CN101043354B - 一种宽带通信设备上行保护方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种宽带通信设备上行保护方法，在宽带接入设备的主用设备上选择主用设备上部分主干链路端口设置成被保护端口，在备用设备上选择对应的端口设置成保护端口，形成保护对，当系统检测到保护对中的被保护端口发生链路故障时，会引发备用设备自动替换主用设备工作。基于所述保护方法的一种宽带通信设备上行保护系统包括：主用板、备用板和端口保护对，用于实现主备设备之间端口保护对应关系，还包括仲裁倒换定时器，用来检测主备端口状态。在通信主用链路故障后，通过该方法可将备用链路自动升为主用链路，承担上行业务。同时本方法只对保护对中的主备端口状态进行检测处理，实现了对主干端口的灵活保护，另外采用两种检测方法，可解决不同组网方式下的链路稳定性问题。

Description

一种宽带通信设备上行保护方法及系统

[技术领域]

本发明涉及一种宽带通信设备上行保护方法及系统。

[背景技术]

随着互连网宽带业务的普及，用户对上网业务的要求不仅仅是优越的性能，更加希望上网业务的稳定，因此运营商对于宽带通信设备的稳定性和自动保护能力的要求也越来越高。同时伴随着宽带接入设备承担越来越多的服务，其自动恢复能力变的尤为重要。

目前，宽带接入设备普遍采用主备机制保证业务的正常稳定，但是当上层设备的物理连接中断导致业务中断时，更换物理线路就会花费大量的时间，所以需要设备能够自动启用备用线路来承担起用户的上网业务，以保证业务能够顺速恢复。

为了防止主板物理链路中断后导致业务中断，现有技术主要是通过采用配置物理光纤链路的保护机制，即保证在主板物理链路中断而备板物理链路正常情况下，备板自动升为主板承担起整个上行业务。物理光纤链路保护机制不够灵活，无法支持各种不同形式下的组网应用，同时该机制针对的是整个主、备板的所有端口，当主备板多个端口上行到多个不同的主备设备时，会存在以下问题：

(1)当主板部分端口物理链路中断，主板链路正常的端口个数大于备板链路正常的端口个数时，不会自动进行倒换，这样不可避免的会造成部分上网业务中断；

(2)当主板部分不涉及业务的端口物理链路中断时，也会导致主板链路正常的端口个数小于备板链路正常的端口个数，此时备板也会升为主板，从而造成主干上网线路中断：

(3)如上行接入不支持主备保护的两台传输设备，则要求主备宽带接入设备不能同时处于激活状态，否则会造成路由混乱，对于此种情况，现有技术无法支持。

[发明内容]

本发明技术正是为了防止宽带接入设备物理端口链路故障造成上行业务的中断，针对目前方法的缺陷，采用建立保护对机制来实现主板物理端口链路故障后备板可以自动升为主板承担起整个上行业务，并且保证网络的稳定接入，使得在各种不同的组网形式下均能保证业务的稳定接入。

本发明提供一种宽带通信设备上行保护方法，包括：在宽带接入设备的主用设备上选择主用设备上部分主干链路端口设置成被保护端口，在备用设备上选择对应的端口设置成保护端口，形成保护对，当系统检测到保护对中的至少一个被保护端口发生链路故障时，会引发备用设备自动替换主用设备工作，其中，对保护端口链路故障的检测方法包括：

当宽带接入设备的对接设备支持主备自动倒换功能时，采用基于端口状态检测的保护方法；当宽带接入设备的对接设备不支持主备自动倒换功能时，采用基于延时检测的保护方法。

进一步地，所述方法只选择主用设备上部分主干链路端口设置成被保护端口。

更进一步地，所述方法在一对主备设备之间，可设置一对或多对保护对。

更进一步地，所述方法只对主用设备端口中的被保护端口进行状态检测判断。

更进一步地，所述状态检测判断是通过系统对被保护端口进行定时自动查询来实现的。

更进一步地，当宽带接入设备的对接设备支持主备自动倒换功能时，采用基于端口状态检测的保护方法，具体步骤包括：

601、检测到被保护端口链路故障后，立即通知主用对接设备关闭工作端口，如经过第一时间段之后，被保护端口和保护端口都没有链接成功，则转入步骤602；

602、通知主用对接设备打开工作端口，当被保护端口故障，保护板端口链接正常时，转入步骤603执行。如经过第二时间段之后，被保护端口和保护端口都没有链接成功，则继续转入步骤601执行；

