自動化系統異地席位網絡互連架構設計研究

劉倩

（民航中南空管局空管工程建設指揮部，廣東廣州，510405）

0 引言

自動化系統作為民航管制員監視空中飛行態勢，管理空中交通的重要系統，需要輸入或輸出雷達數據、飛行動態數據、氣象數據、系統航跡、ADS-B監視信息、MLAT數據等各種數據，為了滿足各個管制席位之間信息的無縫協調和移交，對傳輸數據的實時性要求非常高，因此對自動化異地席位之間的網絡連接也提出了更高級別的保障要求。

某地空管本場歐洲貓系統網絡拓撲如下圖所示,其中ACC為區域管制中心，TMA(終端)至TWR(塔臺)的網絡使用光纖直連,分為A,B,S網，網絡連接如圖1所示。

圖1 網絡連接圖

其中A,B網叫OPLAN，平時業務數據在上面傳輸，雙網為負載分擔模式，S網叫SERVLAN，主要是用于維護數據及旁路應急。

1 現狀

歐洲貓系統A、B、S網使用光纖+光纖收發器方式直連至塔臺，其中A網光纖路由為航管樓至區管直連72芯，B網和S網光纖路由為航管樓至區管48芯，3張網均配有繞局本部的備份光纖作為應急路由，但需手工切換。

萊斯自動化的網絡連接情況與歐洲貓類似,分為A、B、C網,其中A網走航管樓至區管直連72芯,B和C網走航管樓至區管48芯。

2 存在問題

光纖收發器只能接入單條物理光纖，主用光纖中斷時只能手工切換備用路由，延長了故障恢復時間。區管至新機場互連使用光纖收發器進行光口到RJ45的轉換，光纖收發器穩定性較低。

3 智能光網絡

OSN網絡是用戶動態發起業務請求，自動選路，并由信令控制實現連接的建立、拆除，能自動、動態完成網絡連接，融交換、傳送為一體的新一代光網絡。在OSN網絡中用戶可以動態發起業務請求，實現網絡帶寬按需分配,要求用戶側設備同時也支持智能特性，并且兩者之間通過UNI接口對接。OSN網絡具有鏈路及資源的自動發現功能，當智能網絡有新的設備或鏈路接入時，設備可以通過協議自動發現，使資源可用。OSN網絡可支持MESH或部分MESH組網，也就是網孔形網，相對于傳統網絡的環形網，MESH組網任意兩點之間有更多路由，也更具健壯性，業務調度更加靈活。OSN網絡具有業務端到端配置功能， OSN設備的端到端業務配置功能適用于任何網絡拓撲，而且當業務出現故障時，設備具有自動觸發重新端到端業務配置的功能，也就是重路由的功能。

3.1 OSN網絡資源拓撲自動發現功能

重路由是智能業務的重要特性，當底層傳輸通道上出現故障，業務中斷，會向控制平面發起重新建路的請求，在收到請求后，會重新查路，分配資源進行新路的建立過程，在新路建立成功之后會從首末節點發起對老路徑的刪除。

3.2 OSN業務保護等級

OSN網絡可以提供多種業務級別，也就是SLA (Service Level Agreement)，即業務等級承諾，可以向不同客戶提供差異化的服務。業務保護等級如表1所示。

表1 業務保護等級

保護和恢復的區別主要在于：保護能夠獲得較快的業務恢復速度，但由于保護需要預留專門的保護資源，導致對網絡資源的利用率較低。而采用恢復的手段雖然對網絡的利用率較高，但如果在網絡中沒有足夠的空閑資源，將不能保證業務的恢復。并且恢復需要動態地重新選路，所以恢復的速度較慢。

3.3 OSN鉆石級業務

鉆石級業務是指一條從源節點到宿節點的具有1+1保護屬性的業務，也叫1+1業務。在源節點和宿節點之間同時建立起兩條LSP，這兩條LSP的路由盡量分離，而且不會完全重合。一條稱為主LSP，另一條稱為備LSP。源節點和宿節點同時向主LSP和備LSP發送相同的業務。宿節點在主LSP正常的情況下，從主LSP接收業務；當主LSP失效后，從備LSP接收業務。鉆石級業務有三種類型：永久1＋1鉆石級業務：任意一條LSP失效即觸發重路由，在資源充足的情況下，永久1＋1鉆石級業務時刻具備兩條不完全重合的LSP，一條為主用LSP，一條為備用LSP。在資源不足的情況下，永久1＋1鉆石級業務可以只保留一條LSP，以保證業務的生存性；重路由1＋1鉆石級業務：兩條LSP都失效才觸發重路由；不重路由鉆石級業務：不管LSP是否失效，都不觸發重路由。

圖2

圖3

圖4

4 改造建議

圖5為某空管局本場主環OSN網絡拓撲圖，新機場至區管中心之間有兩條10G光纖，新機場至區管之間的業務路由配置為：

圖5 主環OSN網絡拓撲圖

正常工作路由為工作路徑+保護路徑（圖6）。

圖6

工作路徑中斷時：先SNCP倒換，同時重路由（圖7）。

圖7

保護路徑中斷時：僅重路由（圖8）。

圖8

自動化異地席位可通過接入本場主環OSN網絡互聯主環OSN網絡對業務采用的保護方式配置為重路由+SNCP保護，即永久1+1鉆石級保護，當主用路由發生中斷時，業務會切換至備用路由（SNCP保護，倒換時間50毫秒內），倒換的同時生成另外一條備用路由，只要鏈路資源足夠，對業務時刻都有雙路由保障。

5 具體改造方案

本次改造計劃為：在202-區管中心節點至211-塔臺節點之間配置四條MSTP業務，帶寬100M，兩邊分別接入歐洲貓B,S網交換機和萊斯自動化B,C網交換機，如圖9所示。

圖9 改造方案

其中，歐洲貓A網及萊斯自動化A網可保留目前網絡連接方式，待本場SDH主環更新后再遷移至新的光傳輸網；歐洲貓B網及萊斯自動化B網改造成接入本場OSN光傳輸網，帶寬100M,由本場OSN光傳輸網提供保護，可保證主用路由中斷時無需手工干預，自動切換至備用路由；歐洲貓S網及萊斯自動化C網改造成接入本場OSN光傳輸網，帶寬100M,由本場OSN光傳輸網提供保護，可保證主用路由中斷時無需手工干預，自動切換至備用路由。

改造完成后，B網及S/C網正常數據傳輸路由為經過新機場至區管直連新光纜，當該光纜中斷后，業務切換至新機場至區管直連舊光纜，當舊光纜也中斷，業務切換至繞老機場路由，在新機場至區管的新舊光纜同時中斷的情況下，此時A網中斷,B網及S/C網業務能自動繞轉局本部路由，均無需人工干預，可見改造完成后，業務保障能力明顯加強。