PTN網(wǎng)絡(luò)線性保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)對(duì)比簡析

朱家胡等

【摘要】 PTN網(wǎng)絡(luò)商用初期，主要采用線性保護(hù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的自動(dòng)保護(hù)倒換，隨著PTN環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)的發(fā)展成熟，線性保護(hù)不再是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)保護(hù)的唯一選擇。本文將從網(wǎng)絡(luò)可靠性、配置和維護(hù)便利性、資源利用率、適用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容能力等幾方面，對(duì)PTN線性保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)進(jìn)行對(duì)比分析。

【關(guān)鍵字】 PTN 線性保護(hù) 環(huán)網(wǎng)保護(hù)一、概述

PTN網(wǎng)絡(luò)是基于分組交換、面向連接的多業(yè)務(wù)統(tǒng)一傳送技術(shù)，提供了“柔性”管道，更適應(yīng)分組業(yè)務(wù)的突發(fā)性和統(tǒng)計(jì)復(fù)用，節(jié)省帶寬資源，同時(shí)支持傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用（TDM） 和異步傳輸模式（ATM）業(yè)務(wù)，是傳統(tǒng)“剛性”管道SDH技術(shù)的代替技術(shù)之一。

國內(nèi)三大運(yùn)營商中，中國移動(dòng)是PTN技術(shù)主要倡導(dǎo)者，2009年中國移動(dòng)開始PTN網(wǎng)絡(luò)商用，由于環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)，主要采用線性保護(hù)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的自動(dòng)保護(hù)倒換。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，故障場(chǎng)景逐漸增多，線性保護(hù)一些不足逐漸呈現(xiàn)出來。2012年，國內(nèi)PTN環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)得到了快速發(fā)展，并在廣東移動(dòng)率先進(jìn)行試驗(yàn)應(yīng)用。

二、PTN線性保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)簡介

目前，PTN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)保護(hù)技術(shù)主要包含線性保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)。PTN線性保護(hù)包含隧道線性1+1/1：1保護(hù)和偽線1+1/1：1保護(hù)，應(yīng)用于業(yè)務(wù)源端和宿端具有兩條獨(dú)立路徑的場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端的保護(hù)和倒換。

PTN環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)借鑒SDH環(huán)網(wǎng)保護(hù)，結(jié)合分組網(wǎng)絡(luò)技術(shù)特征，在業(yè)務(wù)通道層以下抽象出獨(dú)立的邏輯環(huán)網(wǎng)保護(hù)層，即通過在隧道LSP和端口之間抽離出一個(gè)環(huán)網(wǎng)層次（Ring LSP），在該層上實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)保護(hù)的功能，PTN環(huán)網(wǎng)邏輯層次結(jié)構(gòu)如圖1所示。

PTN環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)主要用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，隧道承載在環(huán)網(wǎng)通道之上。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，通過環(huán)網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)和切換，達(dá)到隧道不中斷的目的。

三、 兩種保護(hù)方式的對(duì)比

下面將對(duì)PTN網(wǎng)絡(luò)線性保護(hù)和環(huán)網(wǎng)保護(hù)在網(wǎng)絡(luò)可靠性、配置與維護(hù)工作量、網(wǎng)絡(luò)資源利用率、適用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜途W(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容能力等方面進(jìn)行對(duì)比分析。

3.1 網(wǎng)絡(luò)可靠性

目前，傳送網(wǎng)絡(luò)一般均采用“接入-匯聚-核心”三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，PTN網(wǎng)絡(luò)也不例外，多點(diǎn)故障場(chǎng)景可分同層同側(cè)、同層異側(cè)、異層同側(cè)和異層異側(cè)四種場(chǎng)景。

在發(fā)生單點(diǎn)故障時(shí)，如果采用線性保護(hù)，工作通道故障，線性保護(hù)將業(yè)務(wù)倒換到保護(hù)通道承載，業(yè)務(wù)不中斷；如果采用環(huán)網(wǎng)保護(hù)，環(huán)網(wǎng)發(fā)生倒換自愈，對(duì)于環(huán)網(wǎng)承載的隧道而言，相當(dāng)于環(huán)通道無故障，隧道及所承載業(yè)務(wù)不中斷。

在多點(diǎn)故障場(chǎng)景中，采用線性保護(hù)時(shí)，在發(fā)生同層異側(cè)、異層異側(cè)多點(diǎn)故障時(shí)，工作通道和保護(hù)通道同時(shí)中斷，業(yè)務(wù)發(fā)生中斷；同層同側(cè)和異層同側(cè)多點(diǎn)故障時(shí)，工作通道和保護(hù)通道只中斷一條，業(yè)務(wù)正常。采用環(huán)網(wǎng)保護(hù)時(shí)，只有在同層異側(cè)多點(diǎn)故障場(chǎng)景中，因環(huán)正、反向通道同時(shí)中斷，環(huán)網(wǎng)保護(hù)失效，業(yè)務(wù)發(fā)生中斷。而在同層同側(cè)、異層同側(cè)和異層異側(cè)多點(diǎn)故障時(shí)，只影響環(huán)網(wǎng)單向通道，環(huán)網(wǎng)發(fā)生倒換自愈，業(yè)務(wù)正常。因此，就網(wǎng)絡(luò)可靠性而言，環(huán)網(wǎng)保護(hù)高于線性保護(hù)。

