自動化系統(tǒng)異地席位網(wǎng)絡(luò)互連架構(gòu)設(shè)計研究

劉倩

（民航中南空管局空管工程建設(shè)指揮部，廣東廣州，510405）

0 引言

自動化系統(tǒng)作為民航管制員監(jiān)視空中飛行態(tài)勢，管理空中交通的重要系統(tǒng)，需要輸入或輸出雷達數(shù)據(jù)、飛行動態(tài)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)、系統(tǒng)航跡、ADS-B監(jiān)視信息、MLAT數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)，為了滿足各個管制席位之間信息的無縫協(xié)調(diào)和移交，對傳輸數(shù)據(jù)的實時性要求非常高，因此對自動化異地席位之間的網(wǎng)絡(luò)連接也提出了更高級別的保障要求。

某地空管本場歐洲貓系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓撲如下圖所示,其中ACC為區(qū)域管制中心，TMA(終端)至TWR(塔臺)的網(wǎng)絡(luò)使用光纖直連,分為A,B,S網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)連接如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)連接圖

其中A,B網(wǎng)叫OPLAN，平時業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在上面?zhèn)鬏敚p網(wǎng)為負載分擔模式，S網(wǎng)叫SERVLAN，主要是用于維護數(shù)據(jù)及旁路應(yīng)急。

1 現(xiàn)狀

歐洲貓系統(tǒng)A、B、S網(wǎng)使用光纖+光纖收發(fā)器方式直連至塔臺，其中A網(wǎng)光纖路由為航管樓至區(qū)管直連72芯，B網(wǎng)和S網(wǎng)光纖路由為航管樓至區(qū)管48芯，3張網(wǎng)均配有繞局本部的備份光纖作為應(yīng)急路由，但需手工切換。

萊斯自動化的網(wǎng)絡(luò)連接情況與歐洲貓類似,分為A、B、C網(wǎng),其中A網(wǎng)走航管樓至區(qū)管直連72芯,B和C網(wǎng)走航管樓至區(qū)管48芯。

2 存在問題

光纖收發(fā)器只能接入單條物理光纖，主用光纖中斷時只能手工切換備用路由，延長了故障恢復(fù)時間。區(qū)管至新機場互連使用光纖收發(fā)器進行光口到RJ45的轉(zhuǎn)換，光纖收發(fā)器穩(wěn)定性較低。

3 智能光網(wǎng)絡(luò)

OSN網(wǎng)絡(luò)是用戶動態(tài)發(fā)起業(yè)務(wù)請求，自動選路，并由信令控制實現(xiàn)連接的建立、拆除，能自動、動態(tài)完成網(wǎng)絡(luò)連接，融交換、傳送為一體的新一代光網(wǎng)絡(luò)。在OSN網(wǎng)絡(luò)中用戶可以動態(tài)發(fā)起業(yè)務(wù)請求，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)帶寬按需分配,要求用戶側(cè)設(shè)備同時也支持智能特性，并且兩者之間通過UNI接口對接。OSN網(wǎng)絡(luò)具有鏈路及資源的自動發(fā)現(xiàn)功能，當智能網(wǎng)絡(luò)有新的設(shè)備或鏈路接入時，設(shè)備可以通過協(xié)議自動發(fā)現(xiàn)，使資源可用。OSN網(wǎng)絡(luò)可支持MESH或部分MESH組網(wǎng)，也就是網(wǎng)孔形網(wǎng)，相對于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)形網(wǎng)，MESH組網(wǎng)任意兩點之間有更多路由，也更具健壯性，業(yè)務(wù)調(diào)度更加靈活。OSN網(wǎng)絡(luò)具有業(yè)務(wù)端到端配置功能， OSN設(shè)備的端到端業(yè)務(wù)配置功能適用于任何網(wǎng)絡(luò)拓撲，而且當業(yè)務(wù)出現(xiàn)故障時，設(shè)備具有自動觸發(fā)重新端到端業(yè)務(wù)配置的功能，也就是重路由的功能。

3.1 OSN網(wǎng)絡(luò)資源拓撲自動發(fā)現(xiàn)功能

重路由是智能業(yè)務(wù)的重要特性，當?shù)讓觽鬏斖ǖ郎铣霈F(xiàn)故障，業(yè)務(wù)中斷，會向控制平面發(fā)起重新建路的請求，在收到請求后，會重新查路，分配資源進行新路的建立過程，在新路建立成功之后會從首末節(jié)點發(fā)起對老路徑的刪除。

3.2 OSN業(yè)務(wù)保護等級

OSN網(wǎng)絡(luò)可以提供多種業(yè)務(wù)級別，也就是SLA (Service Level Agreement)，即業(yè)務(wù)等級承諾，可以向不同客戶提供差異化的服務(wù)。業(yè)務(wù)保護等級如表1所示。

