智能全光网WSON技术研究及应用策略分析

智能全光网 WSON技术研究及应用策略
分析
摘要：随着波分技术的发展，系统单波已从100Gbit/s逐步向200Gbit/s、400Gbit/s演进，波分系统的容量已经不再是网络发展的瓶颈，运营商开始越来越多地关注传输网络的智能性、网络安全性，本文重点描述智能全光网的趋势和诉求、WSON网络的保护与恢复，结合X省内的业务需求，深入研究WSON技术，根据组网方案及WSON功能测试分析，分析WSON在智能全光网中的应用策略，加快推动WSON技术的应用，推动传统光传输网向WSON网络演进，持续为X省某运营商提供智能化、高可靠的高质量的网络。

关键词：波长交换光网络；智能全光网；重路由；预置路径；协同保护
1概述
随着5G、IDC等业务的发展，传输网络能力不断提高，带宽已不是运营商追求的唯一目标，运营商开始越来越多地关注传输网络的智能性、网络安全性。

从业务需求的角度分析，要求光网络能够快速、高质量地、高可靠性为用户提供各种带宽服务和应用，光网络逐步由配套网络向业务网络演进。

从网络生存性的角度分析，骨干层具有恢复能力的网状光网络将逐渐替代目
前的环状光网络。

网状光网络的恢复需要的冗余容量比环状光网络少得多，且具
有高度的灵活性。

基于WSON技术的智能全光网具备“更大、更快、更安全、更智能”的属性，本文结合X省内的建设及业务需求，深入研究WSON技术，根据组网方案及WSON
模型测试分析，分析WSON在智能全光网中的应用策略，加快推动WSON技术的应用，持续为X省某运营商提供智能化、高可靠的高质量的网络，推动传统光传输
网向WSON网络演进，提升用户对其品牌的认同感。

2智能全光网的趋势和诉求分析
2.1智能全光网的业务发展趋势
随着智能全光网的范畴从全光承载网扩大到全光业务网，运营商的高品质专线、高清视频、5G承载等全光网业务的发展和演进呈现高品质、大带宽、差异化、云化。

2.2政企本地网内业务
业务发展、网络先行、超高可靠性是运营商网络竞争力的基石。

WSON是全光
网使能技术之一，是全光ROADM网络稳定和可靠运行的关键技术。

（1）网络架构Mesh化和扁平化。

（2）网络管理集约化、智能化和智慧运维。

（3）超高可靠性。

（4）确定性恢复。

高品质和高可靠的诉求要求业务具备确定性恢复能力，
以支撑对客户的合同承诺，同时，在恢复过程中，尽可能避免断断续续，保障业
务稳定承载。

（5）差异化SLA。

根据业务的需求不同，智能全光网需要能够提供差异化的
保护恢复时间功能，为不同等级的业务提供不同的可承诺恢复时间，优先级较高
的业务，需要在断纤时，优先进行恢复，来确保有可用的恢复资源。

（6）跨域管理。

网络扁平化将促使一干、二干、甚至重点城市的城域网融合，形成一张端到端的光网络。

多厂家、多域组网对网络的管理和端到端业务快
速发放提出更高的要求。

3WSON的价值和挑战
3.1WSON的价值
WSON技术随着网络扁平化和区域ROADM网络的应用而兴起，主要是解决波长
调度、实现业务自愈和恢复，主要功能有三点：
（1）自动发现。

WSON采用GMPLS协议来实现节点、拓扑和资源的自动发现，简化了运营商的维护。

（2）自动建连。

WSON基于设备ROADM技术，使物理层设备具备灵活建立连
接的能力，实现业务的快速开通。

（3）自动恢复。

基于ROADM的技术，在发生故障时，WSON可以快速建立新
路径，实现业务的快速恢复，从而可以降低运营商紧急修复光缆的时间压力，减
少紧急事件引入的额外成本。

其特点主要是解决业务故障自愈保护问题，不追求
其极致确定性恢复时间。

3.2WSON的挑战
尽管WSON技术保证了运营商网络的稳定运行，但是随着业务云化、网络规
模的超大化，以及新业务对高品质和差异化服务诉求提升，WSON也存在以下的挑战：
（1）受限于当前WSON的架构，无法支持大规模网络的管控。

