ROADM 在省內(nèi)干線傳送網(wǎng)中的組網(wǎng)及保護(hù)策略

熊松火

（安徽電信規(guī)劃設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 230031）

0 引 言

1 常用的ROADM 設(shè)備及其應(yīng)用場(chǎng)景

目前，常用的ROADM 包括方向相關(guān)ROADM、無色無方向可重構(gòu)光分插復(fù)用器（Colorless and Directionless-Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer，CD-ROADM）以及OXC 這3 種設(shè)備形態(tài)[1]。

1.1 方向相關(guān)ROADM 設(shè)備

方向相關(guān)ROADM 設(shè)備每個(gè)線路方向均配置1 塊波長(zhǎng)選擇開關(guān)（Wavelength Selective Switch，WSS）光交叉板卡和1 組本地上下路單元。WSS 板卡間通過軟光纖互連，能夠?qū)崿F(xiàn)各線路方向的光層調(diào)度。

方向相關(guān)ROADM 設(shè)備具有如下特點(diǎn)：一是與方向相關(guān)，本地上下路單元只能配置到與其相連的指定線路方向；二是與波長(zhǎng)相關(guān)，本地上下路單元均配置合分波器，端口波長(zhǎng)固定。

方向ROADM 系統(tǒng)波道擴(kuò)容時(shí)穿通站免跳纖，主要應(yīng)用在本地波分環(huán)網(wǎng)和省內(nèi)干線波分環(huán)網(wǎng)。

1.2 CD-ROADM 設(shè)備

CD-ROADM 設(shè)備所有線路光方向和所有本地上下路單元均配置WSS 光交叉板卡，線路方向WSS 板卡之間全Mesh 互連，同時(shí)與本地上下路單元的WSS互連。本地上下路單元可以采用一級(jí)結(jié)構(gòu)或二級(jí)結(jié)構(gòu)。CD-ROADM 本地上下波一級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)備形態(tài)如圖1 所示。

圖1 CD-ROADM 本地上下波一級(jí)結(jié)構(gòu)典型設(shè)備形態(tài)

CD-ROADM 設(shè)備具有如下特點(diǎn)[2]：一是與波長(zhǎng)無關(guān)，本地上下路單元的業(yè)務(wù)端口可以通過網(wǎng)管靈活指配上下任意波長(zhǎng)，即支持波長(zhǎng)重構(gòu)，但同一本地上下路單元內(nèi)波長(zhǎng)不得重復(fù)配置，即存在波長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)。為減少波長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)影響，可以疊加配置更多本地上下單元組；二是與方向無關(guān)，每個(gè)上下波都可以靈活調(diào)度到任意一個(gè)光線路方向；三是支持開通WSON 控制平面。

CD-ROADM 可以搭建智能光傳送網(wǎng)，已經(jīng)成為干線波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）系統(tǒng)的主流建設(shè)方式。此外，它在本地WDM系統(tǒng)也有應(yīng)用。

3.2.2 HIV病毒載量 患者HIV病毒載量水平越高，HIV傳播風(fēng)險(xiǎn)越大。Yang等［8］學(xué)者研究表明血漿病毒載量大于1 000 IU/mL者，其傳播風(fēng)險(xiǎn)高達(dá)18.706倍（OR=18.706，95%CI：1.577～221.926），另一項(xiàng)研究也發(fā)現(xiàn)病毒載量高于10 000 IU/mL者，配偶感染風(fēng)險(xiǎn)為低于50個(gè)/μL者的13.53倍（HR=13.53，95%CI：1.67～109.50）［25］。

1.3 OXC 設(shè)備

OXC 設(shè)備由全光背板、光線路板以及光支路板3 部分組成。OXC 設(shè)備是ROADM 設(shè)備的終極演進(jìn)，采用極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)，可以有效避免采用CD-ROADM和無色無方向無競(jìng)爭(zhēng)可重構(gòu)光分插復(fù)用器（Colorless and Directionless and Contentionless Optical Add Drop Multiplexer，CDC-ROADM）設(shè)備時(shí)的機(jī)架堆疊，從而減少大量外部連纖，縮短工程周期。OXC 設(shè)備形態(tài)如圖2 所示。

圖2 OXC 設(shè)備形態(tài)

