CN100377506C - 防错连的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及OTN系统网络保护技术，公开了一种防错连的方法，使得可以在OTN环形网络共享保护的环倒换中更加有效地防止错连，保证自动保护倒换机制的顺利运行，提高光网络的生存性。这种防错连的方法针对需要传输的业务信号流，在业务源端设置该业务信号流的唯一标识，并在业务宿端对应于该业务信号流设置应收唯一标识，所述应收唯一标识与业务源端的唯一标识相同，该业务信号流的光通道数据单元k开销中的串接监视开销含有唯一标识，然后在业务宿端比较实际收到的唯一标识与所述应收唯一标识是否一致，如果不一致，则判定业务信号流发生错连，并且业务宿端在该业务信号流中插入光通道数据单元k-告警指示信号，通知其下游节点发生错连。

Description

防错连的方法

技术领域

本发明涉及光传送网(Optical Transport Network，简称“OTN”)系统网络保护技术，特别涉及OTN系统环型网络共享保护中防止环倒换产生错连的技术。

背景技术

由于通信技术的不断发展，运用领域越来越广泛，同时，传统通信网络发生深刻的演变，对网络带宽的巨大需求使通信系统的容量越来越大，并要求始终提供无间断服务。而目前传送的巨大信息容量都基于光通信系统，一旦光通道或者光系统失效，其影响面之广，经济损失之惨重，难以想象。如何保证光通信设备的可靠性，保证光网络的生存性已经成为各个网络设备制造商必需要面对的问题。

环形网络是光通信系统中一种最常见的网络拓扑结构，各种光网络系统都具有针对环形网络的自动保护倒换技术，以保证光网络的生存性。但是，在进行自动保护倒换时候，有可能出现错连(misconnection)。为了执行环倒换，保护通路是为环中每个段所分享。在没有额外业务的情况下，当发生节点被孤立(isolate)的时候，如节点失效，或多点失效时，多个业务可能会争用保护通路，有可能会发生错连。熟悉本领域的技术人员知道，以普通的同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy，简称“SDH”)二纤双向复用段共享保护环为例，可以说明这种情况。图1为一个2.5Gbit/s的二纤双向共享复用段保护环，由节点10、节点11、节点12、节点13、节点14和节点15构成环状拓扑。业务101占用节点10和节点12区段的1#工作时隙，业务102占用节点10和节点13区段1#工作时隙。整个复用段环采用9#时隙保护1#时隙。图中节点间实线部分表示工作时隙，虚线部分表示保护时隙。特别指出的是，工作时隙和保护时隙实际都在同一根光纤上，逻辑上二者独立。对于二纤复用段共享保护环，是通过一根光纤中的保护时隙保护另外一根光纤中的工作时隙。一般情况下，无论环上任何两点之间断纤，业务总是受到保护。但是当节点10掉电或者是节点10、节点11和节点10、节点13之间同时断纤时，节点10成为孤岛，如图2所示。此时业务201和业务202必然中断，这是正常的。由于节点20、节点21之间断纤，断纤处的节点21发生桥接倒换；节点20、节点23之间断纤，断纤处的节点23发生桥接倒换。需要说明的是，发生桥接倒换的节点可以是断纤处的节点，也可以是业务的源宿节点，这里节点21就是位于断纤处，而不是业务201的源宿节点22发生桥接倒换，当然断纤处的节点23发生桥接倒换也就是业务202的源宿节点23发生桥接倒换。业务201和业务202都企图使用9#时隙使各自业务得到保护。由于业务在节点21、节点23处于直通，这样就在节点23和节点22之间产生非预期的连接，这就是错连。特别指出这种错连是节点严格按照保护倒换算法执行动作而产生的，因此控制系统不能自行纠正。

