探究SDH自愈保護(hù)技術(shù)在復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)中的應(yīng)用

摘 要：本文結(jié)合SDH自愈保護(hù)技術(shù)在雙環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用分析，以及各自愈技術(shù)的特點(diǎn)，從實(shí)際出發(fā)，結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)控制、運(yùn)維成本等多方面因素，探索研究最適合未來大型機(jī)場多跑道建成后，多環(huán)帶鏈的復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)自愈保護(hù)技術(shù)，進(jìn)一步闡述各種自愈技術(shù)在未來空管傳輸網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：SDH自愈保護(hù)技術(shù)；應(yīng)用；技術(shù)特點(diǎn)

中圖分類號：TN914.332

現(xiàn)普通單環(huán)或多環(huán)SDH光環(huán)網(wǎng)對于單跑道多節(jié)點(diǎn)的光傳輸網(wǎng)絡(luò)多采用兩纖單向通道保護(hù)的自愈方式。然而面對現(xiàn)今空中交通對于大流量的需求，多跑道的環(huán)網(wǎng)建設(shè)使我們的網(wǎng)絡(luò)將面臨翻天覆地的變化，僅靠現(xiàn)在單一的自愈保護(hù)技術(shù)和簡單的組網(wǎng)拓?fù)?，遠(yuǎn)不能保障網(wǎng)絡(luò)安全、可靠地傳輸業(yè)務(wù)；站在全局的高度思考未來的組網(wǎng)特別是核心的保護(hù)倒換方式，才能真正在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)運(yùn)營中有的放矢、駕馭自如。

1 SDH自愈保護(hù)技術(shù)的分析

1.1 SDH自愈保護(hù)技術(shù)的概念

所謂自愈是指在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障（例如光纖斷）時(shí)，無需人為干預(yù)，網(wǎng)絡(luò)自動地在極短的時(shí)間內(nèi)，使業(yè)務(wù)自動從中斷中恢復(fù)傳輸，使用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡(luò)出了故障。自愈，僅是通過倒換至備用信道將失效的業(yè)務(wù)恢復(fù)，但卻實(shí)實(shí)在在消除了因?yàn)楣饫|中斷而產(chǎn)生的影響，從而提高了整網(wǎng)的安全性。

1.2 自愈保護(hù)的分類

自愈保護(hù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)劃分為線性保護(hù)、環(huán)形保護(hù)以及特殊的出子網(wǎng)SNCP保護(hù)。

（1）線性復(fù)用段保護(hù)：1）1+1線性復(fù)用段保護(hù)；2）1：N線性復(fù)用段保護(hù)。

（2）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)保護(hù)——通道保護(hù)環(huán)（PP）。

（3）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)保護(hù)——復(fù)用段保護(hù)環(huán)（MSP）：1）二纖單向復(fù)用段保護(hù)環(huán)；2）二纖雙向復(fù)用段保護(hù)環(huán)。

（4）子網(wǎng)連接保護(hù)（SNCP）。

1.3 自愈保護(hù)技術(shù)間的比較

根據(jù)上述介紹，本文對各保護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，得出以下的結(jié)論（注：ITU-T規(guī)定的倒換時(shí)間是50ms）。

表1 自愈保護(hù)技術(shù)特點(diǎn)比較

自愈方式

特征1+1線性復(fù)用段保護(hù)1：N線性復(fù)用段保護(hù)二纖單向通道保護(hù)環(huán)子網(wǎng)連接保護(hù)復(fù)用段自愈環(huán)

保護(hù)業(yè)務(wù)級別支路VC12/VC3/VC4支路VC12/VC3/VC4支路VC12/VC3/VC4線路VC12/VC3/VC4VC-4

APS協(xié)議不需要需要不需要不需要需要

業(yè)務(wù)路由一致路由一致路由分離路由分離路由一致路由

倒換執(zhí)行單板線路板、交叉板支路板線路板、交叉板線路板、交叉板

最大業(yè)務(wù)容量

（節(jié)點(diǎn)數(shù)為K）STM-NN*STM-NSTM-NSTM-NK×STM-N/2

適用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬H用于鏈形僅用于環(huán)形所有拓?fù)鋬H用于環(huán)形