603、启动自动倒换机制，备用设备升为主用设备，承担起整个上行业务。

更进一步地，所述步骤601、602每一步骤执行期间如被保护端口链路恢复正常状态，则继续维持原来主备关系。

更进一步地，当宽带接入设备的对接设备不支持主备自动倒换功能时，采用基于延时检测的保护方法，具体步骤包括：

801、检测到被保护端口链路故障后，通知主用设备的对接设备关闭工作端口，备用设备的对接设备打开工作端口，如果保护端口链接成功，则转入步骤803执行，如第三时间段后，保护端口没有链接成功，则转入步骤802；

802、通知备用设备的对接设备关闭工作端口、主用设备的对接设备打开工作端口。如被保护端口链接成功，则继续维持原有主备关系，如第四时间段后，被保护端口没有链接成功，则继续转入步骤801执行；

803、启动自动倒换机制，主用设备的对接设备关闭工作端口、备用设备的对接设备打开工作端口，备用设备升为主用设备承担起整个上行业务。

通过本发明所提供的保护方法，在通信主用链路故障后，可将备用链路自动升为主用链路，承担上行业务。同时本方法只对处在保护对中的主备端口状态进行检测处理，实现了对主干端口的灵活保护，另外采用两种检测方法，可解决不同组网方式下的链路稳定性问题。

[附图说明]

图1是端口状态保护对组网应用示意图。

图2是端口状态检测处理机制示意图。

图3端口延时保护对组网应用示意图。

图4是端口延时检测处理机制示意图。

[具体实施方式]

结合附图和实施例，对本发明做进一步详细说明：

针对目前对主备设备上所有端口进行板级保护方式的缺陷，本发明提供的宽带通信设备上行保护机制，通过建立保护对来实现对DSLAM(数字用户线多路复用器)的主板端口进行保护.保护对指定了主板的被保护端口和备板的保护端口，在对主备板的物理端口状态判断时，只对已经建立了保护对关系的被保护端口和保护端口进行判断处理.对于未建立相应保护关系的主备板端口，系统将不做处理判断.组网应用的时候，我们可以灵活的配置端口保护对，比如为了防止主干线路的链路中断，只为重要的主干线路配置主备保护对.

建立保护对时，我们设立了两种工作方法：基于端口状态检测方法和基于延时方法，这两种方法对保护端口的检测、处理方式都是不同的，我们可以在各种不同的组网应用中灵活的使用这两种不同工作方法。

(1)基于端口状态检测方法

这种机制必须应用在宽带接入设备和对接设备均支持自动倒换功能时。

如图1所示，OSN6(传输设备开放存储网络)的主用EMS7(网络部件管理系统)与DSLAM1的主用主控板2相连，备用EMS8与DSLAM1的备用主控板3相连，DSLAM1的主板端口4、备板端口5之间已经配置为基于端口状态的保护对，即主板端口4为被保护端口，备板端口5为保护端口。DSLAM1的被保护端口4链路故障、保护端口5处于链路正常状态时，将会触发DSLAM1主备倒换，同时会引发对接设备OSN 6的主用EMS7上对应端口链路中断、备用EMS8上对应端口链路正常，从而触发OSN6的主备倒换，可使上行备用设备升为主用设备承担起整个上行业务，原先的主用设备降为备用设备。

这种机制的具体实现方法为：组网配置时将DSLAM的主备板与OSN设备相连的端口配置为基于端口状态检测保护对。

保护对配置成功后，系统就启动一个100MS的仲裁倒换定时器，用于轮询检测主备端口的状态，仲裁倒换定时器伴随着第一个保护对的出现而启动，最后一个保护对的删除而终止，整个系统只存在一个仲裁倒换定时器；同时启用一个1S的保护对检测定时器，用于检测保护对是否还存在，保护对检测定时器伴随着每个保护对的出现而出现，每个保护对均会分配一个保护对检测定时器，用于判断保护对自身的存在与否；采用90S关/7S开机制来实现对主用主控板上保护端口的反复循环查询处理，90S关/7S开机制的时间判断也通过1S定时器实现。

