河南省無線發(fā)射傳輸管理中心 于中遠(yuǎn)

波分復(fù)用技術(shù)在河南廣電網(wǎng)中的應(yīng)用

河南省無線發(fā)射傳輸管理中心 于中遠(yuǎn)

隨著信息時代的到來，多種網(wǎng)絡(luò)層面的業(yè)務(wù)層出不窮，語音、圖像、數(shù)據(jù)等信息呈爆炸式增長，網(wǎng)絡(luò)傳送業(yè)務(wù)顆粒越來越大，對通信網(wǎng)帶寬要求越來越高。河南省廣播電影電視局在1997年開始規(guī)劃并建設(shè)光網(wǎng)絡(luò)，光網(wǎng)絡(luò)分為兩個平臺，電視傳輸平臺和數(shù)據(jù)平臺。為了全面提高民眾精神文化生活，另外也是隨著IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬需求的快速增長和顆粒越來越大的發(fā)展趨勢，原有的網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)不能滿足要求，河南廣電網(wǎng)及時調(diào)整自己的光網(wǎng)絡(luò)，于2010年規(guī)劃建設(shè)了NGWDM（下一代波分復(fù)用）OTN。傳輸技術(shù)的發(fā)展也使傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)逐漸演化出另外一種組網(wǎng)模型，即IPoverWDM，將IP層直接承載在WDM系統(tǒng)上。依靠強大的OTN傳送網(wǎng)，可以完成全省數(shù)字電視整轉(zhuǎn)。本文，筆者討論了傳統(tǒng)波分和現(xiàn)代NG波分的區(qū)別，并介紹了波分復(fù)用技術(shù)在河南廣電網(wǎng)的應(yīng)用。

一、傳統(tǒng)WDM與NGWDM的技術(shù)差異

1.傳統(tǒng)波分復(fù)用技術(shù)的特點。早期的河南廣電網(wǎng)絡(luò)使用的是傳統(tǒng)波分復(fù)用技術(shù)，其傳輸能力單波僅有2.5G，組網(wǎng)方式不靈活，業(yè)務(wù)方式采用IPoverSDHoverWDM，將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和視頻廣播業(yè)務(wù)首先通過SDH承載，SDH網(wǎng)絡(luò)再承載在WDM系統(tǒng)上。在這種情況下，波分復(fù)用系統(tǒng)主要是作為一個透明的傳輸通道來使用，不直接面對業(yè)務(wù)，由基于SDH的VCI2/VC4交叉來解決IP業(yè)務(wù)的上下傳輸。這種組網(wǎng)模式存在以下幾個問題。

（1）交叉顆粒過小，不能適應(yīng)IP業(yè)務(wù)帶寬需求的高速增長。

（2）WDM管理功能和組網(wǎng)能力弱，無法滿足IP業(yè)務(wù)靈活調(diào)度的需要。

（3）網(wǎng)絡(luò)層次多，功能部分重疊。

2.NG波分復(fù)用技術(shù)的特點。隨著網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速增長以及新業(yè)務(wù)類型的不斷出現(xiàn)，不同的業(yè)務(wù)類型需要采用不同的保護(hù)策略，這對組網(wǎng)模式提出了更高的要求。傳統(tǒng)點對點的波分復(fù)用系統(tǒng)已經(jīng)不太適合網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，新網(wǎng)絡(luò)的需求向可擴(kuò)展性好、承載高效、可靠性高和智能化等方面發(fā)展。為了改進(jìn)SDH的帶寬容量，解決傳統(tǒng)WDM網(wǎng)管能力弱、組網(wǎng)方式不靈活等缺點，便開發(fā)出了OTN技術(shù)。OTN解決了傳統(tǒng)WDM網(wǎng)絡(luò)無波長、組網(wǎng)能力弱、保護(hù)能力弱等問題，并逐步得到了廣泛應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化為IPoverOTN。

3.IPoverOTN方式的優(yōu)點。IPoverOTN方式能夠提供遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)SDH傳輸設(shè)備的傳輸容量，能夠提供單纖波的波分復(fù)用傳輸，單波長傳送容量可以達(dá)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(shù)據(jù)業(yè)務(wù)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(shù)據(jù)設(shè)備之間的光纖連接，可以使原有呈星形分布的數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡化為環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，便于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和維護(hù)。剔除了SDH層面，將IP層直接承載在WDM系統(tǒng)上，這種組網(wǎng)方式省去了SDH層，從而節(jié)約了大量投資，減少了網(wǎng)絡(luò)功能的重疊。利用WDM的多種光層保護(hù)能力，滿足了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的生存要求，光層保護(hù)在倒換時間性能上能夠提供大大優(yōu)于IP路由器保護(hù)恢復(fù)性能的QoS保證。WDM傳輸設(shè)備能夠?qū)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸碼率、數(shù)據(jù)格式其調(diào)制方式進(jìn)行透明傳送，可有效承載GE、2.5GPOS、10GPOS、10GE等各種類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