当有额外业务的情况下，即使是单点失效，保护通路也可能被中断的业务和额外业务争用，也有可能会发生错连。熟悉本领域的技术人员知道，仍以图1所示，如果节点14和节点15之间在9#时隙，即保护时隙，存在额外业务，即业务103，当节点10没有被孤立时，业务101、业务102和业务103不会互相影响，当节点10被孤立时，根据复用段共享保护机制，仍然会出现图2的情况，工作通路也可能会抢占载有额外业务量的保护时隙，发生错连。即节点23和节点21之间仍然会占用9#时隙发生错连，而不去理会节点24和节点25之间9#时隙上承载的额外业务，造成额外业务中断。

国际电信联盟-电信标准部(International Telecommunication UnionTelecommunication Standardization Sector，简称“ITU-T”)的G.841标准--同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy，简称“SDH”)网络保护体系结构的类型和特性，对SDH的错连进行了描述。并提出了环上每个节点保存环的拓扑信息和环上业务的配置信息，结合环上实际业务的信号质量情况进行压制的处理方法。但是处理较为复杂。

光网络的下一个发展方向就是网络化，形成波分复用光网络，也就是光传送网(Optical Transporr Network，简称“OTN”)，在OTN的通道保护环，也同样可能出现错连的问题。

如图3所示，图中分别有两个业务方向相反的光纤，即由两根细箭头表示的光纤X和由两根粗箭头表示的光纤Y。每一根光纤都由一根实线和一根虚线组成。以光纤X为例，实线表示N/2个ODU，作为工作ODU，命名为XW；虚线表示另外N/2个ODU，作为保护ODU，命名为XP。同样的，对于光纤Y，实线表示N/2个ODU，作为工作ODU，命名为YW；虚线表示另外N/2个ODU，作为保护ODU，命名为YP。

熟悉本领域的技术人员可以理解，两根光纤的工作通道，即XW和YW用于在正常情况下传送双向的业务，保护通道，即XP和YP则用于传送额外业务。

图3表示正常情况，节点A和节点C之间有业务301的传送情况，以及节点A和节点F之间有业务302的传送情况。对于业务301，在节点A上(add)，通过通道XW传送，传送路径为节点B、节点C；反向传送时，则在节点C上，通过通道YW传送，传送路径为节点B、节点A。对于业务302，在节点A上，通过通道YW传送到节点F；反向传送时，则在节点F上，通过通道XW传送到节点A。

图4描述了当节点A被孤立，即节点A与节点F之间光纤断裂并且节点A与节点B之间光纤断裂后，当没有防错连机制时候，节点B和节点F都会试图桥接(bridge)，从而发生错连的情况。这是因为保护通道无法同时保护这两个业务，在桥接点，两个业务都会试图进行桥接，争用保护通道。

下面结合图5和图6具体说明。

如图5所示，当仅仅节点A与节点B之间光纤断裂，启动了保护通道，节点A与节点C之间的业务501的业务路径如下：在节点A上，由通道XW桥接到通道YP，通过通道YP依次为节点A、节点F、节点E、节点D、节点C、节点B、节点C，反向路径依次为：节点C、节点B、节点C、节点D、节点E、节点F、节点A。节点A与节点F之间的业务路径依然不变，在节点A上，通过通道YW传送到节点F；反向传送时，则在节点F上，通过通道XW传送到节点A。

当仅仅节点A与节点F之间光纤断裂，即如图6的情况，节点A与节点C之间的业务601使用业务路径如下：在节点A上，通过通道XW传送，传送路径为节点B、节点C；反向传送时，则在节点C上，通过通道YW传送，传送路径为节点B、节点A。

而节点A与节点F之间的业务602启动了保护通道，使用的业务路径如下：在节点A上，由通道YW桥接到通道XP，然后通过通道XP传送，传送路径为节点B、节点C、节点D、节点E、节点F；反向路径为：在节点F上，由通道XW桥接到通道Y，然后通过通道YP传送，传送路径为节点E、节点D、节点C、节点B、节点A。

