Схемы защиты транспортных сетей

Схемы защиты транспортных сетей предусматривают защиту линейного тракта (секций мультиплексирования), соединения (тракта высокого или низкого порядка, оптических каналов, виртуальных соединений при пакетной передаче) и оборудо­вания.

5.2.1. Защита секции мультиплексирования 1+1 (1:1)

Защита секции мультиплексирования вида 1+1 (1:1) относится к защите линейного тракта за счет резервного кабеля и оборудования. В этой защите различают две воз­можности:

- (1+1) — одна рабочая секция мультиплексирования непрерывно дублируется одной резервной секцией мультиплексирования (рис. 5.17). При аварии рабо­чей секции селектор приёмной стороны подключит резервную секцию;

- (1:1) — одна рабочая секция мультиплексирования может быть продублиро­вана в аварийном состоянии резервной секцией, которая в нормальном режи­ме переносит дополнительный трафик, который автоматически сбрасывается при аварии основной рабочей секции (рис. 5.18). Защита секции мультиплек­сирования обозначается MSP (Multiplex Section Protection).

Признаками, инициирующими выполнение защитного переключения в секции мультиплексирования STM-N могут быть следующие сигналы:

- потеря сигнала на приеме (LOS);

- потеря цикла STM-N (LOF);

- избыточный коэффициент ошибок по битам (BER > 10~¹⁰).

Управление процессами переключения с рабочей секции мультиплексирова­ния на резервную происходит в байтах Kl, К2 заголовков MSOH резервной сек­ции по приоритетам(табл. 5.1, 5.2, значки указывают на повышение или по­нижение приоритета).

С учетом того, что передача линейных сигналов STM-N может происходить по одной или двум параллельным системам, возможны два варианта переключений: синхронизированный и несинхронизированный.

При двунаправленной передаче в рабочей секции переключение на резерв про­изводится в двустороннем режиме, то есть передатчик и приемник синхронно пере­ключаются на резерв.

При однонаправленной передаче в рабочей и резервной секциях переключение на резерв производится в одностороннем режиме, то есть приемник выбирает луч­ший по качеству сигнал. Это может привести к ситуации, когда по рабочей секции происходит передача только в одном направлении, например, слева направо (рис. 5.17), а передача в другом направлении ведется в резервной секции.

Защита секции мультиплексирования может реализовываться в обратимом и не­обратимом режимах. Обратимый режим предусматривает возврат с резервной секции на рабочую, как только на последней восстанавливается соответствующее качество передачи, и это состояние сохраняется в течение определенного периода времени, на­зываемого «ожидание перед восстановлением». Необратимый режим предусмотрен без автоматического возврата на рабочую секцию, однако этот возврат возможен при снижении качества передачи в резервной секции ниже качества рабочей секции. Кро­ме того, предусматривается принудительное (ручное) переключение с рабочей на ре­зервную секцию и обратно.

При защите секции оптического мультиплексирования WDM OMS предусмат­ривается деление мощности многоволнового сигнала WDM пополам с последую­щей передачей в различных волокнах (в различных кабельных линиях) (рис. 5.19).

На приемной стороне оптический коммутатор, управляемый пороговым устрой­ством контроля оптической мощности, гарантированно быстро (не более чем за 50 мс) может изменить направление приема оптического сигнала.

Помимо оптического защитного переключения в оптической транспортной сети (OTN) возможна реализация электронной схемы защитного переключения APS (Automatic Protection Switch) с использованием байтов управления в заголовке ODUk (рис. 5.20). Электрический разветвитель сигнала пользователя (сплиттер — ESpl, Electrical Splitter) делит сигнал между отдельными каналами, организуемыми через транспондеры (TPD) и оптические мультиплексоры и демультиплексоры (ОМХ, ODMX), а электрический коммутатор (ESw, Electrical Switch) обеспечивает выбор лучшего сигнала на приёме.

Протокол защитного переключения (APS) уровня блока данных оптического канала (ODUk) реализуется посредством четырех байтов заголовка ODUk (см. рис. 3.98, табл. 3.19).

На рис. 5.21 иллюстрированы процедуры обмена сигнальными сообщениями APS в секции мультиплексирования между станциями А и В. В табл. 5.3 приведены отметки приоритетов по активации протокола APS. Однонаправленная защитная схема реализуется двумя взаимодействующими сторонами (А и В) независимо друг от друга, но при этом формируются сообщения состояния, которые транслируются одним байтом в 3-байтовом блоке канала APS (см. табл. 3.19). Если на стороне А обнаруживается повреждение, то происходит переключение селектора на резерв­ную линию и формируется сообщение состояния моста и селектора (SF1,1) в сторо­ну В. Изменённое состояние стороны А может продолжаться сколько угодно. Оно будет исходным для возможного последующего повреждения (SF). Состояние мос­тов А и В неизменно и отмечается логической «1». Состояние селектора отмечается в нормальном режиме логическим «О», а в режиме защиты — логической «1». Со­стояния селектора стороны В отмечены на рис. 5.21 различными штрихами с ис­пользованием примера ухудшения качества передачи (SD1,1), т.е. повышением ко­эффициента ошибок. При восстановлении качества принимаемого сигнала на сто­роне В включается таймер ожидания (8... 12 мин). В сторону А идёт извещение (WTR1,1). После истечения времени ожидания селектор В переключается в исход­ное состояние, и передаётся сообщение (NR0,1). Другие примеры защиты оптиче­ской сети рассмотрены в [33].