4. Архитектура сети sdh
1. Радиально – кольцевая архитектура, построена на двух базовых топологиях: «кольцо» и «последовательная линейная цепь» (рис. 4.1).
Рис. 4.1. Радиально-кольцевая сеть SDH
2. Кольцо – кольцо, соединение одинакового уровня иерархии SDH (хотя возможно и различного уровня) (рис. 4.2, 4.3).
Рис. 4.2. Схема связи двух колец одного уровня (STM-4) с помощью интерфейсных карт
Рис. 4.3. Каскадное соединение колец разного уровня (STM-1 – STM-4 – STM-16) с помощью оптических трибов
5. Методы защиты синхронных потоков sdh
Одним из основных преимуществ технологии SDH является возможность организации сети, при которой достигается высокая надежность ее функционирования, обусловленная не только надежностью оборудования SDH (т.е. аппаратной надежностью) и надежностью среды передачи (т.е. надежностью волоконно-оптического кабеля), с возможностью сохранения или восстановления (десятки мсек.) работоспособности сети, так называемой системной надежностью. Такие сети называются термином самовосстанавливающиеся. И характеризуются следующими особенностями:
Для быстрого восстановления работоспособности синхронных сетей могут быть применены следующие схемы:
Резервирование участков схемами 1+1; 1:1 по разнесенным трассам.
Резервирование терминального оборудования по схемам 1:1 или N:1; N:m.
Организация самовосстанавливающихся кольцевых и линейных сетей (1+1; 1:1).
Резервирование 1+1 – означает, что в узле приема сигналы анализируется и выбирается тот, который имеет лучшие параметры сигнала.
Резервирование 1:1 – означает, что в узле приема различным маршрутом назначаются приоритеты: низкий, высокий. Ветвь с низким приоритетом находится в режиме горячего резерва и по сигналу аварийного переключения может быть включена.
Для организации топологии “кольцо” может быть использовано два волокна (так называемое сдвоенное кольцо), или четыре волокна (так называемое счетверенное кольцо). Допустим, если сбой вызван повреждением обоих волокон, то происходит замыкание основного и защитного кольца на границах дефектного участка (рис. 5.1).
Рис. 5.1. Метод защиты путем исключения поврежденного участка
Так системы управления SDH мультиплексоров позволяют организовать обходный путь, т.е. позволяющий пропустить агрегатный поток мимо мультиплексора (рис. 5.2).
Рис. 5.2. Метод защиты путем организации обходного пути
Восстановление работоспособности осуществляется за счет резервирования на уровне трибных интерфейсов. Схема резервирования в данном случае обозначается как N:m, использует m резервных на N работающих интерфейсных карт, например 2 Мбит/с (21:1, 16:1) или STM-1 (1:1).
5.1. Защита кольца
Кольцевая сеть состоит из аппаратуры SDН (узлы передачи), последовательно связанной между собой в замкнутую структуру.
Защита в кольцевых сетях - автоматического типа (сети с cамовосстановлением self-healing) с активизацией переключения в случаях повреждения и случайного понижения качества сигнала.
Кольца с защитой SDН подразделяются на две категории, в зависимости от топологии переключении:
- кольцо с переключением тракта (Path Switched Ring);
- кольцо с переключением секции мультиплексирования (MS Switched Ring). Кроме того, кольца можно определить, как:
- однонаправленные, когда во время нормального осуществления связи между узлами X и Y, сигналы от X к Y и от Y к X следуют по кольцу в одном направлении (рис. 5.3).
Рис. 5.3. Однонаправленное кольцо; RХ - приёмник сигналов; ТХ - передатчик сигналов
- двунаправленные, когда во время нормального осуществления связи между двумя узлами X и Y. Сигнал транспортного потока от X к Y протекает по кольцу в направлении противоположном относительно сигнала Y к X (рис. 5.4).
Рис. 5.4. Двунаправленное кольцо
Защита однонаправленного кольца
В случае однонаправленного кольца возможна как защита тракта, так и защита секции мультиплексирования.
Сеть с защитой тракта состоит из 2 колец, с маршрутами в противоположных направлениях, из которых одно передает график, в то время как второе предназначено для зашиты.
Ниже на рис. 5.5 показано, что при передаче сигналы от обоих рассматриваемых узлов (В и E) посылаются параллельно как во внешнее кольцо, так и во внутреннее.
Сейчас допустим, что при условии нормального функционирования, внутреннее кольцо (по часовой стрелке) предназначено для рабочего режима, в то время, как внешнее кольцо (против часовой стрелки) используется как резервное.
