Общие методы защиты и восстановления работоспособности сети

Одним из преимуществ технологии SDН является возможность такой организации сети, при которой достигается высокая надежность се функционирования, обусловленная не только на­дежностью оборудования SDН (т.п. аппаратной надежностью) и надежностью среды пере­дачи, в качестве которой используется ОК, по и возможностью восстановления (за время 10-50 мс) работы сети при отказе се элементов или среды передачи па одном из участков.

Такие сети (и системы) логично называть существующим в системном анализе и теории надежности термином: самовосстанавливаюгциеся сети.

В принципе существуют различные методы обеспечения быстрого восстановления работо­способности синхронных сетей, которые м.б. сведены к следующему:

1 - резервированию участков сети по схемам 1+1 и 1:1 по разнесенным трассам;

2 - организации самовосстанавливающихся кольцевых и линейных сетей, резервированных по типу: 1+1,1:1 и 1:N;

3- резервированию терминального оборудования по схемам 1:1, или N:1, или N:m;

4 - восстановлению работоспособности сети в целом путем обхода отказавшего узла;

5 - использование систем оперативного переключения на работоспособный участок.

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

В первом случае участки между двумя узлами сети соединяются по двум разнесенным трассам (100% резервирование), сигналы по которым могут распространяться одновременно. В узле приема они могут обрабатываться по двум схемам:

- резервирование по схеме 1+1 -в узле приема сигналы анализируются и выбирается тот, который имеет наи­лучшие рабочие параметры, или тот, который фактически возможен;

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

Эти общие методы восстановления работоспособности применимы для любых сетей.

Во втором случае, наиболее распространенном в сетях SDH, используется топология типа "кольцо", для организации которого м.б. использовано как два ОВ (сдвоенное кольцо), так и четыре ОВ (счетверенное кольцо, или два сдвоенных кольца). Несмотря на более высокую стоимость варианта с 4 ОВ, оншироко используется в последнее время, т.к. обеспечивает бо­лее высокую надежность и позволяет реализовать более гибкие схемы резервирования.

Так, в одном из вариантов (широко используемом в системах SDH первого поколения) за­шита маршрута в сдвоенном кольце соответствует типу 1 + 1 и организуется на уровне трибных блоков TU-n путем передачи их по разным кольцам. Основной трафик передастся в одном из Направлений (например, но часовой стрелке, такое кольцо называется однонаправленным). Ес­ли в момент приема мультиплексором блоков, посланных другими мультиплексорами, проис­ходит сбой в одном из колец, система управления, осуществляющая постоянный мониторинг состояния колец, автоматически выбирает такой же блок из другого кольца.

В другом варианте защита маршрута м.б. типа 1:1, когда одно из колец выбирается основ­ным, а второе - резервным (причем сигнал в разных кольцах распространяется в противопо­ложных направлениях так, что каждая сторона мультиплексора (восточная и западная) работа­ет на прием и передачу, такое кольцо называется двунаправленным). В случае сбоя в основном кольце, происходит переключение на резервное кольцо и организуется новая схема прохожде­ния сигнала, а если сбой был результатом повреждения обоих волокон (или кабеля, см. рис.9-11а), то происходит замыкание основного и защитного колец па границах дефектного участка. Это позволяет образовать новое кольцо и восстановить работоспособность системы путем ис­ключения дефектного участка. Такое замыкание происходит за счет включения петли обрат­ной связи, когда передатчик агрегатного блока замыкается на приемник на соответствующей стороне мультиплексора (восточной или западной). Схемы управления мультиплексорами обычно поддерживают оба эти варианта защиты. Фактически для защиты маршрутов потоков данных в кольцах с 2/4 ОВ применяются и более развитые методы, рассмотренные ниже.

В третьем случае восстановление работоспособности осуществляется за счет резервирова­ния на уровне трибных интерфейсов. Схема резервирования, обозначаемая в общем случае как N:m, использует т резервных на N работающих интерфейсных карт, что допускает различную степень резервирования: от 1:1 до N:m, где при m =1 на N основных интерфейсных карт ис-пользуется одна резервная, автоматически выбираемая системой управления при отказе одной из основных. Этот метод широко распространен в аппаратуре SDH для резервирования гриб­ных карт 2 Мбит/с (63:1, 21:1, 16:1), 34 Мбит/с (3:1), 140 Мбит/с или STM-1 (1:1), а также для резервирования наиболее важных сменных блоков, например, блоков кросс-коммутации, сис­тем управления и резервного питания (1:1). Время переключения основных карт на резервные обычно не превышает 10 мс.

В четвертом случае резервирование как таковое не используется, а работоспособность всей системы в целом восстанавливается за счет исключения отказавшего (поврежденного) узла из схемы функционирования. Так, системы управления SDH мультиплексоров обычно дают воз­можность организовать обходной путь, позволяющий пропускать агрегатный поток мимо мультиплексора в случае его отказа, путем использования пассивных оптических трактов пе­редачи (см. рис.9-11б).

Рис.9-11. Методы защиты двойного кольца: а) путем исключения