CN101001173B - 一种评估网络保护状况的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种评估网络保护状况的方法，包括：通过遍历传输网络中的网络拓扑元素及其承载的业务以及查询网络拓扑采用的网络保护形式，获取网络拓扑保护信息以及当前业务配置下业务保护信息；根据所述网络拓扑保护信息和业务保护信息计算出网络保护指标；将所述网络保护指标通过网管系统显示给用户。采用本发明的方法，可以通过网络保护指标从不同侧面获知网络和业务受保护的状况，为优化组网形态和业务配置方式提供了依据。

Description

一种评估网络保护状况的方法

技术领域

本发明涉及网络保护技术领域，特别涉及一种评估网络保护状况的方法和系统。

背景技术

随着通信技术的发展，人们对电信服务质量和网络性能的要求也越来越高。网络保护是保证通信服务质量和网络性能的重要方式，网络保护是指采用预先规划的方法分配网络资源，用硬件冗余来保证网络在故障时业务的恢复。目前，传输网保护包括网络级保护和设备级保护两个方面，其中设备级保护主要有时钟板保护、交叉板保护、主控板保护、支路板保护和光板、尾纤失效保护等保护方式；网络级的保护主要有MSP(Multiplex SectionProtection，复用段保护)和SNCP(Subnet Connection Protection，子网连接保护)等保护方式。

目前，业界还没有一套完整的网络保护评估方法对网络保护的情况作出评估和判断。对于判断某一个业务是否受到保护，通用的做法是通过查询其相关的路由，用手工计算的方法来获得该业务受保护的情况。如果纤缆上有成百上千条业务，那么这种通过手工查询相关路由计算业务保护情况的办法就显得无能为力。

由此可以看出，现有技术存在以下缺点：

首先，通过手工查询路由判断业务是否保护的方法比较复杂而且效率低。

其次，手工计算容易出错，当网络中发生复用段倒换、时隙错连等情况时，手工计算更加容易出错。

最后，通过手工查询业务的相关路由进行计算的方法只能确定网络中的某一条线缆上特定业务受保护的状况，不能从整体上、宏观上评价整个网络和业务受保护的情况。

发明内容

为了解决现有技术存在的利用手工计算业务是否受保护导致工作效率低，易出错以及无法对整个网络及业务受保护的程度进行评估的问题，本发明提供了一种评估网络保护状况的方法和系统，通过得出的网络保护评估系列指标可以获知网络和业务受保护的状况。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种评估网络保护状况的方法，包括以下步骤：

A、通过遍历传输网络中的网络拓扑元素及其承载的业务以及查询网络拓扑采用的网络保护形式，获取网络拓扑保护信息以及当前业务配置下业务保护信息；

B、根据所述网络拓扑保护信息和业务保护信息计算出网络保护指标；所述网络保护指标包括网络级保护指标，所述网络级保护指标包括网络拓扑保护比例和当前业务保护比例；所述根据所述网络拓扑保护信息和业务保护信息计算出网络保护指标包括：累加所述传输网络中受保护网络拓扑容量得到总的受保护网络拓扑容量，所述总的受保护网络拓扑容量除以总的网络拓扑容量得到所述的网络拓扑保护比例；

C、将所述网络保护指标通过网管系统显示给用户。

所述步骤A具体包括：

A31、初始化网络中受保护的网络拓扑业务容量为零，总的网络拓扑容量等于每条纤缆所能上下最大网络拓扑容量之和；

A32、遍历每一个通道保护环，确定所述通道保护环的容量为受保护网络拓扑业务容量；

A33、遍历其它自愈环或链上的每一条纤缆，确定所述自愈环或链在该纤缆中能上下业务的容量为受保护网络拓扑业务容量；

A34、根据自愈环或链的类型和所述自愈环或链上的纤缆是否为工作纤缆对所述自愈环或链上的受保护的网络拓扑容量和总的网络拓扑容量进行调整。

通过上述技术方案可以看出，本发明的有益效果在于：

1、利用本发明提供的方法，可以自动计算出纤缆失效时业务保护比例和网元失效时业务保护比例。根据这两个比例可以发掘网络保护的瓶颈点，为进一步进行优化组网形态和业务配置方式提供了依据。

