ITMI20010900A1 - Rete per telecomunicazioni con rilevazione automatica della topologiae metodo per tale rilevazione - Google Patents

Description

"Rete per telecomunicazioni con rilevazione automatica della topologia e metodo per tale rilevazione."

La presente invenzione si riferisce ad una rete per telecomunicazioni con rilevazione automatica della topologia di una rete. In particolare, la rete può ad esempio essere di tipo SDH o DWDM. L’invenzione si riferisce anche ad un metodo per effettuare tale rilevazione.

Genericamente, una rete per telecomunicazioni può essere modellata come un grafo composto da nodi e da archi. Un nodo è un elemento ottico della rete, il quale contiene interfacce fisiche, nel seguito chiamate “porte”. Un arco fra due porte compatibili appartenenti a due nodi è implementato usando una connessione fisica passiva (fibra) ed è detto “cammino fisico”.

Un grafo di questo tipo esiste in tutti i “layers” supportati dagli elementi di rete che lo compongono. La forma del grafo può variare in layer differenti perché in ciascun layer gli archi (le connessioni o percorsi di comunicazione) hanno differenti significati. Così per esempio nei layer fisici il grafo mostra la topologia fisica della rete, mentre in altri layers del sistema SDH gli archi hanno il significato dell’adiacenza logica fra i nodi, dove due nodi sono adiacenti se e solo se un “server trail” li connette.

In un modo più generale, e in linea con la vista presentata dagli standards, gli elementi di rete contengono punti di terminazione di percorsi (Trail Termination Points = TTP) e due TTP sono connessi da un percorso (trail).

Nella tecnica nota, qualche informazione sulla topologia della rete e che è scambiata dai TTP, viene impostata manualmente dopo la creazione fisica della rete stessa, memorizzando all’interno dei nodi delle stringhe “memoniche”, ciascuna associata ad un particolare collegamento. Tali stringhe, detti “identificatori di traccia”, sono ad esempio formate da un nome convenzionale che viene dato dall’operatore che esegue l’impostazione dell’apparecchiatura, così che egli possa riconoscere la porta quando imposterà l’altro capo della connessione. In altre parole, questi identificatori di traccia sono solitamente usati per trasportare qualche identificatore unico di percorso ed essi sono usati allo scopo di rilevare errori di connessione nella rete. Gli errori di connessione sono rilevati sia inizialmente in modo manuale (quando l’operatore imposta l’altro capo della connessione) sia poi automaticamente. In pratica, se l’apparecchiatura ricevente non riceve su un TTP la stringa specificata per quella connessione dall’operatore, viene attivato un allarme.

Per esempio, per entrambe le tecnologie SDH e DWDM sono definiti un certo numero di identificatori di traccia. Essi sono scambiati fra TTP e sono composti da un numero fisso di byte. Nell’ambito del trattamento di questi identificatori di traccia, sono implementati negli elementi di rete un certo numero di comportamenti standard.

Fino ad ora questi identificatori di traccia sono stati trattati dai sistemi TMN e per questa ragione solo due possibili comportamenti sono identificati negli standard. Il primo non prevede il trattamento di essi, questo significa che un byte fisso con un valore fisso è inviato fra i punti terminali. Il comportamento associato non è importante, semplicemente inviando e ricevendo il byte.

Nel secondo caso, ciascun punto terminale invia una specifica stringa di byte, principalmente 16 byte, il sistema TMN impone questa stringa (stabilita inizialmente dall’operatore), TMN può anche imporre una stringa di byte da usare come identificatore di traccia aspettato. Il sistema TMN può leggere l’identificatore di traccia ricevuto. Un allarme è sollevato nel caso che il TNM imponga un identificatore di traccia aspettato e l’elemento di rete comprenda che l’identificatore di traccia ricevuto è differente da quello aspettato.

Si vede come un tale modo di procedere permetta di ottenere informazioni sul percorso ma non sugli effettivi punti di terminazione agli estremi di tale percorso, che non sono identificati in modo assoluto.

Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo un metodo e una rete per telecomunicazioni con rilevazione automatica della topologia.

In vista di tale scopo si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, una rete per telecomunicazione con sistema per la rilevazione automatica della topologia della rete o di una sottorete di essa, la quale comprende una pluralità di elementi di rete o nodi fra loro intercollegati per stabilire percorsi di comunicazione con punti di terminazione in porte di elementi della pluralità di elementi di rete, ad ogni punto di terminazione essendo assegnato un indirizzo univoco nella rete o nella sottorete e il corrispondente elemento di rete emettendo sul percorso in uscita dal punto di terminazione un messaggio rappresentativo dell’indirizzo univoco assegnato e che è diretto al punto di terminazione all’altro estremo del percorso, ciascun elemento di rete ad uno dei due estremi di un percorso di comunicazione ricevendo così il messaggio rappresentativo deH’indirizzo del punto di terminazione dell’elemento all’altro estremo, così che ciascun punto terminale di un collegamento avrà nel messaggio ricevuto l’informazione che identifica l’altro punto terminale al quale è collegato.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi.

Per fare ciò si ricorrerà anche all’aiuto dei disegni allegati, nei quali:

-figura 1 rappresenta un grafo di definizione di una rete;

-figura 2 rappresenta due elementi di rete, ciascuno con un punto terminale per un percorso di comunicazione, e il possibile scambio di messaggi di indirizzo fra di essi; -figura 3 rappresenta un diagramma che mostra una preferita sequenza di eventi quando viene deciso di passare alla rilevazione automatica della topologia.

Nel seguito ci si riferirà indifferentemente ai nodi o agli elementi di rete che realizzano tali nodi. All’interno degli elementi o nodi vi sono poi porte che realizzano punti di terminazione agli estremi di percorsi di comunicazione. Tutto ciò è ben noto al tecnico esperto nel campo e non verrà qui ulteriormente descritto o mostrato.

In figura 1 è mostrata un grafo di una possibile topologia di rete, dove sono mostrati elementi di rete DWDM, elementi di rete SDH che realizzano sistemi di linea, elementi di rete SDH, tutti con i rispettivi collegamenti.

Allo scopo di fornire la scoperta automatica della topologia della rete ciascun TTP necessita di avere l’informazione circa la sua controparte sull’altro lato del percorso. Per avere questa informazione è necessario un canale di comunicazione che metta esso in grado di identificare il suo corrispondente sull’altro nodo.

La rete per telecomunicazione con il sistema per la rilevazione automatica della topologia della rete stessa (o anche di una sottorete di essa) comprende come detto una pluralità di elementi di rete o nodi fra loro intercollegati per stabilire percorsi di comunicazione con punti di terminazione in porte di elementi della pluralità di elementi di rete.

Ad ogni punto di terminazione è assegnato un indirizzo univoco nella rete o nella sottorete e il corrispondente elemento di rete emette sul percorso in uscita dal punto di terminazione un messaggio rappresentativo delFindirizzo univoco assegnato e che è diretto al punto di terminazione all’altro estremo del percorso.

Ciascun elemento di rete ad uno dei due estremi di un percorso di comunicazione riceve così il messaggio rappresentativo dell’ indirizzo del punto di terminazione dell’elemento all’altro estremo. In tale modo, ciascun punto terminale di un collegamento avrà nel messaggio ricevuto l’informazione che identifica l’altro punto terminale al quale è collegato.

Ciò è schematicamente mostrato in figura 1, dove nella parte bassa sono mostrati i messaggi scambiati. Nell’esempio mostrato, come sarà chiarito nel seguito, i messaggi scambiati comprendono un identificatore dell’elemento di rete (NEI o NE2) ed un identificatore del punto di terminazione all’intemo dell’elemento (TTP1 o TTP2)

Bisogna naturalmente individuare un canale di comunicazione sul quale avviene lo scambio dei messaggi di indirizzo.

