BẢO VỆ TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG WDM.doc

BẢO VỆ TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG WDM

CHƯƠNG II BẢO VỆ TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG WDM

2.1 Sự cần thiết phải bảo vệ ở tầng quang

Họat động bình thường của một mạng truyền tải quang trong thực tế khôngnhững ảnh hưởng bởi những yếu tố khách quan như độ tin cậy, tuổi thọ của thiết

bị mà còn chịu tác động của các yếu tố môi trường, khí hậu, thời tiết, các nhân

tố chủ quan do con người gây ra Tác động của các yếu tố trên gây ra sự cố hỏngthiết bị, đứt cáp dẫn đến sự ngừng hoạt động của các kênh truyền tải thông tingây thiệt hại cho cả người sử dụng và người cung cấp dịch vụ Vấn đề đặt ra làcần phải thiết lập chức năng duy trì hoạt động của mạng trước các sự cố bằngcách áp dụng các kỹ thuật bảo vệ hoặc phục hồi mạng Đối với mạng truyền tảiquang sử dụng công nghệ SDH, các giải pháp kỹ thuật bảo vệ và phục hồi đãđược áp dụng tương đối hiệu quả theo các đề xuất và khuyến nghị của ITU-T[6] Nhưng thời gian hồi phục lại lâu, vào khoảng từ 60 tới 100ms Trong khi đóthì các kỹ thuật bảo vệ ở tầng quang WDM có khả năng hồi phục mạng chỉ mấttối đa 50ms Tuy nhiên, trong hiện tai và tương lai, nhu cầu lưu lượng lớn đòihỏi cần phải cung cấp một môi trường truyền dẫn dung lượng lớn, mà công nghệghép kênh theo bước sóng WDM là một trong những giải pháp được lựa chọn

Do vậy, việc xây dựng chức năng phục hồi mạng WDM ở tầng quang là vấn đềsống còn cần phải giải quyết khi xây dựng mạng WDM nhằm duy trì hoạt độngliên tục của mạng

Theo G.872 ITU-T, lớp quang được chia thành 3 lớp con: lớp kênh quang(OCh-Optical Channel), lớp đoạn ghép kênh quang (OMS – Optical MultiplexSection) và lớp đoạn truyền dẫn quang (OTS – Optical Tranmission Section).Bảo vệ có thể được thực hiện tại lớp OMS hoặc lớp OCh hoặc phối hợp trên cảhai lớp

Bảo vệ OMS và bảo vệ OCh có thể theo phương thức riêng hoặc chung.Trong bảo vệ riêng, mỗi kênh làm việc được truyền trên hai tuyến khác nhau vàkênh có chất lượng tốt nhất sẽ được lựa chọn tại đầu thu, do vậy một nửa của

dung lượng truyền dẫn trong mạng sẽ luôn được ấn định là dung lượng dự phòngdành cho bảo vệ (tức là dung lượng bảo vệ bằng 100% dung lượng làm việc).Trái lại, trong bảo vệ chung, tài nguyên bảo vệ có thể được sử dụng để phục hồinhiều kênh làm việc khác nhau, tuỳ thuộc vào sự cố Bảo vệ chung cho phép sửdụng dung lượng mạng tốt hơn bảo vệ riêng (lượng dung lượng dự phòng yêucầu phụ thuộc nhiều vào topo mạng và vào sự phân bổ lưu lượng giữa các node).Hiện nay, bảo vệ riêng OMS chủ yếu được triển khai trong các hệ thốngthông tin quang WDM điểm - điểm, còn bảo vệ OCh được sử dụng cả trong các

hệ thống điểm - điểm và các ring OADM (Optical Add Drop Multiplexer).Trong tương lai gần, các ring bảo vệ chung OMS sẽ có thể được triển khai

Bảo vệ OCh có thể được triển khai với hai cách: bảo vệ kết nối mạng con(SNCP) hoặc bảo vệ luồng Sự khác nhau cơ bản là trong bảo vệ luồng OCh kếtcuối của luồng OCh cũng được bảo vệ vì số lượng card transponder được nhânđôi Giải pháp này cải thiện độ sẵn sàng của kênh quang, nhưng lại làm tăng chiphí đầu tư thiết bị

