張 現(xiàn)，何 研

（中國人民解放軍63887 部隊(duì)，河南 洛陽 471000）

0 引 言

光傳輸網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)通過光纖按照一定的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相互連接組合而成的網(wǎng)絡(luò)[1]。作為現(xiàn)代通信重要的基礎(chǔ)承載網(wǎng)，光傳輸網(wǎng)絡(luò)搭載業(yè)務(wù)多、顆粒大，一旦發(fā)生故障導(dǎo)致通信中斷，就會對搭載的業(yè)務(wù)造成嚴(yán)重影響。因此，光傳輸網(wǎng)絡(luò)必須具備一定的容災(zāi)能力和較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)生存性。合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以很好地提升網(wǎng)絡(luò)生存能力。開局的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)對后期的運(yùn)維尤為重要，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅具有豐富的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制，而且實(shí)際操作性強(qiáng)、成本低，使環(huán)上業(yè)務(wù)具備較強(qiáng)的生存性，在光傳輸網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛應(yīng)用。

文章主要分析環(huán)形光網(wǎng)絡(luò)中常用的2種保護(hù)方法，即通道保護(hù)和復(fù)用段保護(hù)。其中，通道保護(hù)以二纖通道保護(hù)環(huán)最為常見。通過分析二纖雙向通道保護(hù)環(huán)和二纖單向通道保護(hù)環(huán)的原理，研究光纖路由中斷后實(shí)現(xiàn)自愈的過程，對比分析2 種保護(hù)方法的應(yīng)用。

1 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)

網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)是必須具有保護(hù)通道。二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括4 個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)，2 根光纖一收一發(fā)各成一環(huán)且方向相反，如圖1 所示。

圖1 二纖雙向通道保護(hù)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

1.1 正常業(yè)務(wù)流向

二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的運(yùn)行機(jī)制是雙發(fā)選收。以網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)A和C之間的業(yè)務(wù)流向?yàn)槔Ｇ闆r下，二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的工作方式如圖2 所示。

圖2 節(jié)點(diǎn)A 和C 之間的正常業(yè)務(wù)流向

當(dāng)A 向C 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)A 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)C，分別由工作通道S1和保護(hù)通道P1攜帶。由工作通道S1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B 到達(dá)節(jié)點(diǎn)C，由保護(hù)通道P1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)C。在節(jié)點(diǎn)C 處，選擇接收工作通道S1的業(yè)務(wù)信號作為主用信號落地。

當(dāng)C 向A 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)C 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)A，分別由工作通道S2和保護(hù)通道P2攜帶。由工作通道S2攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B 到達(dá)節(jié)點(diǎn)A，由保護(hù)通道P2攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)A。在節(jié)點(diǎn)A 處，選擇接收工作通道S2的業(yè)務(wù)信號作為主用信號落地。

1.2 故障后業(yè)務(wù)流向

以網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)A 和C 之間的業(yè)務(wù)流向?yàn)槔?，在光纖線路故障時(shí)，二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的工作方式如圖3 所示。

圖3 故障后的業(yè)務(wù)流向

當(dāng)A 向C 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)A 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)C，分別由工作通道S1和保護(hù)通道P1攜帶。由工作通道S1攜帶的業(yè)務(wù)信號受線路故障影響，無法到達(dá)節(jié)點(diǎn)C；由保護(hù)通道P1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)C。節(jié)點(diǎn)C 按通道優(yōu)選準(zhǔn)則，倒換開關(guān)由工作通道S1轉(zhuǎn)向保護(hù)通道P1，選擇接收保護(hù)通道P1的業(yè)務(wù)信號作為主用信號落地。

當(dāng)C 向A 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)C 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)A，分別由工作通道S2和保護(hù)通道P2攜帶。由工作通道S2攜帶的業(yè)務(wù)信號受線路故障影響，無法到達(dá)節(jié)點(diǎn)A；由保護(hù)通道P2攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)A。節(jié)點(diǎn)A 按照通道優(yōu)選準(zhǔn)則，倒換開關(guān)由工作通道S2轉(zhuǎn)向保護(hù)通道P2，選擇接收保護(hù)通道P2的業(yè)務(wù)信號作為主用信號落地。

