02第2章 网络拓扑结构.docx
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02第2章网络拓扑结构
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第2章网络拓扑结构
本章介绍OptiXOSN1500可以构建的网络拓扑结构，同时对几种常见组网形式的特点、应用和可选保护方式进行简单介绍。
包括：
●常用网络拓扑结构
●链形
●环形
●环带链
●其它拓扑结构
2.1常用网络拓扑结构
OptiXOSN1500可灵活实现STM-1、STM-4、STM-16各种级别的链形和环形组网，还可以衍生出各种复杂网络结构。
例如：
两环相切、两环相交、环带链、双环互通网、环形网和链形网结合的枢纽形网等。
如表2-1所示。
光传输网络的拓扑类型和保护方式的选择要根据实际的线路结构、业务类型、业务流量和保护要求来综合考虑，最大限度地通过组网规划和数据设置保护业务。
网络拓扑类型的选择应该优先使用环形网。
链形网和环形网是传输网络的两种基本拓扑结构，由这两种拓扑结构衍生的环带链、环相交和环相切也经常应用于光传送网络。
本章也将对这几种网络结构的应用、特点和相关保护方式进行介绍。
表2-1
网络拓扑结构
序号
拓扑类型
拓扑图
1
链形
2
环形
3
环相切
4
环相交
5
环带链
6
双节点互连DNI（DualNodeInterconnection）
7
枢纽形
图注：
2.2链形
2.2.1应用
链形网是光传送网络中最基本的网络拓扑结构之一，适用于网络中业务主要集中于相邻两个网元之间或者不能采用环形网络的情况（如沿铁路分布的光传送网络）。
链形网还可以衍生出链带链等网络拓扑结构。
2.2.2保护方式
链上的业务既可以采用无保护方式，又可以采用1＋1、1:
1、1:
N等自愈保护方式。
对于保护方式的选择，需要根据实际需要，考虑业务的重要性和带宽的利用率（如是否上额外业务等）。
1.无保护链形
无保护链是所有链形网络配置中比较简单的一种。
本节以一个链带链的具体案例介绍无保护链形网络的配置。
（1）配置方案
图2-1所示为链带链拓扑结构，所有业务无保护。
图2-1链带链拓扑结构
图2-1中，A、B、C网元组成一条主链（链1），B、D网元组成侧链（链2），两条链相交于网元B。
各网元之间均有E1业务往来。
业务分配如表2-2所示。
表2-1各网元的业务分配
节点
A
B
C
D
A
32×E1
B
32×E1
16×E1
16×E1
C
16×E1
D
16×E1
●NEA和NEC
只有一个线路方向，配置成一个TM系统，考虑支路业务需求和扩容需求，线路速率为STM-4。
●NED
只有一个线路方向，配置成一个TM系统，考虑支路业务需求和扩容需求，线路速率为STM-1。
●NEB
中心节点，有三个线路方向，可以配置为1个TM系统+1个ADM系统，ADM系统线路速率为STM-4，TM系统线路速率为STM-1。
（2）配置说明
由于无保护链形网不考虑业务的主备保护，只需根据业务的具体路径配置单板（线路板和支路板）。
对于在本站有上、下的业务，需要在东向和西向光接口板上配置相应的时隙。
对于不在本站上、下的业务，需要配置成业务穿通。
（3）典型网元配置
●NEA
线路选择CXL4单板，支路选择1块PD1单板，支持上下32×E1个业务。
典型网元配置如图2-2所示。
图2-1NEA的单板配置
●NEC
线路选择CXL4单板，支路选择1块PD1单板，支持上下16×E1个业务。
典型网元配置如图2-3所示。
图2-2NEC的单板配置
●NED
线路选择CXL1单板，支路选择PD1单板，上下16×E1业务。
典型网元配置如图2-4所示。
图2-3NED的单板配置
●NEB
中心节点MADM，ADM的线路选择2块CXL4单板，TM线路选择SL1单板，支路选择2块PD1单板上下64×E1（32×E1+16×E1+16×E1）业务。
典型网元配置如图2-5所示。
图2-4NEB的单板配置
2.自愈性链形
自愈性链形网络是能够对业务实现保护功能的链形网，本质上是用一条链来保护另外一条或者多条链。
传送正常业务的链，称之为主链；用于保护正常业务的链，称之为从链或备链。
典型的自愈性链形网络的保护方式为线性复用段保护，包括线性1+1保护和线性1:
N（1≤N≤14）保护两种。
为了提高网络的利用率，可以采用1:
N的方式，在备用路由上传送额外业务。
若考虑到倒换时业务恢复的快捷性，则可选用1+1保护方式。
自愈性链形网络与无保护链相比不同之处是需要增加一对光纤。
（1）配置方案
图2-6中，A、B、C三个网元组成1+1链形网络。
相邻两个网元间有4条光纤。
图2-1典型的自愈性链形网络
网络中，相邻网元之间有业务往来，如表2-3所示。
表2-1各网元业务分配
网元名
A
B
C
A
32×E1
B
32×E1
32×E1
C
32×E1
●NEA和NEC
只有一个线路方向，配置成一个TM系统，考虑支路业务需求和扩容需求，线路速率为STM-4。
●NEB
有两个线路方向，配置为1个ADM系统，ADM系统线路速率为STM-4。
（2）配置说明
自愈性1+1链形网络需配置主链上的业务和备链上的单向发送业务，备链上的业务接收不需要人工配置，由系统根据已配置的主链业务自动生成。
在主链上，业务配置方式与无保护链形网络一致。
说明：
在业务通道分配和单板硬件配置上，1:
1和1+1链形保护有区别。
在1:
1保护方式中，只需配置主链上的业务。
若备链上需要传送额外业务，则备链上进行额外业务的配置。
（3）典型网元配置
●NEA和NEC
NEA和NEC的单板配置相同，线路选择2块CXL4单板，分别对应主链和备链。
支路选择1块PD1单板，上下32×E1个业务。
典型网元配置如图2-7所示。
图2-1NEA和NEC的单板配置
●NEB
NEB的东向和西向线路各选择2块CXL4单板和2块SL4单板，分别对应主链和备链。
支路选择2块PD1单板，上下64×E1个业务。
典型网元配置如图2-8所示。
图2-2NEB的单板配置
2.3环形
2.3.1应用
通信网络中所有节点串接起来，首尾相连构成环状结构，就形成了环形网。
环形网络是光传送网络中最基本的网络拓扑结构之一。
环上业务有很强的自愈能力，为设备的安全运行和维护提供了保证。
建议在条件允许的情况下使用环形组网。
单环是最基本、最简单的环形网络，也是所有复杂环形网络组网的基础单元。
本章将主要介绍单环结构网络的特点、保护方式和典型网元配置。
2.3.2保护方式
OptiXOSN1500产品构成的环形网络中常见的业务保护方式包括：
●二纤双向复用段保护环
●四纤双向复用段保护环
●子网连接保护（SNCP）
两种保护方式的特点和应用如表2-4所示。
表2-1两种保护方式的比较
保护方式
项目
二纤双向复用段倒换环
子网连接保护（SNCP）
最大业务容量（节点数为K）
STM-N×K/2
STM-N
节点成本
中
低
APS协议
要求
不要求
组网灵活性
较强
强
系统复杂性
复杂
简单
倒换速度
快
快
2.二纤双向复用段保护环
二纤双向复用段保护方式适用于环上业务比较分散的情况，极端情况下（当业务只在相邻两个节点间），环上最大业务容量为STM-N×K/2（节点数为K），资源利用率高。
但二纤双向复用段保护需要APS（AutomaticProtectionSwitching）协议支持，保护机制复杂，网络维护要求较高。
（1）配置方案
图2-9中，网元A、B、C、D构成环形网络，线路速率STM-16。
图2-1典型环形网络
网络中，相邻网元之间有业务往来，如表2-5所示。
表2-1各网元业务分配
网元
A
B
C
D
A
63×E1
32×E1
31×E1
B
63×E1
32×E1
C
32×E1
32×E1
32×E1
D
31×E1
32×E1
环形网络中的业务基本为分散型业务，相邻节点间均有业务上下，同时考虑到环上业务容量和资源利用率，本网络采用二纤双向复用段保护方式。
（2）配置说明
说明：
在双向复用段保护环中，业务通常配置在前一半容量的VC-4通道，而后一半容量VC-4作为保护通道使用的。
如STM-16环路中的#9VC-4～#16VC-4通道一般不配置为业务通道，若这些通道配置了额外业务，则额外业务不能被保护。
二纤双向复用段保护环上的业务具有走“一致路由”的特性，因此配置时注意分别配置各个局向的双向业务。
对于不在本站上/下的业务，需要配置业务的双向穿通。
以NEA和NEC之间的业务为例，A、C间的32×E1业务在线路上占用#1VC-4。
正常时业务流向如图2-10所示：
