Методи за осигуряване на оцеляване на мрежата - Студопедия
Една от силните страни на първичните SDH мрежи е разнообразен набор от инструменти за устойчивост на грешки, които позволяват на мрежата бързо (за десетки милисекунди) да се възстанови в случай на повреда на който и да е мрежов елемент - комуникационна линия, порт или мултиплексорна карта, мултиплексорът като цяло.
В SDH терминът автоматично защитно превключване (Automatic Protection Switching, APS) се използва като общо наименование на отказоустойчиви механизми, отразяващи факта на преход (превключване) към резервен път или резервен елемент на мултиплексора в случай на повреда на основния. Мрежите, които поддържат такъв механизъм, се наричат самовъзстановяващи се в стандартите SDH.
В SDH мрежите се използват три защитни схеми.
| Връзки |
□ Защита 1+1 означава, че резервният елемент върши същата работа като основния. Например, когато защитавате трибутарна карта по схемата 1 + 1, трафикът преминава както през работната (излишна), така и през защитната (резервна) карта.
□ Защита 1:1 означава, че защитният елемент в нормален режим не изпълнява функциите на защитавания елемент, а превключва към тях само при повреда.
□ Защитата 1:N осигурява разпределянето на един защитен елемент на N защитен. Ако един от защитените елементи излезе от строя, защитният елемент започва да изпълнява функциите си, докато останалите елементи остават незащитени - до подмяната на отказалия елемент.
В зависимост от вида на мрежовия елемент, защитен чрез резервиране, в SDH оборудването и мрежите се използват следните основни видове автоматична защита: защита на оборудването, превключване, защита на картата, защита на мултиплексната секция, защита на мрежовата връзка, споделеназащита на мултиплексна секция в пръстеновидна топология.
□ Equipment Protection Switching (EPS) - Защита на модулите и елементите на SDH оборудването. Използва се за такива жизненоважни елементи на мултиплексора като процесор, комутационен блок (кръстосан конектор), захранващ блок, вход за синхронизация и др. EPS обикновено работи в схема 1 + 1 или 1: 1.
□ Защита на картите (CP) — защита на агрегатни и трибутарни мултиплексорни карти; позволява на мултиплексора автоматично да продължи работата си в случай на повреда на една от агрегатните или трибутарните карти. Използва се защита по схемите 1+1, 1:1 и 1:N. Защитата 1+1 осигурява непрекъснатост на транспортната услуга, тъй като трафикът на потребителската връзка не се прекъсва, когато картата се повреди. На фиг. 11.8, например, мултиплексорът поддържа CP защита на трибутарни двупортови карти по схемата 1 + 1. Една от трибутарните карти е основна или работна, а другата е защитна. Режимът на работа на двойка карти, свързани по този начин, се задава от командата за конфигуриране на мултиплексора. В режим, в който и двете трибутарни карти работят, трафикът се обработва паралелно от всяка карта.
Допълнителна превключваща карта се използва за превключване на трафика между трибутарни карти. Входящият трафик на всеки порт отива към входния мост на превключващата карта, който разклонява трафика и го предава към входовете на съответните портове на трибутарните карти. Общата карта получава и двата STM-N сигнала от трибутарните карти и избира само сигнала от текущо активната карта. Изходящият трафик от сборната карта също се обработва от двете трибутарни карти, но превключващата карта изпраща само трафик от активната карта към изхода.
Приповреда на основната карта или друго събитие, което изисква превключване към защитна карта (влошаване на сигнала, грешка на сигнала, изтриване на карта), агрегатната карта, по команда от блока за управление на мултиплексора, превключва към приемане на сигнал от защитната трибутарна карта. В същото време картата за превключване също започва да извежда изходящи сигнали за трафик от защитната карта.
Този метод осигурява автоматична защита на всички връзки, преминаващи през защитената карта. Когато CP защитата е установена, конфигурацията на връзката на работната карта се дублира за защитната карта.
