Функциональные методы защиты синхронных потоков

4. Функциональные методы защиты синхронных потоков.

Одним из основных преимуществ технологии SDH является возможность такой организации сети, при которой достигается не только высокая надежность ее функционирования, обусловленная использо­ванием ВОК, но и возможность сохранения или восстановления (за очень короткое время в десятки миллисекунд) работоспособности сети даже в случае отказа одного из ее элементов или среды пе­редачи - кабеля. Такие сети и системы логично назвать существующим в нашей литературе по сис­темному анализу термином самовосстанавливающиеся. Заметим, что применительно к сетям SDH иногда используется термин "самозалечивающиеся".

В принципе существуют различные методы обеспечения быстрого восстановления работоспо­собности синхронных сетей, которые могут быть сведены к следующим схемам:

1 - резервирование участков сети по схемам 1+1 и 1:1 (см. объяснение ниже) по         разнесенным трассам;

2 - организация самовосстанавливающихся кольцевых сетей, резервированных по схемам 1+1 и 1:1;

3 - резервирование терминального оборудования по схемам 1:1 и N:1;

4 - восстановление работоспособности сети путем обхода неработоспособного узла;

5 - использование систем оперативного переключения.

Указанные методы могут использоваться как отдельно, так и в комбинации.

Рекомендуемые материалы

В первом случае участки между двумя узлами сети соединяются по двум разнесенным трассам (стопроцентное резервирование), сигналы по которым распространяются одновременно. В узле при­ема они могут обрабатываться по двум схемам:

- резервирование по схеме 1+1 - сигналы анализируются и выбирается тот, который имеет наилучшее соотношение параметров;

- резервирование по схеме 1:1 - альтернативным маршрутам назначаются приоритеты -
низкий и высокий, ветвь с низким приоритетом находится в режиме горячего резерва, перек­лючение на нее происходит по аварийному сигналу от системы управления.

Это общие методы восстановления работоспособности, применимые для любых сетей.

Во втором случае, наиболее распространенном в сетях SDH, используется топология типа "кольцо", которое может быть организовано с помощью двух волокон (топология "сдвоенное кольцо") или четырех волокон (два сдвоенных кольца). Несмотря на более высокую стоимость четырехволоконного варианта он стал использоваться в последнее время, так как обеспечивает более высокую надежность. Например, такую схему защиты позволяет реализовать мультиплексор 1664 SM/C ком­пании Alcatel и мультиплексоры других фирм.

Защита маршрута в сдвоенном кольце, которая соответствует типу 1+1, может быть организо­вана двумя путями.

Первый путь - защита используется обычно на уровне трибных блоков TU-n, передаваемых од­новременно в одном направлении (например, по часовой стрелке) но по разным кольцам. Если в момент приема мультиплексором блока, посланного другими мультиплексорами, происходит сбой в одном из колец, система управления, осуществляющая постоянный мониторинг колец, автоматически выбирает такой же блок из другого кольца. Эта защита носит распределеный по кольцу характер, а сам метод носит название метода организации однонаправленного сдвоенного кольца.

Второй путь - защита маршрута может быть организована так, что сигнал передается в двух противоположных направлениях (восточном и западном), причем одно направление используется как основное, второе - как резервное. Такой метод в случае сбоя использует переключение с основно­го кольца на резервное и называется методом организации двунаправленного сдвоенного кольца. В этом случае блоки TU-n исходно имеют доступ только к основному кольцу. В случае сбоя происходит замыкание основного и резервного колец на границах дефектного участка (рис.4.1а), образующее новое кольцо. Это замыкание происходит обычно за счет включения петли обратной связи, замыкающей приемник и передатчик агрегатного блока на соответствующей стороне мультип­лексора (восточной или западной). Современные схемы управления мультиплексорами обычно под­держивают оба эти метода защиты. Треугольники на рис.4.1 обозначают муль­типлексоры.

Рис. 4.1  Методы защиты двойного кольца:

Лекция "10 Внешнее электроснабжение" также может быть Вам полезна.

а)            путем исключения поврежденного участка;

б)           путем организации обходного пути

В третьем случае восстановление работоспособности осуществляется за счет резервирования на уровне трибных интерфейсов. Схема резервирования в общем случае N:1, что допускает различную степень резервирования: от 1:1 (100%) до меньшей степени, например, 4:1 (25%), когда на 4 основных трибных интерфейсных карты используется одна резервная, которая автоматически выби­рается системой кросс-коммутации при отказе одной из основных. Этот метод широко (если не пов­семестно) распространен в аппаратуре SDH для резервирования трибных карт 2 Мбит/с (4:1 или 3:1 для STM-1 или 16:1, 12:1, 8:1 для STM-4), а также резервирования наиболее важных сменных блоков, например, блоков кросс-коммутации и систем управления и резервного питания, время переключе­ния которых на запасные не превышает обычно 10 мсек.

В четвертом случае резервирование как таковое не используется, а работоспособность систе­мы в целом (на уровне агрегатных блоков) восстанавливается за счет исключения поврежденного уз­ла из схемы функционирования. Так, системы управления SDH мультиплексоров обычно дают возмо­жность организовывать обходной путь, позволяющий пропускать поток агрегатных блоков мимо мультиплексора в случае его отказа (рис.4.16).

В пятом случае, характерном для сетей общего вида или ячеистых сетей, в узлах сети устанав­ливаются кросс-коммутаторы систем оперативного переключения, которые осуществляют, в слу­чае отказа, вызванного либо разрывом соединительного кабеля, либо отказом узла последовательной линейной цепи, реконфигурацию прилегающих (входящих или исходящих) участков сети и соответст­вующую кросс-коммутацию потоков. Процедура такой реконфигурации может быть централизованной или распределенной. В первом случае она осуществляется сетевым центром управления, что может быть реализовано достаточно просто, во втором - совместное решение о реконфигурации должно вырабатываться группой прилегающих систем оперативного переключения. Могут применять­ся и комбинированные методы.

Использование систем оперативного переключения по принципу организации защиты напоми­нает схему резервирования 1:1 метода резервирования по разнесенным трассам. Разница, однако, состоит в том, что в последнем случае физический или виртуальный канал уже существует, тогда как в первом он формируется в момент оперативного переключения (действие более характерное для коммутатора/маршрутизатора в сетях пакетной коммутации).