数据业务自身一般不具备类似SDH网络的50ms自愈保护能力,业界设备厂商通过在不同层面应用各种保护策略,为城域网中各类业务在DWDM系统上的承载提供了灵活而可靠的保障。
随着用户接入带宽的升级,作为基础网络的光传输网的承载压力逐步增加,WDM技术的引入为本地城域网中大容量调度数据业务提供了更多更好的选择。一般来说,本地城域网WDM主要承载的业务有SDH、IP、ATM、PDH以及其他非标准速率的光接口业务,如FiberChannel等。WDM网络对于这些业务的保护方式可以分为基于业务层和基于光层的保护两大类,两种保护方式WDM所扮演的角色不同,应用的环境也不同,但都可以很好的完成网络的自愈保护。
基于业务层的保护方式
基于业务层的保护方式显然是要充分利用在WDM网络上承载的业务信号自身的自愈能力实现网络的保护和恢复,此时WDM网络只是一个承载网的角色,不对网络的自愈做任何处理。
此种网络保护方式,适合于本地SDH、MSTP环网的全网或者是部分承载,也只用于较为简单的IP网络的双路由承载。以WDM环网为例,在全网承载SDH环网的组网中,SDH环网所有的复用段均承载在WDM网络上。在光缆线路中断时,直接采用SDH环网的自愈能力进行保护。
实际应用中,如果路由器之间利用WDM设备形成双路由,可以利用路由设备所具有的OSPF(开放式最短路径优先)协议,或者是其他的路由协议对网络中运行的IP分组进行恢复。但如果网络较为复杂,恢复的时间会比较长。当然也可以在路由设备成环网的基础之上采用RPR(弹性分组环)的方式实现较好的网络自愈。
基于光层的保护方式
在WDM所承载的业务层设备无法实现自愈保护时,显然是不能采用基于业务层的保护的,此时建议在WDM网络上直接在WDM系统上实现保护,我们称之为基于光层的保护。根据保护方式的不同,可以分为“通道保护”和“复用段保护”,两种保护方式又可以分别分为“两纤单向”和“两纤双向”。这里我们以两纤单向通道保护和两纤双向复用段保护为例,对基于光层的保护做一个简单的描述。
两纤单向通道保护是目前采用最为广泛的一种WDM网络保护方式,其基本思路是在发端进行并发,在收端进行选收。
实际应用中常采用4节点的两纤通道保护环,整个环网分为工作光纤(外环光纤)和保护光纤(内环光纤),采用OCP(光通道保护单元)将业务信道分为两路分别在外环光纤和内环光纤中传送。主用的工作波道在外环光纤上传送,而保护波道在内环光纤上传送,工作波道在外环光纤上按逆时钟方向单向传送,保护波道在内环光纤上按顺时钟方向单向传送。正常工作时,节点的OCP选择开关接在工作波道上,当节点之间中断时,节点OCP单板就会将接收的选择开关倒换到保护端,从而完成环网的保护。但节点之间线路恢复后,系统会在一定的时间内重新倒换到正常的工作波道上。
两纤双向复用段保护环,只适用于OADM环网。基于复用段保护的方式与通道保护有所不同,复用段保护方式主要是通过采用OMSP(光复用段保护单元)在OADM节点上设置回路波道,同时将业务波道分为工作波道和保护波道来实现。
几种保护方式的比较
以上所提到的通道保护和复用段保护,实现方式不同,应用环境也不同,在实际应用中各有其优缺点。
优点分析
光通道保护适合于集中型业务较多的WDM系统,具有如下的一些优点:
光通道保护可适用的网络结构较为丰富,支持环形、链形、点对点以及点对多点等各种组网方式;
光通道的保护可以实现基于光波长的保护,保护更加细致,可以根据业务的需要设置是否保护和保护方式。如在同一个WDM系统中对于SDH业务可以不采用光层保护,而GE业务则采用光通道保护;
光通道保护的工作和保护波道路径是相对固定的,WDM系统在功率和色散方面的规划较为简单;
光通道保护不受系统距离的限制,可灵活用于干线、本地接入网WDM系统中;
基于硬件的倒换,倒换时间短,可达10ms以内(目前国内行业标准为50ms)。
光复用段保护适合于分散型区间业务较多的WDM系统,具有如下的一些优点:
光复用段保护是基于光线路复用段的保护,保护单盘的数量只与系统节点数相关,不受波长容量的影响,成本较低;
光复用段保护可以支持同一波道在不同的复用段区间中同时使用,系统整体容量较光通道保护要高。
缺点分析
光通道保护不足之处主要有:保护单元OCP的数量与波长数相关,系统容量越大,OCP的数量越多,成本略高;
采用“既保护波道路径也保护OTU”和“只保护OTU不保护波道路径”的方式,OTU采用了1+1的配置,OTU数量成倍增长,建设成本更高;
采用“只保护波道路径”的方式,OTU业务盘没有得到有效的保护,保护的级别不是很高。
光复用段保护的不足之处主要有:
光复用段保护只适用于闭合的OADM环网结构,同时对于系统的总传输距离有限制,一般不得超过200km;
工作波道路径固定,但保护波道路径不固定,固系统在色散及光功率方面的设置较为复杂,系统运行维护难度较大;
多个区间的相同波长业务共享一个保护波长,有可能发生在倒换时的错连现象;
只保护整个光复用段(即光缆线路),保护方式较粗放,不支持对单波道的细致保护和OTU单盘的保护,不能针对不同的业务波道设置是否保护和保护方式;
后期运行维护困难;
由于采用OADM闲合环网结构,部分波道(由其是保护通道)在环内被EDFA循环放大,可能会导致光功率自激振荡现象,造成系统瘫痪;
保护采用软件协议实现,倒换时间较通道保护长,为50ms。
链接
OTU1:N保护的应用
目前有部分厂家的系统支持1∶N的OTU保护方式,这是对光通道保护和光复用段保护的一个有效的补充。
采用“只保护波道路径”的光通道保护方式和采用光复用段保护方式均不支持OTU盘的1+1保护,但采用OTU盘的1+1保护又会导致网络建设成本大幅提升,所以业界补充采用1∶N的OTU保护,对于所有的工作和保护的OTU盘全部采用“只保护波道路径”的光通道保护方式进行保护。由于多块OTU盘同时出现故障的情况极少,所以当1块工作OTU单盘出现故障时,可由保护OTU盘对其进行保护,同时在光缆线路方面由于采用了并发选收的机制同样有完善的保护。
采用此方式即可很好的控制网络的建设成本,同时在保护方面也很完善。WDM系统具有大带宽,对于业务透明等多重优势,城域WDM技术的应用进一步降低了系统的综合成本。同时WDM系统针对不同的业务可以采用不同的保护方式,如光通道保护、光复用段保护和1∶N的OTU保护,以及各种保护方式的组合,也进一步提升了网络的安全性。