SDH網(wǎng)絡保護機制組合應用問題研究

 作者：中國電信股份有限公司北京研究院 霍曉莉 
                中國電信集團公司  張淑建

    1  引言

    網(wǎng)絡是電信企業(yè)賴以生存的基礎，而作為各種業(yè)務的最終承載實體，傳輸網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定與各種業(yè)務網(wǎng)絡的運行質量休戚相關。為了提高網(wǎng)絡的安全穩(wěn)定性，縮短電路故障導致的中斷時間，就必須實現(xiàn)全程端到端電路無縫隙的保護。

    由于現(xiàn)有網(wǎng)絡依然采用分層結構，省際長途網(wǎng)、省內長途網(wǎng)、本地網(wǎng)和客戶網(wǎng)絡基本都采用各自的SDH保護機制對電路進行保護，造成一條端到端業(yè)務鏈路經(jīng)過多種保護機制、同一節(jié)點設備支持多種保護機制的現(xiàn)象。那么多種SDH保護機制的組合是否存在問題，在此針對這一問題展開研究和討論。

    2  常用的SDH保護機制

    目前，在現(xiàn)網(wǎng)中應用的保護機制分為復用段保護和SNCP保護。

    現(xiàn)網(wǎng)最常采用的復用段保護有二纖雙向復用段環(huán)保護和1＋1線性復用段保護鏈兩種。二纖雙向復用段環(huán)保護（下文簡稱復用段環(huán)）通過STM-N信號中K1、K2（b1～b5）字節(jié)承載的APS（自動保護切換）協(xié)議來控制倒換的完成，網(wǎng)絡拓撲為環(huán)型；1＋1線性復用段保護鏈（下文簡稱復用段鏈）通過復用段層的雙發(fā)選收機制完成保護，網(wǎng)絡拓撲為鏈狀，它分為單端倒換和雙端倒換兩種。

    SNCP保護的實質是一種在高階通道層或低階通道層進行雙發(fā)選收的保護機制。雙發(fā)選收處理既可以在交叉盤上實現(xiàn)，也可以在業(yè)務盤上實現(xiàn)（主要是對于VC-4以下速率），分別如圖1（a）和（b）所示。

圖1  兩種通道級別保護處理示意

    根據(jù)觸發(fā)條件的不同，SNCP保護還可以分為SNC（I）和SNC（N）兩類。SNC（I）的觸發(fā)條件為LOP和AIS等告警；SNC（N）的觸發(fā)條件除了SNC（I）支持的告警外，還包括導致SF的UNEQ、TIM、EXC以及SD等。

    3  三種常見的SDH保護機制組合方式

    3.1復用段保護與復用段保護組合方式

    復用段保護常見的組合方式有復用段環(huán)和復用段鏈組合、復用段鏈和復用段鏈組合、復用段環(huán)和復用段環(huán)組合，分別如圖2（a）、（b）和（c）所示。圖中紅線為電路。

圖2  復用段保護常見的組合方式

    在設備不存在缺陷的情況下，無論是復用段環(huán)保護還是復用段鏈保護都是在復用段內實現(xiàn)。由于引發(fā)復用段倒換的告警（LOS、LOF、MS－AIS）都會在每個復用設備上終結，不會向下游傳遞，因此復用段保護機制組合在一起可以得到很好的配合，各段保護各自獨立執(zhí)行，互不影響。

    3.2復用段保護與SNCP保護組合方式

    常見的復用段保護與SNCP保護組合方式如圖3所示。紅線表示工作通道，綠線表示備用通道，以下圖同。

圖3  復用段保護和SNCP保護組合

    SNCP保護倒換主要是通過通道級告警觸發(fā)的。復用段告警發(fā)生時會向下游插入通道級的告警（如AU-AIS、TU-AIS），而通道告警只有在業(yè)務終結點進行通道字節(jié)重寫后才會被終結，也就是通道級別的告警會被一直傳遞下去直到業(yè)務終結點。這樣看來，復用段倒換時向下游插入的通道級告警很可能導致下游配置的SNCP也發(fā)生倒換。下面針對圖3中的幾種組合方式分析一下會出現(xiàn)怎樣的現(xiàn)象。

    （1）主備用電路分別經(jīng)過不同的復用段保護

    如果工作通道經(jīng)過復用段鏈，當復用段鏈發(fā)生倒換時，故障發(fā)生方向會產生AU-AIS告警，這個告警向下游傳遞，SNCP的選收點檢測到告警后就會觸發(fā)SNCP倒換，業(yè)務被倒換到?jīng)]有告警存在的備用通道上。