2.2 Các khái niệm cơ bản

Bảo vệ là một phương thức hồi phục mạng sử dụng các tài nguyên bảo vệđược cấp phát trước để truyền lưu lượng tải hoạt động trên kênh bị ảnh hưởngbởi sự cố nhằm đảm bảo khả năng duy trì của mạng

Bảo vệ - Có nhiều tiêu chuẩn để phân loại các kỹ thuật bảo vệ mạng nhưngthường dựa trên các tiêu chuẩn phổ biến sau:

 Dựa vào số lượng hệ thống làm việc và dự phòng

Bảo vệ 1+1: là bảo vệ mà trong đó dành riêng một hệ thống dựphòng bảo vệ cho mỗi hệ thống hoạt động Bình thường cả hai hệthống cùng được sử dụng nhưng chỉ lấy kết quả của tuyến hoạtđộng, khi xảy ra sự cố thì chuyển sang hệ thống dự phòng

Bảo vệ M:N: là bảo vệ mà ta chia sẻ M hệ thống dự phòng để bảo vệcho N hệ thống hoạt động cùng chủng loại Khi xảy ra sự cố trên bất

kỳ hệ thống hoạt động nào thì chuyển mạch bảo vệ sang một hệthống dự phòng khả dụng Để tiết kiệm tài nguyên ta có thể sử dụng

M hệ thống dự phòng này cho các mục đích khác như: hoạt động

thử nghiệm dịch vụ mới hoặc xử lý các công việc phụ có mức yêutiên thấp.

 Dựa vào cấu trúc hệ thống bảo vệ ta có chuyển mạch bảo vệ đơn hướnghay cả hai hướng, loại trở về hay không trở về; chuyển mạch bảo vệ tuyến (PPS)hay bảo vệ đoạn (LPS)

Chuyển mạch bảo vệ đơn hướng: chỉ lưu lượng trên hướng truyềndẫn nào có sự cố thì mới chuyển mạch bảo vệ sang kênh dự phòng,còn các tuyến khác không có sự cố thì giữ nguyên

Chuyển mạch bảo vệ hai hướng: nếu có bất kỳ một hướng hoạt độngnào bị sự cố thì cả hai hướng cùng chuyển mạch bảo vệ sang kênh

dự phòng (kênh bảo vệ)

Bảo vệ có trở về: sau khi chuyển mạch bảo vệ sang kênh dự phòng

mà khôi phục lại đường truyền sự cố thì lưu lượng tự động chuyển

từ kênh bảo vệ về kênh hoạt động đã được khôi phục Phương phápbảo vệ này thường áp dụng cho bảo vệ chia sẻ N:M Đặc biệt là 1:N

Bảo vệ kiểu không trở về: sau khi chuyển mạch bảo vệ sang kênh dựphòng mà khôi phục lại được đường truyền sự cố thì vẫn truyền lưulượng trên kênh dự phòng Phương pháp bảo vệ này thường áp dụngcho bảo vệ riêng 1+1

Bảo vệ tuyến: chỉ thực hiển chuyển mạch bảo vệ tại điểm kết cuốicủa tuyến có sự cố

Bảo vệ đoạn: thực hiện chuyển mạch bảo vệ tại hai nút kế cận vớiđoạn bị sự cố, trường hợp sự cố nút thì đoạn bị sự cố là hai đoạn liềnnhau chứa nút đó

2.2.1 Bảo vệ riêng

Bảo vệ riêng là hình thức bảo vệ mà trong đó mỗi kênh làm việc đượctruyền trên hai tuyến khác nhau và kênh có chất lượng tốt nhất sẽ được lựa chọntại đầu thu, do vậy một nửa của dung lượng truyền dẫn trong mạng sẽ luôn được

ấn định là dung lượng dự phòng dành cho bảo vệ (tức là dung lượng bảo vệ bằng100% dung lượng làm việc)

