при каком условии защита кольцевая msp не работает

Защита мультиплексной секции (MSP) в сети SDH

Примечание. В нашем случае, защита = обеспечение отказоустойчивости.

Защита мультиплексной секции (MSP)действует более избирательно по сравнению с защитой карт. Она распространяется на секцию между двумя мультиплексорами, включающую два порта и линию связи (куда, в свою очередь, могут входить регенераторы — но не мультиплексоры). Обычно защита организуется по схеме «1+1». При этом для рабочего канала (верхняя пара соединенных кабелем портов) конфигурируется защитный канал (нижняя пара портов). При установлении защиты MSP на каждом мультиплексоре необходимо выполнить конфигурирование, указав связь между рабочим и защитным портами. В исходном состоянии весь трафик передается как по рабочему, так и по защитному каналам.

Защита MSP может быть однонаправленной и двунаправленной. В первом случае (именно он показан) решение о переключении принимает только один из мультиплексоров — тот, который является приемным для отказавшего канала. После обнаружения отказа (не работает порт, ошибка или деградация сигнала и т. п.) этот мультиплексор переходит на прием по защитному каналу. Причем передача и прием ведутся через разные порты.

Второй случай предусматривает полное переключение на защитные порты мультиплексоров при отказе рабочего канала в каком-либо направлении. Для уведомления передающего (по рабочему каналу) мультиплексора о необходимости переключения принимающий мультиплексор использует так называемый протокол «K-байт», который указывает в двух байтах заголовка кадра STM-N статус рабочего и защитного каналов, а также детализирует информацию об отказе.

Механизм MSP защищает все соединения, проходящие через защищаемую мультиплексную секцию. Время переключения защиты MSP, согласно требованиям стандарта, не должно превышать 50 мс.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

1.7. Резервирование в сетях СЦИ

Резервирование определено как использование заранее распределенной пропускной способности между узлами для замены поврежденного транспортного элемента или элемента с ухудшенными параметрами. Определены два способа резервирования: последовательное резервирование и резервирование подсетевым соединением.

1.7.1 Резервирование мультиплексной секции (MSP)

Резервное переключение сигнала обеспечивает возможность, основанную на использовании избыточности аппаратуры и операции переключения, которая состоит в том, что в случае повреждения рабочего канала сигнал доступен через резервный канал.

Способ использования резервного переключения зависит от стратегии технического обслуживания, применяемой оператором сети. Оно может требоваться не всегда. Если оно требуется в системах СЦИ, то избыточность обеспечивается для функций и физической среды передачи между двумя функциями MST (и включая их), т.е. для мультиплексной секции. Таким образом, функция резервирования мультиплексной секции (MSP) обеспечивает резервирование для сигнала CTM-N при повреждениях в мультиплексной секции.

Функция MSP устанавливает связь с соответствующей функцией MSP дальнего конца для координации операции переключения с помощью бит-ориентированного протокола, определенного для К байтов заголовка MSOH-1. Она также устанавливает связь с функцией SEMF для автоматического и ручного управления переключением. Автоматическое переключение на резерв инициируется на основе состояния принятых сигналов. Ручное переключение па резерв инициируется на основе состояния принятых сигналов. Ручное переключение на резерв обеспечивает как местное, так и дистанционное переключение по командам, принятым с помощью функции SEMF.

Функция MSP может осуществлять переключение в обоих направлениях передачи или в одном направлении передачи и в режиме обратного переключения или в режиме без обратного переключения в зависимости от управления сетью.

При двустороннем переключении канал переключается на резервную секцию в обоих направлениях, а переключение только в одном направлении не разрешается. При одностороннем переключении переключение завершается в тот момент, когда канал в поврежденном направлении переключается на резервный.

В режиме обратного переключения рабочий канал снова переключается на рабочую секцию, т.е. восстанавливается, когда повреждение в рабочей секции устранено. В режиме без обратного переключения переключатель удерживается даже после устранения повреждения.
Определены две конфигурации переключения на резерв MSP: 1+1 (один плюс один) и 1 : n (один для n). Для конфигурации 1 : n разрешается только режим обратной работы.

