Технологии SDH

Кольцевые сети

SDH МВВ могут также обеспечить построение сетей с кольцевой Топологией (кольцевые сети). На рис. 9.19 показаны три узла a, b, c. Два из них содержат терминальные мультиплексоры (ТМ), а один мультиплексор ввода/вывода (МВВ). Они связаны однонаправленным кольцом, поддерживающим несколько STM-1.

На рис. 9.19 показаны два типа мультиплексоров. Терминальный мультиплексор — ТМ, который является мультиплексором и одновременно оконечным устройством SDH-сети. Мультиплексор ввода/вывода — МВВ — пропускает транзитные сигналы, но может вводить и выводить информацию на транзитном пункте. Физически узлы на рис. 9.19 связаны в кольцевую структуру; логически они связаны в структуру, которая позволяет достигнуть любого узлапо любому из направлений и с помощью МВВ создает резервный путь.Например, сигналы, передаваемые от узла a в узел b, могут его достигнуть по обходному пути через узел c.

Рис. 9.19. Элементарная кольцевая структура

Методы защиты синхронных потоков

SDH кольца могут выполняться с возможностью самовосстановления selfhearing — самолечение) при возникновении ошибок или повреждений. Самовосстановление кольца можно обеспечить на уровне линейной секции (см. рис. 9.1), и она может также осуществлять защиту на уровне маршрута. Заметим, что уровень маршрута может быть от конца к концу, от исходного терминала до пункта назначения.

Однонаправленное коммутируемое кольцо

Рассмотрим сначала маршрут однонаправленного кольца с переключением маршрута (Unidirectional Path Switched Ring — UPSR), который обеспечивает защиту на уровне маршрута. На рис. 9.20 показаны два кольца, по которым распространяются данные в первом кольце в одном направлении, а во втором — в обратном направлении. Для определенности предположим, что основная нагрузка проходит по часовой стрелке, а резервное кольцо передает нагрузку против часовой стрелки.

На рис. рис. 9.20 указаны потоки информации, идущие от МВВ 4 к МВВ 2 в нормальном режиме, при отсутствии повреждения линий. На узле 4 передаваемая информация разделяется на два потока, идущие в двух направлениях — один по основному пути (по часовой стрелке), а второй — по резервному (против часовой стрелки).

Рис. 9.20. Однонаправленное коммутируемое кольцо с переключением маршрута а) Кольцевая сеть б) Передача информации от МВВ4 к МВВ2 при нормально функционирующей сети в) Передача информации от МВВ4 к МВВ2 при повреждении

Этот путь между парой узлов обеспечен защитой ("один плюс один") на уровне маршрута, т.е. зарезервировано прохождение информации на всей сети. При методе однонаправленного коммутируемого кольца (Unidirectional Path Switched Ring —UPSR) каждый узел следит за сигналами, приходящими по двум маршрутам, и выбирает лучший из них.

Например, как показано на рис 9.20в, один из участков поврежден. Тогда узел 1 не получает сигналов и посылает в направлении по часовой стрелке сигнал аварии в заголовке (см. маршрутный заголовок байт , рис. 9.20). При получении сигнала аварии каждый узел определяет, с какой стороны пришел сигнал от соседнего узла, и переключается на резервный путь, идущий в другом направлении. На рис.9.20 в узел 2 должен придти сигнал "авария" от узла 1 (передаваемый по часовой стрелке), и переключиться на резервный путь, где информация передается против часовой стрелки. Таким образом, связь с узлом 4 не прерывается. Метод однонаправленного коммутируемого кольца (Unidirectional Path Switched Ring —UPSR) обеспечивает быструю защиту, но неэффективен в смысле использования пропускной способности каналов, поскольку задействует для одного и того же сигнала два пути. Если путь использует один STM-N, то точно такой же сигнал будет идти в обратном направлении. Такой метод применяется в относительно низкоскоростных сетях-кольцах, которые нужны для доступа от удаленных терминалов к центральной сети и для концентрации нагрузки для передачи ее другим сетям.

Двунаправленное коммутируемое кольцо

SDH-кольца могут обеспечить защиту на уровне линейной секции. На рис.9.22 показано двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов (Bidirectional Line Switched Ring — BLSR). Оно содержит четыре кольца. Смежные МВВ в кольце связаны двумя рабочими линиями (сплошная линия) и двумя линиями защиты. Предположим, что повреждена рабочая линия между узлами 2 и 3, как показано на рис. 9.22 . Двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов переключает основные и рабочие линии на линии защиты между узлами 2 и 3. Этот тип восстановления назван переключением по участкам (span switching).

Теперь предположим, что одновременно повреждены и рабочая линия, и линия защиты, как это показано на рис. 9.23. В этом случае двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов использует для передачи участок линии защиты, направленный в другую сторону от поврежденного узла. Информация между узлами 2 и 3 проходит несколько участков, удаленных от смежных узлов (это участки 3-4, 4-1, 1-2), по резервной линии. Такой способ называется переключением по кольцу.

Рис. 9.21. Двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов

Рис. 9.22. Двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов. Восстановление связи переключением по участкам

Рис. 9.23. Двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов. Восстановление связи переключением по кольцу

Двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов более эффективно, чем однонаправленное кольцо с переключением маршрута, поскольку трафик может быть переключен по самому короткому пути, так, чтобы не загружать кольцо, которое может в этом случае поддерживать передачу большой нагрузки. Кроме того, двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов может использоваться для пропускания дополнительной нагрузки при появлении всплеска заявок на обслуживание. По этой причине двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов лучше использовать в высокоскоростных сетях, которые включают в себя очень дорогие высокоскоростные линии длиной тысячи километров. С другой стороны, двунаправленное кольцо с защитным переключением линейных сегментов требует сложного комплекса сигнализации для того, чтобы определить, когда нужна коммутация пролета и когда — коммутация кольца; когда перегрузка возникает от всплеска нагрузки, а когда — от наличия повреждений. Способность управл ять пропускной способностью и гибко реагировать на изменение топологии междугородних и городских сетей из-за повреждений присуща современным сетям SDH. На рис. 9.24 изображен пример построения городской сети. Пользовательская нагрузка собирается с помощью сетей доступа и направляется к узлам кольцевой сети, таким, например, как телефонная станция. Эти узлы (станции) связаны в кольцо первой ступени, работающей на высокой скорости. Для пользователей, которым требуется гарантия надежности, возможно включение в два узла (как это показано на рис. 9.23).

Рис. 9.24. SDH-кольца в учрежденческой, городской и региональной сетях

Чтобы обеспечить защиту при повреждении, кольца могут быть связаны с использованием межкольцевых шлюзов между межофисными,городскими и региональными кольцами. Нагрузка передается одновременно вдоль всех колец. Автоматическая защита осуществляется внутри каждого кольца. Кольцо городской сети работает как транзитное между офисными кольцами и региональным кольцом.