表1 業(yè)務(wù)保護等級

保護和恢復(fù)的區(qū)別主要在于：保護能夠獲得較快的業(yè)務(wù)恢復(fù)速度，但由于保護需要預(yù)留專門的保護資源，導(dǎo)致對網(wǎng)絡(luò)資源的利用率較低。而采用恢復(fù)的手段雖然對網(wǎng)絡(luò)的利用率較高，但如果在網(wǎng)絡(luò)中沒有足夠的空閑資源，將不能保證業(yè)務(wù)的恢復(fù)。并且恢復(fù)需要動態(tài)地重新選路，所以恢復(fù)的速度較慢。

3.3 OSN鉆石級業(yè)務(wù)

鉆石級業(yè)務(wù)是指一條從源節(jié)點到宿節(jié)點的具有1+1保護屬性的業(yè)務(wù)，也叫1+1業(yè)務(wù)。在源節(jié)點和宿節(jié)點之間同時建立起兩條LSP，這兩條LSP的路由盡量分離，而且不會完全重合。一條稱為主LSP，另一條稱為備LSP。源節(jié)點和宿節(jié)點同時向主LSP和備LSP發(fā)送相同的業(yè)務(wù)。宿節(jié)點在主LSP正常的情況下，從主LSP接收業(yè)務(wù)；當主LSP失效后，從備LSP接收業(yè)務(wù)。鉆石級業(yè)務(wù)有三種類型：永久1＋1鉆石級業(yè)務(wù)：任意一條LSP失效即觸發(fā)重路由，在資源充足的情況下，永久1＋1鉆石級業(yè)務(wù)時刻具備兩條不完全重合的LSP，一條為主用LSP，一條為備用LSP。在資源不足的情況下，永久1＋1鉆石級業(yè)務(wù)可以只保留一條LSP，以保證業(yè)務(wù)的生存性；重路由1＋1鉆石級業(yè)務(wù)：兩條LSP都失效才觸發(fā)重路由；不重路由鉆石級業(yè)務(wù)：不管LSP是否失效，都不觸發(fā)重路由。

圖2

圖3

圖4

4 改造建議

圖5為某空管局本場主環(huán)OSN網(wǎng)絡(luò)拓撲圖，新機場至區(qū)管中心之間有兩條10G光纖，新機場至區(qū)管之間的業(yè)務(wù)路由配置為：

圖5 主環(huán)OSN網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

正常工作路由為工作路徑+保護路徑（圖6）。

圖6

工作路徑中斷時：先SNCP倒換，同時重路由（圖7）。

圖7

保護路徑中斷時：僅重路由（圖8）。

圖8

自動化異地席位可通過接入本場主環(huán)OSN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)主環(huán)OSN網(wǎng)絡(luò)對業(yè)務(wù)采用的保護方式配置為重路由+SNCP保護，即永久1+1鉆石級保護，當主用路由發(fā)生中斷時，業(yè)務(wù)會切換至備用路由（SNCP保護，倒換時間50毫秒內(nèi)），倒換的同時生成另外一條備用路由，只要鏈路資源足夠，對業(yè)務(wù)時刻都有雙路由保障。

5 具體改造方案

本次改造計劃為：在202-區(qū)管中心節(jié)點至211-塔臺節(jié)點之間配置四條MSTP業(yè)務(wù)，帶寬100M，兩邊分別接入歐洲貓B,S網(wǎng)交換機和萊斯自動化B,C網(wǎng)交換機，如圖9所示。

圖9 改造方案

其中，歐洲貓A網(wǎng)及萊斯自動化A網(wǎng)可保留目前網(wǎng)絡(luò)連接方式，待本場SDH主環(huán)更新后再遷移至新的光傳輸網(wǎng)；歐洲貓B網(wǎng)及萊斯自動化B網(wǎng)改造成接入本場OSN光傳輸網(wǎng)，帶寬100M,由本場OSN光傳輸網(wǎng)提供保護，可保證主用路由中斷時無需手工干預(yù)，自動切換至備用路由；歐洲貓S網(wǎng)及萊斯自動化C網(wǎng)改造成接入本場OSN光傳輸網(wǎng)，帶寬100M,由本場OSN光傳輸網(wǎng)提供保護，可保證主用路由中斷時無需手工干預(yù)，自動切換至備用路由。

改造完成后，B網(wǎng)及S/C網(wǎng)正常數(shù)據(jù)傳輸路由為經(jīng)過新機場至區(qū)管直連新光纜，當該光纜中斷后，業(yè)務(wù)切換至新機場至區(qū)管直連舊光纜，當舊光纜也中斷，業(yè)務(wù)切換至繞老機場路由，在新機場至區(qū)管的新舊光纜同時中斷的情況下，此時A網(wǎng)中斷,B網(wǎng)及S/C網(wǎng)業(yè)務(wù)能自動繞轉(zhuǎn)局本部路由，均無需人工干預(yù)，可見改造完成后，業(yè)務(wù)保障能力明顯加強。