OXC 設(shè)備具有如下特點(diǎn)[3]：一是波長(zhǎng)無關(guān)、方向無關(guān)、競(jìng)爭(zhēng)無關(guān)（選配）：二是光線路板和光支路板即插即用，建設(shè)周期短，業(yè)務(wù)開通速度快：三是支持開通WSON 控制平面。

OXC 具有諸多技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但是由于造價(jià)較高，目前主要應(yīng)用于干線傳送網(wǎng)，少量應(yīng)用在本地傳送網(wǎng)的核心層。

2 ROADM 網(wǎng)絡(luò)中常見的保護(hù)恢復(fù)方式

根據(jù)業(yè)務(wù)保護(hù)等級(jí)需要，ROADM 網(wǎng)絡(luò)可配置重路由恢復(fù)、網(wǎng)絡(luò)保護(hù)或網(wǎng)絡(luò)保護(hù)+重路由恢復(fù)等方式保護(hù)系統(tǒng)及其業(yè)務(wù)。其中，要想實(shí)現(xiàn)重路由恢復(fù)，需要在ROADM 網(wǎng)絡(luò)中引入WSON 控制平面。

2.1 重路由恢復(fù)

根據(jù)是否預(yù)先設(shè)置備用業(yè)務(wù)路徑，重路由恢復(fù)可分為預(yù)置重路由恢復(fù)和動(dòng)態(tài)重路由恢復(fù)。

2.1.1 預(yù)置重路由恢復(fù)

網(wǎng)管預(yù)先設(shè)置備用業(yè)務(wù)路徑，當(dāng)主用業(yè)務(wù)路徑光纜或設(shè)備出故障時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)重路由功能，網(wǎng)管自動(dòng)切換到預(yù)先設(shè)置的備用業(yè)務(wù)路徑并完成業(yè)務(wù)倒換。該方式要求預(yù)置業(yè)務(wù)路徑上一定要有足夠的、冗余的未配置波道資源，用于工作路徑的波道切換。預(yù)置重路由恢復(fù)時(shí)間可達(dá)秒級(jí)。

2.1.2 動(dòng)態(tài)重路由恢復(fù)

網(wǎng)管不預(yù)先設(shè)置備用業(yè)務(wù)路徑，當(dāng)主用業(yè)務(wù)路徑光纜或設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，系統(tǒng)觸發(fā)重路由功能，網(wǎng)管自動(dòng)生成備用路由并完成業(yè)務(wù)倒換。動(dòng)態(tài)重路由恢復(fù)時(shí)間一般為分鐘級(jí)。

2.2 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方式

2.2.1 “1+1”SNCP 保護(hù)

“1+1”子網(wǎng)連接保護(hù)（SubNetwork Connection Protection，SNCP）采取雙發(fā)選收方式，東、西方向均須配置OTU 板卡。主、備路由通過網(wǎng)管預(yù)先設(shè)置好。主、備路由中任何一個(gè)中斷，網(wǎng)管均會(huì)發(fā)出告警。主用路由出現(xiàn)故障時(shí)，業(yè)務(wù)會(huì)在50 ms 內(nèi)切換到備用路由[4]。以支線路合一OTU 場(chǎng)景為例，“1+1”SNCP保護(hù)方式如圖3 所示。

圖3 “1+1”SNCP 保護(hù)

2.2.2 “1+1”光線路保護(hù)

“1+1”光線路保護(hù)方式的保護(hù)對(duì)象是光纜線路，同時(shí)保護(hù)該線路的所有波道，采取的也是雙發(fā)選收方式?！?+1”光線路保護(hù)又分為“1+1”光復(fù)用段保護(hù)（Optical Multiplex Section Protect，OMSP）和“1+1”光纖線路自動(dòng)切換保護(hù)裝置（Optical fiber Line auto switch Protection equipment，OLP）保護(hù)。前者是基于光復(fù)用段的保護(hù)，后者是基于光放段的保護(hù)。“1+1”O(jiān)MSP 光保護(hù)更經(jīng)濟(jì)且傳輸性能更好，已經(jīng)成為主流的“1+1”光線路保護(hù)方式?！?+1”O(jiān)MSP光線路保護(hù)如圖4 所示。

圖4 “1+1”O(jiān)MSP 光線路保護(hù)

