2.6.2.2. Схема защиты с разделением ресурсов каналов типа ms spRing

Схема защиты типа MS SPRing нашла широкое применение в технологии защиты синхронных по­токов систем SDH, построенных как на основе кольцевой, так и ячеистой архитектуры. Она отно­сится к защите первого типа (ТР), основанной на разделении ресурсов кольца SDH, и применяется как для двухволоконных (2ОВ), так и четырехволоконных (4ОВ) вариантов использования среды передачи.

Отличительной особенностью этой схемы защиты является то, что для передачи нормаль­ного трафика используются все волокна как в варианте 20В, так и в варианте 40В, однако только 50% емкости каждого ОВ отдано под нормальный трафик и 50% под трафик защиты так, если должен быть защищен весь рабочий трафик. В этом смысле MS SPRing является технологией раз­деления ресурсов каналов.

В этой схеме все доступная полоса пропускания системы SDH может быть разбита на ка­налы трех типов:

- рабочие каналы, передающие основной (нормальный) трафик, защищенный механизмом дейст-

вия протокола MS SPRing APS;

- каналы защиты, которые могут нести дополнительный незащищенный трафик, сброс которого (с

целью освобождения канала) осуществляется сигналом APS;

- каналы типа NUT, которые могут нести незащищенный трафик, заблокированный (и в этом

смысле защищенный) от сброса, осуществляемого обычно сигналом APS.

Назначение каналов первых двух типов очевидно. Каналы же типа NUT могут быть ис­пользованы для передачи трафика виртуальных контейнеров верхнего уровня, связывающего, на­пример, сети доступа ATM или подсети SDH (использующих схему защиты SNCP) с сетями SDH

(использующих схему защиты типа MS SPRing). Трафик каналов NUT по степени защищенности занимает промежуточное положение между трафиком рабочих каналов (высшая степень защиты) и трафиком каналов защиты (низшая степень защиты).

Пример изменения емкости сети при использовании защиты MS SPRing

На примере простого двунаправленного кольца (рис. 2-65) рассмотрим, как меняется ко­личество возможных маршрутов потоков данных (при использовании схемы защиты MS SPRing) в зависимости от конкретных вариантов задания исходного трафика и какую максимальную загруз­ку (емкость сети) может обеспечить такое кольцо.

И так, предположим, что задано следующее:

• кольцо SDH использует двунаправленную схему передачи и двухволоконную среду передачи;

• используются мультиплексоры SDH уровня STM-16;

• входящие и исходящие потоки данных представлены потоками трибов, упакованных в блоки ти­ па AU-4;

• рассматриваются три варианта исходного трафика в сети:

1. все потоки направляются только в один узел (А);

2. все потоки локализованы только между соседними узлами;

3. картина потоков смешанная;

• используются два типа каналов: рабочие каналы и каналы защиты;

• все рабочие каналы должны быть защищены.

Вариант I (все потоки направляются только в один узел А)

Поток В А: 8 AU-4 - маршруты: В А, А В;

Поток С А: 6 AU-4 - маршруты: С D A, A D С;

Поток D А: 2 AU-4 - маршруты: D A, A D.

Так как максимальное число рабочих каналов в каждом пролете не может быть больше 8 AU-4 (16/2), то маршрут потока С <-» А может проходить только через узел D и не может прохо­дить через узел В, что привело бы к потоку 8+2=10 AU-4 в пролете В-А (А-В). В результате общая загрузка двунаправленного кольца в этом варианте (равная сумме всех потоков в отдельных про­летах) равна 16 AU-4 (8+6+2=16). Причем загрузка пролетов неравномерна: А-В - 8 AU-4, В-С - 0 AU-4, C-D - 2 AU-4, D-A - 8 AU-4.

Вариант //(все потоки локализованы только между соседними узлами)

Поток А В: 8 AU-4 - маршруты: А В, В А;

Поток В С: 8 AU-4 - маршруты: В С, С В;

Поток С D: 8 AU-4 - маршруты: С D, D С;

Поток D А: 8 AU-4 - маршруты: D A, A D.

Так как в каждом пролете не может быть больше 8 AU-4 (16/2), а все потоки локализованы в одном пролете, то общая загрузка двунаправленного кольца в этом варианте (равная сумме всех потоков в отдельных пролетах) равна 32 AU-4 (8+8+8+8=32). Причем загрузка пролетов может быть равномерна и максимальна — 8 AU-4.

