波分技術(shù)在潞安集團(tuán)骨干環(huán)網(wǎng)中的應(yīng)用

范宏杰

(潞安集團(tuán)信息科技分公司,山西 長(zhǎng)治 046204)

0 引言

潞安集團(tuán)數(shù)字信息化承載平臺(tái)和SDH傳輸網(wǎng)絡(luò)均依托在集團(tuán)骨干光纖網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的流轉(zhuǎn),原有傳輸系統(tǒng)帶寬分別為10 G、千兆和622 M,隨著集團(tuán)業(yè)務(wù)系統(tǒng)增加和數(shù)據(jù)量提升,傳輸帶寬已不能滿足高峰時(shí)期使用;光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),節(jié)點(diǎn)增多和鏈路過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致光纖衰耗變大、光纖質(zhì)量劣化,部分網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間設(shè)備接入已不能滿足門限需要,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中斷和時(shí)延變大現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。

1 潞安數(shù)字信息化承載平臺(tái)

1.1 數(shù)字信息化承載平臺(tái)簡(jiǎn)介

潞安數(shù)字信息化承載平臺(tái)是潞安化工集團(tuán)數(shù)字信息化運(yùn)行基礎(chǔ),也是現(xiàn)階段至未來(lái)潞安化工集團(tuán)信息化的“高速公路”,承載著瓦斯抽采、產(chǎn)量監(jiān)控、人員定位等生產(chǎn)數(shù)據(jù)和辦公自動(dòng)化、財(cái)務(wù)、數(shù)字視頻會(huì)議業(yè)務(wù)、Internet寬帶訪問業(yè)務(wù)等辦公經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),除此之外還承載著語(yǔ)音電話、醫(yī)保網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視等業(yè)務(wù)的的傳輸。

1.2 潞安骨干承載網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介

骨干承載網(wǎng)絡(luò)是數(shù)字信息化承載平臺(tái)的重要支撐部分,骨干承載網(wǎng)絡(luò)的可靠性與穩(wěn)定性關(guān)系著整個(gè)承載平臺(tái)的可靠性與穩(wěn)定性。骨干網(wǎng)絡(luò)涉及潞安集團(tuán)位于長(zhǎng)治地區(qū)的主要生產(chǎn)礦井和集團(tuán)總部共計(jì)13個(gè)節(jié)點(diǎn),涉及自建光纜線路三百余公里,所有節(jié)點(diǎn)均由24芯光纜連接。

隨著光纜線路的老化和承載業(yè)務(wù)的增加,以及光纜線路傳輸距離長(zhǎng)的因素影響,光纜資源捉襟見肘,亟需通過(guò)成本低、見效快的新的技術(shù)解決當(dāng)前遇到的瓶頸和問題。

2 波分(OTN)技術(shù)和工作原理

2.1 OTN技術(shù)簡(jiǎn)介

光傳送網(wǎng)OTN(Optical Transport Network)是由ITU-T G.872、G.798、G.709 等建議定義的一種全新的光傳送技術(shù)體制,它包括光層和電層的完整體系結(jié)構(gòu),對(duì)于各層網(wǎng)絡(luò)都有相應(yīng)的管理監(jiān)控機(jī)制和網(wǎng)絡(luò)生存性機(jī)制,是電網(wǎng)絡(luò)與全光網(wǎng)折衷的產(chǎn)物,將 SDH 強(qiáng)大完善的OAM&P 理念和功能移植到了 WDM光網(wǎng)絡(luò)中,有效地彌補(bǔ)了現(xiàn)有WDI 系統(tǒng)在性能監(jiān)控和維護(hù)管理方面的不足。OTN 技術(shù)可以支持客戶信號(hào)的透明傳送、高帶寬的復(fù)用交換和配置,具有強(qiáng)大的開銷支持能力,提供強(qiáng)大的OAM 功能,支持多層嵌套的串聯(lián)連接監(jiān)視(TCM)功能、具有前向糾錯(cuò)(FEC)支持能力。

2.2 OTN傳輸技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

OTN可完全向后兼容,它能建立在現(xiàn)有的SONET/SDH管理功能基礎(chǔ)上,不但可以提供存在的通信協(xié)議的完全透明,而且還為WDM提供端到端的連接和組網(wǎng)能力,它為ROADM提供光層互聯(lián)的規(guī)范,并補(bǔ)充了子波長(zhǎng)匯聚和疏導(dǎo)能力。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)普遍采用高收斂架構(gòu),這種架構(gòu)在承載大流量、4K視頻等大流量業(yè)務(wù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致?lián)砣蛠G包,所以用OTN這種低收斂和不收斂的組網(wǎng)模型來(lái)替代傳統(tǒng)組網(wǎng)模式是一種更好的方案。OTN概念涵蓋了光電兩層網(wǎng)絡(luò),集合了SDH和WDM的雙重優(yōu)勢(shì)。

