传输通信网ECC优化

2011-05-08赵悦清

铁路通信信号工程技术 2011年4期

赵悦清

（广州铁路（集团）公司广州通信段，广州 510400）

随着传输网络规模越来越大，一个网络内ECC互通的网元数有的已达300～400个。同时OptiX（华为传输系列）设备支持的数据通信通路（DCC）路数越来越多，OSN9500（华为传输设备系列）已经达到288路，OSN7500达到160路。例如武广客运专线广铁集团岳阳东到广州南就有OSN2000设备358台，OSN3500设备39台，全线共分8个ECC子网。前期因工程工期紧，对ECC网络缺少规划，造成网络隐患，经常出现网元脱管等问题。因此有必要对ECC存在问题进行探讨并优化，确保高铁安全、有效运行。

1 传输通信网ECC运用导致的网络隐患

1.1 传输通信网ECC导致的问题和隐患

1）导致网元脱管。

2）导致通道堵塞，使告警丢失或延迟上报，严重时影响业务配置/ 下载。

3）导致主机频繁复位，严重影响业务。

4）对软件加载效率和成功性的影响。

1.2 当前ECC组网情况分析

1）管理DCN本质上是个星形网络，更重要的是其带内带宽始终不变，最大768 kbit/s。

2）在最短路径寻径方式下，导致数据拥塞。

3）DCC链路多的网元，信息量就集中，而DCN（数据通信网）带宽始终不变。

4）在DCN网络规模过大的情况下，在网络拓扑因为故障或扩容出现变化时，会导致网络路由信息需要较长时间才能收敛，加剧DCN拥塞。更严重的情况下由于信令的拥塞，可能出现路由振荡。

1.3 ECC导致主机异常复位原因

传输网ECC路由表刷新、接收到的数据包流量过大导致内存不够，产生的中断过于频繁，可能会导致主机产生异常复位。

1）影响复用段保护倒换。

2）影响SNCP（子网连接保护）保护倒换。3）影响TPS（支路保护倒换）倒换。

4）影响配置下发或网元数据下载。

1.4 传输网ECC的路由稳定性差

1）会使路由计算速度下降

网络变化时，路由广播信息在网络中不断广播，造成路由不断重算，导致ECC路由长期得不到稳定。

2）容易导致ECC不停振荡

大的网络，中间有一个网元脱网的概率大大增加。而当该网元不可达时，路由信息会广播到整个网络，让所有其他网元都知道该网元已经不可达。这一路由信息的扩散是需要一定时间的。有可能在此期间，该网元又变为可达的，或有其他网元又脱网了。这样就会导致整个网络不停振荡。

