王江平 范忠礼
Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的流行引起带宽需求爆长，意味着必须加速发展和部署支持基于分组业务的设备，目前用部署密集型波分复用系统来满足容量增长的需求。这就使网络规划者们要重新考虑网络生存性方案。现在对传输网生存性的研究和物理模型都是在基于电路交换的时分复用系统所提供的各项业务基础上发展的，而ＤＷＤＭ网络是一个基于包交换的网络，因此生存性的模型也必须发展以满足基于包交换的ＤＷＤＭ网络。对于生存性的研究，既要考虑到今后发展的光网络，也要考虑到和现今广泛运用在ＴＤＭ系统中的光保护和恢复机制相兼容。
传送网的发展
９０年代中期传送网模型主要是ＳＯＮＥＴ ／ＳＤＨ传送网，它主要由终端复用器、分插复用器、数字交叉连接设备实现传送网的功能。提供点到点典型高可靠性传输用１＋１或１：Ｎ复用段保护（ＭＳＰ）结构。在传送网中，随着ＳＤＨ技术的进一步标准化，新的网络拓扑是自愈环，有１＋１子网连接保护环、二纤单向通道倒换环 、二纤单向复用段倒换环、四纤双向复用段倒换环、二纤双向复用段倒换环。这些模型都有效地为ＳＤＨ提供了具有生存能力的组网方案。
随着Ｉｎｔｅｒｎｅｔ持续不断的发展，ＳＤＨ骨干网的带宽几乎用尽，部署点到点ＷＤＭ终端复用器减轻了骨干传输网的容量消耗。光技术的进一步发展，又出现了点到点的ＤＷＤＭ的使用，从而向光网络迈进了第一步。ＤＷＤＭ系统以多种不同的解决方案提供了巨大的可用带宽，可以覆盖任何距离的系统。它的配置灵活，多种信号可以被复接到同一条光纤连接上，不同的带宽／流量要求可以在不同的ＷＤＭ通道内同时传输。ＤＷＤＭ系统所提供的带宽及灵活性适用于目前的技术，同时也允许平滑地引入更为先进的技术。光网络是未来传送网。另外从概念上看，光传送网（ＯＴＮ）在反映客户／服务关系的子层定义上类似ＳＤＨ。不同格式的电信号被直接送到基于ＤＷＤＭ的网络光层。宏观上看，脱胎于ＳＤＨ的光传输网与ＳＤＨ网至少在网络结构上不可能有什么明显的区别。在技术上讲两者可以采用相似的保护和恢复模型。作为骨干传输网，必须用光层的恢复来保证信号的完整性，使网络具有生存能力。由于ＯＴＮ 和ＳＤＨ两者都是面向连接的复用网络，差别主要在于ＳＤＨ网络是基于ＴＤＭ技术，复用的是时隙，是数字量，而ＯＴＮ／ＤＷＤＭ是基于ＤＷＤＭ技术，复用的是光通道（波长）或频隙，是模拟信号。因此，ＯＴＮ在进行网络设计时必须遵循模拟量的工程准则，如考虑损耗、色散等因素。另外对于某些特定的生存性解决方案，必须考虑不同的网络失效类型。
ＯＴＮ光层具有生存能力的网络保护结构模型
１．１＋１和１：１的线形ＯＭＳ保护交换方案
许多ＯＴＮ的保护结构与ＳＤＨ是极其相似的。对于点对点（ＤＷＤＭ＿ＴＭＳ到ＤＷＤＭ＿ＴＭＳ）的线形系统，经常考虑１＋１和１：１的线形光复用段（ＯＭＳ）保护交换方案，与ＳＤＨ的线型ＭＳ保护相似。若在ＤＷＤＭ线形系统中加入ＯＡＤＭ，就会有更灵活的保护方案。
２．ＯＴＮ保护环
ＯＴＮ保护环有三种结构：ＯＭＳ 共享保护环（ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ）、ＯＣＨ专用保护环（ＯＣＨ ＤＰＲＩＮＧ）和ＯＣＨ共享保护环（ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ）。
光复用段共享保护环（ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ）。对于逻辑网状结构的ＳＤＨ网络，ＭＳ共享保护环结构提供了一个有吸引力的保护方案。在 ＯＴＮ／ＤＷＤＭ中，光复用段共享保护环结构也具有抗毁性生存能力。尤其对于要求逻辑网状结构的网络，较复杂的光层保护交换模型能提供高效率的带宽管理能力。但是，这种模型需要复杂的算法、信令信道、协议。
在ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ中，采用双向工作通道，并共享保护资源。如果发生光纤切断，通过交换被毁的光纤（全部ＤＷＤＭ信令）进行网络恢复。如果两个节点间的所有光纤被损坏，则通过全部环回交换进行保护。与ＭＳ ＳＰＲＩＮＧ保护模型相似，在二纤ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ中，光纤通道的一半或波长的一半预留作保护容量，若进行合理的工作和保护波长的分配，就可以避免保护交换时的波长转换，类似四纤ＭＳ ＳＰＲＩＮＧ。四纤ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ能设计支持段和环交换。当光复用段发生故障时，ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ会将所有工作光（波）信道作为一个整体来进行交换。环中节点发生故障或光纤被毁切断时，ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ将是一个较好的方案。因为这种失效类型影响了ＯＭＳ中的全部ＯＣＨ。由于是ＯＭＳ层控制交换，需要用一个ＯＭＳ级的ＡＰＳ信道来协助交换。因此ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ是基于复用段失效指示交换，且在光的复用段光信道作为整体交换。但ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ不能高效率处理由光发射器引起的单个波长传输的损伤，如果每个客户对保护功能有不同的要求，那么ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ缺少兼容不同保护方案的灵活性。
