本地传输网网络架构及保护方式的探讨

　　运营商竞争的加剧使差异化竞争提上了议程，要求运营商能为用户提供更可靠更安全的网络，其中传输网络的安全显得尤为突出。如何在ASON设备引入以前，在运营商本地网内打造一个在现有设备条件下尽可能安全的网络，本文在这一方面抛砖引玉，作一些这方面的探讨。

　　本地传输网一般分为三层网络结构，即骨干层、汇聚层和接入层。骨干层一般指的是地区骨干网，汇聚层一般指县市级的骨干网，三层网络结构的划分有利于清晰网络结构，避免骨干层节点过多，增加汇聚节点，便于接入层双节点接入，有利于分层管理。由于各地区一般按南北片、东西片的方式进行组网，因此，建议在三层网络结构中引入各交换局之间的调度环，这就形成了三层网络+交换局间调度环的目标网络结构，这样的网络架构可使任何一个接入点的电路直接配置到任一下载设备上而无需落地转接；对于交换机房一些主设备的搬迁完全可以做到对传输网络结构不做调整，只是一些网管操作及跳线的工作量，避免大量的割接和布线的压力，降低了维护成本。

　　目前全国电力紧张，特别是沿海地区一些地区甚至遭受一周停三四次的恶性停电，沿海地区每年还会遭受台风的袭击，因此如何防止节点失效给网络带来的安全隐患就切实地提上了议程。

　　笔者建议采用网络各层面间双节点互连的方式来防止节点失效，采用如图1所示的三层网络结构和保护方式，保护方式1和保护方式2是最简单易行的保护方式，特别是保护方式1，在一些运营商的网络上正大量使用，这两种保护方式均为SNCP保护方式，保护方式3是今后网络改造的目标，可以规避保护方式1/2的一些缺点，下面对这三种保护方式进行一些简单介绍。

图1三层网络架构及保护方式的选择

　　一、保护方式1和保护方式2

　　保护方式1/2实际上就是最简单的SNCP保护。这种保护方式实际上是多个PP环相连后组成一个大的SNCP保护环，采用双发选收的机制，相交环路中间的光纤并未被使用，该种保护方式具有倒换速度快、简单、易操作的特点，可有效地防止除接入和下载设备失效以外的任何环路中间网元失效，有效地解决了层间的骨干节点失效导致大量下挂业务丢失的问题。保护方式2的接入方式比保护方式1更为灵活，但是由于涉及到网管分域管理较为困难等问题，不建议大量采用。

　　这种保护方式也有一明显的缺点，就是由于骨干、汇聚及接入层共同形成一个大的SNCP保护环，导致路由过长，在本地网骨干层和汇聚/接入层两处断纤将导致大量业务丢失，而这种情况在本地网内屡有发生，因此，如何减少保护环路的长度这个问题就摆在了我们面前。解决的方式就是保护方式3：分层保护。

　　二、保护方式3

　　分层保护有很多种类型，笔者推荐使用SNCP+PP和MSP+PP两种方式。选择这两种保护方式的原因：第一可以节约层间互连节点间的一对光纤，另外还可节约相应的交叉资源。目前，SDH设备的高阶交叉普遍不存在问题，本文所说的交叉资源的节约主要是指低阶交叉资源的节约。因此，如果运营商选用的设备有足够大的低阶交叉能力，本地网内又有充足的光缆资源，可以考虑采用其他的保护方式。

　　1.SNCP+PP

　　SNCP+PP保护方式的骨干或者汇聚/接入层同时断纤并不会对业务造成影响，而且如图1所示，骨干层和下载环可以形成统一的SNCP大环，有效做到中心机房节点失效时下载业务的完全保护，这种保护方式是最简单直接的分层保护方式，该种方法可具有保护方式1/2的所有优点，同时规避环路过长、骨干和汇聚/接入层同时断纤业务可能丢失的缺点。

　　由于汇聚/接入层采用的是PP方式，因此在层间双节点间可以节约一对光纤，同时节约相应的交叉资源，但对于中心机房节点，由于采用的是SNCP保护方式，因此存在着占用交叉资源较多的问题，如果选用的设备的低阶交叉资源不足，就出现了如何节约设备低阶交叉资源的问题，这时就可以考虑MSP+PP的保护方式。

　　2.MSP+PP

　　MSP+PP保护方式的骨干或汇聚/接入层同时断纤并不会对业务造成影响。在汇聚接入层组的PP环，工作路由从接入点传至主节点，保护路由传至从节点，这时PP环中主节点与次节点的光纤是没有传送任何业务的。在骨干层的MSP环中有一个变化，就是MSP段落进行了一定的延伸，正常情况下MSP在主节点与PP环工作路由连通后即完成了业务的对接，但为了形成主节点失效时由从节点处倒换，将该MSP段延伸至从节点，在从节点与PP环的保护路由完成对接，这样，平时主节点正常工作，在主节点失效时，MSP倒换由从节点开始倒换，而从节点与PP环的保护路由又完成了业务对接，这样就达到了双节点保护的目的。

