现代社会离不开通信,而通信网络的安全性,即网络的生存性也越来越显示出其重要的地位。自愈网的概念由此而产
生,就是说网络在出现意外故障时能够在极短时间内且无需人为干涉自动恢复所携带业务,即网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。SDH 环形网保护就是实现自愈网的方法之一。
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自愈环分类
SDH 自愈环一般是由若干分插设备ADM 首尾相连构成
的环形结构网。这种结构的网具有很高的生存性。自愈环结构分为通道保护环和复用段(线路)共享保护环。通道保护环业务量的保护倒换发生条件是根据离开环的通道信号质量好坏决定,一般看是否产生通道A IS 信号;复用段共享保护环以每一对节点间的复用段信号优劣而定,出故障时,整个节点间的复用段业务全部转向保护环。通道保护环一般用专用保护,即正常情况下保护段也传业务信号,而复用段保护环一般用公用保护,即正常情况下保护段空闲。
根据进入环的支路信号与由该支路信号分路节点返回的支路信号方向是否相同,自愈环分为单向环和双向环;根据一对节点间所用光纤的最小数目又分为二纤环和四纤环。通道倒换环一般工作在单向二纤方式,目前也有的工作在双向两纤方式下;复用段倒换环可以工作在两纤、四纤、单向、双向,见图1。
由上图可以看出,自愈环分五种典型结构:两纤单向、两纤双向、四纤双向复用段保护环和两纤单向、两纤双向通道保护环。下面分别介绍这几种结构。
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自愈环结构及保护机理
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两纤单向复用段保护环
如图2所示,S 表示业务光纤,P 表示保护光纤,支路信号从S1光纤插入,P1光纤一般空闲。各节点中高速线路上都有一个保护倒换开关。B 、C 间光纤断后,B 节点开关倒换,S1上的AC 线路信号经P1沿相反方向传到C 节点,经C 节点倒换开关再从P1光纤回到S1光纤落地分路。
摘要SD H 自愈环保护是使现代大容量光纤网络具有很高生存性的手段之一。自愈环分通道保护环和复用段
共享保护环。本文描述了自愈环的分类,自愈环的结构及保护机理,同时对各种自愈环结构的特点、应用环境等作出了分析和比较,以供工程中参考。关键词
SD H
自愈环通道保护复用段共享保护
SD H 自愈环保护机制及比较
陈慧
(北方交通大学网络管理研究中心)
212四纤双向复用段保护环
如图3,两根业务光纤S1、S2构成双向业务通路,两根保护光纤P1、P2构成双向保护通路。从节点A 进入环以C 节点为目的地的信号沿S1按顺时针方向传输,从C 节点到A 节点的信号沿S2按逆时针方向传输。P1、P2一般是空闲的。四纤双向复用段保护环存在着两种保护方式:段保护方式和环保护方式。如果两节点间发生同时影响业务通路和保护通路的故障,如四纤同时被切断或节点故障,用环保护,即:当B 、C 节点
间光缆被切断后,B 、C 两节点执行倒换,S1与P1沟通,S2和
P2沟通,AC 业务由S1转到P1光纤上传输,CA 业务由S2转到P2光纤传输。当故障只影响到业务通路的时候,如发送、接收设备故障或只是业务光纤被切断时,应采用段保护方式,类似于1+1保护系统,即:当B 、C 节点间业务光纤被切断后,A 、C 节点进行倒换,A 节点将S1、P2光纤沟通,C 节点将S2与P1沟通,S1信号由P2传,S2信号由P1传。环保护要占用整个保护通路,
因此环倒换开关与段倒换开关不能同时启
动,段倒换开关的优先级应较高。
213两纤双向复用段保护环
