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本文关键字:NGN交换机SDH ASON 光纤 光网络作为下一代网络(NGN)的物理基础，承载着80%以上的信息传输。 一种能够自动完成网络连接的新型网络概念——自动交换光网络（ASON）应运而生。这是一种利用独立的ASON控制平面，通过各种传送网（包括SDH或OTN）来实施自动连接管理的网络。 ASON网络作为分布式智能光传送网，它的最大特点就是在传送平面和管理平面的基础上引入了智能控制平面，使用了信令、路由、自动发现等技术。其核心技术优势之一是可以提供灵活的保护恢复方案，为不同要求的业务提供不同等级的服务，优化了网络资源。 保护恢复过程 “保护”指用一个预先分配的备用资源来代替一个失效资源，“恢复”指通过空闲容量重新选路来代替一个失效资源。通常来说，保护动作在几十毫秒内完成，而恢复动作一般在几百毫秒到几秒内完成。ASON的控制平面提供了一种功能，使运营商能向用户提供可选择的业务类型（如可用性、中断时间、误码率等） 。保护和恢复是支持CoS（服务分类）的主要机制。 ASON保护和恢复机制一般经历故障管理（包括故障检测、故障定位和隔离、故障通知）、保护和恢复、复原等步骤。涉及的层面有传送平台和控制平台。对于保护和恢复，可以通过传送平台和控制平台所发挥的作用来界定。保护一般是由传送平台单独完成，而恢复是传送平台和控制平台共同协调完成的。这是保护和恢复在实现过程上的区别。 以下是保护和恢复在实施时的主要过程： 1、端到端/区段保护 步骤1：故障检测→传送平台；步骤2：故障隔离/定位→传送/控制平台；步骤3：故障通知→传送/控制平台：步骤4：保护倒换→传送/控制平台；步骤5：复原→传送/控制平台。 在端到端/区段保护过程中，传送平台发挥主要作用，控制平台可以用于操作目的或同步目的，或者是通知目的。 2、端到端/区段恢复 步骤1：故障检测→传送平台；步骤2：故障隔离/定位→传送/控制平台；步骤3：故障通知→控制平台：步骤4：保护倒换→控制平台；步骤5：复原→控制平台。 对于恢复，一般通过信令配置恢复资源，即主要是控制平台发挥作用。 保护机制 对光层和电层交换设备的控制平面而言，要求信令、路由和链路管理均能支持数据平面的故障恢复。 标签交换路径（ LSP）可适用于本地（区段）、段和/或端到端恢复。本地区段保护指发生在两个相邻交换机之间的链路保护；段保护指两个节点之间的LSP段恢复；端到端保护指从输入端口到输出端口之间的整个LSP保护。多重恢复可以同时适用于一个LSP，以增加灵活性。然而，多重恢复之间的相互干扰可能会比较严重。对于双向LSP，LSP一个方向的故障会造成LSP双向倒换到一个新的区段、段或端到端路径。目前，保护方案可以分为以下几类。 1、专用保护 1＋1保护：业务在两条完全不相交的通道/链路（工作通道/链路和保护通道/链路）上同时传送，在接收端选择质量最好的信号。 1:1保护：业务只在工作通道/链路上传送，而保护通道/链路不传送业务或传送低优先级的业务。当工作通道/链路发生故障时，业务由工作通道/链路倒换到保护通道/链路上，此时保护通道/链路上的低优先级业务被放弃。 2、共享保护 1:N保护（N>1）：N条工作通道/链路共享1条保护通道/链路。N条工作通道/链路同时出现故障的几率很低。如果有超过一条工作通道/链路出现故障，就保护优先级最高的工作通道/链路。 M:N保护：是指为N条主通道预先分配M条备份通道，平常备份通道不传输数据，只有在发生故障时，才选择一条备份通道来传输数据。当M备份通道>链路故障通道时，工作通道/链路共享M条通道保护N条主工作通道，实际上N条链路同时出现故障的几率很低。如果有超过M条工作通道/链路出现故障。就保护优先级高的M条工作通道。 恢复机制 恢复机制是指通过重建路由建立新的连接以代替失效连接，这些新连接会占用网络中冗余的共享容量。与保护不同，当故障发生，需要进行恢复时，网络中支持该连接的部分或全部交叉连接会发生变化。 由于恢复利用共享冗余容量建立新连接来代替发生故障的连接，通常会涉及动态的资源查找和路由计算（路由计算可预先进行，因此比保护需要更多的时间进行倒换，不能用于高级业务；但也正是由于能够对共享冗余容量进行动态使用，使得恢复机制的资源利用率比较高，只需要50％～70％的冗余容量。 