光傳送網(wǎng)光通道保護(hù)應(yīng)用分析及改進(jìn)方案

王晨 郭艷春

(1.中國移動通信集團(tuán)有限公司，北京100033；2.中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080)

0 引言

隨著業(yè)務(wù)向10G以上大顆粒的轉(zhuǎn)變，業(yè)務(wù)直接用光傳送網(wǎng)(Optical Transport Network，OTN)系統(tǒng)波道承載已在現(xiàn)網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，對需要保護(hù)的業(yè)務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)中分別安排一個主用和備用路由波道，根據(jù)主備用波道路由的設(shè)備情況，目前分別采用1+1光通道保護(hù)(Optical Channel Protection，OCP)或SNCP 1+1保護(hù)來實(shí)現(xiàn)對業(yè)務(wù)在波道層面的保護(hù)，提高業(yè)務(wù)的安全性。本文對1+1光通道保護(hù)在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用時出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和研究，并提出具體的解決方案。

1 1+1光通道保護(hù)現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用情況及存在的問題

1+1光通道保護(hù)(OCP 1+1保護(hù))的對象為一個客戶信號，在上下路通過OCP板卡對客戶側(cè)信號進(jìn)行并發(fā)選收，通過功率監(jiān)控模式，即判斷主備用通道是否有信號丟失(Loss of Signal，LOS)告警來判斷是否倒換，此類型保護(hù)倒換時間短，通常滿足<50 ms，配置簡單，可以實(shí)現(xiàn)波長級別的保護(hù)。現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用的1+1光通道保護(hù)設(shè)備板卡的連接如圖1所示。

圖1 1+1光通道保護(hù)連接示意圖

在現(xiàn)網(wǎng)中，1+1光通道保護(hù)的主備用波道分別終端在不同的支路端口，通過OCP盤進(jìn)行業(yè)務(wù)信號的雙發(fā)選收，主要在以下情況選用：業(yè)務(wù)起點(diǎn)和終點(diǎn)的主備用波道配置在不同的OTN設(shè)備上；業(yè)務(wù)的起點(diǎn)和終點(diǎn)分別為不同廠家的設(shè)備，在路徑中間站通過用戶網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口(User Networks Interface，UNI)支路實(shí)現(xiàn)異廠家光通道對接；業(yè)務(wù)起點(diǎn)和終點(diǎn)為同廠家設(shè)備，但主用或備用路徑跨越了第三方設(shè)備，在路徑中間站通過UNI支路實(shí)現(xiàn)異廠家光通道對接。

由于1+1光通道保護(hù)是通過LOS告警，用功率監(jiān)控模式來觸發(fā)倒換，光通路中無需透傳上游的信號失效(Signal Fail，SF)和信號劣化(Signal Degrade，SD)信息，且現(xiàn)網(wǎng)部分設(shè)備支路端口不支持OTUK，因此通常UNI客戶側(cè)及跨架、跨廠家的對接端口采用10 GE/100 GE接口,該接口對OTUK/ODUK層的開銷，如段監(jiān)視(Section Monitoring，SM)、通道監(jiān)視(Path Monitoring，PM)均已終結(jié)[1]。

圖2 SNCP 1+1保護(hù)連接示意圖

目前，1+1光通道保護(hù)雖然可以實(shí)現(xiàn)光纜中斷時50 ms內(nèi)完成保護(hù)倒換[2-4]，實(shí)現(xiàn)對客戶信號波長級別的保護(hù)，但在多年的現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中，存在以下幾個方面的隱患。

(1)異廠家支路對接時倒換時間過長。在上述所說的存在異廠家間通過UNI支路且對接情況時對接端口采用10 GE、100 GE接口進(jìn)行對接時。此時，SM、PM已終結(jié)，光通道中間局站收到LOS告警時，采用激光器自動關(guān)閉的方式來傳遞上游的SF信號，激光器關(guān)閉通常需要進(jìn)行多次判決防抖，這樣會延長下游的總業(yè)務(wù)受損時長，導(dǎo)致倒換時間超過50 ms，現(xiàn)網(wǎng)目前已有此類情況的案例。