如图4,在上面提到的四纤环中,S1、P2上信号的传输方向相同,S2、P1上信号的传输方向相同,在两纤双向复用段保护环中,将S1、P2上的信号合为一根光纤来传输,S2和P1上的信号也合为一根光纤传输,都各占一半时隙。S1/P2光纤上业务时隙携带的信号由S2/P1光纤上保护时隙来保护,S2/P1上的业务信号由S1/P2上的保护时隙执行保护。在这里一条光纤上既传业务信号又传保护信号,当光缆或节点发生故障时,总是同时影响工作通路和保护通路,所以不能应用段保护方式。
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两纤单向通道保护环
如图5,所有业务信号都沿顺时针方向在S1光纤上传输,同时在保护光纤上沿逆时针方向传输着同样的备份信号,如B、C间光纤断,S1上的业务信号丢失,则接收节点处开关倒换,接收从P1上相反方向传来的备份信号。两纤单向通道保护环实际上是单端操作的1+1保护倒换系统。
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如图6,两纤双向通道保护环中其1+1方式与单向保护环基本相同,只是返回信号沿相反方向返回,主要优点是在无保护环或将同样ADM设备应用于线性场合下具有通道再利用功能,使总业务量增加。从A节点到C节点的AC业务信号同时馈入S1、P1光纤,如B、C间光纤断,C节点倒换,选择P1反方向过来的保护信号,这与两纤单向通道保护环一样,不同的是从节点C到节点A的CA信号同时馈入S2、P2光纤,方
向与两纤单向通道保护环中的正好相反。
3自愈环保护的分析比较
(1)保护/恢复时间是衡量自愈能力的一个重要指标,以DXC选路为基础的自愈网需要几分钟,而自愈环保护可达50～200ms,其中通道保护环一般可达到30～50ms以下,但采用网管系统介入恢复过程的M:N两纤双向通道保护环需要几分钟。复用段共享保护涉及到必须采用SDH中的K字节在倒换时通信,需要的保护倒换时间长于通道保护,一般在200ms左右。
(2)在节点设备故障时,相临两节点在进行复用段保护倒换时可能发生错连,即倒换前后通路的起点并未连向相同的终点,如倒换前节点连向目的节点B,而倒换后连向“目的节点”C。在通道倒换中不会发生此问题。
(3)通道保护可以实现部分通道保护,即部分通道在发端只发向一个方向,收端也不需倒换,这样,可以将本来做保护通道的现在用来开更多的业务,增大业务量。复用段共享保护不能实现部分通道保护。
(4)复用段共享保护环工作在线路等级,保护倒换基于线路等级的失效而非整个端到端连接完整路由和积累性能,因为只能按一段一段实现链路保护,不可能有端到端的保护能力。而通道级保护与网络拓扑无关,不局限于环形结构,具有端到端的网络保护能力。
(5)复用段共享保护环的基本容量单位为VC-4,适合大业务量场合,一般应至少为STM-16(16×VC-4),STM-4一般没有必要用复用段共享保护,STM-1则根本不能使用。通道保护可以提供VC12、VC3、VC4等各种容量等级,灵活性很大。
(6)将业务量分为两种分布类型:分散分布和集中分布。对于通道倒换环来说,无论分散分布还是集中分布,由于进入环中的所有支路信号都要经过两个方向传到接收节点,相当于要通过整个环传输,因此环的业务量等于设备的系统容量STM-N。对于复用段共享保护环,其业务量与业务的分散、集中程度有关。用表1来描述。
可以看出,业务如果呈分散分布,则选用复用段共享保护,虽然倒换时间较长,但可以提供更多的通路数;如果业务明显集中于一两个节点,则选择通道保护,因为它所提供的通路数接近于复用段共享保护,而且没有K字节之间的通信,倒换时间短。
4结束语
在SDH自愈环保护方式中,通道保护和复用段共享保护的保护结构和原理各不相同,各有优缺点,在工程设计中,应综合考虑业务量的分布形式、不同业务种类要求的保护倒换时间、业务量的保护范围以及其成本和容量的关系(对于分散业务,通道保护成本最高;对于集中业务,四纤双向复用段保护环的成本最高)
等因素来选择最适合的保护方式。□
陈慧,硕士,毕业于北方交通大学,留校在网络管理研究中心工作,主要从事SDH传输网管研究开发、测试工作。