Конфигурация 1 + 1
В конфигурации переключения на резерв MSP 1+1, показанной на рисунке 1.26, сигнал CTM-N одновременно передается на обе мультиплексные секции, называемые рабочей и резервной секциями; другими словами, сигнал CTM-N постоянно подключен к рабочей и резервной секциям на передающем конце. Функция MSP на приемном конце контролирует состояние сигналов CTM-N, поступающих от обеих секций, и подключает (выбирает) подходящий сигнал. Вследствие постоянного подключения рабочего канала по мостовой схеме конфигурация 1+1 не позволяет обеспечить канал с нерезервированной дополнительной нагрузкой.

Рис. 1.26 Конфигурация переключения на резерв MSP 1 + 1

Рис. 1.27 Конфигурация переключения на резерв MSP 1:n

Следует отмстить, что конфигурация 1:1 является частным случаем конфигурации 1: n (n = 1) и может действовать как 1 + 1 для взаимной работы с конфигурацией 1 + 1 на другом конце.
Схемы переключения на резерв на участке между синхронными мультиплексорами СМ-1 и СМ-2 типа 1 + 1 и 1 : n приведены, соответственно на рисунках 1.28 и 1.29 (для одного направления передачи).

Рис. 1.29 Схема переключения па резерв 1 : n

Благодаря мостовой схеме переключения, время переключения на резерв не превышает 50 мс.

1.7.2 Резервирование подсетевым соединением (НРР, LPP)

Резервирование SNC может использоваться в мультиплексорах ввода-вывода, кроссовых узлах (АОП) компонентных сигналов. Соединения устанавливаются точно также, как и кроссовые соединения, за исключением того, что вместо двух терминальных точек соединяются три терминальные точки. На рисунке 1.30 проиллюстрирован принцип резервированных соединений SNC.

Рис. 1.30 Резервируемое соединение SNC на уровне ВК-12 между узлами А и В

Резервируемые соединения являются двунаправленными, при этом как защищаемое (основное), так и защищающее (резервное) соединение могут быть добавлены или удалены без нарушения графика.

Все три сигнала ВК-12 (один надежный сигнал, один защищающий сигнал и один защищенный) должны размещаться в разных сигналах ВК-4.

Соединения SNC защищены по схеме «горячий резерв 1+1», при которой осуществляется непрерывная передача сигнала как по основному, так и по резервному тракту.

Если рабочее соединение выходит из строя, то узел автоматически переключается на защищающий (резервный) сигнал. Переключение на каждом из концов соединения производится независимо от другого конца. Переключение необратимо, т.е., после переключения узел не возвращается в исходное состояние даже в случае восстановления работы отказавшего соединения.

Переключение происходит при поступлении в узел сигнала AU-4 AIS (сигнал индикации аварии), TU-12 AIS, AU-4 LOP (потеря указателя) или TU-12 LOP из используемого в данный момент резервируемого.

Защита соединений между подсетями SNC может использоваться, например, для построения самовосстанавливающегося кольца. В этом случае защищенный сигнал передается по кольцу одновременно в обоих направлениях и оба сигнала контролируются на приеме. Если произойдет отказ основного сигнала, то приемный узел автоматически переключится на защищающий сигнал. Так как защищающий сигнал передается постоянно, то восстановление после отказа соединения или узла занимает 100-250 мс соединений ВК-4 и 200-450 мс для соединений ВК-12.

1.7.3 Типовые примеры резервирования

1.7.3.1 Резервирование трактов в подсети (SNCP)

На рисунке 1.31 представлено кольцо, включающее 5 сетевых элементов (СЭ1…СЭ5), с резервированием SNCP.

В качестве примера показано резервирование передачи компонентных сигналов Т1 между СЭ2 и СЭ5 и сигналов Т2 между СЭ1 и СЭ4.

Рис. 1.31 Резервирование трактов в подсети

Компонентные тракты с резервированием

Рис. 1.32 Кольцевая структура с резервированием типа 2F MS SPRING

Переключение производится с помощью протокола, использующего байты К1 и К2, в результате чего компонентные тракты поврежденной секции заменяется трактами по резервной емкости других секций.

1.7.3.3 Резервирование в двух связанных кольцах

Весьма перспективным представляется построение сетей СЦИ в виде нескольких объединенных колец. Например, сеть может состоять из одного или несколько колец сети доступа, связанных посредством главного кольца (кольца транспортной сети). Для сопряжения и взаимодействия колец между собой организуются шлюзы (сетевые узлы межкольцевой связи). В этих сетевых узлах могут использоваться мультиплексоры ввода-вывода (МВВ) или аппаратура оперативного переключения (АОП).