3.2 配置與維護(hù)

采用線性保護(hù)的每條業(yè)務(wù)都需要單獨(dú)配置保護(hù)組，需要提前進(jìn)行通道路徑規(guī)劃，防止主備用通道同路由，保護(hù)組數(shù)量與業(yè)務(wù)緊耦合。配置環(huán)網(wǎng)保護(hù)時(shí)，每個(gè)環(huán)配置一次環(huán)網(wǎng)保護(hù)，隧道承載在環(huán)網(wǎng)通道之上，環(huán)網(wǎng)數(shù)量只與物理環(huán)有關(guān)，與業(yè)務(wù)量無直接關(guān)系。

采用線性保護(hù)時(shí)，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障，經(jīng)過故障點(diǎn)的所有線性保護(hù)出現(xiàn)告警，告警數(shù)量與故障點(diǎn)穿通業(yè)務(wù)量成正比，往往達(dá)到幾十條至上千條告警，給維護(hù)工作帶來巨大困擾。采用環(huán)網(wǎng)保護(hù)時(shí)，故障點(diǎn)一般只影響個(gè)別環(huán)網(wǎng)，環(huán)網(wǎng)產(chǎn)生告警量僅為幾個(gè)至十幾個(gè)，告警數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于線性保護(hù)。

3.3 資源利用率

線性保護(hù)的工作通道和保護(hù)通道均需要配置帶寬，帶寬利用率為50%。環(huán)網(wǎng)保護(hù)則需要在環(huán)上預(yù)留倒換冗余通道，帶寬利用率同樣為50%；每個(gè)保護(hù)組、保護(hù)環(huán)都需要啟用OAM，實(shí)現(xiàn)路徑檢測(cè)。一般線性O(shè)AM帶寬為0.2424M，環(huán)網(wǎng)OAM帶寬為0.252M。若采用線性保護(hù)，全網(wǎng)OAM占用帶寬為0.2424M*業(yè)務(wù)數(shù)量；若采用環(huán)網(wǎng)保護(hù)，需要占用帶寬為0.252M*環(huán)網(wǎng)數(shù)量。一個(gè)運(yùn)營商的中型PTN網(wǎng)絡(luò)（PTN設(shè)備總數(shù)量約2500至4000），PTN網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)量達(dá)數(shù)萬條，而環(huán)網(wǎng)數(shù)量只有幾百個(gè)，因此環(huán)網(wǎng)保護(hù)OAM占用總帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于線性保護(hù)，更加節(jié)省帶寬資源。

3.4 適用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼熬W(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容能力

線性保護(hù)可用于任何具有兩條路徑的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)端到端保護(hù)倒換，網(wǎng)絡(luò)加減點(diǎn)簡單；而環(huán)網(wǎng)保護(hù)只針對(duì)環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，環(huán)與環(huán)之間結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時(shí)，進(jìn)行相交點(diǎn)增減等操作時(shí)，操作比較復(fù)雜。

目前，設(shè)備廠家通過不斷優(yōu)化環(huán)網(wǎng)操作工具，環(huán)網(wǎng)保護(hù)和線性保護(hù)在操作復(fù)雜度方面的差距已經(jīng)越來越小。

四、總結(jié)

線性保護(hù)伴隨PTN技術(shù)與生俱來，在現(xiàn)網(wǎng)得到了大量的應(yīng)用。但因其不具備抵抗多點(diǎn)故障，配置工作量大，一旦出現(xiàn)故障產(chǎn)生大量告警，給故障定位和處理都帶來不少壓力。環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)幾經(jīng)波折，最終在國內(nèi)得到快速發(fā)展，技術(shù)成熟度越來越高，配套維護(hù)工具也日趨完善，其網(wǎng)絡(luò)可靠性、配置和維護(hù)便利性、帶寬利用率等方面均優(yōu)于線性保護(hù)，對(duì)于新建網(wǎng)絡(luò)，環(huán)網(wǎng)保護(hù)更具優(yōu)勢(shì)。

對(duì)于中國移動(dòng)等運(yùn)營商現(xiàn)有PTN網(wǎng)絡(luò)，基本沿用了SDH網(wǎng)絡(luò)環(huán)形結(jié)構(gòu)。針對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涠?，接入層、匯聚層基本為簡單單環(huán)結(jié)構(gòu)，部署環(huán)網(wǎng)保護(hù)容易。但一些核心層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，部署環(huán)網(wǎng)保護(hù)之前，必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，部署難度比較大。此時(shí)，可先采取線性保護(hù)疊加環(huán)網(wǎng)保護(hù)的方式，在接入層、匯聚層部署環(huán)網(wǎng)保護(hù)，同時(shí)保留業(yè)務(wù)線性保護(hù)，達(dá)到抵抗多點(diǎn)故障的目的。后續(xù)根據(jù)實(shí)際情況，逐漸推動(dòng)核心層環(huán)網(wǎng)保護(hù)部署。