由此可见，如果出现节点A与节点F之间光纤断裂，同时节点A与节点B之间光纤断裂的情况。因为都要试图使用相同的保护ODU，就无法同时保护图4中的业务401和业务402这两个业务。在桥接点节点B和节点F，两个业务都会试图进行桥接，业务401和业务402会争用保护通道，会发生错连。有可能使业务宿端收到的不是想要收到的信号。

下面描述现有技术中，防止错连的解决方案：

ITU-T的G.841标准，这个建议总体上提供了SDH网络上为实现选用各种保护体系结构所必需的设备级规范，具体针对解决错连的方案为通过识别倒换节点和倒换将要影响的业务，来发现潜在的错连，在可能发生错连之前，即错连建立之前，网管进行压制动作，即在产生错误的保护通道强行插入告警指示信号(AU_AIS Alarm Indication Signal，简称“AU_AIS”)来阻断通道，插入点通常选择倒换节点，就防止了错连。为了能够在需要的时候插入AU_AIS，具体作法就要根据环上节点情况和业务连接情况，维护节点ID表(ring map)和压制信息表(squelch table)。通过节点间传递的业务的质量情况及几张表的辅助，判断出可能发生错连的位置，在可能发生错连之前，插入AU_AIS进行压制动作。

在实际应用中，上述方案存在以下问题：首先，ITU-T的G.841标准是适用于SDH网络的标准，指定的时候没有考虑到OTN的情况，所以现有技术方案应用领域仅仅限于SDH。

其次，现有技术方案要根据环上节点情况和业务连接情况，维护节点ID表和压制信息表。通过节点间传递的业务的质量情况及几张表的辅助，判断出可能发生错连的位置，因此各个节点上需要处理大量数据，各种数据表使用的数据结构非常复杂。

再者，在发现可能发生错连的位置之前，要进行大量复杂的逻辑判断，使整个的防止错连处理机制的速度非常缓慢。

最后，处理的业务粒度比较大，一般不对低阶业务进行处理。虽然可以对低阶业务以相同的原理来处理，但数据结构逻辑判断复杂，处理慢的弱点将更加明显。

以上的各种限制导致现有技术方案不能直接用来应对更复杂的OTN上的错连情况。

造成这种情况的主要原因在于，ITU-T的G.841标准制定的时候，光通信才发展到SDH网络阶段，而对于以后的DWDM以及进一步发展的OTN体系，G.841就无法实用，而在新的针对OTN情况下的防止错连的标准制定还落后于世界光网络实际的应用。

现有技术中另外一种防止错连的解决方案是根据业务连接情况，配置J1或J2，通过检测是否有TIM来发现是否已经有错连，如果发现有错连，则进行压制动作(插入AU_AIS)。

这种解决方案的缺点在于，首先仅仅限于应用于SDH领域，不能应用于OTN领域；其次，仅仅限于使用J1/J2。并且占用了J1/J2，J1/J2本来是可以通过网管设置的，这样用户无法把J1/J2用于其他用途；再次，上述解决方案没有对J1/J2的有效性进行判断，导致错连检测的可靠性较弱。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种防错连的方法，使得可以在OTN环形网络的环倒换中更加有效地防止错连，保证自动保护倒换机制的顺利运行，提高光网络的生存性，提出处理的原理，但不限定具体使用的开销字节，在有效防止错连的同时，保证开销字节能够用于其他用途。

为实现上述目的，本发明提供了一种防错连的方法，该方法应用于光传送网OTN，包含以下步骤：

A、针对需要传输的业务信号流，在业务源端设置所述业务信号流的唯一标识，并在业务宿端对应于所述业务信号流设置应收唯一标识，所述应收唯一标识与所述业务源端的唯一标识相同；

B、传输所述业务信号流，并且所述业务信号流的光通道数据单元k开销中的串接监视开销含有唯一标识；

C、在所述业务宿端比较实际收到的所述业务信号流的开销中的唯一标识与所述应收唯一标识是否一致，如果不一致，则判定所述业务信号流发生错连；并且所述业务宿端在所述业务信号流中插入光通道数据单元k-告警指示信号ODUk-AIS，通知其下游节点发生错连。