Рис. 5.5. Однонаправленное кольцо с защитой тракта при нормальном функционировании
При повреждении, например, между узлами С и D (рис. 5.6) трафик в направлении от В к Е удаляется из резервного тракта (внешнего кольца) после того, как было произведено переключение (1 + 1) на станции Е.
Рис. 5.6. Однонаправленное кольцо с защитой тракта при обрыве линии
Кольца с защитой тракта не функционируют на основе критериев, передаваемых посредством байтов К1 и К2. Кольцо с защитой секции, мультиплексирования (однонаправленное кольцо с переключением секции мультиплексирования - Unidirectional MS Switched Ring) состоит из двух колец, из которых одно предназначен для предоставления услуг, а другое используется как резервное.
На рис. 5.7 показаны условия нормального функционирования, когда предполагается, что два сигнала двунаправленной связи (например, от В к Е или от Е к В) передаются по кольцу в одном и том же направлении.
Рис. 5.7. Однонаправленное кольцо с защитой MS при нормальном функционировании
В случае повреждения между узлами С и D, трафик в направлении от В к Е сохраняет тот же маршрут (рис. 5.8).
Чтобы передать в этом случае сигнал от Е к В, кольцо осуществляет первую петлю в узле D и направляет трафик на резервный путь.
Информационный сигнал, после того как он прошел через аппаратуру Е, А и В, достигает С. где осуществляется вторая петля, позволяющая потоку достигнуть выхода в В.
Рис. 5.8. Однонаправленное кольцо с защитой MS при повреждении линии
При таком типе конфигурации в кольце активизируются петли на узлах, прилегающих к месту повреждения: при устранении повреждения кольцо возвращается к нормальной конфигурации работы и освобождает систему зашиты для других случайных повреждений (аварий).
Если кольцо не используется в целях защиты, то его можно использовать для передачи дополнительного графика; в случае же запроса о защите, дополнительный сигнал удаляется из резервного тракта.
Сеть в виде кольца с защитой секции мультиплексирования использует байты К1 и К2 для коммутации сообщений.
Защита двунаправленного кольца. В двунаправленных кольцах может осуществляться только защита на уровне секции мультиплексирования (двунаправленное кольцо с переключением секции мультиплексирования - Bidirectional MS Switched Ring); каждую секцию кольца можно реализовать, используя 2 или 4 волокна:
- двунаправленное двухволоконное кольцо с переключением секции мультиплексирования (Two Fiber Bidirectional IMS Switched Ring), где каждая секция кольца содержит 2 волокна (одно для передачи ТХ и одно для приема RX); следовательно в каждом волокне половина каналов будет использоваться в рабочем режиме, в то время как другая половина будет использоваться как резерв;
-двунаправленное четырехволоконное кольцо с переключением секции мультиплексирования (Four Fiber Bidirectional IMS Switched Ring), где в каждой секции кольца - 4 волокна (два для передачи TX и два для приема RX); рабочие и резервные потоки направлены по двум разным волокнам, как в направлении передачи TX, так и в направлении RX.
На рис. 5.9. приведена схема двунаправленного кольца с двумя волокнами, в которой показано, как сигналы двунаправленной связи (например, от В к Е или от Е к В) в условиях нормального функционирования пересекают одни и те же секции кольца; поэтому в случае повреждения поражаются оба направления.
Рис. 5.9. Двунаправленное кольцо с защитой MS при нормальном функционировании
Если наблюдается повреждение, например в секции С -> D. то сигнал В -> D переводится в резервное (внутреннее) кольцо, посредством петли на терминале С (рис. 5.10).
Сигнал, после того, как он пересек узлы В, А и Е достигает станции D, где через петлю он всегда вставляется в рабочий поток внешнего кольца и достигает поэтому узла Е.
Аналогичным образом это происходит и с сигналом Е -> В; чтобы перенаправить потоки необходимо образовать петлю на узлах, прилегающих к месту, где наблюдается повреждение.
Рис. 5.10. Двунаправленное кольцо с защитой MS при повреждении линии
После устранения повреждения кольцо возвращается к нормальной конфигурации работы и освобождает систему защиты для других случайных повреждений (аварий).
Если кольцо не используется для защиты, то его можно использовать для организации дополнительного графика; в случае же запроса о защите дополнительный сигнал выводится из резервного тракта.
Сеть в виде кольца с защитой секции мультиплексирования использует байты К1 и К2 для коммутации.