- 鏈形網
- 星形網
- 樹形網
- 環形網
- 網孔形網
1.鏈形拓撲
結構: 節點像鏈條一樣首尾依次串聯連接。信號從一個節點傳到下一個節點,直至終點。
特點:
簡單經濟: 結構最簡單,成本最低,適用于沿線覆蓋(如鐵路、公路、管道沿線)。
擴展方便: 在鏈的兩端增加節點相對容易。
可靠性低: 最大的缺點!任何節點或鏈路(光纖)故障都會導致下游所有節點通信中斷。沒有保護或恢復能力(除非采用額外的保護機制,如1+1線性保護,但這會增加成本和復雜性)。
應用場景: 早期應用、對可靠性要求不高的專線、支線網絡、接入網的末端。
2.星形網
結構: 所有節點都直接連接到一個中心節點(樞紐節點)。
特點:
結構簡單: 布線相對清晰。
管理集中: 中心節點是管理核心。
中心節點瓶頸/單點故障: 所有通信必須經過中心節點,中心節點成為流量瓶頸和單點故障點。如果中心節點故障,全網癱瘓。
擴展性: 增加新節點只需連接到中心,但中心節點的端口容量和處理能力是限制。
應用場景: 在SDH骨干網中較少單獨使用純星形。常見于接入網(多個接入節點匯聚到一個局端設備),或者作為大型環網或網狀網的子結構(例如多個環形網絡通過星形連接到核心路由器/交換機)。
3.樹形拓撲
結構: 是星形拓撲的擴展,形成分層結構。有一個根節點,下面連接次級中心節點,次級中心節點再連接葉節點(終端節點),像一棵倒置的樹。
特點:
層次清晰: 易于擴展和管理,適合分級網絡。
匯聚效率高: 流量從葉節點逐級向上匯聚。
可靠性依賴上級節點: 根節點和各級中心節點是關鍵節點,它們的故障會影響其下所有子樹。鏈路故障會中斷下游分支。
可能存在瓶頸: 越靠近根節點的鏈路和節點負載越大。
應用場景: 非常常見于接入網和城域網的匯聚層/接入層(如FTTx網絡),業務從大量用戶端設備匯聚到少數的局端設備。
4.環形拓撲
結構: 所有節點首尾相連形成一個封閉的環。信號可以在環上順時針和逆時針兩個方向傳輸。
特點:
高可靠性/自愈性: 這是環形拓撲最核心的優勢!SDH定義了強大的自愈環機制(如通道保護環、復用段保護環)。當環上某處發生光纖斷裂或節點故障時,網絡能在極短的時間內(通常<50ms)自動將業務切換到備用路徑(反向環),保證業務不中斷。
生存性強: 能夠抵抗單點故障(單處斷纖或單個節點失效)。
經濟性: 相對于網狀網,需要的鏈路數量較少(N個節點只需N條鏈路)。保護能力內置于標準中,無需額外配置復雜的路由協議。
管理方便: 結構清晰,易于配置和管理。
可擴展性: 增加或刪除節點會中斷環,需要業務中斷時間窗口(但自愈機制會保護其他節點業務)。大型環擴展性有限。
應用場景: 這是SDH網絡中最常用、最經典的拓撲結構。 廣泛應用于城域網的骨干層、匯聚層,以及企業專網的核心層。
SDH自愈環類型:
二纖單向通道保護環: 業務在主環(例如順時針)上傳送,同時在備環(逆時針)上發送相同的保護信號。接收端根據信號質量選擇主用或備用通道。倒換基于單個通道(業務)進行。
二纖雙向復用段保護環: 環上兩根光纖各用一半容量(時隙)傳送工作業務,另一半作為保護容量。工作業務在兩根光纖上雙向傳輸。發生故障時,故障點相鄰的兩個節點執行“環回”操作,利用保護容量在反向環上傳送受影響的業務。倒換基于復用段(整根光纖)進行,影響該段上的所有業務。
5.網狀拓撲
結構: 節點之間具有多個直接連接,形成豐富的互聯,每個節點通常有兩條或更多條路徑到達其他節點。
特點:
極高的可靠性和生存性: 提供多條冗余路徑,能夠抵抗多點故障。業務可以動態路由繞過故障點。
優化的資源利用: 理論上可以提供最短路徑,降低時延。
復雜性和成本高: 需要的物理鏈路數量最多(N個節點最多需要N*(N-1)/2條鏈路),建設和維護成本高昂。
管理復雜: 需要復雜的路由協議和網絡管理系統來配置、監控和恢復業務。SDH本身沒有內置復雜的動態路由機制(像IP網絡那樣),在純SDH中實現全網狀動態恢復比較困難且非標準。
應用場景: 在要求極高可靠性的國家級或國際級骨干網核心層應用。但在SDH時代,由于成本和復雜性,純網狀拓撲并不常見。更常見的是“環網+網狀網”的組合,核心層采用部分網狀連接多個重要的核心環網,提供核心節點間的高可靠性和多路徑。