根据不同的准则可以划分不同类型的恢复模式。按照通道恢复方式，可以分为重选路由和预计划LSP恢复；按照网络恢复控制方法，分为集中控制方法和分布控制方法；按照网络恢复范围，分为局部恢复和全局恢复。 合适的LSP配置将有助于减少各种故障带来的损失。例如，计算主要路径和次要路径，或者端到端或逐段，对应多个影响链路、节点、SRLG和SRG故障，恢复LSP。根据恢复路径是预先计算还是按需计算的，可以对主要和次要LSP/区段配置加以分类：当恢复路径是预先计算的，则信令是预先完成的（恢复资源预置）或按需进行信令交换；当恢复路径是预置的，这些路径是预先选好的或按需选择。这些不同的选项增加了不同LSP/区段的恢复时间。 1、重选路由恢复 1）预计算路由。端到端恢复LSP在故障发生后根据预先计算好的路径建立起来，这种机制下是在故障发生前计算好一个或多个恢复路径。如果在故障发生前没有预置资源或选择资源，就不能保证有恢复连接。 2）无预先计算路由。在故障发生后建立端到端恢复LSP，用于恢复的一个或多个显式路由是动态计算的，并在故障发生后选择其中的一个，称为LSP重路由机制。如果在故障发生前没有预置资源或选择资源，就不能保证有恢复连接。 2、预计划LSP恢复 考虑到信令交换过程的差异，分为预先完成信令交换或按需进行信令交换。如果是按需进行信令交换，控制平台需要将与恢复相关的信令传送到各个相应节点。如果预先完成信令交换，则直接进入预计划LSP恢复。 预计划LSP恢复（或称为预计划LSP重路由），表示恢复LSP是在信令交换完成后进行的。恢复路径上的恢复资源是预置的。 保护恢复策略和技巧 在ASON网络中保护恢复的应用是非常重要的，与信令和路由不同，它的应用具有更强的灵活性和多样性。保护恢复的应用策略涉及很多方面，这里仅对保护恢复的等级划分和域间保护恢复的实现方式提出一些技巧和建议。 1、保护恢复的等级划分 由于不同的保护恢复机制出自于不同的设计思路，它们在保护恢复时间和业务可靠性的保证程度上存在较大的区别，正是这种区别为划分业务等级提供了一种技术基础，运营商可以根据业务的要求，为不同的业务选用不同的保护恢复等级，并且可以和客户签订基于保护恢复的SLA。表1就显示了针对现有保护恢复机制而进行的等级划分。这里是一个具有普适性的等级划分方式，运营商可以根据具体情况，平衡业务需求和网络资源利用率来选择适当的划分等级。 2、域间的保护恢复 ASON网络可以由多个控制域构成，为了提高网络的生存性，域间的保护恢复是需要特别关注的问题。根据G.8080的规定，域间故障包括域间链路故障和域间网关节点故障。 如果从提高域间恢复速度角度考虑，即每条域间连接都具有两条光纤路由，而域间具有两对边界节点的连接。这种方案在只有域间链路出现故障时可以采用传统的1＋1复用段保护来实现链路保护，而无需采用重路由到另一个网关节点的方式来解决，这样做可以大幅度提高恢复速度（对于域间链路故障可以在50ms内恢复业务）。当然如果采用保护机制，保护路由仍应与初始的主用路由使用不同的边界网关节点。 由于恢复时间同网络规模密切相关，恢复应遵循先域内，再域间,最后借助于第三个域的顺序，尽量将恢复限制在较小的网络规模内以提高恢复速度。具体过程是这样的： 1）检测故障为控制域内部故障，应首先启动域内的恢复机制，如果域内已没有恢复资源再选择另一个边界网关节点启动域间恢复机制，如果仍然失败可以继续借助于相邻第三个域的资源完成恢复； 2）检测故障为域间故障，直接启用域间恢复机制，如果由于资源问题无法寻找到恢复路由可以继续借助于相邻的第三个域的资源完成恢复； 3）如果域间链路采用了1＋1复用段保护来实现域间链路保护，域间恢复机制的启用需要有一个等待时间以防止1＋1复用段保护和恢复发生冲突。这个等待时间最多只需设置为50ms。如果采用的是实时恢复，恢复路由的计算可以在等待时间内就进行，在超出等待时间而业务仍未恢复时再开始执行域间恢复操作。 表1 保护恢复等级的划分 作者：龙月洋 广东电信研究院 |
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