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ⓘ Protezione di rete. In telecomunicazioni la protezione di rete o più semplicemente protezione indica i meccanismi automatici o semi-automatici che garantiscono ..




Protezione di rete
                                     

ⓘ Protezione di rete

In telecomunicazioni la protezione di rete o più semplicemente protezione indica i meccanismi automatici o semi-automatici che garantiscono la continuità della trasmissione a fronte di situazioni di guasto, malfunzionamento o degrado dei nodi di una rete, del mezzo trasmissivo e del segnale stesso aumentando così il più possibile la disponibilità del servizio allutente. Essi rientrano dunque nelle funzionalità di gestione della rete stessa.

                                     

1. Descrizione

Il principio di funzionamento è il seguente: dato un circuito che trasporta un segnale circuito principale, detto anche main oppure working oppure protected, nel caso si verifichino nella rete condizioni che causano linterruzione o il malfunzionamento di tale circuito o il degrado eccessivo del segnale stesso, viene utilizzato in modo automatico un circuito alternativo circuito di riserva, detto anche spare oppure stand-by oppure protecting che consente di continuare a trasmettere il segnale nella sua integrità, aggirando la fonte del guasto o del malfunzionamento garantendo così la continuità del servizio.

Le condizioni specifiche che innescano una protezione di rete, dette criteri di protezione, sono legate essenzialmente alla tecnologia di trasmissione utilizzata e al tipo di informazioni di servizio, di allarme e di degrado disponibili o rilevabili.

La protezione di rete, oltre a intervenire in modo autonomo, può essere inoltre controllata su comando delloperatore di rete per finalità di test o di manutenzione, per esempio forzando il segnale a usare il circuito principale o quello di riserva o inibendo temporaneamente la commutazione automatica.

                                     

1.1. Descrizione Meccanismi generali di protezione

Esistono due meccanismi fondamentali di protezione, applicabili a situazioni e contesti di rete differenti:

  • la protezione basata sulla restoration, nella quale in caso di guasti o problemi il circuito che collega la sorgente trasmettitore con il destinatario ricevitore viene completamente ricalcolato e sostituito da un circuito differente in modo da evitare la parte di rete problematica.
  • la protezione basata sullo scambio, nella quale il ricevitore è connesso a più circuiti alternativi e seleziona tramite un selettore scambio o switch il circuito che presenta il segnale migliore, scelto in base allo stato della rete valutato in tempo reale.

I due meccanismi fondamentali non sono mutuamente esclusivi e possono essere combinati insieme nellambito di una stessa rete di telecomunicazioni, per esempio per far fronte a situazioni di guasti multipli.

Per entrambi i meccanismi è possibile definire il comportamento da seguire al ripristino del corretto funzionamento della rete. Nel caso in cui al termine della condizione di malfunzionamento si ritorna a utilizzare il circuito originale la protezione si definisce di tipo revertive. Nel caso in cui al termine della condizione di malfunzionamento il segnale continua a essere trasmesso sul circuito in cui si trova in quel momento, la protezione si definisce di tipo non revertive.

                                     

2. Protezione basata sullo scambio

La protezione basata sullo scambio si caratterizza per il fatto che il circuito alternativo usato in caso di guasti di rete deve essere già definito e presente in rete insieme al circuito principale. Questo tipo di protezione quindi si basa sullimpiego di risorse di rete preassegnate e dedicate a questo scopo.

                                     

2.1. Protezione basata sullo scambio Modi di funzionamento

Il modo di funzionamento della protezione può essere di tipo unidirezionale o bidirezionale, a seconda se lo scambio viene effettuato solo sul ricevitore o sul trasmettitore e sul ricevitore insieme.

Nel caso della protezione unidirezionale, lo scambio è presente solo sul ricevitore e la selezione della linea attiva avviene indipendentemente dallo stato del trasmettitore e sulla base del puro stato rilevato dal ricevitore.

Nel caso della protezione bidirezionale, lo scambio è presente sia sul trasmettitore che sul ricevitore e in caso di intervento della protezione i due selettori agiscono in sincrono, coordinandosi tramite un protocollo dedicato protocollo di scambio di protezione automatica o Automatic Protection Switch, APS, di modo che la commutazione viene effettuata su entrambi i capi della linea contemporaneamente.

                                     

2.2. Protezione basata sullo scambio Architetture di protezione

Esistono due architetture fondamentali:

  • la protezione di tipo lineare, che si può applicare a qualsiasi topologia di rete
  • la protezione ad anello, che si applica esclusivamente a reti ad anello e che sfrutta le peculiarità di questa topologia.
                                     

2.3. Protezione basata sullo scambio Protezione lineare

La protezione di tipo lineare prevede vari tipi di schema diversi:

  • m:n
  • 1:1 n {\displaystyle ^{n}}
  • 1+1
  • 1:n, compreso il caso 1:1

Tutti gli schemi possono operare sia in modalità revertive che non revertive.

Lo schema di tipo 1+1 prevede solo il modo di funzionamento unidirezionale, mentre tutti gli altri schemi prevedono solo il modo di funzionamento bidirezionale con protocolli di scambio di tipo APS.

Nello schema di tipo 1+1 il trasmettitore invia lo stesso segnale contemporaneamente sulla linea principale detta anche main o protected e sulla linea di riserva detta anche spare o protecting. Lo scambio è posizionato solo sul ricevitore, che seleziona da quale linea prelevare il segnale sulla base di alcune informazioni di stato locali per esempio, la rilevazione della presenza o assenza del segnale.

Lo schema di tipo 1:n prevede n {\displaystyle n} linee principali e una sola linea di riserva condivisa. Questo implica che nel caso sia presente un guasto su più linee principali contemporaneamente si verifica un conflitto nellassegnazione delle risorse disponibili cioè nella richiesta multipla dellunico circuito di riserva disponibile. Per risolvere questa situazione si ricorre quindi a un meccanismo di assegnamento di priorità alle linee principali: nel caso più linee principali siano guaste contemporaneamente, la linea di riserva viene assegnata alla linea principale guasta a priorità più alta. In questo schema, il protocollo di scambio APS tiene conto anche della gestione delle priorità.

Unaltra importante differenza rispetto allo schema di tipo 1+1 risiede nel fatto che gli n {\displaystyle n} trasmettitori inviano il segnale su una sola linea e pertanto in assenza di guasti in rete la linea di riserva è completamente scarica. In tali condizioni diventa possibile usare la linea di riserva per trasportare traffico non protetto a bassa priorità detto anche extra-traffico che si accetta poi di perdere nel caso sopraggiunga necessità di protezione. Questa possibilità consente di ottimizzare limpiego di tutte le risorse di rete.

Lo schema di protezione 1:1 è un caso particolare dello schema 1:in cui cè una sola linea principale e una sola linea di riserva e non è quindi necessario gestire le priorità. Anche in questo schema la linea di riserva è utilizzabile per trasportare dellextra-traffico di bassa priorità in condizione di assenza di guasti sulla linea principale.

Lo schema di protezione m:n è una generalizzazione del caso 1:in cui vi sono n {\displaystyle n} linee principali ed m {\displaystyle m} linee di riserva condivise. Anche in questo caso, se m < n {\displaystyle m