复用段环裂环扩容实例研究与解决

童 飞

(滁州电信分公司,安徽滁州239000)

复用段环裂环扩容实例研究与解决

童 飞

(滁州电信分公司,安徽滁州239000)

通过环网的裂变以增加通道的方法对现网改动少、成效快,可以很好的满足各类新业务、新客户对传输网的音量、速率的更高需求。环网裂环改造的重点是分析网络结构,业务流量,从而找出对现网影响最小,对网络效率和安全性的提高最有帮助的方法。

SDH;双纤双向复用段保护环;自愈环

1 二纤双向复用段组网及保护机理

1.1 二纤双向复用段组网原理

复用段保护一般有以下四种形式:二纤双向复用段共享保护环;二纤单向复用段保护环;线性复用段1+1保护;线性复用段1:N保护。

二纤双向复用段共享保护环在光网络传输网中有广泛的应用。组环时要求环上的两个节点间只需两根光纤。利用时隙交换技术,一条光纤同时载送工作通路(S1)和保护通路(P2),另一条光纤上同时载送工作通路(S2)和保护通路(P1)。

一个STM-N的二纤双向复用段共享保护环,其共有N个AU-4。在顺时针方向上编号为1到N/2的AU-4时隙安排用作工作通路,编号为N/2+1到N的AU-4时隙安排用作保护通路。在逆时针方向上的光纤的时隙是类似的。编号为m的AU-4工作通路由对应的保护通路在相反方向的第(N/2+m)个的AU-4来保护。双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2×STM-N(M是环上节点数)。

1.2 二纤双向复用段保护原理

复用段倒换算法和网元侧和单板侧的关系如下图1所示:

图1 复用段倒换算法和网元侧和单板侧的关系

二纤双向复用段的保护倒换属于双端倒换,即故障两侧的节点要同时倒换,所以需要协议来完成。SDH使用的是复用段开销中的K1、K2字节来传送APS协议。由于需要协议,所以倒换时间比通道倒换要长,而且对设备的软硬件要求都很高。

倒换条件有SD(信号劣化)和SF(信号失效),华为公司生产的SDH设备的SD包括B2SD,SF包括LOS、LOF、B2OVER、MS-A IS等。

在工作信道恢复正常后,倒换并不马上恢复,而是要等待一段时间,这段时间称为W TR(等待恢复时间),这是为了避免线路不稳定而引起频繁倒换,W TR一般为5-12分钟。

当出现节点失效,比如节点断电时,复用段控制器能自动隔离该节点,对所有不在此节点上下的业务进行保护。环上出现多处信号失效,如光纤切断时,复用段控制器能够将环路分成多个部分进行最大限度的保护。

从图2中可看到光纤S1和P2,S2和P1上的业务流向相同,通过使用时分技术将这两对光纤合成为两根光纤——S1/P2、S2/P1。这时将每根光纤的前半个时隙传送主用业务,后半个时隙传送额外业务,也就是说一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务。例如,S1/P2光纤上的P2时隙用来保护S2/P1光纤上的S2业务。

图2 二纤双向复用段保护环

双纤双向复用段保护环的保护机理如图3所示。在网络正常情况下,网元A到网元C的主用业务放在S1/P2光纤的S1时隙(对于STM-16系统,主用业务只能放在STM -N的前8个时隙1#-8#STM-1[VC4]中),备用业务放于P2时隙(对于STM-16系统只能放于9#-16#STM-1[VC4]中),沿光纤S1/P2由网元B穿通传到网元C,网元C从S1/P2光纤上的S1、P2时隙分别提取出主用、额外业务。网元C到网元A的主用业务放于S2/P1光纤的S2时隙,额外业务放于S2/P1光纤的P1时隙,经网元B穿通传到网元A,网元A从S2/P1光纤上提取相应的业务。

图3 二纤双向复用段保护环

在环网B-C间光缆段被切断时,网元A到网元C的主用业务沿S1/P2光纤传到网元B,在网元B处进行环回(故障端点处环回),环回是将S1/P2光纤上S1时隙的业务全部环到S2/P1光纤上的P1时隙上去(例如STM-16系统是将S1/P2光纤上的1#-8#STM-1[VC4]全部环到S2/P1光纤上的9#-16#STM-1[VC4]),此时S2/P1光纤P1时隙上的额外业务被中断。然后沿S2/P1光纤经网元A、网元D穿通传到网元C,在网元C执行环回功能(故障端点站),即将S2/P1光纤上的P1时隙所载的网元A到网元C的主用业务环回到S1/P2的S1时隙,网元C提取该时隙的业务,完成接收网元A到网元C的主用业务。