所述唯一标识为通道踪迹标识TTI字节或G.709定义的保留字节。

在所述步骤C中，还包含在所述业务宿端对实际收到的唯一标识的有效性进行判断的步骤，当判定所述实际收到的唯一标识有效，则进一步判断所述实际收到的唯一标识与所述应收唯一标识是否一致。

在所述步骤C中，通过检测光通道数据单元k开销中的串接监测开销是否激活来判断所述实际收到的唯一标识是否有效，当检测串接监测功能被激活，则判定在所述串接监测开销中传递的唯一标识是有效的。

在所述步骤C中，当所述串接监测开销含有的唯一标识为通道踪迹标识TTI字节时，通过对源端接入点标识符、或目的地接入点标识符、或操作者指定部分、或它们的任意组合来判断在所述业务宿端实际接收到的唯一标识与所述应收唯一标识是否一致。

在所述步骤B中，当所述业务源端和所述业务宿端之间光纤断时，所述业务信号流按照正常的保护倒换，进行桥接和倒换动作。

通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，本发明是通过在开销中传递为每个业务设置唯一的标识，并在下业务节点处通过对比预先设置的应收标识与实收标识是否一致，来发现是否发生了错连。发现发生错连后，通知下游进行处理，保证自动保护倒换机制的顺利进行。

这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果。首先，突破了原有方案只能使用于SDH网络的限制，将防错连机制扩展到了OTN领域。

其次，无需维护节点ID表(ring map)和压制信息表(squelch table)，以及通过节点间传递的业务的质量情况及几张表的辅助，判断出可能发生错连的位置，因此需要处理的数据量大为减小，数据结构也变得非常简单。

再者，在作出可能发生错连的位置之前，只是检测所使用的业务标识是否失配来发现业务是否正确，逻辑判断变得更加简单，处理速度自然提高很快。

最后，处理的粒度可大可小，可以是ODUkT。

需要说明的是，具体使用的开销还可根据实际情况指定，不限定一定要应用某开销，开销也可用于其他用途。

总之，本发明在OTN环形网络的环倒换中通过更加有效地防止错连，进一步保证自动保护倒换机制的顺利运行，从而起到了提高光网络生存性的作用。

附图说明

图1是现有技术中正常情况下SDH二纤双向复用段共享保护环示意图；

图2是现有技术中SDH二纤双向复用段共享保护环发生错连的示意图；

图3是现有技术中正常情况下OTN通道保护环示意图；

图4是现有技术中OTN通道保护环发生错连的示意图；

图5是现有技术中OTN通道保护环某一种情况下自动保护倒换示意图；

图6是现有技术中OTN通道保护环另一种情况下自动保护倒换示意图；

图7是本发明的一个实施例中正常传输情况下的OTN环形网络的示意图；

图8是本发明的一个实施例中发生错连情况下的OTN环形网络错连示意图；

图9是根据本发明的一个实施例的防错连的方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

总的来说，本发明的原理在于，当业务宿端收到业务信号流时，通过将业务信号流开销中携带的表示该业务信号流的唯一标识，与在业务宿端预先设置的对应于该业务信号流的应收唯一标识进行比较，检测该业务信号流是否发生错连，从而在OTN环形网络的环倒换中更加有效地进行检测。

根据本发明的原理，要检测OTN环形网络中在发生故障进行保护倒换时出现的错连，需要在传输的业务信号流中加入唯一的业务信号流标识，通常可以将标识设置在业务信号流的开销中。例如，ITU-T的G.709建议给出了OTN的网络节点接口标准，在光通道数据单元k(Optical Channel Data Unitk，简称“ODUk”)开销的串接监视(Tandem Connection Monitor，简称“TCM”)开销中规定了通道踪迹标识(Trail Trace Identifier，简称“TTI”)字节，可以将TTI字节作为业务信号流的标识字节，这样在业务源端，在要传输的业务信号流的TTI字节中设置一个可以区别其他业务信号流的标识，同时，在业务宿端设置对应于该业务信号流应收唯一标识，该标识与业务源端的TTI字节设置相同。

