高速网络中一次通信中断有可能使几百万用户受到影响,所以提供中断的快速修复是许多高速网络的重要需求。通常要求运营商提供的可用性为99.999%,即相当于每年通信中断的时间少于5min。网络的生存性是当网络失效时能够继续为用户提供服务的能力,保护切换是确保网络生存性的关键技术,保护通常以分布式方式执行。
保护和恢复均是在网络故障条件下使受损业务得以重新运行的具体措施,两者均需要重新选择其他路由来替代故障路由。保护路由是在故障发生前就预留的,这些路由不能为其他业务所占用,不过低优先级业务可临时使用,一旦故障发生时这些路由必须让位给保护业务使用。恢复路由不是预留的,而是在故障发生时,依据网络拓扑结构和一定的优化算法为受损业务选取的一条可替代路由。保护要求时间短,一般为50ms;而恢复完成时间长,一般要求在200ms或数秒内实现。
当今的网络智能化很高,使用了很多软件,软件故障所引起的可靠性问题已非常突出。在大多数情况下,通信故障是人为引起的,如光缆被切断、工作人员误操作等。与架空光缆或掩埋光缆相比,油气管道内的光缆不易损坏。另一个最常见的故障是节点内光发射机或接收机器件或设备的损坏或失效。
提高网络生存性的方法之一是在网络设计时采用备份制或迂回路由制,如备份路由、备份端机等。
SDH网络故障修复(或保护切换)时间最多允许50ms,这是因为如果超过这个时间,网络中的某些设备将丢弃音频呼叫。当业务中断时间超过2s时,所有电路交换连接和2Mbit/s拨号业务都将失去连接。如果业务中断时间达到5分钟,则数字交换机将出现严重阻塞。而IP网络采用尽力而为策略,并不保证网络的可用性和质量,不能保证数据包及时到达目的地,甚至也不能保证它一定能够到达目的地,因为网络阻塞时,它就被丢弃。
生存性措施可以在网络的多个层次采取,但保护通常只在物理层(L1)进行,物理层包括SDH层和光传输层。保护也可以在链路层(L2)进行,包括ATM层和多协议标记交换(MPLS)层。保护还可以在网络层(L3),比如IP层进行。每一层的保护可以阻止一定类型的故障发生,但并不能有效阻止所有类型的失效。(www.xing528.com)
通常IP网络恢复需要几分钟的自愈恢复时间,如此低的切换速度会造成大量高速数据的丢失,无法满足通信质量的要求。
ATM网络使用了虚通道(VP)路由和分级通道复用技术,加入了操作、管理与维护(OAM)信元,采用了动态带宽分配、流量管理和调度技术,使得ATM层能够有效、快速地为用户服务,检测出故障,使网络的可靠性大大提高。
SDH网络采用线路保护方式和具有自愈功能的环网,与ATM层的恢复技术相比,其恢复速度更快。
WDM网络是一个分层的网络,WDM的恢复方案有保护切换和OXC重选路由两种。WDM的保护切换既可以在光通道层进行,也可以在光复用段层实施,适用于点对点系统和环网;OXC的重选路由在网状拓扑的光通道层实现。
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