Інтерфейси введення-виводу

DSx і ОС

Мал. 9.17. Термінальна конфігурація ADM.

242 Розділ 9. Синхронні оптичні мережі SONET

9.2.6. Автоматичне захисне перемикання (aps)

По-перше, ми розрізнятимемо схеми захисту 1+1 і N+1. Ці дві опції лінійного APS показано на мал. 9.18. APS може бути реалізована в схемі лінійного ланцюга або кільцевої архітектури. Мережевий елемент SONET, що має лінійне крайове устаткування (LTE) і можливість термінувати оптичні лінії, може забезпечити лінійне APS. Підтримка функції лінійного APS для електричного інтерфейсу STS-N у відповідних стандартах ANSI і Telcordia не передбачена.

Лінійний APS і, зокрема, протокол для каналу APS, стандартизуется для того, щоб допустити можливість взаємодії між SONET LTE різних виробників. Тому, все SPE модуля STS, переносимі сигналом OC-N, захищені спільно. Стандарти ANSI і Telcordia визначають дві лінійна APS-архитектуры:

1. 1+1;

2. N+1 (що позначаються також 1:1 и1:и).

Архітектура 1+1 є такою архітектурою, в якій головний блок безперервно перемикається то до робочому, то до резервного устаткування, так що те ж саме корисне навантаження передається ідентично до замикаючого блоку робочого і резервного устаткування (див. верхню частину мал. 9.18). На замикаючому кінці робочі і резервні сигнали OC-N мониторятся незалежно і ідентично на відмову (або деградацію) сигналу. Приймаюче устаткування вибирає або робочий, або резервний сигнал на основі критерію перемикання (напр., сигналів аварійного стану, таких як LOS — втрата сигналу, або деградація сигналу і ін.). Завдяки такому безперервному перемиканню, архітектура 1+1 не дозволяє організувати додатковий (не резервований) канал.

Резервування по схемі 1+1 дуже ефективний спосіб досягти повного резервування. Цей тип конфігурації зазвичай широко поширений в кільцевій архітектурі. У основній схемі кільця, трафік від джерела передається одночасно по обох таким, що несе, і рішення про перемикання з основного на резервний канал здійснюється на приймальному кінці. У цій ситуації тільки LOS, або подібні сигнали індикації аварійного стану, потрібні, щоб ініціювати резервне перемикання, і немає необхідності в пересилці команди і інформації, що управляє, між цими двома крапками. Передбачається, що після відмови в основній лінії ремонтна бригада відновить її працездатність. Після цього, вона, замість того, щоб знову стати основною лінією, призначається як резервна. Отже, має місце тільки одне перемикання, і процес ремонту не вимагає другої перерви сервісу.

Кращий спосіб конфігурації сервісу 1+1 — це призначити як резервної таку лінію, яка географічно віднесена від основної лінії. Це мінімізує загальну відмову ліній. Через простоту цього підходу, він гарантує швидке відновлення і мінімальні вимоги до устаткування моніторингу і управління. Проте це рішення і найбільш

9.2. Синхронні оптичні мережі (SONET) 243

			Оптичний	Оптичний сигнал	Оптичний
			джерело		детектор
	Електричний сигнал
			Оптичне джерело	Оптичний сигнал	Оптичний детектор

Перемикач

(а)

Головний блок

Замикаючий блок

Електрооп

тический

преобразо

ватель

Оптоелект ронный

преобразо ватель

І

Електрооптичний преобразо ватель

Оптозлект-ронний

преобразо ватель

_А

Електрооп тический перетворювач

Оптоелект-ронний

преобразо ватель

\ А

Електрооптичний преобразо ватель

Оптоелект-ронний

преобразо ватель

Контроллер

захисного

перемикача

Контроллер

захисного

перемикача

(6)

Мал. 9.18. Опції лінійної APS, захисту: 1 + 1 і JV+1. (а) лінійна APS типу 1 + 1, (б) лінійна APS типу 1+N.

дорого і менш ефективно з погляду використання устаткування, в порівнянні з резервуванням по схемі N+l (I.N). Його неефективність в тому, що резервне устаткування знаходиться поряд, але не використовується і, отже, не приносить доходу.

Резервування по схемі N+1 (або 1:7V, тобто 1 для N) є архітектурою, в якій будь-які N робочих ліній можуть бути перекриті однією резервною лінією (див. нижню частину мал. 9.18). Допустимими для Зможуть бути значення від 1 до 14. Канал APS використовує байти К1 і К2 лінійного заголовка

244 Розділ 9. Синхронні оптичні мережі SONET

(LOH) для здійснення сигналізації між головною і замикаючою крапками такої лінії. Враховуючи, що головна крапка перемикана, резервна лінія може бути використана для перенесення додаткового трафіку. У деяких публікаціях виділяють підмножину 1:1 архітектури N+1.

Схема резервування N+1 дає можливість ефективнішого використання резервного устаткування. Вона є, по суті, розширенням схеми резервування 1+1, описаною вище. За умови високої надійності сучасного устаткування, можна бути упевненим у відсутності двох одночасних відмов на одному маршруті. Це дає можливість використовувати одну загальну резервну лінію серед N що працюють.

