王晨 郭艷春

(1.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)有限公司，北京100033；2.中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)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(duì)需要保護(hù)的業(yè)務(wù)，在網(wǎng)絡(luò)中分別安排一個(gè)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(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)1+1光通道保護(hù)在現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)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(duì)象為一個(gè)客戶信號(hào)，在上下路通過OCP板卡對(duì)客戶側(cè)信號(hào)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(hào)丟失(Loss of Signal，LOS)告警來(lái)判斷是否倒換，此類型保護(hù)倒換時(shí)間短，通常滿足<50 ms，配置簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)級(jí)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(hào)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(duì)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(duì)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(lái)觸發(fā)倒換，光通路中無(wú)需透?jìng)魃嫌蔚男盘?hào)失效(Signal Fail，SF)和信號(hào)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(duì)接端口采用10 GE/100 GE接口,該接口對(duì)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(shí)50 ms內(nèi)完成保護(hù)倒換[2-4]，實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶信號(hào)波長(zhǎng)級(jí)別的保護(hù)，但在多年的現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中，存在以下幾個(gè)方面的隱患。

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

(2)信號(hào)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(lái)觸發(fā)倒換，對(duì)SD告警無(wú)感知或不傳遞，這點(diǎn)不同于SNCP 1+1保護(hù)，即信號(hào)的劣化并不觸發(fā)保護(hù)倒換。

(3)OCP單板插損對(duì)客戶信號(hào)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(zhǎng)或路徑的跳接點(diǎn)多時(shí)，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(huì)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(shì)分析

SNCP 1+1保護(hù)是針對(duì)一個(gè)光通路的ODUk業(yè)務(wù)來(lái)源于不同線路側(cè)設(shè)備的情況，保護(hù)是基于單個(gè)ODUk業(yè)務(wù)單元。取決于不同的監(jiān)測(cè)類型，保護(hù)倒換觸發(fā)條件包括LOS、串聯(lián)連接監(jiān)測(cè)(Tandem Connection Monitoring，LOF)、信號(hào)失效條件、信號(hào)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(duì)接無(wú)需等待激光器關(guān)閉，可保證50 ms倒換時(shí)長(zhǎng)；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(lái)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(duì)1+1光通道保護(hù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(shì)，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(zhǎng)轉(zhuǎn)接到同一個(gè)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(duì)接時(shí)，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(shí)，UNI支路對(duì)接端口需要采用OTUk類型(包括普通OTUk和IrDI的OTUk)，可以透?jìng)魃嫌蜸F和SD信號(hào)，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(lái)觸發(fā)倒換，存在非OTUK客戶側(cè)接口時(shí)，不能采用SNCP保護(hù)。

3 光通道保護(hù)改進(jìn)方案

近年來(lái)，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(duì)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(shí)，在業(yè)務(wù)端站或中間節(jié)點(diǎn)站，存在跨電子架UNI對(duì)接時(shí)，將對(duì)接端口設(shè)置為OTUk或IrDI的OTUk的UNI接口。異廠家對(duì)接時(shí)，對(duì)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(duì)10G/100G業(yè)務(wù)，分別采用OTU2/OTU4的UNI OTUk或IrDI OTUk支路對(duì)接。

近期針對(duì)這些場(chǎng)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(yàn)室測(cè)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(tái)或異平臺(tái)UNI OTUk或IrDI OTUk支路端口跨架對(duì)接(見圖3、圖4)。

圖3 業(yè)務(wù)端站、同平臺(tái)跨架對(duì)接

圖4 業(yè)務(wù)端站、不同平臺(tái)跨架對(duì)接

(2)主備用路由中的電交叉/電中繼站，對(duì)10G/100G業(yè)務(wù)，同廠家同平臺(tái)或異平臺(tái)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(duì)接(見圖5、圖6)。

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

4 結(jié)束語(yǔ)

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(shí)延測(cè)量等管理功能；支持適用不同的保護(hù)場(chǎng)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?jìng)?。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(hào)的互通。同時(shí)，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(duì)接的場(chǎng)景應(yīng)用SNCP保護(hù)時(shí)，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(duì)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(shí)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(jí)為IrDI接口?，F(xiàn)有客戶側(cè)支路端口不能支持IrDI接口時(shí)，設(shè)置為OTUK的UNI對(duì)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(tái)跨架對(duì)接

圖6 主備路由路徑中間站、不同平臺(tái)跨架對(duì)接

圖7 業(yè)務(wù)端站、中間站，異廠家跨架