CN100382534C

CN100382534C - 智能光网络双向复用段环网络保护倒换失败的检测方法

Info

Publication number: CN100382534C
Application number: CNB2005100053620A
Authority: CN
Inventors: 孙俊柏; 王彧; 周子浩
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2005-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2025-02-02
Also published as: CN1815994A

Abstract

本发明公开了一种智能光网络中双向复用段环的保护倒换失败的检测方法，包括以下步骤：A、检测智能光网络的双向复用段环中每个网元间利用路由协议传输的实时网络拓扑信息；B、根据所述实时网络拓扑信息判断双向复用段环是否处于环保护倒换状态，如果是，则转步骤C，否则，转步骤A；C、根据测量到的发生倒换的双向复用段环中业务高阶通道告警，确定智能光网络的发生倒换的双向复用段环处于保护倒换失败状态。本发明在光网络拓扑发生变化时，通过光网络拓扑变化的情况和业务告警结合，确定复用段环网络业务倒换失败，并通过业务源端网元自动发起重路由，进行恢复业务，使光网络在复用段环网络业务倒换失败时也能够保证业务的正常传输。

Description

智能光网络双向复用段环网络保护倒换失败的检测方法

技术领域

本发明涉及一种双向复用段环网络保护倒换失败的检测方法，特别涉及一种智能光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法。

背景技术

ASON(Automatic Switched Optical Network，自动交换光网络)，又称智能光网络，基于分布控制平面实现，支持动态交换连接建立的光网络控制平面。克服传统光网络(如SDH或Sonet、波长网络等)集中管理，且光连接的创建、维护、拆除都需要人工干预的缺陷。

ASON中网元首先通过链路局部的发现技术获得该网元与其他ASON中网元的连接关系；再通过控制平面发布该网元及相关链路状态，并接收ASON中其他网元发布的状态信息，最终每个网元都有一份描述整个光网络精确拓扑的“网络地图”，其中包括网元、链路、资源信息；网元被客户设备或管理系统要求建立连接时，利用“网络地图”的信息，结合一定的路由算法得到一条可行的路径，再通过信令协议驱动路径上的网元建立交叉连接，直到目的网元完成光连接的动态建立；在网络连接动态建立、拆除，或者故障引起链路资源变化时相应网元需要及时发布更新的节点、链路状态信息，实现“网络地图”的再同步。

在ASON中，根据请求对象的不同分为3种连接类型：永久连接、交换连接和软永久连接。永久连接通过端到端连接通道上的每个网元，进行配置来完成，配置指配是由网管系统或人工配置实现的，网管系统需要接入网络的数据库，要先找出最适合的路由，然后发命令给支持连接的网元实现连接。交换连接，由源端网元向控制平面发起连接请求，通过控制平面内控制和路由信息的交互，动态地根据网络资源情况在源端网元和目的端网元之间建立一条通路；在交换连接建立过程中，网络中的节点能像电话网络中的交换机一样，实时地响应连接请求；交换连接由通信端点网元的命令来完成，而这些通信端点网元在控制平面内，以信令消息的形式进行动态协议消息互换。软永久连接，由管理平面和控制平面共同完成。在这三种类型的连接中，交换连接实现了ASON动态连接，因此成为ASON的核心。

在光网络发生故障(如链路中断或节点失效)时，如果交换连接或永久连接被中断，则控制平面能动态地重建连接路由并恢复业务，这个过程叫做重路由。为了实现动态地重建连接路由并恢复业务，在ASON中存在着很多种业务保护恢复方式，包括1：N的线性复用段保护、四纤复用段环保护、二纤复用段环保护等。在实际应用中复用段环保护是使用较多的。然而，在智能光网络中，针对复用段环倒换失败没有很好地检测方法，当智能光网络发生环网络倒换时，如果复用段因为某种原因倒换失败，业务就会中断，不能自动恢复，只能通过人工配置，从新建立路由恢复业务。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种智能光网络中双向复用段环网络保护倒换失败的检测方法，以解决现有技术中不能检测复用段环网络保护倒换失败的缺陷。

为了解决上述问题，本发明公开了一种光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，该方法包括以下步骤：

