第7章全光通信网-保护技术分解.ppt

第 七 章全光网络结构与保护技术 7.1 全光网络的拓扑结构 全光网络是由节点设备通过光缆互联而成的，网络节点和光缆线路的几何排列就构成了网络的拓扑结构。网络的有效性（信道的利用率）、可靠性和经济性在很大程度上与拓扑结构有关。 网络拓扑基本结构: 链型、星型、树型、环型、网孔型 1． 链型网 链型网络拓扑（chain-type network）是网中的所有节点串联连接，而首尾AB节点两端开放、非闭合，见图7-1（a）。这种拓扑结构的特点是较经济，但网络的生存性较差，主要用于专网、支线中。 网络的生存性是指网络在遭遇各种故障（节点设备失效、断缆、断纤、收无光、误码率超标等）后能够自动恢复维持业务质量等级的能力。 链型网断缆（同沟同缆）后，将形成几个独立的部分，网络业务将无法恢复。 2．星型网星型网络（star network）拓扑是将网中一节点A作为主要节点与其他各节点相连，其它各节点互不直连，见图7-1（b）。这种网络拓扑的特点是各节点的业务都经过这个主节点转接，可通过主节点A来统一管理其它网络节点，有利于网络业务带宽管理、分配，节约成本，但存在主节点的失效所产生的生存性问题和主节点业务处理能力的潜在瓶颈问题。 3．树型网树型网络（tree network）可看成是星型拓扑和链型拓扑的结合,如图7-1（d）所示。树型网络存在主节点的失效所产生的安全问题和主节点业务处理能力的潜在瓶颈问题。 4．环型网环型网(ring network)拓扑实际上是指将链型拓扑首尾相连形成闭合环路，如图7-1（c）所示。环型网的特点是任何两个节点之间都有两条传输方向不同的路由，这为网络保护提供了有利条件。环网是当前使用最多的一种网络拓扑形式,主要是因为它具有很强的生存性,即自愈能力很强。环型网结构在干线网、中继网、接入网中都有很好的应用。 5．网孔型网所有的网元节点之间至少存在两条不同的物理连接的非环型拓扑，就形成了网孔型网络（Mesh network?）拓扑图，如图7-1（e）。这种网络拓扑两网元节点之间可提供多个传输路由，使网络的生存性更强。但结构复杂、使得控制和管理提高，成本提高。网孔型由于其高可靠性，主要用于骨干网中，以提供网络的生存能力。 7.2 保护与恢复技术 全光网络通信容量巨大，如果通信链路中断，影响极大。为了保障通信的时时性，通信中断时间有严格限制。对业务中断时间有两个重要门限。第一个是50ms，此时可以满足绝大多数业务的质量要求，除了瞬态冲击外业务不中断，因而可以认为50 ms的保护恢复时间对于多数电路交换网的话音业务和中低速数据业务是透明的。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。当故障状态持续（2.5＋0.5)s，则数字交换机将发告警信号，拆除有关话音通路连接并停止计费，这类故障显然已无法容忍。因此2s门限已作为网络恢复的目标值，称为连接丢失门限。 保护是指为光网络的承载业务提供预留的保护资源。当网络发生故障时，受影响业务被安排到预先分配好的保护路由进行传送，以此来恢复受影响的业务。保护往往处于本地网元或远端网元的控制下，无需外部网管系统的介人，保护倒换时间很短，但备用资源无法在网络范围内共享，资源利用率低。网络的保护问题是网络的冗余性设计问题。网络的冗余性设计不但涉及网络的物理拓扑设计，还与网络业务的安排有重要的关系。通常实用的网络都是有一定的冗余度的，以使一旦在工作通道出现故障时，可以使用网络的冗余容量为工作容量提供保护，从而维持网络的正常运转，保证网络业务的畅通。 恢复是指为光网络的承载业务动态寻找网络中剩余资源（包括预留的专用空闲备用容量，网络专用的、甚仍至低优先级业务可释放的额外容量），并通过利用这些剩余资源，在网络中寻找失效路由的替代路由，以便快速而准确地消除由于故障所带来的阻塞。恢复技术能动态有哪些信誉好的足球投注网站网络中的所有空闲容量，可大大节省备用资源，因而大大提高了网络资源的利用率。但由于恢复通常需要外部网管系统介入，时间较慢，恢复响应不确定，业务恢复时间相对较长，这是恢复机制的不足之处。恢复通常主要用于网状网，以便能最佳地利用网络容量资源。 在实际电信网中，常常以保护机制作为第一道防线，对付诸如光纤线路被切断之类的公共失效故障。然后可以用恢复机制作为第二道防线对付网络范围的故障和失效。 网络的故障可以分为线路（链路）故障和通道故障两种。通常的光缆线路受损是典型的线路故障，而组成光通道的某个区段的光电器件的故障则通常会导致通道的故障。对于网络节点失效的情况，通常可以认为是若