羅進(jìn)發(fā)，田之俊

(云南電網(wǎng)公司調(diào)度中心，昆明 650011)

OTN網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方式應(yīng)用

羅進(jìn)發(fā)，田之俊

(云南電網(wǎng)公司調(diào)度中心，昆明 650011)

闡述了OTN網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的主要方式，并結(jié)合OTN技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)實(shí)踐應(yīng)用方面進(jìn)行了探討。

OTN網(wǎng)絡(luò)；保護(hù)；電力通信網(wǎng)絡(luò)

0 前言

OTN網(wǎng)絡(luò)由于傳送的是大顆粒業(yè)務(wù)且多用于通信網(wǎng)的干線傳輸，在構(gòu)建OTN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需選擇合適的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式，保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性

OTN網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方式參照借鑒了SDH的保護(hù)方式，并有著OTN網(wǎng)絡(luò)獨(dú)有的特點(diǎn)。

OTN的保護(hù)方式，按保護(hù)層級(jí)，可分為通道層保護(hù)、光復(fù)用段層保護(hù)和光傳輸段層保護(hù)。通道層、光復(fù)用段層、光傳輸段層的劃分如圖1所示，其中 ODUk、OCH、客戶(hù)端到端業(yè)務(wù)屬通道層。

圖1 OTN保護(hù)層級(jí)劃分

1 OTN網(wǎng)絡(luò)的通道層

1.1 OTN網(wǎng)絡(luò)的通道層保護(hù)

對(duì)于OTN的通道層保護(hù)，可分為電域內(nèi)和光域內(nèi)的通道保護(hù)。

OTN光傳送網(wǎng)在電域內(nèi)，在G.798的標(biāo)準(zhǔn)中，提出了基于ODUk的子網(wǎng)連接保護(hù)，即ESNCP，其保護(hù)協(xié)議和保護(hù)倒換操作程序符合G.873.1的定義。此外，在電域ITU-T還提出了基于ODUk的環(huán)網(wǎng)共享保護(hù)，其保護(hù)協(xié)議和保護(hù)倒換操作程序符合G.873.2的定義 (此標(biāo)準(zhǔn)尚在制定中)。

在光域內(nèi) (O-SNCP)，OTN支持光通道1+1保護(hù)及客戶(hù)層光業(yè)務(wù)信號(hào)的1+1保護(hù)。

SNCP的模式有SNCP/I、SNCP/N、SNCP/S。SNC/I(Inherently monitored SNC)，固有監(jiān)視型SNCP，主要通過(guò)監(jiān)控SM開(kāi)銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換。

1)SNC/I利用服務(wù)層內(nèi)置監(jiān)視開(kāi)銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)層連接失效或信號(hào)劣化的保護(hù)，主要用來(lái)對(duì)付服務(wù)層失效，是一種適于保護(hù)光纜切斷和節(jié)點(diǎn)失效等硬件失效的保護(hù)手段。

2)SNC/N(non-intrusive end-to-end trail monitored SNC)，即非介入監(jiān)視SNCP，主要通過(guò)監(jiān)控SM、PM、TCM開(kāi)銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換。SNC/N利用客戶(hù)層特征信息 “只聽(tīng)” (非介入)監(jiān)視功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)層連接失效、本層連接失效、本層信號(hào)劣化的保護(hù)倒換。非介入監(jiān)視可以層監(jiān)視或子層監(jiān)視，比如TCM非介入監(jiān)視。

3)SNC/S(sublayer monitored SNC)，即子層監(jiān)視SNCP，主要通過(guò)監(jiān)控SM、TCM開(kāi)銷(xiāo)實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換。子層監(jiān)視是通過(guò)檢測(cè)子層的缺陷來(lái)完成的，比如串聯(lián)連接監(jiān)視TCM。相對(duì)于SNC/N來(lái)說(shuō)，子層監(jiān)視有一個(gè)更大的優(yōu)點(diǎn)，那就是發(fā)生在保護(hù)段上游的缺陷在保護(hù)倒換時(shí)將是看不見(jiàn)的。SNCP/I、SNCP/ N、SNCP/S的監(jiān)控手段如圖2所示。