Impiegando reti di tipo SDH e DWDM possono essere impiegati gli stessi identificatori di traccia già più sopra menzionati al riguardo della tecnica nota, aggiungendo o sostituendo nuovi comportamenti a quelli standard.

Il canale di segnalazione, come detto sopra, può perciò essere creato usando questi identificatori di traccia.

In maggiore dettaglio, un nuovo comportamento ha da essere implementato dagli elementi di rete. Questo nuovo comportamento richiede l’invio nei byte degli identificatori di traccia di una stringa codificata contenente l’informazione necessaria per identificare univocamente il TTP sorgente del percorso. Se questo è implementato in entrambi i punti di estremità del percorso il risultato sarà che ciascun punto terminale avrà nell 'identificatore di traccia ricevuto l’informazione dell’altro punto estremo. Come risultato di ciò, ciascun nodo è consapevole di quale altro nodo è connesso a ciascuna delle sue porte.

A livello della rete (o di una sottorete), tutti gli elementi di rete sono in grado di conoscere la controparte connessa a ciascuna delle proprie porte.

Le informazioni che dovrebbero essere inviate da ciascuno dei punti di estremità sono:

- l’identificatore di nodo, imposto al nodo al tempo della costruzione o dell’installazione. Questo può anche essere per esempio l’indirizzo di IP del nodo; - l’identificatore del TTP, questo può essere creato automaticamente dal nodo il quale conosce dove è il TTP. Un possibile vantaggioso schema di localizzazione per un TTP fisico può essere “shelf, slot e pori” che supportano il TTP. Per altri tipi di TTP altre informazioni possono essere aggiunte, per esempio in caso di un TTP nel layer del percorso AU4VC4 le informazioni da aggiungere possono essere l’identificatore AU4.

Così, in una forma generale, ciascun TTP invierà la coppia “node id” - “TTP id” e riceverà la stessa coppia dal TTP remoto, come è mostrato nella già menzionata figura 2. In altre parole, allo scopo di identificare le risorse coinvolte nella topologia della rete ciascun nodo della rete è identificato usando un unico nome e ciascun punto di terminazione di un percorso è chiamato usando un unico identificatore entro l’ambito del nodo.

La tecnica qui descritta non richiede modifiche all’hardware degli elementi di rete o al firmware presente sulle schede che supportano i TTP. Tutto il lavoro per codificare e decodificare l’identificatore di tracciamento può essere fatto sul “mux controller” senza aggiungere un significativo carico di elaborazione, come facilmente immaginabile dal tecnico esperto.

Allo scopo di ottenere ciò, il mux controller deve inviare sulla scheda di linea Γ identificatore di tracciamento già codificato (sia per quello “inviato” che, se richiesto, per quello “atteso”) che sarà trattato dalla scheda di linea come una normale stringa, salvando in questo modo il comportamento delle schede di linea. In figura 3 è mostrato un diagramma che illustra le sequenze di eventi quando un utilizzatore decide di commutare sulla scoperta automatica della topologia.

Con l’algoritmo descritto entrambi i punti di estremità della tratta sono consapevoli della loro controparte.

E’ facilmente immaginabile dal tecnico esperto come la stessa tecnica possa essere estesa allo scopo di rilevare cattive connessioni nella rete. Per fare ciò, dopo la scoperta automatica l’utente può richiedere che l’identificatore di tracciato ricevuto sia copiato in quello aspettato. Dopo questa operazione la topologia della rete è congelata e un qualsiasi successivo errore nella connessione sarà rilevato.

Quanto descritto può essere applicato in un grande numero di casi e a vari livelli delle reti formate da un insieme di Layer, come è il caso delle reti SDH e DWDM. In maggiore dettaglio, a seconda del layer si avrà:

- Layer SR : si usano i bytes JO, allo scopo di scoprire la topologia fisica della rete di reti SDH.

