干线光传送网络的保护策略 四川通信科研规划设计有限责任公司 2016年10月.

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1 干线光传送网络的保护策略 四川通信科研规划设计有限责任公司 2016年10月

2 一、传送网保护技术简介 二、干线传输系统及承载业务分析 三、干线传输网络常用保护方式介绍 四、案例分析

3 一、传送网保护技术简介

4 一、传送网保护技术简介 1. SDH系统的自愈保护技术
SDH经典的保护倒换已得到普遍认同。保护方式包括二纤环/四纤 环、单向环/双向环、 通道环/复用段环和子网连接保护SNCP的一种 或多种组合。 通过SDH自愈环的组网结构，环上的各个节点能够根据业务量的需 要灵活地上下电路，同时电路可100%的得到保护，无需人为干预，网 络便能从失效的故障中实时地自动恢复业务，从而真正实现了自愈功 能。

5 一、传送网保护技术简介 2. 光路分流保护 光路分流保护就是将原有干线上的业务调整一部分到其他干线上去， 作为分担的方式 传送业务，避免某一干线光缆中断时发生全阻情况。 目前，许多省市的传输维护部门都采用了这种业务保护方式。这种方 式简便易行，能有效地防止全阻，但对于出现障碍的业务却无法进行保护 ，因此不能保证电路100%的畅通，无法适应新的形势的要求。

6 一、传送网保护技术简介 3. 人工调度保护 所谓人工调度保护，就是在光缆干线发生障碍后，根据光缆应急预案 ，通过机务与线 务部门的配合,采用同方向其他光缆线路迂回调度，人工 方式抢通受阻光缆干线的业务使用系统。人工调度保护需要机务部门的大 力支持和积极配合，根据目前的维护体制，地市级部门有专业的维护人员 可达到上述要求，但对于无人职守站和县镇级的中继站机房，在故障发生 时无法满足人工快速倒通电路的要求，业务恢复时间较长。

7 一、传送网保护技术简介 4. 光纤自动切换保护（OLP）
光纤自动切换保护技术是通过对光缆中传输光功率变化的实时监视、 告警信息的自动 分析，能够及时发现故障及隐患，在出现严重故障时， 快速将工作光路自动切换到备用通道，在极短的时间内恢复通信，完成对 光缆故障的快速反应和恢复机制,保护对象是光纤物理路由，应用前提是 具有备用的光路由。 。

8 二、干线传输系统及承载业务分析

9 二、干线传输系统及承载业务分析 传输系统 承载业务 业务特点 SDH/MSTP/ASON （电层） 无线、固话、IDC、大客户出租
出租业务需求快速增长。这类业务具有覆盖广、总量多、中心发散的特点，一方面要求网络具备更大的规模和容量，另一方面要求网络具备快速开通、高效直达、灵活调度、对传输网安全要求较高 DWDM/OTN (光层) ChinaNet、CN2、IDC 大颗粒，在业务层面已对电路进行了多路由规划，对传输系统要求级别不高

10 三、干线传输网络常用保护方式介绍

11 基本的网络拓扑结构 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON . 链形网 网络中的所有节点一一串联，并且首尾开放，又称线
型网。结构简单、经济。 . 星型网 网络中的某一点（枢纽）与其它个节点直接相连，而 其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外，所 有节点都可配成终端；缺点是安全问题和处理能力存在瓶颈。

12 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON
. 环形网 所谓环形网，就是把线形网的首尾相接,从而使任何一点 都不对外开放。 环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛，因它具有自 愈能力，使网络具有很强的生存性。 . 网状网 网络中的任何二个节点都能直接相连。 它能为二点间的通信提供多种路由可选，因而网络的可 靠性高；但结构复杂、冗余度高、有效性降低、成本较高。

