黃順歡 鄧 毓

（江西省農村信用社聯合社，江西 南昌 330039）

一、引言

在同一個城市建立另外一個可獨立承擔關鍵業(yè)務系統(tǒng)運行的數據中心，該中心被稱為同城災備數據中心，該中心具備基本與主數據中心等同的業(yè)務處理能力并通過高速鏈路實時同步數據，一般情況下可同時分擔業(yè)務及管理系統(tǒng)的運行，并可切換單獨運行。災難情況下可在基本不丟失數據的情況下進行災備應急切換，保持業(yè)務連續(xù)運行。

異地災備中心是指在異地的城市建立一個備份的災備中心，用于對雙中心的數據備份，當雙中心出現自然災害等原因而發(fā)生故障時，異地災備中心可以用備份數據進行業(yè)務的恢復。與異地災備數據中心相比，同城災備數據中心具有投資成本可控、建設速度快、運維管理簡單、可靠性更高等優(yōu)點。

在兩地三中心建設過程，兩地三中心的網絡架構直接影響業(yè)務系統(tǒng)雙活。在網絡層，同城雙中心之間采用光纖連接，保證雙中心之間較大的帶寬，以滿足業(yè)務數據實時性的需求，同城異地之間采用專網或IP廣域網即可實現，以節(jié)約成本。同城雙中心的光纖采用波分復用（WDM）技術進行建設，針對兩地只有1條或2條光纖連接的場景，采用WDM方式，能夠虛擬出多條FC或GE網絡資源，滿足兩地之間對業(yè)務和數據多重鏈路的需求。WDM技術能充分利用光纖的巨大帶寬資源，大幅度提高系統(tǒng)傳輸容量，降低傳輸成本，因此在同城骨干網的超大容量傳輸中得到了廣泛的應用。將WDM技術引入城域網、接入網，整個網絡就會變成無縫連接的整體，為所有不同的業(yè)務提供支持和連接，因此城域網中WDM具有很大優(yōu)越性。

二、DWDM技術[1][2][3]

波分復用WDM(Wavelength Division Multiplexing)是將兩種或多種不同波長的光載波信號（攜帶各種信息）在發(fā)送端經復用器(亦稱合波器，Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進行傳輸的技術；在接收端，經解復用器(亦稱分波器或稱去復用器，Demultiplexer)將各種波長的光載波分離，然后由光接收機作進一步處理以恢復原信號。這種在同一根光纖中同時傳輸兩個或眾多不同波長光信號的技術，稱為波分復用。

WDM技術具有很多優(yōu)勢，得到快速發(fā)展?？衫霉饫w的帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍；多波長復用在單模光纖中傳輸，在大容量長途傳輸時可大量節(jié)約光纖。

提到WDM的時候，不得不提到DWDM；其實，WDM和DWDM應用的是同一種技術，在不同發(fā)展時期對WDM系統(tǒng)的稱呼，這與WDM技術的發(fā)展歷史有著緊密的關系。

在80年代初，光纖通信興起之初，人們想到并首先采用的是在光纖的兩個低損耗窗口1310nm和1550nm窗口各傳送1路光波長信號，也就是1310nm／1550nm兩波分的WDM系統(tǒng)，即傳統(tǒng)的WDM。該系統(tǒng)比較簡單，一般采用熔融的波分復用器件，插入損耗小；沒有光放大器，在每個中繼站上，兩個波長都進行解復用和光／電／光再生中繼，然后再復用在一起傳向下一站。

而且隨著技術的發(fā)展，WDM系統(tǒng)相鄰波長間隔間隔越來越小，以及1550nm窗口EDFA的商用化，WDM系統(tǒng)的應用進入了新的發(fā)展時期。不再利用1310nm窗口，而只在1550nm窗口傳送多路光載波信號。為區(qū)別于傳統(tǒng)的WDM系統(tǒng)，人們稱這種波長間隔更緊密的WDM系統(tǒng)為密集波分復用系統(tǒng)，即DWDM，其是波分復用的一種具體表現形式。

在DWDM長途光纜系統(tǒng)中，波長間隔較小的多路光信號可以共用EDFA光放大器。在兩個波分復用終端之間，采用一個EDFA代替多個傳統(tǒng)的電再生中繼器，同時放大多路光信號，延長光傳輸距離。在DWDM系統(tǒng)中，EDFA光放大器和普通的光／電／光再生中繼器將共同存在，EDFA用來補償光纖的損耗，而常規(guī)的光／電／光再生中繼器用來補償色散、噪聲積累帶來的信號失真。

DWDM能夠在同一根光纖中，把不同的波長同時進行組合和傳輸。為了保證有效，一根光纖轉換為多個虛擬光纖。所以，如果你打算復用8個光纖載波（OC），即一根光纖中傳輸8路信號，這樣傳輸容量就將從2.5Gb/s提高到20Gb/s。

三、DWDM應用分析

2013年開始實施兩地三中心建設，如下圖1所示，主數據中心與同城災備中心通過DWDM技術滿足容災的需求，如圖2所示，當時業(yè)務的需求是2個FC業(yè)務，6個GE業(yè)務，容量為30G，未來隨著業(yè)務的發(fā)展，將達到200G容量。

圖1 兩地三中心網絡架構

圖2DWDM網絡架構

如上圖1和圖2所示，2013年我行為建設同城災備數據中心，主數據中心與同城災備數據中心之間通過DWDM技術打通雙中心網絡，分別租用電信和聯通裸光纖組成相互獨立的兩個鏈狀網絡，實現雙中心的30G容量，分別承載著開發(fā)測試、雙中心核心路由、生產核心業(yè)務、第三方外聯業(yè)務、集中作業(yè)、管理業(yè)務、互聯網業(yè)務區(qū)、SAN業(yè)務等業(yè)務，DWDM光傳輸網絡處理通信底層，主要承載主數據中心與同城災備數據中心的所有網絡業(yè)務，是上層業(yè)務的基礎，確保該傳輸網絡穩(wěn)定、安全、可持續(xù)性運行。