期望单域ROADM大规模组网，另外由于WSON路由计算和重路由恢复复杂度、网管和板卡能
力等限制，单域ROADM和ROADM节点数和OA数受限，主流设备商单域一般不超
过150个ROADM节点。

后期需要优化路由计算算法，同时升级硬件，提升单板和
网管的处理能力。

（2）恢复性能不确定。

WSON业务重路由自动恢复是尽力而为策略，恢复路
径和时间具有不确定性，一般情况下秒级到分钟级，恢复路径也由于资源竞争冲
突而不确定。

（3）跨域互通挑战。

3.3WSON网络的保护与恢复
基于WSON强大的资源管理能力以及保护恢复能力，在WSON网络中可以提供
丰富的服务等级，满足运营商精细化业务运营的需要，支撑拓展大客户业务。

（1）永久1+1保护：在源节点和宿节点间建立两条LSP，主备路由尽量分离，业务双发选收。

主备路径中任意一条中断即触发重路由选择新的路径作为备用路径。

只要网络资源足够，ASON/GMPLS控制平面就能为永久1+1业务提供50ms保
护能力。

（2）1+1保护+重路由：在源节点和宿节点间建立两条LSP，主备路由尽量
分离，业务双发选收。

当主备路径都中断时，触发重路由。

提供一次50ms保护
和多次恢复，抗多次断纤。

（3）OMSP保护+重路由：在WSON网络中各复用段建设OMSP保护，主备路由
尽量分离，源节点和宿节点间建立两条LSP，业务双发选收，当主备路径都中断时，触发重路由。

提供一次50ms保护和多次恢复，抗多次断纤。

（4）1+1保护：在源节点和宿节点间建立两条LSP，主备路由尽量分离，业
务双发选收。

只有一次1+1保护能力，无重路由能力，提供一次50ms保护。

（5）重路由保护：银级业务中断后，会触发重路由保护，将生成一条新的
业务，绕开故障点，从而使业务恢复。

当故障修复后，在确保业务安全的情况下，保持业务路径与与用户规划一致，保持网络最优状态。

可设定为可返回式和不可
返回式。

支持自动返回、定时返回、人工返回和强制返回多种方式。

4WSON组网方案及仿真测试
4.1WSON组网方案
选取X省省会覆盖3个核心节点A、B、C，引入OXC；15个地市选取第二核
心节点，引入ROADM，组建WSON网，开启WSON控制平面，组网方案拓扑图如图
1所示：
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WSON网络仿真测试拓扑图
4.2WSON功能仿真测试
在编制方案中依托网络仿真工具，首先进行业务规划，规划出来的业务路由
路径，对规划出来的业务路由路径进行业务板卡配置及光参计算，计算出来设备ONSR容限值（根据经过的所有设备板卡类型计算出来）和业务路径的ONSR（根
据提供的链路衰耗值计算），根据计算结果进行光参端到端是否可达的仿真结果，
设备容限与仿真业务路径算出来的ONSR对比，ONSR大于设备容限，业务可开通，如果ONSR低于容量则不无开通，需要增加电中继板卡。

根据在同一复用段主、备都中断，WSON使能抗一次中断条件下仿真的结果，
仿真全部段落OSNR的仿真指均大于OSNR容限，100G波道不需要再新增电中继板卡。

在业务重路由存在多个路径的时候，系统优先选择性能最优路由，作为重路
由路径，如果业务配置了抗多次中断重路由，需要对网络进行仿真，多次重路由，组合较多，选择的路径可能会导致部分业务经过中间节点的时候需要增加电中继。

以X2地市至省会核心节点A业务为例，采用OMSP保护+二次重路由方式测试，主备路由尽量分离，源节点和宿节点间建立两条LSP，业务双发选收，当X2
地市-省会核心节点C-省会核心节点A主备路径都中断时，触发重路由，第一次
中断倒换时间为41ms，重路由路径为X2地市-X12地市-X13地市-X14地市-省会
核心节点A，重路由倒换时间为2245ms。

