基于OTN叠加保护的IPRAN隐患防治技术研究

石 亮，王治平，黄守城，张红艳

（中国联通 河南分公司，河南 安阳 455000）

0 引 言

以联通已建的本地传输网为基础，结合联通无线网新建基站对传输的需求，搭建结构清晰、扩容升级灵活方便且能够适应未来发展的本地传输网网络架构，从而为各种业务网的跨越发展提供更优质、更安全、更稳定的传输通道[1]。

1 OTN概述

全业务运营时代，电信运营商逐渐转型成为信息与合作技术（Information and Communication Technology，ICT）综合服务提供商，业务的丰富性带来对带宽的更大需求，同时对本地传送网性能的要求更高。传输系统建设应加强和业务网专业的衔接，以业务需求为先导，及时建设扩容网络，逐步优化网络结构，提升网络安全性。

光传送网（Optical Transport Network，OTN）是在光层进行组网建设的传输网络，兼具波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术和同步数字体系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）的许多优点[1]。OTN能够满足各种新型业务需求，是传送网发展的主要方向。OTN系统的发展重点是优化网络结构，构建大容量、高带宽、智能化的光传送平台。核心-汇聚节点、汇聚节点-城区综合业务接入点以及县城汇聚节点-乡镇综合业务接入点之间以光纤直驱为主，当节点间距离较远、业务需求较多且有保护需求（尤其是GE以上大客户专线）时，可考虑建设OTN系统，建设时应考虑布局和设备选型，尽量避免同局址设备间背靠背波道转接[2]。

OTN系统系统主要定位于GE以上大颗粒业务的承载，原则上点对点业务在中间节点全部采用穿通方式，不配置中继光转换单元（Optical Transform Unit，OTU）。业务侧已有保护时，线路侧不再提供电层保护，可结合光缆质量等情况采用低成本光线路保护（Optical Line Protection，OLP）/光复用段保护（Optical Multiplex Section Protect，OMSP）解决安全问题。100G OTN设备应选择采用统一信元交叉、支持升级400G的PeOTN平台，大客户业务及基于SDH的多业务传送平台（Multi-Service Transfer Platform，MSTP）系统VC层面资源调度可通过配置PeOTN板卡承载，数据业务仍配置传统OTN板卡承载。

2 OP保护原理

OP保护单板主要用于实现光并发、选收的1+1光保护功能，OP保护原理如图1所示。在发送端，将发送光进行1∶2分光，从两个通道发出。在接收端根据输入光功率检测结果控制1×2的光开关，进行选择性接收。

图1 OP保护原理

假设RelTh为相对无光判决门限、Pw为工作通道光功率、Pr为保护通道光功率，则倒换触发条件为。∣Pr-Pw∣>RelTh如果RelTh设为5 dB，当∣Pr-Pw∣＞5 dB时，将执行倒换。此外，倒换恢复条件为∣Pr-Pw∣

3 IPRAN概述

无线接入网IP化（Internet Protocol Radio Access Network，IPRAN）是针对无线基站回传应用场景进行优化定制整体解决方案，是一种基于IP包的分组复用网络，以路由器技术为核心，具备伪线仿真（Pseudo Wire Emulation，PWE）、同步等能力。相比传统MSTP网络，IPRAN有着端到端IP化、网络资源利用率高、标准成熟、互通性良好以及多业务融合承载等优势[4]。IPRAN采用成熟的IP组网技术，同时融合了传统传输网络的管理理念，是实现移动与固定宽带业务统一承载的重要手段。

IPRAN中均采用MPLE TE隧道承载业务。MPLS TE具有高性能的保护技术，双向转发检测（Bidirectional Forwarding Detection，BFD）+HSB（Hot-StandBy）保护可以实现端到端50 ms以内的倒换性能。对于MPLS TE隧道，在计算出主用链路状态包（Link-State Packet，LSP）路径后，会再计算一条备用HSB路径，两条路径形成主备工作关系。若主备LSP路径同时故障，该MPLS TE隧道需要重新发起LSP路径计算，隧道链路完成时间取决于网络拓扑复杂度及路由规则。对于收敛时间为秒级或分钟级的网络，主要面向移动业务承载，同时提供二、三层通道类业务承载。随着移动通信日趋宽带化和IP化，基于时分复用模式（Testing Data Management/Technical Data Management，TDM）的MSTP系统无论从容量还是技术上都无法满足移动回传的需求，建设新型的分组化移动回传网络势在必行。

4 IPRAN/OTN网络保护

OTN/WDM网络中有通道光层保护，IPRAN外层有隧道HSB保护。日常维护工作中，经常出现光路链路中断等问题，光路频繁中断或拔插尾纤有可能引起业务闪断，针对此情况需考虑修改IPRAN或OTN网络保护[5]。

网络拓扑组网如图2所示，IPRAN两台核心与两台县区汇聚设备呈“口”字型对接，其中两台县局汇聚设备上联到两台核心设备之间的链路由两套不同的OTN系统承载。

图2 网络拓扑组网

一般情况下，IPRAN通过BFD机制可实现快速检测，检测时间30 ms左右，OTN系统链路倒换时间为50 ms左右。OTN业务链路倒换时，IPRAN系统数据业务同样可以感知到，并随之发生倒换。在OTN系统光路主备用波道存在同光缆或同路由的情况下，如果光路中断，此时OTN和IPRAN均倒换就可能造成IPRAN业务闪断[6,7]。

场景一：IPRAN县局汇聚1—市区核心1、IPRAN县局汇聚2—市区核心2的两个OTN波道存在同光缆或同路由情况，当这部分光缆故障时，两个OTN同时倒换，IPRAN通过BFD主备链路同时检测到异常，主备LSP路径同时中断，造成IPRAN业务闪断。

场景二：IPRAN县局汇聚1—市区核心1、IPRAN县局汇聚2—市区核心2的两个OTN波道不同光缆，但两套波分系统都配置保护方式为非返回式。若其中一套OTN系统发生过倒换且未回切，导致与另一套OTN系统的波道同路由，此时的故障问题就和场景一相同了[8]。

分析以上两种故障场景，将两套OTN系统承载IPRAN业务的两条波道主用设置光缆路由不同，同时OTN系统保护方式配置为返回式，由于IPRAN等待恢复时间为5 min，为避免同时回切情形发生，OTN系统配置等待恢复时间为10 min[9,10]。

5 结 论

综上所述，在IPRAN和OTN叠加组网时，IPRAN汇聚设备通过两套OTN系统上行至核心，优先保证两套OTN系统主备用波道处于不同光缆路由，同时设置OTN等待恢复时间为10 min、IPRAN等待恢复时间为5 min，保证IPRAN倒换、LSP创建、WTR时间回切后OTN波道再恢复原工作状态。