在節(jié)點(diǎn)A 和C 之間經(jīng)工作通道傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)信號中斷后，接收端通過對比工作通道和保護(hù)通道接收信號的優(yōu)劣進(jìn)行擇優(yōu)選收，將倒換開關(guān)由工作通道轉(zhuǎn)向保護(hù)通道。因?yàn)楣ぷ魍ǖ篮捅Ｗo(hù)通道上發(fā)送的業(yè)務(wù)一模一樣，所以業(yè)務(wù)保護(hù)是“1+1”的，使A?C 之間的雙向業(yè)務(wù)保持穩(wěn)定，不會中斷[2]。

2 二纖單向通道保護(hù)環(huán)

二纖單向通道保護(hù)環(huán)還是由4 個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)組成的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，2 根光纖一收一發(fā)各成一環(huán)，方向相反，如圖5 所示。順時(shí)針為工作通道S1，逆時(shí)針為保護(hù)通道P1，即P1保護(hù)S1。

2.1 正常業(yè)務(wù)流向

二纖單向通道保護(hù)環(huán)的運(yùn)行機(jī)制同樣是雙發(fā)選收。以網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)A 和C 之間的業(yè)務(wù)流向?yàn)槔?，正常情況下，二纖單向通道保護(hù)環(huán)的工作方式如圖4所示。

圖4 節(jié)點(diǎn)A 和C 之間的正常業(yè)務(wù)流向

當(dāng)A 向C 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)A 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)C，分別由工作通道S1和保護(hù)通道P1攜帶；由工作通道S1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B 到達(dá)節(jié)點(diǎn)C，由保護(hù)通道P1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)C。到達(dá)節(jié)點(diǎn)C 后，選擇接收工作通道S1的業(yè)務(wù)信號作為主用信號落地。

當(dāng)C 向A 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)C 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)A，分別由工作通道S1和保護(hù)通道P1攜帶。由工作通道S1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)A，由保護(hù)通道P1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)B 到達(dá)節(jié)點(diǎn)A。到達(dá)節(jié)點(diǎn)A 后，選擇接收工作通道S1的業(yè)務(wù)信號作為主用信號落地。

2.2 故障后業(yè)務(wù)流向

以網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)A 和C 之間的業(yè)務(wù)流向來分析，在光纖線路故障時(shí)，二纖單向通道保護(hù)環(huán)的工作方式如圖5 所示。

圖5 倒換后的業(yè)務(wù)流向

當(dāng)A 向C 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)A 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)C，分別由工作通道S1和保護(hù)通道P1攜帶。由工作通道S1攜帶的業(yè)務(wù)信號受線路故障影響，無法到達(dá)節(jié)點(diǎn)C；由保護(hù)通道P1攜帶的業(yè)務(wù)信號經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)C。節(jié)點(diǎn)C 按通道優(yōu)選準(zhǔn)則，倒換開關(guān)由工作通道S1轉(zhuǎn)向保護(hù)通道P1，選擇接收保護(hù)通道P1的業(yè)務(wù)信號作為主用信號落地。

當(dāng)C 向A 發(fā)送業(yè)務(wù)信號時(shí)，在節(jié)點(diǎn)C 處，將業(yè)務(wù)信號進(jìn)行雙向發(fā)送至節(jié)點(diǎn)A，分別由工作通道S1和保護(hù)通道P1攜帶。由工作通道S1攜帶的業(yè)務(wù)信號未受線路故障影響，經(jīng)過節(jié)點(diǎn)D 到達(dá)節(jié)點(diǎn)A；由保護(hù)通道P1攜帶的業(yè)務(wù)信號受線路故障影響，無法到達(dá)節(jié)點(diǎn)A。節(jié)點(diǎn)A 按通道優(yōu)選準(zhǔn)則，正常選擇接收工作通道S1的業(yè)務(wù)信號落地。

