Bảo vệ là một phương thức hồi phục mạng sử dụng các tài nguyên bảo vệ được cấp phát trước để truyền lưu lượng tải hoạt động trên kênh bị ảnh hưởng bởi 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 nhưng thường 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 dự phịng bảo vệ cho mỗi hệ thống hoạt động. Bình thường cả hai hệ thống cùng được sử dụng nhưng chỉ lấy kết quả của tuyến hoạt động, khi xảy ra sự cố thì chuyển sang hệ thống dự phịng.
Bảo vệ M:N: là bảo vệ mà ta chia sẻ M hệ thống dự phòng để bảo vệ cho 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 hệ thống dự phịng khả dụng. Để tiết kiệm tài ngun ta có thể sử dụng M hệ thống dự phịng này cho các mục đích khác như: hoạt động thử nghiệm dịch vụ mới hoặc xử lý các cơng việc phụ có mức u tiên thấp.
• Dựa vào cấu trúc hệ thống bảo vệ ta có chuyển mạch bảo vệ đơn hướng hay 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 truyền dẫn nào có sự cố thì mới chuyển mạch bảo vệ sang kênh dự phòng, còn các tuyến khác khơng có sự cố thì giữ ngun.
Chuyển mạch bảo vệ hai hướng: nếu có bất kỳ một hướng hoạt động nào bị sự cố thì cả hai hướng cùng chuyển mạch bảo vệ sang kênh dự phịng (kênh bảo vệ).
Bảo vệ có trở về: sau khi chuyển mạch bảo vệ sang kênh dự phịng mà khơi 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 pháp bảo 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 dự phịng mà khơi phục lại được đường truyền sự cố thì vẫn truyền lưu lượng trên kênh dự phòng. Phương pháp bảo vệ này thường áp dụng cho bảo vệ riêng 1+1.
Bảo vệ tuyến: chỉ thực hiển chuyển mạch bảo vệ tại điểm kết cuối của tuyến có sự cố.
Bảo vệ đoạn: thực hiện chuyển mạch bảo vệ tại hai nút kế cận với đoạn bị sự cố, trường hợp sự cố nút thì đoạn bị sự cố là hai đoạn liền nhau chứa nút đó.
2.2.1 Bảo vệ riêng
Bảo vệ riêng là hình thức bảo vệ mà trong đó mỗi kênh làm việc được truyền trên hai tuyến khác nhau và kênh 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 phòng dành cho bảo vệ (tức là dung lượng bảo vệ bằng 100% dung lượng làm việc).
Trong bảo vệ 1+1, nút nguồn phát tín hiệu đồng thời trên cả hai tuyến hoạt động 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 suy giảm tín hiệu trên tuyến hoạt động thì nút đích tự động chuyển mạch sang tuyến bảo vệ. Trong bảo vệ 1:1 nút nguồn chỉ phát tín hiệu lên tuyến hoạt động, cịn tuyến 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 lên tuyến bảo vệ.
Ví dụ trong một mạng vịng bảo vệ 1+1 sử dụng các kênh quang kép, tín hiệu được phát đi trên hai kênh: một kênh truyền theo hướng thuận chiều kim đồng hồ, còn kênh kia truyền theo hướng ngược chiều kim đồng hồ; máy thu sẽ lựa chọn tín hiệu tốt nhất. Nếu hoạt động này được thực hiện ở lớp kênh quang
thì ta gọi là OC-DPRing (áp dụng cho ring 2 sợi 2 hướng), nếu thực hiện ở lớp ghép 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 hai hướng 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 kênh bảo vệ, khi xảy ra sự cố trên sợi hoạt động thì chuyển các kênh lưu lượng lên sợi bảo vệ.
2.2.2 Bảo vệ chia sẻ
Bảo vệ chia sẻ là hình thức bảo vệ mà trong đó nhiều hệ thống hoạt động cùng sử dụng chung một hệ thống dự phòng để bảo vệ. Chẳng hạn là dung lượng dự phịng hoặc bước sóng dự phịng. Ở điều kiện bình thường mọi yêu cầu được định tuyến lên các kênh hoạt động, và dung lượng bảo vệ có thể được dùng để truyền lưu lượng có mức ưu tiên thấp. Khi xảy ra sự cố lưu lượng tải của từng tuyến truyền dẫn bị sự cố được chuyển mạch lên các bước sóng bảo vệ. Hoạt động này yêu cầu hỗ trợ báo hiệu để thông báo cho các nút mạng về các tuyến đường truyền dẫn bị sự cố thì mới đảm bảo chắc chắn các bước sóng bảo vệ trên các sợi khác nhau kết nối chính xác tới các tuyến quang yêu cầu bảo vệ. Trong thời gian tài nguyên dự phòng được dùng để bảo vệ một tuyến hoạt động bị sự cố thì nó khơng cịn khả dụng để bảo vệ cho các tuyến quang hoạt động khác cho 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 dành cho 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, và dành một nửa số kênh còn lại để bảo vệ cho lưu lượng làm việc trên sợi kia. Nếu
một sợi bị sự cố thì các kênh hoạt động sẽ được truyền trên các kênh bảo vệ của sợi kia.
Bảo vệ chia sẻ là một cách để giảm dung lượng thừa dành cho dự phòng và giảm 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 và các 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 hay được áp dụng bảo vệ trong các mạng cung cấp một số lượng lớn các kênh quang. Tất cả các bước sóng (kênh WDM) truyền trên sợi quang bị sự cố cùng được định tuyến lại lên một tuyến sợi quang tạm thời rỗi (đã được xác định trước). 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 quang được bảo vệ độc lập sử dụng một chuyển mạch riêng, dẫn đến tổng số các chuyển mạch quang lớn nhưng cho phép lựa chọn các kênh để bảo vệ trong bộ ghép kênh và có thể tích hợp bảo vệ của các bộ phát đáp vào trong kiến trúc này.