2、利用本发明提供的方法，可以自动计算出网络拓扑保护比例和当前业务保护比例。通过网络拓扑保护比例能够用量化的数值来反映具有自愈能力的网络资源在整个网络中所占的比重；通过当前业务保护比例能够用量化的数值来反映网络中业务受保护的程度。

3、由于采用了自动化计算的方法，所以能够极大地提高计算的准确度和计算的效率。

附图说明

图1为本发明中评估网络保护状况的方法的流程图；

图2为本发明中的网络组网形态示意图；

图3为本发明中计算纤缆失效时业务保护比例的计算方法流程图；

图4为本发明中计算网元失效时业务保护比例的计算方法流程图；

图5为本发明中计算网络拓扑保护比例的计算方法流程图；

图6为本发明中计算当前业务保护比例的计算方法流程图；

具体实施方式

本发明的核心思想为：通过遍历传输网络中的网络拓扑元素及其承载的业务，查询网络拓扑采用的网络保护形式，获取整个网络拓扑受保护的信息以及当前业务配置下业务受保护的信息，然后根据所述获取的信息计算出网络保护指标。根据所述网络保护指标确定并获得网络保护的真实状况，为进一步优化组网形态和业务配置方式提供了依据。

下面基于本发明的核心思想对本发明提供的技术方案做进一步的详细描述。

如图1所示，本发明提供的一种评估网络保护状况的方法，用于从不同侧面反映网络保护的真实状况，包括以下步骤：

步骤101、通过遍历传输网络中的网络拓扑元素及其承载的业务以及查询网络拓扑采用的网络保护形式，获取网络拓扑保护的信息以及当前业务配置下业务保护的信息；

步骤102、根据所述获取网络拓扑保护信息和业务保护信息计算出网络保护指标；

具体来说，网络保护指标包括设备级保护指标和网络级保护指标。

其中，设备级保护指标具体包括纤缆失效时业务保护比例和网元失效时业务保护比例。这两个指标能够反映当前网络拓扑、当前业务配置下，当某一纤缆或网元发生故障时，不中断的业务数量占业务总数量的比例。

网络级保护指标具体包括网络拓扑保护比例和当前业务保护比例，这两个指标反映子网、全网的网络保护情况和业务保护情况，通过量化的数值来评估当前组网形态下网络的保护程度和当前业务配置下业务的受保护程度。

步骤103、将所述网络保护指标通过网管系统显示给用户。

此步骤中，可根据组网的实际状况和对网络保护的要求对所述网络级保护指标和设备级保护指标预先设定阈值，当所述指标低于预先设定的阈值时，可通过网管系统向用户显示告警。

下面介绍本发明的技术方案中网络保护指标的具体含义：

1、设备级的保护指标：纤缆失效时业务保护比例和网元失效时业务保护比例。

纤缆失效时业务保护比例的定义为：纤缆失效时，不中断的业务数量占在纤缆上配置的业务数量的比例，计算公式为：

网元失效时业务保护比例的定义为：网元失效时，不中断的业务数量占经过网元(包括在网元处上下和穿通两种情况)业务数量的比例，其计算公式为：

在获得上述两个指标的同时，也获得了纤缆或网元上的哪些业务受保护，哪些业务不受保护；比例越高，说明经过该纤缆或网元的受保护业务比例越高。通过这两个指标能发现网络保护的瓶颈点，通过优化组网方式，使业务更加安全。

2.网络级保护指标：网络拓扑保护比例和当前业务保护比例。

NTPR(Network Topology Protection Rate，网络拓扑保护比例)定义为：受保护的网络拓扑容量与网络拓扑总容量的比值，它反映的是网络中具有自愈保护能力的网络拓扑容量与整个网络拓扑容量的比值。其计算公式为：

ASPR(Actual Service Protection Rate，当前业务保护比例)定义为：当前业务配置下，已开通的受保护的业务占用的时隙数量和已开通业务占用时隙总数量的比值，它反映网络中业务受保护的程度。其计算公式为：

