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文档简介

,网络保护专题,一、网 络 保 护(一),1、网络生存的重要性: 随着科学和技术的发展,现代社会对通信的依赖性越来越大,社会各行各业都离不开信息,要求通信网络能及时准确的传递信息,而网络传输的信息越来越多,传输信号的速率也越来越来快,一旦网络出现故障将对整个社会造成极大的损坏,因此网络的生存能力(即网络的安全性),是当今第一个要考虑的问题。,一、网 络 保 护(二),2、业务恢复时间的要求: 业务恢复时间和业务恢复范围是度量生存性的两个重要尺度。 不同的用户和不同的业务对业务恢复时间和恢复范围有不同的要求。 ITUT(国际电信联盟-电信标准部) 要求小于50ms,一、网 络 保 护(三),3、中断时间对业务的影响: 在50200ms之间时,交换业务的连接丢失概率小于5%,对于7号信令网和信元中的业务影响不大。 在200ms2S之间时,交换业务的连接丢失概率增加。 当中断时间达到2S时,所有的电路交换连接、专线、n*64Kbps和2Mbps拨号都将丢失连接。 当中断时间达到10S时,多数话带数据调制解调器超时,面向连接的数据会话也可能超过。 当业务中断超过10S后,所有的通信会话都将丢失连接,如果超过5min,则数字交换机将出现严重的阻塞。,一、网 络 保 护(四),综上所述业务中断时间有两个重要的门限值: 第一个是50ms,此时可以满足大多数业务的质量要求,除了瞬态冲击外业务不中断。 第二个门限是2S,只要业务中断时间短于2S,则中继传输和信令网的稳定性可以保证。电话用户只经历短暂的通话间歇,几乎所有的数据会话协议仍能维持不超时,图像业务则会发生丢帧和图像冻结现象(几秒),但多数人能勉强忍受。 因此2S门限作为网络恢复的目标值,称为连接丢失门限(CDT)。,SDH传送网 (一),一、传送网结构 1、分层结构 . 电路层 直接为用户提供通信业务,其节点设备是交换机等。 . 通道层 支持一个或多个电路层网络,为电路层节点设备提供 电路群(通道),如VC-12、VC-4等。 . 传输媒质层 支持一个或多个通道层网络,如光缆等。,SDH传送网 (二),SDH传送网 (三),2、基本的网络拓扑结构 . 链形网主要用于专用网(如铁路网) 网络中的所有节点一一串联,并且首尾开放,又称线 型网。结构简单、经济。 . 星型网多用于本地网(接入网、用户网) 网络中的某一点(枢纽)与其它个节点直接相连,而 其它各点之间不再直接相连。优点是除枢纽点外,所 有节点都可配成终端;缺点是安全问题和处理能力存在瓶颈。 . 树形网 可视为线形网与星型网的结合。同样存在安全和处理能力等问题,SDH传送网 (四),. 环形网常用于本地网、局间中继网 所谓环形网,就是把线形网的首尾相接,从而使任何一点 都不对外开放。 环形网结构在SDH传送网中应用非常广泛,因它具有自 愈能力,使网络具有很强的生存性。 . 网孔型网常用于长途网 网络中的任何二个节点都能直接相连。 它能为二点间的通信提供多种路由可选,因而网络的可 靠性高;但结构复杂、冗余度高、有效性降低、成本较高。,SDH传送网 (五),树形:,SDH传送网 (六),网孔形:,SDH传送网,1、网络的拓扑结构泛指网络的形状。是网络节点和传输线路的几何排列,它反映了物理上的连接性。 2、网络的拓扑概念对SDH网的应用十分重要,特别是网络的有效性、可靠性和经济性在很大程度上与其拓扑结构有关。 3、ITU-T并不打算就网络拓扑结构进行标准化,而将其留给各电信主管规划设计部门自行研究决定。 4、当前用得最多的是链形网和环形网。通过它们灵活的组合可构成更加复杂的网络。,保护类型,双节点互联DNI,复用段1+1保护方式,业务信号发送时同时跨接在工作通道和保护通道。 正常时工作通道接收业务信号,当系统检测到LOS、LOF、MS-AIS以及误码10E-3告警时,则切换到保护通道接收业务信号。 采用自动保护倒换(APS)协议来实现复用段1+1保护。,链网复用段1+1保护,链网复用段1+1保护示意图,配置光板时一定要注意业务光板只能配在上层,保护光板只能配在下层;且光板必须与交叉板上下左右对称。