网元C到网元A的业务先由网元C将网元C到网元A的主用业务S2,环回到S1/P2光纤的P2时隙上,这时P2时隙上的额外业务中断。然后沿S1/P2光纤经网元D、网元A穿通到达网元B,在网元B处执行环回功能——将S1/P2光纤的P2时隙业务环到S2/P1光纤的S2时隙上去,经S2/P1光纤传到网元A落地。

通过以上方式完成了环网在故障时业务的自愈。此外为了APS协议的正常运行,复用段环要设置最大节点号,环上每个网元要按主环方向设置从0至最大节点号的网元节点号。

2 复用段环裂环扩容实例

分析传输网存在的问题以及如何开展传输网的优化,应有四个关键因素,这四个关键因素是指通讯网络应该具备的性质即安全性、可控性、高效性、扩展性[1]。安全性指保证网络设备运行的稳定、安全,网络运行的保护、恢复,设备板件的保护备份等。对于网络正常运行的保障和当网络出现障碍时应具有及时修复和尽量减轻对用户的影响的能力。可控性是指对网络应有较强的网络管理能力,实现业务电路在传输网络上的端到端调配,保证业务的即时开通、调配,使传输网成为可运营的基础网络。高效性是网络生产电路的效益,最大程度发掘网络设备的能力与效率,使网络的投资成本得到充分的发挥,并降低网络运营成本。扩展性指要求网络具有可持续发展的特性,网络的建设与优化应充分考虑到网络的升级、扩容,使网络建设具有可延续性。

2.1 现有网络存在的问题

本地现有农话网拓扑结构是二纤双向复用段环相切二纤单向通道环,环上网元带链的结构。

网络拓扑图如图4所示:

图4 原农话网络拓扑结构

此农话网绝大部分设备是使用1型子架的华为Op tix 155/622,设备型号老旧,业务配置限制多。如相同时隙号无法同时配到同一块支路板上,1型子架共用总线的限制等。这些限制导致非线路上所有时隙皆为可用空闲时隙。有些时隙虽然线路上为空闲未用状态,但是支路无法使用。共用总线的槽位相同的时隙也无法同时使用。这更加剧了通道饱和的状态。

在网络结构层面:复用段环网元稍多,应控制在6个以内。2号网元所带链结构过多,如果2号网元设备故障所造成的网络风险太。20号网元实际上是处在星型拓扑的中心点位置,是2个环的切点,网络风险也比较大。

此外农话环的大部分业务上联至2个中心局网元:20号网元、1号网元。业务走向集中,网络瓶颈效应突出,如上图4所示。统计整个子网共有392条路径,除去155M通道环上14条业务,622M复用段环至2个中心网元的业务已经饱和。

由于上述问题的存在导致农话环业务承载量饱和,急需扩容改造。

2.2 裂环扩容方法及步骤

根据前面讨论到的关于网络扩容、优化的四个要素,来对现网络优化扩容。在投资最少的情况下,尽量解决通道饱和、网络结构风险的问题。

为实现此目标,制定方案如下:

将原有的622M二纤双向复用段保护环裂为2个622M二纤双向复用段保护环,此二环相切。其中一个环加入2号网元所带的一个链上的网元28号网元。拓扑图如图5所示:

图5 改造后农话网络拓扑结构

扩容所需硬件设备如下:20号网元需新增2块SL 4光板(Op tix 2500+设备),28号网元需新增2块SL4光板(Op tix 155/622设备),同时28号网元原设备链上1块SL1光板不再使用,可回收作为备件。

同时根据改造后的拓扑结构提供光缆资源。

此次改造工程量较大,涉及的业务配置更改较多,前期的准备工作相当重要。

首先需统计分析全网业务路径,要弄清全网所有业务在裂环后是否需要更改配置。统计得知4号网元、25号网元、5号网元及此3个网元所带链所有至20号网元业务都是通过短路径直接下至20号网元。4号网元、25号网元、5号网元及此3个网元所带链所有至1号网元业务都是通过短路径至20号网元再穿通至1号网元。在20号网元裂环后环1内保留原复用段环所用光板5-SL4、6-SL4则上述业务只需在1号网元网元更改配置即可。因为1号网元原复用段环所使用的11-SL4、12-SL4已换至裂环后环2使用。上述业务由原11-SL 4下至1号网元的业务改由13-SL4下至1号网元。同理2号、24号网元及此2个网元所带链业务(除28号网元)至1号网元及20号网元所有业务都是由短路径至1号网元和由短路径至1号网元再穿通至20号网元。此部分业务只需在20号网元处改由10 -SL4下至20号网元网元即可。3号网元业务由不同方向至1号网元、20号网元,则根据实际情况调整。原通道环所有业务至20号网元无需更改,至1号网元需改由13 -SL4下至1号网元网元。

