光傳送網光通道保護應用分析及改進方案

王晨 郭艷春

(1.中國移動通信集團有限公司，北京100033；2.中國移動通信集團設計院有限公司，北京 100080)

0 引言

隨著業(yè)務向10G以上大顆粒的轉變，業(yè)務直接用光傳送網(Optical Transport Network，OTN)系統(tǒng)波道承載已在現網中廣泛應用，對需要保護的業(yè)務，在網絡中分別安排一個主用和備用路由波道，根據主備用波道路由的設備情況，目前分別采用1+1光通道保護(Optical Channel Protection，OCP)或SNCP 1+1保護來實現對業(yè)務在波道層面的保護，提高業(yè)務的安全性。本文對1+1光通道保護在現網應用時出現的問題進行分析和研究，并提出具體的解決方案。

1 1+1光通道保護現網應用情況及存在的問題

1+1光通道保護(OCP 1+1保護)的對象為一個客戶信號，在上下路通過OCP板卡對客戶側信號進行并發(fā)選收，通過功率監(jiān)控模式，即判斷主備用通道是否有信號丟失(Loss of Signal，LOS)告警來判斷是否倒換，此類型保護倒換時間短，通常滿足<50 ms，配置簡單，可以實現波長級別的保護。現網應用的1+1光通道保護設備板卡的連接如圖1所示。

圖1 1+1光通道保護連接示意圖

在現網中，1+1光通道保護的主備用波道分別終端在不同的支路端口，通過OCP盤進行業(yè)務信號的雙發(fā)選收，主要在以下情況選用：業(yè)務起點和終點的主備用波道配置在不同的OTN設備上；業(yè)務的起點和終點分別為不同廠家的設備，在路徑中間站通過用戶網絡側接口(User Networks Interface，UNI)支路實現異廠家光通道對接；業(yè)務起點和終點為同廠家設備，但主用或備用路徑跨越了第三方設備，在路徑中間站通過UNI支路實現異廠家光通道對接。

由于1+1光通道保護是通過LOS告警，用功率監(jiān)控模式來觸發(fā)倒換，光通路中無需透傳上游的信號失效(Signal Fail，SF)和信號劣化(Signal Degrade，SD)信息，且現網部分設備支路端口不支持OTUK，因此通常UNI客戶側及跨架、跨廠家的對接端口采用10 GE/100 GE接口,該接口對OTUK/ODUK層的開銷，如段監(jiān)視(Section Monitoring，SM)、通道監(jiān)視(Path Monitoring，PM)均已終結[1]。

圖2 SNCP 1+1保護連接示意圖

目前，1+1光通道保護雖然可以實現光纜中斷時50 ms內完成保護倒換[2-4]，實現對客戶信號波長級別的保護，但在多年的現網應用中，存在以下幾個方面的隱患。

(1)異廠家支路對接時倒換時間過長。在上述所說的存在異廠家間通過UNI支路且對接情況時對接端口采用10 GE、100 GE接口進行對接時。此時，SM、PM已終結，光通道中間局站收到LOS告警時，采用激光器自動關閉的方式來傳遞上游的SF信號，激光器關閉通常需要進行多次判決防抖，這樣會延長下游的總業(yè)務受損時長，導致倒換時間超過50 ms，現網目前已有此類情況的案例。

(2)信號劣化不能觸發(fā)保護倒換。由于1+1光通道保護是通過LOS告警，用功率監(jiān)控模式來觸發(fā)倒換，對SD告警無感知或不傳遞，這點不同于SNCP 1+1保護，即信號的劣化并不觸發(fā)保護倒換。

(3)OCP單板插損對客戶信號的影響。從1+1光通道保護設備連接圖可以看到，此類保護需在OTN設備的支路側和客戶側間接入OCP保護倒換板，該單板的插損為1.5～3 dB，在傳輸設備與客戶側間路徑過長或路徑的跳接點多時，由于本身傳輸設備與業(yè)務設備間路徑衰耗比較大，該板卡插損的引入會進一步加大衰耗，導致OTU和業(yè)務網元收光功率降低，引發(fā)誤碼，現網目前已有此類情況的案例。

2 SNCP 1+1保護倒換特點及優(yōu)勢分析

SNCP 1+1保護是針對一個光通路的ODUk業(yè)務來源于不同線路側設備的情況，保護是基于單個ODUk業(yè)務單元。取決于不同的監(jiān)測類型，保護倒換觸發(fā)條件包括LOS、串聯連接監(jiān)測(Tandem Connection Monitoring，LOF)、信號失效條件、信號劣化條件等；同樣，SNCP 1+1可在50 ms內完成保護倒換，其設備板卡連接如圖2所示。

