ROADM 在省內干線傳送網中的組網及保護策略

熊松火

（安徽電信規劃設計有限責任公司，安徽 合肥 230031）

0 引 言

1 常用的ROADM 設備及其應用場景

目前，常用的ROADM 包括方向相關ROADM、無色無方向可重構光分插復用器（Colorless and Directionless-Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexer，CD-ROADM）以及OXC 這3 種設備形態[1]。

1.1 方向相關ROADM 設備

方向相關ROADM 設備每個線路方向均配置1 塊波長選擇開關（Wavelength Selective Switch，WSS）光交叉板卡和1 組本地上下路單元。WSS 板卡間通過軟光纖互連，能夠實現各線路方向的光層調度。

方向相關ROADM 設備具有如下特點：一是與方向相關，本地上下路單元只能配置到與其相連的指定線路方向；二是與波長相關，本地上下路單元均配置合分波器，端口波長固定。

方向ROADM 系統波道擴容時穿通站免跳纖，主要應用在本地波分環網和省內干線波分環網。

1.2 CD-ROADM 設備

CD-ROADM 設備所有線路光方向和所有本地上下路單元均配置WSS 光交叉板卡，線路方向WSS 板卡之間全Mesh 互連，同時與本地上下路單元的WSS互連。本地上下路單元可以采用一級結構或二級結構。CD-ROADM 本地上下波一級結構設備形態如圖1 所示。

圖1 CD-ROADM 本地上下波一級結構典型設備形態

CD-ROADM 設備具有如下特點[2]：一是與波長無關，本地上下路單元的業務端口可以通過網管靈活指配上下任意波長，即支持波長重構，但同一本地上下路單元內波長不得重復配置，即存在波長競爭。為減少波長競爭影響，可以疊加配置更多本地上下單元組；二是與方向無關，每個上下波都可以靈活調度到任意一個光線路方向；三是支持開通WSON 控制平面。

CD-ROADM 可以搭建智能光傳送網，已經成為干線波分復用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）系統的主流建設方式。此外，它在本地WDM系統也有應用。

3.2.2 HIV病毒載量 患者HIV病毒載量水平越高，HIV傳播風險越大。Yang等［8］學者研究表明血漿病毒載量大于1 000 IU/mL者，其傳播風險高達18.706倍（OR=18.706，95%CI：1.577～221.926），另一項研究也發現病毒載量高于10 000 IU/mL者，配偶感染風險為低于50個/μL者的13.53倍（HR=13.53，95%CI：1.67～109.50）［25］。

1.3 OXC 設備

OXC 設備由全光背板、光線路板以及光支路板3 部分組成。OXC 設備是ROADM 設備的終極演進，采用極簡設計，可以有效避免采用CD-ROADM和無色無方向無競爭可重構光分插復用器（Colorless and Directionless and Contentionless Optical Add Drop Multiplexer，CDC-ROADM）設備時的機架堆疊，從而減少大量外部連纖，縮短工程周期。OXC 設備形態如圖2 所示。

圖2 OXC 設備形態

OXC 設備具有如下特點[3]：一是波長無關、方向無關、競爭無關（選配）：二是光線路板和光支路板即插即用，建設周期短，業務開通速度快：三是支持開通WSON 控制平面。

OXC 具有諸多技術優勢，但是由于造價較高，目前主要應用于干線傳送網，少量應用在本地傳送網的核心層。

2 ROADM 網絡中常見的保護恢復方式

根據業務保護等級需要，ROADM 網絡可配置重路由恢復、網絡保護或網絡保護+重路由恢復等方式保護系統及其業務。其中，要想實現重路由恢復，需要在ROADM 網絡中引入WSON 控制平面。

2.1 重路由恢復

根據是否預先設置備用業務路徑，重路由恢復可分為預置重路由恢復和動態重路由恢復。

2.1.1 預置重路由恢復

網管預先設置備用業務路徑，當主用業務路徑光纜或設備出故障時，系統觸發重路由功能，網管自動切換到預先設置的備用業務路徑并完成業務倒換。該方式要求預置業務路徑上一定要有足夠的、冗余的未配置波道資源，用于工作路徑的波道切換。預置重路由恢復時間可達秒級。

2.1.2 動態重路由恢復

網管不預先設置備用業務路徑，當主用業務路徑光纜或設備出現故障時，系統觸發重路由功能，網管自動生成備用路由并完成業務倒換。動態重路由恢復時間一般為分鐘級。

2.2 網絡保護方式

2.2.1 “1+1”SNCP 保護

“1+1”子網連接保護（SubNetwork Connection Protection，SNCP）采取雙發選收方式，東、西方向均須配置OTU 板卡。主、備路由通過網管預先設置好。主、備路由中任何一個中斷，網管均會發出告警。主用路由出現故障時，業務會在50 ms 內切換到備用路由[4]。以支線路合一OTU 場景為例，“1+1”SNCP保護方式如圖3 所示。

圖3 “1+1”SNCP 保護

2.2.2 “1+1”光線路保護

“1+1”光線路保護方式的保護對象是光纜線路，同時保護該線路的所有波道，采取的也是雙發選收方式。“1+1”光線路保護又分為“1+1”光復用段保護（Optical Multiplex Section Protect，OMSP）和“1+1”光纖線路自動切換保護裝置（Optical fiber Line auto switch Protection equipment，OLP）保護。前者是基于光復用段的保護，后者是基于光放段的保護。“1+1”OMSP 光保護更經濟且傳輸性能更好，已經成為主流的“1+1”光線路保護方式。“1+1”OMSP光線路保護如圖4 所示。

圖4 “1+1”OMSP 光線路保護

2.3 網絡保護+重路由恢復方式

2.3.1 永久“1+1”SNCP 保護

永久“1+1”SNCP 保護方式的主、備路由通過網管預先設置好。主、備路由中任何一個中斷，均會觸發重路由功能。當主用路由故障時，業務會在50 ms 內切換到備用路由。永久“1+1”SNCP 保護能夠抗多次斷纖，且保護倒換時間小于50 ms，但會消耗更多系統資源，一般僅用于鉆石級業務的保護[5]。

2.3.2 “1+1”SNCP 保護+重路由恢復

“1+1”SNCP 保護+重路由恢復方式的主、備路由通過網管預先設置好。主、備路由都中斷時，觸發重路由功能。該保護恢復方式能夠抗多次斷纖。

3 ROADM 在省內干線傳送網中的組網及保護策略

3.1 組網技術及其拓撲選擇

省內干線傳送網一般由骨干核心層和骨干匯聚層組成，網絡規模不大，單系統一般十幾個到幾十個節點不等。若采取OADM 或方向相關ROADM 技術組網，則光層難以實現靈活交叉調度，也不支持波長重構，無法構建智能光傳送網。因此，構建新系統時，建議采取CD-ROADM或OXC+CD-ROADM方式組網，其中地市一般骨干節點建議部署成本相對較低的CDROADM設備。骨干核心節點由于光方向多且上下波多，可根據需要部署CD-ROADM 或OXC 設備。

省內干線傳送網建議優先采取Mesh 組網方式建設，可進一步縮短業務路徑并降低業務時延。此外，Mesh 組網方式結合WSON 控制平面的部署，使得系統能夠抗多次斷纖，大大提高了網絡健壯性和業務安全性。Mesh 組網如圖5 所示。

圖5 Mesh 組網

3.2 保護恢復方式選擇

省內干線傳送網的絕大多數線路在業務層面已經考慮鏈路冗余和分系統的分路由承載。對于CDROADM 或OXC+CD-ROADM 場景，建議部署WSON并優先采取預置重路由的恢復方式。當工作路徑系統失效時，可以快速切換到預置的重路由路徑。對于有50 ms 內倒換需求的電路，可以采用“1+1”SNCP 保護方式提供保護。

對于未部署WSON 的場景，如果光纜路由具備條件，建議開通“1+1”OMSP 光線路保護。雖然該保護方式的投資成本較低，但是能大大提升干線傳送網的健壯性。

4 結 論

ROADM 和OXC 技術是實現省內干線傳送網朝著大容量、扁平化、智能化方向演進的必然選擇。合理選擇組網技術、組網拓撲以及保護恢復方式，可以有效降低網絡建設成本和網絡時延，提高網絡安全性和業務開通速度，為工程規劃設計和建設提供參考。