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（广州市地下铁道总公司，广东广州510000）
摘 要本文概要地介绍了地铁行业中两种主流传输系统的自愈保护原理，并根据地铁专用通信光纤熔接方式的特点，讨论了两种主流传输系统分别在两种光纤熔接方式下的自愈保护能力。
关键词SDH；OTN；自愈保护；光纤熔接
中图分类号U2文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0122-01
1地铁专用通信传输系统自愈保护概述
1.1地铁传输系统简述
目前国内地铁行业专用通信传输系统以OTN和SDH使用最为广泛。
SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。SDH网络是由一些SDH网元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。
OTN（Open Transport Network）是德国西门子公司开发，是一种面向专网和支持多协议开放式传输系统，它采用时分复用技术，各级OTN网络设备的传输带宽为36Mb/s、150Mb/s、600Mb/s及2500Mb/s。
无论是SDH系统还是OTN系统，地铁专用通信主流的传输环网结构均是采用两纤环网结构。
1.2OTN系统自愈保护原理
OTN系统在两纤环网结构下，采用的是两纤自愈保护方式。它将2根光纤组成的环网分成方向相反的主环和次环，正常情况下，系统工作在主环上。本节将通过模拟多种故障，简述OTN的自愈保护原理。
1）次环故障。若次环发生故障（如单根光纤断裂），系统仍继续工作在主环上，不受影响。
2）主环故障。若主环发生故障（如单根光纤断裂），网络会自动切换至次环，传输业务保持正常。
3）光缆断裂。若光缆发生断裂（2根光纤同时断裂），系统将在光路连接中断的两个节点上进行倒换，使主、次环共同形成新的环路，业务在新环路上正常工作。
4）节点丢失。若节点由于故障而丢失，则该节点相邻的两节点将自动形成内部回路，从主环上接收的信息倒换到备用环上。其余节点之间重新形成一链状网络，所有业务信息仍可以在新的环路中运行。
OTN自愈保护系统对上述四种故障提供保护，保障传输业务的正常工作。而对于其他的故障（如多个节点间的光缆断裂）则无法提供保护。
1.3SDH自愈保护工作原理
SDH系统在两纤环网结构下，采用的是两纤复用段共享保护环。该自愈方式下，SDH系统每对相邻节点的两根反向传输的光纤的带宽一分为二，一半被定义为工作通道，另一半预留作保护通道。每根光纤的工作通道被另一根光纤的反向传输的保护通道所保护。
由于两纤复用段共享保护方式中的两根光纤均有工作通道，单根光纤断裂与两根光纤同时断裂产生的效果一样，故SDH系统只讨论光缆断裂（2根光纤同时断裂）情况。
1）光缆断裂。若光缆发生断裂（2根光纤同时断裂），系统将在光路连接中断的两个节点上进行倒换，工作通道与保护通道形成新的环路，业务在新环路上正常工作。
2）节点丢失。若节点由于故障而丢失，则该节点相邻的两节点将进行倒换和桥接，重新形成一链状网络，所有业务信息仍可以正常运行。
SDH自愈保护系统对上述两种故障提供保护，保障传输业务的正常工作。而对于其他的故障（如多个节点间的光缆断裂）同样也无法提供保护。
2地铁专用通信光纤熔接方式
2.1地铁光缆的布放
地铁光缆是分段布放，每段区间的上行隧道和下行隧道各布放一根光缆。光缆在车站被引入设备房的光纤配线架内，并进行熔接和成端。
2.2光纤熔接方式
为了缩短地铁线路起点车站和终点车站传输节点间的光纤长度，专用通信传输网络通常采用隔站相连的方式组成环网。通信光缆是分段布放，整个传输环网需占用上行光缆和下行光缆各2根光纤。施工时，在每个站点需对其中的2根光纤进行熔接，另2根光纤成端。
这4根光纤选择怎样的熔接方式将影响到传输系统自愈保护能力。当前地铁施工中有两种不同的熔接方式：
1）第一种熔接方式是一个车站上行光缆的2根光纤直熔，下行光缆的2根光纤成端。其相邻车站上行光缆的2根光纤成端，下行光缆的2根光纤直熔。
图1第一种光纤熔接方式
2）第二种熔接方式是每个车站上行光缆的2根光纤中，1根直熔1根成端，下行光缆的2根光纤中，1根直熔1根成端。
图2第二种光纤熔接方式
3光纤熔接方式对传输系统自愈保护的影响
3.1对OTN网络自愈保护的影响
1）第一种熔接方式对OTN自愈保护的影响。假设图1中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间的2根光纤连接中断，其他车站节点的光路连接正常。
根据OTN两纤自愈保护原理，车站2和车站4节点产生倒换，主、次环共同形成新的环路，所有节点业务在新环路上正常工作。