可見，SM、PM、TCM段的開銷是確定SF或SD告警保護倒換的基礎，SNCP1+1保護的優(yōu)點有：通過SM、PM開銷字節(jié)觸發(fā)倒換，異廠家對接無需等待激光器關閉，可保證50 ms倒換時長；SD可觸發(fā)保護倒換；由于SNCP1+1保護是在業(yè)務端點根據收到的告警信息觸發(fā)保護倒換，主備用路由的倒換是通過電交叉矩陣來完成，不需要OCP保護單板，在傳輸設備和客戶側間沒有引入額外的插損。

因此,針對1+1光通道保護在實際應用時存在的問題，結合SNCP 1+1保護的實現機理及優(yōu)勢，通過設置所有UNI支路轉接端口為 OTUk或IrDI (域間接口Inter-Domain Interface)OTUk，保證鏈路SM、PM開銷可傳遞，達到可在終端節(jié)點通過電交叉矩陣實現業(yè)務SNCP 1+1 保護目的，從而規(guī)避前述的光通道保護的問題：即在業(yè)務終端節(jié)點，通過OTUk或IrDI OTUk支路端口將主備用波長轉接到同一個設備上；在主備用路徑中間節(jié)點存在跨機架、異廠家對接時，設置支路轉接端口為 OTUk 或 IrDI類型。

SNCP1+1保護需使用SM、PM開銷，SM是屬于OTUk層次的開銷，在OTU的終結源再生，在OTU的終結宿終結；PM是屬于ODUk層次的開銷，在ODUk的終結源再生，在ODUk的終結宿終結。因此，在采用此類保護時，UNI支路對接端口需要采用OTUk類型(包括普通OTUk和IrDI的OTUk)，可以透傳上游SF和SD信號，不需要進行關閉激光器判斷等待，完全使用ODU層的告警來觸發(fā)倒換，存在非OTUK客戶側接口時，不能采用SNCP保護。

3 光通道保護改進方案

近年來，在網絡中引入的OTN設備中，大部分設備客戶側端口為IrDI OTUK，早期工程中的設備客戶側端口大部分可以通過網管配置為OTUK或非OTUK接口；基于此，可通過采用OTUk的UNI支路對接，將現網中使用的1+1光通道保護改進為使用SNCP1+1保護。

端到端路由為同廠家時，在業(yè)務端站或中間節(jié)點站，存在跨電子架UNI對接時，將對接端口設置為OTUk或IrDI的OTUk的UNI接口。異廠家對接時，對接端口設置為OTUk或IrDI的OTUk的UNI接口。根據業(yè)務顆粒，對10G/100G業(yè)務，分別采用OTU2/OTU4的UNI OTUk或IrDI OTUk支路對接。

近期針對這些場景跨機架、跨廠家SNCP保護，現網主流廠家的設備已通過實驗室測試，下一步可在現網進行推廣應用。

(1)在業(yè)務端站，通過同廠家同平臺或異平臺UNI OTUk或IrDI OTUk支路端口跨架對接(見圖3、圖4)。

圖3 業(yè)務端站、同平臺跨架對接

圖4 業(yè)務端站、不同平臺跨架對接

(2)主備用路由中的電交叉/電中繼站，對10G/100G業(yè)務，同廠家同平臺或異平臺的不同電子架通過UNI OTU2/OTU4支路端口或IrDI OTU2/OTU4支路端口跨架對接(見圖5、圖6)。

(3)業(yè)務源宿端為不同廠家設備，對10G/100G業(yè)務，不同廠家OTN設備通過OTU2/OTU4支路端口對接(見圖7)。

4 結束語

與非OTUk格式的UNI接口互通相比，OTUk或IrDI OTUk格式的UNI接口互通可利用OTN完善的開銷，易于實現業(yè)務的跨域性能告警采集、故障定位、時延測量等管理功能；支持適用不同的保護場景SNCP/I/N/S保護類型；且IrDI OTUk接口通過GCC開銷，可以實現網管信息的跨域透傳。結合上述優(yōu)點，在現網應用中建議優(yōu)選OTUk格式的客戶側信號的互通。同時，由于只有IrDI的OTUK的UNI支持小顆粒業(yè)務到大帶寬波道的復用和解復用，因此當跨機架支路轉接用非IrDI的OTUK的UNI對接的場景應用SNCP保護時，應用僅限于業(yè)務與支路轉接速率一致的情況。在工程應用中，為保證對不同的業(yè)務安排靈活的保護方式，保證50 ms的保護倒換時間，建議新增設備客戶側支路端口采用IrDI接口，已有設備升級為IrDI接口?，F有客戶側支路端口不能支持IrDI接口時，設置為OTUK的UNI對接，保證SM、PM、TCM等告警下傳。

圖5 主備路由路徑中間站、同平臺跨架對接

圖6 主備路由路徑中間站、不同平臺跨架對接

圖7 業(yè)務端站、中間站，異廠家跨架