利用LCAS技术提高传输网络传送数据的能力

coobydean

利用LCAS技术提高传输网络传送数据的能力
摘要: 数据业务对于带宽要求非常大，现有MSTP网络常常不能满足数据业务急剧增长的需要。利用LCAS技术，将业务的部分VC开通在两纤单向通道保护环、双纤双向复用段保护环中的备用通道，在不影响用户正常使用的情况下，传输网络传送数据能力将提高了一倍。
关键词CAS,MSTP,VC

1.概述
随着宽带接入技术的普及，数据业务在通信网络中所占的比重越来越大。由于QOS的需要，很多的数据业务利用基于SDH的MSTP网络传送。随着数据业务带宽需求的急剧扩大，现有的MSTP网络常常不能满足数据业务的需要。网络扩容往往需要迟滞一段时间，从而导致数据业务不能及时开通。
链路容量调整方案（LCAS）提供了一种虚级联链路首端和末端的适配功能，可用来增加或减少SDH/OTN网中采用虚级联构成的容器的容量大小。当某一虚容器（VC）发生故障时，采用链路容量调整方案可以自动的暂时降低容量，VC故障恢复时自动增加容量，而不会影响业务。
这样只要MSTP网络中数据业务开通了LCAS技术，如果将业务部分VC开通在传输网络的保护通道，即使保护通道上的部分VC中断，由于用户FE口是从64K到100M自适应速率，用户的数据业务不会收到影响，只是速率降低。等到故障恢复，保护通道上的部分VC恢复，用户的速率恢复正常。在这个过程，用户的业务不会中断，却提高了传输网络的运送数据的能力。

2.LCAS工作原理
    链路容量调整方案（LCAS）中考虑了多种可能的控制过程。为方便理解，下面仅以VCG中处于序列中间的某一VC失效时的LCAS控制过程来阐述其工作原理。
    VCG中某VC（设为成员i）失效：
    a. VCG链路末端节点首先检测出故障并向首端发送成员失效消息（MST=FAIL），指出失效成员（成员i）；
    b. 首端节点将成员i的控制字段CTRL置为“不可用（DNU）”，发往末端节点；
    c. 末端节点开始仅采用正常的VCs重组VCG（即将失效的VC从VCG中暂时删除）；
    d. 此时首端节点亦将失效VC从VCG中暂时删除，仅采用正常VCs发送数据；
    需要注意的是，故障发生后直至步骤c（末端节点开始仅采用正常的VCs重组VCG）前，数据传输错。出错时长=末端节点至首端节点的消息传输延时（步骤a）+首端节点响应时间+首端节点至末端节点的消息传输延时（步骤b）。传输层网络并不考虑发送、接收数据的完整性，这一问题由网络上层的数据层处理。
   失效VC恢复后：
   e. VCG链路末端节点首先检测出失效的VC恢复，向首端发送“成员恢复消息（MST=OK）”；
   f. 首端将该成员的控制字段CTRL置为“正常（NORM）”，发往末端节点。

3. 传输网络使用了LCAS后容量的提高
传输网络由于保护的需要，需要有保护通道冗余，确保障碍发生时，传输网络可以正常的倒换，业务在保护通道上传输，从而保证业务不中断。下面以目前流行的二纤单向通道保护环、双纤双向复用段保护环来说明使用了LCAS后容量的提高。

3.1 二纤单向通道保护环
二纤通道保护环由两根光纤组成两个环，其中一个为主环——S1；一个为备环——P1。两环的业务流向一定要相反，通道保护环的保护功能是通过网元支路板的“并发选收”功能来实现的，也就是支路板将支路上环业务“并发”到主环S1、备环P1上，两环上业务完全一样且流向相反，平时网元支路板“选收”主环下支路的业务，单向通道保护环的最大业务容量是STM-N，见图1。

                     图1
如果在C点将数据业务的一半VC经过B点配置到A点，不在另外方向上配置保护；另外一半VC经过D点配置到达A点，也无需配置保护。这样配置后的网络将不再具有保护功能，相当于开通了C点到A点的两个不同路径的链型路由，见图2。网络一旦在BC之间光纤断，通过A-B-C点VC由于没有保护，将会中断，但是C-D-A点VC不会受到影响，只要开通了LCAS，业务不会受到影响，只是速率降低了。如果网络在CD之间光纤断，通过C-D-A点VC由于没有保护，将会中断，但是A-B-C点VC不会受到影响，业务仍然不会受到影响。如果整个网络都开通了数据业务，由于两个方向同时开通业务，整个网络的容量将会达到2STM-N。
                    AC


                     A
          D                  B
                     C
             S1
             P1
                    CA
                   图2

3.2双纤双向复用段保护环
双纤双向复用段保护环光纤S1和P2，S2和P1上的业务流向相同，那么我们可以使用时分技术将这两对光纤合成为两根光纤——S1/P2、S2/P1。这时将每根光纤的前半个时隙（例如STM-16系统为1#—8#STM-1）传送主用业务，后半个时隙（例如STM-16系统的9#—16#STM-1）传送额外业务，也就是说一根光纤的保护时隙用来保护另一根光纤上的主用业务，见图3。因此在二纤双向复用段保护环上无专门的主、备用光纤，每一条光纤的前半个时隙是主用信道，后半个时隙是备信道，两根光纤上业务流向相反。双纤双向复用段保护环的业务容量为M/2（STM-N），其中M是节点数。

                    图3
如果在C点业务一半VC经过前半个时隙传送，另外一半VC经过后半个时隙传送，一旦光纤中断，备用通道的VC将会全部中断，主用VC得到保护，只要用户开通了LCAS，业务不会中断，只是降低了速率。如果整个网络都开通了数据业务，由于所有时隙同时开通业务，整个网络的容量将会达到MXSTM-N.

4.综述
在MSTP网络中，数据业务开通LCAS，将部分业务VC开通在通道保护环、双纤双向复用段保护环中，在不影响用户正常使用的情况下，使传输网络传送数据能力提高了一倍，而不需要增加任何的成本。