智能光网络的保护与恢复分析

摘要：自动交换光网络(ason)是在不断适应业务快速发展趋势而产生的新一代光传送网技术。ason网络作为具有分布式智能的光传送网，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具有智能的控制平面，他用了新令、路由、自动发现等技术。ason技术在光传送网中的引入将为运营商带来很多优势。以现有的保护恢复标准和开发情况为基础，重点对保护和恢复在网络中的应用策略进行分析和研究。
　　关键词：ason；保护机制；恢复机制
　　
　　1保护恢复机制
　　
　　1.1保护机制
　　保护机制是为了对一条或多条公主连接进行保护，而预先建立起一条和多条保护连接的机制。这些用于保护的容量即使未被使用也不能被重路由利用，而且中间节点用于保护的交叉连接已经事先完成配置，在保护时不需要进行改变。在保护机制中，由于保护通道/链路都是预先建立的，在故障发生时不需要通过ason信令去指挥任何中间节点的连接控制器发生到换，因此业务恢复的速度快(一般小于50ms)，使用于较高等级的业务；但是由于用于保护的容量即使未被使用也不能被重路由使用，这就使得保护机制需要较多的冗余资源，一般会超过100％。保护方案分以下几类：
　　(1)专用保护。
　　①保护：业务在两条完全不相交的通路/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。
　　②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，业务工作通道/链路倒换到保护通道/链路上，而保护通道/链路上的低优先级业务被放弃。
　　(2)共享保护。
　　①n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。
　　1.2恢复机制
　　恢复机制是指通过重路由机制建立新的连接以代替失效连接的机制，这些新连接会占用网络冗余的共享容量。与保护不同，当故障发生需进行恢复时，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建立和路由计算(路由计算可以预先进行)，因此比保护需要更多的时间进行倒换(一般为几ms)，不能适用于高等级业务；但也正式由于能够对共享冗余容量进行动态的使用，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。根据路由计算和资源分配发生的时间不同，恢复可以分为预置和实时两种方式。在预置方式中，恢复路由或资源在故障发生之前就已经确定并在相应的节点进行了预置存储，当故障发生时直接调用相应的恢复路由或资源(时隙)信息进行交叉连接；在实时方式中，计算软件在故障发生之后，才根据网络当时的资源情况进行路由计算和资源分配，继而完成交叉连接。实时方式可以反映当时网络资源使用情况，所以路由资源的调配较之预置方式更具灵活性，但其恢复速度比预置方式慢。根据故障恢复后的业务处理，恢复机制可以分为可返回和不返回两种。可返回方式就是指故障恢复后需要将业务从保护连接上倒换到初始的工作连接上，这样做可以尽量保持网络的初始化设计；不返回方式与前者相反，即使故障得到修复，业务也不返回到初始的工作连接上，这样做节点不需要保存初始的信息。
　　
　　2保护恢复功能的研发现状
　　
　　目前，各个厂家ason设备的保护修复功能存在比较大的差距，造成这些差距的主要原因有两个方面：一是保护恢复方面的标准还有待发展，目前的标准主要是提出了保护恢复定义和基本功能要求，而具体的实现方法还没有规定，而且对于互连互通涉及的问题也没有进行规范；二是保护恢复同运营商的需求密切相关，不同的运营商提出的不同需求引导了厂家对于保护恢复功能的研发方向。
　　从支持的保护类型看：1+1保护和预制/实时恢复在实现上相对简单，并且需求明显，因此他们是多数厂家目前都可以实现的基本保护恢复机制；而1：1或m:n涉及优先级，业务抢占等比较复杂的策略，而且需求还不明朗，因此多数厂家还不予支持。从时间性能看：保护机制，特别是1+1保护的倒换时间都可以控制在50ms以内，而恢复机制的业务恢复时间则差距很大，这是由于厂家采用的检测机制、路由算法效率、预置程度(路由或资源)等实现方式上具有各自的特点。从保护恢复方式的组合形式看：这个方面应该是厂家在保护恢复功能最具特色方面。永久1+1保护(当故障出现在使用备用电路的同时再生成另一条备用电路)，保护失败后进行恢复，传统环保护/sncp保护失步后恢复，传统保护/sncp保护和ason保护的分段接收等等组合形式满足了运营商不同的需求.但是，多样组合形式在为运营商提供更多选择的同时，也给互连互通造成了障碍，厂家特殊性必然导致标准化程度的降低。

　　3保护恢复应用策略
　　
　　在ason网络中保护恢复的应用非常重要的，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方面很多，这里进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想法和建议。
　　3.1保护恢复的等级划分
　　由于不同的保护恢复机制出自不同的设计思路，它们在保护恢复时间和对于业务可靠性的保护程度上存在较大的区别，正是这种区别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。现有保护恢复机制进行的等级主要划分为永久1+1、1+1/环网保护+实时恢复、预置/m:n+实时恢复、无保护和额外保护，这是一个具有普适性的等级划分，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。
　　3.2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的关键问题。根据g8080的规定，域间故障包括域间链路故障和域间网关节点故障。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，最后借助第三个域的顺序，尽量恢复限制在较小的网路规模内以提高恢复速度。