　　该种方式可以有效地节约骨干节点，特别是中心机房节点的低阶交叉资源，与SNCP+PP相比，由于MSP保护通道并没有传送业务，不占用交叉资源，因此低阶交叉资源节约一半，但这种保护方式不便于形成对下载设备的双节点保护，一般只是采用单机双光口下挂设备的方式，即便采用了下载环与骨干环双节点互连的方式，也面临着倒换时间长，耗费低阶交叉资源等问题。因此在规避保护路径过长缺点的同时，也可能会带来一些新的问题。因此在设备低阶交叉资源充足的前提下，不建议采用该方式。

　　需要说明的是：保护方式3与保护方式1/2相比，网管的工作量有了增加，对维护人员的要求有了一定提高，目前有的厂家网管双节点保护操作界面友好性不够，在采用保护方式3时要相应考虑这些问题。

　　另外，除网络架构和保护方式外，还可采用以下一些方法来提高网络安全性：

　　(1)由于中心机房节点可能下挂很多下载设备，因此只要具备多中心机房条件，如图1所示，下载设备可下挂在两个不同中心机房节点设备，这样可以在中心节点设备失效时大量下载设备业务得到完全保护，而下载设备失效时也只是丢失了本机的业务；

　　(2)除交叉板、时钟板等热备外，下载设备尽量做到支路板的TPS保护，以防板卡失效；

　　(3)对于部分重要却又断纤率较高的骨干/汇聚层的光缆段落，尽量利用本地接入层光缆跳通，利用光纤倒换器进行光纤级的保护；

　　(4)接入层尽量形成环路，对于少量重要的链路可采用一些非常手段进行保护，如用FSO设备对链路进行成环；

　　(5)末端链路可采用同路由环回组环，防止某个设备或光卡失效导致下游节点业务丢失；

　　(6)要确认设备的交叉资源足够支持所采用的保护方式。

　　在实际网络的建设与演进过程中，以下几种关系也是普遍所关心的，现做一个简单的探讨：

　　三、单节点与双节点间的关系

　　从初期投资来看，双节点方案与单节点方案相比，虽然所需支路光口数是一样的，但需要增加1端设备，因此初期投资要高于单节点方案，另外建网初期光缆条件也不一定具备双节点互连的条件，可能需要大规模对原有光缆网进行补网，因此双节点组网注意以下两点：

　　(1)网络建设初期由于规模小，节点小，光缆路由条件有限等原因，一般均采用单节点的方式进行组网；

　　(2)随着网络规模的扩大，本地网形成了骨干、汇聚及接入三层的网络结构，骨干特别是汇聚节点的增多，逐步具备了双节点的条件，可逐步采用双节点的方式进行组网；

　　四、双节点与双平面之间的关系

　　随着网络规模的增大，考虑到网络的安全性及容量，有的运营商采用了建设双平面的方式来进行本地网建设，一种方案是采用不同厂家重叠建双平面的方案，笔者不建议采用该方案，该方案会带来组网和运维一系列的问题；另一种方案是同厂家重叠的方案，该方案与单平面相比，可对业务可进行有效分担，提高网络容量，提高了网络的安全性，但该方案本质上是进行了原有网络的多环扩容，并未解决网络骨干节点失效导致大量业务丢失的问题，因此仍然需要进行双节点组环的改造和建设，因此双平面并不能取代双节点保护的建设。

　　五、对原有骨干设备的利旧

　　随着对三层网络架构的改造，原有骨干层设备由于速率较低、交叉能力有限，将采用逐渐下移的方式转入汇聚层的建设，在汇聚层的汇聚节点普遍不需要下挂很多的接入环，而且采用SNCP+PP或MSP+PP的保护方式以后，可以节约这些设备的交叉资源，因此三层网络结构可以对原有设备很好地加以利用。

　　总而言之，本地传输网建设方案是一个带宽利用率、成本、安全性、易维护性多方相互作用的结果，在各运营商日益注重投入产出比的今天，在成本与安全性之间找到适当的平衡点是必要的，因此在建网初期并不建议硬性地考虑采用双节点保护组网，随着网络的扩大，汇聚节点和光缆的增加顺理成章地建设双节点保护是最好的，网络越大建设双节点保护网络比建设单节点网络所增加的成本就越少。

----《通信世界》

作者：华信邮电咨询设计研究院有限公司 李 刚