圖2 SNCP/I、SNCP/N、SNCP/S的監(jiān)控手段

1.2 OTN網(wǎng)絡(luò)的E-SNCP保護(hù)

OTN網(wǎng)絡(luò)的E-SNCP保護(hù)，即電域內(nèi)基于ODUk的子網(wǎng)連接保護(hù)，指在OT單元的電域內(nèi)對(duì)一路線路側(cè)等級(jí)的ODUk信號(hào)完成1+1的ESNCP保護(hù)倒換，以此方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)映射到ODUk內(nèi)客戶(hù)業(yè)務(wù)的SNCP保護(hù)。如圖3所示，倒換判據(jù)可以是線路接收側(cè)的 LOS，LOF，TIM，EBER，或人工命令。

圖3 E-SNCP保護(hù)原理圖

1.3 OTN網(wǎng)絡(luò)的ODUk環(huán)網(wǎng)共享保護(hù)

ODUk環(huán)網(wǎng)共享保護(hù)或ODUk SPRING，類(lèi)似于SDH MS-SPRING的保護(hù)方式，需要APS協(xié)議支持，倒換時(shí)間小于50 ms，采用雙端倒換方式，ODUk子波長(zhǎng)作為多個(gè)子波長(zhǎng)的保護(hù)通道，如圖4所示。目前，此標(biāo)準(zhǔn)尚在制定中。

圖4 ODUk環(huán)網(wǎng)共享保護(hù)原理圖

1.4 OTN網(wǎng)絡(luò)的O-SNCP保護(hù)

O-SNCP保護(hù)，可以是1+1的OCH保護(hù)。對(duì)OCH的SNCP保護(hù)，與G.841中定義的SDH通道層的SNCP保護(hù)一致，也就是OCH分別調(diào)制到兩路彩光上，分別送入環(huán)網(wǎng)兩個(gè)方向的光復(fù)用單元傳送到對(duì)端，對(duì)端對(duì)此兩路OCH信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)，擇優(yōu)接收。G.798中定義OTN設(shè)備1+1的OCH保護(hù)連接支持SNCP/N方式。1+1的OCH通道O-SNCP保護(hù)原理如圖5所示。

圖5 OCH通道O-SNCP保護(hù)原理圖

O-SNCP保護(hù)，也可以采用DWDM光傳輸系統(tǒng)中的1+1的客戶(hù)層光業(yè)務(wù)信號(hào)保護(hù)方式。分光器將輸入的光客戶(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)分成兩路，分別送入不同方向上的OTU單元，經(jīng)OTN環(huán)網(wǎng)的兩個(gè)方向送到對(duì)端，對(duì)端對(duì)此兩路彩光信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè) (LOS)，擇優(yōu)接收。1+1的客戶(hù)層光業(yè)務(wù)信號(hào)O-SNCP保護(hù)原理如圖6所示。

圖6 客戶(hù)層光業(yè)務(wù)信號(hào)O-SNCP保護(hù)原理圖

2 OTN的光復(fù)用段層保護(hù)

OTN的1+1光復(fù)用段層保護(hù)結(jié)構(gòu)與SDH是極其相似的，符合G.841定義的1+1復(fù)用段層保護(hù)模型。對(duì)于OTN點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的線型系統(tǒng)，1+1線型光復(fù)用段 (OMS)保護(hù)方式，將復(fù)用段光信號(hào)用分光器分成兩路，分別送入不同OTS子層，經(jīng)不同的光物理層送到對(duì)端，在對(duì)端OMS光復(fù)用段的接收側(cè)進(jìn)行監(jiān)測(cè) (LOS-P)，擇優(yōu)接收，如圖7所示。

保護(hù)復(fù)用段，位于合分波盤(pán)之間，也可用于幾個(gè)放大段之間。采用并發(fā)選收方式保護(hù)，發(fā)端插損約4 dB，收端插損約1.5 dB。利用收光功率作為倒換判決依據(jù)，一般要求線路中波道數(shù)不少于4個(gè)。

圖7 1+1線型光復(fù)用段 (OMS)保護(hù)原理圖

光復(fù)用段共享保護(hù)環(huán) (OMS-SPRING)波長(zhǎng)利用率較高，但結(jié)構(gòu)、倒換協(xié)議復(fù)雜，造價(jià)較高。目前，這種模型的相關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)尚在制定中。

