基本的網(wǎng)絡拓撲結構

1、圖5-1基本網(wǎng)絡拓撲圖基本的網(wǎng)絡拓撲結構SDH網(wǎng)是由SDH網(wǎng)元設備通過光纜互連而成的，網(wǎng)絡節(jié)點(網(wǎng)元)和 傳輸線路的幾何排列就構成了網(wǎng)絡的拓撲結構。網(wǎng)絡的有效性(信道的 利用率)、可靠性和經(jīng)濟性在很大程度上與其拓撲結構有關。網(wǎng)絡拓撲的基本結構有鏈形、星形、樹形、環(huán)形和網(wǎng)孔形，如圖5-1所示。鏈形網(wǎng)此種網(wǎng)絡拓撲是將網(wǎng)中的所有節(jié)點一一串聯(lián)，而首尾兩端開放。這種拓 撲的特點是較經(jīng)濟，在SDH網(wǎng)的早期用得較多，主要用于專網(wǎng)(如鐵路 網(wǎng))中。星形網(wǎng)此種網(wǎng)絡拓撲是將網(wǎng)中一網(wǎng)元做為特殊節(jié)點與其他各網(wǎng)元節(jié)點相連，其 他各網(wǎng)元節(jié)點互不相連，網(wǎng)元節(jié)點的業(yè)務都要經(jīng)過這個特殊節(jié)點轉接。這種網(wǎng)絡拓撲的特點是可通過特殊節(jié)

2、點來統(tǒng)一管理其它網(wǎng)絡節(jié)點，利于 分配帶寬，節(jié)約成本，但存在特殊節(jié)點的安全保障和處理能力的潛在瓶 頸問題。特殊節(jié)點的作用類似交換網(wǎng)的匯接局，此種拓撲多用于本地網(wǎng)(接入網(wǎng)和用戶網(wǎng))。鏈形星形樹形環(huán)形網(wǎng)孔形樹形網(wǎng)此種網(wǎng)絡拓撲可看成是鏈形拓撲和星形拓撲的結合，也存在特殊節(jié)點的 安全保障和處理能力的潛在瓶頸。環(huán)形網(wǎng)環(huán)形拓撲實際上是指將鏈形拓撲首尾相連，從而使網(wǎng)上任何一個網(wǎng)元節(jié) 點都不對外開放的網(wǎng)絡拓撲形式。這是當前使用最多的網(wǎng)絡拓撲形式， 主要是因為它具有很強的生存性，即自愈功能較強。環(huán)形網(wǎng)常用于本地 網(wǎng)（接入網(wǎng)和用戶網(wǎng)）、局間中繼網(wǎng)。網(wǎng)孔形網(wǎng)將所有網(wǎng)元節(jié)點兩兩相連，就形成了網(wǎng)孔形網(wǎng)絡拓撲。這種網(wǎng)絡拓撲

3、為 兩網(wǎng)元節(jié)點間提供多個傳輸路由，使網(wǎng)絡的可靠更強，不存在瓶頸問題 和失效問題。但是由于系統(tǒng)的冗余度高，必會使系統(tǒng)有效性降低，成本 高且結構復雜。網(wǎng)孔形網(wǎng)主要用于長途網(wǎng)中，以提供網(wǎng)絡的高可靠性。當前用得最多的網(wǎng)絡拓撲是鏈形和環(huán)形，通過它們的靈活組合，可構成 更加復雜的網(wǎng)絡。本節(jié)主要講述鏈網(wǎng)的組成和特點和環(huán)網(wǎng)的幾種主要的 自愈形式（自愈環(huán)）的工作機理及特點。5.2鏈網(wǎng)和自愈環(huán)傳輸網(wǎng)上的業(yè)務按流向可分為單向業(yè)務和雙向業(yè)務。以環(huán)網(wǎng)為例說明單 向業(yè)務和雙向業(yè)務的區(qū)別。如圖5-2所示。圖5-2環(huán)形網(wǎng)絡若A和C之間互通業(yè)務，A到C的業(yè)務路由假定是A-B-C，若此時C 到A的業(yè)務路由是C-B-A，則業(yè)務從A