,复用段1:1保护与复用段1+1保护不同,业务信号并不总是同时跨接在工作通路和保护通路上的,所以还可以在保护通路上开通低优先级的额外业务。 当工作通路发生故障时,保护通路将丢掉额外业务,根据APS协议,通过跨接和切换的操作,完成业务信号的保护。 正常工作时,1:1相当于2+0。,链网复用段1:1保护,链网复用段1:1保护示意图,SDH传送网,1、链网APS结构分二种:即1+1方式和1:1方式。 2、APS倒换规约,使用了自动保护倒换字节K1和K2。 (K1字节表示请求倒换的信道,K2字节确桥接到保护信道的信道号) 其中K1b1-4表明了请求的类型(保护倒换的原因) 例如: 1111表示锁定保护; 1110表示强迫倒换; 1101表示信号失效; 1011表示信号劣化; 1000表示人工倒换; 0110表示等待恢复等等。 K1b5-8表示请求倒换的信道号 例如:0000空信道(保护信道);1111额外业务信道请求; 00011110请求倒换工作信道编号。(114)。 K2b1-4表示桥接到保护信号的信道号; b5取0表示1+1APS;取1表示1:1APS b6-8预留,其中111线路AIS;100单向倒换;101双向倒换; (APS倒换时间包括字节处理时间和倒换时间) 50ms,SDH传送网 (十二),三、自愈环 自愈:当网络发生故障时,不需要人为的干预,网络 本身能在极短的时间内自动恢复传送业务。 1、自愈环的类型与工作原理 单向:环上二节点间的往来业务,如从节点AC的业 务AC和从节点C A节点的业务CA,沿着环的 同一方向(同为顺时针或同为逆时针)传送。 双向:环上二节点间的往来业务,沿着环的不同方向 (一为顺时针,另为逆时针)传送。,SDH传送网,1、环网四种自愈环,除了二纤单向通道环以外,另三种均用APS的K1和K2字节,对环网发出K1K2字节的网元必须在K1K2字节明确环内那个网元来接收,对其它网元都是透明传输。 2、APS倒换规约:(在SDH设备维护与故障处理的第34页) 3、”桥接请求“从目的节点发送给源节点信息,请求源节点执行把工作信道同保护信道桥接。,. 单向通道保护环(二纤) 工作原理:并发选收(并发优收) 二根光纤:S光纤,P光纤。 正常时: 信号AC在发端A同时馈入S与P光纤(并发),沿二条路径到达C:S:ABC,P:ADC。 收端选收,默认 S:ABC 同理,信号CA: S:C D A ; P:C B A。 收端选用 S:C D A。,SDH传送网 (十三),D,SDH传送网 (十四),故障时: 如B、C间的光缆被切断。 AC业务:在C节点由于来自 S光纤的AC信号 ABC丢失, 所以接收倒换开关转向来自P 光纤,即接收信号:ADC CA业务信号仍按原路径传送。,SDH传送网 (十五),单向通道保护环的特点: 优点:实现简单,不需使用APS协议,倒换速度最 快(30ms)。 缺点:不能重复使用节点间的时隙,环传输容量较 小;不能传送额外业务。 环传输容量:STM-N。 注:单向通道保护环获得非常广泛的应用;它适用 于集中型业务。,SDH传送网 (十六),. 双向通道保护环(二纤) 正常时: 信号AC在发端同时馈入S1与P1光纤(双发),沿二条路径到达C站:S1:ABC, P1:ADC。 收端选收,一般选S1:ABC 同理,业务信号CA: S2:CB A ; P2:C D A。 收端择优选用,一般选 S2:CBA。,SDH传送网 (十七),故障时: 如B、C间的光缆被切断。 AC业务:在C节点由于来自S1光纤的AC信号:ABC丢失,所以倒换开关转向P1光纤,接收信号:ADC 同理,在节点A接收从P2光纤来的CA业务信号: CDA 。 双向通道保护环与单向通道保护环无多大区别。,SDH传送网 (十八),. 单向复用段保护环(二纤) 二根光纤:S(业务)光纤,P(保护)光纤。 正常时: 业务信号AC在发端A只馈入S光纤,沿顺时针方向到达C站:ABC。 同理,业务信号CA在发端C只馈入S光纤,沿顺时针方向到达C站:CDA。,SDH传送网 (十九),故障时:如B、C间光缆被切断 在B节点执行环回功能:即把AC业务环回到P光纤上,沿路径ABADC到达目的地C。 在节点C:把接收点切换到P光纤上。 CA业务仍按原路径传送。 