当X12地市-X2地市光缆中断时，触发
重路由，重路由路径为X2地市-X9地市-省会核心节点C-省会核心节点A，重路
由倒换时间为2467ms。

通过测试可以看出来，引入WSON技术，增强了智能全光网的可生存性，能
够抵抗多次断纤，并且支持差异化服务，根据不同的客户的业务保护等级决定所
需要的保护等级。

4.3WSON应用策略分析结论
当前全国WSON技术还未大规模应用，WSON技术带来的网络提升能力是巨大的，WSON技术具有提高网络资源利用率、抗多次故障能力等优势。

结合X省省内
业务需求，对WSON网络的重路由仿真测试，得出应用策略如下：
（1）WSON网络中，不建议采用OLP保护，OLP板卡的光层损伤效应在长距
离传输中得到累积，会极大地削弱传输性能。

OMSP保护具有单段孤立性和协议无
关性，故障影响的范围更小，可以实现对96个波道的同时保护，且保护倒换时
间不超过50ms，可实现对网络的低成本高效保护。

在OMSP和WSON协同工作时，WSON不参与OMSP倒换，OMSP倒换不触发WSON 重路由。

OMSP应作为单个链路参与WSON算路。

WSON控制平面应实时监控OMSP 主备链路的光学性能。

OMSP与WSON协同保护，断纤后优先使用OMSP倒换50ms 恢复业务，OMSP主备都故障后，WSON重路由恢复业务。

OMSP与WSON协同保护模型系统示意图如图2所示：
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OMSP与WSON协同保护模型系统示意图
WSON支持不同的业务保护等级（SLA），普通业务可使用OMSP保护，重要中等价值业务使用OMSP+重路由，重要高价值大客户专线可使用OMSP+SNCP（客户侧1+1保护）+重路由提供保护。

OMSP+WSON保护能力：OMSP跨段工作侧断纤，50ms倒换；保护侧断纤，ASON 重路由秒级恢复。

OMSP+SNCP（客户侧1+1保护）+WSON保护能力：工作侧断纤，OMSP 50ms倒换；OMSP保护侧断纤，SNCP保护，实现50ms倒换；同时工作侧重路由，WSON重路由实现永久1+1保护能力。

（2）全网设备全部开启WSON协议，建议配置预置路径，提供确定性恢复路径保护，预置路径可用情况下，恢复时间短。

（3）网络建设初期，业务较少，WSON网络恢复冗余资源充足，重路由基本
不存在资源不足的情况，但后期做大批量业务规划，需要做生存性分析，判断波
道资源是否能够满足业务可靠性要求，并分析关键路径OMS占用率，提供精确解
决方案（如增加线路维度）。

（4）针对启用WSON保护的业务，建议配置为可返回式，多次断纤恢复后，
网络可返回到设计态，避免业务长期处于临时重路由路径。

（5）配置波长可调的OTU；重路由波长冲突时，从源到宿端到端调整波长，
整条路径波长一致。

（6）光层ASON重路由尽量重用老路径，主要考虑到老路径时延，OSNR性能
一般最优，且可提升波道资源利用率。

（7）基于流量工程的路由策略，做到最短距离、最小跳数、最小时延，以
保障业务低时延和可靠性。

参考文献
［1］波长交换光网络（WSON）2.0技术白皮书.CCSA TC618/NGOF，2020；
［2］张传熙，王鹏，刘乘龙.ROADM智能网保护恢复方式探讨[J].邮电设计技术，2018，(9)；
［3］华进，张国新，周鹤.ASON技术在ROADM网络中的应用[J].光通信技术，2018，42(2)；
［4］解文明，叶春，张国新.WSON功能测试及应用策略[J].光通信研究，2015，(3)；
［5］林毅.基于WSON控制平面技术的功能测试策略研究[J].通讯世界，2020，27(7)。

作者简介：
任喆，毕业于北京邮电大学，大学本科，工程硕士，高级工程师，北京电信规划设计院有限公司，研究方向：有线传输。

贾延寿，毕业于北京邮电大学，大学本科，高级工程师，北京电信规划设计院有限公司，研究方向：有线传输。

牛杰，毕业于南京邮电大学，大学本科，北京政通永益科技有限公司，研究方向：有线传输。

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