- Layers AU4VC4 : si usano i byte Jl, allo scopo di scoprire la adiacenze della rete create dai percorsi VC4.

- Layer circuitali TU3VC3, TU2VC2, TU12VC12 : si usano i bytes J2, allo scopo di scoprire i percorsi implementati nella rete e che sono la topologia per la “PDH client network”.

- Layer OTS : si usano i bytes di tracciamento della sezione, allo scopo di scoprire la topologia della rete DWDM.

- Layer OCH : si usano i bytes di tracciamento presenti nel “digitai wrapper”, allo scopo di scoprire le tratte configurate in questo layer e che sono la topologia per la “SDH client network”.

Per ciascuna di queste applicazioni un identificatore TTP può essere creato usando le informazioni che sono significative per il particolare caso.

Così per l’applicazione nei layers fisici di trasmissione (RS, OTS) l’identificatore TTP può essere basato sulle coordinate fisiche della porta. Queste possono essere gli identificatori di “shelf, slot e port”.

Per le applicazioni in layer di percorso (AU4VC4) l’identificatore TTP può essere una concatenazione del precedente insieme e dell’identificatore di canale (AU4Id o, meglio, AUGId).

Per applicazioni nel layer OCH, l’identificatore TTP. può essere creato sempre partendo dalle coordinate fisiche e aggiungendo informazioni circa le due frequenze del canale di origine Lsource e Lsink prese come indice in una tabella fissa di frequenze.

Possibili e preferite descrizioni dei formati da usare nel protocollo per la automatica scoperta della topologia secondo l’invenzione per le applicazioni sopra descritte sono mostrate nelle seguenti tabelle.

Per protocolli SDH RS, TU3VC3, TU2VC2, TU12VC12 e DWDM OTS, basandosi sul fatto che i bytes scambiati con l’identificatore di traccia sono sedici un possibile schema di codifica può essere:

Nel caso di protocolli SDH AU4VC4 (sempre con 16 byte per identificatore di traccia) lo schema di codifica può vantaggiosamente essere:

Nel caso di protocolli DWDM OCH (sempre a 16 byte per identificatore di traccia) si può avere vantaggiosamente:

Allo scopo di trattare il nuovo comportamento secondo l’invenzione dei vari identificatori di traccia sono necessarie alcune modifiche al cosiddetto modello delle informazioni come definito negli standard. Con quanto sopra detto, le modifiche sono facilmente immaginabili dal tecnico esperto. Ad esempio nel caso di rete SDH la sintassi del PathTrace dal G774 deve essere modificato come segue:

A questo punto è chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati.

Deve essere notato che la tecnica sopra descritta ottiene gli scopi dell’invenzione senza introdurre modifiche nell’hardware dell’apparecchiatura o modifiche nel software delle schede di linea impiegate nella rete, se già esistente. Solo piccole e ben localizzate modifiche sono richieste sulla scheda del controller. In altre parole una rete preesistente può essere facilmente trasformata nella rete secondo l’invenzione, o in una rete applicante il metodo secondo l’invenzione, con modifiche limitate e che comportano tempi e costi relativamente ridotti.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato.

Ad esempio, si suggerisce di fare le modifiche nell’elemento di rete perché in questo modo sia il controller locale sia il TNM possono usare i suoi vantaggi. Altre soluzioni possono però essere impiegate. Allo scopo di ridurre lo sforzo che si deve fare sul software dell’elemento di rete la stessa tecnica può essere implementata nel sistema TNM. In questo caso il TNM calcolerà le stringhe codificate per gli identificatori di tracciamento e le imporrà all’elemento di rete.

Usando questi algoritmi in coordinazione con il TNM tutta la topologia della rete potrà essere caricata in modo automatico dalla rete. Questo libererà l’operatore TNM dal perdere tempo nella creazione delle sezioni.

