智能光網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)與恢復(fù)分析

摘要：自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)是在不斷適應(yīng)業(yè)務(wù)快速發(fā)展趨勢(shì)而產(chǎn)生的新一代光傳送網(wǎng)技術(shù)。ASON網(wǎng)絡(luò)作為具有分布式智能的光傳送網(wǎng)，它的最大特點(diǎn)就是在傳送平面和管理平面的基礎(chǔ)上引入了具有智能的控制平面，他用了新令、路由、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)等技術(shù)。ASON技術(shù)在光傳送網(wǎng)中的引入將為運(yùn)營商帶來很多優(yōu)勢(shì)。以現(xiàn)有的保護(hù)恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)情況為基礎(chǔ)，重點(diǎn)對(duì)保護(hù)和恢復(fù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用策略進(jìn)行分析和研究。

關(guān)鍵詞：ASON；保護(hù)機(jī)制；恢復(fù)機(jī)制

中圖分類號(hào)：TP309.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2007）10-0246-02

1保護(hù)恢復(fù)機(jī)制

1.1保護(hù)機(jī)制

保護(hù)機(jī)制是為了對(duì)一條或多條公主連接進(jìn)行保護(hù)，而預(yù)先建立起一條和多條保護(hù)連接的機(jī)制。這些用于保護(hù)的容量即使未被使用也不能被重路由利用，而且中間節(jié)點(diǎn)用于保護(hù)的交叉連接已經(jīng)事先完成配置，在保護(hù)時(shí)不需要進(jìn)行改變。在保護(hù)機(jī)制中，由于保護(hù)通道/鏈路都是預(yù)先建立的，在故障發(fā)生時(shí)不需要通過ASON信令去指揮任何中間節(jié)點(diǎn)的連接控制器發(fā)生到換，因此業(yè)務(wù)恢復(fù)的速度快(一般小于50ms)，使用于較高等級(jí)的業(yè)務(wù)；但是由于用于保護(hù)的容量即使未被使用也不能被重路由使用，這就使得保護(hù)機(jī)制需要較多的冗余資源，一般會(huì)超過100％。保護(hù)方案分以下幾類：

(1)專用保護(hù)。

①保護(hù)：業(yè)務(wù)在兩條完全不相交的通路/鏈路(工作通道/鏈路和保護(hù)通道/鏈路)上同時(shí)傳送，在接收端選擇質(zhì)量最好的信號(hào)。

②保護(hù)：業(yè)務(wù)只在工作通道/鏈路上傳送，而保護(hù)通道/鏈路不傳送業(yè)務(wù)或傳送低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)。當(dāng)工作通道/鏈路發(fā)生故障時(shí)，業(yè)務(wù)工作通道/鏈路倒換到保護(hù)通道/鏈路上，而保護(hù)通道/鏈路上的低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)被放棄。

(2)共享保護(hù)。

①N保護(hù)(N>1)：N條工作通道/鏈路共享1條保護(hù)通道/鏈路。N條工作通道/鏈路同時(shí)出現(xiàn)故障的幾率很低。如果有超過一條工作通道/鏈路出現(xiàn)故障，就保護(hù)優(yōu)先級(jí)最高的工作通道/鏈路。

1.2恢復(fù)機(jī)制

恢復(fù)機(jī)制是指通過重路由機(jī)制建立新的連接以代替失效連接的機(jī)制，這些新連接會(huì)占用網(wǎng)絡(luò)冗余的共享容量。與保護(hù)不同，當(dāng)故障發(fā)生需進(jìn)行恢復(fù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中支持該連接的部分或全部交叉連接會(huì)發(fā)生變化。由于恢復(fù)利用共享冗余量建立新連接來代替發(fā)生故障的連接，通常會(huì)涉及動(dòng)態(tài)的資源建立和路由計(jì)算(路由計(jì)算可以預(yù)先進(jìn)行)，因此比保護(hù)需要更多的時(shí)間進(jìn)行倒換(一般為幾ms)，不能適用于高等級(jí)業(yè)務(wù)；但也正式由于能夠?qū)蚕砣哂嗳萘窟M(jìn)行動(dòng)態(tài)的使用，使得恢復(fù)機(jī)制的資源利用率比較高，只需要50％～70％的冗余容量。根據(jù)路由計(jì)算和資源分配發(fā)生的時(shí)間不同，恢復(fù)可以分為預(yù)置和實(shí)時(shí)兩種方式。在預(yù)置方式中，恢復(fù)路由或資源在故障發(fā)生之前就已經(jīng)確定并在相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了預(yù)置存儲(chǔ)，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)直接調(diào)用相應(yīng)的恢復(fù)路由或資源(時(shí)隙)信息進(jìn)行交叉連接；在實(shí)時(shí)方式中，計(jì)算軟件在故障發(fā)生之后，才根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)時(shí)的資源情況進(jìn)行路由計(jì)算和資源分配，繼而完成交叉連接。實(shí)時(shí)方式可以反映當(dāng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)資源使用情況，所以路由資源的調(diào)配較之預(yù)置方式更具靈活性，但其恢復(fù)速度比預(yù)置方式慢。根據(jù)故障恢復(fù)后的業(yè)務(wù)處理，恢復(fù)機(jī)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(fù)后需要將業(yè)務(wù)從保護(hù)連接上倒換到初始的工作連接上，這樣做可以盡量保持網(wǎng)絡(luò)的初始化設(shè)計(jì)；不返回方式與前者相反，即使故障得到修復(fù)，業(yè)務(wù)也不返回到初始的工作連接上，這樣做節(jié)點(diǎn)不需要保存初始的信息。

