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光传输网络中的链路保护与业务保护

典型的光传输网络在标准的OSI模型中处于第一层(物理层)和第二层(数据链路层)之间的位置。在OSI七层模型中,各层之间有独立而清晰的界面,并且下层为上层提供服务。这种上下层之间的客户与服务器的关系在所有的网络数据传输中都体现得非常明显。在标准的光传输网络中,又可以进一步将网络层次划分为光链路层与业务层两个层次。在这两个层次之间,也同样体现出了客户与服务之间的明确关系。

在OSI七层模型中,作为提供服务的下层应当尽力完善自身的性能,即应最大限度地提高自身的检错及纠错能力,以为上层提供更好的服务;而处于上层的客户层也应提高本层的检错纠错能力减少对于下层的依赖。在网络中,各层次的这种能力处理不当可能产生冲突,在同一网络设备中应当注意协调这种关系,以期望达到最优的保护效果。在光网络中的光链路层与业务层之间也同样存在这种需要协调的保护关系。在本文中,以MSTP设备为例描述链路层保护与业务层保护之间的关系。

一、 传统SDH网络中链路层保护与业务保护之间的关系

在使用SDH设备搭建的光传输网络中,首先是以光纤为基础的链路连接,然后是承载在光纤链路上的业务层。在标准的SDH帧结构中,也明确定义了这样的分层结构,例如定义了再生段层、复用段层、通道层(高阶通道和低阶通道)。在这里可以将再生段与复用段简化为光链路层,通道层简化为业务层。在这种层结构中,每层分别有各自的开销,以实现本层的标记跟踪和检错及保护。在光链路层中,可以通过A1、A2实现数据帧的识别和检错,如可以产生LOF告警,还可以通过B1、B2产生误码检错等。在错误发生后,光链路层可以通过复用段的环倒换完成保护,通常可以将环保护归属为链路保护。而在通道层,同样可以通过通道层开销完成检错和通道保护,例如可以通过AU-AIS告警完成检测触发保护动作,通常将通道保护归属为业务保护。这两个层次的保护机制同时处于SDH设备中,在SDH设备组成的网络中,应当努力解决好两个层次的保护关系,从而使需要传送的业务得到更加完善的保护。在一些复杂的网络应用中,这两种保护关系比较复杂,妥善处理两种保护之间的关系,可以取得更好的保护效果。

图1所示为由节点A、B、C、D、E、F六个节点组成的网络图,其中,B、C、D为一个复用段环,用实线表示。在A到F之间有一条业务,受到了通道保护,如图中虚线所示。通道保护的两条路径分别为A-B-D-F和A-E-F,并且假设A-B-D-F为工作通道。可以注意到,A-B-D-F路径在通过B-D段时,同时受到了B-C-D组成的复用段环的光链路保护。

如果B-D段发生故障(断纤),在由B-C-D组成的复用段光链路保护还未启动期间,D节点会向下游的F节点发出Au-AIS的告警,此时F端点会发生通道倒换动作。同时,由于B-D段光纤故障,B-C-D组成的复用段环会发生环倒换动作。如果环倒换动作完成速度快于通道倒换动作,可能会导致F端点动作混乱。或者在F端点,通道倒换动作完成后,发现从D节点来的业务恢复正常,而发生第二次回复动作。如果没有合理的两种保护的相容机制,可能会导致冲突。

处理此类问题,有一种简单而有效的方法是使用延迟时间。两种保护机制之间加入延时时间,当故障发生时,首先启动一种保护方式,另外一种保护方式处于延时等待状态。例如在上述案例中,首先启动环保护,要求处于较上层的通道保护延时等待。如果环保护在规定时间内完成保护动作,链路恢复正常,则通道保护不动作。如果环保护动作在规定时间内未完成,开始启动通道保护动作。

在上述过程中,通常首先启动保护的网络层次都较低,如光链路层作为服务层较通道层级别较低。通常认为,处于较低层次检错机制简单,速度较快,保护动作容易完成。另外,在实际应用中,下层可能同时承载着多个上层的业务,当下层发现故障时,其保护动作是必然发生的,即环保护动作在B-D光纤断时是必然发生倒换的,而上层通道层可以协调等待,并且环保护还可能同时保护了承载其上的其他业务,如存在D-C的业务。

比较上述两种机制,第二种方式在减少倒换次数上优于第一种方式。但是其也存在缺陷,如第一次环保护动作不正常,启动通道保护,由于加入了延时等待时间导致倒换时间的延长,有可能超过标准规定的电信级保护50ms的标准。

 为更好地协调两种不同层次间的保护关系,可以使用更为复杂的信令方式,在环保护动作失败后,迅速传递消息到F节点,启动相应的通道保护,这样做可以克服采用第二种方式倒换时间较长的缺陷,但是必须付出协议复杂化的代价。



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