Quanto sopra descritto può essere usato senza modifiche negli elementi di rete SDH e DWDM e può essere applicato a tutti i layer nei quali questi elementi di rete operano (“transmission media layers”, “path layers”, “circuit layers”).

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Rete per telecomunicazione con sistema per la rilevazione automatica della topologia della rete o di una sottorete di essa, la quale comprende una pluralità di elementi di rete o nodi fra loro intercollegati per stabilire percorsi di comunicazione con punti di terminazione in porte di elementi della pluralità di elementi di rete, ad ogni punto di terminazione essendo assegnato un indirizzo univoco nella rete o nella sottorete e il corrispondente elemento di rete emettendo sul percorso in uscita dal punto di terminazione un messaggio rappresentativo dell’ indirizzo univoco assegnato e che è diretto al punto di terminazione all’altro estremo del percorso, ciascun elemento di rete ad uno dei due estremi di un percorso di comunicazione ricevendo così il messaggio rappresentativo dell’indirizzo del punto di terminazione dell’elemento all’altro estremo, così che ciascun punto terminale di un collegamento avrà nel messaggio ricevuto l’informazione che identifica l’altro punto terminale al quale è collegato.
2. 2. Rete secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il detto messaggio è contenuto nell’identificatore di traccia dello standard di comunicazione della rete.
3. 3. Rete secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che l’indirizzo è formato da un identificatore univoco (node_id) del nodo o elemento di rete nella rete o sottorete e da un identificatore relativo (TTP_id) del punto terminale nel nodo o elemento di rete.
4. 4. Rete secondo rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che l’identificatore relativo del punto terminale comprende una tema di informazioni che identificano ““shelf” “slot” e “port” dell’elemento di rete.
5. 5. Rete secondo rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che l’identificatore univoco del nodo o elemento di rete è un indirizzo IP del nodo.
6. 6. Rete secondo rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la rete è di tipo SDH e DWDM.
7. 7. Rete secondo rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che per la rilevazione automatica della topologia fisica della rete il messaggio è contenuto nei bytes JO del layer RS.
8. 8. Rete secondo rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che per la rilevazione automatica della topologia delle adiacenze logiche della rete il messaggio è contenuto nei bytes J1 dei layers AU4VC4.
9. 9. Rete secondo rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che per la rilevazione automatica della topologia dei percorsi implementati nella rete PDH il messaggio è contenuto nei bytes J2 del layer TU3VC3, TU2VC2, TU12VC12.
10. 10. Rete secondo rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che per la rilevazione automatica della topologia della rete DWDM il messaggio è contenuto nei bytes di traccia di sezione del layer OTS.
11. 11. Rete secondo rivendicazione 6, caratterizzata dal fatto che per la rilevazione automatica della topologia della rete client SDH il messaggio è contenuto nei bytes di traccia del layer OCH.
12. 12. Rete secondo rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto che nel layer OCH l’identificatore TTP è creato aggiungendo a coordinate fisiche del TTP informazioni circa le due frequenze del canale di origine Àsource e Xsink, prese come indice in una tabella fissa di frequenze.
13. 13. Metodo per la rilevazione automatica della topologia di una rete o di una sottorete, che comprende una pluralità di elementi di rete o nodi fra loro intercollegati per stabilire percorsi di comunicazione con punti di terminazione in porte di elementi della pluralità di elementi di rete, comprendente le fasi di assegnare ad ogni punto di terminazione un indirizzo univoco nella rete o nella sottorete e comandare il corrispondente elemento di rete ad emettere sul percorso in uscita dal punto di terminazione un messaggio rappresentativo dell’ indirizzo univoco assegnato e che è diretto al punto di terminazione all’altro estremo del percorso, così che ciascun elemento di rete ad uno dei due estremi di un percorso di comunicazione riceve il messaggio rappresentativo dell’ indirizzo del punto di terminazione dell’elemento all’altro estremo, estrarre dal messaggio ricevuto in un punto terminale l’informazione che identifica l’altro punto terminale al quale esso è collegato.