Схема резервування N+1 робить можливим ефективніше використання устаткування, але одночасно вимагає реалізації складнішого управління і не може запропонувати той же рівень доступності, як схема резервування 1+1. Досягти використання різних шляхів розповсюдження для основного і резервного трафіку також достатньо важко.

9.2.7. Кільцева архітектура SONET

Кільцева мережа складається з мережевих елементів, сполучених по схемі крапка-крапка так, що утворюється замкнута кільцева конфігурація, як показано на мал. 9.19. Як можна зрозуміти, основною причиною здійснення режиму перемикання кільцевих маршрутів є поліпшення виживаності мережі. Кільце забезпечує захист проти обриву волокна і відмови устаткування.

Ряд термінів використовується для опису функціональних характеристик кільця з перемиканням маршрутів: наприклад, однонаправлене кільце із захисним перемиканням маршруту (UPPS), однонаправлене кільце з перемиканням маршруту (UPSR), одиночне кільце, кільце з лівим обертанням.

Можна розглядати архітектурні особливості кільцевих схем в класі власне кільцевих схем, проте ми розглядатимемо кільце концептуально, в термінах резервування типу 1+1. Зазвичай, коли ми думаємо про кільцеву архітектуру, ми думаємо про різноманіття маршрутів; існує два різні напрями передачі сигналу. Кільцева топологія найбільш популярна в кругах фахівців оптоволоконної телекомунікації. Вона пропонує те, що називають географічним різноманіттям маршрутів. Тут же ми маємо на увазі, що маємо круг достатньо великого діаметру (наприклад, більше 16 км.), такий, що існує певна вірогідність, що принаймні одна сторона кільця уціліє при лісовій пожежі, повені, ураганах, землетрусах і інших форс-мажорних обставинах. Це означає, що тільки одна сторона кільця постраждає від звичайної відмови устаткування або обриву кабелю екскаватором.

Існують деякі види кільцевої топології, які використовуються в телевізійних системах CATV HFC не стільки з метою збільшення виживаності, скільки для досягнення можливості з'єднання, ефективного за вартістю. Кільця не використовуються в оптоволоконних мережах в приміщеннях або кампусах.

9.2. Синхронні оптичні мережі (SONET) 245

Однонаправлене кільце

Двонаправлене кільце

Мал. 9.19. Схема кільцевої мережі — напрям робочого маршруту. (Див. [9.1], мал. 5-6.)

Існують дві основні схеми архітектури кілець, що самовідновлюються (SHR): однонаправлені і двонаправлені. Залежно від картини трафіку і деяких інших чинників, одні типи кілець можуть підходити більше, ніж інші.

У однонаправленому кільці SHR, показаному в лівій частині мал. 9.19, робочий трафік передається тільки в одному напрямі. Наприклад, трафік, що йде від вузла А до вузла D, розповсюджується за годинниковою стрілкою (по маршруту ABCD), також, як і трафік, що йде від вузла D до вузла А (маршрут DA). Ємкість однонаправленого кільця визначається сумарними вимогами трафіку між парою вузлів кільця.

У двонаправленому кільці SHR, показаному в правій частині мал. 9.19, робочий трафік передається в кільці в обох напрямах, використовуючи два паралельні шляхи між вузлами (використовуючи один і той же кабель). Використовуючи приклад, аналогічний приведеному вище, можна відмітити, що якщо трафік від вузла А до вузла D йде за годинниковою стрілкою через проміжні вузли В і З, то трафік від вузла D до вузла А міг би повернутися по тому ж шляху, проходячи ті ж проміжні вузли В И С.

У двонаправленому кільці, трафік в обох напрямах передачі між двома вузлами проходить через ті ж самі набори проміжних вузлів. Отже, на відміну від тайм-слота однонаправленого кільця, тайм-слот двонаправленого кільця може бути повторно використаний кілька разів в тому ж кільці, забезпечуючи кращу утилізацію його ємкості. Всі вузли на такому кільці разом використовують ємкість захисного трафіку, незалежно від того, яка кількість разів даний тайм-слот був повторно використаний. Двонаправлена маршрутизація також зручніша на великих кільцях, де доводиться брати до уваги затримку на розповсюдження

246 Розділ 9. Синхронні оптичні мережі SONET

сигналу, оскільки вона забезпечує механізм, що дозволяє сподіватися, що за нормальних умов використовується найкоротший шлях, на відміну від ситуації з відмовами, що впливають як на робочі, так і резервні шляхи, а також з відмовами вузла.

Telcordia в [9.6] указує, що термін однонаправлений має подвійне значення (див. Зауваження). Тому, перемикання впливає тільки на один напрям в двонаправленій схемі. В результаті цього, різні вузли, через які проходять будь-які шляхи, що постраждали від обриву волокна або інших відмов, на обов'язково повинні бути зв'язані один з одним. Це робить архітектуру UPSR істотно простіше, ніж двонаправлене кільце.

Зауваження. Термін «однонаправлений» в UPSR відноситься до напряму трафіку навколо кільця, і це не треба плутати з тим фактом, що UPSR побудоване з розрахунку на двонаправлену симетричну передачу.