TPS保护原理及工程实施方案

摘 要： 本文重点分析了TPS保护技术在通信系统应用的必要性及TPS保护倒换工作过程，应用TPS保护技术防止了电接口板故障引起业务中断，提高了网络安全，可最大限度减少网络阻断时间，使通信系统的可靠性得到进一步提高。

关键词： TPS保护； TPS保护倒换

中图分类号： TN91 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）04-0083-01

随着电信业务需求量的不断增长，为用户提供一个安全稳定的网络，成为各个电信运营商在市场中树立品牌形象，赢得客户信赖的决胜因素之一。但是，TPS保护倒换作为一种可选的、经济型的硬件级保护措施，常常并不被重视，而往往很多业务的中断是恰是由支路板故障引起的；在电信业竞争愈演愈烈的环境下，如何通过有效手段优化网络，提高内在服务质量，成为各个运营商更加关注的问题。

一、首先了解一下传输网的主要保护倒换方式

传输网的保护倒换一般分两种：

一种是基于软件平台的网络级保护（见图一）。它通过环网对光纤和光板进行保护，当光纤阻断或光板故障时通过软件倒换来实现网络的保护，保证业务不中断。这种保护方式包括ITU-T所规定的所有保护方式，如MSP和SNCP保护，以及在现有基础上发展补充的共享光纤虚拟路径保护。网络级保护是网络安全运行的必然需要。另一种是基于硬件平台的设备级保护。设备级保护通过对关键板件或易损板件的1+1热备份（见图二），在主用板件发生故障失效时，由备用板件接替主用板件工作，实现硬件的保护。硬件级的保护同样是设备安全运行的需要。

下面着重说一下TPS保护：

TPS保护即是一种基于硬件平台的设备级保护，其英文全称为Tribuary protection switching即支路保护倒换的意思，它通过一块支路板，对另外几块只路工作板进行保护，还可以实现1：N的保护，即一块支路板同时保护几块工作板。通过TPS保护可以实现业务的永不中断从而提升网络的安全性，还可实现差异化服务。

为深入理解实施TPS保护的意义，我们举一个实例来分析一下影响业务的各类单板故障概率，现仅以华为公司的2500+设备为例：

假设华为2500+设备上满配有8块PQ1、2块S16、1块XCS板，共11块单板故障会造成业务中断，假设个单板的失效概率是均等的，则可以估算出各单板失效的概率如下：

影响业务的单板故障概率：

P（XCS）=1/11=9%

P（S16）=2/12=18.2%

P（PQ1）=8/11=72.8%

从以上数据可看出PQ1支路单板的故障率较高，达72.8%，而对于交叉板华为公司一般出厂时配置了1+1热保护，避免了交叉板故障引起的业务中断；而S16板有环网保护，避免了线路板故障造成的业务中断，而PQ1板恰好处于无保护状态，成为保护的瓶颈。

由于支路板应用的数量较大，所以整体的故障概率也较大，笔者从工程实践中发现许多业务中断就是由支路板故障引起的。为了避免支路侧产生保护瓶颈，让整个传输网形成完整的保护体系，应尽快实施TPS保护。

二、了解了什么是TPS保护倒换，我们来简要分析一下什么情况下需要TPS保护

1.对于重要业务、专线等，如党政机关团体、公安、银行、机要部门或企业有必要对其业务，除用环网方式保护外，有必要进行TPS保护，确保其业务稳定运行。

2.对业务实现TPS保护是运营商树立品牌，对用户负责，提高内在服务质量的需要。

3.实现TPS保护是市场竞争的必然产物。

三、TPS保护的工程实施方案（以华为2500+为例）

华为2500+实现TPS保护配置简单、灵活，可通过往管系统任意配置需要保护的单板。其保护原理如下：第一板位IU1的2M保护PQ1板对IU2、IU3、IU4等PQ1板提供保护；当有工作板失效时，交叉板检测到单板失效，通知EIPC倒换控制板，EIPC板在FB2板的驱动下执行倒换，将业务快速倒换至保护单板，从而不中断业务。

实施过程如下：

首先，在工程实施前，对现有网络进行业务调查，核对业务，整理出详细的电路割接清单（包含割接实施时间、板位时隙、业务名称等）。其次，割接时间应安排在深夜凌晨，尽量减少割接对网络的影响，以凌晨1：00为宜。

具体操作步骤如下（以割接4个PQ1板为例）：

更换E75B板为E75S板（1：00-3：00）

安装PQ1保护板（3：00-3：15）

安装EIPC板（3：16-3：25）

数据设定（3：26-3：40）

保护倒换测试（3：40-4：00）

网管检测，核对业务（4：00-5：00）

特别注意的是，在更换系列单板时，应严格遵守施工操作规范，并指派富有施工经验的技术人员进行此项操作，特别防止将插针插歪的现象。为防意外，还应准备一套备份单板，随时应付在换板中出现的问题。倘若业务还未恢复，应及时按以上操作步骤，将各单板倒回，确保业务畅通。

四、TPS保护的应用优势总结和工程实施效果

TPS保护具有实施迅速、灵活、备板活用、规避风险等系列优点

1.TPS保护具有保护切换时间快（≤50ms），保证业务正常运行，不中断。

2.配置灵活简单，可通过网管系统任意配置保护单板。

3.将传统的库房式备板备件转变为实时性备板备件，在成本未增加的情况下，网络的安全性大大提高。

4.很多网上故障是由设备元器件、电源、支路板等硬件故障引起的，实践证明采用TPS保护后，可规避80%以上的硬件故障风险。

五、结束语

在2003年5月，我们对中国联通重庆分公司联通―移动互联互通、联通―电信互联互通网络实施TPS优化改造。工程完工后，通过几个月的运行观察，发现网络运行稳定、可靠，达到了预期目的，为重庆联通实施“精品网络”提供了有力保障。

建议今后的工程规划中，在重要接点，无论哪个厂商的设备，都要求提供TPS保护，避免在以后的设备优化改造中对网络造成新的冲击。

参考文献：

[1] 毛幼菊，党明瑞编著.光波分复用通信技术[M].北京：人民邮电出版社，1996.

[2] 孙学军等编著.WDM传输原理预测试[M].北京：人民邮电出版社，2000.

[3] 纪越峰编著.光波分复用系统（修订版）[M].北京：邮电大学出版社，2001.

[4] 朗讯科技中国有限公司光网络部编著.光传输技术[M].北京：清华大学出版社，2003.

[5] W.R.Balcer“Equipment for SDH network”，BT Engineering，Vo1.10，p.126.1991.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文