本技術涉及通信行業光傳輸網，尤其是涉及一種基于roadm的多路徑倒換網絡保護方法及系統。
背景技術：
1、隨著網絡規模與網絡容量的持續擴展，承載的業務連接數量呈指數級增長。為滿足不斷攀升的流量需求，dwdm（dense?wavelength?division?multiplexing）技術在傳輸容量與傳輸距離上不斷突破，使光傳輸網絡從傳統的環網、鏈型組網逐步演進為更加靈活的mesh組網結構。
2、然而，網絡拓撲和業務規模的復雜化，也顯著提升了網絡管理、網絡控制以及業務調度與維護的難度。傳統依賴人工規劃和靜態配置的方式，已難以滿足現網對靈活性、可靠性和快速開通的要求。在此背景下，具備波長級靈活調度與自動化重構能力的roadm（reconfigurable?optical?add/drop?multiplexer）網絡應運而生。roadm在提升網絡靈活性和資源利用率的同時，也使業務路徑更加多樣化，業務在網絡中往往存在多條可達光通道。目前現有光網絡保護技術主要有以下兩種方式：
3、1.傳統olp（optical?line?protection）結構：在現有光網絡中，傳統的網絡保護主要通過olp1:1或1+1架構實現。其優點是實現簡單、成本低；缺點是只能支持兩條路徑（主用/備用），無法實現多路徑保護，且保護切換通常綁定物理端口，不支持roadm的靈活調度能力，難以適配復雜mesh組網的需求。
4、2.基于wson（wavelength?switched?optical?network）的restoration（恢復）技術：端智能光網通過引入gmpls-ason控制平面，結合動態路徑計算算法，在業務發生故障時為其重新計算并建立可用光傳輸路徑，以實現業務的restoration。其優點是自動尋徑、路徑靈活、可跨多跳、適合復雜網絡；缺點是需要復雜的控制器算法、拓撲數據庫和實時計算能力，并需搭配專屬的服務器，成本高昂，不適用于中低維度roadm站點及現網改造場景。現有技術中存在的核心問題的是：現網roadm站點雖具備colorless、directionless等特性，但需依賴復雜的控制平面（如gmpls-ason）才能實現多路徑靈活保護；若不依賴控制平面，僅依靠olp的1+1保護，則缺乏多路徑保護的能力。
技術實現思路
1、為了解決目前的一種基于roadm的多路徑倒換網絡保護方法及系統由于其本身的設計特點，本發明人發現現有技術中olp結構無法實現多路徑保護、wson恢復技術依賴復雜控制平面且成本高昂的技術缺陷情況，本技術提供一種基于roadm的多路徑倒換網絡保護方法及系統。
2、本技術提供的一種基于roadm的多路徑倒換網絡保護方法系統，采用如下的技術方案：該系統包括多個roadm站點、網管系統及otu模塊，
3、所述roadm站點：分為本地側和方向側，是實現業務調度與路徑倒換的核心載體。其中，本地側包括第一wss模塊和第二wss模塊，所述第一wss模塊用于實現業務波長的上下波，所述第二wss模塊用于實現業務波長向不同方向的調度；所述方向側為n維結構，具備n個方向，每個方向配置一塊wss板卡，負責該方向上波長的入/出轉接與方向選擇，實現業務在不同方向間的靈活轉發。
4、通過采用上述方案，將roadm站點劃分為本地側與方向側，可分別聚焦業務的上下波處理與跨方向調度功能，避免模塊功能重疊導致的資源浪費與調度混亂。第一wss模塊與第二wss模塊的分工協作，既保證了業務波長從本地接入或向本地輸出的精準性，又能通過第二wss模塊的方向調度能力，為業務提供多條潛在傳輸路徑的選擇基礎；而方向側n維結構的設計，使每個方向獨立配置wss板卡，進一步增強了不同方向間波長轉接的靈活性，為后續多路徑保護的實現提供了硬件層面的支持。
5、進一步地，所述otu模塊：設置于源站點和宿站點，用于將電信號轉換為光信號，其發送端口和接收端口分別作為業務的源端口和宿端口，是業務上下波的關鍵部件。
