傳輸通信網(wǎng)ECC優(yōu)化

趙悅清

（廣州鐵路（集團）公司廣州通信段，廣州 510400）

隨著傳輸網(wǎng)絡規(guī)模越來越大，一個網(wǎng)絡內(nèi)ECC互通的網(wǎng)元數(shù)有的已達300～400個。同時OptiX（華為傳輸系列）設備支持的數(shù)據(jù)通信通路（DCC）路數(shù)越來越多，OSN9500（華為傳輸設備系列）已經(jīng)達到288路，OSN7500達到160路。例如武廣客運專線廣鐵集團岳陽東到廣州南就有OSN2000設備358臺，OSN3500設備39臺，全線共分8個ECC子網(wǎng)。前期因工程工期緊，對ECC網(wǎng)絡缺少規(guī)劃，造成網(wǎng)絡隱患，經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)元脫管等問題。因此有必要對ECC存在問題進行探討并優(yōu)化，確保高鐵安全、有效運行。

1 傳輸通信網(wǎng)ECC運用導致的網(wǎng)絡隱患

1.1 傳輸通信網(wǎng)ECC導致的問題和隱患

1）導致網(wǎng)元脫管。

2）導致通道堵塞，使告警丟失或延遲上報，嚴重時影響業(yè)務配置/ 下載。

3）導致主機頻繁復位，嚴重影響業(yè)務。

4）對軟件加載效率和成功性的影響。

1.2 當前ECC組網(wǎng)情況分析

1）管理DCN本質(zhì)上是個星形網(wǎng)絡，更重要的是其帶內(nèi)帶寬始終不變，最大768 kbit/s。

2）在最短路徑尋徑方式下，導致數(shù)據(jù)擁塞。

3）DCC鏈路多的網(wǎng)元，信息量就集中，而DCN（數(shù)據(jù)通信網(wǎng)）帶寬始終不變。

4）在DCN網(wǎng)絡規(guī)模過大的情況下，在網(wǎng)絡拓撲因為故障或擴容出現(xiàn)變化時，會導致網(wǎng)絡路由信息需要較長時間才能收斂，加劇DCN擁塞。更嚴重的情況下由于信令的擁塞，可能出現(xiàn)路由振蕩。

1.3 ECC導致主機異常復位原因

傳輸網(wǎng)ECC路由表刷新、接收到的數(shù)據(jù)包流量過大導致內(nèi)存不夠，產(chǎn)生的中斷過于頻繁，可能會導致主機產(chǎn)生異常復位。

1）影響復用段保護倒換。

2）影響SNCP（子網(wǎng)連接保護）保護倒換。3）影響TPS（支路保護倒換）倒換。

4）影響配置下發(fā)或網(wǎng)元數(shù)據(jù)下載。

1.4 傳輸網(wǎng)ECC的路由穩(wěn)定性差

1）會使路由計算速度下降

網(wǎng)絡變化時，路由廣播信息在網(wǎng)絡中不斷廣播，造成路由不斷重算，導致ECC路由長期得不到穩(wěn)定。

2）容易導致ECC不停振蕩

大的網(wǎng)絡，中間有一個網(wǎng)元脫網(wǎng)的概率大大增加。而當該網(wǎng)元不可達時，路由信息會廣播到整個網(wǎng)絡，讓所有其他網(wǎng)元都知道該網(wǎng)元已經(jīng)不可達。這一路由信息的擴散是需要一定時間的。有可能在此期間，該網(wǎng)元又變?yōu)榭蛇_的，或有其他網(wǎng)元又脫網(wǎng)了。這樣就會導致整個網(wǎng)絡不停振蕩。

