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SDH自愈网的特点和分类

1.SDH自愈网的特点与分类
(1)网络保护与网络恢复
       当今社会对信息的依赖性越来越大,一旦通信网络出错.甚至瘫痪.将对整个社会造成极大的损失。因此在设计网络时,首当其冲的问题便是如何确保网络的生存性。目前在实际应用中.一般采用以下两种方法,即网络保护和网络恢复。
       网络保护一般是指利用节点间预先分配的容量实施网络保护,即当一个工作通路发生失效事件时.利用备用设备的倒换动作,使信号通过保护通路仍保持有效。如1+1保护、m:n保护等。保护倒换的时间很短。
自愈网
       网络恢复一般是指利用节点间可用的任何容量实施网络中业务的恢复,它可大大节省网络资源,同时又能保证所需的网络资源,其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由,但具有相对较长的计算时间。
       网络保护是目前常用的方法,它根据不同的分类有以下不同的具体实现方式。
以网络的功能结构分类
       若以网络的功能结构分类,网络保护可以分为路径保护和子网连接保护两大类。
       路径保护:当工作路径失效或者性能劣于某一必要的水平时,工作路径将由保护路径所代替,路径终端可以提供路径状态的信息,而保护路径终端则提供受保护路径状态的信息。这两种信息提供了保护启动的依据。路径保护包括线性复用段(MS)保护,MS共享保护环、MS专用保护环以及线性VC路径保护。例如,复用段保护(MSP)是在两个复用段终端(MST)功能之间,提供功能的和物理媒质的冗余,也就是该复用段包括两个复用段终端(MST)功能。因此MSP功能在一个复用段内为STM-N信号可提供保护,克服失效。MSP功能块通过复用段开销(MSOH)的K字节规定了面向比特的协议,它与远端MSP功能块一起协同完成保护倒换。MSP功能块还与用于自动和人工倒换控制的同步设备维护功能块(SEMF)进行通信。其中自动保护倒换是根据SEMF接收到的信号状态启动,人工保护倒换则是通过SEMF收到的指令执行本地和远端倒换。
网络
        子网连接保护:当工作子网连接失效或性能劣于某一必要的水平时,工作子网连接将由保护子网连接所代替。子网连接保护可以应用于层网络内的任何层,被保护的子网连接可以进一步由低等级的子网连接和链路连接级联而成。通常子网连接没有固定的监视能力,因而子网保护方案可以进一步用监视子网连接的方法来实现。在实现子网连接保护时,一般利用高阶通道连接(HPC)和低阶通道连接(LPC)的连接功能提供的倒换功能,它包括固有监测的子网连接保护及利用非介入式监测的子网连接保护。这种保护方式主要针对某一子网连接预先安排专用的保护路由,即利用HPC和LPC提供重选路由手段,因而能提供网络保护。采用这种保护时,所有点到点的连接都不需要上面所述的MS保护等手段。
以网络的物理拓扑分类
       若以网络的物理拓扑分类,网络保护可分成自动线路保护倒换;环型网保护(利用ADM);网状网保护(利用DXC)等。通过釆用以上技术,即可实现网络保护,网络也就变成自愈网。
下面主要从网络拓扑的角度出发重点介绍自愈网的特点与应用。
(2)自愈的概念
       自愈是指通信网络发生故障时,无须人为干预.即可在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务,使用户感觉不到网络已出了故障。其基本原理就是使网络具备发现故障并能找到替代传送路由的能力,在一定时限内重新建立通信。自愈是生存性网络最突出的特点,SDH自愈网的提出主要有以下3方面的原因。
光纤传输网络的发展
       光纤通信容量大、损耗低、信号质量高,目前已得到大量应用;但一条光纤的切断将会影响大量的业务,因此采用先进的网络保护和恢复技术是光纤网广泛发展的前提之一。
智能网元的出现
       由数字交叉连接系统(DXC)和分插复用器(ADM)等设备构成的网络节点,能够灵活地配置网络资源,建立迂回路由,绕过失效的部件。
SDH标准的制定
       SDH帧结构中定义了丰富的开销字节,可用于网络的OAM操作,即利用SDH开销中的嵌入控制信道或某些用途未定的字节来传送自愈消息;另一方面,这些开销为形成分布式控制的自愈网提供了可能。
自愈网
       SDH的网络管理系统属于电信管理网(TMN)的一个子网,其管理功能分为5个部分:配置管理、故障管理、性能管理、计费管理和安全管理。其中故障管理又可分为故障检测、故障定位和故障恢复3个部分。而故障恢复分为人工和自动两个部分,自愈即是其中的自动故障恢复。不过要指出的是,自愈网的概念只涉及建立迂回路由、重新建立通信,而不管具体失效元部件的修复或更换,后者仍需人工干预才能完成,因此说通信网络的自愈实质是对业务的自愈。
(3)自愈网的种类
      根据网络备用资源的使用方法和节点控制逻辑的复杂性的不同,自愈网技术可分为“保护”型和“恢复”型两大类,这一点在前面已经简要介绍过。实际上,保护型自愈要求在节点之间预先提供固定数量的、用于保护的容量配置,以构成备用路由。当工作路由失效时,业务量将从工作路由迅速倒换到备用路由。恢复型自愈所需的备用容量较小,网络中并不预先建立备用路由。当发生故障时,节点在网络管理系统的指挥下或自发利用网络中仍能正常运转的空闲信道建立迂回路由,恢复受影响的业务。
        保护型自愈网对备用容量的要求很高,在正常工作时,备用容量无法在网络大范围内共享,也不能挪作它用,网络资源的利用率也较低,换取的代价是快速的反应时间和简单的逻辑控制。恢复型自愈网中,可以利用节点间的任何可用容量,当主用通道失效时,网络可以利用算法为业务重新选择路由,因而资源的利用率很高,但自愈算法较为复杂,恢复时间比较长,通常需要几秒至几分钟,或更长时间。
       要理解自愈技术,首先要明确在采用设备情况下如何界定再生段、复用段和通道。图25给出了再生段、复用段和通道的基本位置。
       线路保护倒换、ADM自愈环和DXC网状自愈网是当前广泛研究的3种自愈技术。其中线路保护倒换和ADM自愈环釆用的是保护型策略,其技术比较成熟,并已得到了广泛的应用;DXC网状自愈网采用的是恢复型策略,它充分开发DXC节点的智能,利用网络内的空闲信道恢复受故障影响的通道。下面逐一介绍每一种方法的原理与应用。