但在投產后，陸續(xù)發(fā)現存在一些問題，對業(yè)務造成影響。2014年和2015年因租用的運營商光纜逐步劣化導致光衰過大，以致光功率超出DWDM業(yè)務單板接收靈敏度范圍，會出現接收信息誤碼情況，最終導致業(yè)務異常，增加了運維風險。為降低該風險及保障雙中心網絡安全，已于2016年通過在2013年基礎上擴容光功率放大板，緩解了光纜劣化帶來的業(yè)務異常問題，當租用的光纜在一定范圍內劣化時，在光功率放大板的作用下可以為業(yè)務提供保駕護航。

此外，由于近年來城市大力發(fā)展，城市配套工程緊鑼密鼓展開，例如地鐵施工、電網改造、運營商網絡改造、老城改造、道路擴建以及市政工程，這些工程施工給數據中心的通訊線路安全帶來極大的挑戰(zhàn)，從而給業(yè)務帶來安全隱患，就2017年4月份聯通裸光纖連續(xù)出現3次閃斷，導致出現數據中心出現大量告警甚至出現業(yè)務主備機切換現象。運營商光纜瞬間衰耗劇烈變化，導致光功率抖動，從而造成業(yè)務瞬斷（持續(xù)幾十秒到1分鐘不等），運營商光纜頻繁的瞬斷、恢復給諸如存儲等核心業(yè)務帶來了極大的風險。光纜性能抖動多是由外部原因導致，例如外線光纜被刮蹭、重物擠壓、土方作業(yè)等因素導致其物理性能發(fā)生短時間變化。

由于城市建設施工帶來的安全隱患可能會越來越突出，存在突發(fā)性、不確定性、嚴重性，正值新同城災備數據中心施工建設中，波分傳輸網絡進行安全加固迫不及待，降低通訊線路風險，確保業(yè)務可持續(xù)、穩(wěn)定、安全運行。

（一）優(yōu)化前業(yè)務保護方式

如上圖3所示，優(yōu)化前部分業(yè)務通過雙掛的方式，通過網絡交換機或存儲交換機自身的二、三層協(xié)議，實現業(yè)務保護，該種保護的業(yè)務切換速度取決于路由交換協(xié)議收斂速度，與DWDM光網絡設備無關，DWDM不參與業(yè)務的保護切換。依賴路由交換協(xié)議實現保護倒換時間可能較長，從而造成某種切換、數據丟失或者丟失重傳，影響業(yè)務安全。

為保障主湖數據中心與同城災備數據中心的網絡穩(wěn)定、安全運行，在現網波分傳輸網絡的基礎上進行安全優(yōu)化加固，優(yōu)化后的網絡結構如下圖3所示。

圖4 優(yōu)化后的DWDM傳輸網絡

如上圖4所示，將現網波分業(yè)務單板的雙發(fā)選收功能利用起來(之前光口一直閑置未利用)，例如，將接聯通光纜設備子框上ELOM單板空閑的第2個波分側接口，又跳纖到電信光纜設備子框的分合波板MR8上，相當于又復用了電信的光纜，設備會自動選擇聯通還是電信線路承載業(yè)務。原聯通、電信的一對光纜纖芯分別只為與其直連的DWDM設備服務，該方案充分利用兩家運營商不同光纜路由，不僅提高了其利用率，也提高了安全性，只要聯通和電信光纜不同時出問題，不會影響業(yè)務。這樣就實現了光層（物理層）的保護，光層保護的速度非?？欤琒NCP倒換時間＜＝50ms，對上層業(yè)務的影響感知小。

(二)業(yè)務保護實現示例

在實現業(yè)務保護的實踐中，就不得不提到EX40單板，其屬于光分合波單元，40路光信號的分波或合波（雙纖雙向）。EX40單板支持雙纖雙向傳輸功能，可實現將最多40路符合ITU-T G.694.1建議的標準波長光信號復用為1路光信號，或將1路光信號解復用為最多40路符合ITU-T G.694.1建議的標準波長光信號。EX40單板用于該場景時，使用MD01～MD40光口接入波長信號。具體應用如圖5所示。

圖5 EX40單板在雙纖雙向保護應用

圖6 單板槽位和業(yè)務規(guī)劃

單板槽位和業(yè)務的規(guī)劃如圖6所示，以電信子架某一塊單板為例，簡略說明保護實現方式，第4槽一塊ELOM，其波分側IN1口連接到本網元光子架1槽EX40的192.1，OUT1口連接到本網元光子架2槽EX40的192.1，波分側IN2口連接到聯通光子架1槽EX40的192.5，波分側OUT2口連接到聯通光子架2槽位EX40的192.5，客戶側的GE業(yè)務和IN1/OUT1和IN2/OUT2形成雙發(fā)選收關系，從而實現保護，當電信光纜中斷時，業(yè)務在光層快速切換到聯通光纜。

圖7 業(yè)務信號保護示意圖

以上圖7為例，主數據中心側存儲的8G業(yè)務連纖到電信LDX的TX1/RX1口，8G信號在單板內部被雙發(fā)到IN1/OUT和IN2/OUT2口，其中工作信號連接到本網元EX40，保護信號連接到聯通網元的EX40，工作信號和保護信號分別經電信光纜和聯通光纜送到同城災備數據中心分別接收下來，同城災備數據中心的LDX將兩路信號選收下來送至存儲交換機，從而實現保護。在正常狀態(tài)下，業(yè)務走工作通道，倒換狀態(tài)下，走保護通道。