Трибутарен мултиплексор SDH |
Защитата на мултиплексната секция (MSP), т.е. мрежовата секция между два съседни SDH мултиплексора, е по-селективна от защитата на картата. Защитена е секция между два мултиплексора, включително два порта и комуникационна линия (евентуално, на свой ред, включително регенератори, но не и мултиплексори). Обикновено се използва схема за защита 1+1. В същото време за работния канал (горната двойка портове, свързани с кабел на фиг. 11.9, а), е конфигуриран защитен канал (долната двойка портове). Когато настройвате сигурността на MSP, всеки мултиплексор трябва да бъде конфигуриран да указва връзката между работните и защитните портове. В първоначалното състояние целият трафик се предава по двата канала (работещ и защитен).
Има еднопосочна и двупосочна MSP защита. При еднопосочна защита (това е случаят, показан на фигурата), решението за превключване се взема само от един от мултиплексорите - този, който е приемник за повредения канал. Този мултиплексор, след откриване на повреда (повреда на порта, грешка на сигнала, влошаване на сигнала и т.н.), превключва наприемане на защитен канал. В този случай предаването и приемането се извършват на различни портове (фиг. 11.9, b).
При двупосочна MSP защита, когато работеща връзка се повреди в която и да е посока, се извършва пълно превключване към защитните портове на мултиплексорите. За да уведоми предаващия (по работния канал) мултиплексор, че трябва да превключи, приемащият мултиплексор използва протокол, наречен "K-Byte" протокол. Този протокол показва в два байта от заглавката на рамката STM-N състоянието на работните и защитните канали и детайлизира информацията за повредата. Механизмът MSP осигурява защита за всички връзки, преминаващи през защитената мултиплексна секция. Времето на превключване на защитата MSP, съгласно изискванията на стандарта, не трябва да надвишава 50 ms.
 |
Защита на мрежовата връзка (Sub-Network Connection Protection, SNC-P), тоест защита на пътя (връзката) през мрежата за конкретен виртуален контейнер, гарантира, че конкретна потребителска връзка се превключва към алтернативен път, когато главният път се провали. Обектът на защита на SNC-P е трибутарен трафик, поставен във виртуален контейнер от определен тип (например във VC12, VC-3 или VC-4). Използва се схема на защита 1 + 1.
SNC-P защитата е конфигурирана в два мултиплексора - във входа, в който се разклонява трибутарният трафик, поставен във виртуалния контейнер, и в изхода, в който се събират два алтернативни пътя на трафика. Пример за защита SNC-P е показан на фиг. 11.10. В мултиплексора ADM1 виртуалният контейнер UC-4 на трибутарен порт T-2 има две връзки: с един от четири VC-4 контейнера на агрегатен порт A1 и с един от четирите VC-4 контейнера на агрегатен порт A2. Един отвръзките се конфигурират като работещи, а втората - като защитна, докато трафикът се предава и по двете връзки. Междинните (за тези връзки) мултиплексори се конфигурират по обичайния начин. В изходния мултиплексор контейнерът VC-4 на трибутарния порт T-3 също е свързан към контейнерите - агрегатен порт A1 и агрегатен порт A2. От двата потока, пристигащи на TK порта, се избира този с по-високо качество (ако нормалното качество е равно, се избира сигналът от агрегатния порт, избран като работещ при конфигуриране).
SNC-P защитата работи във всяка SDH мрежова топология, която има алтернативни пътища за трафик, т.е. пръстен и мрежа.
Пръстенът със споделена защита на мултиплексна секция (MS-SPRing) осигурява в някои случаи по-икономична защита на трафика на пръстена. Докато SNC-P защитата е добра за SDH топология на пръстена, в някои случаи тя намалява полезната честотна лента на пръстена, тъй като всяка връзка консумира два пъти по-голяма честотна лента по целия пръстен. Така че в пръстена STM-16 могат да бъдат установени само 16 VC-4 връзки, защитени от SNC-P (фиг. 11.11).
 |
16 сигурни VC-4 връзки, разпределение на трафика - звезда центрирана в точка A |
MS-SPRing защитата прави възможно ефективното използване на честотната лента на пръстена, тъй като честотната лента не е резервирана предварително за всяка връзка. Вместо това половината от честотната лента на пръстена е запазена, но тази свободна честотна лента е запазена за връзкидинамично, според необходимостта, тоест след откриване на факта на повреда на линия или мултиплексор. Степента на спестяване на честотна лента при използване на MS-SPRing защита зависи от разпределението на трафика.
