基于光纤通信系统的最优航迹网络规划模型设计
杨鲲
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杨鲲,. 基于光纤通信系统的最优航迹网络规划模型设计[J]. 光电子进展,2024.6. DOI:10.12721/ccn.2024.160552.
摘要:
本项目针对多个空间、多个领域的立体空间组网,针对目前光网络安全所面临的重大挑战,尤其是在单节点、单节点条件下,由于供电方式不合理,给光网络设备带来的安全隐患较大等问题,研究合理的供电方式。在此基础上,本项目提出了一种基于多层多模光纤信道的双向传输方案,并通过双波长传输技术,有效地提升了系统的频谱利用率,并在此基础上,通过引入安全防护措施,有效地避免了关键信息的泄漏和窃听。以链路可靠度为优化目标,针对光纤通信系统的物理特点,构建了一种基于光纤通信系统的最优航迹规划模型,并对其进行了求解。最后,本文给出了两个可行的解决方案,并对其进行了深入的分析。
关键词: 关键节点;网络安全;传输系统;电源引接;光缆多路由;异地容灾
DOI:10.12721/ccn.2024.160552
基金资助:

1引言

随着4 G/5 G、集团专线、家庭宽带等业务的迅速发展,在省、市、县等多个关键节点部署了大量的服务平台与传输系统,形成了多层、多域、多层次的立体架构,使其在多故障环境下的生存力与安全性问题日益突出。如何有效地对网络中的关键节点以及整个网络中的用户终端进行可靠地保护,就显得尤为重要。当前,随着业务的高度集中化,网络的安全问题也越来越突出[1]。尤其是在一些市、区、县的分公司,仍然普遍存在着“单中心”的情况。当电力系统等出现故障时,整个系统存在着很大的风险,这将导致巨大的经济损失,对人们的生产、生活产生很大的影响。

2关键节点的传输单节点电源引接

由单个节点的电源引线向关键节点发送电源,向关键节点供电。为了保证省干线、城市骨干、城市骨干等设备的供电、用电安全,应准备两个备用电源。在实际操作中,如果同一城市内多个局室都采用相同的主备供电模式,则每台发射装置的用电量都不相同。当本地城市中心节点或区县主干节点只有一间机房时,如果同一间机房内有相互保护的传送装置,为了防止在交叉供电时,因其中一间机房内的一间机房内的工作与保护路由所消耗的电力,应分别从两间机房内的两间机房中抽取,以防止其中一间机房内的开关电源发生故障,从而造成整个传送系统的服务完全阻塞[2]。图1所示为单节点电源传输的接口示意图如图1,

1.png图1 传输单节点电源引接示意

2.png图2 传输单节点传输系统网络架构示意

图2所示为一种单点传输系统的网络结构,其中三对设备都位于同一主干网上。为了解决问题,需要对联接参数进行合理的设置,以保证系统的可靠性。如图1所示,请参考A4、a7、a9、b4、b7、b9、b9,以确保配线的正确性。

3 光缆多路由风险分析

为了保证网络的稳定可靠运行,需要有足够多的备用节点来支持交换机。由于网络业务的广泛性、网络结构的复杂性以及不同区域用户的业务需求的多样性,在建设过程中必须同时考虑到网络的可靠性和业务的差异性。SDH系统用与 PTN系统相同的方法来连接,但可参考图1来解释其适当的连接。

在一个传输节点上同时存在三套以上的开关电源的情况下,由于头柜的安装和设计都需要由电力专业人员来进行整体的规划和设计,再加上电力设计师和建设公司的维护和管理人员频繁更换,使得相关的资源情况难以确定,而传输专业人员又难以将其从计划和设计中排除出去,无法精确地确定头柜究竟是从哪一套开关电源里抽出来的,因此即使采用双路供电方式,也存在着较大的安全隐患。因而,作为输变电机房中的重要设备,变压器的故障不仅会对输变电线路的安全运行造成很大的影响,还会引起火灾事故。为因此,要想进一步增强网络的安全性,就需要对网络中的重要节点,尤其是个体节点,进行综合性的安全评价。有些分支机构在对某一节点的安全巡查中,往往要注意到这一现象,若不能及时发现,将造成重大的安全事故。在这一点上,传输设备工作人员要清楚地认识到这一点,并把它作为一个重要的指标,纳入到企业的管理体系中。这种安全隐患不是从结构上产生的,而是从装置的导线设计上产生的内在缺陷。为提高资源维护的精确度与设计的安全性,建议由传送设备专业人士来规划与设计,这就要求相关的管理部门做好整体的统筹与协调。针对多路径传输的情况,给出了多路径传输的风险分析。

另外,由于各结点之间的通讯路径不一致,或是链路连接出现了异常,使得邻近结点之间产生了互相干扰。在这些条件下,要确保不发生意外事故,就必须建立起一种有效的预警机制,同时还要有针对性地采取相应的应对措施。

4 在跨区域的单一节点上传输核心和备份

考虑在一个本地市附近区县骨干节点上选取异地容灾备份节点,图4为异地容灾节点选取示意中的“骨干节点A1个”.具体方案见下图。

(1)挑选核心节点

为了满足中、远期业务存取的需求,对电脑机房的空间和电源提出了更高的要求。本课题拟将某一城域主传送网络的双节点集合(例如,某一城市的 Bridge A、 BridgeA1)与本地市其他 BridgeA1节点集合形成双节点,并将其集成到同一省级 Bridge网络中,形成双节点双上联体系结构。

(2)进行业务的割接操作

在异构网络环境下,业务划分是一种具有挑战性的技术,目前尚有诸多难点亟待解决。在传统的集中式部署方式下,没有统一的管理平台和规范的操作流程,造成了大量的重复工作。这不仅需要面临大量业务裁剪,运算复杂,还需要对整个网络的多层次(包括 OTN和 PTN)进行调整,带来很大的风险。传统的光纤传输网无法满足区域间的相互联系,需要通过光纤网络进行传输。另外,还需要新建一条光缆,这是一项长期而浩大的工程。在这种情况下,传统的集中式容灾技术就变得势在必行。

3.png图3 传输设备Mesh组网示意图

4.png图4 异地容灾节点选择示意

参考文献

[1] 张杰,赵永利,马辰,等.多重故障光网络生存性技术[M].北京:人民邮电出 版社,2017.

[2] 肖蔼玲,王颖,孟洛明,等.面向多节点故障的生存性虚拟网络映射方法[J]. 通信学报,2015,36(4):85-92.

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