12. Кольцевые sdh-сети. Принцип самовосcтановления.
К современной цифровой первичной сети предъявляются повышенные требования в части параметров ее надежности. В связи с этим современные первичные сети строятся с использованием резервных трактов и коммутаторов, выполняющих оперативное переключение в случае неисправности на одном из каналов. В этом случае в состав системы передачи включаются цепи резервирования мультиплексорной секции (Multiplex Section Protection — MSP). Как было показано выше, в сети SDH осуществляется постоянный мониторинг параметров ошибки (процедура контроля четности BIP) и параметров связности. В случае значительного ухудшения качества передачи в мультиплексорной секции выполняется оперативное переключение (APS) на резервную мультиплексорную секцию. Это переключение выполняется коммутаторами. По типу резервирования различаются коммутаторы APS с архитектурой 1+1 и 1:n
Для управления резервным переключением используются байты К1 и К2 секционного заголовка. В байте К1 передается запрос на резервное переключение и статус удаленного конца тракта. В байте К2 передается информация о параметрах моста, используемого в APS с архитектурой 1:n, данные по архитектуре MSP и сообщения о неисправностях, связанные с APS. Различные варианты архитектуры MSP используются в различных схемах резервирования. Наибольшее распространение имеют две схемы, непосредственно связанные с кольцевой топологией сетей SDH -схема «горячего резервирования» (рис.1а) и схема распределенной нагрузки (рис.1b). В первом случае трафик передается как в прямом, так и в резервном направлении. В случае повреждения происходит реконфигурация и создается резервный канал. В схеме распределенной нагрузки половина графика передается в прямом, половина — в обратном направлении. В этом случае при возникновении неисправности происходит переключение на уровне ресурсов.
Время резервного переключения не должно превышать 50 мс. Рис.1.Схемы резервирования в системах SDH.
Топология «кольцо».
Эта топология (рис.2) широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основной плюс этой топологии — лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток — запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.
Рис. 2.Топология «кольцо» c защитой 1+1.
Архитектурные решения при проектировании сети SDH могут быть сформированы на базе использования рассмотренных выше элементарных топологий сети в качестве её отдельных сегментов.
Радиально-кольцевая архитектура.
Пример радиально-кольцевой архитектуры SDH сети приведён на рис.3.1. Эта сеть фактически построена на базе использования двух базовых топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь».
Рис. 3.1.Радильно-кольцевая сеть SDH.
Архитектура типа «кольцо-кольцо».
Другое часто используемое в архитектуре сетей SDH решение — соединение типа «кольцо-кольцо». Кольца в этом соединении могут быть либо одинакового, либо разного уровней иерархии SDH. На рис.3.2 показана схема соединения двух колец одного уровня — STM-4, а на рис.3.3 каскадная схема соединения трёх колец — STM-1, STM-4, STM-16.
Рис. 3.2.Два кольца одного уровня.
Рис. 3.3.Каскадное соединение трёх колец.
13. Основные типы топологий локальных вычислительных сетей.
14. Иерархическая топология ЛВС и топология типа «звезда» в ЛВС.
15. Шинная топология ЛВС и кольцевая топология ЛВС. Особенности применения.
Топология, т.е. конфигурация соединения рабочих станций и других элементов в ЛВС, важнее чем другие характеристики сети, потому что топология определяет многие важные свойства сети, например такие, как надежность и производительность. Можно делить топологии на два основных класса: широковещательные(«broadcasting») ипоследовательные(«routing»).
- а. Вшироковещательныхконфигурациях каждый ПК передает сигналы по сети, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким конфигурациям относятся:общая шина,дерево, извезда с пассивным центром(«passive hub»).
- б. Впоследовательныхконфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному ПК. К ним относятся:произвольная, иерархическая,кольцо, цепочка,звезда с «интеллектуальным» центром («active hub») и снежинка.
1.4 Топология сети sdh
Рассмотрим топологию сетей SDH. Существует базовый набор стандартных топологий. Ниже рассмотрены такие базовые топологии.