2.3 網(wǎng)絡(luò)保護(hù)+重路由恢復(fù)方式

2.3.1 永久“1+1”SNCP 保護(hù)

永久“1+1”SNCP 保護(hù)方式的主、備路由通過網(wǎng)管預(yù)先設(shè)置好。主、備路由中任何一個(gè)中斷，均會(huì)觸發(fā)重路由功能。當(dāng)主用路由故障時(shí)，業(yè)務(wù)會(huì)在50 ms 內(nèi)切換到備用路由。永久“1+1”SNCP 保護(hù)能夠抗多次斷纖，且保護(hù)倒換時(shí)間小于50 ms，但會(huì)消耗更多系統(tǒng)資源，一般僅用于鉆石級(jí)業(yè)務(wù)的保護(hù)[5]。

2.3.2 “1+1”SNCP 保護(hù)+重路由恢復(fù)

“1+1”SNCP 保護(hù)+重路由恢復(fù)方式的主、備路由通過網(wǎng)管預(yù)先設(shè)置好。主、備路由都中斷時(shí)，觸發(fā)重路由功能。該保護(hù)恢復(fù)方式能夠抗多次斷纖。

3 ROADM 在省內(nèi)干線傳送網(wǎng)中的組網(wǎng)及保護(hù)策略

3.1 組網(wǎng)技術(shù)及其拓?fù)溥x擇

省內(nèi)干線傳送網(wǎng)一般由骨干核心層和骨干匯聚層組成，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不大，單系統(tǒng)一般十幾個(gè)到幾十個(gè)節(jié)點(diǎn)不等。若采取OADM 或方向相關(guān)ROADM 技術(shù)組網(wǎng)，則光層難以實(shí)現(xiàn)靈活交叉調(diào)度，也不支持波長(zhǎng)重構(gòu)，無法構(gòu)建智能光傳送網(wǎng)。因此，構(gòu)建新系統(tǒng)時(shí)，建議采取CD-ROADM或OXC+CD-ROADM方式組網(wǎng)，其中地市一般骨干節(jié)點(diǎn)建議部署成本相對(duì)較低的CDROADM設(shè)備。骨干核心節(jié)點(diǎn)由于光方向多且上下波多，可根據(jù)需要部署CD-ROADM 或OXC 設(shè)備。

省內(nèi)干線傳送網(wǎng)建議優(yōu)先采取Mesh 組網(wǎng)方式建設(shè)，可進(jìn)一步縮短業(yè)務(wù)路徑并降低業(yè)務(wù)時(shí)延。此外，Mesh 組網(wǎng)方式結(jié)合WSON 控制平面的部署，使得系統(tǒng)能夠抗多次斷纖，大大提高了網(wǎng)絡(luò)健壯性和業(yè)務(wù)安全性。Mesh 組網(wǎng)如圖5 所示。

圖5 Mesh 組網(wǎng)

3.2 保護(hù)恢復(fù)方式選擇

省內(nèi)干線傳送網(wǎng)的絕大多數(shù)線路在業(yè)務(wù)層面已經(jīng)考慮鏈路冗余和分系統(tǒng)的分路由承載。對(duì)于CDROADM 或OXC+CD-ROADM 場(chǎng)景，建議部署WSON并優(yōu)先采取預(yù)置重路由的恢復(fù)方式。當(dāng)工作路徑系統(tǒng)失效時(shí)，可以快速切換到預(yù)置的重路由路徑。對(duì)于有50 ms 內(nèi)倒換需求的電路，可以采用“1+1”SNCP 保護(hù)方式提供保護(hù)。

對(duì)于未部署WSON 的場(chǎng)景，如果光纜路由具備條件，建議開通“1+1”O(jiān)MSP 光線路保護(hù)。雖然該保護(hù)方式的投資成本較低，但是能大大提升干線傳送網(wǎng)的健壯性。

4 結(jié) 論

ROADM 和OXC 技術(shù)是實(shí)現(xiàn)省內(nèi)干線傳送網(wǎng)朝著大容量、扁平化、智能化方向演進(jìn)的必然選擇。合理選擇組網(wǎng)技術(shù)、組網(wǎng)拓?fù)湟约氨Ｗo(hù)恢復(fù)方式，可以有效降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，提高網(wǎng)絡(luò)安全性和業(yè)務(wù)開通速度，為工程規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)提供參考。