自愈網

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自愈網(Self-Healing Network)

　　自愈網就是指無須人為干預，網路（一般為傳輸網路）即可在極短的時間內從失敗的故障狀態中自動恢復所攜帶的業務，使用戶感覺不到網路已經出了故障。自愈網並不能自動排除故障，而只是對網路採取保護措施，使之具有一種可替代的傳輸路由。

　　線路保護倒換自愈網、ADM(Add／DropMulti．plexer，分插復用器)環型自愈網和DXC(DigitalCrossConnect，數字交叉連接)網狀自愈網是目前常用的三種自愈網技術。通過採用這些技術，即可實現網路保護，網路也就變成為自愈網。線路保護倒換自愈網和ADM環型自愈網採用的技術屬於網路保護型策略。DXC網狀自愈網採用的技術屬於網路恢復型策略，它充分開發DXC節點的智能性，利用網路內的空閑通道來恢復受故障影響的工作通道。

　　1.網路保護型策略

　　網路保護型策略是利用節點間預先分配的容量實施網路保護，即當一個工作通道發生失效事件時，利用備用設備的自動倒換功能，使信號通過保護通道保持有效，如1+1保護、M：N保護等，保護倒換時間極短。以網路的功能結構分類，網路保護型策略可分為路徑保護和子網連接保護兩大類。以網路的物理拓撲結構分類，網路保護型策略可分為自動線路倒換保護、環型保護(利用ADM)、網狀型保護(利用DXC)等。

　　2.網路恢復型策略

　　網路恢復型策略是利用節點間可用的任何容量實施網路中業務的恢復，其實質是在網路中尋找失效路由的替代路由。相對於網路保護型策略，網路恢復型策略需要較長的計算時間及恢復時間。

　　(一)線路保護倒換自愈網

　　線路保護倒換自愈網是最簡單的自愈網形式，它採用備用線路自動倒換方式，在網路出現故障時，由工作通道倒換到保護通道，使業務信號得以繼續傳送。比如，在網路系統主用線路中斷或性能劣化到一定程度時，系統的自動倒換設備會將業務信號自動倒換到備用線路上傳輸，從而使用戶端仍能接收正常信號而感覺不到網路已出故障。

　　1.1+1方式

　　1+1方式採用併發優收，工作段和保護段在發送端永久性連接在一起，在接收端根據故障情況擇優選擇接收性能良好的信號。

　　2.M：N方式

　　M：N方式的M個保護段由N個工作段共用，當其中任意一個工作段出現故障時，利用APS(自動保護倒換)協議，均可倒換至某個保護段。其中1：1方式和I：N方式是M：N方式的特例。

　　3.技術特點

　　線路保護倒換自愈網的自動倒換設備動作時間和網路業務恢復時間都很短(小於50ms)，對於網路節點的光、電元件的失效故障十分有效。但若工作段和保護段屬同光纜復用，則有可能導致主用工作光纖和備用保護光纖同時因意外故障而被切斷，因此可採用地理上的路由保護來解決問題，即確保工作光纖和保護光纖在不同路由的光纜中。

　　(二)ADM環型自愈網

　　具有自愈能力的環型網路簡稱環型自愈網，ADM環型自愈網採用ADM(分插復用器)組成環型網實現自愈和保護，ADM環型自愈網具有良好的生存性和很短的恢復時間。ADM環型自愈網按結構分為通道保護環和復用段保護環。按兩點間所用光纖的最小數量分為二纖環和四纖環。按信號傳輸方向分為單向環和雙向環。常用的ADM環型自愈網有兩類共四種結構：(1)通道環型自愈網：二纖單向通道環型自愈網、二纖雙向通道環型自愈網。(2)復用段環型自愈網：二纖雙向復用段環型自愈網、四纖雙向復用段環型自愈網。

　　單向環中的信號按同一方向在環中傳輸，其方向可順時針亦可逆時針方向傳輸。雙向環中下行信號按一個方向傳輸，上行信號按相反方向傳輸。對於通道保護環，其保護單位是通道，倒換與否以離開環的每一個通道信號質量的優劣而定，一般利用AIS(告警指示信號)來決定是否應進行倒換。這種環屬於專用保護，保護時隙為整個環專用，在正常情況下也傳送業務信號。對於復用段保護環，業務量的保護是以復用段為基礎的，倒換與否按每一個節點間復用段信號質量的優劣而定。當復用段出故障時，整個節點間復用段業務信號都轉向保護段。復用段保護環需要採用APS協議，這種環屬於共用保護，即保護時隙由每一個復用段共用，正常情況下，保護段往往是空閑的。復用段保護環也有採用專用保護方式的。

　　(三)DXG網狀自愈網

　　DXC(數字交叉連接)網狀自愈網的拓撲結構主要是網狀結構，網狀結構中的物理路由有許多條，可節省備用容量的配置，提高資源利用率，靈活地支持業務的增長。但是，利用DXC設備建設自愈網的成本很高，主要是因為DXC設備價格昂貴，控制系統複雜。

　　1.DXC工作方式

　　通過選擇控制方式、倒換方式和路由表的計算方式，DXC網狀自愈網可以有不同的DXC工作方式。(1)靜態方式：網路對被保護業務必須先留出一定的資源，其路由表是靜態的。(2)動態方式：根據網路的當前狀態對被保護業務提供保護容量，路由表隨網路狀態的不同而變化，路由表是動態的。動態和靜態方式的路由表在網路發生某種失效需要提供業務恢復之前就已形成。(3)即時方式：路由表是在失效後通過一定的業務恢復演算法而得到。在以上三種方式中，即時方式需要最少保護容量，動態方式次之，靜態方式需要的保護容量最大。然而，即時方式的業務恢復時間最長，動態方式次之，靜態方式的業務恢復時間最短。

　　2.控制結構

　　DXC網狀自愈網控制結構有兩種：集中式控制和分散式控制。在集中式控制結構中，路由選擇主要由控制中心完成，當網路發生某種失效時，各節點將信息送到控制中心，控制中心的電腦經過處理，找出新的路由表，實現業務恢復。由於信息的傳遞和信息的集中處理都需要較長的時間，因而集中控制方式的業務恢復時間較長。在分散式控制結構中，當網路發生某種失效時，智能的DXC設備間可以交互到交換信息，尋找失效業務的替代路由，從而實現鏈路恢復、通道恢復和業務恢復。