節(jié)點(diǎn)B 和C 之間的傳輸通道中斷后，節(jié)點(diǎn)C 的接收端進(jìn)行單端倒換，將倒換開關(guān)由工作通道轉(zhuǎn)向保護(hù)通道，使節(jié)點(diǎn)A 和C 之間的雙向業(yè)務(wù)保持穩(wěn)定，不會中斷。

3 保護(hù)環(huán)對比

3.1 相同點(diǎn)

2 種保護(hù)環(huán)的光纖連接方式相同，當(dāng)線路故障時(shí)，接收端檢測到支路告警指示信號（TU-AIS）等告警信號，隨即進(jìn)行保護(hù)倒換。同環(huán)上的網(wǎng)元間業(yè)務(wù)分布和節(jié)點(diǎn)數(shù)無關(guān)，時(shí)隙利用率低，但倒換時(shí)間短（中興傳輸設(shè)備倒換速度小于15 ms）[3]。業(yè)務(wù)配置簡潔明了、便于維護(hù)，適用于業(yè)務(wù)量比較集中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜鸵话憧h局之間的通信網(wǎng)絡(luò)[4]。

此外，這2 種保護(hù)環(huán)都需要定期進(jìn)行倒換測試，確保主備通道狀態(tài)正常。如果發(fā)現(xiàn)主用通道斷纖，且備用通道狀態(tài)異常，倒換肯定不成功，會造成用戶業(yè)務(wù)中斷[5]。測試周期根據(jù)實(shí)際情況制定，一般結(jié)合換季維護(hù)保養(yǎng)進(jìn)行，每季度一次。測試時(shí)段定在業(yè)務(wù)量低峰區(qū)間，多在凌晨時(shí)段，避免倒換異常而大面積影響業(yè)務(wù)正常運(yùn)行。此外，還需要日常核查對交叉板、線路板、支路板的狀態(tài)，確保備用通道無異常告警和誤碼越限，對保護(hù)通道的業(yè)務(wù)配置、倒換狀態(tài)進(jìn)行檢查，確保未設(shè)置強(qiáng)制工作狀態(tài)或保護(hù)閉鎖。

3.2 不同點(diǎn)

在業(yè)務(wù)流向方面，二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)流向是相同路由，即收和發(fā)業(yè)務(wù)方向相反，經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)相同。默認(rèn)選擇最短路徑，通常是環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相隔節(jié)點(diǎn)數(shù)少的一側(cè)。二纖單向通道保護(hù)環(huán)的業(yè)務(wù)流向是分離路由，即收和發(fā)業(yè)務(wù)流向相同，經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)不同。

在保護(hù)倒換方面，二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)倒換是雙端倒換，源宿節(jié)點(diǎn)均發(fā)生倒換。二纖單向通道保護(hù)環(huán)的保護(hù)倒換是單端倒換，僅工作通道信號接收受影響的節(jié)點(diǎn)發(fā)生倒換。

在復(fù)雜程度方面，二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的系統(tǒng)復(fù)雜程度稍高一點(diǎn)，而二纖單向通道保護(hù)環(huán)的系統(tǒng)復(fù)雜程度較低。

4 結(jié) 論

文章以4 個(gè)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的二纖雙向環(huán)網(wǎng)為例，在相同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了二纖雙向通道保護(hù)環(huán)和二纖單向通道保護(hù)環(huán)的工作機(jī)制與保護(hù)倒換過程，并分析了這2 種保護(hù)方法的特點(diǎn)。通過對比分析，發(fā)現(xiàn)二纖雙向通道保護(hù)環(huán)的復(fù)雜度稍高，而二纖單向通道保護(hù)環(huán)的復(fù)雜度較低，在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)需求和資源狀況進(jìn)行選擇。