Рис. 1.33 Переключение типа BRIDGE (ВОСТОК)

Рис. 1.34 Переключение типа SWITCH (ЗАПАД)

Рис. 1.35 Восстановление компонентных трактов после повреждения на сети с использованием двухволоконного посекционного резервирования в кольце (2F MS SPRING)

На рисунке 1.36 показаны два кольца, включающих 10 внутризоновых узлов, связанных компонентными трактами через два шлюза. Для такой структуры возможно резервирование «Drop and Continue» с переключениями на приеме тина SNCP. При этом оба кольца должны конфигурироваться как SNCP, а сетевые элементы связи (3, 4, 6, 10) как «Drop and Continue»

Рис. 1.36 Резервирование типа Drop and Continue в связанных кольцах

Компонентные сигналы связи могут быть как оптические, так и электрические.

На рисунках 1.37 и рис. 1.38 показано восстановление компонентных трактов в случае одного или двух повреждений в сетевой структуре.

При проектировании транспортной сети СЦИ необходимо исходить из перспективного прогноза развития сети, тем самым необходимо предусмотреть запас емкости в оптических волокнах и резерв пропускной мощности, чтобы в перспективе решать задачи развития и оптимального резервирования, создания логических кольцевых структур.

Рис. 1.37 Резервирование типа Drop and Continue в связанных кольцах в случае одного повреждения

Рис. 1.38 Резервирование типа Drop and Continue в связанных кольцах в случае двух повреждений

Источник

Защита секции мультиплексирования в кольцевой сети

Кольцевая транспортная сеть может иметь ряд вариантов организации защиты тра­фика пользователей в однонаправленном и двунаправленном кольцах. При этом различают защиту секций мультиплексирования и соединений подсети (отдельных трактов). В настоящем разделе рассматривается защита секции мультиплексирова­ния, обозначаемая MS-SPRing (Multiplex Section Shared Protected Rings), когда неза­висимо от организации кольца (одно- или двунаправленное) все тракты одновре­менно переключаются на резервные ресурсы.

Пример построения схемы однонаправленного кольца на двух волокнах и функ­ционирования защиты приведен на рис. 5.22, где представлены пять сетевых эле­ментов (А, Б, В, Г, Д) SDH (мультиплексоры выделения/ввода), через которые орга­низовано соединение, например, тракт низкого порядка VC-12. Этот тракт терми­нируется в сетевых элементах А и В, но проходит транзитом благодаря внутренней кроссовой коммутации через сетевые элементы Б, Г, Д.

Аналогично можно организовать соединение между любой парой сетевых элемен­тов. При этом между соседними сетевыми элементами организована двухволоконная передача STM-N между точками S и R (S, sender — передатчик, R, receiver — прием­ник). Таким образом, создано два направления (два кольца) передачи, не зависимые друг от друга (внутреннее и внешнее кольца). Все рабочие соединения транспортной сети в интересах пользователей организуются во внешнем кольце. Внутреннее кольцо на всех секциях мультиплексирования остается свободным от трафика и рассматрива­ется как резерв для защиты любой секции мультиплексирования. Пример защитной реконфигурации в кольце показан на рис. 5.22, б. Поврежденная секция мультиплек­сирования MS между сетевыми элементами Д и Г обходится за счет реконфигурации передачи из внешнего кольца на внутреннее и, тем самым, сохранения тракта А-В в рабочем состоянии, как и для других возможных трактов между любой парой сетевых элементов. Описанные функции переключения реализуются на уровне VC-12 и VC-4. При большом количестве VC-12 и VC-4, например, в STM-64, реализация этх функ­ций одновременно вызывает сложности, связанные с построением оборудования и программ управления. По этой причине подобные способы защиты секции MS реко­мендованы для колец малой емкости, т.е. обычно не выше STM-4.

Для кольцевых сетей средней емкости, например STM-16, может быть примене­на защита в двунаправленном кольце при работе каждой секции в двухволоконном режиме (рис. 5.23, а). Каждая секция MS содержит два волокна, в каждом из кото­рых ведется передача STM-N (например, STM-16). При такой организации переда­чи необходимо иметь половину емкости STM-N свободной от соединений пользо­вателей, которая может использоваться в качестве защитной (рис. 5.23, б).

После устранения повреждения в кольце происходит восстановление рабочего состояния. Норматив времени на защиту составляет 50 мс. Однако при большом числе сетевых элементов выполнение этого норматива может быть затруднено дли­тельным процессом обмена информацией между взаимодействующими мультип­лексорами посредством байтов Kl, К2 в заголовках MSOH.

