OTN網絡保護方式探討

嚴凌坤

[摘要]OTN網絡保護的選擇是組網中的一個重要環節，文章在簡要分析0TN技術特點的基礎上，對OTN的幾種主要保護方式進行探討，并提出了相就的保護選擇建議。

[關鍵詞] 光傳送網 密集波分復用 環網 保護

過去近30年，光通信經歷了很大的發展，從最初的PDH，到了有世界統一標準的SDH。但隨著internet技術和應用的不斷成熟，各類業務都在向大帶寬化、IP化方向發展。DWDM技術雖然能解決大容量的問題，但是DWDM在組網能力和波長業務調度方面均比較固定，靈活性較差，且不具備可靠的保護倒換機制。OTN技術綜合了SDH和DWDM的優點，即提供了功能完善的網絡操作管理維護（OAM）能力，以快速靈活地實現大帶寬IP業務靈活調度;也提供靈活的網絡保護和恢復機制，以保證大顆粒業務可靠傳輸。

OTN的網絡保護是信息傳輸的可靠保證，本文結合OTN的幾種組網方式探討了OTN網絡的幾種重要的網絡保護方式，提出了幾種基于保護的組網建議。OTN設備的設備級保護，例如交叉板1+1保護，本文不作探討。

一、OTN保護方式簡介

OTN技術主要包括了光層和電層的體系結構，兩層網絡都有相對應的OAM機制和網絡可靠性機制。OTN借鑒了傳統WDM光層的波分復用和SDH電層的映射、復用、交叉、嵌入式開銷等技術，將兩者合二為一即解決了大容量傳輸，也解決了調度、保護、管理功能。OTN支持豐富的開銷和APS（自動保護倒換）協議，具備提供多種保護方式的基礎。ITU-T通過G.873、G.808系列建議規范了OTN的網絡保護解決方案。OTN網絡的保護從層次上可分為光層保護和電層保護。

各種保護方式所處的OTN網絡層次如圖1所示。

二、光層主要保護技術及其應用

OTN光層保護主要是通過外置光模塊基于雙發選收原理對網絡進行保護，和傳統DWDM比較類似。所不同的是OTN采用了光交叉技術，而DWDM是采用人工跳纖方式。OTN光層主要保護技術有：光線路保護、光復用段保護、光通道保護、OCh保護方式等。

2.1光線路保護（OLP）

OLP位于光放之間，保護傳輸段光纜。采用雙發選收（1+1）或選發選收（1：1）方式，通過保護光纖實現對工作光纖的保護。

2.2 光復用段保護技術（OMSP）

OMSP位于合分波盤或OAD之間，也可用于幾個放大段之間。在發送端用1：2光分路器把光信號分成2路（雙發），一路提供給光工作復用段，另一路提供給光保護復用段。在接收端用lx2光開關對接收光信號進行擇優選擇，當光工作復用段發生故障時，接收端用光開關進行倒換。選擇由光保護復用段傳送的信號。

2.3 光通道1+1保護（OCP）

OCP保護原理是基于單個光波長保護，在光通道層實施1+1或1：n的保護。通過OCP板將client側信號輸入到不同波分系統的OTU中，通過并發選收的方式實現對客戶側信號的保護。業務信號在發送端被永久橋接在工作系統和保護系統，在接收端監視從這兩個線路通道收到的業務信號狀態，并選擇更合適的信號。不需要APS協議，每一個通道的倒換與其它通道的倒換沒有關系，倒換速度快（50ms以內）。OCP對復用器/解復用器、線路光放大器、光纜線路等、客戶側信號都能進行保護，可靠性高。

三、電層主要保護技術及其應用

OTN電層包括：光信道凈荷單元（OPUk）、光信道數據單元（ODUk）、光信道傳送單元（OTUk）。各種客戶層信息經過光信道凈荷單元OPUk的適配，映射到ODUk中，然后在ODUk、OTUk中分別加入光信道數據單元和光信道傳送單元的開銷，再映射到光通道層OCh，調制到光信道載波OCC上。ODUk電交叉模塊是OTN調度和保護能力的重要基礎，OTN電層保護主要靠電交叉板完成。電層主要保護技術有：ODUkSNCP保護、ODUk SPRing保護、OChl+l保護、OChSPRING保護。

3.1 0DUk SNCP保護

ODUk SNCP也是一種子網連接保護，是一種可靠的點到點保護機制，對網絡拓撲無要求，可應用于鏈型、環型、MESH的任何網絡結構中，可以對部分網絡節點或全部網絡節點進行保護。ODUk SNCP保護利用電層交叉的雙發選收進行保護，交叉粒度為ODUk，主要對線路板及其以后的單元進行保護，采用單端倒換模式。不需要全網協議，倒換時間小于50ms，多用于同- OCH中不同支路不同源或不同宿情況。

3.2 0DUk SPRing保護

ODUk SPRing保護通過使用兩個不相同的ODUk通道來實現對全部站點間分布式業務的保護。要求拓撲結構為環網結構，需要APS協議支持，倒換時間小于50ms，采用雙端倒換方式，即工作通道用于接收的通道失效時，都將導致收發同時倒換到保護通道。

3.3 0CH l+1保護

OCH l+1保護是經過支路單元和交叉盤后的客戶信號，并發至主備兩個線路接口上，對線路接口進行保護。類似于OCP的1+1波長保護。

3.4 0Ch Ring保護方式

OCH Ring保護是指經支路接口盤和交叉盤后的客戶信號，并發至主備用接口盤。該保護提供基于光通道的環網保護分布式保護，需要運行APS協議，分為近端保護和遠端。

四、OTN各種保護比較分析

建議在選擇OTN網絡保護方式時遵循以下原則：

a）網絡拓撲結構：應根據所組建網絡的實際拓撲結構選擇適宜的保護方式。 b）業務顆粒度：應根據業務顆粒度大小選擇適宜的保護方式。

c）可靠性要求：應根據業務的可靠性需求選擇適宜的保護方式。

d）保護成本：在網絡拓撲結構、業務顆粒度大小和可靠性要求確定的前提下，應盡量選擇投資成本相對較低的保護方式。

五、結語

OTN技術的發展適應了當前IP業務對大容量通信通道的需求，無保護的在運行網絡一旦出現光纖、設備故障將中斷大量的通信業務，對于實時性要求極高的信息時代，這是不可容忍的。故在組建OTN通信網時，需統籌考慮光纜資源、網絡拓撲結構、業務顆粒度、投資成本等幾方面因素，選擇適合的OTN網絡保護方式。

參 考 文 獻[1] ITU-T G.873.1 0ptical Transport Network（OTN）：Linear protection[S/OL].[2010-08-16][2]ITU-T G.808.1 Generic protection switching-Linear trail and subnetworkprotection[S/OL].[2010-08-16][3]李允博.光傳送網（OTN）技術的原理與測試[M].人民郵電出版社[4] YD/T 1990-2009光傳送網（OTN）網絡總體技術要求