Trong bảo vệ 1+1, nút nguồn phát tín hiệu đồng thời trên cả hai tuyến hoạtđộng và bảo vệ Nút đích giám sát tín hiệu của cả hai tuyến này và lựa chon tín

hiệu có chất lượng tốt nhất (ví dụ dựa chên tham số SNR) Nếu phát hiện suygiảm tín hiệu trên tuyến hoạt động thì nút đích tự động chuyển mạch sang tuyếnbảo vệ Trong bảo vệ 1:1 nút nguồn chỉ phát tín hiệu lên tuyến hoạt động, còntuyến bảo vệ có thể được dùng để truyền lưu lượng có mức ưu tiên thấp Khi xảy

ra sự cố trên tuyến hoạt động thì cả nút nguồn và nút đích chuyển mạch lêntuyến bảo vệ

Ví dụ trong một mạng vòng bảo vệ 1+1 sử dụng các kênh quang kép, tínhiệu được phát đi trên hai kênh: một kênh truyền theo hướng thuận chiều kimđồng hồ, còn kênh kia truyền theo hướng ngược chiều kim đồng hồ; máy thu sẽlựa chọn tín hiệu tốt nhất Nếu hoạt động này được thực hiện ở lớp kênh quangthì ta gọi là OC-DPRing (áp dụng cho ring 2 sợi 2 hướng), nếu thực hiện ở lớpghép kênh quang thì ta gọi là OMS -DPRing (áp dụng cho ring 4 sợi 2 hướng).Trong các mạng lưới xây dựng các liên kết điểm - điểm truyền tải haihướng muốn cung cấp bảo vệ riêng thì phải sử dụng hai cặp sợi tách biệt nhau

về mặt vật lý, một cặp cấp cho các kênh hoạt động còn cặp kia cấp cho các kênhbảo vệ, khi xảy ra sự cố trên sợi hoạt động thì chuyển các kênh lưu lượng lên sợibảo vệ

cố thì nó không còn khả dụng để bảo vệ cho các tuyến quang hoạt động kháccho tới khi tuyến hoạt động ban đầu này được khôi phục lại

Đối với các vòng ring quang bảo vệ chia sẻ, dung lượng của các sợi dànhcho các kênh hoạt động và bảo vệ là riêng biệt Do đó một ring 2 sợi bảo vệ chia

sẻ là ring 2 hướng, một sợi truyền lưu lượng theo hướng thuận chiều kim đồng

hồ, còn sợi kia truyền lưu lượng theo hướng ngược chiều kim đồng hồ

Tương tự với các mạng lưới quang bảo vệ chia sẻ (trong các liên kết điểm điểm): trong mỗi cặp sợi, mỗi sợi sử dụng một nửa số kênh cho làm việc, vàdành một nửa số kênh còn lại để bảo vệ cho lưu lượng làm việc trên sợi kia Nếumột sợi bị sự cố thì các kênh hoạt động sẽ được truyền trên các kênh bảo vệ củasợi kia

-Bảo vệ chia sẻ là một cách để giảm dung lượng thừa dành cho dự phòng vàgiảm số lượng các tuyến quang cần phải quản lý

Hiện nay mới chỉ áp dụng bảo vệ riêng OMS cho các hệ thống WDM điểm

- điểm, trong khi đó bảo vệ OCh được sử dụng cho cả hệ thống điểm - điểm vàcác ring OADM, sắp tới có thể sẽ cung cấp thêm các ring bảo vệ chia sẻ OMS

2.2.3 Bảo vệ đoạn ghép kênh quang

Hình thức bảo vệ này được thực hiện ở lớp ghép kênh quang (OMS), và hayđược áp dụng bảo vệ trong các mạng cung cấp một số lượng lớn các kênhquang Tất cả các bước sóng (kênh WDM) truyền trên sợi quang bị sự cố cùngđược định tuyến lại lên một tuyến sợi quang tạm thời rỗi (đã được xác địnhtrước) Thực hiện chuyển mạch bảo vệ không gian tại bộ ghép kênh WDM(chuyển mạch sợi quang)

