传输网络第三条路由的设备解决方案

刘海涛，詹涛，陶成钢

（中国移动通信集团设计院有限公司黑龙江分公司, 哈尔滨 150080）

1 前言

随着传输网络所承载的业务内容的丰富及传输容量的增长，目前的传输网对其可靠性要求越来越高，原有的环网结构已经无法满足网络安全的要求。尤其是近些年内自然灾害的频繁发生，对传输网的冲击非常严重。因此，对于某一个节点建设第三条光缆路由出口是非常必要的。然而，在ASON网络规模化应用之前，很难实现网络格状化业务的智能调度和无缝倒换。本文将结合目前设备层面技术的成熟情况，探讨第三条路建设完成后，设备层面相应的解决方案。

2 OLP保护

2.1 OLP保护技术简介

OLP是用于构建基于光纤线路进行自动切换保护的子系统。该器件单元通常具有6个光端口。如图1所示。其光路上功能通常包括：

（1）Tx进入的光由Tl，T2均分输出（双发），或选择输出（选发）；

（2）RI、R2输入的光选择一路。经Rx输出（选收）。

当光纤传输线路上主用光纤/光缆出现问题时，在光纤线路OLP设备的作用下，通过开关倒换，能够在规定时间内自动地将主/备用光传输线路切换至备/主用线路。OLP保护通常分为1+1型和1：1型两种，其工作原理可参见图1和图2。两种方式大同小异，其各自特点可参见表1。

图1 1+1保护方式OLP工作原理图

图2 1∶1保护方式OLP工作原理图

表1 不同OLP类型的各自特点

2.2 OLP在SDH层面的应用

据了解，目前各主流厂家对其生产的SDH系统，均未研发相应的OLP板件。对于尚未建设波分传送平台的SDH系统，需要使用第三方的OLP设备实现保护。设备可采用上述的任意一种保护方式进行配置。

基于SDH属于同步时分复用系统的原因。OLP在SDH层面实施保护受到限制。具体的限制原因可以通过计算得出：

假设主用路由距离为l1km，备用路由距离为l2km，则有在相应的路由上传送的时间差为：t1-t2=(l1-l2)/c。其中，c表示光速，为3×105km/s。可以看出，当l1-l2>37.5km时，主备通路上传送的时间差为125μs，即意味着将会有一帧发生丢失。

当主备用距离差足够小时，信号到达对端位置时间差异较小，对于SDH网络，将会将该时间差当作抖动处理。此时，在OLP倒换时系统是否会发生误码，将会取决于系统的抖动容限。

由上述可以看出，OLP在SDH上的应用应该非常慎重。

2.3 OLP在波分层面的应用

OLP保护技术在各大运营商的波分层面中已经广泛使用。其中移动省际干线网络及部分省份的省干网络均已经部署了OLP保护设备。实现方式也灵活多样，有使用第三方设备开通及使用原厂家板件开通等多种形式。OLP在波分层面根据所处参考点位置不同一般情况下可分为4种方式。

方式1：光放段使用OLP；当OLP设备放置在MPI-S、R’、S’及MPI-R等参考点的位置，光线路放大器（OLA）使用原有设备时，便形成了光放段的OLP。该种方式实现比较简单，仅在光缆的两端位置上新增OLP设备或板件即可。

方式2：光复用段使用OLP；当OLP设备仅放在OM与OA之间，同时在局端新增相应的光放大板及色散补偿模块，在整个复用段内新增独立的线路系统，即形成了光复用段的OLP。

方式3：光通道使用OLP；该种方式是将OLP设备或板件放置在Sn与Rn参考点位置，OM至OD及其之间的所有线路系统均需要新增。

方式4：业务接入时使用OLP；该种场景是将OLP设备或板件放置在业务进行OTU之前，此时意味着OTU及其之间的所有系统均需要新增。

针对于不同的场景，应该选择与其适应实现方式。不同的使用方式的特点及其所对应的场景如表2所示。

2.4 通过OLP实现第三条路由保护的解决方案

2.4.1 保护机理

图3 OLP解决第三路由接入保护示意图

表2 不同方式OLP保护特点及适用场景

由上文可以看出，OLP能够实现第三条路由的接入，具体的实现过程如图3所示。在该种场景下宜采用光复用段之间的保护方式。当原有环网中A两侧光缆故障时，可以通过A至汇聚节点间的第三条路由迂回至汇聚节点。此时，仅需要在A与汇聚节点启用OLP保护即可以实现。

