Bảo vệ OMS trong mạng quang WDM theo cấu hình điểm - điểm
MỤC LỤC
Bảo vệ ở lớp đoạn ghép kênh quang .1 Bảo vệ riêng cho cấu hình điểm - điểm
Khi xem xét bảo vệ OMS giữa các OADM trong một kiến trúc ring yêu cầu phải sử dụng các chuyển mạch kép hoặc các chuyển mạch đơn có hỗ trợ biến đổi bước sóng tại mỗi nút. Xét trường hợp đơn giản nhất OMS – DPRing hai sợi sẽ dành riêng một sợi để bảo vệ cho lưu lượng truyền trên sợi hoạt động ở hướng ngược lại. Khi xuất hiện một sự cố nút hay sự cố đoạn, các nút kế cận với sự cố sẽ định tuyến lại lưu lượng từ trên sợi hoạt động lên sợi bảo vệ.
Các liên kết logic trực tiếp nút - tới - nút có thể được thiết lập sử dụng các bước sóng khác nhau, cho phép ta xây dựng nên các lưới logic kết nối mỗi nút tới nút khác trong ring. Ví dụ một hệ thống WDM hai sợi có 16 bước sóng, trên sợi truyền cùng chiều kim đông hồ cấp một nửa đầu (8 bước sóng) của dải bước sóng cho các kênh lưu lượng hoạt động, một nửa còn lại dùng để bảo vệ các kênh hoạt động truyền trên sợi kia (đi ngược chiều kim đồng hồ). Trên sợi đi ngược chiều kim đồng hồ thì đảo ngược lại, nửa đầu của dải bước sóng dùng để bảo vệ các kênh hoạt động truyền trên sợi đi cùng chiều kim đồng hồ, còn nửa sau dùng cho các kênh lưu lưọng hoạt động khác.
Nếu một đoạn hay một nút bị sự cố, các nút kế cận sự cố thực hiện chuyển mạch bảo vệ định tuyến lại các bước sóng hoạt động truyền trên sợi bị sự cố lên các bước sóng bảo vệ của sợi đi theo hướng ngược lại. Bỡnh thường tuyến hoạt động được định tuyến lờn ring của sợi phớa ngoài, sau khi xuất hiện sự cố nút thì tuyến được chuyển mạch lên ring của sợi ở phía trong tại cùng bước sóng hoạt động. Dưới đây là mô hình chức năng của một nút OMS – SPRing kế cận sự cố sử dụng chuyển mạch kép để chuyển mạch bảo vệ ở phía xảy ra sự cố (đứt cáp hoặc sự cố nút).
Mô hình này được xây dựng dựa trên mô hình SDH MS – SPRing, các chức năng thích ứng OMS được xác định tuỳ thuộc vào các hệ thống cụ thể (ví dụ chúng ta sẽ có chức năng OMSA – 16 trong hệ thống WDM 16 bước sóng) nhưng nó chỉ cung cấp cho các kênh hoạt động hoặc bảo vệ chứ không phải tất cả 16 kênh. Trong phương thức chuyển mạch quang 2ì2 thỡ nú thớch hợp với chuyển mạch bảo vệ mà yêu cầu độ tổn thất nhỏ (khoảng 1dB) và tốc độ chuyển mạch nhanh (khoảng 20 ms). Cấu hình nút bao gồm một OADM cho một sợi, một chuyển mạch quang nhanh chộo 2ì2 ở mỗi phớa của nỳt, và cú thể sử dụng bộ khuyếch đại quang nếu cần.
Vị trí tốt nhất để đặt bộ khuyếch đại quang là ở giữa OADM và chuyển mạch quang để có thể sử dụng các bộ khuyếch đại quang hạn chế những tổn thất phụ ở trạng thái bảo vệ. Với trường hợi này mỗi chặng có bốn sợi quang, mỗi cặp sợi quang dùng để truyền lưu lượng hoạt động, một cặp sợi quang kia dành cho dự phòng bảo vệ cho cặp làm việc (50% tổng dung lượng cho bảo vệ). Khi xảy ra sự cố đoạn thì Ring được hồi phục bằng việc sử dụng chuyển mạch bảo vệ tại hai nút kế cận với đoạn bị sự cố để nối vòng lưu lượng trên các sợi hoạt động lên các sợi bảo vệ.
Ví dụ có phiên truyền thông hai hướng giữa nút A và nút C khi xảy ra sự cố đoạn giữa nút A và nút D như hình vẽ 2.22 trong đó hình a là trường hợp ở điều kiện bình thường còn hình b ở điều kiện xảy ra sự cố. Khi xảy ra sự cố thì xuất hiện kênh báo hiệu giữa nút A và nút D sau đó hai nút này thực hiện chuyển mạch bảo vệ chuyển các bước sóng lên kênh dự phòng.