6、通過采用上述方案，otu模塊作為業務信號的“光電轉換樞紐”，在源站點將業務電信號轉換為可在光傳輸網絡中傳輸的光信號，在宿站點則將接收的光信號還原為電信號，實現業務的端到端傳輸。其發送端口與接收端口明確的源宿角色定位，為網管系統識別業務的起點與終點、精準配置路徑參數提供了清晰的標識，確保業務在主路徑與保護路徑間倒換時，信號的收發邏輯始終保持一致。
7、進一步地，所述網管系統：作為系統的控制核心，用于預配置業務的主路徑、至少一條保護路徑及各路徑的優先級，配置各roadm站點內wss模塊的參數包括端口號、業務中心頻率、通道帶寬及光功率衰減值，實時檢測鏈路故障告警，并在故障發生時觸發路徑倒換。
8、通過采用上述方案，網管系統實現了對業務路徑的“全生命周期管理”：預配置階段，技術人員可根據網絡拓撲與業務需求，為每個業務規劃主路徑與多條保護路徑，并設定路徑優先級，確保故障發生時系統能按預設邏輯選擇最優備用路徑；wss模塊參數的統一配置，保證了同一業務在不同路徑中波長參數的一致性，避免因參數不匹配導致的信號傳輸異常；實時故障檢測功能則能快速捕捉斷纖、站點掉電、板卡故障等異常，通過觸發路徑倒換指令，實現業務從故障路徑向可用保護路徑的自動切換，大幅縮短業務中斷時間。此外，網管系統的集中控制模式，無需依賴復雜的gmpls-ason控制平面，降低了系統部署與維護成本，更適配中低維度roadm站點及現網改造場景。
9、進一步地，所述wss模塊的參數配置需滿足：同一業務路徑中的各wss模塊配置相同的業務中心頻率和通道帶寬，端口號根據otu模塊與wss模塊的物理連接關系設定，光功率衰減值根據鏈路中各節點的光功率情況調整，使各業務波長在路徑中的光功率保持一致，確保業務傳輸質量。
10、同一業務路徑內各wss模塊采用相同的業務中心頻率與通道帶寬，可避免因波長參數差異導致的信號混疊或傳輸損耗，保證業務在路徑各節點間的兼容性；端口號依據otu與wss的物理連接關系設定，能精準匹配業務信號的接入與輸出端口，防止端口錯配引發的業務中斷；而光功率衰減值的動態調整，則可平衡鏈路中不同節點的光功率水平，避免因光功率過高導致的非線性效應或過低造成的接收靈敏度不足，從而保障業務在全路徑范圍內的穩定傳輸質量。
11、進一步地，所述保護路徑與主路徑的源站點、宿站點保持一致，途徑站點與主路徑的途徑站點不完全相同，避免主路徑與保護路徑在同一故障點同時失效，提升保護的可靠性，
12、例如，主路徑從源站點a經站點b、c到達宿站點d，保護路徑可設計為從a經站點e、f到達d，兩條路徑在物理鏈路上無重疊段，當主路徑的b-c段發生斷纖故障時，保護路徑的e-f段不受影響，確保業務可通過保護路徑正常傳輸。此外，保護路徑的途徑站點選擇還可結合網絡拓撲的冗余度與鏈路負載情況，優先選擇鏈路負載較低、節點可靠性較高的路徑，進一步提升保護路徑的可用性。
13、進一步地，為適配不同場景的需求，所述本地側的第一wss模塊可替換為固定通道間隔的合分波器（mux/demux），用于實現業務波長的合分波功能，降低部分場景下的部署成本。
14、通過采用上述技術方案，在僅需實現固定波長上下波、對調度靈活性要求較低的場景中，如中小規模園區光傳輸網絡或業務波長配置相對固定的專線業務場景，將第一wss模塊替換為合分波器，可在滿足基本合分波需求的前提下，減少wss模塊的使用數量，從而降低硬件采購與運維成本。合分波器具備固定的通道間隔與波長過濾特性，能穩定實現預設波長的合波與分波，其操作簡單、可靠性高的特點，也更適合對技術復雜度要求較低的場景。同時，合分波器與第二wss模塊的配合，仍能保留方向側的靈活調度能力，既保證了業務在不同方向間的轉發需求，又能根據場景特性平衡成本與功能，提升系統的適用性。
15、?一種基于roadm的多路徑倒換網絡保護方法，該方法基于上述系統實現，具體包括以下步驟：
16、s1：建立業務主路徑