Для кольцевой транспортной сети большой емкости, например STM-64, может использоваться четырехволоконное кольцо с двунаправленной передачей и защи­той секции мультиплексирования. В этом случае все соседние сетевые элементы в кольце должны соединяться двумя кабельными линиями с использованием двух пар волокон в каждой. Аппаратура сетевых элементов должна оснащаться четырь­мя агрегатными интерфейсами (рис. 5.24, а).

В четырехволоконном кольце каждая секция мультиплексирования MS между соседними сетевыми элементами может быть полностью использована для соеди­нений. При этом резервная секция, организованная по другим волокнам, полностью свободна от соединений на всех участках кольца. При повреждении любой секции MS в кольце должно произойти переключение на резервную секцию всех соедине­ний сети. При этом все тракты сохраняются (рис. 5.24, б). Переключение происхо­дит через функции MSP соседних мультиплексоров. Эти функции поддерживаются обменом байтами Kl, К2 заголовков MSOH резервной секции MS.

Четырехволоконные кольцевые сети сохранят свою работоспособность и при двойном повреждении любой из секций мультиплексирования MS (рис. 5.24, в).

Защита соединений тракта

Защита соединений тракта транспортной сети может быть рассмотрена для линей­ной и кольцевой транспортных сетей. Функции защиты трактов высокого и низкого порядков (HOV и LOV) поддерживаются оконечными (терминальными) и проме­жуточными мультиплексорами. Для этого в заголовках трактов SDH предусмотре­ны байты: VC-4 — J1, N1, КЗ, Н4, С2; VC-12 — J2, N2, К4. Кроме того, поддержка функций защиты программируется в матрицах коммутации, а промежуточный кон­троль качества трактов выполняется блоками функций тандемного контроля. Тракт, организованный в сложной разветвленной сети, разбивается на участки (подсети), где может быть реализована защита соединения SNC/P (Subnetwork Connection Pro­tection). Различают подвиды SNC/P:

— SNC/I, Subnetwork Connection protection with Inherent monitoring — защита со­единения подсети с обязательным (встроенным) мониторингом;

— SNC/N, Subnetwork Connection protection with Non-intrusive monitoring — за­щита соединения подсети с необязательным (ненавязчивым) мониторингом.

Защита SNC/P осуществляется по схеме 1+1, т.е. на рабочий тракт должен быть предусмотрен свободный резервный. Защита SNC/P возможна и в смешанных сетях (кольцевых и линейных). При этом соединения могут выполняться одно- и двуна­правленными. Пример построения однонаправленного соединения в кольцевой сети приведен на рис. 5.25, а. Защитное переключение в этой сети показано на рис. 5.25, б. При таком переключении соединение из однонаправленного преобразуется в двуна­правленное. Время переключения для защиты соединения нормировано величиной 30 мс, что при соблюдении этого условия сохраняет трафик этого соединения, напри­мер телефонные каналы.

Сложные смешанные линейные и кольцевые транспортные сети имеют разви­тый механизм защиты SNC/P. Этот механизм реализуется через кроссовые комму­таторы, через двойные пересечения транспортных колец и т.д. Тракты, состоящие из цепочек соединений SNC, должны иметь в таких сетях надежную защиту. На рис. 5.26, а приведен пример организации соединения типа SNC/P в двойной коль­цевой сети. На рис. 5.26, б и 5.26, в показаны примеры защитных коммутаций SNC/P на отдельных участках соединения тракта.

Поставщики сетевого оборудования для транспортных сетей используют раз­личные системы обозначений механизмов организации защитных переключений. В Европе принято обозначать:

— 2F-MS-SPRing, 2 Fiber Multiplex Section Shared Protected Rings — 2-волокон- ная секция мультиплексирования с применением защиты колец;

— 4F-MS-SPRing, 4 Fiber Multiplex Section Shared Protected Rings — 4-волокон- ная секция мультиплексирования с применением защиты колец;

— 2F-SNC-P, 2 Fiber Subnetwork Connection Protection ring — 2-волоконное со­единение подсети с защитой в кольце.

В Северной Америке и некоторых других странах приняты обозначения:

— 2F BLSR, 2 Fiber Bi-directional Line-Switched Ring — 2-волоконное двунаправ­ленное кольцо с коммутацией линии;

— 4F BLSR, 4 Fiber Bi-directional Line-Switched Ring — 4-волоконное двунаправ­ленное кольцо с коммутацией линии;

— 2F UPSR, 2 Fiber Unidirectional Path-Switched Ring — 2-волоконное однона­правленное кольцо с переключением тракта.