1.5 DCC通道告警流量

1）只使用D1—D3時，實測單DCC鏈路的轉(zhuǎn)發(fā)能力為20 kbyte/s左右。

2）每個告警的開始、結(jié)束信息都要包含30個左右的字節(jié)。

3）T2000（華為傳輸網(wǎng)管）限定每秒最多處理600條告警；應答機制也會使處理速度變慢。

4）告警上報后網(wǎng)管未及時應答時，則會重復上報告警，加劇網(wǎng)絡擁塞。

1.6 DCC通道瓶頸

1）當各DCC通道趨向于滿流量時，在入路最多的非網(wǎng)關網(wǎng)元處最容易出現(xiàn)流量擁塞，從而提前丟包。

2）實際網(wǎng)絡中，外接光纖最多的網(wǎng)元最可能出現(xiàn)擁塞，而不是網(wǎng)關網(wǎng)元。

無論是重路由信息的傳遞，還是告警信息的傳遞，都會造成管理DCN中的數(shù)據(jù)流量增大，從而造成管理DCN中的關鍵鏈路出現(xiàn)擁塞，造成問題。

1.7 遠程加載速度慢主要原因

1）目前采用了每包確認的機制，這樣，通過的中間網(wǎng)元越多，單個數(shù)據(jù)包傳輸延時越長，加載速度就越慢。

2）ECC規(guī)模過大時，可能出現(xiàn)網(wǎng)元脫網(wǎng)現(xiàn)象，持續(xù)時間有長有短，頻度不一。

①網(wǎng)管以1 min為周期與設備嘗試通信；連續(xù)2次連接不上，則判定通信連接中斷。

②假設第一次連接報文丟失，那么若第二次報文出現(xiàn)些許延時，就可能造成瞬間脫網(wǎng)的錯誤判斷。

2 傳輸通信網(wǎng)ECC優(yōu)化

認識到巨網(wǎng)ECC對網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行和日常維護造成的危害；傳輸網(wǎng)絡建設和維護時，應同時做好ECC網(wǎng)絡的規(guī)劃，避免由于ECC影響到日常維護工作和網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行。

2.1 目前方案：將ECC網(wǎng)絡分層分域地進行管理

將一個大的網(wǎng)絡劃分為多個小的ECC子網(wǎng)，并將各個ECC子網(wǎng)之間互通的STM-N光/電接口的ECC關閉，以確保路由信息和數(shù)據(jù)只在小網(wǎng)內(nèi)傳播，不會擴散到其他網(wǎng)絡。

1）該方案需要增加網(wǎng)關網(wǎng)元的數(shù)量，每個子網(wǎng)通過網(wǎng)關網(wǎng)元與網(wǎng)管實現(xiàn)通信；網(wǎng)關通過DCN數(shù)據(jù)通信網(wǎng)直接和中心網(wǎng)管通信。

2）該方案能夠大大提高ECC通信網(wǎng)絡的穩(wěn)定性，減少網(wǎng)絡維護的開銷，便于對整個網(wǎng)絡的管理。

3）該方案需要額外增加DCN數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

2.2 各子網(wǎng)建議和要求的網(wǎng)元數(shù)量

ECC的組網(wǎng)能力限制是指在網(wǎng)絡中通過DCC（或擴展ECC）互相連接的網(wǎng)元個數(shù)限制。即ECC組網(wǎng)限制是一個網(wǎng)關網(wǎng)元所轄的網(wǎng)元數(shù)。

1）為了避免因ECC網(wǎng)絡過大影響網(wǎng)絡的正常維護和運行安全，考慮各種因素、結(jié)合網(wǎng)上經(jīng)驗、參考業(yè)界做法，OptiX網(wǎng)絡必須合理地規(guī)劃ECC組網(wǎng)。

2）對于OptiX網(wǎng)絡，一個ECC子網(wǎng)內(nèi)允許的網(wǎng)元數(shù)量≤64。

2.3 ECC網(wǎng)絡分割原則

1）可靠性原則：分割后，應能夠確保網(wǎng)絡在出現(xiàn)異常情況（斷纖、DCN異常、換板）時，網(wǎng)管能夠和分割前一樣仍可達各網(wǎng)元，避免影響維護。

2）保證性能的原則：各個ECC子網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)元數(shù)控制在建議的數(shù)量范圍內(nèi)。

3）按分層、分域的管理原則：分層（骨干網(wǎng)、省干、本地網(wǎng)；或主節(jié)點與下掛的網(wǎng)元之間）、分域（如不同節(jié)點之間）進行分割。

實施ECC分割優(yōu)化方案后，網(wǎng)絡上任何一處斷纖或其他異常情況，應確保能夠達到分割前的ECC路由恢復（保護）能力。

2.4 ECC網(wǎng)絡劃分操作步驟

1）劃分ECC子網(wǎng)，選擇網(wǎng)關網(wǎng)元。

2）確定DCN路由，確保路由的可靠性。

3）建立和調(diào)測DCN路由。

4）各子網(wǎng)之間ECC路由（包括擴展ECC路由）的關閉。

5）驗證和測試。

2.5 ECC子網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)元的劃分和選擇

按分層、分域的管理原則，將相鄰網(wǎng)絡劃分為同一個子網(wǎng)；當子網(wǎng)中仍具有多個環(huán)路和鏈路時，網(wǎng)關網(wǎng)元取其中處于最多環(huán)路和鏈路的設備之上。