2保護(hù)恢復(fù)功能的研發(fā)現(xiàn)狀

目前，各個(gè)廠家ASON設(shè)備的保護(hù)修復(fù)功能存在比較大的差距，造成這些差距的主要原因有兩個(gè)方面：一是保護(hù)恢復(fù)方面的標(biāo)準(zhǔn)還有待發(fā)展，目前的標(biāo)準(zhǔn)主要是提出了保護(hù)恢復(fù)定義和基本功能要求，而具體的實(shí)現(xiàn)方法還沒有規(guī)定，而且對(duì)于互連互通涉及的問題也沒有進(jìn)行規(guī)范；二是保護(hù)恢復(fù)同運(yùn)營商的需求密切相關(guān)，不同的運(yùn)營商提出的不同需求引導(dǎo)了廠家對(duì)于保護(hù)恢復(fù)功能的研發(fā)方向。

從支持的保護(hù)類型看：1+1保護(hù)和預(yù)制/實(shí)時(shí)恢復(fù)在實(shí)現(xiàn)上相對(duì)簡(jiǎn)單，并且需求明顯，因此他們是多數(shù)廠家目前都可以實(shí)現(xiàn)的基本保護(hù)恢復(fù)機(jī)制；而1：1或M:N涉及優(yōu)先級(jí)，業(yè)務(wù)搶占等比較復(fù)雜的策略，而且需求還不明朗，因此多數(shù)廠家還不予支持。從時(shí)間性能看：保護(hù)機(jī)制，特別是1+1保護(hù)的倒換時(shí)間都可以控制在50ms以內(nèi)，而恢復(fù)機(jī)制的業(yè)務(wù)恢復(fù)時(shí)間則差距很大，這是由于廠家采用的檢測(cè)機(jī)制、路由算法效率、預(yù)置程度(路由或資源)等實(shí)現(xiàn)方式上具有各自的特點(diǎn)。從保護(hù)恢復(fù)方式的組合形式看：這個(gè)方面應(yīng)該是廠家在保護(hù)恢復(fù)功能最具特色方面。永久1+1保護(hù)(當(dāng)故障出現(xiàn)在使用備用電路的同時(shí)再生成另一條備用電路)，保護(hù)失敗后進(jìn)行恢復(fù)，傳統(tǒng)環(huán)保護(hù)/SNCP保護(hù)失步后恢復(fù)，傳統(tǒng)保護(hù)/SNCP保護(hù)和ASON保護(hù)的分段接收等等組合形式滿足了運(yùn)營商不同的需求.但是，多樣組合形式在為運(yùn)營商提供更多選擇的同時(shí)，也給互連互通造成了障礙，廠家特殊性必然導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)化程度的降低。

3保護(hù)恢復(fù)應(yīng)用策略

在ASON網(wǎng)絡(luò)中保護(hù)恢復(fù)的應(yīng)用非常重要的，與信令和路由不同，它的應(yīng)用具有更強(qiáng)的靈活性和多樣性。保護(hù)恢復(fù)的應(yīng)用策略涉及方面很多，這里進(jìn)對(duì)保護(hù)恢復(fù)的等級(jí)劃分和域間保護(hù)恢復(fù)的實(shí)現(xiàn)方式提出一些想法和建議。

3.1保護(hù)恢復(fù)的等級(jí)劃分

由于不同的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制出自不同的設(shè)計(jì)思路，它們?cè)诒Ｗo(hù)恢復(fù)時(shí)間和對(duì)于業(yè)務(wù)可靠性的保護(hù)程度上存在較大的區(qū)別，正是這種區(qū)別劃分業(yè)務(wù)等級(jí)提供了一種技術(shù)基礎(chǔ)運(yùn)營商可以根據(jù)業(yè)務(wù)的要求，為不同的業(yè)務(wù)選用不同的保護(hù)恢復(fù)等級(jí)，并且可以和客戶簽訂基于保護(hù)恢復(fù)的SLA。現(xiàn)有保護(hù)恢復(fù)機(jī)制進(jìn)行的等級(jí)主要?jiǎng)澐譃橛谰?+1、1+1/環(huán)網(wǎng)保護(hù)+實(shí)時(shí)恢復(fù)、預(yù)置/M:N+實(shí)時(shí)恢復(fù)、無保護(hù)和額外保護(hù)，這是一個(gè)具有普適性的等級(jí)劃分，運(yùn)營商可以根據(jù)具體情況，平衡業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)資源利用率來選擇適當(dāng)?shù)膭澐值燃?jí)。

3.2域間的保護(hù)恢復(fù)

ASON網(wǎng)絡(luò)可以由多個(gè)控制域構(gòu)成，為了提高網(wǎng)絡(luò)的生存性，域間的保護(hù)恢復(fù)是需要特別關(guān)注的的關(guān)鍵問題。根據(jù)G8080的規(guī)定，域間故障包括域間鏈路故障和域間網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)故障。由于恢復(fù)時(shí)間同網(wǎng)絡(luò)規(guī)模密切相關(guān)，恢復(fù)應(yīng)遵循先域內(nèi)，再域間，最后借助第三個(gè)域的順序，盡量恢復(fù)限制在較小的網(wǎng)路規(guī)模內(nèi)以提高恢復(fù)速度。