額外業(yè)務(wù)不支持支持不支持不支持支持

組網(wǎng)靈活性一般一般一般強(qiáng)較強(qiáng)

倒換時(shí)間≤15ms≤15ms≤15ms≤50ms≤50ms

倒換方式單端倒換雙端倒換單端倒換雙端倒換

2 雙環(huán)光環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介與保護(hù)方式

2.1 雙環(huán)光環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

本文舉例的雙環(huán)SDH光環(huán)網(wǎng)采用兩個(gè)155M環(huán)相切的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（如下圖1），標(biāo)記以1、2、3等8個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中1節(jié)點(diǎn)起到貫穿兩環(huán)業(yè)務(wù)的重要作用。該環(huán)網(wǎng)不涉及兩環(huán)相切或環(huán)帶鏈結(jié)構(gòu)，在光環(huán)網(wǎng)拓?fù)渲袑儆谳^為常見且普通的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖1 雙環(huán)SDH光環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)圖

2.2 雙環(huán)光環(huán)網(wǎng)的保護(hù)方式分析

由于該SDH環(huán)網(wǎng)為兩環(huán)相切的簡單拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，各節(jié)點(diǎn)除1主節(jié)點(diǎn)外，E1鏈路需求量均在8條以下，業(yè)務(wù)需求量并不高，基本都集中在航管樓這個(gè)中心節(jié)點(diǎn)上。且考慮到各單環(huán)容量僅155M，并不能達(dá)到MSP保護(hù)業(yè)務(wù)級別（MSP單環(huán)容量最低位STM-4即622M），故兩環(huán)均采用兩纖單向通道保護(hù)方式。且PP保護(hù)不需要APS協(xié)議支持，更增加了倒換的可靠性與時(shí)效性。

但由于兩環(huán)相切的結(jié)構(gòu)特殊性，使得1節(jié)點(diǎn)作為切點(diǎn)成為兩環(huán)通信的核心，這對于跨環(huán)在1節(jié)點(diǎn)作串通作用的業(yè)務(wù)而言，單純作用于支路板的通道保護(hù)并不能保障在交叉板來往的業(yè)務(wù)傳輸，故而，需要在兩環(huán)相切的節(jié)點(diǎn)設(shè)置子網(wǎng)連接保護(hù)以起到對兩環(huán)之間的業(yè)務(wù)進(jìn)行保障的作用。

3 自愈保護(hù)技術(shù)在復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)中的應(yīng)用

3.1 復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

對于現(xiàn)今大型網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中需要的多環(huán)相切、相交、帶鏈的組網(wǎng)架構(gòu)，十個(gè)以下的節(jié)點(diǎn)數(shù)量已經(jīng)不再可能，大型網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，其節(jié)點(diǎn)數(shù)也隨之可能增加至三四十個(gè)節(jié)點(diǎn)。本文論述中，就以一個(gè)10G主環(huán)與三個(gè)2.5G子環(huán)相交，另帶有多條155M的鏈形鏈路的復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)作為舉例。該類光環(huán)網(wǎng)無論是從架構(gòu)層次還是節(jié)點(diǎn)數(shù)量在前文中雙環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上都有很大程度的提升，節(jié)點(diǎn)數(shù)目多、地域跨度大、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)復(fù)雜都使保障環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)的困難急劇增大（如下圖2）。

圖2 復(fù)雜型SDH光環(huán)網(wǎng)組網(wǎng)圖

3.2 復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)的保護(hù)方式的選擇

根據(jù)前文所述及保護(hù)方式的比較，可得出如下幾條選擇標(biāo)準(zhǔn)：

（1）結(jié)合網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，選擇適用的自愈保護(hù)技術(shù)。

