自愈环中的纵联保护业务不能及时恢复问题分析
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庞光宇 赵卫红 白俊光 叶培发 戈永哲 夏文博
【摘 要】文章通过国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司发生的一起华为A网自愈环中一段光缆线路遭外力破坏中断后，该光缆上所带纵联允许式保护业务（2M业务）不能及时恢复的故障案例，深入分析和查找了保护业务不能如期恢复的具体原因。这一故障不仅与继电保护信号因传送路径不同而引起的时延有关，也与纵联允许式保护业务（2M业务）保护方式设置不尽合理有关。通过案例分析，我们可以看出，人员的责任心与技术水平是保证通信网络稳定运行的重要因素。
【关键词】自愈网；时延；自动恢复式；非自动恢复式；纵联允放式保护
一、故障现象
国网朝阳供电公司信息通信分公司负责运维的四新变至向阳变间光缆突遭外力破坏而断裂，光缆中断后，该条光缆上所带调度电话、视频、综合数据网等业务均自动切换至市区华为A网自愈环（图1所示）的另一个方向（逆时针方向）进行传输，业务使用情况正常，唯有四新变至龙城变纵联允许式保护业务（2M业务）发生了中断现象。
事故发生后，运维人员对光缆进行了抢修，光缆抢通完毕四新变至龙城变纵联允许式保护业务（2M业务）仍不能恢复，纵联允许式保护业务所在设备上显示通信通道故障。
二、光缆中断再次接通后纵联允许式保护业务（2M业务）不能及时恢复问题分析
（一）四新变至龙城变纵联允许式保护业务（2M业务）所运行的网络环境分析
四新变至龙城变纵联允许式保护业务（2M业務）所运行的网络环境为国网辽宁省电力有限公司朝阳供电公司市区华为A网自愈环。说到自愈，下面将对其相关的概念、原理及分类作一下简要概述。
（1）自愈的基本概念
所谓自愈是指在网络发生故障（例如光纤断）时，无需人为干预，网络自动地在极短时间内（ITU-T规定为50ms内），使业务自动从故障中恢复传输，使用户几乎感觉不到网络出现了故障。
（2）自愈网的基本原理
自愈网的基本原理是网络要具备发现替代传输路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用备用设备或利用现有的设备中的冗余能力，以满足全部或指定优先级业务的恢复。由上可知网络具有自愈能力的先决条件是有冗余的路由、网元强大的交叉能力以及网元具有一定的智能性。
自愈仅是通过备用信道将失效的业务恢复，而不涉及具体的部件和线路的修复或更换。所以故障的修复仍需人工干预才能完成，正如光缆断了还需人工接续一样。
（3）自愈网的分类
自愈网的分类方式有多种，按照网络拓扑的方式可分为链形网络业务保护方式、环形网络业务保护方式和环间业务保护方式。环形网络业务保护方式是目前朝阳供电公司所使用的保护方式，环形业务保护方式包括：二纤单向通道保护环、二纤双向通道保护环、二纤单向复用段保护环、二纤双向复用段保护环和四纤双向复用段保护环。
由图1所示，朝阳供电公司目前运行使用的市区华为A网自愈环为二纤双向通道保护环，在本案例中：四新变至龙城变纵联允许式保护业务（2M业务）在华为A网自愈环中存在两个传输通道，正常情况下走主用通道即由四新变经向阳变到达龙城变，网络出现异常时自动切换至迂回保护路由即由四新变经孟克变、燕北局、凌河变、凤凰变、凌东变、新华变、朝阳局、珠江变、哨口变、西郊变最后到达龙城变。也就是说，正常情况下按顺时针传送业务，走较短路由；网络异常时自动切换至迂回保护路由按逆时针传送业务，走较长路由。
（二）光缆中断后纵联允许式保护业务（2M业务）不能切换成功的分析
本次故障中，一个比较显著的现象是光缆中断后调度电话、视频、综合数据网等业务均正常运行，唯独纵联允许式保护业务（2M业务）中断。根据这一现象，可以确定自愈网内绝大多数业务一定及时完成了业务倒换，否则调度电话、视频、综合数据网等业务也会中断。那么为什么纵联允许式保护业务（2M业务）不能如期恢复？
