BẢO VỆ TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI QUANG WDM.doc

Chương II. Bảo vệ trong mạng truyền tải quang WDM Đồ án tốt nghiệp đại học

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 không

những 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 hỏng

thiết bị, đứt cáp dẫn đến sự ngừng hoạt động của các kênh truyền tải thông tin

gây thiệt hại cho cả người sử dụng và người cung cấp dịch vụ. Vấn đề đặt ra là

cần phải thiết lập chức năng duy trì hoạt động của mạng trước các sự cố bằng

cách áp dụng các kỹ thuật bảo vệ hoặc phục hồi mạng. Đối với mạng truyền tải

quang sử dụng công nghệ SDH, các giải pháp kỹ thuật bảo vệ và phục hồi đã

được 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 đó

thì các kỹ thuật bảo vệ ở tầng quang WDM có khả năng hồi phục mạng chỉ mất

tối đa 50ms. Tuy nhiên, trong hiện tai và tương lai, nhu cầu lưu lượng lớn đòi

hỏi cần phải cung cấp một môi trường truyền dẫn dung lượng lớn, mà công nghệ

ghép 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 đề

sống còn cần phải giải quyết khi xây dựng mạng WDM nhằm duy trì hoạt động

liên 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 Multiplex

Section) 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 cả

hai 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 và

kênh có chất lượng tốt nhất sẽ được lựa chọn tại đầu thu, do vậy một nửa của

Nguyễn Trọng Cường, D01VT 21

Chương II. Bảo vệ trong mạng truyền tải quang WDM Đồ án tốt nghiệp đại học

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).

Trái lại, trong bảo vệ chung, tài nguyên bảo vệ có thể được sử dụng để phục hồi

nhiều kênh làm việc khác nhau, tuỳ thuộc vào sự cố. Bảo vệ chung cho phép sử

dụng dung lượng mạng tốt hơn bảo vệ riêng (lượng dung lượng dự phòng yêu

cầu 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 thống

thông 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 kết

cuối của luồng OCh cũng được bảo vệ vì số lượng card transponder được nhân

đôi. Giải pháp này cải thiện độ sẵn sàng của kênh quang, nhưng lại làm tăng chi

phí 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 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 phòng 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 phòng.

 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 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

Nguyễn Trọng Cường, D01VT 22

Chương II. Bảo vệ trong mạng truyền tải quang WDM Đồ án tốt nghiệp đại học

động thử nghiệm dịch vụ mới hoặc xử lý các công việc phụ có mức

yêu 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 không có sự cố thì giữ nguyên.

 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 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 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 phòng mà khôi 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).

Nguyễn Trọng Cường, D01VT 23