    如果復用段鏈改為復用段環(huán)，或者復用段鏈采用雙端倒換，未發(fā)生故障的方向也會發(fā)生復用段倒換，因為在倒換瞬間產生的告警也可能導致這個方向發(fā)生SNCP倒換。如果SNCP自身也采用雙端倒換，那么非故障發(fā)生方向就可能發(fā)生兩次倒換，一次是復用段保護引起的，一次是SNCP自身雙端倒換引起的。當復用段保護返回時，SNCP很可能再次發(fā)生倒換。

    因此，SNCP主備用通道經(jīng)過不同復用段保護時，SNCP的連鎖倒換和頻繁倒換現(xiàn)象的出現(xiàn)基本上是不可避免的。

    （2）復用段和SNCP分段保護

    在這種組合下，復用段保護倒換在斷纖方向和非斷纖方向是否引起下游SNCP保護發(fā)生倒換的原因是不同的。

    處于斷纖方向下游的SNCP選收點是否發(fā)生倒換，根據(jù)告警在主備用通道中的傳送速度而定。如果工作通道檢測到告警時，備用通道也接到告警，SNCP不倒換；如果工作通道檢測到告警時，備用通道沒有接到告警，SNCP就立即發(fā)生倒換，由于SNCP倒換速度一般快于復用段倒換，因此業(yè)務中斷時間不會超過環(huán)倒換的時間。當然這是以主備用通道同時進行告警檢測為前提的。

    處于非斷纖方向下游的SNCP選收點是否發(fā)生倒換，主要依據(jù)光開關的復用段倒換速度和SNCP通道告警檢測時間。如果光開關倒換快于SNCP通道告警檢測，則下游SNCP選收點檢測不到下插的通道告警，SNCP不發(fā)生倒換；如果開關倒換慢于SNCP通道告警檢測，下游SNCP選收點將檢測到下插的通道告警，當工作通道告警比備用通道告警先到達時，SNCP發(fā)生倒換，并且發(fā)生SNCP倒換時業(yè)務中斷時間可能超過光開關復用段倒換動作時間。

    因此，采用復用段和SNCP分段保護組網(wǎng)時，主備用通道距離相差很大更易于導致工作通道先收到告警，增加SNCP倒換的可能性。

    （3）復用段保護和SNCP保護重疊使用

    復用段保護和SNCP保護重疊使用，告警會被兩種保護機制同時檢測到，同時發(fā)生倒換，由于SNCP倒換時間比復用段倒換時間要短，業(yè)務在復用段倒換完成之前就已經(jīng)倒換到了備用通道上，因此業(yè)務中斷時間基本上就是SNCP倒換時間。所以，這種保護機制的重疊配置，存在著兩種保護機制如何配合的問題和資源浪費現(xiàn)象。

    3.3不同等級SNCP保護組合方式

    現(xiàn)網(wǎng)中有按照圖4所示分段配置不同等級SNCP的實例。在這樣的配置下，VC-4級別的SNCP發(fā)生倒換時會向下游插入TU級別的告警，如果主用通道的告警比備用通道的告警先到達選收點，VC-12級別的SNCP將會發(fā)生倒換。

圖4  不同等級SNCP保護組合示意

    4  建議

    由此可見，復用段保護和SNCP保護組合或不同等級SNCP保護組合時，兩種保護機制很容易同時執(zhí)行倒換，發(fā)生多次倒換現(xiàn)象，增加網(wǎng)絡的不穩(wěn)定性。為了盡量減少或避免這類現(xiàn)象的出現(xiàn)，可以在網(wǎng)絡配置方面采取一定的措施，一方面可以從組網(wǎng)形式上入手避免低網(wǎng)絡層次的倒換對高網(wǎng)絡層次的影響，另一方面可以從保護模式（返回和非返回、單端倒換和雙端倒換）的配置入手減少倒換次數(shù)。

    但是，這一問題出現(xiàn)的本質仍然是保護機制之間的協(xié)調問題，因此根本的解決方法還是要深入研究多種保護機制間的協(xié)調機制以及這些協(xié)調機制的實現(xiàn)方法，對SDH設備進行改進，徹底避免此類現(xiàn)象的出現(xiàn)。

    5  結束語

    SDH的各種保護機制是相當成熟的技術，單獨使用都很出色，但組合使用時就會出現(xiàn)一些問題。本文僅針對幾種常見組合方式進行了分析和討論，并對存在的問題提出了解決建議，這只是一個開始。在現(xiàn)網(wǎng)應用中可能還存在許多其他組合方面的問題，而且ASON技術在現(xiàn)網(wǎng)中逐漸引入，ASON支持的保護恢復方式如何與傳統(tǒng)的SDH網(wǎng)絡中的保護機制組合應用也是一個問題，因此如何實現(xiàn)端到端業(yè)務在傳輸層的全程無縫隙保護是需要持續(xù)研究的課題。