17、通過網管系統選定業務所經過的源站點、途徑站點和宿站點，配置業務從源端口到宿端口所經過的各roadm站點內wss的參數，以建立業務主路徑。具體過程為：業務經otu模塊將電信號轉換為光信號輸送至第一wss模塊的上下波端口，通過網管配置第一wss模塊參數，令不同業務波長進行合波，經第一wss模塊公共端口輸出至第二wss模塊公共端口；第二wss模塊的上下波端口與各個方向的wss模塊上下波端口相連，通過配置第二wss模塊的參數，將業務波長調度至與目標方向對應的方向側wss模塊，從而實現業務向指定方向的轉發，完成主路徑的建立。
18、?s2：建立至少一條保護路徑
19、選擇需要保護的主路徑進行關聯，源宿站點與主路徑保持一致，選擇新的途徑站點（新的途徑站點與主路徑的途徑站點不能完全一致，避免同一故障點導致主備路徑同時失效），預先配置業務從源端口到宿端口所經過的各個wss參數，以建立業務保護路徑。其中，保護路徑的wss參數配置僅需預先配置與主路徑不同的wss端口號和光功率衰減值，其余參數（業務中心頻率、通道帶寬）與主路徑保持一致，用于在倒換時實現業務波長在波長級別的方向調度。若需要建立多條保護路徑，則重復本步驟s2，形成多級保護架構。
20、s3：配置倒換邏輯
21、保護路徑建立時，通過網管系統配置倒換觸發的條件、倒換模式、倒換動作，目的是在出現鏈路故障告警時，可實現路徑的倒換。其中，倒換觸發條件通常為otu模塊的los/lof告警，當鏈路中發生斷纖、站點掉電、板卡故障等異常時，otu模塊檢測到光信號異常并上報告警信息；倒換模式通常為人工倒換和自動倒換，人工倒換為人工觸發路徑切換，自動倒換為在檢測到告警后，由系統自動執行路徑切換；倒換動作為由當前路徑切換至下一優先級的保護路徑，系統根據保護路徑的預配置參數，對當前路徑的wss參數進行刪除，再自動對保護路徑中的各wss進行配置，以建立新的業務光通道。
22、s4：故障檢測與路徑倒換
23、當前業務路徑發生故障時，系統根據告警信息中攜帶的源宿端口標識，觸發對應業務按預設優先級執行倒換。完成wss的重配置后，業務在新的路徑上恢復傳輸，實現業務的快速恢復，有效避免業務中斷。
24、通過采用上述技術方案，系統首先通過otu模塊實時監測光信號的狀態，一旦檢測到los（光信號丟失）或lof（幀丟失）等告警，立即將告警信息攜帶源宿端口標識發送至網管系統。網管系統根據預設的倒換邏輯，定位到對應的故障業務及其預配置的保護路徑優先級列表。隨后，系統自動執行倒換動作：第一步，刪除當前故障路徑中各roadm站點內wss模塊的參數配置，切斷故障路徑的光信號傳輸；第二步，按照優先級順序調用預配置的保護路徑參數，依次對保護路徑所經的所有roadm站點內的第二wss模塊及方向側wss模塊進行參數下發，比如將第二wss模塊的調度端口從主路徑對應的方向側wss板卡切換至保護路徑對應的方向側wss板卡，同時調整光功率衰減值以匹配保護路徑的鏈路損耗。整個倒換過程無需依賴復雜的動態路徑計算，僅通過調用預配置參數完成wss模塊的快速重配置。
25、綜上所述，本技術包括以下有益技術效果：
26、1.無需依賴復雜控制平面：本發明的多路徑倒換過程不依賴gmpls、ason等復雜控制平面，無需維護全網拓撲數據庫或進行實時路徑計算，倒換決策基于預設的路徑關系、優先級完成，降低了系統復雜度和部署成本，適配中低維roadm站點和現網改造場景，解決了現有技術中依賴控制平面導致成本高昂的問題。
27、2.實現多路徑靈活保護：區別于olp結構僅能支持兩條主備路徑的局限，本發明可預配置多條保護路徑，形成主路徑→第一保護路徑→第二保護路徑的多級倒換架構，實現多于1+1的保護能力，顯著提升網絡的抗故障能力和可靠性。
28、3.本發明可利用現網roadm站點的現有能力，無需大規模改造硬件設備，本地側的wss模塊可替換為合分波器（mux/demux），適配不同場景的部署需求，降低現網改造的成本和難度。