3 OTN在潞安信息承載平臺(tái)的應(yīng)用

3.1 設(shè)備選用簡(jiǎn)介

本次改造選取兩臺(tái)華為OptiX OSN 9800多業(yè)務(wù)邊緣光傳送平臺(tái)作為核心節(jié)點(diǎn)傳輸設(shè)備,選取OptiX OSN 1800作為環(huán)網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)傳輸設(shè)備,共計(jì)14個(gè)環(huán)網(wǎng)子節(jié)點(diǎn)。華為OptiX OSN 系列智能光傳輸產(chǎn)品在線路端口、交換容量和特性、端口能力、傳輸能力、網(wǎng)絡(luò)管理和物理特性等維度中競(jìng)爭(zhēng)力均領(lǐng)先于主流設(shè)備商,是面向骨干和城域網(wǎng)的大容量OTN產(chǎn)品,支持OTN/SDH/分組/OSU業(yè)務(wù)的統(tǒng)一交換,同時(shí)產(chǎn)品解決方案集成全光交叉、動(dòng)態(tài)光分插復(fù)用,可為集團(tuán)構(gòu)建超寬、靈活、彈性、智能的OTN傳送方案。

3.2 波分設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

3.2.1 光層設(shè)計(jì)

所有子節(jié)點(diǎn)嚴(yán)格按照波分指標(biāo)要求設(shè)置并預(yù)留足夠冗余,所有站點(diǎn)按照OTM站配置。本次改造建設(shè)按照分礦環(huán)40波系統(tǒng)設(shè)計(jì),未來(lái)可實(shí)現(xiàn)向80波系統(tǒng)擴(kuò)容。光纖衰耗按照0.28 db/km設(shè)計(jì),各中繼段預(yù)留不低于3 db的工程余量。放大器要保證發(fā)送光經(jīng)過(guò)傳輸后到達(dá)接收端時(shí),能滿足收端靈敏度要求。主要配置OBU模塊,做到盡可能規(guī)整放大器種類實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)傳送。本次選擇OSC(光層監(jiān)控),通過(guò)獨(dú)立波長(zhǎng)1 511 nm光來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。

3.2.2 電層設(shè)計(jì)

合理進(jìn)行波道規(guī)劃,制定波道規(guī)劃表。在滿足光功率的原則下,本次改造單波OSNR(光信噪比)值要求大于16 db。每個(gè)子節(jié)點(diǎn)10GE+8*GE業(yè)務(wù)采用華為2/4路10GE支路業(yè)務(wù)處理板和TOA單板,可滿足從100M～10GE多業(yè)務(wù)顆粒統(tǒng)一板件承載。每個(gè)子節(jié)點(diǎn)用2波分別承載10GE和8*GE業(yè)務(wù),采用環(huán)上的兩個(gè)東西方向的站點(diǎn)進(jìn)行保護(hù),實(shí)現(xiàn)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換。

3.2.3 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

總部作為主節(jié)點(diǎn),與各子節(jié)點(diǎn)之間的帶寬為40 G。

3.2.4 保護(hù)設(shè)計(jì)

保護(hù)設(shè)計(jì)主要是為了提升傳輸骨干網(wǎng)的可靠性,可分為網(wǎng)絡(luò)側(cè)和設(shè)備側(cè)來(lái)看。

網(wǎng)絡(luò)側(cè)利用交叉板雙發(fā)至東、西兩個(gè)光纖鏈路的方式,分別走波分環(huán)網(wǎng)的東西兩個(gè)路徑,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)側(cè)的(主控、交叉、電源)可靠性。

設(shè)備側(cè)來(lái)說(shuō),波分設(shè)備作為電信級(jí)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,所有關(guān)鍵板卡(主控、交叉、電源)均采用1+1的物理冗余設(shè)計(jì),保證設(shè)備側(cè)的可靠性。

3.2.5 ODUK SNCP雙發(fā)選收

業(yè)務(wù)利用雙發(fā)選收實(shí)現(xiàn)ODUK SNCP保護(hù)。

當(dāng)接入業(yè)務(wù),倒換狀態(tài)為“空閑”時(shí),支線路板信號(hào)流的穿通情況如圖1所示。T板同時(shí)發(fā)送信號(hào)到N1單板和N2單板。

圖1 ODUK SNCP保護(hù)原理(空閑狀態(tài))