从图1中我们可以看出朝阳市区华为A网自愈环的主备用路由唯一不同的是：主路由经过的站点少，路径短；备用迂回保护路由经过的站点多，路径较长。
通过查看华为SDH网管，发现纵联允许式保护业务（2M业务）也已切换至迂回保护路由，网管侧只能看到保护倒换告警，但业务处于中断状态。通信技术人员第一时间与继电保护技术人员进行了沟通，按照路径纵联允许式保护业务（2M业务）倒换前后所走的路由长短不同这一线索，大家共同分析后认为能够造成该业务中断的因素很可能与时延有关。因为纵联允许式保护业务（2M业务）在光缆中断前是主路由上调试并运行的，当时保护设备传输时延的设置一定是按主路由设置并调试成功。当光缆中断后，纵联允许式保护业务（2M业务）切换至备用迂回保护通道，此时所走的路径变长时延也变大了，该保护信号传输时延大于纵联保护设备所设置的最大允许传输时延后，业务就发生中断。
根据上述分析，需对纵联保护设备的传输时延进行调整。目前有关继电保护的标准对时延的要求有：保护系统切除故障的整定时间为28-190ms；远方保护系统进行保护动作过程总时间为2-70ms；有噪声存在情况下，实际最大传输时间为2-65ms。以此为依据，继电保护技术人员把四新变至龙城变纵联允许式保护业务（2M业务）的传输时延由25ms更改为45ms。再查看华为SDH网管，发现网管侧的保护倒换告警消失，纵联允许式保护业务（2M业务）在迂回保护路由上恢复传输，继电保护设备显示运行状态正常。
（三）光缆接通后纵联允许式保护业务（2M业务）仍不能恢复的原因分析
光缆中断后，纵联允许式保护业务（2M业务）自动切换到迂回保护路由上运行且没有恢复成功，通过2.2的分析我们得知是保护时延设置的不尽合理。但光缆接通后，这一业务仍未能正常恢复。通信技术人员仔细查看华为SDH网管后，发现此时的纵联允许式保护业务（2M业务）仍运行在迂回保护路由上，未按常规思路倒换回主用路由，因此出现了该业务在保护迂回路由上不通，光缆接通后还不通的现象。2M业务保护方式有自动恢复式和非自动恢复式两种。自动恢复式是指当主用路由中断又恢复后，迂回保护路由上的相关业务在一定时间内自动倒换回主路由。非自动恢复式是指主路由中断，业务倒换至迂回保护路由，只有当迂回保护路由发生中断时，业务才倒换回主用路由。此次故障主要是业务保护方式在开通时设置的是非自动恢复式，所以当光缆接通后，纵联允许式保护业务（2M业务）不能自动倒换到主用路由，从而导致了保护业务不能恢复。发现该问题后，技术人员把纵联允许式保护业务（2M业务）的运行方式更改为自动恢复式，使该业务又重新倒换到了主用路由上运行。
通过图1我们不难发现，四新变至龙城变的纵联允许式保护业务（2M业务）采用四新变经向阳变至龙城变这一路由是最佳路由。因为这条路由中间经过的环节少，出故障的机率小，有利于业务的稳定传输，所以非常有必要把该路由设置为主用路由。
三、结束语
通过这次故障，值得吸取的教训较多。首先，纵联允许式保护业务（2M业务）开通调试时，继电保护现场技术人员未仔细考虑主备用路由上的传输时延不同，只调通了主用路由上的保护业务，且按主用路由设置了一个比较小的允许时延，未考虑保护迂回路由上保护信号传送需较大时延。导致了主用路由中断后备用路由上纵联保护业务不能自动恢复，从而使得保护业务彻底中断，朝阳市区华为A网自愈环失去了自身存在的意义。其次，现场参与调试的人员未提醒继电保护技术人员做主备用路由倒换试验，这为此次故障埋下了隐患。如果现场调试人员认真做一下倒换试验，那么问题很容易就会被发现，当时处理掉就不会有此次故障的发生。最后，纵联允许式保护业务（2M业务）运行方式设置的不合理，致使光缆接通后，纵联保护业务还不能恢复，浪费了大量时间去查找问题所在，也促使本次故障时间的延长。通过这一案例可以清楚的看到：一个在设备调试期间埋下的隐患，在一次意外的光缆中断后如期而至了。
经过一系列的分析，可以深刻的领会到现场工作人员的责任心与技术水平对于保障通信网络的安全稳定畅通具有至关重要有作用。
【参考文献】
[1]《Optix OSN2500+智能光传输技术手册》