4、到C和從C到A的路由相同， 稱為一致路由。若此時C到A的路由是C-D-A，那么業(yè)務從A到C和業(yè)務從C到A 的路由不同，稱為分離路由。我們稱一致路由的業(yè)務為雙向業(yè)務，分離路由的業(yè)務為單向業(yè)務。常見 組網(wǎng)的業(yè)務方向和路由如表5-1所示。表5-1常見組網(wǎng)的業(yè)務方向和路由表組網(wǎng)類型路由業(yè)務方向鏈形網(wǎng)一致路由雙向環(huán)形網(wǎng)雙向通道環(huán)一致路由雙向雙向復用段環(huán)一致路由雙向單向通道環(huán)分離路由單向單向復用段環(huán)分離路由單向5.2.1鏈形網(wǎng)典型的鏈形網(wǎng)如圖5-3所示。STM-NCBDTM圖5-3鏈形網(wǎng)絡圖鏈形網(wǎng)的特點是具有時隙復用功能，即線路STM-N信號中某一序號的 VC可在不同的傳輸光纜段上重復利用。如圖5-3中A

5、B、BC、C- D以及AD之間通有業(yè)務，這時可將AB之間的業(yè)務占用AB光纜 段X時隙（序號為X的VC,例如3VC4的第48個VC12），將BC 的業(yè)務占用BC光纜段的X時隙（第3VC4的第48VC12），將CD 的業(yè)務占用CD光纜段的X時隙（第3VC4的第48個VC12），這種 情況就是時隙重復利用。這時AD的業(yè)務因為光纜的X時隙已被占用， 所以只能占用光路上的其它時隙Y時隙，例如第3VC4的第49VC12或 者第7VC4的第48個VC12。鏈網(wǎng)的這種時隙重復利用功能，使網(wǎng)絡的業(yè)務容量較大。網(wǎng)絡的業(yè)務容 量指能在網(wǎng)上傳輸?shù)臉I(yè)務總量。網(wǎng)絡的業(yè)務容量和網(wǎng)絡拓撲，網(wǎng)絡的自 愈方式和網(wǎng)元節(jié)點間業(yè)務分布

6、關系有關。鏈網(wǎng)的最小業(yè)務量發(fā)生在鏈網(wǎng)的端站為業(yè)務主站的情況下，所謂業(yè)務主 站是指各網(wǎng)元都與主站互通業(yè)務，其余網(wǎng)元間無業(yè)務互通。以圖5-3為例， 若A為業(yè)務主站，那么B、C、D之間無業(yè)務互通。此時，C、B、D分 別與網(wǎng)元A通信。這時由于A-B光纜段上的最大容量為STM-N （因系 統(tǒng)的速率級別為STM-N），則網(wǎng)絡的業(yè)務容量為STM-No鏈網(wǎng)達到業(yè)務容量最大的條件是鏈網(wǎng)中只存在相鄰網(wǎng)元間的業(yè)務。如圖 5-3，此時網(wǎng)絡中只有AB、BC、CD的業(yè)務不存在A D的業(yè)務。 這時可時隙重復利用，那么在每一個光纜段上業(yè)務都可占用整個STM-N 的所有時隙，若鏈網(wǎng)有M個網(wǎng)元，此時網(wǎng)上的業(yè)務最大容量為（M-1）

7、 XSTM-N, M-1為光纜段數(shù)。常見的鏈網(wǎng)有二纖鏈一一不提供業(yè)務的保護功能（不提供自愈功能）； 四纖鏈一一一般提供業(yè)務的1+1或1 : 1保護。四纖鏈中兩根光纖收/發(fā) 作主用信道，另外兩根收/發(fā)作備用信道。鏈網(wǎng)的自愈功能1+1、1 ：1、 1 : n在上一節(jié)講MSP功能塊時已講過，這里要說的是1 : n保護方式中 n最大只能到14o為什么？這是由K1字節(jié)的b5b8限定的，K1的b5 b8的00011110114指示要求倒換的主用信道編號。5.2.2環(huán)網(wǎng)自愈環(huán)1.自愈的概念當今社會各行各業(yè)對信息的依賴愈來愈大，要求通信網(wǎng)絡能及時準確的 傳遞信息。隨著網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒃絹碓蕉?，傳輸信號的速率越?/p>

