SDH系统自愈环网保护倒换时间测试方法分析

张海燕+肖世忱+王军

摘 要：为准确获取SDH传输系统自愈环网的保护倒换时间，在分析SDH设备启动保护倒换机制、保护倒换时间测试原理以及仪表测试保护倒换时间机制的基础上，搭建实验系统并对通过模拟信号丢失故障来触发倒换的多种方法进行分析验证。测试结果显示串入光衰模拟线路中断的测试方法所得结果的稳定性与实际性能的接近程度最好，可为后续保护倒换时间的实际测试工作提供参考。

关键词：SDH系统 自愈环网 保护倒换 业务中断

中图分类号：TN914.332 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）08（b）-0006-03

业务快速自愈能力是SDH（同步数字体系）传输系统强大优势之一[1]。保护倒换时间是衡量SDH传输系统性能的重要指标，研究如何间接测试业务中断时间来近似地实现对系统保护倒换时间的测试十分必要。本文通过搭建实验系统对不同测试方法下SDH设备启动保护倒换的测试结果进行分析比较，确定出符合传输专业要求的合理、稳定的测试方法。

1 SDH保护倒换测试原理

1.1 SDH保护倒换机制

SDH传输系统实施保护倒换基于系统能够检测到SF（信号失效）或SD（信号劣化），当且仅当SF/SD得到确认后，系统才开始启动保护倒换。

SDH传输系统保护倒换过程如图1所示。（1）尾端检测到故障，向首端发出保护倒换请求信号；（2）首端进行桥接和倒换并回送确认信号；（3）尾端收到确认信号，完成桥接和倒换并回送状态消息。如有需要首端节点进行倒换操作结束整个过程。

1.2 SDH保护倒换时间测试难点

业务中断时间包含保护倒换的时间与SF/SD检测时间，如图2所示。其中SF/SD故障检测时间由SF和SD两类事件触发，保护倒换时间由保护电路上各节点的协议处理时间决定。

业务中断时间的测量可以通过检测故障过程中PRBS出现差错或业务中断产生的相关告警时长获得，只要SF/SD检测时间足够短或具有确定值，则测量业务中断时间的方法可以通过尽可能地减少甚至消除SF/SD检测时间来达到准确测试保护倒换时间的目的。

1.3 仪表测试保护倒换时间的机制

使用传输分析仪表测试过程为：在一端支路信号中通过仪表注入相应的PRBS测试序列，另一端进行环回，中间配置好工作路由和保护路由，测试连接关系如图3所示。进行保护倒换时间的测试时，人为迫使SDH设备启动保护倒换。利用传输分析仪表通过检测PRBS测试序列的突发误码或产生的相关告警历时来对业务中断时间或保护倒换时间进行测试。由于背景误码的存在会影响测试结果的准确度，因此采用误码差错监测方式，必须确保测试系统之前工作正常、无任何误码发生。

2 SDH保护倒换时间测试方法

为了使测试结果尽可能接近实际的保护倒换时间，可以考虑减少或消除与SD/SF检测相关的不确定性，本文主要通过模拟信号丢失故障来触发倒换。

2.1 拔纤模拟主线路中断

通过手工拔断被测业务信号所经主用路由光纖，迫使SDH传输系统将业务切换到备用路由。但光纤线路上光功率衰耗依赖于拔纤的速度，进而影响了SF/SD的检测时间，拔纤速度的不确定性造成了测试结果的不确定性。

2.2 关闭设备激光器

关闭当前主路由所经某一节点设备对应线路板激光器或拔出单板，模拟节点失效或在线路中引入信号丢失告警进行测试。拔出单板的方式与拔纤模拟中断的方式相似，为了将测试误差主要归于设备的响应时间最好通过软件控制激光器关闭。

2.3 加入光衰减器模拟主线路中断

在主路由中串入可调光衰减器，通过开关光闸来模拟信号通断。此方法误差主要来源于受可调光衰减器衰减速度影响SF/SD 检测时间的不确定性。此法测试结果是否准确主要取决于光衰减器的衰耗滚降特性是否陡峭，如果非常陡峭则结果一致性就比较好，否则误差将可能非常大。使用具备开关特性的光衰减器一致性和稳定性应该更好。

3 保护倒换时间测试方法对比验证

本文搭建如图4所示的实验系统。系统配置为子网连接保护，拖延时间默认设置为0。图中节点A为OMS1684设备，节点B、C为UC设备（OMS1200系列），各节点设备间使用光口互连，其中UC设备只配置了1条交叉连接，而OMS1684业务配置较多。为使验证实验尽量接近实际情况，利用现有仪表分别从拔纤中断、关闭激光器、串入光衰关闭激光器以及软件控制等四个方面进行了测试。

3.1 拔纤中断主线路

通过拔纤模拟线路中断产生信号丢失告警，主要进行双向协议测试，测试结果如表1所示。

从测试数据看测试结果的稳定性不好，ERR时间尤其长，大部分都不满足ITU-T标准。这样的测试结果验证了先前所提出的拔纤速率会影响业务中断时间测试的分析。

3.2 关闭激光器

通过软件关闭激光器的方式模拟节点故障。这里直接使用马可尼专有的双向协议，只要有故障，两端同时切换至worker或protection。测试结果如表2所示。

测试数据显示测试结果的稳定性不好，各事件测试一致性也存在偏差，ERR测试事件时间也不稳定。由于测试时间可能包括检测时间、命令发送时间、激光器关闭时间，测试结果具有不可预见性。

3.3 软件控制强制切换

利用网管的软件切换功能进行强制切换，测试的时间虽然不包括告警检测时间，但是会引入命令发送及响应时间，不确定性较大。测试结果如表3所示。

从测试结果看，软件控制强制切换稳定性不好，不是每次切换都能测试到中断时长，而且各事件测试一致性比较差，尤其是ERR事件时间较长。

3.4 串入光衰模拟线路中断

分别在5端口和6端口接收端串入可调光衰，设置采用单向或双向协议测试，通过开关光闸的方式模拟线路通断，测试结果如表4所示。

从测试结果可知这种方式测试稳定性比较好，各个事件时长的一致性也比较好，ERR事件与其它事件时间相差不大，选取ERR事件时间作为倒换时间更能准确反映实际业务受影响程度。虽然有部分测试指标超出标称值，但是反映了系统的实际性能。分析原因主要是因为OMS1684目前承载业务较多，在该节点进行判断切换时需要记入处理时间。根据目前我们的仪表配置情况，这种方法测试结果的稳定性以及与实际性能的接近程度都很好，便于规范化操作。

4 结语

业务中断测试是一种独立于网元设计的简单透明的技术，可以得出终端用户可信的结果。通过实验验证对比分析多种通过模拟信号丢失故障来触发系统倒换的方法，发现串入光衰模拟线路中断测试方法所得测试结果的稳定性与实际性能的接近程度最好，今后可以考虑选用接入光衰的方式进行多次测试选取平均值的方式，来获得SDH传输系统保护倒换时间的近似结果。

参考文献

[1] 白静茹.SDH自愈环的设计与改进[D].北京邮电大学，2010.

[2] 吴彦文，郑大力.光网络的生存性技术[M].北京邮电大学出版社，2013.endprint