Các phương pháp bảo vệ trong kiến trúc liên kết giữa các lớp quang
Lựa chọn các kiến trúc mạng tham chiếu
Trong một số trường hợp kiến trúc này có thể cung cấp một giải pháp tối ưu, khi đó ta sẽ có một Ring quang dung lượng rất cao liên kết giữa các mạng con có cấu hình lưới ở tầng dưới. Trong các mạng quang thực tế, hai ring con thường liên kết với nhau thành một ring kép thông qua hai nút OADM và tạo lên hai kiến trúc: kiến trúc ring ảo (VRA), kiến trúc tách và chuyển tiếp. Các phương thức bảo vệ được áp dụng để phục hồi một sự cố nút hoặc đoạn liên kết xảy ra trong mỗi ring, còn chiến lược phân tập tuyến được dùng để phục hồi kết nối đối với sự cố đoạn liên kết giữa hai ring.
Tuy vậy nếu các bước sóng nàycùng mang các kết nối tầng client như nhau thì giải pháp này sẽ tồi hơn giải pháp ứng dụng VRA trên các OC - DPRing, vì nó yêu cầu băng thông gấp đôi mà không tăng được độ khả dụng. •Số lượng bước sóng mang trên tầng quang theo nguyên lý chỉ được một nửa nếu không thì sẽ không cung cấp được tài nguyên dự phòng mặc dù điều này có thể càng làm giảm thêm mức sử dụng thấp của các kênh quang khi lượng nhu cầu tầng client không đủ lớn. Có một số kiến trúc khác có thể tăng cường hiệu năng của VRA trên OCh - DPRing mà không nhất thiết phải sử dụng chức năng tách và chuyển tiếp quang là giải pháp sử dụng một single - homing trên các ring liên kết vật lý với nhau qua các nút kép.
Mục đích ở đây là sử dụng mỗi bước sóng để truyền một nửa số kết nối tầng client nên về mặt nguyên lý thì yêu cầu tài nguyên giống như trường hợp của VRA trên OCh – DPRing (hoặc tốt hơn tương đương với OMS-SPRing). Mỗi mạng con (SSN ví dụ một ring) không chỉ phục hồi một sự cố nút đơn hoặc sự cố đoạn đơn, mà có thể cho phép chống lại cả trường hợp nhiều xảy ra sự cố (mỗi sự cố trên một ring) giữa nút A và B. Nhưng cả hai kiến trúc này đều kém hơn kiến trúc sử dụng VRA trên OCh - DPRing tại các nút liên kết: chỉ phục hồi một nửa số kết nối tầng client khi xảy ra sự cố tại vị trí liên kết.
Mặc dù được bảo vệ nhưng cấu hình này tiềm tàng rất nhiều nguy cơ như đứt cả tuyến cáp hay sự cố 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 qui mô lớn. Cấu hình này có thể chống lại sự cố chặng đơn, sự cố đa chặng, hay sự cố tại nút trung gian trên tuyến hoạt động nhưng có nhược điểm chung là yêu cầu chi phí đắt hơn so với các giải pháp khác. Trường hợp OC – DPRing bốn sợi nếu cho phép tái sử dụng các bước sóng thì tổng số bước sóng sẽ giảm xuống nhưng yêu cầu chuyển mạch bảo vệ ở cả hai đầu cuối để tránh xung đột bước sóng trên sợi bảo vệ khi xảy ra sự cố.
Nếu một đoạn hay một nỳt bị sự cố, cỏc nỳt kế cận sử dụng cỏc chuyển mạch 2ì2 định tuyến lại các kênh hoạt động truyền qua đoạn cung đó lên các kênh bảo vệ của sợi truyền ngược hướng tại cùng một bước sóng hoạt động. OMS – 4 SPRing là ring WDM hai hướng mỗi chặng có bốn sợi quang, một cặp sợi quang dùng để truyền lưu lượng hoạt động, một cặp sợi quang kia dành cho dự phòng bảo vệ cho cặp hoạt động. Cả hai giải pháp bảo vệ 1+1 và 1:1 đều dành tới 50% dung lượng cho bảo vệ và có thể áp dụng bảo vệ từng kênh quang trong mạng lưới WDM, các OXC chuyển tiếp không phải cấu hình lại trong trường hợp xảy ra sự cố.
Cơ chế bảo vệ riêng có thể phân chia thành hai loại: một là loại tuyến bảo vệ và tuyến hoạt động chỉ tách biệt về SRG, hai là tuyến bảo vệ và tuyến hoạt động tách biệt cả về SRG và các nút trung gian. Có nhiều cách thực thi bảo vệ đoạn trong cấu hình mesh, nhưng trên thực tế có hai chiến lược cấp phát dung lượng dự phòng phổ biến: giải pháp sử dụng các vòng ring vu hồi và giải pháp tổng quát hoá vòng lặp ngược.