1.5 DCC通道告警流量

1）只使用D1—D3时，实测单DCC链路的转发能力为20 kbyte/s左右。

2）每个告警的开始、结束信息都要包含30个左右的字节。

3）T2000（华为传输网管）限定每秒最多处理600条告警；应答机制也会使处理速度变慢。

4）告警上报后网管未及时应答时，则会重复上报告警，加剧网络拥塞。

1.6 DCC通道瓶颈

1）当各DCC通道趋向于满流量时，在入路最多的非网关网元处最容易出现流量拥塞，从而提前丢包。

2）实际网络中，外接光纤最多的网元最可能出现拥塞，而不是网关网元。

无论是重路由信息的传递，还是告警信息的传递，都会造成管理DCN中的数据流量增大，从而造成管理DCN中的关键链路出现拥塞，造成问题。

1.7 远程加载速度慢主要原因

1）目前采用了每包确认的机制，这样，通过的中间网元越多，单个数据包传输延时越长，加载速度就越慢。

2）ECC规模过大时，可能出现网元脱网现象，持续时间有长有短，频度不一。

①网管以1 min为周期与设备尝试通信；连续2次连接不上，则判定通信连接中断。

②假设第一次连接报文丢失，那么若第二次报文出现些许延时，就可能造成瞬间脱网的错误判断。

2 传输通信网ECC优化

认识到巨网ECC对网络的稳定运行和日常维护造成的危害；传输网络建设和维护时，应同时做好ECC网络的规划，避免由于ECC影响到日常维护工作和网络的稳定运行。

2.1 目前方案：将ECC网络分层分域地进行管理

将一个大的网络划分为多个小的ECC子网，并将各个ECC子网之间互通的STM-N光/电接口的ECC关闭，以确保路由信息和数据只在小网内传播，不会扩散到其他网络。

1）该方案需要增加网关网元的数量，每个子网通过网关网元与网管实现通信；网关通过DCN数据通信网直接和中心网管通信。

2）该方案能够大大提高ECC通信网络的稳定性，减少网络维护的开销，便于对整个网络的管理。

3）该方案需要额外增加DCN数据通信网。

2.2 各子网建议和要求的网元数量

ECC的组网能力限制是指在网络中通过DCC（或扩展ECC）互相连接的网元个数限制。即ECC组网限制是一个网关网元所辖的网元数。

1）为了避免因ECC网络过大影响网络的正常维护和运行安全，考虑各种因素、结合网上经验、参考业界做法，OptiX网络必须合理地规划ECC组网。

2）对于OptiX网络，一个ECC子网内允许的网元数量≤64。

2.3 ECC网络分割原则

1）可靠性原则：分割后，应能够确保网络在出现异常情况（断纤、DCN异常、换板）时，网管能够和分割前一样仍可达各网元，避免影响维护。

2）保证性能的原则：各个ECC子网内的网元数控制在建议的数量范围内。

3）按分层、分域的管理原则：分层（骨干网、省干、本地网；或主节点与下挂的网元之间）、分域（如不同节点之间）进行分割。

实施ECC分割优化方案后，网络上任何一处断纤或其他异常情况，应确保能够达到分割前的ECC路由恢复（保护）能力。

2.4 ECC网络划分操作步骤

1）划分ECC子网，选择网关网元。

2）确定DCN路由，确保路由的可靠性。

3）建立和调测DCN路由。

4）各子网之间ECC路由（包括扩展ECC路由）的关闭。

5）验证和测试。

2.5 ECC子网内网元的划分和选择

按分层、分域的管理原则，将相邻网络划分为同一个子网；当子网中仍具有多个环路和链路时，网关网元取其中处于最多环路和链路的设备之上。

需要注意的是：方案实施后，对于环网，ECC分割方案应确保环上断纤后各个网元仍能实现正常监管。

2.6 ECC子网网关网元选择建议

1）选择设定在子网中星形业务的中心节点上，以避免大量的管理信息需要通过基于DCC这种窄带宽信道传送，减少DCN再发生拥塞的可能性。

2）或设置在子网中入路光纤最多的设备。以减少子网中基于DCC的管理DCN再发生拥塞的可能性。

考虑DCN通道的安全性，ECC分割时采用主、备网关的方式，避免一个网关的DCN路由失效时，失去对整个网络的监控。

2.7 带外DCN通道的建立

1）要求DCN带宽不低于OptiX网络使用的DCC带宽；使用256 kbit/s的链路已满足需求。

2）选择的2 M通道由其他网络（非监控网络）提供，并且2 M通道具有环网保护功能。

3）建议使用带外DCN通道，应提供主备的DCN路由，或使用主备网关。

4）建议选择2 M通道传送DCN路由。

2.8 主备网关的使用

对于与网管不在同一机房的ECC子网，使用主备网关网元，可以避免一个网关失效或DCN通道失效导致的网元无法监控的情况。

1）在ECC子网仍能成环保护情况下的应用

可以选择一个主节点，再选择一个其他的网元作为网关网元。

2）在ECC子网不能成环保护情况下的应用

如果原来成环的网络，分割后无法再成环，采用主备网关也可以达到断纤后监控各网元的目的。

2.9 子网之间的ECC连接

1）关闭通过扩展ECC（自动/人工）实现的ECC子网之间的互通。

2）关闭通过STM（同步传输模块）光/电口实现的ECC子网之间的互通。

3 实际运用

目前，武广高速铁路（广铁集团管段）传输系统设置了8个网关网元，分别设置在汨罗东、长沙南、株州西、衡山西、郴州西、韶关东、清远和东山通信站。传输系统共划分8个ECC子网，每个ECC子网内有主备两个网关，但由于相邻子网关闭了相应的DCC通道，备用网关实际上不起作用。各网关网元通过一条2 M带宽的电路汇聚到东山通信站的3个FE（以太网端口）口，由于这些2 M电路为带内电路，若10 G链上出现主备用光缆中断或某个网元出现宕机将造成网元大面积脱管；同时传输网络规模大，对ECC网络缺少规划，也造成网络隐患，经常出现网元脱管和ECC风暴问题。因此有必要对ECC进行优化。优化后，网络运行正常，没有出现因ECC设置造成的大量网元大面积脱管。