A、检测智能光网络的双向复用段环中每个网元间利用路由协议传输的实时网络拓扑信息；

B、根据所述实时网络拓扑信息判断双向复用段环是否处于环保护倒换状态，如果是，则转步骤C，否则，转步骤A；

C、根据测量到的发生倒换的双向复用段环中业务高阶通道告警，确定智能光网络的发生倒换的双向复用段环处于保护倒换失败状态。

还包括：

D、智能光网络的双向复用段环中的业务源网元重新计算路由，进行业务恢复。

步骤D中利用多标签协议交换MPLS的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

步骤D中具体利用MPLS中的基于路由受限-标记分配协议CR-LDP的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

步骤D中利用通用多标签协议交换GMPLS的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

步骤D中具体利用GMPLS中的基于流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

所述网络实时拓扑信息中包括：流量工程TE链路的接口索引、远端接口索引、远端节点ID、带宽信息、保护类型、复用段类型和复用段信息。

步骤C所述高阶通道告警包括：高阶通道告警指示AU-AIS或高阶通道未装载HP-UNEQ。

所述双向复用段环包括二纤双向复用段环和四纤双向复用段环。

所述四纤双向复用段环发生复用段环保护倒换失败的条件包括：节点失效或节点间的工作光纤与保护光纤同时失效。

所述光网络包括：同步数字传输系统SDH、同步光纤网络SONET网络和波长交换网络。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明在在光网络拓扑发生变化时，通过光网络拓扑变化的情况和业务告警结合，确定复用段环网络业务倒换失败，并通过业务源端网元自动发起重路由，进行恢复业务，使光网络在复用段环网络业务倒换失败的情况下也能够保证业务的正常传输。

附图说明

图1是本发明检测双向复用段环网络保护倒换失败的方法；

图2是应用本发明的检测方法实现双向复用段环网络保护倒换失败时业务恢复的流程；

图3是本发明的二纤复用段环网络示意图；

图4是本发明的二纤复用段环保护倒换示意图；

图5是本发明的四纤复用段环网络示意图；

图6是本发明的四纤复用段环保护倒换示意图；

图7是本发明的四纤复用段环保护倒换的另一种情况的示意图。

具体实施方式

结合图1说明本发明检测双向复用段环网络保护倒换失败的方法。

步骤s101在智能光网络中通过传输路由协议，使每个网元都有整个光网络的实时网络拓扑信息，其中包括节点、链路、资源信息(主要包括TE链路的接口索引、远端接口索引、远端节点ID、带宽信息、保护类型、复用段类型、所属的复用段信息等，其中复用段信息用来表明环网络中有哪些链路，并在环网络中链路发生断纤后，判断环网络的倒换状态，比如SDH系统中的复用段开销K1、K2)；网元被客户设备或管理系统要求建立连接时，利用“网络地图”的信息，结合一定的路由算法得到一条路径，再通过信令协议驱动路径上的网元建立交叉连接，直到目的网元完成光连接的动态建立；在光网络连接动态建立、拆除，或者故障引起链路资源变化时相应网元需要及时向该光网络中其它网元发布更新的网元、链路状态信息，实现“网络地图”的再同步。

步骤s102，当网络拓扑发生变化时，这里主要指断纤或网元失效时，通过网络拓扑信息的变化判断双向复用段环(包括二纤和四纤环)是否处在环倒换状态；当网络中的链路发生断纤后，该断纤链路所属的网元会通过路由协议把断纤的信息洪泛到该智能光网络中的每个网元。

步骤s103，在智能光网络中的每个网元通过前面的判断准则就能判断出该双向复用段环是否处在环倒换状态。如果该环处在环倒换状态，并且经过该环网络的业务中有高阶通道告警(AU-AIS或者HP-UNEQ等告警)，则认为该环网络处于环倒换失败的情况，其中，AU-AIS告警SDH高阶通道告警，连续3帧检测出H1H2H3字节全为1，则认为输入的为全“1”信号，此时向相应的VC4通道下插全“1”，产生此告警。HP-UNEQ告警高阶通道未装载错，当C2字节连续5帧为全0，则在相应的VC4通道上产生此告警。

下面结合图2说明应用本发明的方法实现智能光网络业务恢复的过程。

步骤s201，在智能光网络中通过路由协议，使每个网元都有整个光网络的实时网络拓扑信息。

步骤s202，当网络拓扑信息发生变化时，这里主要指断纤事件发生、网元节点失效时，将光网络拓扑的变化信息通过路由协议发送到其它网元，使该光网络中的网元都可以得知双向复用段环网络(包括二纤和四纤环)处在环倒换状态；