13 复用段1＋1保护 复用段1：1保护 复用段1：n保护 二纤单向通道保护环 二纤单向复用段保护环 二纤双向复用段保护环 四纤双向复用段保护环
三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON 保护类型 复用段1＋1保护 复用段1：1保护 复用段1：n保护 二纤单向通道保护环 二纤单向复用段保护环 二纤双向复用段保护环 四纤双向复用段保护环 链形网 环形网 网状网—加载控制平面（ASON），自动选择路由

14 复用段1+1保护方式,业务信号发送时同时跨接在工作通道和保护通道。
三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON 链状复用段1+1保护 复用段1+1保护方式,业务信号发送时同时跨接在工作通道和保护通道。 正常时工作通道接收业务信号,当系统检测到LOS、LOF、MS-AIS以及误码>10E-3告警时，则切换到保护通道接收业务信号。 采用自动保护倒换(APS)协议来实现复用段1+1保护。

15 复用段1：1保护与复用段1+1保护不同，业务信号并不总是同时跨接在工作通路和保护通路上的，所以还可以在保护通路上开通低优先级的额外业务。
三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON 链状复用段1：1保护 复用段1：1保护与复用段1+1保护不同，业务信号并不总是同时跨接在工作通路和保护通路上的，所以还可以在保护通路上开通低优先级的额外业务。 当工作通路发生故障时，保护通路将丢掉额外业务，根据APS协议，通过跨接和切换的操作，完成业务信号的保护。 正常工作时，1：1相当于2+0。

16 二纤双向复用段保护环 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON 二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式。
它由二根光纤组成：S1 / P2光纤与S2 / P1光纤。 每根光纤传输容量的一半为工作通道（S）；一半为保护通道（P），且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。 如S1/P2光纤的工作通道为S1，保护通道为P2，P2为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。 另一根光纤S2/P1的含义与之类似。

17 二纤双向复用段保护环 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON 正常时： 利用S1与S2工作通道传送业务
业务信号AC在发端A馈入SI/P2光纤的工作通道S1 ，沿顺时针方向到达C站：ABC。 同理，业务信号CA在发端C馈入S2/P1光纤的工作通道S2，沿逆时针方向到达A站：CBA。 P1与P2通道可传送额外业务。 AC发 CA收 AC收 CA发 A C B D S1/P2 S2/P1

18 二纤双向复用段保护环 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON 故障时：如B、C间光缆被切断 在B、C点执行交叉连接。
CA收 AC发 故障时：如B、C间光缆被切断 在B、C点执行交叉连接。 B节点：把AC业务从S1通道交叉到P1通道，并使其沿逆时针方向传输： AB A  D  C。 C节点：把CA业务从S2通道交叉到P2通道，并使其沿顺时针方向传输： C  D  A。 S1/P2 S2/P1 A 交叉连接 D B C S1/P2 CA发 AC收

19 二纤双向复用段保护环 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON 优点：能重复使用节点间时隙，大大增加整个环的 传输容量。
备用通道PI、P2可传送额外业务。 缺点：倒换速度较慢，因用APS协议，而且需执行 交叉连接功能。 环传输容量：k/2STM-N (k为网络中的节点数)。 注：双向复用段保护环获得非常广泛的应用；它适 用于分散型业务。

20 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON

21 三、干线传输网络常用保护方式- SDH/MSTP/ASON

22 OLP光纤线路自动切换保护-介绍 三、干线传输网络常用保护方式-DWDM/OTN

23 三、干线传输网络常用保护方式-DWDM/OTN
OLP光纤线路自动切换保护-系统组成

24 OLP光纤线路自动切换保护-系统特性 三、干线传输网络常用保护方式-DWDM/OTN 1、自动瞬时切换，无需人为干预
2、实时监测网络节点的发光功率 3、减少网络节点故障造成的各种损失 4、增加传输网络的可靠性，提高运营商的服务质量 5、在保证其它站点业务无阻断的前提下任意调度主备工作路由/工作设备。

