自愈网

出自 MBA智库百科(https://wiki.mbalib.com/)

自愈网(Self-Healing Network)

　　自愈网就是指无须人为干预，网络（一般为传输网络）即可在极短的时间内从失败的故障状态中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已经出了故障。自愈网并不能自动排除故障，而只是对网络采取保护措施，使之具有一种可替代的传输路由。

　　线路保护倒换自愈网、ADM(Add／DropMulti．plexer，分插复用器)环型自愈网和DXC(DigitalCrossConnect，数字交叉连接)网状自愈网是目前常用的三种自愈网技术。通过采用这些技术，即可实现网络保护，网络也就变成为自愈网。线路保护倒换自愈网和ADM环型自愈网采用的技术属于网络保护型策略。DXC网状自愈网采用的技术属于网络恢复型策略，它充分开发DXC节点的智能性，利用网络内的空闲信道来恢复受故障影响的工作通道。

　　1.网络保护型策略

　　网络保护型策略是利用节点间预先分配的容量实施网络保护，即当一个工作通道发生失效事件时，利用备用设备的自动倒换功能，使信号通过保护通道保持有效，如1+1保护、M：N保护等，保护倒换时间极短。以网络的功能结构分类，网络保护型策略可分为路径保护和子网连接保护两大类。以网络的物理拓扑结构分类，网络保护型策略可分为自动线路倒换保护、环型保护(利用ADM)、网状型保护(利用DXC)等。

　　2.网络恢复型策略

　　网络恢复型策略是利用节点间可用的任何容量实施网络中业务的恢复，其实质是在网络中寻找失效路由的替代路由。相对于网络保护型策略，网络恢复型策略需要较长的计算时间及恢复时间。

　　(一)线路保护倒换自愈网

　　线路保护倒换自愈网是最简单的自愈网形式，它采用备用线路自动倒换方式，在网络出现故障时，由工作通道倒换到保护通道，使业务信号得以继续传送。比如，在网络系统主用线路中断或性能劣化到一定程度时，系统的自动倒换设备会将业务信号自动倒换到备用线路上传输，从而使用户端仍能接收正常信号而感觉不到网络已出故障。

　　1.1+1方式

　　1+1方式采用并发优收，工作段和保护段在发送端永久性连接在一起，在接收端根据故障情况择优选择接收性能良好的信号。

　　2.M：N方式

　　M：N方式的M个保护段由N个工作段共用，当其中任意一个工作段出现故障时，利用APS(自动保护倒换)协议，均可倒换至某个保护段。其中1：1方式和I：N方式是M：N方式的特例。

　　3.技术特点

　　线路保护倒换自愈网的自动倒换设备动作时间和网络业务恢复时间都很短(小于50ms)，对于网络节点的光、电元件的失效故障十分有效。但若工作段和保护段属同光缆复用，则有可能导致主用工作光纤和备用保护光纤同时因意外故障而被切断，因此可采用地理上的路由保护来解决问题，即确保工作光纤和保护光纤在不同路由的光缆中。

　　(二)ADM环型自愈网

　　具有自愈能力的环型网络简称环型自愈网，ADM环型自愈网采用ADM(分插复用器)组成环型网实现自愈和保护，ADM环型自愈网具有良好的生存性和很短的恢复时间。ADM环型自愈网按结构分为通道保护环和复用段保护环。按两点间所用光纤的最小数量分为二纤环和四纤环。按信号传输方向分为单向环和双向环。常用的ADM环型自愈网有两类共四种结构：(1)通道环型自愈网：二纤单向通道环型自愈网、二纤双向通道环型自愈网。(2)复用段环型自愈网：二纤双向复用段环型自愈网、四纤双向复用段环型自愈网。

　　单向环中的信号按同一方向在环中传输，其方向可顺时针亦可逆时针方向传输。双向环中下行信号按一个方向传输，上行信号按相反方向传输。对于通道保护环，其保护单位是通道，倒换与否以离开环的每一个通道信号质量的优劣而定，一般利用AIS(告警指示信号)来决定是否应进行倒换。这种环属于专用保护，保护时隙为整个环专用，在正常情况下也传送业务信号。对于复用段保护环，业务量的保护是以复用段为基础的，倒换与否按每一个节点间复用段信号质量的优劣而定。当复用段出故障时，整个节点间复用段业务信号都转向保护段。复用段保护环需要采用APS协议，这种环属于共享保护，即保护时隙由每一个复用段共享，正常情况下，保护段往往是空闲的。复用段保护环也有采用专用保护方式的。

　　(三)DXG网状自愈网

　　DXC(数字交叉连接)网状自愈网的拓扑结构主要是网状结构，网状结构中的物理路由有许多条，可节省备用容量的配置，提高资源利用率，灵活地支持业务的增长。但是，利用DXC设备建设自愈网的成本很高，主要是因为DXC设备价格昂贵，控制系统复杂。

　　1.DXC工作方式

　　通过选择控制方式、倒换方式和路由表的计算方式，DXC网状自愈网可以有不同的DXC工作方式。(1)静态方式：网络对被保护业务必须先留出一定的资源，其路由表是静态的。(2)动态方式：根据网络的当前状态对被保护业务提供保护容量，路由表随网络状态的不同而变化，路由表是动态的。动态和静态方式的路由表在网络发生某种失效需要提供业务恢复之前就已形成。(3)即时方式：路由表是在失效后通过一定的业务恢复算法而得到。在以上三种方式中，即时方式需要最少保护容量，动态方式次之，静态方式需要的保护容量最大。然而，即时方式的业务恢复时间最长，动态方式次之，静态方式的业务恢复时间最短。

　　2.控制结构

　　DXC网状自愈网控制结构有两种：集中式控制和分布式控制。在集中式控制结构中，路由选择主要由控制中心完成，当网络发生某种失效时，各节点将信息送到控制中心，控制中心的计算机经过处理，找出新的路由表，实现业务恢复。由于信息的传递和信息的集中处理都需要较长的时间，因而集中控制方式的业务恢复时间较长。在分布式控制结构中，当网络发生某种失效时，智能的DXC设备间可以交互到交换信息，寻找失效业务的替代路由，从而实现链路恢复、通道恢复和业务恢复。