二、河南省廣電網(wǎng)結(jié)構(gòu)分析

1.交叉能力與OAM特點。河南省骨干網(wǎng)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(yīng)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(wǎng)絡(luò)管理和維護(hù)功能，通過增加豐富的開銷，可用于OAM層監(jiān)控SM、通道層監(jiān)控PM、多級級聯(lián)監(jiān)控TCM等各種監(jiān)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(yè)務(wù)接口不會影響線路側(cè)的容量規(guī)劃，線路側(cè)可以先行規(guī)劃和實施，業(yè)務(wù)側(cè)只需根據(jù)實際需要增加相應(yīng)板卡即可，有效地縮短了業(yè)務(wù)開通時間。

2.網(wǎng)管系統(tǒng)。目前，省干OTN網(wǎng)絡(luò)在省中心節(jié)點配置了1套華為的T2000網(wǎng)管服務(wù)器，為了防止服務(wù)器故障對網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控的影響，提高網(wǎng)管系統(tǒng)的可靠性，配置了1套備用的T2000服務(wù)器，接入了不同的網(wǎng)關(guān)網(wǎng)元，主用服務(wù)器和備用服務(wù)器之間采用DCN網(wǎng)絡(luò)連接，從而實現(xiàn)網(wǎng)管的異地災(zāi)備。網(wǎng)管系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

在正常情況下，只有主用服務(wù)器的Sybase數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和T2000應(yīng)用處于啟動狀態(tài)，備用T2000服務(wù)器上的Sybase和T2000應(yīng)用不啟動。通過VVR軟件，經(jīng)過DCN網(wǎng)絡(luò)在主備服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫之間實現(xiàn)單向和實時的存儲設(shè)備層數(shù)據(jù)復(fù)制，即主用服務(wù)器數(shù)據(jù)庫上的數(shù)據(jù)變化都會復(fù)制到備用服務(wù)器上。當(dāng)主用服務(wù)器發(fā)生故障時，VCS和GCO自動啟動備用T2000服務(wù)器的Sybase數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，從主用服務(wù)器端自動切換到備用服務(wù)器端。當(dāng)主用服務(wù)器恢復(fù)正常后，VCS和GCO不會自動啟動主用T2000服務(wù)器的Sybase數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。當(dāng)主用服務(wù)器恢復(fù)正常后，需要切換回主用服務(wù)器時，需要手工將Sybase數(shù)據(jù)庫應(yīng)用和T2000應(yīng)用從備用服務(wù)器切換回主用服務(wù)器。

3.業(yè)務(wù)保護(hù)方式。OTN在保護(hù)方式方面具有明顯的優(yōu)勢，它實現(xiàn)了子波長級保護(hù)和Mesh級波長保護(hù)。還可以實現(xiàn)1+1子波長保護(hù)和子波長（電層）環(huán)網(wǎng)保護(hù)，并且支持誤碼性能倒換，可以類比于SDH網(wǎng)絡(luò)子Mesh級波長恢復(fù)。廣電網(wǎng)的業(yè)務(wù)保護(hù)配置基于電交叉的ODUK-SNCP保護(hù)，可實現(xiàn)業(yè)務(wù)的可靠傳送。ODUkSNCP保護(hù)運用電層交叉的雙發(fā)選收功能，可對線路板和OCh光纖進(jìn)行保護(hù)。業(yè)務(wù)保護(hù)示例如圖3所示。

4.業(yè)務(wù)發(fā)送系統(tǒng)。在業(yè)務(wù)發(fā)送方面，需要保護(hù)的客戶業(yè)務(wù)從支路板輸入，通過交叉分成工作信號和保護(hù)信號，分別送往工作線路板和保護(hù)線路板。然后工作信號和保護(hù)信號分別在工作通道和保護(hù)通道里傳輸。業(yè)務(wù)接收方向，在正常工作時，僅工作線路板對應(yīng)的交叉連接生效，斷開保護(hù)線路板的交叉連接。當(dāng)工作通道故障時，線路單板檢測并上報相關(guān)信號故障告警，產(chǎn)生SF或SD事件，主控板檢測到SF或SD后，下達(dá)倒換命令，斷開工作線路板交叉鏈接，保護(hù)線路板對應(yīng)的交叉鏈接生效。