2.2.4 Bảo vệ kênh quang

Hình thức bảo vệ này được thực thi ở lớp kênh quang Mỗi kênh quangđược bảo vệ độc lập sử dụng một chuyển mạch riêng, dẫn đến tổng số cácchuyển mạch quang lớn nhưng cho phép lựa chọn các kênh để bảo vệ trong bộghép kênh và có thể tích hợp bảo vệ của các bộ phát đáp vào trong kiến trúc này

2.3 Các phương thức bảo vệ theo cấu hình mạng

2.3.1 Bảo vệ ở lớp kênh quang

2.3.1.1 Bảo vệ riêng cho cấu hình điểm - điểm

Với cấu hình này có thể áp dụng trực tiếp các kỹ thuật bảo vệ tuyếnriêng/chia sẻ nên không cần phân tích nhiều Mặc dù cấu hình này đơn giảnnhưng nó thường hay xảy ra sự cố như đứt cả tuyến cáp hay sự cố hỏng thiết bị

nên nó chỉ được sử dụng ở giai đoạn đầu thử nghiệm chưa phát triển dung lượng

mà không mấy khi được sử dụng trong các mạng quy mô lớn Trong trường hợp

sử dụng kiểu bảo vệ này thì cách đề phòng hiệu quả nhất là chọn tuyến đường đicáp thuận lợi hạn chế tối thiểu khả năng bị xâm phạm, có chính sách bảo dưỡngthường xuyên, và áp dụng kỹ thuật bảo vệ 1+1 hay 1:1

Bảo vệ quang 1+1 tương tự như phương thức bảo vệ 1+1 SDH Phía phát sửdụng bộ chia sẻ để chia công suất quang và phát trên cả hai tuyến hoạt động và dựphòng; ở phía thu sử dụng một chuyển mạch quang có chức năng như một bộ lựachọn và chuyển mạch lên tuyến bảo vệ khi tuyến hoạt động tương tự có sự cố

Bảo vệ quang 1:1 tương tự như phương thức bảo vệ 1:1 trong SDH Khácvới bảo vệ 1+1, lưu lượng không được truyền trên cả hai sợi hoạt động và làmviệc mà sử dụng chuyển mạch ở cả hai đầu Ban đầu chuyển mạch đặt lên sợihoạt động, khi phát hiện sự cố thì chuyển mạch lưu lượng lên sợi bảo vệ.Trường hợp này yêu cầu phải có kênh báo hiệu APS để kích hoạt chuyển mạchbảo vệ

Điểm khác biệt giữa bảo vệ WDM và SDH là khi xuất hiện sự cố trên mộtsợi hoạt động thì chuyển mạch của đầu thu tương ứng của phía phát đó khôngbiết gì (chuyển mạch bị mù – blind switch), trong khi ở SDH cả hai đầu thu đềubiết trạng thái của sợi bảo vệ

Kênh báo hiệu APS

Chuyển mạch

RxTx

Hình 2.2 Hệ thống WDM cấu hình đường thẳng chuyển mạch bảo vệ 1:1

Sợi hoạt động

2.3.1.2 Bảo vệ riêng cho cấu hình ring (OCh - DPRing)

Bảo vệ trong cấu hình này được thực thi ở lớp kênh quang sử dụng cácchuyển mạch quang để chuyển mạch lưu lượng lên sợi hoạt động hay bảo vệ tùythuộc vào trạng thái của ring ở điều kiện bình thường hay sự cố mà không yêucầu báo hiệu Kiến trúc bảo vệ này có thể chống lại sự cố chặng đơn, sự cố đachặng, hay sự cố tại nút trung gian trên tuyến hoạt động Nhưng có nhược điểmchung là yêu cầu chi phí đắt hơn so với các giải pháp khác

Trường hợp ring hai sợi cấp phát một sợi cho hoạt động và dành một sợi dựphòng bảo vệ cho sợi hoạt động Tại máy phát tín hiệu quang được chia thànhhai luồng tín hiệu và định tuyến trên hai tuyến khác nhau (như trong bảo vệ1+1) Máy thu nhận cả hai tín hiệu rồi lựa chọn tín hiệu tốt nhất Khi sợi hoạtđộng xảy ra sự cố, đầu thu tương ứng tự động chuyển mạch bảo vệ lên sợi dựphòng