T板建立到N1單板的電交叉連接,斷開到N2單板的電交叉連接。只有N1單板的信號(hào)通過(guò)T板傳送到客戶側(cè)設(shè)備。

如果觸發(fā)倒換,例如站點(diǎn)B的N1 單板輸入端口的光纖故障,倒換過(guò)程如圖2所示。當(dāng)N1(B)檢測(cè)到光纖故障的時(shí)候,將通道狀態(tài)上報(bào)給B站點(diǎn)的主控板,B站點(diǎn)的交叉板切換電交叉連接。B 站點(diǎn)的交叉板建立 N2 單板到T板的電交叉,刪除 N1單板到T板的電交叉。只有 N2 單板的信號(hào)通過(guò)T板傳送到客戶側(cè)設(shè)備。

圖2 ODUK SNCP保護(hù)原理(倒換狀態(tài))

3.3 實(shí)施方案簡(jiǎn)介

在實(shí)施過(guò)程中,由于子節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多,根據(jù)集團(tuán)現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)組網(wǎng)方式,采用南北環(huán)分步改造實(shí)施。均采用將原有生產(chǎn)數(shù)據(jù)、寬帶、醫(yī)保、視頻會(huì)議等業(yè)務(wù)所占用的裸光纖通道遷移到波分設(shè)備上,由波分設(shè)備占用2芯光纖傳輸?shù)较鄳?yīng)子節(jié)點(diǎn)再分開為各業(yè)務(wù)端口連接各業(yè)務(wù)設(shè)備的方式進(jìn)行實(shí)施。

3.3.1 北環(huán)改造

北環(huán)主要生產(chǎn)單位節(jié)點(diǎn)有6個(gè),且距離總部較近,所以先行改造割接北環(huán)相關(guān)節(jié)點(diǎn)。分為設(shè)備上架、鏈路調(diào)試、參數(shù)調(diào)試、業(yè)務(wù)上線割接等步驟實(shí)施。實(shí)施周期為一周左右。在驗(yàn)證效果和汲取改造經(jīng)驗(yàn)后進(jìn)行南環(huán)改造。

3.3.2 南環(huán)改造

南環(huán)主要生產(chǎn)單位節(jié)點(diǎn)有8個(gè),距離總部最遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)接近80 KM,在汲取北環(huán)改造的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上。依然采用分步驟實(shí)施的方式,分為設(shè)備上架、鏈路調(diào)試、參數(shù)調(diào)試、業(yè)務(wù)上線割接等步驟實(shí)施。實(shí)施周期為兩周左右。

3.4 實(shí)施效果

此次改造滿足了潞安集團(tuán)至少未來(lái)五年內(nèi)專網(wǎng)傳輸要求,優(yōu)化了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),保證了專網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)低時(shí)延、安全性和穩(wěn)定性,徹底解決了光路衰減導(dǎo)致的各種網(wǎng)絡(luò)故障,使得覆蓋長(zhǎng)治地區(qū)主要生產(chǎn)礦井和單位的信息主干網(wǎng)絡(luò)更加穩(wěn)定高效,各生產(chǎn)單位網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)到集團(tuán)總部帶寬提升到30 G帶寬,大大減少了光纜資源的占用(波分系統(tǒng)只需要兩根光纖,傳統(tǒng)直連每新增業(yè)務(wù)就需要增加光纜),滿足了多業(yè)務(wù)接入需求。在運(yùn)維方面,降低了故障的處理難度,節(jié)省了后續(xù)運(yùn)維方向的投資。改造完成后的拓?fù)鋱D如圖3所示。

圖3 潞安化工集團(tuán)骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

4 結(jié)論

OTN技術(shù)和設(shè)備的應(yīng)用有助于提升城域網(wǎng)絡(luò)或大型企業(yè)自建骨干網(wǎng)絡(luò)的整體帶寬性能,解決骨干光網(wǎng)絡(luò)資源不足和鏈路質(zhì)量下降等問題。設(shè)備自身保護(hù)完善、運(yùn)行穩(wěn)定安全,系統(tǒng)有完整的網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方案。NCE網(wǎng)管可以實(shí)現(xiàn)端到端的業(yè)務(wù)開通,可以做到每條業(yè)務(wù)和每個(gè)端口的實(shí)時(shí)監(jiān)控。不僅設(shè)備接口豐富便于接入,而且系統(tǒng)運(yùn)維簡(jiǎn)單,擴(kuò)容方便,遠(yuǎn)距離傳輸更為穩(wěn)定。是一種高效穩(wěn)定的骨干承載網(wǎng)方案。為潞安化工集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型打下了堅(jiān)實(shí)的信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。