(2)信號劣化不能觸發(fā)保護(hù)倒換。由于1+1光通道保護(hù)是通過LOS告警，用功率監(jiān)控模式來觸發(fā)倒換，對SD告警無感知或不傳遞，這點(diǎn)不同于SNCP 1+1保護(hù)，即信號的劣化并不觸發(fā)保護(hù)倒換。

(3)OCP單板插損對客戶信號的影響。從1+1光通道保護(hù)設(shè)備連接圖可以看到，此類保護(hù)需在OTN設(shè)備的支路側(cè)和客戶側(cè)間接入OCP保護(hù)倒換板，該單板的插損為1.5～3 dB，在傳輸設(shè)備與客戶側(cè)間路徑過長或路徑的跳接點(diǎn)多時，由于本身傳輸設(shè)備與業(yè)務(wù)設(shè)備間路徑衰耗比較大，該板卡插損的引入會進(jìn)一步加大衰耗，導(dǎo)致OTU和業(yè)務(wù)網(wǎng)元收光功率降低，引發(fā)誤碼，現(xiàn)網(wǎng)目前已有此類情況的案例。

2 SNCP 1+1保護(hù)倒換特點(diǎn)及優(yōu)勢分析

SNCP 1+1保護(hù)是針對一個光通路的ODUk業(yè)務(wù)來源于不同線路側(cè)設(shè)備的情況，保護(hù)是基于單個ODUk業(yè)務(wù)單元。取決于不同的監(jiān)測類型，保護(hù)倒換觸發(fā)條件包括LOS、串聯(lián)連接監(jiān)測(Tandem Connection Monitoring，LOF)、信號失效條件、信號劣化條件等；同樣，SNCP 1+1可在50 ms內(nèi)完成保護(hù)倒換，其設(shè)備板卡連接如圖2所示。

可見，SM、PM、TCM段的開銷是確定SF或SD告警保護(hù)倒換的基礎(chǔ)，SNCP1+1保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)有：通過SM、PM開銷字節(jié)觸發(fā)倒換，異廠家對接無需等待激光器關(guān)閉，可保證50 ms倒換時長；SD可觸發(fā)保護(hù)倒換；由于SNCP1+1保護(hù)是在業(yè)務(wù)端點(diǎn)根據(jù)收到的告警信息觸發(fā)保護(hù)倒換，主備用路由的倒換是通過電交叉矩陣來完成，不需要OCP保護(hù)單板，在傳輸設(shè)備和客戶側(cè)間沒有引入額外的插損。

因此,針對1+1光通道保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用時存在的問題，結(jié)合SNCP 1+1保護(hù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理及優(yōu)勢，通過設(shè)置所有UNI支路轉(zhuǎn)接端口為 OTUk或IrDI (域間接口Inter-Domain Interface)OTUk，保證鏈路SM、PM開銷可傳遞，達(dá)到可在終端節(jié)點(diǎn)通過電交叉矩陣實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)SNCP 1+1 保護(hù)目的，從而規(guī)避前述的光通道保護(hù)的問題：即在業(yè)務(wù)終端節(jié)點(diǎn)，通過OTUk或IrDI OTUk支路端口將主備用波長轉(zhuǎn)接到同一個設(shè)備上；在主備用路徑中間節(jié)點(diǎn)存在跨機(jī)架、異廠家對接時，設(shè)置支路轉(zhuǎn)接端口為 OTUk 或 IrDI類型。

SNCP1+1保護(hù)需使用SM、PM開銷，SM是屬于OTUk層次的開銷，在OTU的終結(jié)源再生，在OTU的終結(jié)宿終結(jié)；PM是屬于ODUk層次的開銷，在ODUk的終結(jié)源再生，在ODUk的終結(jié)宿終結(jié)。因此，在采用此類保護(hù)時，UNI支路對接端口需要采用OTUk類型(包括普通OTUk和IrDI的OTUk)，可以透傳上游SF和SD信號，不需要進(jìn)行關(guān)閉激光器判斷等待，完全使用ODU層的告警來觸發(fā)倒換，存在非OTUK客戶側(cè)接口時，不能采用SNCP保護(hù)。

