Защита секции мультиплексирования в кольцевой сети

 

Кольцевая транспортная сеть может иметь ряд вариантов организации защиты тра­фика пользователей в однонаправленном и двунаправленном кольцах. При этом различают защиту секций мультиплексирования и соединений подсети (отдельных трактов). В настоящем разделе рассматривается защита секции мультиплексирова­ния, обозначаемая MS-SPRing (Multiplex Section Shared Protected Rings), когда неза­висимо от организации кольца (одно- или двунаправленное) все тракты одновре­менно переключаются на резервные ресурсы.

Пример построения схемы однонаправленного кольца на двух волокнах и функ­ционирования защиты приведен на рис. 5.22, где представлены пять сетевых эле­ментов (А, Б, В, Г, Д) SDH (мультиплексоры выделения/ввода), через которые орга­низовано соединение, например, тракт низкого порядка VC-12. Этот тракт терми­нируется в сетевых элементах А и В, но проходит транзитом благодаря внутренней кроссовой коммутации через сетевые элементы Б, Г, Д.

Аналогично можно организовать соединение между любой парой сетевых элемен­тов. При этом между соседними сетевыми элементами организована двухволоконная передача STM-N между точками S и R (S, sender — передатчик, R, receiver — прием­ник). Таким образом, создано два направления (два кольца) передачи, не зависимые друг от друга (внутреннее и внешнее кольца). Все рабочие соединения транспортной сети в интересах пользователей организуются во внешнем кольце. Внутреннее кольцо на всех секциях мультиплексирования остается свободным от трафика и рассматрива­ется как резерв для защиты любой секции мультиплексирования. Пример защитной реконфигурации в кольце показан на рис. 5.22, б. Поврежденная секция мультиплек­сирования MS между сетевыми элементами Д и Г обходится за счет реконфигурации передачи из внешнего кольца на внутреннее и, тем самым, сохранения тракта А-В в рабочем состоянии, как и для других возможных трактов между любой парой сетевых элементов. Описанные функции переключения реализуются на уровне VC-12 и VC-4. При большом количестве VC-12 и VC-4, например, в STM-64, реализация этх функ­ций одновременно вызывает сложности, связанные с построением оборудования и программ управления. По этой причине подобные способы защиты секции MS реко­мендованы для колец малой емкости, т.е. обычно не выше STM-4.

 

 

 

Для кольцевых сетей средней емкости, например STM-16, может быть примене­на защита в двунаправленном кольце при работе каждой секции в двухволоконном режиме (рис. 5.23, а). Каждая секция MS содержит два волокна, в каждом из кото­рых ведется передача STM-N (например, STM-16). При такой организации переда­чи необходимо иметь половину емкости STM-N свободной от соединений пользо­вателей, которая может использоваться в качестве защитной (рис. 5.23, б).

После устранения повреждения в кольце происходит восстановление рабочего состояния. Норматив времени на защиту составляет 50 мс. Однако при большом числе сетевых элементов выполнение этого норматива может быть затруднено дли­тельным процессом обмена информацией между взаимодействующими мультип­лексорами посредством байтов Kl, К2 в заголовках MSOH.

 

 

 

Для кольцевой транспортной сети большой емкости, например STM-64, может использоваться четырехволоконное кольцо с двунаправленной передачей и защи­той секции мультиплексирования. В этом случае все соседние сетевые элементы в кольце должны соединяться двумя кабельными линиями с использованием двух пар волокон в каждой. Аппаратура сетевых элементов должна оснащаться четырь­мя агрегатными интерфейсами (рис. 5.24, а).

В четырехволоконном кольце каждая секция мультиплексирования MS между соседними сетевыми элементами может быть полностью использована для соеди­нений. При этом резервная секция, организованная по другим волокнам, полностью свободна от соединений на всех участках кольца. При повреждении любой секции MS в кольце должно произойти переключение на резервную секцию всех соедине­ний сети. При этом все тракты сохраняются (рис. 5.24, б). Переключение происхо­дит через функции MSP соседних мультиплексоров. Эти функции поддерживаются обменом байтами Kl, К2 заголовков MSOH резервной секции MS.

Четырехволоконные кольцевые сети сохранят свою работоспособность и при двойном повреждении любой из секций мультиплексирования MS (рис. 5.24, в).