25 四、案例分析

26 四、案例分析-OLP 项目概况 背景介绍：中国电信一、二干传输网于2013年开始，建设了多个100Gb/s DWDM系统，各省维护部门均着手对各自省内的系统段落进行OLP改造，以满足系统维护和考核要求。 建设方案：通用的解决方案是采用系统同厂家OLP设备进行OMSP保护，当采用第三方OLP设备进行保护时，对系统衰耗余量小的光放段，引入零插损OLP单板。

27 四、案例分析-OLP 干线系统OLP改造存在的问题
在100Gb/s高速传输系统中，相干检测和DSP处理技术结合，能够补偿大部分线性传输损伤，但非线性效应对系统的影响较大：随着传输距离和线路衰耗的增加，当达到一定程度时，系统OSNR指标会严重下降，针对这一特点，现有的OLP改造应该尽量减少或避免在系统段落中增加插损，与之对应的方案，就是采用OMSP保护方式： 在系统同一复用段的起止设备上增加OLP板卡，中间段落则全部新增另一套光放设备，承载在备用光缆上，当主用光缆中断时，系统全程切换到备用光缆。 这种方案与传统的每光放段OLP方案相比，不会在每段增加插损，仅在首尾两个光放段增加了5dB左右的插损，对系统指标的影响很小，但也要求OLP设备必须与系统设备同厂家，同时不能承受主备光缆同时中断，即使中断位置不在同一光放段内。 而当系统设备厂家本身没有OLP设备（如贝尔）的情况下，在引入第三方OLP设备时，由于维护和管理的要求，无法采用OMSP保护方式，因为光缆中断会造成系统脱管，而如果每光放段都引入OLP，插入损耗会对系统有明显影响，存在巨大的风险。 最近，国内某主要OLP设备厂商推出了一款号称零插损的OLP板卡，应用于高衰耗的系统段落，以应对上述问题。

28 四、案例分析-OLP 低噪声零插损OLP板原理
其中，“低噪声”主要是采用新材料对光器件进行了升级，而“零插损”，由图可见，就是在收端增加了一个低功率的拉曼放大器。 很明显，这个结构的基本原理就是通过光放在收端增加一个5dB左右的增益，来补偿器件自身的插入损耗，拉平该段落总的衰耗保持不变。 然而，拉曼放大器由于自身特点，在传输系统中被要求谨慎使用，这个问题又如何处理呢？

29 四、案例分析-OLP 低噪声零插损解决方案
拉曼放大器具有全波放大、极低噪声、可以抑制非线性效应和能进行色散补偿等优点，但另外一个高功率低增益的特性又限制了它仅适用于低衰耗区，一旦输出功率过高，当光纤接头洁净度不够时，会灼损光纤，给维护带来极大不便，因此干线系统对拉曼放大器的使用一直非常谨慎。 对此问题的解决方案是： 1、采用低功率小增益拉曼放大器，其最大输出功率为+20dBm，增益范围为0-5dB，即使在最高输出的情况下，不会对光纤本身造成影响； 2、引入的拉曼放大器本身可以在一定程度上对主线路信号进行放大补偿，有助于系统OSNR的提升。 3、自诊断功能，当扫描到光纤接头不干净时，不会开启拉曼放大器。 4、无光自动关泵功能，当主光信号消失时，会自动关闭泵浦光输出，在一定程度上规避了上述风险。 根据上述方案，中国电信浙江公司在一干某40G系统几个较长段落上进行了试点，暂未出现问题。

30 四、案例分析-OLP 项目成效 或评价 OLP的发展，主要是其相对于其他如SNCP、基于ODUk的SNCP等保护方式，具有成本低、风险小、倒换快等优点，尤其适用于链状系统，目前主流设备厂家都研发了自有的OLP板卡。 本案例中的零插损OLP板卡，适用于100Gb/s以上的高速传输系统大跨段，是对于某些特定场景的有益补充。

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