淺談西南油氣田光通信系統(tǒng)的保護(hù)方式

牛 旻

（西南油氣田通信與信息技術(shù)中心，成都 610000）

1 引言

西南油氣田的光通信是為了保證信息系統(tǒng)的暢通運(yùn)行應(yīng)運(yùn)而生的，它同信息系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)等成為西南油氣田數(shù)字化建設(shè)的幾大支柱。因此，要求光通信應(yīng)具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。目前，光纖通信系統(tǒng)在西南油氣田的諸多通信方式中日顯優(yōu)勢(shì)，已成為通信網(wǎng)的主要傳輸方式。

2 西南油氣田光通信網(wǎng)

西南油氣田骨干光通信網(wǎng)絡(luò)主要由17條自建光纜線路組成，加上租用的蘭成渝管道光纜，已建成了覆蓋川渝兩地的骨干光纜3996千米，支線光纜2787千米共計(jì)6783千米，初步形成光通信“內(nèi)、外”環(huán)網(wǎng)，17條光纜線路是分公司油氣田物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化氣田建設(shè)的傳輸基礎(chǔ)，連接了五礦一廠一處和大部分三級(jí)單位及主要的一線生產(chǎn)區(qū)域，承載了分公司所有生產(chǎn)、辦公數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。

圖1 西南油氣田光通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 光通信環(huán)網(wǎng)保護(hù)方式的比較

（1）SNCP子網(wǎng)連接保護(hù)：方式為雙發(fā)選收，實(shí)現(xiàn)雙發(fā)是由線路板完成的。

（2）通道保護(hù)環(huán)：方式同樣為雙發(fā)選收，實(shí)現(xiàn)雙發(fā)是由支路板完成的，業(yè)務(wù)的保護(hù)是以通道為基礎(chǔ)的，也就是保護(hù)的是STM-N信號(hào)的某個(gè)VC（某一路PDH信號(hào)），倒換與否按環(huán)上的某一個(gè)別通道信號(hào)的傳輸質(zhì)量來(lái)決定的，通常利用收端是否收到簡(jiǎn)單的TUAIS信號(hào)來(lái)決定該通道是否進(jìn)行倒換。

（3）復(fù)用段保護(hù)：是以復(fù)用段為基礎(chǔ)的，倒換與否是根據(jù)環(huán)上傳輸?shù)膹?fù)用段信號(hào)的質(zhì)量決定的。倒換是由K1K2字節(jié)所攜帶的APS協(xié)議來(lái)啟動(dòng)的，當(dāng)復(fù)用段出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，環(huán)上整個(gè)STM-N或1/2STM-N的業(yè)務(wù)都切換到備用信道上。復(fù)用段保護(hù)條件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC（復(fù)用段誤碼過(guò)量）告警信號(hào)。

（4）波分光線路保護(hù)技術(shù)：采用雙發(fā)選收或選發(fā)選收方式，通過(guò)保護(hù)光纖實(shí)現(xiàn)對(duì)工作光纖的保護(hù)，不需要全網(wǎng)協(xié)議，倒換時(shí)間小于50ms。

（5）波分光通道1+1保護(hù)（OCP保護(hù)方式）：基于單個(gè)光波長(zhǎng)保護(hù)，可以在光通道層實(shí)施1+1或l∶n的保護(hù)。通過(guò)0CP板將客戶側(cè)信號(hào)輸入到不同WDM系統(tǒng)的0TU中，通過(guò)并發(fā)選收的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶側(cè)信號(hào)的保護(hù)，在接收端監(jiān)視從這兩個(gè)線路通道收到的業(yè)務(wù)信號(hào)狀態(tài)，并選擇更合適的信號(hào)。不需要APS協(xié)議，每一個(gè)通道的倒換與其他通道的倒換沒(méi)有關(guān)系，倒換速度快（50ms以內(nèi)），可靠性高。

（6）波分的電層保護(hù)：一種是利用電層交叉的雙發(fā)選收進(jìn)行保護(hù)，采用單端倒換模式，倒換事件小于50ms。保護(hù)基于單個(gè)ODUk，多用于同一0cH中不同支路不同源或不同宿情況。還有一種是基于0DUk的環(huán)網(wǎng)保護(hù)，其保護(hù)倒換粒度為0DUk，僅在業(yè)務(wù)上下路節(jié)點(diǎn)發(fā)生保護(hù)倒換動(dòng)作，倒換時(shí)間小于50ms。

4 西南油氣田光通信網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式思考

4.1 波分層面的思索

西南油氣田的光通信網(wǎng)絡(luò)在骨干層主要是以波分設(shè)備組網(wǎng)構(gòu)成，匯聚層由SDH設(shè)備組成，節(jié)點(diǎn)選擇在離OTN網(wǎng)絡(luò)最近的站點(diǎn)組成匯聚環(huán)，匯聚環(huán)的SDH設(shè)備直接接入同站點(diǎn)的DWDM設(shè)備，通過(guò)波分設(shè)備提供10G通道到上、下游站點(diǎn)和成都通信中心。為滿足跨環(huán)調(diào)度業(yè)務(wù)需求，保障跨環(huán)業(yè)務(wù)的安全性，內(nèi)環(huán)和外環(huán)可以采用雙點(diǎn)相交的方式組網(wǎng)，利用波分設(shè)備提供通道將凈化總廠與外環(huán)的渡舟站相連，這樣內(nèi)、外環(huán)間可以通過(guò)成都和重慶凈化總廠實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)互通，最終匯聚環(huán)組網(wǎng)如圖2所示：

