SDH網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

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

    由于現有網絡依然采用分層結構，省際長途網、省內長途網、本地網和客戶網絡基本都采用各自的SDH保護機制對電路進行保護，造成一條端到端業務鏈路經過多種保護機制、同一節點設備支持多種保護機制的現象。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，在現網中應用的保護機制分為復用段保護和SNCP保護。

    現網最常采用的復用段保護有二纖雙向復用段環保護和1＋1線性復用段保護鏈兩種。二纖雙向復用段環保護（下文簡稱復用段環）通過STM-N信號中K1、K2（b1～b5）字節承載的APS（自動保護切換）協議來控制倒換的完成，網絡拓撲為環型；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選收機制完成保護，網絡拓撲為鏈狀，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選收的保護機制。雙發選收處理既可以在交叉盤上實現，也可以在業務盤上實現（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

    根據觸發條件的不同，SNCP保護還可以分為SNC（I）和SNC（N）兩類。SNC（I）的觸發條件為LOP和AIS等告警；SNC（N）的觸發條件除了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和復用段鏈組合、復用段鏈和復用段鏈組合、復用段環和復用段環組合，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，無論是復用段環保護還是復用段鏈保護都是在復用段內實現。由于引發復用段倒換的告警（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的。復用段告警發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務終結點進行通道字節重寫后才會被終結，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也發生倒換。下面針對圖3中的幾種組合方式分析一下會出現怎樣的現象。

    （1）主備用電路分別經過不同的復用段保護

    如果工作通道經過復用段鏈，當復用段鏈發生倒換時，故障發生方向會產生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SNCP倒換，業務被倒換到沒有告警存在的備用通道上。

    如果復用段鏈改為復用段環，或者復用段鏈采用雙端倒換，未發生故障的方向也會發生復用段倒換，因為在倒換瞬間產生的告警也可能導致這個方向發生SNCP倒換。如果SNCP自身也采用雙端倒換，那么非故障發生方向就可能發生兩次倒換，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很可能再次發生倒換。

    因此，SNCP主備用通道經過不同復用段保護時，SNCP的連鎖倒換和頻繁倒換現象的出現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選收點是否發生倒換，根據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就立即發生倒換，由于SNCP倒換速度一般快于復用段倒換，因此業務中斷時間不會超過環倒換的時間。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選收點是否發生倒換，主要依據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發生倒換，并且發生SNCP倒換時業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，同時發生倒換，由于SNCP倒換時間比復用段倒換時間要短，業務在復用段倒換完成之前就已經倒換到了備用通道上，因此業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象。

    3.3不同等級SNCP保護組合方式

    現網中有按照圖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行倒換，發生多次倒換現象，增加網絡的不穩定性。為了盡量減少或避免這類現象的出現，可以在網絡配置方面采取一定的措施，一方面可以從組網形式上入手避免低網絡層次的倒換對高網絡層次的影響，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。

    但是，這一問題出現的本質仍然是保護機制之間的協調問題，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調機制以及這些協調機制的實現方法，對SDH設備進行改進，徹底避免此類現象的出現。

    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。在現網應用中可能還存在許多其他組合方面的問題，而且ASON技術在現網中逐漸引入，ASON支持的保護恢復方式如何與傳統的SDH網絡中的保護機制組合應用也是一個問題，因此如何實現端到端業務在傳輸層的全程無縫隙保護是需要持續研究的課題。