dwdm光环网保护技术

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1、DWDM光环网保护技术一、保护概述在IP/ATM/SDH/DWDM多层结构中，每一层都具有相应的自愈功能。IP层定时“Hello”协议检测到链路故障后，重新搜索路由。由于路由表数据量大，采用查询检测方式恢复速度在秒级甚至分钟级。ATM层保护机制还不很成熟，倒换速度难以满足要求。SDH快速保护倒换小于50ms，这一点已成为SDH的最大优点之一。在发生链路故障时，DWDM最先检测到，从理论上讲其倒换速度不慢于SDH。由于目前还没有非常有效的光路检测手段（光功率、信噪比无法代替光路上承载的数据信号），而且光开关器件动作慢，实际倒换时间一般在10

2、0ms以内。随着检测手段的完善及光器件的发展，倒换时间有可能小于50ms。如果不同层的自愈同时动作，会引起混乱，因此应根据不同业务的优先级定义不同层的自愈。如对于一些非常重要的业务，可在光层或SDH层实现恢复，如图1所示。图1光层或SDH层业务恢复二、DWDM环网保护DWDM技术使每根光纤的容量剧增，若不采取有效的保护手段，后果不堪设想。在各种各样具有保护与恢复功能的网络拓扑结构中，环网作为一种特殊的拓扑结构，具有冗余路由共享及成熟的保护技术，成为电信光网络规划的首选拓扑形式。其常用的保护方式包括：单向通道倒换环（UPSR）、双向通道倒换

3、环（BPSR）、单向线路倒换环（ULSR）、双向线路倒换环（BLSR）。根据其纤数的数量，可分为二纤环与四纤环。光传输网按结构可以划分为OCh（光信道）、OMS（光复用段）、OTS（光传输段）三个层次，光层保护可在不同层实现，如OMS或OCh层。光环网保护的实现不同于SDH，目前还没有相关的标准建议。APS协议K字节的传送具有OSC（光监控信道）或数字包封两种选择。三、传统保护技术在DWDM环网中的应用1、二纤通道（波长）保护图2二纤通道保护原理采用双发选收工作方式，S1为主纤，P1为备纤，如图2所示。ac与ca组成双向业务。正常情况下，

4、接收端选择主纤信号。当发生断纤事件时，受影响的业务ac倒换到备纤选择，具有恢复与非恢复两种工作方式。通道保护基于本地，不需要APS协议，快速稳定，倒换时间在20ms左右。实现方式如图3所示，其中TWC、RWC分别为光发送与光接收转换板。其他设备如SDH所携带的一个波长业务经耦合器转换输出到两个TWC，而接收端的两个RWC一直监测通道的性能如B1、LOS、LOF等。如果两路通道性能均正常，业务从主RWC接收，即主板打开激光器，而备板关断激光器；如果主板监测到通道性能劣化如LOS、B1OVER等，则与备板进行通讯，打开备板激光器，关断主板激光

5、器，完成主备保护倒换。这种方案不仅对光纤，而且对TWC、RWC板均进行保护。图3二纤通道保护的实现方式2、二纤单向线路倒换环图4二纤单向线路倒换环保护原理双向业务沿主环不同方向传输，如图4所示。当光纤发生故障时，失效区段上的业务将倒换到备用光纤，完成保护。倒换动作需要APS协议进行双端协调，相对于通道保护没有明显的优势。3、二纤双向线路倒换环（OMS共享保护环）图5二纤双向线路倒换环保护原理每纤波长数被一分为二，一半用于工作，一半用于保护，两纤互为备份，如图5所示。此种工作方式需要APS协议协调两端进行倒换。相对于前面两种保护方式，其优势

6、为容量大，尤其适于节点数多的情况。设每纤波数N，波长时隙的划分有两种（a）S1=1~N/2，P1=N/2+1~N，S2=S1，P2=P1；（b）S1=1~N/2，P1=N/2+1~N，S2=P1，P2=S1。采用第二种方式进行倒换时，不需要进行波长转换。4、四纤线路倒换环图6四纤线路倒换环保护原理二纤线路倒换环每纤的一半时隙用一光纤替代，就变成了四纤线路倒换环，如图6所示。所不同的是，四纤环除提供环倒换（右半部分）外，还提供区段倒换（左半部分）。在只有工作光纤（实线）故障时，此区段的双向业务才同时倒换到两备用光纤（虚线），倒换原理类似于线

7、性1：1倒换。当工作与保护光纤同时发生故障时，区段倒换无法完成保护功能，需要利用环倒换，倒换动作需要APS进行协调。其具体实现方法为每纤8波（可扩展为8纤16波），节点具有OXC光交叉连接功能，且能上下16波长业务。OXC功能的实现方法为光开关进行光纤选择，可调滤波器进行波长选择，完成任一入光纤的任一波长交叉连接到任一出光纤的任一波长。四、新的最优路径光环网技术1、四纤OCh-SPRING（OCh共享保护环）对近端倒换（与业务所在的路径相同）时，不只是替代失效区段路由，而是替代整个业务路由如图7右所示。前者基于中间链路倒换，后者基于端到端

8、路径倒换。由于前者需要中间节点通道检测技术、倒换控制器与信令等，因此后者工作优于前者。图7四纤OCh共享保护环近端倒换工作原理对远端倒换（与业务所在的路径相反），同样也具有两种选择，如图8所示