圖2 匯聚環(huán)組網(wǎng)圖

鑒于目前西南油氣田外環(huán)波分還未開始建設(shè)，目前只有內(nèi)環(huán)波分系統(tǒng)，因此為更好的保護(hù)西南油氣田通信信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)，整個(gè)內(nèi)環(huán)波分系統(tǒng)當(dāng)作“光纖線路”進(jìn)行使用，所有的保護(hù)方式都在SDH層面進(jìn)行，待外環(huán)波分建成后由上述建議方案在波分形成交叉環(huán)網(wǎng)。

4.2 SDH層面的思索

匯聚層SDH的保護(hù)模式可以采用：四纖雙向復(fù)用段環(huán)或子網(wǎng)連接保護(hù)環(huán)。四纖雙向復(fù)用段環(huán)網(wǎng)（MSP）對(duì)每個(gè)跨距段來(lái)說(shuō)需要4根光纖，1對(duì)光纖載送工作通路，1對(duì)光纖載送保護(hù)通路，每根工作光纖均有一根保護(hù)光纖作為保護(hù)，倒換時(shí)采用APS倒換協(xié)議。子網(wǎng)連接保護(hù)環(huán)（SNCP）是通過(guò)在業(yè)務(wù)的接收端對(duì)業(yè)務(wù)發(fā)送端雙發(fā)過(guò)來(lái)的兩個(gè)業(yè)務(wù)源實(shí)行檢測(cè)選收來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)的功能。主要用于對(duì)跨子網(wǎng)業(yè)務(wù)進(jìn)行保護(hù)，不需協(xié)議。

表1 MSP與SNCP比較表

四纖雙向復(fù)用段與子網(wǎng)連接保護(hù)相比，各有優(yōu)缺點(diǎn)，如果采用SCNP組網(wǎng)，雙環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)的最大容量?jī)H5G，不能滿足所有作業(yè)區(qū)業(yè)務(wù)接入環(huán)網(wǎng)的需求，因此個(gè)人認(rèn)為：

（1）二級(jí)單位的生產(chǎn)網(wǎng)等重要業(yè)務(wù)，在內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別配置MSP保護(hù)，玉成和肖溪站采用SNCP配置，采用交叉環(huán)網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)。

（2）三級(jí)單位的生產(chǎn)網(wǎng)等次重要業(yè)務(wù)，按照單位接入的環(huán)網(wǎng)，在相應(yīng)的環(huán)網(wǎng)上配置SNCP保護(hù)，采用環(huán)網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)。

（3）三級(jí)單位的辦公網(wǎng)等業(yè)務(wù)，為節(jié)約干線的時(shí)隙帶寬，采用從不同路由進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，在成都節(jié)點(diǎn)配置匯聚端口匯聚各路由時(shí)隙，一個(gè)路由中斷后帶寬減半，業(yè)務(wù)部中斷。該業(yè)務(wù)配置方式需要將接入側(cè)的兩個(gè)方向的傳輸鏈路開啟端口隔離，否則會(huì)引起業(yè)務(wù)成環(huán)，特別是后期故障處理對(duì)運(yùn)維人員技術(shù)水平要求較高。

（4）其他需要保護(hù)的業(yè)務(wù)，為節(jié)約干線的時(shí)隙帶寬，采用手拉手配置，并開啟傳輸層面的STP協(xié)議，使得相關(guān)節(jié)點(diǎn)形成共享環(huán)網(wǎng)。

（5）玉成到華陽(yáng)的傳輸光纜為單路由，原有的1+1線性復(fù)用段保護(hù)只能在設(shè)備光板失效時(shí)提供保護(hù)，在光纜中斷時(shí)無(wú)法提供多路由的保護(hù)，因此玉成至華陽(yáng)段利用骨干層的波分系統(tǒng)提供額外的非同纜保護(hù)路由，將玉成到華陽(yáng)的SDH 1+1配置中的保護(hù)路由DWDM網(wǎng)絡(luò)中的玉成-肖溪-大石壩-成都-華陽(yáng)段提供。

圖3 玉成至華陽(yáng)保護(hù)路由示意圖

5 結(jié)束語(yǔ)

光纖通信在西南油氣田信息化系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了油氣田通信網(wǎng)建設(shè)的低成本、大容量、多業(yè)務(wù)和智能化，滿足了數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻、寬帶接入等多種業(yè)務(wù)的傳輸要求，并在網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性和可靠性等方面為各用戶提供了充分的保障。在通過(guò)各種保護(hù)方式使其更加的穩(wěn)定可靠，保證了油氣田生產(chǎn)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。