Các nút trong mạng là các OXC và trên một sợi ta có thể truyền đơn hướnghoặc hai hướng, nhưng trong trường hợp OCh – DPRing hai sợi một sợi cho dựphòng và một sợi cho hoạt động thì ta phải truyền hai hướng Vi dụ như hình2.3, hình a ở tình trạng chưa xảy ra sự cố, hình b ở tình trạng sự cố

Hình 2.3 OCh – DPRing hai sợi đơn hướng

ở điều kiện bình thường và khi có sự cố

Trường hợp OCh – DPRing bốn sợi (trong đó hai sợi dành cho lưu lượnghoạt động, còn hai sợi dành cho dự phòng ) Ở trường hợp này nếu truyền lưulượng hai hướng thì sẽ thực thi bảo vệ 1+1 mềm dẻo hơn và yêu cầu ít bướcsóng hơn trường hợp OCh – DPRing hai sợi nhưng lại tốn kém

Ví dụ về OCh – DPRing bốn sợi đơn hướng được mô tả trong hình 2.4,hình a ở tình trạng chưa xảy ra sự cố, hình b ở tình trạng sự cố

Giả sử ta có một mạng vòng ring sáu nút, mỗi nút yêu cầu năm bước sóng

để truyền thông với năm nút kia nếu không tái sử dụng bước sóng thì tổng bướcsóng yêu cầu lên tới 15 Tổng quát một mạng OCh – DPRing bốn sợi có N nút

sẽ yêu cầu N.(N2 1) bước sóng Nếu cho phép sử dụng lại các bước sóng, ví dụcác đoạn kề nhau có thể chia sẻ cùng bước sóng thì tổng số bước sóng giảmxuống 3 nhưng yêu cầu thực thi chuyển mạch bảo vệ ở cả hai đầu cuối để tránhxung đột bước sóng trên sợi bảo vệ khi xảy ra sự cố

Mô hình chức năng của OCh – DPRing có thể tham chiếu mô hình bảo vệring đoạn ghép kênh SDH (MS SPRing) với giả thiết không thực thi bảo vệ ởtầng SDH mà bảo vệ ở mức kênh quang

Hướng đôngHướng tây

Hinhg 2.5 Mô hình chức năng của một nút OCh – DPRing

Lớp OTSLớp OMS

Bộ ghép kênh

Bộ khuếch đại

Lớp OChLớp SDH hoặc ATM hoặc IP

Hình 2.4 OCh – DPRing bốn sợi đơn hướng

ở điều kiện bình thường và khi có sự cố

2.3.1.3 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình điểm - điểm

Chia sẻ là một cách để giảm dung lượng thừa dành cho dự phòng và số lượng các tuyến quang cần phải quản lý

Trong bảo vệ chia sẻ kênh quang (chia sẻ tuyến), ở thời điểm thiết lập phiênliên lạc cho một đường ban đầu, xác định một đường dự phòng và một bướcsóng dành riêng Một tuyến quang bảo vệ giữa hai nút được thiết lập để bảo vệcho N tuyến quang hoạt động giữa hai nút đó

.

TX 1

TX n

.

TX 1

TX n

Kênh báo hiệu

Hình 2.6 Mạng lưới WDM bảo vệ chia sẻ 1:N

Bước sóng dự phòng dành riêng trên các đoạn của đường dự phòng có thểchia sẻ với các đường dự phòng khác giúp cho giải pháp này có chi phí hiệu quảhơn bảo vệ tuyến riêng nhưng cũng yêu cầu nhiều báo hiệu hơn và phải cấu hìnhlại các OXC kết cuối của các kênh WDM chia sẻ mà tuyến hoạt động cần đượchồi phục Điều này sẽ làm tăng thời gian trễ hồi phục để thực hiện truyền cácbản tin báo hiệu tới các thành phần và cấu hình lại tất cả các OXC.

