SDH自愈保护课件.ppt

第1页 第2页 SDH自愈保护专题 自愈保护基础理论及发展过程 SDH自愈保护技术 环间业务保护 链形网络业务保护 环形网络业务保护 第3页 随着科技的发展 我们的生活和工作对通信的依赖越来越大 据统计 通信中断1小时可使保险公司损失2万美元 使航空公司损失250万美元 使投资银行损失600万美元 通信中断2天足以让银行倒闭 所以通信网络的生存性已成为现代网络规划设计和运行的关键率因素之一 自愈保护基础理论及发展过程 为什么要提出自愈的概念 什么是自愈 自愈的概念 当网络发生故障时 无需人工干预 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 第4页 业务恢复时间要求 第5页 业务恢复的时间要求 业务中断时间的两个重要门限值 1 50ms 中断时间小于50ms 可以满足绝大多数业务质量要求 可认为其对多数电路交换网的话带业务和中低速数据业务是透明的 2 2s 中断时间小于2s 可保证中继传输和信令网的稳定性 电话 数据 图象等多数用户可忍受 作为网络恢复的目标值 连接丢失门限CDT 第6页 所谓自愈保护 就是为受保护业务建立一条保护路由 当工作路由出现故障时 自动切换到保护路由 重新建立业务连接关系 保证业务的接续性 起到自愈保护的作用 自愈保护的基本原理 第7页 SDH自愈保护技术的分类 一 链形网络业务保护方式二 环形网络业务保护方式三 环间业务保护方式 ITU TG 841 路径保护Trailsprotect 子网连接保护Subnetworkconnectprotect 网络拓扑 第8页 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 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 第9页 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 第10页 SDH传送网 二 第11页 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 第12页 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 第13页 SDH传送网 五 树形 第14页 SDH传送网 六 网孔形 第15页 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 第16页 1 1 1通道保护 2 1 1复用段保护 3 1 1复用段保护 一 链形网络业务保护方式 第17页 S 通道1 1保护是以通道为基础的 倒换与否按分出的每一通道信号质量的优劣而定 通道1 1保护使用并发优收原则 插入时 通道业务信号同时馈入工作通路和保护通路 分出时 同时收到工作通路和保护通路两个通道信号 按其信号的优劣来选择一路作为分路信号 通常利用简单的通道PATH AIS信号作为倒换依据 而不需APS协议 倒换时间不超过10ms 通道1 1保护 第18页 复用段1 1保护 复用段保护是以复用段为基础的 倒换与否按每两站间的复用段信号质量的优劣而定 当复用段出故障时 整个站间的业务信号都转到保护通路 从而达到保护的目的 复用段1 1保护方式 业务信号发送时同时跨接在工作通路和保护通路正常时工作通路接收业务信号 当系统检测到LOS LOF MS AIS以及误码 10E 3告警时 则切换到保护通路接收业务信号 采用自动保护倒换 APS 协议来实现复用段1 1保护 第19页 OLOL 主业务 CS OLOL CS 额外业务 额外业务 主业务 复用段1 1保护 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 第20页 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 0001 1110请求倒换工作信道编号 1 14 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 1APSb6 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 第21页 二 环形网络业务保护方式 1 二纤单向通道倒换环 2 二纤双向复用段倒换环 3 四纤双向复用段倒换环单向 环上二节点间的往来业务 如从节点A C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 第22页 概念 二纤 单向 通道倒换1 二纤 工作光纤S和保护光纤P 单纤环 2 单向 环的方向 顺时针 逆时针业务流向 双向业务A C C A3 通道倒换 机理 机制 PATH AIS信号 二纤单向通道倒换环 第23页 工作原理 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 A B C P A D C 收端 优收 一般选S A B C同理 信号CA S C D A P C B A 收端选用S C D A D AC发 CA收 AC收 CA发 A C B S P 第24页 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A B C丢失 所以接收倒换开关转向来自P光纤 即接收信号 A D CCA业务信号仍按原路径传送 谁执行倒换操作 第25页 二纤单向通道倒换环总结1 保护机理 并发优收 双馈机制 PATH AIS信号 2 保护的实质 两侧有一对收发通路 S P通路方向相反 3 少一个单纤环也能正常工作 以牺牲资源 另一个单纤环 为代价获取保护功能 二纤单向通道倒换环 第26页 二纤单向通道倒换环的特点优点 1 通道保护 实现简单 不需使用APS协议 倒换时间快 2 环上的节点数无限制 缺点 时隙不可重复利用 环传输容量较小 不能传送额外业务 业务量为STM N 注 适应的业务类型 1 集中型 适用 2 分散型 不适用 二纤单向通道倒换环 第27页 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 A B C P1 A D C 收端选收 一般选S1 A B C同理 业务信号CA S2 C B A P2 C D A 收端择优选用 一般选S2 C B A 第28页 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 A B C丢失 所以倒换开关转向P1光纤 接收信号 A D C同理 在节点A接收从P2光纤来的CA业务信号 C D A 双向通道保护环与单向通道保护环无多大区别 SDH自愈保护技术 二纤双向通道倒换环 谁执行倒换操作 第29页 断纤后谁执行倒换操作配置实例倒换方式 第30页 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 A B C 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 