上述两个标能够反映子网或全网的网络保护程度和当前业务配置下业务的受保护程度。

使用报表、直方图等形式将各个保护指标表现出来，能够更直观地感知各种保护指标数据。

下面结合附图2对本发明提出的NTPR和ASPR的计算方法作进一步的详细说明。

如图2所示的一个基于SDH(Synchronous Digital Hierarchy，数字同步系列)的网络系统的组网形态示意图。其中，节点#1、#2、#3、#4组成的是NOPR链(No Protection无保护链)，其传输速率STM-1，即155Mbps；节点#4、#5、#6、#7组成的是SNCP环，其传输速率为STM-4，即622Mbps；节点#7、#8、#9、#10组成的是二纤双向MSP环，其传输速率为STM-16，即2.5Gbps；节点#10、#11、#12组成的是1+1保护链，其传输速率为STM-4，即622Mbps。图中，虚线表示的路径经过节点#1、#2、#3、#4、#7、#10、#11、#12，该路径上有15个2M的业务；实线表示的路径经过节点#5、#6、#7、#8、#9、#10、#11、#12，该路径上有10个2M的业务。

图2所示的网络系统中的网络拓扑保护比例和当前业务保护比例计算方法如下：

1、网络拓扑保护比例(NTPR)计算过程中，受保护网络网络拓扑业务容量和无保护网络网络拓扑业务容量均以VC-4的容量作为计算单位。

受保护网络拓扑容量应当等于受保护的网络拓扑中每条纤缆所能上下业务的最大容量之和，即：受保护网络拓扑的传输速率与受保护的网络拓扑所包含的跳数的乘积。因此在图2中的SNCP环上，受保护的网络拓扑容量等于4×4个VC-4；MSP环上只有一半的网络拓扑容量是受到保护的，因此在二纤双向MSP环上受保护的网络拓扑容量等于0.5×16×4个VC-4；在1+1保护链上，受保护的网络拓扑容量等于4×2个VC-4。

无保护的网络网络拓扑业务容量，即节点#1、#2、#3、#4组成的无保护链上的网络拓扑容量为1×3个VC-4。

根据上述数值可以得出：

$\mathrm{NTPR}=\frac{4\×4+16\×4\×0.5+4\×2}{4\×4+16\×4\×0.5+4\×2+1\×3}\×100\%=94.91\%$

2、当前业务保护比例(ASPR)计算过程中，已开通业务受保护的时隙数量和已开通业务的时隙总数量均以2M作为计算单位。

已开通业务受保护的时隙数量等于受保护网络拓扑上的业务时隙数量(单位为2M)乘以受保护网络拓扑中包含的跳数。因此在图2中的SNCP环上，已开通业务受保护的时隙数量为：15×1+10×2；在二纤双向MSP环上，已开通业务受保护的时隙数量为：15×1+10×3；在1+1保护链上受保护的时隙数量为：(10+15)×2

已开通业务中，无保护的业务占用的时隙数量等于无保护网络拓扑上的已开通业务的时隙数量(单位为2M)乘以无保护网络拓扑中跳数，因此在图2所示的NOPR链上的已开通业务无保护的时隙数量为：15×3

则当前业务保护比例，即：

$\mathrm{ASPR}=\frac{(15\×1+10\×2)+(15\×1+10\×3)+(25\×2)}{(15\×1+10\×2)+(15\×1+10\×3)+(25\×2)+(15+3)}\×100\%=74.28\%$

首先需要说明的是，对于传统的SDH业务，在故障发生后，如果业务能通过自愈环或者自愈链的自愈能力，路由重新获得连通，那么业务是受保护的；如果自愈环(链)发生复用段倒换后，业务的路由不连通，或者虽然连通但是业务已经发生时隙错连，那么业务是不受保护的。业务受保护的另一种情况是业务受到PP(Path Protection，通道保护)或SNCP保护；在采用这两种网络保护方式时，选收的节点能在故障发生时根据信号的优劣对业务进行选收，此时业务是受到双发选收保护的。

下面结合附图对上述指标的自动计算方法做进一步的详细说明。

如图3所示，纤缆失效时业务受保护的比例的实现方法的具体步骤如下：

1、首先找出失效的纤缆上的所有业务，遍历每一条业务并执行以下步骤；

步骤一、首先判断业务是否在复用段环(链)的工作时隙上，如果业务在工作时隙上则还要判断业务在复用段倒换后是否会发生时隙错连，如果发生了时隙错连，那么业务是不受保护的；如果没有发生时隙错连，则业务是受保护的；