3 OTN的光傳輸段層保護(hù)

OTN的光傳輸段層保護(hù)，即 OLP保護(hù)(Optical Line Protection)。保護(hù)位置位于放大盤(pán)之間，用于保護(hù)傳輸段光纜，如圖8所示。有并發(fā)選收和選發(fā)選收兩種類(lèi)型。前者對(duì)線路帶來(lái)大約6 dB插損，后者約4 dB。實(shí)施關(guān)鍵點(diǎn)在于連纖方式、精確的功率監(jiān)測(cè)、收發(fā)協(xié)調(diào)一致、主備線路衰耗的均衡。

圖8 OTN光傳輸段層保護(hù)原理圖

OTN光傳輸段層保護(hù)，以圖9為示例，正常時(shí)光開(kāi)關(guān)直通，保護(hù)時(shí)主備開(kāi)關(guān)交叉。收端實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)1510/1550波長(zhǎng)信號(hào)光功率作為倒換條件，收端通過(guò)K1/K2控制發(fā)端倒換。1+1型發(fā)端對(duì)1510和1550信號(hào)進(jìn)行并發(fā)，不需協(xié)議。

圖9 OTN光傳輸段層保護(hù)示例圖

4 OTN的ASON保護(hù)

OTN網(wǎng)絡(luò)的ASON保護(hù)功能，與SDH網(wǎng)絡(luò)的ASON保護(hù)功能類(lèi)似，通過(guò)ODUk層的ASON功能，自動(dòng)計(jì)算、自動(dòng)選路由的方式進(jìn)行。OTN網(wǎng)絡(luò)的ASON保護(hù)，智能化程度高，網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)能力強(qiáng)，資源利用率高，可以實(shí)現(xiàn)GE、2.5 G、10 G等大顆粒業(yè)務(wù)在電層的靈活調(diào)度，支持多個(gè)線路方向調(diào)度和無(wú)縫隙轉(zhuǎn)化，部署效率高，如圖10所示。目前，OTN網(wǎng)絡(luò)的ASON相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)仍在完善中。

圖10 OTN網(wǎng)絡(luò)的ASON保護(hù)示意圖

5 OTN網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式的應(yīng)用

由前面的敘述可知，OTN網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)方式有多種，但不同的保護(hù)方式，其保護(hù)范圍、層級(jí)或保護(hù)機(jī)理是不同的，通道保護(hù)層級(jí)較低，主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端的保護(hù)，OLP、OMSP保護(hù)層級(jí)較高，實(shí)現(xiàn)對(duì)多點(diǎn)故障的保護(hù)，如圖11所示。一般而言，通道保護(hù)的動(dòng)作面較小，倒換時(shí)間短，但波長(zhǎng)利用率低。OLP、OMSP保護(hù)倒換相對(duì)復(fù)雜，倒換時(shí)間較長(zhǎng)，但長(zhǎng)波利用率高。在這些OTN保護(hù)方式中，ITU-T并不要求設(shè)備都支持。在實(shí)際組網(wǎng)應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)分布、設(shè)備支持情況等選擇最合適的保護(hù)方式。

圖11 OTN不同層級(jí)保護(hù)示意圖

在OTN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中，設(shè)備采用的是Alcatel -Lucent 1830 PSS-32/36系列設(shè)備，該系列設(shè)備對(duì)E-SNCP、O-SNCP、OLP、1+1線型OMSP均支持。1830 PSS-36設(shè)備具有強(qiáng)大的電交叉功能，1830 PSS-32設(shè)備的用戶(hù)接口板也具備電交叉功能，可以簡(jiǎn)單、高效的實(shí)現(xiàn) E-SNCP保護(hù)。但若采用O-SNCP、OLP或1+1線型 OMSP，則需另行配置倒換板卡 OPS板(Optical Protection Switching Module)，倒換相對(duì)復(fù)雜，需占用額外的板卡槽位，且增加額外的投資費(fèi)用。OPS的原理結(jié)構(gòu)如圖12所示。

Application of OTN Network Protection

LUO Jinfa，TIAN Zhijun
(Yunnan Electric Power Dispatching Center，Kunming 650011)

This article relates some major methods of OTN network protection，and then gives a simple exploring into its practical application situation through an example of power communication network.

OTN network；protection；power communication network

TM76

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1006-7345(2014)04-0039-03