ＯＣＨ交换保护环 。由于ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ是基于复用段失效指示交换的，因此把复用段光信道作为整体交换以支持ＯＭＳ失效指示。而对于光信道级失效指示，它将不能保护单个的光信道。若发生这样的情况，在基于转发器的光环里，同一时间里仅一个ＯＣＨ受到影响，在这种情况下，需要一种基于光通道失效指示交换的保护模式，实现对单个波道进行保护，其它波道的业务不受影响，在故障解除后再交换回来。保护单个的光通道要用基于ＯＣＨ级失效指示信号，这种保护模型是ＯＣＨ交换环，它是双向、共用保护资源。当ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ出现失效后，用和受损通道相同的波长（λｎ）及保护光纤形成保护通道，而不使用环回形成保护通道。当单个波长失效后，仅失效波长被保护，不影响其它的未失效波长。由于每个失效通道的波长是相互独立的，每个失效通道的保护独立操作。由于波长之间独立运行，节点组成的环可以看成一些不同波长的虚环。因为单个波长的信令类似于现存的ＳＯＮＥＴ ＢＬＳＲ／ＳＤＨ ＭＳ ＳＰＲＩＮＧ，所以它能使用如Ｋ１／Ｋ２协议的保护协议，如果单个波长信令和交换并行运行的话，保护速度能达到小于５０ｍｓ。
在ＯＣＨ ＤＰＲＩＮＧ中，保护用１＋１方法引导：工作信号预先在源点被送入顺时针和逆时针两个方向，在目的结点合格的信号被选为接收信号。
ＯＣＨ交换保护环（ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ和ＯＣＨ ＤＰＲＩＮＧ）是基于波长交换需求的，因此ＯＣＨ交换保护环支持基于波长的受损保护，能按照客户要求在不同波长提供不同的保护模型。另外ＯＣＨ交换环比ＯＭＳ ＳＰＲＩＮＧ容易部署。如果ＯＣＨ用数字帧，监控在Ｏ／Ｅ转化点进行，其保护触发机制与ＳＤＨ／ＳＯＮＥＴ系统相似。ＯＣＨ交换保护环能提供基于波长保护和多个客户保护模型。ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ 支持二纤环和四纤环的应用。二纤ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ，一根纤的波长被分为两部分：一部分为工作资源，另部分一为保护资源，即在一根光纤上带宽（通道数或波长）的一半用作工作信道，剩余的一半用作保护信道。对于四纤环ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ，二纤用于工作环，二纤用于保护资源。从概念上讲四纤的ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ与四纤的ＭＳ ＳＰＲＩＮＧ类似。因此，如果传输Ｎ个波道数，基于ＯＡＤＭ的四纤环能够支持Ｎ个相互独立的ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ（如图１）。当它们提供相同功能时，二纤环需要的波长数是四纤环的两倍，但二纤环能减少初始安装费用。表１是对几种ＤＷＤＭ自愈环作的概括性比较。像典型的接入网，对要求星型拓扑模型的ＯＣＨ ＤＰＲＩＮＧ必需的波长数近似ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ模型，ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ 和ＯＣＨ ＤＰＲＩＮＧ 都适应于接入网的应用。另一方面，对于长距离网络中要求全网形模型的二纤 ＯＣＨ ＳＰＲＩＮ，需求的波长数大约是二纤ＯＣＨ ＤＰＲＩＮＧ 方案的两倍。ＯＣＨ ＳＰＲＩＮＧ 最适应长距离网和城域网的应用。
随着ＤＷＤＭ网络的快速应用，必需考虑标准化的光层保护交换机制，１＋１点到点单向保护交换机制，已经在长距离网络中获得广泛的应用，并正在城域网中开始普及。在大多数模型中，用光传送网的优点是有能力重新使用多个客户层网络的光纤而无需部署附加的设备，节约了费用，但在单根光纤被毁期间，需要管理多个失效的客户网络。若光层保护交换机制类型不同，就需要相适应的协议，较复杂的光保护交换机制还有待进一步标准化。
由于现在基于ＴＤＭ系统骨干网速度限制为 １０Ｇｂｉｔ／ｓ，而多种业务的发展促使传输网向高带宽高速率的宽带ＯＴＮ网发展。ＯＴＮ网将会提供Ｇｂｉｔ／ｓ甚至Ｔｂｉｔ／ｓ的速率，但一旦光纤毁坏将中断大量的业务，这就迫使我们考虑光传输网络的生存能力，考虑具有最佳保护和恢复ＯＴＮ网络模型的方案。
----《通信世界》
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