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  1. 链形网
  2. 星形网
  3. 树形网
  4. 环形网
  5. 网孔形网

1.链形拓扑
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结构: 节点像链条一样首尾依次串联连接。信号从一个节点传到下一个节点,直至终点。
特点:
简单经济: 结构最简单,成本最低,适用于沿线覆盖(如铁路、公路、管道沿线)。
扩展方便: 在链的两端增加节点相对容易。
可靠性低: 最大的缺点!任何节点或链路(光纤)故障都会导致下游所有节点通信中断。没有保护或恢复能力(除非采用额外的保护机制,如1+1线性保护,但这会增加成本和复杂性)。

应用场景: 早期应用、对可靠性要求不高的专线、支线网络、接入网的末端。

2.星形网
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结构: 所有节点都直接连接到一个中心节点(枢纽节点)。
特点:
结构简单: 布线相对清晰。
管理集中: 中心节点是管理核心。
中心节点瓶颈/单点故障: 所有通信必须经过中心节点,中心节点成为流量瓶颈和单点故障点。如果中心节点故障,全网瘫痪。
扩展性: 增加新节点只需连接到中心,但中心节点的端口容量和处理能力是限制。

应用场景: 在SDH骨干网中较少单独使用纯星形。常见于接入网(多个接入节点汇聚到一个局端设备),或者作为大型环网或网状网的子结构(例如多个环形网络通过星形连接到核心路由器/交换机)。

3.树形拓扑
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结构: 是星形拓扑的扩展,形成分层结构。有一个根节点,下面连接次级中心节点,次级中心节点再连接叶节点(终端节点),像一棵倒置的树。
特点:
层次清晰: 易于扩展和管理,适合分级网络。
汇聚效率高: 流量从叶节点逐级向上汇聚。
可靠性依赖上级节点: 根节点和各级中心节点是关键节点,它们的故障会影响其下所有子树。链路故障会中断下游分支。
可能存在瓶颈: 越靠近根节点的链路和节点负载越大。

应用场景: 非常常见于接入网和城域网的汇聚层/接入层(如FTTx网络),业务从大量用户端设备汇聚到少数的局端设备。

4.环形拓扑
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结构: 所有节点首尾相连形成一个封闭的环。信号可以在环上顺时针和逆时针两个方向传输。
特点:
高可靠性/自愈性: 这是环形拓扑最核心的优势!SDH定义了强大的自愈环机制(如通道保护环、复用段保护环)。当环上某处发生光纤断裂或节点故障时,网络能在极短的时间内(通常<50ms)自动将业务切换到备用路径(反向环),保证业务不中断。
生存性强: 能够抵抗单点故障(单处断纤或单个节点失效)。
经济性: 相对于网状网,需要的链路数量较少(N个节点只需N条链路)。保护能力内置于标准中,无需额外配置复杂的路由协议。
管理方便: 结构清晰,易于配置和管理。
可扩展性: 增加或删除节点会中断环,需要业务中断时间窗口(但自愈机制会保护其他节点业务)。大型环扩展性有限。
应用场景: 这是SDH网络中最常用、最经典的拓扑结构。 广泛应用于城域网的骨干层、汇聚层,以及企业专网的核心层。

SDH自愈环类型:
二纤单向通道保护环: 业务在主环(例如顺时针)上传送,同时在备环(逆时针)上发送相同的保护信号。接收端根据信号质量选择主用或备用通道。倒换基于单个通道(业务)进行。

二纤双向复用段保护环: 环上两根光纤各用一半容量(时隙)传送工作业务,另一半作为保护容量。工作业务在两根光纤上双向传输。发生故障时,故障点相邻的两个节点执行“环回”操作,利用保护容量在反向环上传送受影响的业务。倒换基于复用段(整根光纤)进行,影响该段上的所有业务。

5.网状拓扑
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结构: 节点之间具有多个直接连接,形成丰富的互联,每个节点通常有两条或更多条路径到达其他节点。
特点:
极高的可靠性和生存性: 提供多条冗余路径,能够抵抗多点故障。业务可以动态路由绕过故障点。
优化的资源利用: 理论上可以提供最短路径,降低时延。
复杂性和成本高: 需要的物理链路数量最多(N个节点最多需要N*(N-1)/2条链路),建设和维护成本高昂。
管理复杂: 需要复杂的路由协议和网络管理系统来配置、监控和恢复业务。SDH本身没有内置复杂的动态路由机制(像IP网络那样),在纯SDH中实现全网状动态恢复比较困难且非标准。

应用场景: 在要求极高可靠性的国家级或国际级骨干网核心层应用。但在SDH时代,由于成本和复杂性,纯网状拓扑并不常见。更常见的是“环网+网状网”的组合,核心层采用部分网状连接多个重要的核心环网,提供核心节点间的高可靠性和多路径。

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