图3中，使用了A-D-汇聚节点的路由作为A-B-C-D-汇聚节点的路由的备份，同时也可以使用该段路由作为A-汇聚点的备份。另外，可以结合原有环网的路由与新建路由实现B至汇聚点、C至汇聚点，D至汇聚点的备份。对于保护路由与备份路由相同的段落，可以新建其他节点间的第三路由。如B-D、汇聚点-C等等。

2.4.2 需要注意的问题

（1）对纤芯的消耗：该种实现方式虽然能够使新建的第三路由发挥其作用，但实现所有节点的保护，对光纤资源的占用也非常大，可通过如下计算得出。

假设有n个节点，对于原有环网结构，需要占用2条纤芯资源。当该n个节点间任何一条路由需要保护时均需要再占用2芯，即还需要占用2n条纤芯，共需要占用2(n+1)条纤芯。因此，当环上节点数量较多时，应注意其对纤芯资源的消耗，合理做好保护路径的规划，以保证纤芯的充足。

（2）对链路的要求：对于干线网络或郊县汇聚环，由于其距离较长，迂回路径的光功率及色散会与原路径相差较大，需要重新计算。且由于需要保护节点数量的增加，保护路由也相应的增多，对每条路径进行保护会需要配置大量的OLA及色散补偿模块。严重的消耗机房及电源资源。同时由于光缆数量的限制，可能会面临到多条路由在某一段光缆中重合，将对该段光缆中OLA站点的机房要求极高。因此需要合理的规划其保护路由，而且要有针对性的选择一些段落不予以保护。

3 利用交叉单元实现

3.1 SDH网络的实现方式

3.1.1 环网拆分

环网折分是最常见的利用第三路由的方案，通过拆分进行业务分担。但该方案的本质上仍为环网结构。保护方式仍然为采用SDH环保护策略。由于现网应用较为广泛，本文不再进行论述。

3.1.2 利用交叉单元实现第三条路由的接入

图3中，当每个节点均为SDH节点时，在A与D端，利用交叉单元可以实现业务在A-D之间的调度，实现A与汇聚节点与D与汇聚点间光缆的保护。当第三路由逐渐丰富时，可在多点利用交叉单元实现。然而目前的保护方式仍然采用环网结构，交叉单元无法处理多个维度的信号流，所以该倒换需要在网管上进行操作。真正的实现智能倒换，还需要叠加控制平面，启用ASON功能。

3.2 OTN网络的实现方式

现在全省新建的波分系统，均已经具备OTN的部分能力。OTN总体来说，可分为两层交叉结构，即电层交叉和光层交叉。

3.2.1 光层交叉的实现方式

光交叉的核心器件为ROADM，现在绝大多数的运营商均可以实现8个维度的调度，其主流技术为WSS技术。对于图3中，可以在A、D节点中启用WSS，实现所有节点在A和D节点处的波长调度。

使用光层交叉技术实现第三路由的接入将会是未来的重要手段，但对于目前来说，WSS技术还待进一步成熟，国内的商用并未全展开。且引入WSS后，波道的规划将会变得非常困难，需要配置大量的可调OTU，极大的增加了网络的建设成本。

3.2.2 电层交叉的实现方式

基于IP over WDM的需要，在波分层面开通电层交叉功能将显得尤为重要，国内现有的网络也基本上全部开通了电层交叉的功能。对于子波长系统，可以在交叉单元上实现不同子波长至不同的OTU光板上的调度。其实现方式如图4所示。

图4 电交叉中子波长调度示意图

可以看出，利用电交叉功能，在A节点，将完成多发并收功能；在D点将完成选发选收功能；这与现有OTN的保护机制是相互冲突的。由于OTN技术通常使用OSNCP保护，其保护方式依然以环网保护为主。在图4所示的故障出现时，无法完成自动倒换。因此在控制平面叠加之前，故障时不同方向数据的调度仍然需要通过网管配置对交叉单元进行配置。

4 结论

通过以上的论述可以看出，在ASON技术成熟之前，以上两种思路均能够在一定程度上满足多路由的接入，提高网络安全和缩短故障恢复时间。总体来说，OLP保护更适合两个相邻节点间具备多条路由的保护方式，而交叉单元的保护则更适合网络的格状拆分。另外、通过交叉单元完成多维度业务的调度是未来网络发展的趋势。故网络建设时，应根据其光缆资源的分布，并结合网络演进趋势合理选择保护方式，以完成网络格状化的部署。