自动化系统异地席位网络互连架构设计研究

刘倩

（民航中南空管局空管工程建设指挥部，广东广州，510405）

0 引言

自动化系统作为民航管制员监视空中飞行态势，管理空中交通的重要系统，需要输入或输出雷达数据、飞行动态数据、气象数据、系统航迹、ADS-B监视信息、MLAT数据等各种数据，为了满足各个管制席位之间信息的无缝协调和移交，对传输数据的实时性要求非常高，因此对自动化异地席位之间的网络连接也提出了更高级别的保障要求。

某地空管本场欧洲猫系统网络拓扑如下图所示,其中ACC为区域管制中心，TMA(终端)至TWR(塔台)的网络使用光纤直连,分为A,B,S网，网络连接如图1所示。

图1 网络连接图

其中A,B网叫OPLAN，平时业务数据在上面传输，双网为负载分担模式，S网叫SERVLAN，主要是用于维护数据及旁路应急。

1 现状

欧洲猫系统A、B、S网使用光纤+光纤收发器方式直连至塔台，其中A网光纤路由为航管楼至区管直连72芯，B网和S网光纤路由为航管楼至区管48芯，3张网均配有绕局本部的备份光纤作为应急路由，但需手工切换。

莱斯自动化的网络连接情况与欧洲猫类似,分为A、B、C网,其中A网走航管楼至区管直连72芯,B和C网走航管楼至区管48芯。

2 存在问题

光纤收发器只能接入单条物理光纤，主用光纤中断时只能手工切换备用路由，延长了故障恢复时间。区管至新机场互连使用光纤收发器进行光口到RJ45的转换，光纤收发器稳定性较低。

3 智能光网络

OSN网络是用户动态发起业务请求，自动选路，并由信令控制实现连接的建立、拆除，能自动、动态完成网络连接，融交换、传送为一体的新一代光网络。在OSN网络中用户可以动态发起业务请求，实现网络带宽按需分配,要求用户侧设备同时也支持智能特性，并且两者之间通过UNI接口对接。OSN网络具有链路及资源的自动发现功能，当智能网络有新的设备或链路接入时，设备可以通过协议自动发现，使资源可用。OSN网络可支持MESH或部分MESH组网，也就是网孔形网，相对于传统网络的环形网，MESH组网任意两点之间有更多路由，也更具健壮性，业务调度更加灵活。OSN网络具有业务端到端配置功能， OSN设备的端到端业务配置功能适用于任何网络拓扑，而且当业务出现故障时，设备具有自动触发重新端到端业务配置的功能，也就是重路由的功能。

3.1 OSN网络资源拓扑自动发现功能

重路由是智能业务的重要特性，当底层传输通道上出现故障，业务中断，会向控制平面发起重新建路的请求，在收到请求后，会重新查路，分配资源进行新路的建立过程，在新路建立成功之后会从首末节点发起对老路径的删除。

3.2 OSN业务保护等级

OSN网络可以提供多种业务级别，也就是SLA (Service Level Agreement)，即业务等级承诺，可以向不同客户提供差异化的服务。业务保护等级如表1所示。

表1 业务保护等级

保护和恢复的区别主要在于：保护能够获得较快的业务恢复速度，但由于保护需要预留专门的保护资源，导致对网络资源的利用率较低。而采用恢复的手段虽然对网络的利用率较高，但如果在网络中没有足够的空闲资源，将不能保证业务的恢复。并且恢复需要动态地重新选路，所以恢复的速度较慢。

3.3 OSN钻石级业务

钻石级业务是指一条从源节点到宿节点的具有1+1保护属性的业务，也叫1+1业务。在源节点和宿节点之间同时建立起两条LSP，这两条LSP的路由尽量分离，而且不会完全重合。一条称为主LSP，另一条称为备LSP。源节点和宿节点同时向主LSP和备LSP发送相同的业务。宿节点在主LSP正常的情况下，从主LSP接收业务；当主LSP失效后，从备LSP接收业务。钻石级业务有三种类型：永久1＋1钻石级业务：任意一条LSP失效即触发重路由，在资源充足的情况下，永久1＋1钻石级业务时刻具备两条不完全重合的LSP，一条为主用LSP，一条为备用LSP。在资源不足的情况下，永久1＋1钻石级业务可以只保留一条LSP，以保证业务的生存性；重路由1＋1钻石级业务：两条LSP都失效才触发重路由；不重路由钻石级业务：不管LSP是否失效，都不触发重路由。

图2

图3

图4

4 改造建议

图5为某空管局本场主环OSN网络拓扑图，新机场至区管中心之间有两条10G光纤，新机场至区管之间的业务路由配置为：

图5 主环OSN网络拓扑图

正常工作路由为工作路径+保护路径（图6）。

图6

工作路径中断时：先SNCP倒换，同时重路由（图7）。

图7

保护路径中断时：仅重路由（图8）。

图8

自动化异地席位可通过接入本场主环OSN网络互联主环OSN网络对业务采用的保护方式配置为重路由+SNCP保护，即永久1+1钻石级保护，当主用路由发生中断时，业务会切换至备用路由（SNCP保护，倒换时间50毫秒内），倒换的同时生成另外一条备用路由，只要链路资源足够，对业务时刻都有双路由保障。

5 具体改造方案

本次改造计划为：在202-区管中心节点至211-塔台节点之间配置四条MSTP业务，带宽100M，两边分别接入欧洲猫B,S网交换机和莱斯自动化B,C网交换机，如图9所示。

图9 改造方案

其中，欧洲猫A网及莱斯自动化A网可保留目前网络连接方式，待本场SDH主环更新后再迁移至新的光传输网；欧洲猫B网及莱斯自动化B网改造成接入本场OSN光传输网，带宽100M,由本场OSN光传输网提供保护，可保证主用路由中断时无需手工干预，自动切换至备用路由；欧洲猫S网及莱斯自动化C网改造成接入本场OSN光传输网，带宽100M,由本场OSN光传输网提供保护，可保证主用路由中断时无需手工干预，自动切换至备用路由。

改造完成后，B网及S/C网正常数据传输路由为经过新机场至区管直连新光缆，当该光缆中断后，业务切换至新机场至区管直连旧光缆，当旧光缆也中断，业务切换至绕老机场路由，在新机场至区管的新旧光缆同时中断的情况下，此时A网中断,B网及S/C网业务能自动绕转局本部路由，均无需人工干预，可见改造完成后，业务保障能力明显加强。