同步，防止因传输网信号延时引起信号的一系列误动。不但给一线设备运维单位减轻了维护的压力，同时大大加强了民航传输网络的系统安全。

[1]郑天良.配线架保安单元存在问题的探讨[J]. 电力系统通信,2001,

[2]李乐平. 微波传输系统切换开关备份电源及告警电路[J].电子产品维修与制作,1998,(12).