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双活太远用波分 容灾链路设计关键点分享

转载 作者:陶然陶然 时间:2018-07-05 15:21:29 0 删除 编辑

容灾通信链路设计是保障用户在合理的通信成本下成功实现容灾系统建设的重要步骤。不同的通信链路有不同的属性,如距离支持、带宽能力等,而不同的容灾技术和容灾应用对通信链路的要求并不相同。

容灾通信链路的选择

对于容灾方案,无论采用哪种容灾通信链路,都需要从信息系统灾备的实际需求出发,确定风险的类型,分析各业务系统不同的容灾要求,明确灾备系统的RTO和RPO的目标。用户还需要根据应用数据特点、可以承受的成本来选择合适的数据传输方式。容灾通信链路的选择需要解答以下问题:

容灾通信链路距离(即生产中心到容灾中心的距离),需要根据抵御的风险类型确定,如区域性灾难需要选择异地灾备,站点灾难可选择同城灾备,系统或设备故障可选择同机房灾备。

容灾通信链路带宽,需要根据业务应用分析,明确RTO和RPO需求,从而确定需要哪种带宽链路和需要多少条。

容灾通信链路选择后,还需要根据应用系统的数据变化量、数据传输的可靠性,进行验证确认设计的链路是否满足预期的目标。目前数据远程传输的主要方式、优缺点、适合的传输距离如表所示。

容灾链路连接方式

当前业界容灾方案的通信链路基本采用“裸光纤直连交换机方式、通过DWDM设备连接裸光纤方式、IP网络方式”等,每种方式各有利弊,基于应用的容灾技术建设容灾系统,主要采用标准的IP网络连接,通信链路可以是ATM、E1/E3、IP等,如果采用基于存储或虚拟存储的技术来建设容灾方案,则可以采用裸光纤、DWDM、SONET、SDH等通信链路,也可以通过FCIP设备利用ATM、E1/E3、IP等通信链路。

目前主要传输介质是光纤,按照数据在光纤中的传输模式可分为单模光纤和多模光纤。其中多模光纤由于存在模式色散,在长距离传输时会使光纤的带宽变窄,降低其传输容量,其有效传输距离为2~4km。因此在远距离(大于等于100KM)的传输中一般采用单模光纤进行传输。

准同步数字系列PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy),在使用光信号传输前,使用电信号进行传输方式。 传输速率在150M以内。

同步光纤网SONET(Synchronous Optical Network)和同步数字系列SDH (Synchronous Digital Hierarchy)是早期的光传输技术,一根光纤只能传输一路光信号,目前现网还在大量使用,但已经不在上面进行新技术开发。正在被逐步替代。传输速率包括155Mbps、622Mbps、2.5Gbps、10Gbps。

波分复用技术WDM(Wavelength Division Multiplex),一根光纤上同时传输多路光信号的技术,有DWDM(Dense WDM)和CWDM(Corase WDM)两种,当前主流是DWDM。

单个光信号的传输速率包括2.5Gbps、10Gbps、40Gbps、100Gbps、200Gbps

单根光纤可传输的光波长数量:32/40/80/96/106/160。目前主流的应用是40波和80波系统。

链路复用方式选择

单模光纤具有传输带宽大,传输成本高等特点。为了有效地利用传输带宽,降低传输成本,通常采用多路复用技术,即将一个物理通道分为多个逻辑信道,使多路传输信号同时在一个物理信道内传输,以有效地使用传输介质的带宽,提高信道的传输效率。

多路复用技术主要有频分多路复用(Frequency Division Multiplexing,FDM),时分多路复用(Time Division Multiplexing,TDM),码分多路复用(Code Division Multiplexing,CDM)。容灾的光纤链路中主要采用的复用方式是频分多路复用和时分多路复用。

同步数字系列

同步数字系列(Synchronous DigitalHierarchy SDH)是以SONET为基础,制订出的国际标准,是一整套可进行同步数字传输、复用和交叉连接的标准化数字信号的等级结构,也是一种时分复用技术。SDH是在电路层对信号进行复用,基本原理是将PDH、ATM、IP等信号打包成信息包后,放在STM-N帧中,然后由STM-N信号承载,在SDH网络上进行传输,其所采用的复用方式是同步复用和灵活的映射结构(可以理解为时分复用的方式)。

在波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)技术出现之前,典型的超长距离光传输链路的每对光纤仅传送一路SDH或SONET信号。由于光纤存在损耗,信号每传输80km就需要进行3R光-电-光(OEO)再生,再生距离的选择由光纤衰减系数和接收机的灵敏度来决定。网络由一连串的OEO再生器组

成,OEO再生器的成本高,因此基于该技术的大容量数据传送网非常昂贵。

波分多路复用

波分多路复用技术是基于光层的对传输媒介的复用技术,是一种特殊的频分复用技术,它将两种或多种不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(亦称合波器,Multiplexer)汇合在一起,并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术;在接收端,经解复用器(亦称分波器或称去复用器,Demultiplexer)

将各种波长的光载波分离,然后由光接收机作进一步处理以恢复原信号。

按照通道间隔的不同,WDM可以细分为CWDM(稀疏波分复用)和DWDM(密集波分复用)。CWDM的信道间隔为20nm,而DWDM的信道间隔从0.2nm 到1.2nm。在WDM的传输网中同样存在光纤损耗,解决方法是每经过80km的光纤跨段后,用一个掺铒光纤放大器(EDFA)将所有的DWDM光信号功率放大,EDFA可以同时放大40~80个波长信道的光信号,因此其额外成本由所有信道分摊,随着信道数目的增加,传送每比特的成本会进一步降低。

第一代DWDM系统中,由于技术所允许的最大无电中继传输距离在640km左右,所支持的无电中继的典型距离为400km,一般运用于城域核心网。新兴的第三代LHDWDM网络采用ULH技术,信号的传输距离可以达到3000km甚至更远而不需要OEO电再生,可运用于长途骨干网。在到达目的地之前,信号不但处于传输层,而且处于光层,可进一步去掉多余的OEO再生器,进一步降低传输成本和传输时延。

总之,要根据距离和成本来选择不同的容灾通信链路复用方式,基于现有的光纤网络基础,容灾距离在100km左右建议采用城域WDM传输网络,容灾距离在1000km及以上则可以采用SDH传输网络、长途骨干WDM传输网络,或者SDH+WDM混合的传输网络。DWDM设备组成如下:

波长转换:把要传输的业务,转换成对应波长的光信号;包含前面介绍的光发射机和光接收机

MUX: 把多个波长信号合到一根光纤上

DEMUX:把一根光纤上的多个波长信号分开,和MUX使用同样的器件

DCM:色散补偿,可选

光放:进行光功率放大

光纤:传输介质

总之,DWDM系统采用的各种光的波长都是不同的,也就是特定标准波长。为了区别于SDH等系统的普通宽谱波长,有时把WDM系统的波长称为彩光(Colored),而称普通光系统的光接口为黑白光(Grey)。WDM波分复用就是将不同颜色的“光”(波长)在同一根光纤中传输。


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