C D A SDH自愈保护技术 二纤单向复用段倒换环 第31页 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A B A D C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自愈保护技术 二纤单向复用段倒换环 第32页 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 第33页 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 A B C 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 C B A P1与P2光纤可传送额外业务 第34页 故障时 如B C间光缆被切断在B C点执行倒换功能 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A B A D C C节点 把CA业务从S2光纤倒换到P2光纤 并沿顺时针方向传输C D A B A C A B D AC发 AC收 CA收 CA发 倒换 第35页 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 k STM 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 第36页 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路 S 一半为保护通路 P 且为另一根光纤的工作通路提供反方向保护 如S1 P2光纤的工作通路为S1 保护通路为P2 P2为第二根光纤的工作通路S2提供反方向保护 另一根光纤S2 P1的含义与之类似 第37页 概念 二纤 双向 复用段1 二纤 时隙交换技术 S1 P2和S2 P1 如对于STM 16环 1 8由9 16保护 2 双向 环的方向 顺时针 逆时针业务流向 双向业务A C C A3 复用段倒换 机理 机制APS协议 节点处有倒换开关 第38页 正常时 利用S1与S2工作通路传送业务业务信号AC在发端A馈入SI P2光纤的工作通路S1 沿顺时针方向到达C站 A B C 同理 业务信号CA在发端C馈入S2 P1光纤的工作通路S2 沿逆时针方向到达A站 C B A P1与P2通路可传送额外业务 AC发 CA收 AC收 CA发 A C B D S1 P2 S2 P1 第39页 故障时 如B C间光缆被切断在B C点执行倒换 B节点 把AC业务从S1通路交叉到P1通路 并使其沿逆时针方向传输 A B A D CC节点 把CA业务从S2通路交叉到P2通路 并使其沿顺时针方向传输 C D A B A AC发 CA收 AC收 CA发 A C B D S1 P2 S2 P1 S1 P2 倒换 第40页 工作过程分析 1 正常工作分析 去掉其它复用段也能工作 业务上下 来自1个节点和来自多个节点 2 故障情况工作分析 桥接 倒换 P通路共享非专用 并在节点处直通处理 第41页 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 A B 1 2 STM N B C 1 2 STM N C D 1 2 STM N D A 1 2 STM N 总容量 4 2 STM N 第42页 二纤双向复用段环的特点优点 时隙保护 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 倒换时间稍长 因用APS协议 而且需执行交叉连接功能 环上的节点数受限制 不超过16个节点 环传输容量 k 2 STM N k为网络中的节点数 注 特别适用分散型业务 第43页 谁执行倒换操作配置实例倒换方式 第44页 三种自愈环的特性比较与应用 项目 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 主要应用场合 第45页 集中型业务量的成本比较 网络成本 容量 相对成本 0 2 业务容量 Gbit s 1 2 3 4 0 0 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 二纤通道倒换环 二纤复用段倒换环 四纤复用段倒换环 各种环形结构的比较 第46页 均匀型业务量的成本比较 网络成本 容量 相对成本 0 2 业务容量 Gbit s 0 27 0 54 1 08 1 62 0 0 0 4 0 6 0 8 1 0 1 2 1 4 1 6 1 8 2 0 二纤通道倒换环 二纤复用段倒换环 四纤复用段倒换环 2 16 各种环形结构的比较 第47页 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 第48页 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 第49页 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 第50页 SDH传送网 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1 N 第51页 SDH传送网 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 1 N 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 第52页 SDH传送网 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 第53页 SDH传送网 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 第54页 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 第55页 额外业务量 通道倒换环 目前商用的通道保护倒换环都是1 1方式 环中发端是并发连接形式 无法使保护通路携带额外业务量 复用段倒换环 1 1的复用段保护倒换环可以利用保护通路来携带低等级的额外业务量 各种环形结构的比较 错连问题 通道倒换环 不会发生错连现象 复用段倒换环 由于环中每一保护时隙被不同段共用或被额外业务占用 因此比较容易发生错连现象 第56页 三 SDH环间业务保护方式 1 单节点相切无环间保护 2 双节点互连DNI保护方式DH保护方式 3 多节点互连转化为双节点互连 第57页 引入 SDH速率越来越高 复用的VC数量越来越多 SDH网络拓扑的结构错综复杂 承载业务种类丰富 不同业务对网络的安全性要求各不相同 逻辑子网保护 第58页 SNCP MSP 逻辑子网保护 L SNCP L MSP 电路层 通道层 段层 物理媒质层 传送网的分层模型 第59页 逻辑子网与逻辑设备的介绍 逻辑子网保护的优势 简化网络结构 便于业务的管理和保护多种保护