（2）分析考量網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量大小及其分布情況，對不同程度業(yè)務(wù)需求量的節(jié)點(diǎn)間，對應(yīng)保護(hù)的等級也有所不同。

（3）根據(jù)所使用的SDH設(shè)備本身的性能及其容量選擇可用的自愈方式。

（4）綜合考量不同自愈保護(hù)技術(shù)對協(xié)議的需求。

3.3 探究自愈保護(hù)技術(shù)在未來的應(yīng)用

面對結(jié)構(gòu)復(fù)雜、保障等級更高的網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)前單一的自愈保護(hù)技術(shù)已遠(yuǎn)不能保障未來網(wǎng)絡(luò)安全、可靠地傳輸業(yè)務(wù)，合理規(guī)劃、物盡其用地將SDH中的多種自愈保護(hù)技術(shù)靈活運(yùn)用到未來浦東的光環(huán)網(wǎng)中，且在占用資源最少的情況下最大程度發(fā)揮他們各自的特點(diǎn)以起到業(yè)務(wù)保護(hù)的作用，是值得我們探究的重要課題。

根據(jù)上述得出的幾條選擇自愈保護(hù)方式的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合未來浦東本場光環(huán)網(wǎng)的情況，我們可以更合理的分析如何組合運(yùn)用不同的自愈技術(shù)來達(dá)到保障業(yè)務(wù)穩(wěn)定傳輸?shù)男枨?。以下是本文通過上述標(biāo)準(zhǔn)的不同角度分析并選擇相對適合應(yīng)用于復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)的自愈保護(hù)技術(shù)。

（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。復(fù)雜型光環(huán)網(wǎng)的拓?fù)淇偟目偟目梢詺w結(jié)為：相交環(huán)形加鏈形的復(fù)雜性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，很明顯，對于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析可以初步劃分各部分可選自的自愈技術(shù)范圍。對四個(gè)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，自愈方式可選擇二纖單向通道保護(hù)或二纖雙向復(fù)用段保護(hù)；而鏈形的邊緣節(jié)點(diǎn)可選擇的保護(hù)方式則可1+1線性復(fù)用段保護(hù)或1：N線性復(fù)用段保護(hù)。

（2）業(yè)務(wù)量分布。雖然復(fù)雜型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但業(yè)務(wù)量并不一定都大，根據(jù)下面表2可以看出，在環(huán)和環(huán)之間還是存在著業(yè)務(wù)量的偏重情況，對于業(yè)務(wù)較大的三個(gè)主環(huán)，由于各環(huán)的節(jié)點(diǎn)數(shù)不超過16個(gè)（PP環(huán)容納最多節(jié)點(diǎn)數(shù)），且業(yè)務(wù)分布比較均勻，使用二纖單向通道保護(hù)方式已足夠保障業(yè)務(wù)的安全傳輸，當(dāng)然復(fù)用段保護(hù)方式也未嘗不可。而對于業(yè)務(wù)量極大的核心環(huán)，二纖單向通道保護(hù)方式在各方面要求上也同樣適用，而且考慮到其“業(yè)務(wù)多通道多”的特點(diǎn)，一旦某一通道發(fā)生故障，應(yīng)量避免影響通道的正常傳輸，僅對故障通道進(jìn)行業(yè)務(wù)保障，同樣是環(huán)網(wǎng)保護(hù)，MSP僅能產(chǎn)生通道告警然后人為干預(yù)進(jìn)行單通道的保護(hù)措施；而針對通道進(jìn)行保護(hù)的PP則自動進(jìn)行倒換保護(hù)功能。但同樣是“業(yè)務(wù)多通道多”的特點(diǎn)，也決定了如果整個(gè)復(fù)用段故障，PP的倒換就顯得重復(fù)且繁重，而MSP則很好的規(guī)避了這一弊端能完美的保護(hù)所有業(yè)務(wù)不受其影響。

