ＳＤＨ網絡保護倒換性能的測試

　　隨著電信網絡越來越廣泛地應用在重要業(yè)務中，如電子資金轉帳、訂單處理、客戶服務、庫存管理電子郵件和國際互聯網接入等，業(yè)務生存性變得比以往更加重要。
遵循ＳＤＨ標準的同步傳輸設備均內置了自動保護倒換（ＡＰＳ）算法和性能／告警監(jiān)視功能，它們能保證線形點對點和同步環(huán)形拓撲網絡結構在網絡故障條件下具備自愈能力。
當發(fā)生設備故障或光纖斷路時，線形和環(huán)形ＳＤＨ網絡中的自動保護倒換可以確保數據的完整性和維持服務質量（ＱｏＳ）。
因此，在安裝ＳＤＨ網絡單元（ＮＥ）時，對其自動保護倒換的操作性能進行驗證是非常重要的。
然而，僅驗證在檢測到故障時能否啟動保護倒換是不夠的，為了盡量減少對傳輸的破壞，倒換必須在ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７８３（線形網絡）和ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．８４１（環(huán)形網絡）推薦的指定時限內完成。
　　本文介紹了一種快速、可靠測量倒換完成時間的方法。
該方法不僅能確保網絡單元符合ＩＴＵ－Ｔ的推薦標準，而且還能使它們保持服務質量，從而提供一定的收益保護。
　　一、線形和環(huán)形網絡中的保護機制　　線形網絡通常由兩個可能帶有分插復用器或光學路由再生器的ＳＤＨ傳輸終端組成，典型的例子是長途城市間路由或海底電纜系統(tǒng)。
為了保護單個或多路光纖傳輸的實際信號，線形網絡機制提供了一條ＳＴＭ－Ｎ保護光纖，若實際工作光纖中的一條發(fā)生故障，那么終端設備自動將傳輸切換到保護路由上去。
　　對于大城市地區(qū)和全局長途路由，普遍使用環(huán)形網絡。
這種環(huán)形結構的保護機制是：即使一段線路（例如ＡＢ）雙向被徹底切斷，但通過倒換和橋接信號仍能在Ａ和Ｂ之間沿環(huán)路重新建立長距離路由，使雙向傳輸重新接通。
ＡＢ方向連接稱作“短路徑”，長方向傳輸稱作“長路徑”。
可見，為了提供這種保護機制，在建立傳輸系統(tǒng)時必須備用５０％的傳輸容量。
　　有兩種辦法提供這種備用容量，第一種是ＭＳ專用保護環(huán)，它的實現方法是：系統(tǒng)由兩條環(huán)路組成，相同的業(yè)務信號在這兩條相反方向旋轉的環(huán)路上傳輸，其中一條作為業(yè)務環(huán)路，另一條作為保護環(huán)路。
也就是說，一條環(huán)路傳輸需要保護的業(yè)務信號，另一條用于該業(yè)務信號的保護。
在環(huán)形系統(tǒng)的任何節(jié)點，分插復用器既能從“短路徑”也能從“長路徑”選擇信號，這樣在線路出現故障時就能夠提供充分的保護。
　　第二種辦法是ＭＳ公用保護環(huán)。
這種保護環(huán)結構平等地公用服務和保護線路，在每個方向上保留有效凈負荷帶寬的一半用于保護，即正常情況下，通信線路只有一半在工作。
ＭＳ公用保護環(huán)被更細地劃分為：Ａ．四纖ＭＳ公用保護環(huán)；Ｂ．兩纖ＭＳ公用保護環(huán)。
　　專用保護環(huán)特別適合于集線器應用，因為它們增加的網絡設備很少。
公用保護環(huán)常用于大城市、匯接和主干網中。
　　二、保護倒換的啟動　　保護倒換既可以由外部申請也可以自動申請。
外部申請命令通過操作系統(tǒng)（ＯＳ）或電信管理網（ＴＭＮ）輸入，這些命令傳輸到網絡單元后。
由ＮＥ設置Ｋ１Ｋ２ＡＰＳ開銷字節(jié)，然后執(zhí)行保護倒換。
　?。粒校由暾堖€可以基于ＮＥ對復用段和設備性能的準則判定條件進行檢測而自動發(fā)出，例如發(fā)生信號失效（硬故障）或復用器奇偶校驗檢測到的誤碼率超過了規(guī)定限度（軟故障），那么ＮＥ啟動保護倒換，命令在使用Ｋ１＼Ｋ２字節(jié)的ＮＥ之間進行直接發(fā)送。
　　ＩＴＵ－Ｔ Ｇ．７８３為線形網絡結構定義了ＭＳＰ（復用段保護）倒換，同時推薦當檢測到能夠引起倒換的信號失效（ＳＦ）或信號劣化（ＳＤ）條件后，保護倒換應在５０ｍｓ內完成。