需要注意的是：方案實施后，對于環(huán)網(wǎng)，ECC分割方案應確保環(huán)上斷纖后各個網(wǎng)元仍能實現(xiàn)正常監(jiān)管。

2.6 ECC子網(wǎng)網(wǎng)關網(wǎng)元選擇建議

1）選擇設定在子網(wǎng)中星形業(yè)務的中心節(jié)點上，以避免大量的管理信息需要通過基于DCC這種窄帶寬信道傳送，減少DCN再發(fā)生擁塞的可能性。

2）或設置在子網(wǎng)中入路光纖最多的設備。以減少子網(wǎng)中基于DCC的管理DCN再發(fā)生擁塞的可能性。

考慮DCN通道的安全性，ECC分割時采用主、備網(wǎng)關的方式，避免一個網(wǎng)關的DCN路由失效時，失去對整個網(wǎng)絡的監(jiān)控。

2.7 帶外DCN通道的建立

1）要求DCN帶寬不低于OptiX網(wǎng)絡使用的DCC帶寬；使用256 kbit/s的鏈路已滿足需求。

2）選擇的2 M通道由其他網(wǎng)絡（非監(jiān)控網(wǎng)絡）提供，并且2 M通道具有環(huán)網(wǎng)保護功能。

3）建議使用帶外DCN通道，應提供主備的DCN路由，或使用主備網(wǎng)關。

4）建議選擇2 M通道傳送DCN路由。

2.8 主備網(wǎng)關的使用

對于與網(wǎng)管不在同一機房的ECC子網(wǎng)，使用主備網(wǎng)關網(wǎng)元，可以避免一個網(wǎng)關失效或DCN通道失效導致的網(wǎng)元無法監(jiān)控的情況。

1）在ECC子網(wǎng)仍能成環(huán)保護情況下的應用

可以選擇一個主節(jié)點，再選擇一個其他的網(wǎng)元作為網(wǎng)關網(wǎng)元。

2）在ECC子網(wǎng)不能成環(huán)保護情況下的應用

如果原來成環(huán)的網(wǎng)絡，分割后無法再成環(huán)，采用主備網(wǎng)關也可以達到斷纖后監(jiān)控各網(wǎng)元的目的。

2.9 子網(wǎng)之間的ECC連接

1）關閉通過擴展ECC（自動/人工）實現(xiàn)的ECC子網(wǎng)之間的互通。

2）關閉通過STM（同步傳輸模塊）光/電口實現(xiàn)的ECC子網(wǎng)之間的互通。

3 實際運用

目前，武廣高速鐵路（廣鐵集團管段）傳輸系統(tǒng)設置了8個網(wǎng)關網(wǎng)元，分別設置在汨羅東、長沙南、株州西、衡山西、郴州西、韶關東、清遠和東山通信站。傳輸系統(tǒng)共劃分8個ECC子網(wǎng)，每個ECC子網(wǎng)內(nèi)有主備兩個網(wǎng)關，但由于相鄰子網(wǎng)關閉了相應的DCC通道，備用網(wǎng)關實際上不起作用。各網(wǎng)關網(wǎng)元通過一條2 M帶寬的電路匯聚到東山通信站的3個FE（以太網(wǎng)端口）口，由于這些2 M電路為帶內(nèi)電路，若10 G鏈上出現(xiàn)主備用光纜中斷或某個網(wǎng)元出現(xiàn)宕機將造成網(wǎng)元大面積脫管；同時傳輸網(wǎng)絡規(guī)模大，對ECC網(wǎng)絡缺少規(guī)劃，也造成網(wǎng)絡隱患，經(jīng)常出現(xiàn)網(wǎng)元脫管和ECC風暴問題。因此有必要對ECC進行優(yōu)化。優(yōu)化后，網(wǎng)絡運行正常，沒有出現(xiàn)因ECC設置造成的大量網(wǎng)元大面積脫管。

3.1 優(yōu)化前ECC組網(wǎng)圖

優(yōu)化前ECC組網(wǎng)如圖1所示。

3.2 優(yōu)化后ECC組網(wǎng)圖

優(yōu)化后ECC組網(wǎng)如圖2所示。

4 結(jié)束語

本文對傳輸通信網(wǎng)導致的問題和隱患進行初步探討，闡述了ECC對網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行和日常維護造成的危害，并對ECC優(yōu)化中的分層分域地管理和分割原則提出新的看法和優(yōu)化手段。該方法對華為傳輸設備ECC的維護和應用有很好的參考價值，該優(yōu)化方法有待進一步完善和后續(xù)更加深入的研究。參考文獻

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