對于邊緣節(jié)點(diǎn)而言，其業(yè)務(wù)量屬于中下，多為2M業(yè)務(wù)為主，而配備的通道容量十分充足達(dá)155M，故而1+1線性復(fù)用段保護(hù)無論從冗余程度還是可靠性比起1：N線性復(fù)用段保護(hù)都更勝一籌。

表2 復(fù)雜型環(huán)網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

項(xiàng)目業(yè)務(wù)所占帶寬

核心環(huán)10G 大型業(yè)務(wù)單套1G

大型業(yè)務(wù)1G

中型業(yè)務(wù)155M

大型業(yè)務(wù)1G

中型業(yè)務(wù)155M

小型業(yè)務(wù)10M—100M

中型業(yè)務(wù)155M

主環(huán)-A2.5G

主環(huán)-B2.5G

主環(huán)-C2.5G中型業(yè)務(wù)10M以上的中等顆粒和少量的100M的大顆粒IP業(yè)務(wù)

大型業(yè)務(wù)1G

中型業(yè)務(wù)155M

其他大顆粒業(yè)務(wù)待定

邊緣節(jié)點(diǎn)155M 各類2M業(yè)務(wù)大量

（3）SDH設(shè)備性能與容量。正如先前所說雙環(huán)容量僅155M即為一個(gè)STM-1，并不能達(dá)到MSP保護(hù)業(yè)務(wù)級別，然而復(fù)雜型環(huán)網(wǎng)最小容量已達(dá)STM-16，可以實(shí)現(xiàn)MSP的倒換。

（4）自愈保護(hù)技術(shù)的特點(diǎn)。綜合上述考慮，基本可以確定對于核心環(huán)的業(yè)務(wù)保護(hù)選MSP更為合理，然而從自愈技術(shù)比較的列表中可以看出，MSP比起PP而言較為不同的是MSP需要有APS協(xié)議支持。

APS協(xié)議的工作機(jī)理是在一個(gè)應(yīng)用MSP保護(hù)的環(huán)網(wǎng)中輪巡于各個(gè)設(shè)備以保證協(xié)議的統(tǒng)一與有效性。也就是說，如果在一個(gè)節(jié)點(diǎn)較多的環(huán)網(wǎng)中有一臺設(shè)備的協(xié)議出現(xiàn)問題，則會直接導(dǎo)致該環(huán)網(wǎng)的MSP失效。雖然這個(gè)可能存在的風(fēng)險(xiǎn)很大，但是正如上文分析的那樣，核心環(huán)的節(jié)點(diǎn)數(shù)少，發(fā)生此類問題的可能性極低，而多節(jié)點(diǎn)的主環(huán)可能性就較高了。所以在核心層MSP比PP保護(hù)更為高效，而在主環(huán)上，PP則更合適。

4 結(jié)束語

綜上所述，對SDH自愈保護(hù)技術(shù)在復(fù)雜型SDH光環(huán)網(wǎng)中的應(yīng)用探究已經(jīng)有了結(jié)果，總結(jié)為如下表（表3）中所示，相信對未來各種大型SDH網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的穩(wěn)定性與安全性能起到有效的建議。

表3 復(fù)雜型SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中自愈技術(shù)應(yīng)用表

網(wǎng)絡(luò)自愈保護(hù)技術(shù)注意

核心環(huán)二纖雙向復(fù)用段保護(hù)單通道故障

則需人工倒換

主環(huán)-A二纖單向通道保護(hù)

主環(huán)-B

主環(huán)-C

邊緣節(jié)點(diǎn)1+1線性復(fù)用段保護(hù)

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作者簡介：丁雯，女，江蘇，機(jī)務(wù)員，助工，上海交大本科，學(xué)士學(xué)位，研究方向：通信導(dǎo)航。

作者單位：上海民航華東通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有限公司，上海 200335