8、越快， 一旦網(wǎng)絡出現(xiàn)故障（這是難以避免的，例如土建施工中將光纜挖斷）， 將對整個社會造成極大的損壞。因此網(wǎng)絡的生存能力即網(wǎng)絡的安全性是 當今第一要考慮的問題。所謂自愈是指在網(wǎng)絡發(fā)生故障（例如光纖斷）時，無需人為干預，網(wǎng)絡 自動地在極短的時間內（ITU-T規(guī)定為50ms以內），使業(yè)務自動從故障 中恢復傳輸，使用戶幾乎感覺不到網(wǎng)絡出了故障。其基本原理是網(wǎng)絡要 具備發(fā)現(xiàn)替代傳輸路由并重新建立通信的能力。替代路由可采用備用設 備或利用現(xiàn)有設備中的冗余能力，以滿足全部或指定優(yōu)先級業(yè)務的恢復。 由上可知網(wǎng)絡具有自愈能力的先決條件是有冗余的路由、網(wǎng)元強大的交 叉能力以及網(wǎng)元一定的智能。自愈僅是通過備用信道將

9、失效的業(yè)務恢復，而不涉及具體故障的部件和 線路的修復或更換，所以故障點的修復仍需人工干預才能完成，就象斷 了的光纜還需人工接好。技術細節(jié)：當網(wǎng)絡發(fā)生自愈時，業(yè)務切換到備用信道傳輸，切換的方式有恢復方式和 不恢復方式兩種。1.恢復方式指在主用信道發(fā)生故障時，業(yè)務切換到備用信道，當主用信 道修復后，再將業(yè)務切回主用信道。一般在主要信道修復后還要再等 一段時間，一般是幾到十幾分鐘，以使主用信道傳輸性能穩(wěn)定，這時 才將業(yè)務從備用信道切換過來。2.不恢復方式指在主用信道發(fā)生故障時，業(yè)務切換到備用信道，主用信 道恢復后業(yè)務不切回主用信道，此時將原主用信道做為備用信道源 備用信道當作主用信道，在原備用信道發(fā)

10、故障時，業(yè)務才會切回原主 用信道。2.自愈環(huán)的分類目前環(huán)形網(wǎng)絡的拓撲結構用得最多，因為環(huán)形網(wǎng)具有較強的自愈功能。 自愈環(huán)的分類可按保護的業(yè)務級別、環(huán)上業(yè)務的方向、網(wǎng)元節(jié)點間光纖 數(shù)來劃分。按環(huán)上業(yè)務的方向可將自愈環(huán)分為單向環(huán)和雙向環(huán)兩大類；按網(wǎng)元節(jié)點 間的光纖數(shù)可將自愈環(huán)劃分為雙纖環(huán)（一對收/發(fā)光纖）和四纖環(huán)（兩對 收發(fā)光纖）；按保護的業(yè)務級別可將自愈環(huán)劃分為通道保護環(huán)和復用段 保護環(huán)兩大類。下面講講通道保護環(huán)和復用段保護環(huán)的區(qū)別。對于通道保護環(huán)，業(yè)務的 保護是以通道為基礎的，也就是保護的是STM-N信號中的某個VC （某 一路PDH信號），倒換與否按環(huán)上的某一個別通道信號的傳輸質量來決 定的，通常利用收端是否收到簡單的TU-AIS信號來決定該通道是否應進 行倒換。例如在STM-16環(huán)上，若收端收到第4VC4的第48個TU-12 有TU-AIS，那么就僅將該通道切換到備用