步骤二、如果业务不在复用段的工作时隙上，则需判断业务是否存在双发选收的路由而受到保护，如果业务路由连通那么业务受保护，否则业务不受保护；

特别地，如果业务不在复用段环(链)的工作时隙上，那么还要判断业务是否可以经由通道保护的保护路由而连通，对于双向业务只有在正向路由和反向路由都连通时，业务才是受保护的。

业务路由连通性计算时，需要考虑自愈环(链)倒换时对路由的影响，例如双发选收的业务，如果其工作路由在复用段环的无保护时隙上，保护路由在复用段的额外时隙上，在发生断纤时，虽然业务的路由可以通过保护路由而连通，但是考虑到复用段倒换会导致双发在额外时隙上的路由被冲掉，因此，业务实际上是不受保护的。

2、当遍历结束后，累加受保护业务数量得到总的受保护业务数量；总的受保护业务数量除以失效纤缆上的总业务数量，得到的就是纤缆失效时的业务保护比例。

当网元失效时，如果业务能通过自愈环的自愈能力而路由保持连通，那么该业务是受保护的，自愈环的保护可以通过复用段环倒换、通道环或SNCP环的业务选收来实现。通过遍历网元上的所有业务，判断哪些业务在网元失效时有保护，哪些业务没有保护，就可以得到网元失效时的业务保护比例，其实现方法如图4所示，具体步骤如下：

1、首先找出网元上的所有业务，遍历每一条业务并执行以下步骤；

步骤一、首先判断业务是否在复用段环(链)的工作时隙上，如果业务在工作时隙上则还要判断业务在复用段倒换后是否会发生时隙错连，如果发生了时隙错连，那么业务是不受保护的；如果没有发生时隙错连，则业务是受保护的；

步骤二、如果业务不在复用段的工作时隙上，则需判断业务是否有双发选收的路由而受到保护，如果业务路由连通那么业务受保护，否则业务不受保护；

2、当遍历结束后，累加受保护业务数量得到总的受保护业务数量；，总的受保护业务数量数除以所有网元上的总业务数量，得到的就是网元失效时的业务保护比例。

网络拓扑保护比例与网络具体承载的业务种类和数量没有关系，它只与网络的组网形态有关。它反映的是网络中具有自愈能力的网络资源在整个网络系统中所占的比例，其计算对象可以是子网也可以是全网。网络拓扑保护比例的计算方法如图5所示，具体步骤如下：

1、首先初始网络中受保护的网络拓扑容量为零，总的网络拓扑容量等于每条纤缆所能上下最大业务容量之和(网络拓扑容量以VC4的容量作为计算单位)，并执行以下步骤：

步骤一、遍历每一个通道保护环，所有通道保护环上的网络拓扑容量(此处的环容量为每条链路所能上下业务的容量之和)记为受保护的网络拓扑容量，并将其全部相加；

需要说明的是：这里的相加是一个并的关系，即不会导致业务容量被重复累加；

步骤二、遍历自愈环(链)上的每一条纤缆，查找并记录自愈环(链)在该纤缆中能上下业务的容量；

步骤三、判断纤缆是工作纤缆还是保护纤缆，是则执行步骤四，否则执行步骤五；

这里的保护纤缆指的是四纤双向复用段的保护链路、1+1和M:N线性复用段中用于保护的链路。

MSP环上用于保护的时隙不算入无保护网络拓扑业务容量中，也即不算入网络拓扑业务总容量中，这样由MSP环组成的网络，如果MSP环速率等于纤缆速率，那么其网络拓扑保护比例为100％。如果是部分复用段环，那么网络拓扑保护比例必定小于100％。对于1+1和M:N的自愈链计算方法相同，用于保护其它链路的时隙也不算入网络拓扑业务总容量中。对于通道保护环，则认为环上的时隙都受保护。