　?。桑裕眨?Ｇ．８４１為環(huán)形網絡結構定義了ＡＰＳ（自動保護倒換），同時也推薦在沒有額外傳輸、沒有以前的橋接申請和光纖線路低于１２００ｋｍ的環(huán)路上檢測到信號失效（ＳＦ或信號劣化（ＳＤ）條件后，倒換應在５０ｍｓ內完成。
保護倒換完成時間不包括啟動保護倒換所必需的測試時間和延遲時間。
由于測試和延遲時間是微秒量級，而倒換時間要求為５０ｍｓ，因此與倒換時間相比，測試時間和延遲時間可忽略。
　　三、保護倒換的測試　　測試ＡＰＳ的性能，應測試保護倒換的幾個不同方面，總結如下：　　·　　檢查出現已定義的信號失效條件或信號超過規(guī)定的劣化門限時，ＡＰＳ是否能自動啟動。
這個可以通過引入傳輸損傷和信號丟失后觀察Ｋ１、Ｋ２字節(jié)的狀態(tài)來檢查。
　　·　　檢查保護倒換是否能在ＩＴＵ－Ｔ標準規(guī)定的５０ｍｓ時限內完成。
理想情況下，這個檢查可以通過檢查傳輸系統(tǒng)輸出端的凈負荷或支路干擾，從而確定實際凈負荷傳輸的中斷時間來完成。
　　·　　檢查當保護倒換啟動后傳輸的信號是否通過保護線路正確路由到所有節(jié)點上，這里的保護線路既可以是實際的光纖也可以是現有活動路由的備用帶寬。
　　完成以上的測量需要一臺數字傳輸分析儀，它應能按ＰＤＨ支路或ＳＤＨ接口速率發(fā)送成幀或不成幀的ＰＲＢＳ測試碼；在接收端需要一臺誤碼檢測儀精確測量凈負荷錯誤傳輸的時間間隔，測量從保護倒換啟動的時刻開始，在保護路徑連接上而且復用器重新同步后結束。
請注意僅僅測Ｋ１、Ｋ２字節(jié)改變所經歷的時間不能真正體現實際信號傳輸中斷的所有時間。
　　根據ＳＤＨ或ＰＤＨ支路出的誤碼序列長度來測量保護倒換時間是一個很簡單的測試。
但應當注意的是，使用許多傳統(tǒng)的ＢＥＲ測試工具（對ＰＤＨ或ＳＤＨ）可能帶來錯誤的結果，這些傳統(tǒng)工具中常用的一種測試方法是將誤碼檢測儀的邏輯誤碼輸出接到數字存儲示波器上，測量誤碼開始到結束的時間。
但因為誤碼檢測儀需要時間指示同步丟失信息，同時當信號通道重新接通后也需要時間指示重新同步狀態(tài)，因此使用上述方法不能得到正確的結果。
　　另外，即使傳輸系統(tǒng)已完成了保護倒換，重新提供了正確的信號傳輸，然而誤碼檢測儀仍需要一段時間重新同步內部參考碼型產生器，這時它仍提供誤碼輸出，同時，測試工具重同步準則（通常規(guī)定為Ｎ個接收Ｂｉｔ中少于Ｎ個誤碼或給定的時間，如１００ｍｓ內應低于的ＢＥＲ值）也會隨儀器設計準則的變化而變化。
此外還要考慮到當對成幀信號進行測試時，誤碼檢測儀還需要時間穩(wěn)定幀同步。
上述的重同步時間要遠遠大于保護倒換所允許的５０ｍｓ，因此，這樣測量所得到的結果均是無效數據，只能舍棄。
影響測量的另一個因素是，當保護倒換啟動后（例如發(fā)生了許多倒換）將會有大量有效數據序列涌現，若誤碼檢測儀對有效數據中斷時間記錄不當也會產生錯誤結果。
　?。龋?３７７１７ＢＣ通信性能分析儀在設計中已考慮了這些定時關系和重同步的影響，其ＳＤＨ碼發(fā)送器提供用于接收測量的ＰＲＢＳ測試碼，接收器檢測接收到的ＰＲＢＳ測試碼，然后測量由保護倒換引起的誤碼序列的長度。
該分析儀的分辨率為Ｌμｓ，指定精度為５０μｓ，結果按毫秒單位顯示。
該儀器能同時顯示最長、最短和上一次誤碼序列的長度，以檢查倒換的瞬態(tài)過程。
該儀器中沒有用到存儲示波器。
　　在當今商業(yè)競爭日益激烈的電信市場，寬帶網絡的生存性是一個至關重要的問題，驗證在網絡失效或劣化條件下自動保護倒換能否正確執(zhí)行以建立新的傳輸路由是非常關鍵的。
另外，驗證保護倒換引起的業(yè)務中斷能否在ＩＴＵ－Ｔ推薦標準規(guī)定的５０ｍｓ范圍內以盡可能快的時間恢復也是非常重要的。
當檢查傳輸破壞時間時，最好測量實際凈負荷信號的中斷時間，用碼型產生器和誤碼檢測儀能很容易地實現這種測量，但所用儀器必須是專門設計的，不會引入內部同步產生的附加延時，否則，所測量的數據沒有任何意義，只能舍棄。