NEA支路单元—NEA东向线路单元—光纤线路—NEB西向线路单元—NEB东向线路单元—NEC西向线路单元—NEC的支路单元。
图2-1正常时NEA和NEC之间的业务流向
如果A、B间光纤断，则A、C间的32×E1业务倒换到#9VC-4上。
A到C的业务流向如图2-11所示：
NEA支路单元→NEA西向线路单元（#9VC-4）→NED东向线路单元（#9VC-4）→NED西向线路单元（#9VC-4）→NEC东向线路单元（#9VC-4）→NEC西向线路单元（#9VC-4）→NEB东向线路单元（#9VC-4）→NEB东向线路单元（#1VC-4）→NEC西向线路单元（#1VC-4）→NEC支路单元。
C到A的业务走另一根光纤，不再赘述。
图2-2断纤时NEA到NEC的业务流向
（3）典型网元配置
以NEA为例介绍复用段保护环中节点的典型配置。
NEA线路选择2块CXL16单板，分别对应东向线路和西向线路。
支路选择2块PQ1单板，上下2×63×E1业务。
典型网元配置如图2-12所示。
图2-1NEA的单板配置
3.四纤双向复用段保护环
四纤双向复用段保护方式也适用于环上业务比较分散的情况，极端情况下（当业务只在相邻两个节点间），环上最大有保护的业务容量为STM-N×K（节点数为K），资源利用率高。
四纤环对单板和光纤的需求也比二纤环高，每个节点需要两对光接口板，同时线路上也要有两对光纤。
与两纤复用段保护环相似，四纤双向复用段保护也具有走“一致路由”的特点，且需要APS（AutomaticProtectionSwitching）协议支持，保护机制比较复杂，网络维护要求较高。
四纤双向复用段保换环支持全环倒换和区段倒换两种倒换方式。
当环上两节点之间工作通道和保护通道均发生故障时进行全环倒换；当环上两节点之间只有工作通道发生故障时则进行区段倒换（实质就是在两个节点之间进行1：
1线形复用段倒换），快捷方便。
以下以实例的形式介绍四纤双向复用段保护环的配置方法和注意事项。
（1）配置方案
网元A、B、C、D构成四纤双向复用段保护环，线路速率STM-4。
环形网络中，业务基本为分散型业务，相邻节点间均有业务上下。
（2）配置说明
四纤双向复用段保护环上的业务具有走“一致路由”的特性，因此配置时注意分别配置各个局向的双向业务。
对于不在本站上/下的业务，需要配置业务的双向穿通。
以NEA和NEC之间的一个E1业务为例，在线路上占用#1VC-4。
图2-13所示，东向1和西向1对应的通道为工作路由/工作环，东向2和西向2对应的通道为保护路由/保护环，在配置业务时，只需配置工作路由/工作环上的业务即可。
四纤环的保护环上可以承载额外业务，当发生倒换时，额外业务将会丢失。
说明：
东向1和西向1对应的线路板建议配置在对偶槽位上，东向2和西向2对应的线路板也建议配置在对偶槽位上。
正常
说明：
OptiXOSN1500的CXL单板在网管上显示为CXL、SCC和SL1/4/16三块单板，分别代表交叉时钟板、主控板和线路板。
下文slot4和slot5的SL4即在网管上显示的线路单板。
为了节省槽位，采用小板位的SL4线路板插放在slot1和slot11做为保护环的光接口。
正常时业务流向如图2-13所示：
NEA支路单元—NEA东向1:
4-SL4-1—光纤线路—NEB西向1:
5-SL4-1—NEB东向1:
4-SL4-1—NEC西向1:
5-SL4-1—NEC的支路单元。
图2-1正常时NEA和NEC之间的业务流向
全环倒换
如果NEA和NEB之间主用光纤和备用光纤均断，则A、C间的E1业务倒换到备用环上。
A到C的业务流向如图2-14所示：
NEA支路单元→NEA西向2:
11-SL4-1→NED东向2:
1-SL4-1→NED西向2:
11-SL4-1→NEC东向2:
1-SL4-1→NEC西向2:
11-SL4-1→NEB东向2:
1-SL4-1→NEB东向1:
4-SL4-1→NEC西向1:
5-SL4-1→NEC支路单元。
C到A的业务走另一根备用光纤，不再赘述。
图2-2断纤时NEA到NEC的业务流向（全环倒换）
区段倒换
如果NEA和NEB之间只是主用光纤断，备用光纤正常，则A、C间的E1业务只需在NEA和NEB之间进行区段倒换，在这两个节点之间进行1：
1线形复用段倒换。
则A到C的业务流向如图2-15所示：
NEA支路单元→NEA东向2:
1-SL4-1→NEB西向2:
11-SL4-1→NEB东向1:
4-SL4-1→NEC西向1:
5-SL4-1→NEC支路单元。
C到A的业务走另一根光纤，不再赘述。
图2-3断纤时NEA到NEC的业务流向（区段倒换）
区段倒换占用环上的资源相对环倒换少，倒换效率高。
（3）典型网元配置
以NEA为典型网元介绍网元配置。
工作环线路选择2块CXL4单板，插放在slot4，slot5。
保护环线路选择2块小板位的SL4单板，分别插放在slot1和slot11。
支路选择1块PQ1单板，上下E1个业务。
典型网元配置如图2-16所示。
图2-1NEA的典型单板配置
4.子网连接保护（SNCP）
子网连接保护（SNCP）是当工作子网连接失效或者性能低于某一必要的水平时，工作子网连接将由保护子网连接所代替。
子网连接保常用于环形网络中。
子网连接保护工作机理类似通道保护，也无需APS协议，倒换快捷，组网灵活。
子网连接保护不仅适用于环形网络，也广泛应用于环带链、环相切、两环相交、DNI等网络拓扑结构，能实现环到链、环间业务的保护。
关于SNCP保护的实例将在2.4环带链中介绍。
2.4环带链
在光传送网络中，大量存在的是由单环和单链组成的复杂网络，本节介绍应用比较广泛的组合网络－环带链。
2.4.1应用
环带链是一种组合，是由基本网络形式单环和单链组成的复杂网络。
经常出现的环带链网络结构有：
●单环带单链
●环带多条链，多条链汇聚于一点
●两环共有一条链
2.4.2保护方式
在环带链网络拓扑中，需要合理选择各自的保护方式。
●单环上的业务可以采用适于环形网的保护方式。
●链到环的业务可以采用适用于链形网的保护形式，也可以采用子网连接保护。
●环到链的业务可以采用复用段保护或者子网连接保护。
推荐采用子网连接保护方式。
单环上业务的保护和链上业务的保护请参看2.2链形和2.3环形的介绍。
本节将重点介绍环上节点与链上节点间的业务保护和环链相交节点的配置。
1.MSP保护环带无保护链
（1）配置方案
图2-17中，网元A、B、C、D构成环形网络，网元D和网元E构成链形网。
环上线路速率STM-16，链上线路速率STM-4。
图2-1典型MSP环带链网络
网络中各节点间的业务分配如表2-6所示。
表2-1各节点间业务需求
节点
A
B
C
D
E
A
32×E1
16×E1
32×E1
B
32×E1
32×E1
C
32×E1
32×E1
D
16×E1
32×E1
3×E3
E
32×E1
3×E3
（2）配置说明
各网元间均有业务，业务分布比较均匀。
因此：
●环上业务选择MSP保护，环链间业务选择SNCP保护
●链上的业务无保护
环上业务采用MSP保护，具体配置和注意事项请参见2.3.2保护方式。
本节介绍环链间业务的流向和保护，NED为SNCP节点。
NEA和NEE有32×E1的业务，主用业务流向如图2-18所示。
图2-1环链间主用业务流向（A←→E）
表2-1NEA和NEE间业务流向和NED相应配置
业务流向
主用路由
NED配置
E→A
NEE（支路）→NEE（链：
西向）→NED（链：
西向）→NED（环：
东向）→NEA（环：
西向）→NEA（支路）
在NED需配置两条双发业务。
NED（链：
西向）→NED（环：
东向）的业务
NED（链：
西向）→NED（环：
西向）的业务
A→E
NEA（支路）→NEA（环：
西向）→NED（环：
东向）→NED（链：
西向）→NEE（链：
西向）→NEE（支路）
在NED需配置主用路由业务。
NED（环：
东向）→NED（链：
西向）的业务
若NEA和NED之间光纤中断，则主用业务进行倒换。
此时NEA到NEE的业务进行MSP保护倒换，在NED进行选收；NEE到NEA的业务通过另一个方向的业务连接进行传送。
如图2-19所示。
图2-2NEA到NEE业务倒换
若D节点未配置SNCP保护属性，则链到环的业务不能实现保护。
（3）典型网元配置
以相交节点NED为例介绍环带链组网的典型配置。
NED线路选择2块CXL16单板和1块SL4，2块CXL16分别对应环上东向线路和西向线路，1块SL4对应链上线路。
支路选择1块PQ1单板，上下32×E1+16×E1业务，支路选择1块PL3单板，上下3×E3。
典型网元配置如图2-20所示。
图2-1NED的单板配置
2.SNCP保护带1+1保护链
（1）配置方案