Работни контейнери ___ II I l I^ZZZl
16 сигурни VC-4 връзки, разпределение на трафика - звезда, центрирана в точка А
| -T---- | — | |||
| У | Дж | н | При | При |
| T 16 сигурни връзки VC-4, I . разпределение на трафика - звезда TTGG. 1 с център точка А | ||||
| = | ------- | — | = | |
| ---- |
| A b Фиг. 11.12. Защита на разделени пръстени |
Ако целият трафик се събира в един мултиплексор, тоест има звездно разпределение, MS-SPRing защитата не осигурява никакви спестявания в сравнение със SNC-P. Пример за такава ситуация е показан на фиг. 11.12, а, където центърът на "тежестта" на трафика е мултиплексор А, а в пръстена са установени същите 16 сигурни връзки, както в примера за защита SNC-P на фиг. 11.11. За да се защитят връзките, 8 от 16 виртуални контейнера на сборния поток STM-16 са запазени.
Когато възникне повреда, като например прекъсната линия, както е показано на фиг. 11.12 b), трафикът в мултиплексорите, между които е прекъсната връзката, се "разгръща" в обратна посока. За това се използват резервни виртуални контейнери на агрегатни портове, с които са свързани виртуалните контейнери на засегнатите връзки. В същото време връзките, които не са били засегнати от повредата, работят както преди, без да се свързват резервни контейнери. KB протоколът се използва за уведомяване на мултиплексорите за преконфигуриране на пръстена. Време за превключване към защитни връзки MS-SPRingе около 50 ms. При смесено разпределение на трафика спестяванията на честотна лента в MS-SPRing пръстена могат да бъдат още по-големи.
Списък с ключови думи: Мултиплексиране на пакетирани вълни, ламбда, технология за мултиплексиране на вълни, 100, 50 и 25 GHz честотен план, мултиплексиране на вълни с висока плътност, изцяло оптична мрежа, верига от точка до точка, междинна верига, I/O оптичен мултиплексор, пръстеновидна топология, мрежеста топология, оптичен кръстосан конектор, тънкослоен филтър, фазова дифракционна решетка ( Дифракционна структура), Phazar, оптоелектронен крос-конектор, изцяло оптичен крос-конектор (фотонен ключ), микроелектронна механична система.
Технологията Dense Wave Division Multiplexing (DWDM) е предназначена да създаде ново поколение оптични гръбнаци, работещи на мулти-гигабитови и терабитови скорости. Такъв революционен скок в производителността се осигурява от фундаментално различен метод на мултиплексиране от този на SDH - информацията в оптично влакно се предава едновременно от голям брой светлинни вълни - ламбда - терминът възниква във връзка с традиционното обозначение на дължината на вълната X за физиката.
DWDM мрежите работят на принципа на превключване на вериги, като всяка светлинна вълна представлява отделен спектрален канал и носи своя собствена информация.
DWDM оборудването не се занимава пряко с проблемите на предаването на данни на всяка вълна, тоест метода за кодиране на информацията и протокола за нейното предаване. Основните му функции са операции по мултиплексиране и демултиплексиране, а именно комбиниране на различни вълни в един светлинен лъч и извличане на информация от всекиспектрален канал от общия сигнал. Най-модерните DWDM устройства също могат да превключват вълни.
Технологията DWDM е революционна не само защото повишава горната граница на скоростта на предаване на данни по оптични влакна десетки пъти. Той също така отваря нова ера в технологията за мултиплексиране и превключване, като извършва тези операции върху светлинни сигнали, без да ги преобразува в електрическа форма. Всички други видове технологии, които също използват светлинни сигнали за предаване на информация по оптични влакна, като SDH и Gigabit Ethernet, задължително преобразуват светлинните сигнали в електрически сигнали и едва след това могат да бъдат мултиплексирани и комутирани.
Първите приложения на технологията DWDM бяха дълги гръбначни мрежи, проектирани да свързват две SDH мрежи. С такава проста топология от точка до точка способността на DWDM устройствата да извършват превключване на вълни е излишна, но с напредването на технологиите и топологията на DWDM мрежите става по-сложна, тази функция става все по-търсена.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: