光传输网智能化在油田骨干网中的应用研究
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[摘 要]2018年，随着长庆油田骨干传输网改造项目的完成，搭建成了一张完整的100 Gbps OTN Mesh网（网状网），能承载大量新的业务和高宽带数据业务，网络的传输速度和稳定性都得到了提高，对长庆油田产能建设数字化管理和信息化建设逐步迈向智能化起到了积极作用。随着光网络智能化应用的推进，本文以长庆油田OTN传输网智能化管理为切入点，就传统DWDM系统出现的电路开通不灵活、路由保护方式单一的问题，提出了针对性解决意见。
[关键词]OTN传输网;智能化;WASON技术
doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.06.035
[中图分类号]TE46 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2020）06-00-02
0 引 言
长庆油田OTN传输网，目前开通了4波，已经将原有的DWDM设备全部业务迁移至OTN系统，长庆油田OTN传输网涵盖了油田范围内的陕西、甘肃、宁夏、内蒙古4省区共33个站点，具有点多、面广、线长的特点，沿用传统业务开通模式效率低、不灵活，随着智能化油田建设，大容量和高宽带的数据业务对传输质量和可靠性的要求也在提升，本文经过研究选择端对端业务配置模式、WASON方式来解决业务开通慢、网状网业务保护的问题。
1 光传输网智能化在油田骨干网中的应用现状
1.1 电路调度开通不灵活
现有的长庆油田传输骨干网DWDM系统，业务调度采用的是硬件跳纤连接方式，开通业务需要在业务经过的每个OTM站点采用光纤跳纤，在ODF柜东西方向进行跳接，然而长庆油田骨干传输网横跨陕西、甘肃、宁夏、内蒙古4省区，站点众多，业务开通时间长，工作量大，特别是很多无人值守站点需要专人到现场操作，效率低、成本高。尽管OTN网状网可以通过网管远程开通调度业务，但是通常需要对每一台设备进行单独配置，配置人工效率不高、容易出错，完成一条业务的配置需要15～30分钟。
1.2 保护方式单一
传统的DWDM和OTN应用的都是基于环网的线性“1+1”保护方式，每一个工作路径都配置了一个相应的保护路径，如果工作路径出现问题，业务流自动由工作路径倒换到保护通道，当工作路径恢复，业务流会返回到工作路径，这种方式没有充分利用OTN网状网路由，无法实现多次中断的业务保护。
2 长庆油田OTN网状网智能化业务保护需求分析
长庆油田OTN网状网继续使用线性“1+1”保护方式，这种保护方式可以抗击环网内一次中断发生，不能利用其他冗余路径抗击多次中断，在网状网中造成的问题看似有多条冗余路径，但无法真正利用起来，应用基于OTN光传输网的WASON技术实现网络资源的按需分配，实现光网络智能业务保护，这一技术业务可以在网络中实现分级保护，按照业务的等级提供不同的保护方式和保护策略，最高可实现ms（毫秒）级保护。对于重要业务，网络可以提供永久“1+1”保护方式，只要网络中存在可达路径，网络会自动为其建立并保留一条保护通道，直到资源耗尽。这种方式可以为业务提供最高等级的保护和最低的倒换延时，确保业务的连续性。对于等级较低的业务，可以采用重建路由的方式实现业务保护，当业务的工作路径出现中断，系统会自动为业務计算一条新的工作路径，直到资源耗尽，这种方式无须预留保护通道，节省系统资源，但是相对来说延时较高。
3 WASON技术分析
WASON是基于WDM/OTN光网络设备的ASON（融交换、传送为一体的自动交换传送网）技术，具有ASON功能外，主要解决波分网络中光纤/波长自动发现、在线波长路由选择、基于损伤模型的路由选择。WASON网络结构的核心特点是网络快速智能化业务配置。从总体结构上看，WASON是由传送平面、控制平面、管理平面组成，在传统的光传送网实体和网管实体上增加了一个控制平面的抽象体系，每个网元上有一个光连接控制器，来控制网元，由数据通信网为三大平面内部以及平面之间的管理信息和控制信息提供通路，进行交互实现智能操作。光网络智能化的关键技术在控制平面，控制平面完成呼叫控制和连接控制，在网络资源和拓扑结构自动发现的基础上，通过调用传送平面的资源，调用动态智能选路算法，通过分布式信令处理和交互，建立、拆除和维护端到端的按需连接，同时提供可行可靠的保护恢复机制，实现故障情况下连接的自动重构。
WASON具有强大的业务恢复（业务发生故障时，业务建立的首节点发起重路由，找到一条新路继续传输业务的过程）功能，应用路由技术、动态路由选择及波长分配算法，根据实时传送网络状态实现恢复功能。基于控制平面，当端到端生成一条初始路径单连接，这条初始路经出现问题、产生告警，原始连接失效后，会触发一个过程，业务的首节点发起重路由，新生成一条完全新的路径，恢复出一条新的连接来代替原连接，继续传输原业务。在恢复过程中原始连接只有一条，出现告警才开始新生成一条新的路径，这条新的保护路径仅涉及首节点与宿节点中的连接控制器，并不涉及中间节点的连接控制器，但是过程比“1+1”保护倒换慢，因为要先生成路径然后切换，同样当连接告警消失后，新生成的路径就会消除，恢复（业务的恢复）初始状态，只有一条原连接。
4 光传输网智能化在油田骨干网中的应用效果
4.1 端到端配置模式的应用
应用端到端智能业务调度开通技术，在开通业务时只需要选择首尾站点的业务端口，系统自动完成计算路径、选择资源、选择保护配置、约束路径等工作，数据下发后完成一条业务开通，仅需要1～2分钟，不易出错，真正实现了业务的“一键式”开通，提高了业务调度和开通的效率，能迅速开通应急电路。 4.2 WASON技术保护的应用
因前期制订了成熟的解决方案，2018年完成了OTN设备改造（如图1所示），并成功实现业务正常使用，全网共计28台ZXONE 9700设备，组成Mesh化网络，为了实现多次抗光纤中断的能力，解决传统OP单板保护局限性，采用40 G×100 G纯电层WASON系统（由ODUk交叉矩阵实现保护倒换和恢复重路由）。
WASON作为整个网络的智能化控制平面，部署在OTN设备主控板上。这个软件的硬件载体是带有AGENT模块和WASON模块的SNP单板，AGENT和WASON共用存储卡和运算子卡。在长庆油田OTN传输网状网中，将28台ZXONE 9700设备所有SNP单板、监控单板、主光单板和业务单板升级为最新版本;同时升级U31网管网元，启用WASON功能。全网加载智能WASON控制平面，确保控制平面拓扑和传送平面拓扑一致。每个网元通过对节点参数配置、带外控制接口配置、带外邻居配置、I-NNI接口配置、TE链路设置等步骤完成控制平面节点间的通信、控制平面与传送平面、控制平面与管理平面之间的通信。
在创建呼叫业务环节，对于电交叉系统，线路侧单板的映射、交叉、工作模式、保护模式都是由WASON自动控制的，客户侧单板需要根据接入业务类型手动配置。业务建成后可以正常投入运行，如有线路中断等情况发生，则会立即触发倒换、恢复等动作。WASON技术的应用实现了长庆油田OTN传输网络智能化业务保护，业务的创建仅需知道首节点、宿节点和保护级别，即可完成智能业务配置。与传统业务配置相比，这种业务配置方式充分利用了各个智能网元的路由和信令功能，保证快速、便捷地配置业务;目前网络采用铜级方式，无保護在有可用资源的情况下，多次恢复，确保了业务的高可靠性。
5 结 语
在光传输网中应用智能业务开通技术和智能业务保护技术，通过这些智能技术提高网络资源的利用率、数据配置的灵活性，实现环网保护及故障保障后电信级迅速反应，人员的误操作及反应时间也降低到最小，达到光网络智能化管理。
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