图2-21中，网元A、B、C、D构成环形网络，网元D和网元E构成链形网。
环上线路速率STM-4，链上线路速率STM-1。
图2-1典型环带链网络
网络中各节点间的业务分配如表2-8所示。
表2-1各节点间业务需求
节点
A
B
C
D
E
A
16×E1
32×E1
16×E1
32×E1
B
16×E1
C
32×E1
D
16×E1
3×E3
E
32×E1
3×E3
（2）配置说明
A网元到其余各个网元均有业务，业务分布比较集中。
因此：
●环上和环链间业务选择SNCP保护
●链上的业务选择1+1线性复用段保护
环上业务采用SNCP保护，业务具有走“分离路由”的特性，所有业务均遍历全环。
对于在本站上/下的业务，需要同时配置主用业务路由和备用业务路由；对于不在本站上/下的业务，需要配置业务的双向穿通。
以下仅介绍环链间业务的流向。
环上NEA和链上的NEE间有32×E1的业务，业务流向如图2-22所示。
主用路由上，A←→E间业务遍历全环。
图2-1环链间主用业务流向（A←→E）
表2-1
NEA和NEE间业务流向和NED相应配置
业务流向
E→A
A→E
主用路由
NEE（支路）→NEE（链：
西向）→NED（链：
西向）→NED（环：
东向）→NEA（环：
西向）→NEA（支路）
NEA（支路）→NEA（环：
东向）→NEB（穿通：
西-东）→NEC（穿通：
西-东）→NED（环：
西向）→NED（链：
西向）→NEE（链：
西向）→NEE（支路）
备用路由
NEE（支路）→NEE（链：
西向）→NED（链：
西向）→NED（环：
西向）→NEC（穿通：
东-西）→NEB（穿通：
东-西）→NEA（环：
东向）→NEA（支路）
NEA（支路）→NEA（环：
西向）→NED（环：
东向）→NED（链：
西向）→NEE（链：
西向）→NEE（支路）
NED配置
在NED需配置两个方向的业务（主用路由和备用路由）。
NED（链：
西向）→NED（环：
东向）的业务；
NED（链：
西向）→NED（环：
西向）的业务。
在NED需配置业务选收（主用路由和备用路由），系统会从环上两个方向选择一个质量好的业务下到链上。
NED（环：
西向）/NED（环：
东向）→NED（链：
西向）的业务。
若NEA和NEB之间光纤段，则E→A业务流向不变，无需倒换；A→E业务走备用路由进行传送，如图2-23所示。
图2-2环链间业务的保护倒换
若NED和NEE之间的主用光纤故障，链上的业务和环链间的业务可以自动倒换到备用光纤路由上。
（3）典型网元配置
本节对网络中比较典型的两个网元：
NEA和NED进行介绍。
NEA线路选择2块CXL4单板，分别对应东向线路和西向线路。
支路选择2块PQ1单板，支持上下96×E1业务。
典型网元配置如图2-24所示。
图2-1NEA的单板配置
NED需要2组STM-4光口组成一个STM-4环，需要1组STM-1光口组成一个STM-1线性链，STM-1线性链需要进行1＋1保护，所以选用2块CXL4板和2块SL1单板。
支路选择1块PD1单板和1块PL3单板，支持上下16×E1和3×E3业务。
典型网元配置如图2-25所示。
图2-2NED的单板配置
2.5其它拓扑结构
OptiXOSN1500还可以组成衍生的各种复杂网络结构。
例如：
两环相切、两环相交、两环带链，链相切、双环互通网、环形网和链形网结合的枢纽形网和网孔形拓扑结构等等。
两环相切、两环相交、两环带链，链相切、双环互通网均是环形拓扑和链形拓扑或多个环形拓扑的组合，其适用的保护方式同2.4环带链中介绍的保护方式。
枢纽形网络中通常有一个中心节点（枢纽节点），除枢纽点外的任意两个节点间的业务连接都通过枢纽点转接和进行路由选择。
此网络拓扑中，枢纽节点具有灵活地综合管理带宽资源的能力，使投资和运营成本得到很大节省。
但枢纽点具有潜在的带宽资源瓶颈和设备失效导致整个网络瘫痪两大问题。
网孔形拓扑结构中大量节点之间有直达路由互连。
因此网孔形网络没有节点瓶颈问题，并具备设备失效时通过路由迂回确保业务畅通的功能。
网孔形网络中两个节点之间有多种路由可选，业务传输的可靠性高，但结构复杂、成本较高、网络管理也比较复杂。
网孔形拓扑适合于那些业务量大的地区。
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