硬件设备调测完毕、光缆资源到位测试完毕、业务配置更改统计完毕后即可割接裂环。在割接之前就应在设备上加上需加的单板,确保单板正常无告警。

割接之前须做好配置数据的备份工作。一旦出现割接当晚无法解决的问题随时可以还原网络,不至于产生业务阻断时间过长的事故。应对可能会发生的问题做好详尽的准备,设计处理预案,做到有备无患、万无一失。如对可能出现的单板故障应准备好相应型号的单板,割接当晚如出现单板故障可以随时更换,不会影响到割接进程。对于割接所使用的光缆资源应提前测试衰耗,应对照相应光板灵敏度及过载点值核对。防止由于网络结构改变光功率过强或过弱的情况出现。如有可能过强的情况还应准备光衰。

割接当晚实施步骤如下:

首先按改造后的拓扑结构连通光路,查看光板是否有告警,设备性能值、光板光功率值是否正常。

2个复用段环停止复用段保护协议。在网管上删除原光路,新建新的拓扑结构。新建新的环形复用段逻辑系统。映射新的西向、东向光板。随后更改复用段环保护节点参数中的最大节点参数和网元节点参数(按主环方向由0开始递增)。上述步骤结束以后,网络拓扑结构层面的改造就完成了。此时需测试复用段保护是否正常。可以采用网管上关断设备激光器的方法测试倒换是否正常,协议运行是否正常。

确认逻辑系统正常后,即可按照原先统计的业务配置修改资料修改变更的业务配置。此步骤耗时较多,同时也是割接的关键步骤。

业务配置完成后,需观察全网告警,查看是否仍有业务告警。如TU-A IS告警。如有此类告警,可能是由于业务配置不正确造成的,需核对业务配置是否正确。确认全网无异常告警,无异常性能事件后,可认为割接成功。向程控及其他用户核对业务。业务都正常后割接基本完成,此时应备份网元数据,同步网元数据库,重新搜索路径。可再次进行倒换测试。测试正常后,裂环扩容工作结束。

2.3 小结

此次裂环扩容工程在现有设备上扩容单板,更改拓扑结构。使网络结构的到优化,及起到使得承载通道大量增加的目标,也使得网络风险因素降低。

存在的问题是20号网元是本农话网拓扑结构的汇聚点,此次改造未做变动。因为20号网元是此网络唯一的华为Op tix 2500+设备,功能强大,适合作为汇聚网元。且考虑到成本问题和实现难度对此网络不适合一次改动过大,否则实现机理复杂,割接风险也较大,成本也较高。可以在下次网络优化时在20号网元增加扩展子架,把原155M二纤单向通道保护环的业务割至扩展子架。扩展子架与主子架通过线性复用段连接。可由扩展子架分担20号网元设备的网络风险。

[1] 吴 杰,韦 炜.本地传输网优化方案[J].电信工程技术与标准化,2006(8):22-24.

[2] 陈 军.现代光学及技术[M].杭州:浙江大学出版社,1996.

[3] 郭任重.SDH常用组网方式在电力通信传输网中的运用[J].江西电力,2009(6):12-148.

[4] 钟志云.SDH倒换故障处理实例[J].中国有线电视,2008 (6):11-15.

[5] 胡北萍.中兴SDH复用段保护环案例浅析[J].江西通信科技,2009(3):6-8.

[6] 高凌云,赵 莹.SDH传输网络结构以及自愈性分析[J].广播电视信息,2007(21):10-135.

A Case Study of Ring Expansion of M ultiplex Section through Ring Fission

Tong Fei
(Chuzhou Telecommunication Branch Company,Chuzhou 239000,China)

With the rapid developmentof telecommunication servicesin recent years,new businessand new customersmake a very high demand on the capacity and the speed of transmission network.Many subnetsof local network in operation are in desperate need of expansion in capacity and reconstruction due to the channel saturation.Themethod to increase channels through the ring fission is themost effective because itmakes the fewest changes to the existing network.Ring fission transformation can be achieved by finding a helpfulmethod to imp rove the efficiency and security of the network w ith aminimal impact on the existing network mainly through an analysisof the network structure and its business.

SDH;bidirectional 2-fiber multip lex section p rotection ring,self-healing ring.

book=1994,ebook=9

TN929.52

A

1673-1794(2010)02-0032-03

童 飞(1983-),男,工程师,研究方向:光网络通讯。

2009-12-08