Сегмент сети, связывающий два узла A и B, или топология «точка — точка», является наиболее простым примером базовой топологии SDH сети (рис.1.4.). Она может быть реализована с помощью терминальных мультиплексоров TM, как по схеме без резирвирования канала приёма/передачи, так и по схеме со стопроцентным резервированием типа 1+1, использующей основной и резервный электрические или оптические агрегатные выходы (каналы приёма/передачи)
Рисунок 1.4 — Топология «точка-точка», реализованная с использованием ТМ
Топология «последовательная линейная цепь»
Эта базовая топология используеться тогда, когда интенсивность трафика в сети не так велика и существует необходимость ответвлений в ряде точек линии, где могут вводиться каналы доступа. Она может быть представлена либо в виде простой последовательной линейной цепи без резервирования, как на рис.1.5., либо более сложной цепью с резервированием типа 1+1, как на рис.1.6. Последний вариант топологии часто называют «упрощённым кольцом».
Рисунок 1.5 — Топология «последовательная линейная цепь»,
реализованная на ТМ и TDM
Рисунок 1.6 — Топология «последовательная линейная цепь» типа
«упрощённое кольцо» с защитой 1+1
Топология «звезда», реализующая функцию концентратора. В этой топологии один из удалённых узлов сети, связанный с центром коммутации или узлом сети SDH на центральном кольце, играет роль концентратора, или хаба, где часть трафика может быть выведена на терминалы пользователя, тогда как оставшаяся его часть может быть распределена по другим удалённым узлам (рис.1.7.)
Рисунок 1.7 — Топология «звезда» c мультиплексором
Топология «кольцо»
Эта топология (рис.1.8.) широко используется для построения SDH сетей первых двух уровней SDH иерархии (155 и 622 Мбит/с). Основное приемущество этой топологии — лёгкость организации защиты типа 1+1, благодаря наличию в синхронных мультиплексорах SMUX двух пар оптических каналов приёма/передачи: восток — запад, дающих возможность формирования двойного кольца со встречными потоками.
Рисунок 1.8 — Топология «кольцо» c защитой 1+1
1.5 Архитектура сети sdh
Архитектурные решения при проектировании сети SDH могут быть сформированы на базе использования рассмотренных выше элементарных топологий сети в качестве её отдельных сегментов.
Радиально-кольцевая архитектура
Пример радиально-кольцевой архитектуры SDH сети приведён на рис.1.9. Эта сеть фактически построена на базе использования двух базовых топологий: «кольцо» и «последовательная линейная цепь».
Рисунок 1.9 — Радильно-кольцевая сеть SDH
Архитектура типа «кольцо-кольцо»
Другое часто используемое в архитектуре сетей SDH решение — соединение типа «кольцо-кольцо». Кольца в этом соединении могут быть либо одинакового, либо разного уровней иерархии SDH. На рис.1.10. показана схема соединения двух колец одного уровня — STM-4, а на рис.1.11. каскадная схема соединения трёх колец — STM-1, STM-4, STM-16.
Рисунок 1.10 — Два кольца одного уровня
Рисунок 1.11 — Каскадное соединение трёх колец
Линейная архитектура для сетей большой протяженности. Для линейных сетей большой протяженности расстояние между терминальными мультиплексорами больше или много больше того расстояния, которое может быть рекомендовано с точки зрения максимально допустимого затухания волоконно-оптического кабеля. В этом случае на маршруте между TM (рис.1.12.) должны быть установлены кроме мультиплексоров и проходного коммутатора ещё и регенераторы для восстановления затухающего оптического сигнала. Эту линейную архитектуру можно представить в виде последовательного соединения ряда секций, специфицированных в рекомендациях ITU-T G.957 и ITU-T G.958.
Рисунок 1.12 — Сеть SDH большой протяженности со связью типа
«точка-точка» и её сегментация
В процессе развития сети SDH разработчики могут использовать ряд решений, характерных, для глобальных сетей, таких как формирование своего «остова» (backbone) или магистральной сети в виде ячеистой (mush) структуры, позволяющей организовать альтернативные (резервные) маршруты, используемые в случае возникновения проблем при маршрутизации виртуальных контейнеров по основному пути. Это наряду с присущими сетям SDH внутренним резервированием, позволяет повысить надёжность всей сети в целом. Причём при таком резервировании на альтернативных маршрутах могут быть использованы альтернативные среды распространения сигнала. Например, если на основном маршруте используется ВОК, то на резервном — РРЛ, или наоборот.