优点:倒换速度快(用APS); P光纤可传送额外业务。 缺点:不能重复使用节点间时隙 环传输容量:STM-N,SDH传送网 (二十五),. 四纤双向复用段保护环 它由四根光纤组成: 二根业务光纤:S1与S2(一发一收), 传送正常业务。 二根保护光纤:P1与P2 (一发一收), 分别为二根业务光纤提 供反方向保护: P1为S1提供反向保护; P2为S2提供反向保护。,SDH传送网 (二十六),正常时: 利用S1与S2光纤传送业务。 业务信号AC在发端A馈入S1光纤 ,沿顺时针方向到达C站:ABC。 同理,业务信号CA在发端C馈入S2光纤,沿逆时针方向到达A站:CBA。 P1与P2光纤可传送额外业务。,SDH传送网 (二十七),故障时:如B、C间光缆被切断 在B、C点执行环回功能。 B节点:把AC业务从S1光纤环回到P1光纤,并沿逆时针方向传输:ABA D C(在B又执行一次环回:S2 P2)。 C节点:把CA业务从S2光纤环回到P2光纤,并沿顺时针方向传输:CDABA (在B又执行一次环回:S2 P2)。,四纤双向复用段保护环: 优点:能重复使用节点间时隙,大大增加整个环的 传输容量。 备用光纤PI、P2可传送额外业务。 缺点:倒换速度较慢,因用APS协议,而且需执行 交叉连接功能;对设备要求较高。 环传输容量:kSTM-N (k为网络中的节点数)。 注:四纤环对ADM设备提出了很高的要求,如系统容量、交叉容量、软件功能等;它适用于分散型业务。,SDH传送网 (二十八),SDH传送网 (二十),. 双向复用段保护环(二纤) 二纤双向复用段保护环是目前SDH应用最广泛的一种保护方式。 它由二根光纤组成:S1 / P2光纤与S2 / P1光纤。 每根光纤传输容量的一半为工作通道(S);一半为保护通道(P),且为另一根光纤的工作通道提供反方向保护。 如S1/P2光纤的工作通道为S1,保护通道为P2,P2为第二根光纤的工作通道S2提供反方向保护。 另一根光纤S2/P1的含义与之类似。,SDH传送网 (二十一),正常时: 利用S1与S2工作通道传送业务 业务信号AC在发端A馈入SI/P2光纤的工作通道S1 ,沿顺时针方向到达C站:ABC。 同理,业务信号CA在发端C馈入S2/P1光纤的工作通道S2,沿逆时针方向到达A站:CBA。 P1与P2通道可传送额外业务。,SDH传送网 (二十二),故障时:如B、C间光缆被切断 在B、C点执行交叉连接。 B节点:把AC业务从S1通道交叉到P1通道,并使其沿逆时针方向传输: AB A D C。 C节点:把CA业务从S2通道交叉到P2通道,并使其沿顺时针方向传输: C D A。,AC发,CA收,AC收,CA发,A,C,B,D,S1/P2,S2/P1,S1/P2,交叉连接,SDH传送网 (二十三),二纤双向复用段保护环 优点:能重复使用节点间时隙,大大增加整个环的 传输容量。 备用通道PI、P2可传送额外业务。 缺点:倒换速度较慢,因用APS协议,而且需执行 交叉连接功能。 环传输容量:k/2STM-N (k为网络中的节点数)。 注:双向复用段保护环获得非常广泛的应用;它适 用于分散型业务。,SDH传送网 (二十四),关于二纤双向复用段保护环的传输容量: 因二节点间业务仅由这二节点的光纤传送,环上其它区段是空闲的,所以时隙可重复使用 作为极限情况-没有跨节点业务。 AB:1/2 STM-N; BC:1/2 STM-N; CD:1/2 STM-N; DA:1/2 STM-N; 总容量: 4/2 STM-N,SDH传送网 (二十九),2、四种自愈环的特性比较与应用,项目,单向通道环,单向复用段环,二纤复用段环,四纤复用段环,节点数,线路速率,环传输容量,APS协议,倒换时间,节点成本,系统复杂性,k,k,k,k,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,STM-N,k/2STM-N,kSTM-N,不用,用,用,用,30ms,30ms,50-200ms,50-200ms,低,低,中,高,简单,简单,复杂,复杂,接入网、中继网(集中型业务),接 入 网、 中 继 网,中继网、长途网(分散型业务),中继网、长途网(分散型业务),主 要 应 用 场合,SDH传送网,通道保护环和复用段保护环的区别: 1、通道保护环:业务的保护是以通道为基础的,也就是保护的是STM-N信号的某个VC(某一路PDH信号),倒换与否按环上的某一个别通道信号的传输质量来决定的,通常利用收端是否收到简单的TU-AIS信号来决定该通道是否进行倒换。