2）第二种熔接方式对OTN自愈保护的影响。假设图2中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间以及车站3节点和车站5节点之间的各1根光纤连接中断，其他车站节点间光路连接正常。
根据OTN自愈保护原理，若发生中断的这2根光纤均在主环上，则系统自动切换至次环工作，业务正常。若发生中断的这2根光纤同时作为次环，系统仍工作在主环上，所有节点业务正常。
若发生中断的2根光纤1根在主环上，1根在次环上，则系统无法进
行主环和次环的切换，相当于环网同时出现两处断点。OTN自愈保护系统无法对出现2个或以上断点的网络进行保护，业务将受到影响。
3.2对SDH网络自愈保护的影响
1）第一种熔接方式对SDH自愈保护的影响。假设图1中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间的2根光纤连接中断，其他车站节点的光路连接正常。
根据SDH系统自愈保护原理，车站2和车站4节点发生倒换，所有节点业务正常。
2）第二种熔接方式对SDH自愈保护的影响。假设图2中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间以及车站3节点和车站5节点之间的各1根光纤连接中断，其他车站节点间光路连接正常。
根据SDH系统自愈保护原理，两个节点之间1根光纤中断等同于2根光纤同时中断。因此，光缆的断裂造成网络同时出现2个断点，分别是车站2节点和车站4节点之间以及车站3节点和车站5节点之间。SDH自愈保护系统无法保护同时出现2个断点的网络，业务受到影响，不能正常工作。
4结论
从以上分析可以得出：
1）OTN和SDH系统在第一种光纤熔接方式下，自愈保护能力较强。在单边光缆断裂的情况下，业务均不受影响。
2）SDH系统在第二种光纤熔接方式下，对于单边光缆断裂的情况，失去了自愈保护能力，业务受到影响。
3）OTN系统在第二种光纤熔接方式下，若主环和次环不共用光缆，则在单边光缆断裂的情况下，自愈保护功能发挥作用，业务正常。若主环和次环共用同一根光缆，则自愈保护功能失效，业务中断。
可见，光纤熔接的第一种方式相对于第二种方式给予传输系统更大的保护。无论是SDH系统还是OTN系统，在第一种光纤熔接方式下，能更好的发挥自愈保护的功效，同时也能给用户提供更大的保障。在地铁专用通信光缆施工中，建议使用第一种光纤熔接方式。
参考文献
[1]肖萍萍,吴键学,周芳,胡春琳.SDH原理与技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002.
摘 要本文概要地介绍了地铁行业中两种主流传输系统的自愈保护原理，并根据地铁专用通信光纤熔接方式的特点，讨论了两种主流传输系统分别在两种光纤熔接方式下的自愈保护能力。
关键词SDH；OTN；自愈保护；光纤熔接
中图分类号U2文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)051-0122-01
1地铁专用通信传输系统自愈保护概述
1.1地铁传输系统简述
目前国内地铁行业专用通信传输系统以OTN和SDH使用最为广泛。
SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一个将复接、线路传输及交叉功能结合在一起并由统一网管系统进行管理操作的综合信息网络技术。SDH网络是由一些SDH网元（NE）组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。
OTN（Open Transport Network）是德国西门子公司开发，是一种面向专网和支持多协议开放式传输系统，它采用时分复用技术，各级OTN网络设备的传输带宽为36Mb/s、150Mb/s、600Mb/s及2500Mb/s。
无论是SDH系统还是OTN系统，地铁专用通信主流的传输环网结构均是采用两纤环网结构。
1.2OTN系统自愈保护原理
OTN系统在两纤环网结构下，采用的是两纤自愈保护方式。它将2根光纤组成的环网分成方向相反的主环和次环，正常情况下，系统工作在主环上。本节将通过模拟多种故障，简述OTN的自愈保护原理。
1）次环故障。若次环发生故障（如单根光纤断裂），系统仍继续工作在主环上，不受影响。
2）主环故障。若主环发生故障（如单根光纤断裂），网络会自动切换至次环，传输业务保持正常。
3）光缆断裂。若光缆发生断裂（2根光纤同时断裂），系统将在光路连接中断的两个节点上进行倒换，使主、次环共同形成新的环路，业务在新环路上正常工作。
4）节点丢失。若节点由于故障而丢失，则该节点相邻的两节点将自动形成内部回路，从主环上接收的信息倒换到备用环上。其余节点之间重新形成一链状网络，所有业务信息仍可以在新的环路中运行。
OTN自愈保护系统对上述四种故障提供保护，保障传输业务的正常工作。而对于其他的故障（如多个节点间的光缆断裂）则无法提供保护。
1.3SDH自愈保护工作原理