Вариант ///(картина потоков смешанная)

Так как вариантов смешанных потоков очень много, задачу максимизации решим поэтап­но, допустив, что заданы потоки между смежными узлами, например: А-В: 2 AU-4, В-С: 5 AU-4, C-D: 4 AU-4, D-A: 1 AU-4. Тогда максимальный поток по маршруту , включающему про-

лет В-С, равен 3 AU-4, тогда поток А-В увеличится до 5 AU-4, а поток В-С до 8 AU-4 (при этом другие потоки через пролет В-С будут невозможны). В этой ситуации максимально возможный поток по маршруту , включающему пролет C-D, равен 4 AU-4, тогда поток C-D увели-

чится до 8 AU-4 (при этом другие потоки через пролет C-D будут невозможны), а поток D-A до 5 AU-4. В этой ситуации максимально (и единственно) возможный поток по маршруту ,

включающему пролеты D-A и А-В, равен 3 AU-4, тогда потоки D-A и А-В увеличатся до 8 AU-4 (при этом все другие дополнительные потоки будут невозможны). В результате проведенной мак­симизации получаем, что для третьего смешанного варианта общее число потоков в кольце дос­тигает 22 AU-4.

Учитывая, что на однонаправленном двухволоконном кольце с защитой (при прочих рав­ных условиях) можно разместить не более 16 потоков, можно прийти к выводу: двунаправленное двухволоконное кольцо, использующее технологию защиты MS SPRing, позволяет разместить больше защищенных потоков, чем однонаправленное, и тем больше, чем более локализован тра­фик между соседними узлами.

Пример организации защиты потоков при использовании технологии MS SPRing

Рассмотрим организацию и функционирование схемы защиты потоков типа MS SPRing на примере кольцевой двунаправленной двухволоконной сети, приведенный на рис. 2-66.

На рис. 2-66 показан маршрут потока данных между узлами А и D при двух состояниях се­ти: нормальном (а) и аварийном (б). В первом случае маршрут потока проходит по рабочему каналу через рабочие пролеты А-В, В-С, C-D. Во втором (учитывая повреждение ОВ на пролете В-С) - маршрут меняется на: и поток распространяется по рабочему каналу только на рабочих пролетах А-В и C-D, а на остальных пролетах (В-А, A-F, F-E, E-D и D-C) - по каналу защиты.

Другой схемой защиты, также относящейся к защите первого типа (ТР), является защита муль­типлексных секций с выделенным кольцом (MS DPRing) SDH. Она также применяется как для двухволоконных, так и четырехволоконных вариантов использования среды передачи.

Отличительной особенностью этой схемы защиты является то, что все кольца разделяются на две группы (по одному кольцу для варианта 2ОВ и по два кольца для 4ОВ) с противоположным направлением распространения сигнала. Для передачи нормального трафика используется одна группа ОВ, а для защиты - другая, что дает возможность защитить весь рабочий трафик. В этом смысле MS DPRing является технологией разделения ресурсов колец. Она применялась еще в мультиплексорах SDH первого покаления.

В этой схеме максимальное число каналов в основном кольце (в варианте 2ОВ) ограниче­но емкостью одного пролета, как и в схемах однонаправленного кольца. Например, в схеме с ис­пользованием STM-16 это составит 16 AU-4 (20В) или 32 AU-4 (40В).

Схема защиты мультиплексных секций с выделенным маршрутом защиты может быть ис­пользована в любой топологии (кольцевой, ячеистой, линейной или смешанной) и на любом вы­деленном уровне сети.

Описанные выше технологии защиты маршрутов потоков данных (класса ТР) позволяют сформулировать возможные достоинства и недостатки механизмов защиты однонаправленных и двунаправленных колец.

Преимущества однонаправленных схем защиты

• Схемы защиты простота и нет необходимости использовать протокол защиты.

• Скорость переключения выше, так как нет необходимости отрабатывать протокол защиты.

• Вероятность восстановления трафика высока даже при возникновении нескольких аварийных ситуаций.

Преимущества двунаправленных схем защиты

• При аварии на одном маршруте в одной двунаправленной секции схема защиты переключает оба маршрута (т.е. секцию целиком) на резервные, создавая лучшие условия для восстановле­ ния этой секции.

• Одинаковое оборудование и одинаковая задержка в обоих направлениях упрощает обработку аварийной ситуации в случае большой разницы в длине пути различных маршрутов потоков данных, например, при наличии спутниковых или трансокеанских звеньев.

• Двунаправленные схемы защиты позволяют передавать дополнительный трафик по каналам защиты.