在业务源端和宿端的设置完成后，携带标识的业务信号流自业务源端经传输后到达业务宿端，宿端对接收的业务信号流标识进行检查并做出判断和操作，仍以TTI字节作为业务信号流标识为例说明，业务宿端对接收到的业务信号流的TTI字节进行检查，如果收到业务信号流的TTI字节与业务宿端预先设置的业务信号流标识相同，说明正常传输无错连发生；如果不一致，即发生通道踪迹标识失配(Trail Trace Identifier Mismatch，简称“TIM”)，说明已经发生了错连，这时业务宿端将在业务信号流中插入告警信号，通知下游发生错连，如：可以在ODUk中插入光通道数据单元k-告警指示信号(Optical Channel Data Unit k-Alarm Indication Signal，简称“ODUk-AIS”)实行告警，并向下游传递通知错连的发生。

以上简单描述了OTN错连检测的功能的实现过程，是以在ODUk中设置TCM的TTI字节为业务信号流标识，监测TIM的发生和插入ODUk-AIS告警为例来进行说明的。值得注意的是，根据本发明的原理，也可以在其它字节中设置业务信号流标识，如ITU-T的G.709建议定义的保留字节，只要通过设置标识可以实现不同业务信号流的区别即可；如果不采用TTI字节而用其他字节作为业务信号流标识，则相应的可以不用TIM而检查所用的开销是否失配从而判别是否发生错连；在发现错连后，也可以用ITU-T的G.709建议定义的保留字节或者客户层业务信号流中的开销来实现告警并向下游传递错连信息。另一方面，在ODUk中设置TTI字节为业务信号流标识是以ODUk为粒度进行的，可以实现多种粒度的错连检测。

图7表示的是在正常传输的情况下，一个OTN环形网络的工作情况。如图所示，业务700的业务路径为：从节点A经通道XW传送，路径为节点B、节点C。反向路径为：从节点C经通道YW传送，路径为节点B、节点A。业务701的业务路径为：从节点F经通道YW传送，路径为节点E、节点D；反向路径为从节点D经通道XW传送，路径为节点E、节点F。

图8表示的是图7的OTN环形网络出现故障时发生错连的一种情况，其中，节点B与节点C，以及节点F与节点E之间的光纤断裂，业务信号流将在故障发生的相邻的节点进行保护倒换。如图8所示，对于业务800，业务路径变为：从节点A通过通道XW传送到节点B，在节点B，由通道XW桥接到通道YP，然后经过通道YP传送，传送路径为节点A、节点F。对于业务801，业务路径变为：从节点D通过通道XW传送到节点E，在节点E，由通道XW桥接到通道YP，然后经过通过YP传送，传送路径为节点D、节点C。

下面结合图7和图8，详细介绍根据本发明的一个实施例的OTN环形网络中防错连的方法，这里仍然以在ODUk中设置TCM的TTI字节为业务信号流标识，监测TIM的发生和在ODUk中插入ODUk-AIS告警向下游传递为例来进行说明。

错连检测如图9所示，具体的过程如下：

首先，在步骤890中，在业务源端和宿端为业务信号流设置同一个业务信号流标识，对于业务信号流700，源端节点A将其TTI字节设为一个在整个OTN环形网的所有业务信号流标识中唯一的值，对应的在宿端节点C设置应接收的业务信号流的TTI字节相同的值；而对于业务信号流701，在源端节点D和宿端节点F中对应设置为另外一个唯一的标识值。

接着，步骤900中，节点A开始向网络中发送带有唯一标识的业务信号流；类似的，节点D发送出带有唯一标识的业务信号流。

此后，在步骤901中，对收到的业务信号流的开销中的唯一标识的有效性进行判断，如果判定该唯一标识有效，则进入步骤902，否则进入步骤906，判定无法对是否错连进行判断，流程结束。