例如:收端收到第4VC4的第48个TU-12有TU-AIS,那么就仅将通道切换到备用信道上去。 2、复用段倒换:是以复用段为基础的,倒换与否是根据环上传输的复用段信号的质量决定的。倒换是由K1K2字节所携带的APS协议来启动的,当复用段出现问题时,环上整个STM-N或1/2STM-N的业务都切换到备用信道上。复用段保护条件是LOF、LOS、MS-AIS、MS-EXC(复用段误码过量)告警信号。 3、通道环保护一般是专用保护,在正常情况下保护通道也传主用业务(业务是1+1保护),信道利用率不高。复用段保护环使用公用保护,正常时用信道传额外业务(业务是1:1保护)。信道利率高。,中兴通讯 的 3级保护方案,网 元 级 保 护 倒 换,子 网 级 保 护 倒 换,网 络 级 保 护 倒 换,光路的1+1、1:1保护 支路的1+1、1:1保护 重要单板的1+1保护,二纤单向通道倒换 二纤单向复用段倒换 二纤双向复用段倒换 四纤双向复用段倒换,子网连接保护(SNCP) 双节点互连保护(DNI) 逻辑子网保护,SDH网络的保护和恢复,SDH网络的保护:利用节点间预先分配的备用容量来完成业务保护的方式。具有保护倒换时间短(50ms)的优点。 SDH网络的恢复:利用节点间可用的任何备用容量完成业务保护的方式。其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由。所需时间较长(几秒几分)。,SDH传送网 (七),二、网络的保护与恢复 1、网络的保护 利用预先安排好的备用容量去保护主用容量。 SDH网的保护可分为二大类:路径保护与子网连接保护。 . 路径保护 对业务信号的传送路径进行保护,它既可以在复用段层进 行,也可以在通道层进行。 A).线路系统的复用段保护(MSP) 业务保护以复用段为基础(复用段信号质量),它可 以分为二种方式:1+1 与1N。,SDH传送网 (八),1+1:STM-N信号永久性地被连接在工作通路与保护通路 上,二个通路皆传送业务信号;收端择优选用。 1N:N个工作通路共用一个保护通路,保护通路可传额 外业务(N 14)。 线路系统的复用段保护倒换要使用APS协议,倒换要在 50ms时间内完成。 B). 环网的复用段保护 复用段保护环可分为二纤环与四纤环。 二纤环:环网由二根光纤组成,根据业务传送方向 又可分单向保护环与双向保护环。,SDH传送网 (九),四纤环:环网由四根光纤组成,二根主用光纤与二根 备用光纤,备用光纤为主用光纤提供反方向 保护;备用光纤可传送额外业务。 C). 通道保护环 业务保护以通道为基础(通道信号质量优劣),通道 保护一般采用1+1方式。 通道环一般由二纤组成,根据业务传送方向又可分单 向通道环与双向通道环。 通道环的保护一般不使用APS协议,倒换时间小 于30ms。,SDH传送网 (十),. 子网连接保护SNCP 对某一子网预先安排专用的保护路由。 子网连接保护通常采用1+1工作方式。,2、网络的恢复 它不象网络的保护那样需要安排专门的备用容量(一般是1 1)去保护主用容量,而是广泛调用网络中所有节点间的任何可用容量来恢复传送业务;所以其备用资源较少。 但网络恢复的实现比较复杂,需要使用具有强大功能的DXC,网管要有恢复功能等。 一般来讲,网络的恢复时间要比保护倒换时间长。,SDH传送网 (十一),双节点互联保护技术,拖延时间Holdoff Time能通过网管系统灵活设置!,A,B(主节点) D(次节点),F,C(主节点) E(次节点),双节点互联保护技术,A,B(主要 节点),D(次要 节点),C(主要 节点),E(次要 节点),F,A,B(主要 节点),D(次要 节点),C(主要 节点),E(次要 节点),F,MS-SPRING,MS-SPRING,MS-SPRING

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