OTN网络的保护方式应用

罗进发，田之俊

(云南电网公司调度中心，昆明 650011)

OTN网络的保护方式应用

罗进发，田之俊

(云南电网公司调度中心，昆明 650011)

阐述了OTN网络保护的主要方式，并结合OTN技术在电力通信网络中的实际应用，对实践应用方面进行了探讨。

OTN网络；保护；电力通信网络

0 前言

OTN网络由于传送的是大颗粒业务且多用于通信网的干线传输，在构建OTN网络时，需选择合适的网络保护方式，保证其运行的稳定性、可靠性

OTN网络的保护方式参照借鉴了SDH的保护方式，并有着OTN网络独有的特点。

OTN的保护方式，按保护层级，可分为通道层保护、光复用段层保护和光传输段层保护。通道层、光复用段层、光传输段层的划分如图1所示，其中 ODUk、OCH、客户端到端业务属通道层。

图1 OTN保护层级划分

1 OTN网络的通道层

1.1 OTN网络的通道层保护

对于OTN的通道层保护，可分为电域内和光域内的通道保护。

OTN光传送网在电域内，在G.798的标准中，提出了基于ODUk的子网连接保护，即ESNCP，其保护协议和保护倒换操作程序符合G.873.1的定义。此外，在电域ITU-T还提出了基于ODUk的环网共享保护，其保护协议和保护倒换操作程序符合G.873.2的定义 (此标准尚在制定中)。

在光域内 (O-SNCP)，OTN支持光通道1+1保护及客户层光业务信号的1+1保护。

SNCP的模式有SNCP/I、SNCP/N、SNCP/S。SNC/I(Inherently monitored SNC)，固有监视型SNCP，主要通过监控SM开销实现保护倒换。

1)SNC/I利用服务层内置监视开销来实现对服务层连接失效或信号劣化的保护，主要用来对付服务层失效，是一种适于保护光缆切断和节点失效等硬件失效的保护手段。

2)SNC/N(non-intrusive end-to-end trail monitored SNC)，即非介入监视SNCP，主要通过监控SM、PM、TCM开销实现保护倒换。SNC/N利用客户层特征信息 “只听” (非介入)监视功能来实现对服务层连接失效、本层连接失效、本层信号劣化的保护倒换。非介入监视可以层监视或子层监视，比如TCM非介入监视。

3)SNC/S(sublayer monitored SNC)，即子层监视SNCP，主要通过监控SM、TCM开销实现保护倒换。子层监视是通过检测子层的缺陷来完成的，比如串联连接监视TCM。相对于SNC/N来说，子层监视有一个更大的优点，那就是发生在保护段上游的缺陷在保护倒换时将是看不见的。SNCP/I、SNCP/ N、SNCP/S的监控手段如图2所示。

图2 SNCP/I、SNCP/N、SNCP/S的监控手段

1.2 OTN网络的E-SNCP保护

OTN网络的E-SNCP保护，即电域内基于ODUk的子网连接保护，指在OT单元的电域内对一路线路侧等级的ODUk信号完成1+1的ESNCP保护倒换，以此方式来实现对映射到ODUk内客户业务的SNCP保护。如图3所示，倒换判据可以是线路接收侧的 LOS，LOF，TIM，EBER，或人工命令。

图3 E-SNCP保护原理图

1.3 OTN网络的ODUk环网共享保护

ODUk环网共享保护或ODUk SPRING，类似于SDH MS-SPRING的保护方式，需要APS协议支持，倒换时间小于50 ms，采用双端倒换方式，ODUk子波长作为多个子波长的保护通道，如图4所示。目前，此标准尚在制定中。

图4 ODUk环网共享保护原理图

1.4 OTN网络的O-SNCP保护

O-SNCP保护，可以是1+1的OCH保护。对OCH的SNCP保护，与G.841中定义的SDH通道层的SNCP保护一致，也就是OCH分别调制到两路彩光上，分别送入环网两个方向的光复用单元传送到对端，对端对此两路OCH信号进行质量监测，择优接收。G.798中定义OTN设备1+1的OCH保护连接支持SNCP/N方式。1+1的OCH通道O-SNCP保护原理如图5所示。