2.3.1.4 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình ring (OCh - SPRing)

Xét ring hai sợi truyền thông hai hướng giữa các nút Trong điều kiện bìnhthường, mỗi sợi hoạt động trên một bước sóng khác nhau (1 thuận chiều kimđồng hồ và 2 ngược chiều kim đồng hồ) Nếu một đoạn hay một nút bị sự cố thìcác nút kề cận sẽ định tuyến lại các bước sóng cho đoạn cung bù đó, chia sẻdung lượng của các sợi giữa hai kênh quang OCh – SPRing thường được dùng

để cung cấp bảo vệ quang cho các ring SDH hai sợi Việc định tuyến lưu lượngliên quan được thực hiện ở lớp điện bởi thiết bị SDH, các kênh quang chỉ tồn tạigiữa các nút kề nhau tương đương với các đoạn vật lý nút - tới - nút

Ví dụ truyền thông giữa hai nút A và nút D như hình vẽ 2.7, hình a ở tìnhtrạng chưa xảy ra sự cố, hình b ở tình trạng sự cố Như trình bày ở trên thì 1

được truyền trên sợi quang thứ nhất thuận chiều kim đồng hồ, 2 truyền trên sơithứ hai ngược chiều kim đồng hồ Khi xảy ra sự cố đoạn thì nút A tự độngchuyển mạch bảo vệ bước sóng 1 lên sợi quang thứ hai ngược chiều kim đồng

Nút A

Hình b

2

2

Ví dụ truyền thông giữa nút A và nút C và xảy ra sự cố ở nút D Hình vẽ 2.8dưới đây mô tả:

OCh – SPRing thường được dùng để cung cấp bảo vệ quang cho các ringSDH hai sợi Việc định tuyến lưu lượng liên quan được thực hiện ở lớp điện bởithiết bị SDH, các kênh quang chỉ tồn tại giữa các nút kề nhau tương đương vớicác đoạn vật lý nút – tới – nút

Mô hình chức năng của OCh – SPRing tham chiếu mô hình bảo vệ SDHMS– SPRing nhưng ở mức kênh quang Do các chức năng thích ứng ở tầng OTS

và OMS phải xử lý cùng một số lượng các kênh quang nên chuyển mạch bảo vệkhông thể đặt ở tầng OMS mà được chuyển lên tầng OCh Hình vẽ dưới đâymiêu tả mô hình chức năng của một nút OCh – SPRing kế cận với sự cố sử dụngchuyển mạch OCPC ở mức kênh quang, còn các hoạt động định tuyến được thựchiện ở các tầng SDH (HP, LP)

Nút A

Hình b

2.3.1.5 Bảo vệ chia sẻ cho cấu hình Mesh

Dù cấu trúc mạng Ring WDM là cấu hình phổ biến nhất hiện nay, nhưnggần đây các mạng quang WDM có cấu hình Mesh đang được thừa nhận là cóđặc tính quan trọng và ưu việt hơn Điều này là nhờ sự phát triển và cải thiện củacác OXC, các thiết bị chuyển mạch quang

Mặc dù mạng quang cấu hình Mesh có nhiều ưu việt và đang được pháttriển mạnh nhưng khả năng tồn tại và duy trì mạng là vấn đề phức tạp hơn so vớicấu hinh Ring bởi vì trong mạng có nhiều thực thể hơn trong bảng định tuyến và

có nhiều quyết định thiết kế phải lựa chọn Ngoài ra, không có cơ chế bảo vệmạng quang WDM cấu hình Mesh nào hiện nay được thương mại hoá trên phạm

hai đường đi trong một nút: định tuyến phải được thực hiện dưới các ràng buộc

về việc không liên hợp nút Bảo vệ tuyến dành riêng 1+1 và bảo tuyến 1:1 đều

có thể được sử dụng

Trong trường hợp bảo vệ 1:1 lưu lượng có độ ưu tiên thấp có thể được pháttrên tuyến bảo vệ khi không có lỗi xảy ra, nhưng báo hiệu từ đầu cuối tới đầucuối là cần thiết