3 光通道保護(hù)改進(jìn)方案

近年來，在網(wǎng)絡(luò)中引入的OTN設(shè)備中，大部分設(shè)備客戶側(cè)端口為IrDI OTUK，早期工程中的設(shè)備客戶側(cè)端口大部分可以通過網(wǎng)管配置為OTUK或非OTUK接口；基于此，可通過采用OTUk的UNI支路對接，將現(xiàn)網(wǎng)中使用的1+1光通道保護(hù)改進(jìn)為使用SNCP1+1保護(hù)。

端到端路由為同廠家時，在業(yè)務(wù)端站或中間節(jié)點(diǎn)站，存在跨電子架UNI對接時，將對接端口設(shè)置為OTUk或IrDI的OTUk的UNI接口。異廠家對接時，對接端口設(shè)置為OTUk或IrDI的OTUk的UNI接口。根據(jù)業(yè)務(wù)顆粒，對10G/100G業(yè)務(wù)，分別采用OTU2/OTU4的UNI OTUk或IrDI OTUk支路對接。

近期針對這些場景跨機(jī)架、跨廠家SNCP保護(hù)，現(xiàn)網(wǎng)主流廠家的設(shè)備已通過實(shí)驗室測試，下一步可在現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行推廣應(yīng)用。

(1)在業(yè)務(wù)端站，通過同廠家同平臺或異平臺UNI OTUk或IrDI OTUk支路端口跨架對接(見圖3、圖4)。

圖3 業(yè)務(wù)端站、同平臺跨架對接

圖4 業(yè)務(wù)端站、不同平臺跨架對接

(2)主備用路由中的電交叉/電中繼站，對10G/100G業(yè)務(wù)，同廠家同平臺或異平臺的不同電子架通過UNI OTU2/OTU4支路端口或IrDI OTU2/OTU4支路端口跨架對接(見圖5、圖6)。

(3)業(yè)務(wù)源宿端為不同廠家設(shè)備，對10G/100G業(yè)務(wù)，不同廠家OTN設(shè)備通過OTU2/OTU4支路端口對接(見圖7)。

4 結(jié)束語

與非OTUk格式的UNI接口互通相比，OTUk或IrDI OTUk格式的UNI接口互通可利用OTN完善的開銷，易于實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的跨域性能告警采集、故障定位、時延測量等管理功能；支持適用不同的保護(hù)場景SNCP/I/N/S保護(hù)類型；且IrDI OTUk接口通過GCC開銷，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)管信息的跨域透傳。結(jié)合上述優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中建議優(yōu)選OTUk格式的客戶側(cè)信號的互通。同時，由于只有IrDI的OTUK的UNI支持小顆粒業(yè)務(wù)到大帶寬波道的復(fù)用和解復(fù)用，因此當(dāng)跨機(jī)架支路轉(zhuǎn)接用非IrDI的OTUK的UNI對接的場景應(yīng)用SNCP保護(hù)時，應(yīng)用僅限于業(yè)務(wù)與支路轉(zhuǎn)接速率一致的情況。在工程應(yīng)用中，為保證對不同的業(yè)務(wù)安排靈活的保護(hù)方式，保證50 ms的保護(hù)倒換時間，建議新增設(shè)備客戶側(cè)支路端口采用IrDI接口，已有設(shè)備升級為IrDI接口。現(xiàn)有客戶側(cè)支路端口不能支持IrDI接口時，設(shè)置為OTUK的UNI對接，保證SM、PM、TCM等告警下傳。

圖5 主備路由路徑中間站、同平臺跨架對接

圖6 主備路由路徑中間站、不同平臺跨架對接

圖7 業(yè)務(wù)端站、中間站，異廠家跨架