 

 

Защита соединений тракта

 

Защита соединений тракта транспортной сети может быть рассмотрена для линей­ной и кольцевой транспортных сетей. Функции защиты трактов высокого и низкого порядков (HOV и LOV) поддерживаются оконечными (терминальными) и проме­жуточными мультиплексорами. Для этого в заголовках трактов SDH предусмотре­ны байты: VC-4 — J1, N1, КЗ, Н4, С2; VC-12 — J2, N2, К4. Кроме того, поддержка функций защиты программируется в матрицах коммутации, а промежуточный кон­троль качества трактов выполняется блоками функций тандемного контроля. Тракт, организованный в сложной разветвленной сети, разбивается на участки (подсети), где может быть реализована защита соединения SNC/P (Subnetwork Connection Pro­tection). Различают подвиды SNC/P:

- SNC/I, Subnetwork Connection protection with Inherent monitoring — защита со­единения подсети с обязательным (встроенным) мониторингом;

- SNC/N, Subnetwork Connection protection with Non-intrusive monitoring — за­щита соединения подсети с необязательным (ненавязчивым) мониторингом.

Защита SNC/P осуществляется по схеме 1+1, т.е. на рабочий тракт должен быть предусмотрен свободный резервный. Защита SNC/P возможна и в смешанных сетях (кольцевых и линейных). При этом соединения могут выполняться одно- и двуна­правленными. Пример построения однонаправленного соединения в кольцевой сети приведен на рис. 5.25, а. Защитное переключение в этой сети показано на рис. 5.25, б. При таком переключении соединение из однонаправленного преобразуется в двуна­правленное. Время переключения для защиты соединения нормировано величиной 30 мс, что при соблюдении этого условия сохраняет трафик этого соединения, напри­мер телефонные каналы.

Сложные смешанные линейные и кольцевые транспортные сети имеют разви­тый механизм защиты SNC/P. Этот механизм реализуется через кроссовые комму­таторы, через двойные пересечения транспортных колец и т.д. Тракты, состоящие из цепочек соединений SNC, должны иметь в таких сетях надежную защиту. На рис. 5.26, а приведен пример организации соединения типа SNC/P в двойной коль­цевой сети. На рис. 5.26, б и 5.26, в показаны примеры защитных коммутаций SNC/P на отдельных участках соединения тракта.

Поставщики сетевого оборудования для транспортных сетей используют раз­личные системы обозначений механизмов организации защитных переключений. В Европе принято обозначать:

- 2F-MS-SPRing, 2 Fiber Multiplex Section Shared Protected Rings — 2-волокон- ная секция мультиплексирования с применением защиты колец;

- 4F-MS-SPRing, 4 Fiber Multiplex Section Shared Protected Rings — 4-волокон- ная секция мультиплексирования с применением защиты колец;

- 2F-SNC-P, 2 Fiber Subnetwork Connection Protection ring — 2-волоконное со­единение подсети с защитой в кольце.

В Северной Америке и некоторых других странах приняты обозначения:

- 2F BLSR, 2 Fiber Bi-directional Line-Switched Ring — 2-волоконное двунаправ­ленное кольцо с коммутацией линии;

- 4F BLSR, 4 Fiber Bi-directional Line-Switched Ring — 4-волоконное двунаправ­ленное кольцо с коммутацией линии;

- 2F UPSR, 2 Fiber Unidirectional Path-Switched Ring — 2-волоконное однона­правленное кольцо с переключением тракта.

Эти обозначения в порядке перечисления соответствуют:

- 2F-MS-SPRing и 2FBLSR;

- 4F-MS-SPRing и 4FBLSR;

- 2F-SNCP и 2F UPSR.

Для обозначения защитных функций в оптических сетях кольцевого типа ис­пользуются обозначения с приставкой «О»:

-O-ULSRmh OMS-DPRing (1+1) — (1:1);

-O-BLSRran OMS-SPRing (1:N) — (M:N);

- O-UPSR или OCh-DPRing (1+1) —(1:1);

- O-BPSR или OCh-SPRing (1:N) — (M:N).

Буквенные индексы D и S обозначают:

D — dedicated fiber line или wavelength, т.е. переключение на назначенное ре­зервное волокно или оптическую волну (волновой канал ОСЬ);

S — shared fiber link или wavelength, т.е. переключение на определенную воло­конную линию или волну (оптический канал OCh).