Với cấu hình Mesh thì bảo vệ tuyến dành riêng tiêu tốn tài nguyên quánhiều bởi vì phải có các ràng buộc đường đi vật lý Việc dùng chung các kênhWDM (các bước sóng quang) trong số các đường đi bảo vệ có thể giảm tàinguyên vật lý tham gia trong việc bảo vệ Việc bảo vệ dùng chung có thể được

áp dụng theo nghĩa từ đầu cuối tới đầu cuối bằng việc sử dụng một tuyến bảovệ(có thể cả một nút dùng để dự phòng) cho N tuyến hoạt động với cùng cặp nútnguồn đích (xem hình 2.10 dưới đây) Kỹ thuật này là một trường hợp đặc biệtcủa việc dùng chung, trong đó N tuyến bảo vệ chia sẻ tất cả các kênh WDM củachúng, và cũng được gọi là bảo vệ 1:N Hiển nhiên bảo vệ 1:N cái mà cần N+1tuyến không liên hợp đường (hay không có sự liên hiệp nút) là luôn có thể sửdụng giữa các nút nguồn và đích của kết nối

Bảo vệ đường chia sẻ cũng có thể được thực hiện ở một chiều hướng rộnghơn trên một mạng hỗn hợp bằng việc cho phép dùng chung một phần (thường

là dải tần số ánh sáng) ở các đường bảo vệ trên cơ sở ghép các bước sóng Việcchia sẻ cho phép tiết kiệm các nguồn tài nguyên truyền dẫn, nhưng lại yêu cầuquản lý phức tạp

Trong bảo vệ 1:1 và 1:N, khi một sự cố xảy ra thì chỉ các nút cuối mới liênquan tới quá trình hồi phục, bởi vì các kênh quang (các bước sóng ) được bảo

Đường hoạt động

Đường bảo vệ

Hình 2.10 Bảo vệ đường trong cấu hình Mesh

Đích

Nguồn

g

vệ và các kênh quang dự phòng là hoàn toàn được thiết lập trước Khi bảo vệchia sẻ được áp dụng ở hướng rộng hơn trong một mạng có cấu hình Mesh, thì

sự cố đó sẽ phải làm thủ tục phục hồi phức tạp hơn, thủ tục đó yêu cầu nhiều báohiệu trong một số phần tử mạng dẫn đến thời gian phục hồi sẽ tốn kém Khôngnhững phải có nhiều tín hiệu báo hiệu mà trong vấn đề phục hồi mạng còn phảimất thời gian cấu hình lại các OXC(nghĩa là thay đổi các thông số định tuyến)

Do việc bảo vệ dùng chung là định trước, nên hoạt động khôi phục có thể

được điều khiển băng đường phân phối nào đó hơn là đường tập trung, bởi vậy

loại bỏ được sự can thiệp của hệ thống quản lý mạng và giảm khối lượng báohiệu Trong trường hợp này, các OXC phải có khả năng tự xác định đường đanglàm việc có sự cố hay không để chuyển mạch bảo vệ cho phù hợp Việc đầu tiên

yêu cầu là phải phát hiện nhanh chóng đặc trưng đường ánh sáng và đó là một

trong các thúc đẩy chính mà đã định nghĩa một bộ nhận dạng OCh trong khuônkhổ của việc chuẩn hóa kênh giám sát OCh

Nếu bảo vệ chia sẻ tuyến sử dụng điều khiển phân tán thay cho điều khiểntập trung sẽ hạn chế sự can thiệp của hệ thống quản lý mạng và giảm bớt tổng sốcác báo hiệu Khi đó các OXC phải có khả năng tự nhận thức được tuyến hoạtđộng nào bị sự cố để chuyển mạch bảo vệ phù hợp

Trong các mạng quang WDM cấu hình Mesh, bảo vệ tuyến ở lớp con OMSdưới một vài phương diện có thể thích hợp hơn là việc bảo vệ đường Trong mộtcấu hình phức tạp, một cơ cấu khôi phục nội bộ, phù hợp với điều khiển phântán hơn là điều khiển tập trung, là dễ dàng để quản lý hơn một cơ cấu đầu cuốitới đầu cuối Bảo vệ tuyến trong một mạng hỗn hợp có thể xảy ra trong cácđường khác nhau Chúng ta sẽ không xem xét bảo vệ đường trên cơ sở cung cấp

mà chúng ta sẽ mô tả hai phương pháp chính được biết đến để bảo vệ tuyến địnhtrước: một là dựa trên khái niệm đấu vòng các vòng, cách còn lại gần đây được