随后在步骤902中，业务宿端节点C检查实际接收的业务信号流的TTI字节值是否为应该收到的业务标识值，根据检查结果决定如何进行下一步动作；

如果步骤902中判定宿端接收到的业务信号流的TTI与预先设置的TTI相同，则执行步骤903。在步骤903中，由于上述步骤中节点C检查收到的业务信号流的TTI字节值与应收是相同的，则可以判断出实际接收到的业务信号流是节点A发送的正确信号，业务信号流700的传输路径上没有错连，节点C就接收此业务信号流，无需进行其他动作；相似的，节点F检查收的业务信号流的TTI字节值与应收是相同的，则判断业务信号流701的传输路径上没有错连。

如果在步骤902中，判定宿端接收到的业务信号流的TTI与预先设置的TTI不同，则执行步骤904。在步骤904中，由于步骤902中节点C检查实际收到的业务信号流的TTI值与应收是不同的，说明收到的业务信号流不是节点A发出的，判断出网络中发生了错连；同样，节点F检查实际收到的业务信号流的TTI值与应收是不同的，也做出发生错连的判断，因此执行步骤905，业务宿端节点C向上层进行TIM报警，同时在ODUk中插入ODUk-AIS，向下游传递。类似得，节点F做出相应的处理。

通过以上过程，实现了对OTN环形网络错连情况的检测。值得一提的是，如果在两个节点间存在双向业务信号流，则需要对这一对双向业务信号流分别设置不同的标识，检测的其他过程与单向业务相同，不再赘述。

另外，本发明适用于所有OTN环形网络共享保护的环倒换，而不限于上述具体的保护方式。

虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (6)

1.一种防错连的方法，其特征在于，该方法应用于光传送网OTN，包含以下步骤：

A、针对需要传输的业务信号流，在业务源端设置所述业务信号流的唯一标识，并在业务宿端对应于所述业务信号流设置应收唯一标识，所述应收唯一标识与所述业务源端的唯一标识相同；

B、传输所述业务信号流，并且所述业务信号流的光通道数据单元k开销中的串接监视开销含有唯一标识；

C、在所述业务宿端比较实际收到的所述业务信号流的开销中的唯一标识与所述应收唯一标识是否一致，如果不一致，则判定所述业务信号流发生错连；并且所述业务宿端在所述业务信号流中插入光通道数据单元k-告警指示信号ODUk-AIS，通知其下游节点发生错连。

2.根据权利要求1所述的防错连的方法，其特征在于，所述唯一标识为通道踪迹标识TTI字节或G.709定义的保留字节。

3.根据权利要求1或2所述的防错连的方法，其特征在于，在所述步骤C中，还包含在所述业务宿端对实际收到的唯一标识的有效性进行判断的步骤，当判定所述实际收到的唯一标识有效，则进一步判断所述实际收到的唯一标识与所述应收唯一标识是否一致。

4.根据权利要求3所述的防错连的方法，其特征在于，在所述步骤C中，通过检测光通道数据单元k开销中的串接监测开销是否激活来判断所述实际收到的唯一标识是否有效，当检测串接监测功能被激活，则判定在所述串接监测开销中传递的唯一标识是有效的。

5.根据权利要求2所述的防错连的方法，其特征在于，在所述步骤C中，当所述串接监测开销含有的唯一标识为通道踪迹标识TTI字节时，通过对源端接入点标识符、或目的地接入点标识符、或操作者指定部分、或它们的任意组合来判断在所述业务宿端实际接收到的唯一标识与所述应收唯一标识是否一致。

6.根据权利要求1所述的防错连的方法，其特征在于，在所述步骤B中，当所述业务源端和所述业务宿端之间光纤断时，所述业务信号流按照正常的保护倒换，进行桥接和倒换动作。

Images