智能光網絡的保護與恢復分析

摘要：自動交換光網絡(ASON)是在不斷適應業務快速發展趨勢而產生的新一代光傳送網技術。ASON網絡作為具有分布式智能的光傳送網，它的最大特點就是在傳送平面和管理平面的基礎上引入了具有智能的控制平面，他用了新令、路由、自動發現等技術。ASON技術在光傳送網中的引入將為運營商帶來很多優勢。以現有的保護恢復標準和開發情況為基礎，重點對保護和恢復在網絡中的應用策略進行分析和研究。

關鍵詞：ASON；保護機制；恢復機制

中圖分類號：TP309.2文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2007）10-0246-02

1保護恢復機制

1.1保護機制

保護機制是為了對一條或多條公主連接進行保護，而預先建立起一條和多條保護連接的機制。這些用于保護的容量即使未被使用也不能被重路由利用，而且中間節點用于保護的交叉連接已經事先完成配置，在保護時不需要進行改變。在保護機制中，由于保護通道/鏈路都是預先建立的，在故障發生時不需要通過ASON信令去指揮任何中間節點的連接控制器發生到換，因此業務恢復的速度快(一般小于50ms)，使用于較高等級的業務；但是由于用于保護的容量即使未被使用也不能被重路由使用，這就使得保護機制需要較多的冗余資源，一般會超過100％。保護方案分以下幾類：

(1)專用保護。

①保護：業務在兩條完全不相交的通路/鏈路(工作通道/鏈路和保護通道/鏈路)上同時傳送，在接收端選擇質量最好的信號。

②保護：業務只在工作通道/鏈路上傳送，而保護通道/鏈路不傳送業務或傳送低優先級的業務。當工作通道/鏈路發生故障時，業務工作通道/鏈路倒換到保護通道/鏈路上，而保護通道/鏈路上的低優先級業務被放棄。

(2)共享保護。

①N保護(N>1)：N條工作通道/鏈路共享1條保護通道/鏈路。N條工作通道/鏈路同時出現故障的幾率很低。如果有超過一條工作通道/鏈路出現故障，就保護優先級最高的工作通道/鏈路。

1.2恢復機制

恢復機制是指通過重路由機制建立新的連接以代替失效連接的機制，這些新連接會占用網絡冗余的共享容量。與保護不同，當故障發生需進行恢復時，網絡中支持該連接的部分或全部交叉連接會發生變化。由于恢復利用共享冗余量建立新連接來代替發生故障的連接，通常會涉及動態的資源建立和路由計算(路由計算可以預先進行)，因此比保護需要更多的時間進行倒換(一般為幾ms)，不能適用于高等級業務；但也正式由于能夠對共享冗余容量進行動態的使用，使得恢復機制的資源利用率比較高，只需要50％～70％的冗余容量。根據路由計算和資源分配發生的時間不同，恢復可以分為預置和實時兩種方式。在預置方式中，恢復路由或資源在故障發生之前就已經確定并在相應的節點進行了預置存儲，當故障發生時直接調用相應的恢復路由或資源(時隙)信息進行交叉連接；在實時方式中，計算軟件在故障發生之后，才根據網絡當時的資源情況進行路由計算和資源分配，繼而完成交叉連接。實時方式可以反映當時網絡資源使用情況，所以路由資源的調配較之預置方式更具靈活性，但其恢復速度比預置方式慢。根據故障恢復后的業務處理，恢復機制可以分為可返回和不返回兩種。可返回方式就是指故障恢復后需要將業務從保護連接上倒換到初始的工作連接上，這樣做可以盡量保持網絡的初始化設計；不返回方式與前者相反，即使故障得到修復，業務也不返回到初始的工作連接上，這樣做節點不需要保存初始的信息。

2保護恢復功能的研發現狀

目前，各個廠家ASON設備的保護修復功能存在比較大的差距，造成這些差距的主要原因有兩個方面：一是保護恢復方面的標準還有待發展，目前的標準主要是提出了保護恢復定義和基本功能要求，而具體的實現方法還沒有規定，而且對于互連互通涉及的問題也沒有進行規范；二是保護恢復同運營商的需求密切相關，不同的運營商提出的不同需求引導了廠家對于保護恢復功能的研發方向。

從支持的保護類型看：1+1保護和預制/實時恢復在實現上相對簡單，并且需求明顯，因此他們是多數廠家目前都可以實現的基本保護恢復機制；而1：1或M:N涉及優先級，業務搶占等比較復雜的策略，而且需求還不明朗，因此多數廠家還不予支持。從時間性能看：保護機制，特別是1+1保護的倒換時間都可以控制在50ms以內，而恢復機制的業務恢復時間則差距很大，這是由于廠家采用的檢測機制、路由算法效率、預置程度(路由或資源)等實現方式上具有各自的特點。從保護恢復方式的組合形式看：這個方面應該是廠家在保護恢復功能最具特色方面。永久1+1保護(當故障出現在使用備用電路的同時再生成另一條備用電路)，保護失敗后進行恢復，傳統環保護/SNCP保護失步后恢復，傳統保護/SNCP保護和ASON保護的分段接收等等組合形式滿足了運營商不同的需求.但是，多樣組合形式在為運營商提供更多選擇的同時，也給互連互通造成了障礙，廠家特殊性必然導致標準化程度的降低。

3保護恢復應用策略

在ASON網絡中保護恢復的應用非常重要的，與信令和路由不同，它的應用具有更強的靈活性和多樣性。保護恢復的應用策略涉及方面很多，這里進對保護恢復的等級劃分和域間保護恢復的實現方式提出一些想法和建議。

3.1保護恢復的等級劃分

由于不同的保護恢復機制出自不同的設計思路，它們在保護恢復時間和對于業務可靠性的保護程度上存在較大的區別，正是這種區別劃分業務等級提供了一種技術基礎運營商可以根據業務的要求，為不同的業務選用不同的保護恢復等級，并且可以和客戶簽訂基于保護恢復的SLA。現有保護恢復機制進行的等級主要劃分為永久1+1、1+1/環網保護+實時恢復、預置/M:N+實時恢復、無保護和額外保護，這是一個具有普適性的等級劃分，運營商可以根據具體情況，平衡業務需求和網絡資源利用率來選擇適當的劃分等級。

3.2域間的保護恢復

ASON網絡可以由多個控制域構成，為了提高網絡的生存性，域間的保護恢復是需要特別關注的的關鍵問題。根據G8080的規定，域間故障包括域間鏈路故障和域間網關節點故障。由于恢復時間同網絡規模密切相關，恢復應遵循先域內，再域間，最后借助第三個域的順序，盡量恢復限制在較小的網路規模內以提高恢復速度。