SDH系统在两纤环网结构下，采用的是两纤复用段共享保护环。该自愈方式下，SDH系统每对相邻节点的两根反向传输的光纤的带宽一分为二，一半被定义为工作通道，另一半预留作保护通道。每根光纤的工作通道被另一根光纤的反向传输的保护通道所保护。
由于两纤复用段共享保护方式中的两根光纤均有工作通道，单根光纤断裂与两根光纤同时断裂产生的效果一样，故SDH系统只讨论光缆断裂（2根光纤同时断裂）情况。
1）光缆断裂。若光缆发生断裂（2根光纤同时断裂），系统将在光路连接中断的两个节点上进行倒换，工作通道与保护通道形成新的环路，业务在新环路上正常工作。
2）节点丢失。若节点由于故障而丢失，则该节点相邻的两节点将进行倒换和桥接，重新形成一链状网络，所有业务信息仍可以正常运行。
SDH自愈保护系统对上述两种故障提供保护，保障传输业务的正常工作。而对于其他的故障（如多个节点间的光缆断裂）同样也无法提供保护。
2地铁专用通信光纤熔接方式
2.1地铁光缆的布放
地铁光缆是分段布放，每段区间的上行隧道和下行隧道各布放一根光缆。光缆在车站被引入设备房的光纤配线架内，并进行熔接和成端。
2.2光纤熔接方式
为了缩短地铁线路起点车站和终点车站传输节点间的光纤长度，专用通信传输网络通常采用隔站相连的方式组成环网。通信光缆是分段布放，整个传输环网需占用上行光缆和下行光缆各2根光纤。施工时，在每个站点需对其中的2根光纤进行熔接，另2根光纤成端。
这4根光纤选择怎样的熔接方式将影响到传输系统自愈保护能力。当前地铁施工中有两种不同的熔接方式：
1）第一种熔接方式是一个车站上行光缆的2根光纤直熔，下行光缆的2根光纤成端。其相邻车站上行光缆的2根光纤成端，下行光缆的2根光纤直熔。
图1第一种光纤熔接方式
2）第二种熔接方式是每个车站上行光缆的2根光纤中，1根直熔1根成端，下行光缆的2根光纤中，1根直熔1根成端。
图2第二种光纤熔接方式
3光纤熔接方式对传输系统自愈保护的影响
3.1对OTN网络自愈保护的影响
1）第一种熔接方式对OTN自愈保护的影响。假设图1中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间的2根光纤连接中断，其他车站节点的光路连接正常。
根据OTN两纤自愈保护原理，车站2和车站4节点产生倒换，主、次环共同形成新的环路，所有节点业务在新环路上正常工作。
2）第二种熔接方式对OTN自愈保护的影响。假设图2中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间以及车站3节点和车站5节点之间的各1根光纤连接中断，其他车站节点间光路连接正常。
根据OTN自愈保护原理，若发生中断的这2根光纤均在主环上，则系统自动切换至次环工作，业务正常。若发生中断的这2根光纤同时作为次环，系统仍工作在主环上，所有节点业务正常。
若发生中断的2根光纤1根在主环上，1根在次环上，则系统无法进
行主环和次环的切换，相当于环网同时出现两处断点。OTN自愈保护系统无法对出现2个或以上断点的网络进行保护，业务将受到影响。
3.2对SDH网络自愈保护的影响
1）第一种熔接方式对SDH自愈保护的影响。假设图1中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间的2根光纤连接中断，其他车站节点的光路连接正常。
根据SDH系统自愈保护原理，车站2和车站4节点发生倒换，所有节点业务正常。
2）第二种熔接方式对SDH自愈保护的影响。假设图2中车站3和车站4之间的上行光缆发生断裂，导致车站2节点和车站4节点之间以及车站3节点和车站5节点之间的各1根光纤连接中断，其他车站节点间光路连接正常。
根据SDH系统自愈保护原理，两个节点之间1根光纤中断等同于2根光纤同时中断。因此，光缆的断裂造成网络同时出现2个断点，分别是车站2节点和车站4节点之间以及车站3节点和车站5节点之间。SDH自愈保护系统无法保护同时出现2个断点的网络，业务受到影响，不能正常工作。
4结论
从以上分析可以得出：
1）OTN和SDH系统在第一种光纤熔接方式下，自愈保护能力较强。在单边光缆断裂的情况下，业务均不受影响。
2）SDH系统在第二种光纤熔接方式下，对于单边光缆断裂的情况，失去了自愈保护能力，业务受到影响。
3）OTN系统在第二种光纤熔接方式下，若主环和次环不共用光缆，则在单边光缆断裂的情况下，自愈保护功能发挥作用，业务正常。若主环和次环共用同一根光缆，则自愈保护功能失效，业务中断。
可见，光纤熔接的第一种方式相对于第二种方式给予传输系统更大的保护。无论是SDH系统还是OTN系统，在第一种光纤熔接方式下，能更好的发挥自愈保护的功效，同时也能给用户提供更大的保障。在地铁专用通信光缆施工中，建议使用第一种光纤熔接方式。
参考文献
[1]肖萍萍,吴键学,周芳,胡春琳.SDH原理与技术[M].北京:北京邮电大学出版社,2002.