Эти обозначения в порядке перечисления соответствуют:

— 2F-MS-SPRing и 2FBLSR;

— 4F-MS-SPRing и 4FBLSR;

Для обозначения защитных функций в оптических сетях кольцевого типа ис­пользуются обозначения с приставкой «О»:

-O-ULSRmh OMS-DPRing (1+1) — (1:1);

-O-BLSRran OMS-SPRing (1:N) — (M:N);

— O-UPSR или OCh-DPRing (1+1) —(1:1);

— O-BPSR или OCh-SPRing (1:N) — (M:N).

Буквенные индексы D и S обозначают:

D — dedicated fiber line или wavelength, т.е. переключение на назначенное ре­зервное волокно или оптическую волну (волновой канал ОСЬ);

S — shared fiber link или wavelength, т.е. переключение на определенную воло­конную линию или волну (оптический канал OCh).

Источник

Увеличение надежности систем оптической связи

Высокий уровень надежности современных сетей оптической связи обеспечивается реализацией комплекса различных мер.

Высокий уровень надежности современных сетей оптической связи обеспечивается реализацией комплекса различных мер, среди них одной из ключевых являются средства полного или хотя бы частичного восстановления связи в аварийных ситуациях. Традиционно для этого применялось резервирование — целенаправленное введение в систему определенной избыточности с целью увеличения степени связности отдельных ее узлов, то есть количества независимых путей передачи информации. В современных условиях доступны и другие подходы.

Волоконная оптика и оптоэлектроника находят широкое применение при построении всех уровней сетей электросвязи: магистральных линий междугородной и городской связи, сетей доступа и структурированных кабельных систем. Ввиду важности задач, решаемых с их помощью, к надежности предъявляются очень высокие требования. При этом под надежностью понимается способность поддерживать передачу информации с заданной скоростью и с заданной достоверностью в течение требуемого промежутка времени. Рассматриваемые далее варианты повышения надежности сети с привлечением резервирования неизбежно связаны с дополнительными затратами. Поскольку эта процедура может быть выполнена с помощью различных подходов, выбор наиболее эффективного способа — как с технической, так и с экономической точек зрения — приобретает исключительно важное прикладное значение.

ЛИНЕЙНОЕ РЕЗЕРВИРОВАНИЕ

Аварийные ситуации в линейной части сети в большинстве случаев возникают из-за механических повреждений (обрывов) оптического волокна, поэтому очевидным решением этой проблемы является увеличение количества доступных физических трактов передачи, на которые будет осуществляться переключение при возникновении неисправности. Технически это достигается наращиванием числа световодов свыше минимально необходимого значения. Данный прием получил название линейного резервирования.

В простейшем случае резервные волокна выделяются в том же кабеле, что и основные. Общая надежность сети существенно возрастает, если волокна основного и дополнительного трактов находятся в различных кабелях. Кроме того, эти кабели прокладываются по различным маршрутам для минимизации риска одновременного выхода из строя. Такое улучшение технических характеристик сети приводит к увеличению затрат на ее реализацию.

Линейное резервирование может быть организовано по схемам 1+1 и 1:1. При использовании первой схемы информация передается одновременно по основному и резервному трактам. На принимающей стороне выбирается сигнал с наилучшими качественными показателями. Обычно таковым считается тот из них, который имеет более высокий уровень, так как выбор между двумя сигналами с различной мощностью не представляет каких-либо технических проблем.

При обращении к схеме 1:1 (см. Рисунок 1) дополнительные цепи не несут полезной информации, но всегда готовы взять на себя ее передачу, то есть находятся в режиме горячего резерва. В качестве основного тракта обычно задействуется кратчайший маршрут или тракт с минимальным затуханием. Переключение на резерв осуществляется по аварийному сигналу, который система управления подает при полной потере связи или превышении предопределенного предела частоты появления битовых ошибок. Длительность переключения для сетей SDH не должна превышать 50 мс.

Рисунок 1. Схема работы участка сети с линейным резервированием по схеме 1:1: а) нормальный режим; б) режим использования резерва.

После завершения ремонта поврежденного участка в большинстве случаев восстанавливается первоначальная конфигурация сети.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Источник