图5 OCH通道O-SNCP保护原理图

O-SNCP保护，也可以采用DWDM光传输系统中的1+1的客户层光业务信号保护方式。分光器将输入的光客户业务信号分成两路，分别送入不同方向上的OTU单元，经OTN环网的两个方向送到对端，对端对此两路彩光信号进行质量监测 (LOS)，择优接收。1+1的客户层光业务信号O-SNCP保护原理如图6所示。

图6 客户层光业务信号O-SNCP保护原理图

2 OTN的光复用段层保护

OTN的1+1光复用段层保护结构与SDH是极其相似的，符合G.841定义的1+1复用段层保护模型。对于OTN点对点的线型系统，1+1线型光复用段 (OMS)保护方式，将复用段光信号用分光器分成两路，分别送入不同OTS子层，经不同的光物理层送到对端，在对端OMS光复用段的接收侧进行监测 (LOS-P)，择优接收，如图7所示。

保护复用段，位于合分波盘之间，也可用于几个放大段之间。采用并发选收方式保护，发端插损约4 dB，收端插损约1.5 dB。利用收光功率作为倒换判决依据，一般要求线路中波道数不少于4个。

图7 1+1线型光复用段 (OMS)保护原理图

光复用段共享保护环 (OMS-SPRING)波长利用率较高，但结构、倒换协议复杂，造价较高。目前，这种模型的相关协议标准尚在制定中。

3 OTN的光传输段层保护

OTN的光传输段层保护，即 OLP保护(Optical Line Protection)。保护位置位于放大盘之间，用于保护传输段光缆，如图8所示。有并发选收和选发选收两种类型。前者对线路带来大约6 dB插损，后者约4 dB。实施关键点在于连纤方式、精确的功率监测、收发协调一致、主备线路衰耗的均衡。

图8 OTN光传输段层保护原理图

OTN光传输段层保护，以图9为示例，正常时光开关直通，保护时主备开关交叉。收端实时监测1510/1550波长信号光功率作为倒换条件，收端通过K1/K2控制发端倒换。1+1型发端对1510和1550信号进行并发，不需协议。

图9 OTN光传输段层保护示例图

4 OTN的ASON保护

OTN网络的ASON保护功能，与SDH网络的ASON保护功能类似，通过ODUk层的ASON功能，自动计算、自动选路由的方式进行。OTN网络的ASON保护，智能化程度高，网络恢复能力强，资源利用率高，可以实现GE、2.5 G、10 G等大颗粒业务在电层的灵活调度，支持多个线路方向调度和无缝隙转化，部署效率高，如图10所示。目前，OTN网络的ASON相关标准仍在完善中。

图10 OTN网络的ASON保护示意图

5 OTN网络保护方式的应用

由前面的叙述可知，OTN网络的保护方式有多种，但不同的保护方式，其保护范围、层级或保护机理是不同的，通道保护层级较低，主要实现业务端到端的保护，OLP、OMSP保护层级较高，实现对多点故障的保护，如图11所示。一般而言，通道保护的动作面较小，倒换时间短，但波长利用率低。OLP、OMSP保护倒换相对复杂，倒换时间较长，但长波利用率高。在这些OTN保护方式中，ITU-T并不要求设备都支持。在实际组网应用中，应根据网络结构、业务分布、设备支持情况等选择最合适的保护方式。

图11 OTN不同层级保护示意图

在OTN网络的建设中，设备采用的是Alcatel -Lucent 1830 PSS-32/36系列设备，该系列设备对E-SNCP、O-SNCP、OLP、1+1线型OMSP均支持。1830 PSS-36设备具有强大的电交叉功能，1830 PSS-32设备的用户接口板也具备电交叉功能，可以简单、高效的实现 E-SNCP保护。但若采用O-SNCP、OLP或1+1线型 OMSP，则需另行配置倒换板卡 OPS板(Optical Protection Switching Module)，倒换相对复杂，需占用额外的板卡槽位，且增加额外的投资费用。OPS的原理结构如图12所示。

Application of OTN Network Protection

LUO Jinfa，TIAN Zhijun
(Yunnan Electric Power Dispatching Center，Kunming 650011)

This article relates some major methods of OTN network protection，and then gives a simple exploring into its practical application situation through an example of power communication network.

OTN network；protection；power communication network

TM76

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1006-7345(2014)04-0039-03