步骤s203，根据业务中是否有高阶通道告警，确定光网络是否处于双向复用段环保护倒换失败状态，如果是，则，

步骤204，光网络中的业务源端网元发起重路由，进行业务恢复。在业务源节点依靠信令协议通过呼叫消息建立新路径，把受影响的业务切换到新业务路径上，这就是重路由过程。其中信令协议包括：分布式呼叫和连接管理(DCM)信令协议，分别是基于私有网络节点接口(PNNI)、基于流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE)和基于路由受限-标记分配协议(CR-LDP)。三种信令协议都有一定程度的应用，每种信令都有自身的特点和适用范围，下面进行简单的介绍和比较。

私有网络节点接口协议(PNNI)，私有网络节点接口协议，可在电路交换型智能光网络中应用，是三个协议中最早进行商用的，发展成熟。PNNI信令协议每一条消息均包含协议标志、呼叫参考、消息类型和各种可变长度的信息元。智能光网络中使用PNNI并不限制承载方式，可以在ATM信元上也可在IPv4或IPv6包上承载。PNNI协议仅支持软永久连接。

基于流量工程扩展的资源预留协议(RSVP-TE)是IETF对资源预留协议(RSVP)在流量工程方面进行扩展的协议，是GMPLS协议集的一部分，支持软永久连接和域内的交换连接。RSVP-TE最初的提出是用于IP网络中的，因此在智能光网络中进行了一定的扩展，将呼叫和连接分离。RSVP-TE使用无连接的原始IP协议(在网络边缘为UDP)，使用IP数据报格式来传输，为防止控制消息丢失，设计了各种错误消息保证信令传输可靠性。RSVP-TE是一个软状态协议，周期性的更新邻居节点间每个LSP的状态，可以自动的跟踪路由的变化。RSVP-TE的信令格式与RSVP相同，包头中包括消息类型、消息长度、校验和版本号等字段。其中消息类型包括源端连接请求Parh、目的端连接确认Resv、源端释放连接请求PathTear、源端连接错误PathErr、目的端释放连接请求ResvTear和目的端连接错误ResvErr等。

基于路由受限-标记分配协议(CR-LDP)是基于MPLS标准的LDP信令，用于建立和维护可保证IPCoS业务的LSP。CR-LDP使用UDP发现MPLS对等网元，使用TCP会话来分发标签请求。CR-LDP不需要LSR更新每条LSP的状态，因为它使用TCP来传输控制消息，它提供可靠的消息传递，不会增加额外的带宽消耗。为维持邻居节点之间的连接，CR-LDP具有检查邻居节点的生存性和监控TCP连接的功能。CR-LDP包含五种类型的消息，分别是：发现、会务、广告、通知和控制，每种消息都采用类型长度值(TLV)编码公共结构。

下面结合图3和图4说明二纤双向复用段保护环网络倒换失败的业务恢复。

二纤双向复用段环是利用光纤时隙交换技术实现在一根光纤中建立工作通道和保护通道的，所以当工作通道中的信号劣化、或者光纤断纤，复用段APS(Automobile protect switch，自动保护倒换)协议就会发起环倒换保护业务。二纤双向复用段环的情况下，该环的连接情况完好(没有任何断纤情况和信号劣化情况)，当业务经过该环的某一链路发生断纤，该环发生了环倒换，认为该环处于环倒换状态。

例如，由上图3可见，在光纤S1上的业务方向与光纤P2上的传输方向相同。如果利用时隙交换技术，可以使光纤S1与光纤P2上的信号都置于一根光纤(称S1/P2光纤)。此时，S1/P2光纤的一半时隙用于传工作信号，另一半时隙留给保护信号。同样S2光纤和P1光纤的信号也利用时隙交换技术置于一根光纤上。业务AC由网元A进入环网，通过光纤s1/p2传输，经过网元B，由网元C输出；业务CA由网元C进入环网，通过光纤s2/p1传输，经过网元B，由网元A输出。因为在二纤双向复用段环使用了时隙交换技术，所以在保护机制上就没有了区段倒换保护，只存在环倒换保护。当BC网元间的光纤被切断，如图4，二根光纤全部被切断，网元B与C会把断纤的事件通过路由协议洪泛到全网所有网元，网络上的网元都会通过以上原则判断环发生了环网络倒换，处在环网络倒换状态；同时利用时隙交换技术，将S1/P2光纤和S2/P1光纤上的业务时隙倒换到另一根光纤上的保护信号时隙，从而完成保护倒换作用。例如，S1/P2光纤的业务信号时隙1到M可以转移到S2/P1光纤上的保护信号时隙M+1到N。但是由于一些原因，当环处于保护倒换状态，却没发生保护倒换，使得业务无法通过自动保护倒换恢复。