đề cập nhiều hơn, là dựa trên công nghệ đấu vòng chung

Một mạng cấu hình Mesh có thể được tạo một cách tự nhiên bằng liên kếtđơn giản một số vòng: thực tế, hầu hết các mạng WDM hiện nay được quản lýtheo kiểu này Chuyển mạch giữa các vòng trong các mạng như vậy thườngđược thực hiện bằng điện tử bởi các nối chéo số SDH/SONET Bởi vậy, khảnăng tồn tại trong các mạng đa vòng WDM thường được bảo vệ bởi các kỹthuật bảo vệ SDH/SONET (cụ thể, là khai thác sự thừa của các liên kết liên

vòng) Một số trong những kỹ thuật này sẽ có thể cũng chuyển tới lớp WDM (ví

dụ cho trường hợp cụ thể đa vòng WDM dưới biển) Tuy nhiên, trong những thứsau đây, chúng ta muốn bỏ kiến trúc đa vòng và tập trung vào các mạng WDMthực tế, nghĩa là những mạng này được tạo ra bắt đầu từ một cấu hình vật lý hỗnhợp và cái mà khai thác các OXC để thực hiện chuyển mạch quang trong toàn

bộ mạng Sự phân ly vòng các kiến trúc cơ sở của tương lai này chỉ để phục vụkhả năng tồn tại

Nguyên lý đấu vòng các vòng có thể được áp dụng ở một mạng WDM thực

tế như sau: Đầu tiên, mạng này được phân tách trong một số tập các cáp, mỗi tậpđược quản lý như một vòng đơn Khi phân tách được thực hiện, mỗi vòng đượctrang bị một hệ thống bảo vệ OMS chính xác như một OMS-SPRing Bởi vậymỗi vòng trở thành một hệ thống bảo vệ

Thông thường việc thực hiện bảo vệ vòng bốn cáp là lựa chọn tốt nhất, từ

đó việc thực hiện bảo vệ vòng 2 cáp phải yêu cầu các bộ chuyển đổi bước sóngtrong một số node Một ưu điểm rõ ràng của phương pháp này là nó cho phépkhôi phục phân bố: mỗi vòng là một hệ thống khôi phục tự động và tự trị Điềunày ngụ ý rằng thời gian khôi phục chỉ bị giới hạn bởi kích cỡ vòng (trong bảo

vệ tuyến, thay vì trễ truyền lan từ nguồn tới đích phải địa chỉ tính đến) Hơn nữa,việc quản lý sự cố bị giới hạn bởi vòng bị sự cố

Trong vấn đề bảo vệ mạng có cấu hình Mesh nói chung và bảo vệ mạngquang WDM có cấu hình Mesh nói riêng là những vấn đề mới mẻ và phức tạp.Nói cách khác thì lĩnh vực này không được thương mại hoá và ứng dụng trongthực tế nên không có mấy ai nghiên cứu về lĩnh vực này cho nên nó vẫn còn mới

mẻ Ngoài ra nó còn một lý do khác là điều kiện vật lý và nhu cầu của các quốcgia vẫn chưa đòi hỏi cần đến sử dụng mạng lõi có cấu hình Mesh Trong khi đócông nghệ WDM chủ yếu được sử dụng cho các mạng có cấu hình back blbole

Vì vậy trong đồ án này em đề cập ít đến vấn đề đó

2.3.2 Bảo vệ ở lớp đoạn ghép kênh quang

2.3.2.1 Bảo vệ riêng cho cấu hình điểm - điểm

Trong bảo vệ đoạn ghép kênh quang với cấu hình điểm - điểm thì đó chính

là hình thức bảo vệ kênh quang điểm - điểm