步骤四、如果纤缆是工作纤缆，那么要判断其保护类型，如果是二纤双向复用段环，则总的网络拓扑容量和受保护的网络拓扑容量做相应的调整；调整的具体方法为：总的网络拓扑业务容量中要扣除该链路用于保护的容量，受保护的网络拓扑业务容量加上被保护的容量；如果纤缆类型不为二纤双向复用段环，那么总的受保护网络拓扑业务容量加上自愈环(链)在该纤缆占用的容量；

步骤五、如果纤缆是保护纤缆，那么总的网络拓扑业务容量要扣除自愈环(链)在该纤缆占用的容量；

2、当遍历结束后，用总的受保护网络拓扑容量除以总的网络拓扑容量，得到的就是网络拓扑保护比例。

当前业务保护比例的计算对象可以是子网或者全网，其计算的基本思路是遍历业务的每一段路由，判断该段路由被切断后业务是否会中断。其中业务是否会中断的判断方法与纤缆失效时业务保护比例和网元失效时业务保护比例指标中业务是否受保护的判断方法一致。当前业务保护比例的实现方法如图6所示，具体步骤如下：

1、当前业务配置下，初始化已开通业务中受保护的业务占用的时隙数量和业务占用的总时隙数均为零；

2、遍历每条业务的每一段路由，执行以下步骤：

步骤一、业务在每一段路由上占用的时隙数记为业务占用的总时隙数；

步骤二、判断该段路由是否受保护，如果受保护，那么业务在该此段路由上占用的时隙数记为受保护业务时隙数，否则继续遍历下一段路由；

3、重复执行第2步直至所有业务的每一段路由都遍历完；

4、累加受保护业务占用的时隙数和业务占用的总时隙数，然后用受保护的业务占用的总时隙数除以业务占用的总时隙数得到当前业务保护比例。

上述指标及其实现方法不仅可以适用于传统的SDH网络、SONET网络，也适用于其它传输网络，如WDM网络、ETN网络等。

本发明还提供了一种评估网络传输性能的系统，包括：

信息获取装置，用于获取传输网络中经过网络拓扑元素的业务受保护的信息和整个网络拓扑受保护的信息以及当前业务配置下所有业务受保护的信息；

分析计算装置，用于对所述信息进行分析处理，并计算生成所述设备级保护指标和网络级保护指标；

分析计算的具体方法及过程已在前面详细描述，在此不再赘述。

网络保护指标输出装置，用于将分析计算装置生成的所述传设备级保护指标和网络级保护指标生成预定格式的文件，并通过网管系统显示给用户端。

具体地，可以使用报表、直方图等形式将各个保护指标表现出来，能够更直观地感知各种保护指标数据。同时，可根据组网的实际状况和对网络保护的要求对所述网络级保护指标和设备级保护指标预先设定阈值，当所述指标低于预先设定的阈值时，可通过网管系统向用户显示告警。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种评估网络保护状况的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、通过遍历传输网络中的网络拓扑元素及其承载的业务以及查询网络拓扑采用的网络保护形式，获取网络拓扑保护信息以及当前业务配置下业务保护信息；

B、根据所述网络拓扑保护信息和业务保护信息计算出网络保护指标；所述网络保护指标包括网络级保护指标，所述网络级保护指标包括网络拓扑保护比例和当前业务保护比例；所述根据所述网络拓扑保护信息和业务保护信息计算出网络保护指标包括：累加所述传输网络中受保护网络拓扑容量得到总的受保护网络拓扑容量，所述总的受保护网络拓扑容量除以总的网络拓扑容量得到所述的网络拓扑保护比例；

C、将所述网络保护指标通过网管系统显示给用户；

所述步骤A具体包括：

A31、初始化网络中受保护的网络拓扑业务容量为零，总的网络拓扑容量等于每条纤缆所能上下最大网络拓扑容量之和；

A32、遍历每一个通道保护环，确定所述通道保护环的容量为受保护网络拓扑业务容量；

A33、遍历其它自愈环或链上的每一条纤缆，确定所述自愈环或链在该纤缆中能上下业务的容量为受保护网络拓扑业务容量；

A34、根据自愈环或链的类型和所述自愈环或链上的纤缆是否为工作纤缆对所述自愈环或链上的受保护的网络拓扑容量和总的网络拓扑容量进行调整。

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