波分復用技術在河南廣電網中的應用

河南省無線發射傳輸管理中心 于中遠

波分復用技術在河南廣電網中的應用

河南省無線發射傳輸管理中心 于中遠

隨著信息時代的到來，多種網絡層面的業務層出不窮，語音、圖像、數據等信息呈爆炸式增長，網絡傳送業務顆粒越來越大，對通信網帶寬要求越來越高。河南省廣播電影電視局在1997年開始規劃并建設光網絡，光網絡分為兩個平臺，電視傳輸平臺和數據平臺。為了全面提高民眾精神文化生活，另外也是隨著IP數據業務帶寬需求的快速增長和顆粒越來越大的發展趨勢，原有的網絡已經不能滿足要求，河南廣電網及時調整自己的光網絡，于2010年規劃建設了NGWDM（下一代波分復用）OTN。傳輸技術的發展也使傳統網絡逐漸演化出另外一種組網模型，即IPoverWDM，將IP層直接承載在WDM系統上。依靠強大的OTN傳送網，可以完成全省數字電視整轉。本文，筆者討論了傳統波分和現代NG波分的區別，并介紹了波分復用技術在河南廣電網的應用。

一、傳統WDM與NGWDM的技術差異

1.傳統波分復用技術的特點。早期的河南廣電網絡使用的是傳統波分復用技術，其傳輸能力單波僅有2.5G，組網方式不靈活，業務方式采用IPoverSDHoverWDM，將數據業務和視頻廣播業務首先通過SDH承載，SDH網絡再承載在WDM系統上。在這種情況下，波分復用系統主要是作為一個透明的傳輸通道來使用，不直接面對業務，由基于SDH的VCI2/VC4交叉來解決IP業務的上下傳輸。這種組網模式存在以下幾個問題。

（1）交叉顆粒過小，不能適應IP業務帶寬需求的高速增長。

（2）WDM管理功能和組網能力弱，無法滿足IP業務靈活調度的需要。

（3）網絡層次多，功能部分重疊。

2.NG波分復用技術的特點。隨著網絡數據業務的飛速增長以及新業務類型的不斷出現，不同的業務類型需要采用不同的保護策略，這對組網模式提出了更高的要求。傳統點對點的波分復用系統已經不太適合網絡的發展，新網絡的需求向可擴展性好、承載高效、可靠性高和智能化等方面發展。為了改進SDH的帶寬容量，解決傳統WDM網管能力弱、組網方式不靈活等缺點，便開發出了OTN技術。OTN解決了傳統WDM網絡無波長、組網能力弱、保護能力弱等問題，并逐步得到了廣泛應用，網絡結構演化為IPoverOTN。

3.IPoverOTN方式的優點。IPoverOTN方式能夠提供遠大于傳統SDH傳輸設備的傳輸容量，能夠提供單纖波的波分復用傳輸，單波長傳送容量可以達到40G的傳輸速率，并且可以通過子速率匯聚方式將低速率數據業務匯聚成滿帶寬傳送，有效地提高了光纖資源的利用率。通過大量減少數據設備之間的光纖連接，可以使原有呈星形分布的數據網網絡結構簡化為環形網絡結構，便于網絡的規劃和維護。剔除了SDH層面，將IP層直接承載在WDM系統上，這種組網方式省去了SDH層，從而節約了大量投資，減少了網絡功能的重疊。利用WDM的多種光層保護能力，滿足了數據網絡的生存要求，光層保護在倒換時間性能上能夠提供大大優于IP路由器保護恢復性能的QoS保證。WDM傳輸設備能夠對數據業務的傳輸碼率、數據格式其調制方式進行透明傳送，可有效承載GE、2.5GPOS、10GPOS、10GE等各種類型的數據業務。

二、河南省廣電網結構分析

1.交叉能力與OAM特點。河南省骨干網OTN的功能模型和如圖1所示，它分為光層和電層這2個層面，可同時具備光交叉和電交叉功能，目前應用較多的是電交叉。OTN最顯著的特點就是它具備了類似于SDH的網絡管理和維護功能，通過增加豐富的開銷，可用于OAM層監控SM、通道層監控PM、多級級聯監控TCM等各種監控，以及前向糾錯FEC，有效地解決了WDM缺乏帶寬管理能力的問題。OTN通過將支路和線路分離的不同，業務接口不會影響線路側的容量規劃，線路側可以先行規劃和實施，業務側只需根據實際需要增加相應板卡即可，有效地縮短了業務開通時間。

2.網管系統。目前，省干OTN網絡在省中心節點配置了1套華為的T2000網管服務器，為了防止服務器故障對網絡監控的影響，提高網管系統的可靠性，配置了1套備用的T2000服務器，接入了不同的網關網元，主用服務器和備用服務器之間采用DCN網絡連接，從而實現網管的異地災備。網管系統結構如圖2所示。

在正常情況下，只有主用服務器的Sybase數據庫應用和T2000應用處于啟動狀態，備用T2000服務器上的Sybase和T2000應用不啟動。通過VVR軟件，經過DCN網絡在主備服務器的數據庫之間實現單向和實時的存儲設備層數據復制，即主用服務器數據庫上的數據變化都會復制到備用服務器上。當主用服務器發生故障時，VCS和GCO自動啟動備用T2000服務器的Sybase數據庫應用，從主用服務器端自動切換到備用服務器端。當主用服務器恢復正常后，VCS和GCO不會自動啟動主用T2000服務器的Sybase數據庫應用。當主用服務器恢復正常后，需要切換回主用服務器時，需要手工將Sybase數據庫應用和T2000應用從備用服務器切換回主用服務器。

3.業務保護方式。OTN在保護方式方面具有明顯的優勢，它實現了子波長級保護和Mesh級波長保護。還可以實現1+1子波長保護和子波長（電層）環網保護，并且支持誤碼性能倒換，可以類比于SDH網絡子Mesh級波長恢復。廣電網的業務保護配置基于電交叉的ODUK-SNCP保護，可實現業務的可靠傳送。ODUkSNCP保護運用電層交叉的雙發選收功能，可對線路板和OCh光纖進行保護。業務保護示例如圖3所示。

4.業務發送系統。在業務發送方面，需要保護的客戶業務從支路板輸入，通過交叉分成工作信號和保護信號，分別送往工作線路板和保護線路板。然后工作信號和保護信號分別在工作通道和保護通道里傳輸。業務接收方向，在正常工作時，僅工作線路板對應的交叉連接生效，斷開保護線路板的交叉連接。當工作通道故障時，線路單板檢測并上報相關信號故障告警，產生SF或SD事件，主控板檢測到SF或SD后，下達倒換命令，斷開工作線路板交叉鏈接，保護線路板對應的交叉鏈接生效。