由于业务的首节点A知道环处在环倒换状态，且A为源节点的业务AC通过了该环，可以检测该业务中是否存在高阶通道告警(AU-AIS、HP-UNEQ等告警)，如果有，则说明该环发生的环倒换失败，业务没有恢复。为恢复业务，网元A需要为业务AC重新建立一条路由：A-D-C，用来发送业务AC；网元C需要为业务CA重新建立一条路由：C-D-A，用来发送业务CA。

结合图5、图6和图7说明四纤双向复用段环网络保护切换失败时业务恢复过程。

首先说明四纤复用段环保护的结构，四纤双向复用段环由两个环组成，其中包括工作环和保护环。如图5，四纤双向复用段环有两根工作光纤(S1、S2)和两根保护光纤(P1、P2)。其中工作光纤S1和P2形成一顺时针信号环，工作光纤S2和P1形成一逆时针信号环。正常情况下，实现双向业务，业务AC方向沿S1光纤传输，业务CA方向沿S2光纤传输，保护光纤P1和P2是空闲的。

根据光纤断纤的情况不同，四纤环会发生区段(Span)倒换和环倒换保护。如果只是工作光纤(S1/S2)发生断纤，只会发生区段倒换，把工作上的业务倒换到同方向的保护光纤上，如图6中的区段倒换所示。四纤复用段环的环倒换是在业务经过的环上的同一端光纤链路上的工作光纤和保护光纤都发生了断纤，或者信号劣化时发生的，该四纤双向复用段环处于环倒换状态，如图6。

当网元B和网元C间的光缆全被切断，网元B与C会把断纤的事件通过路由协议洪泛到全网所有网元，网络上的网元都会通过以上原则判断环发生了环倒换，处在环倒换状态；在正常情况下，利用APS协议，网元B和网元C中发生环倒换操作，从而维持环的连续性。如图7的环倒换所示，在网元B，光纤S1与P1沟通，光纤S2与P2沟通，在网元C也完成类似的功能。这就是发生了环倒换。另外需要注意的就是，当环倒换与区段倒换同时存在时，区段倒换会抢占环倒换。也就是说，在一个环中同时需要发生环倒换和区段倒换的情况下，区段倒换优先。

但是在一些情况下，环网络处在保护倒换状态，却没有完成环保护倒换，恢复业务。为保证业务正常，需要判断环倒换是否成功，如果不成功则执行步骤404。

由于业务的首节点A知道环处在环倒换状态，且A为源节点的业务AC通过了该环，可以检测该业务中是否存在高阶通道告警(AU-AIS、HP-UNEQ等告警)，如果有，则说明该环发生的环倒换失败，业务没有恢复。为恢复业务，网元A需要为业务AC重新建立一条路由：A-D-C，用来发送业务AC；网元C需要为业务CA重新建立一条路由：C-D-A，用来发送业务CA.

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种智能光网络中双向复用段环的保护倒换失败的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，还包括：

3.如权利要求2所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，步骤D中利用多标签协议交换MPLS的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

4.如权利要求3所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，步骤D中具体利用MPLS中的基于路由受限-标记分配协议CR-LDP的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

5.如权利要求2所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，步骤D中利用通用多标签协议交换GMPLS的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

6.如权利要求5所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，步骤D中具体利用GMPLS中的基于流量工程扩展的资源预留协议RSVP-TE的呼叫消息建立新业务路径，实现重新计算路由。

7.如权利要求1所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，所述网络实时拓扑信息中包括：流量工程TE链路的接口索引、远端接口索引、远端节点ID、带宽信息、保护类型、复用段类型和复用段信息。

8.如权利要求1所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，步骤C所述高阶通道告警包括：高阶通道告警指示AU-AIS或高阶通道未装载HP-UNEQ。

9.如权利要求1所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，所述双向复用段环包括二纤双向复用段环和四纤双向复用段环。

10.如权利要求9所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，所述四纤双向复用段环发生复用段环保护倒换失败的条件包括：节点失效或节点间的工作光纤与保护光纤同时失效。

11.如权利要求1至3或7至10任一项所述光网络中双向复用段环保护倒换失败的检测方法，其特征在于，所述光网络包括：同步数字传输系统SDH、同步光纤网络SONET网络和波长交换网络。