对于不存在保护对关系的端口，系统不会处理控制其状态。

如图2所示，端口状态检测处理机制的工作步骤如下：

1、备用主控板的TX和RX将一直处于打开状态，系统根据仲裁倒换定时器不停轮询检测保护端口状态，一旦保护端口链路故障后，进入T2时间态；

2、T2时间态是链路故障处理态。该时态内对保护端口TX启用90S关/7S开处理机制，即将保护端口的TX端先关闭90S，RX一直处于打开状态，从而促使对端设备OSN的主用EMS端口链路中断90S。与此同时，系统根据100MS仲裁倒换定时器不停检测保护端口和被保护端口的状态，90S超时后如果保护端口和被保护端口均未链路正常，则进入T1时间态；

3、T1时间态是指链路故障恢复态。该时间态内将被保护端口TX端开启7S，促使对端设备OSN主用EMS端口链路恢复正常7S；7S过后若保护端口和被保护端口都没有恢复链路正常状态，则又回到第2步开始执行。

T1、T2时间态内，系统对被保护端口进行如此反复循环处理过程中，会利用100MS的仲裁倒换定时器的控制，每隔100MS对保护端口和被保护端口进行链路检测，若检测到被保护端口先恢复正常，即恢复主板正常态，则继续维持原来得主备关系；如检测到保护端口链路先恢复正常，即恢复备板正常态，则立即启用自动倒换机制，备用主控板升为主用，同时承担起整个上行业务，从而促使对接OSN设备主用EMS端口链路中断，备用EMS端口链路正常，进而引发OSN设备主备倒换，从而使得备用设备升为主用设备承担起整个上行业务.

(2)基于端口延时的检测机制

在对接端设备不支持自动倒换功能时，需采用基于端口延时的检测机制。

在对接端设备不支持自动倒换功能的情况下，我们无法通过基于端口状态检测方法来实现上行保护，因为基于端口状态检测方法在处理时备用板的TX端口一直处于打开状态，那么业务正常的情况下，主备主控板端口的TX均可以发光，这样就会造成对接设备接口一直处于链路开通状态，造成上层设备路由混乱。鉴于上述原因，我们需要保证主备主控板端口的TX端口不能同时处于激活状态。

如图3所示，将DSLAM1的主用主控板2的端口与主用BAS9(宽带接入服务器)相连，备用主控板端口3的与备用BAS10相连，主用BAS9与备用BAS10接入上层网络中，此时主用BAS9与备用BAS10两者端口不能同时处于正常链路态，否则会造成上层网络到DSLAM设备的路由混乱。在此种组网情况下，我们将主用主控板2上主用端口4、备用主控板3上备用端口5配置为基于端口延时的保护对，即主用端口4为被保护端口、备用端口5为保护端口。被保护端口4链路正常情况下，接入业务通过主用主控板4接入主用BAS9，路由到上层网络中，而保护端口5的TX端将处于关闭状态，从而备用BAS10的接口处于链路中断状态，防止路由的混乱。

基于端口延时的检测机制的实现方法为：采用3S开/3S关开机制来实现对被保护端口的反复循环查询处理。系统也会分配一个100MS的仲裁倒换定时器和1S的保护对检测定时器。仲裁倒换定时器的作用与端口状态处理机制一致，是用于检测保护对中的端口链路状态，只要系统中存在保护对就会产生仲裁倒换定时器，整个系统中只会有一个仲裁倒换定时器；保护对检测定时器同样也是用于检测保护对的存在与否，同时也将用于3S开/3S关的轮询机制中的时间判断。

如图4所示，基于端口延时的检测机制的工作步骤如下

1、系统根据仲裁倒换定时器不停轮询检测被保护端口状态，一旦被保护端口链路故障后，进入T3时间态；

2、T3时间态内，系统会将被保护端口的TX端关闭，同时将保护端口的TX端开启，这样做是为了让对接的主用BAS接口链路中断，备用BAS接口链路正常。与此同时保护端口和被保护端口的RX端将一直处于打开状态，该阶段维持3S时间，若3S后该保护端口链路没有正常链接，则进入T4时间态；

3、T4时间态内，系统将被保护端口的TX端开启，同时将保护端口的TX端关闭，这样做是为了让对接的主用BAS接口链路正常链接，备用BAS接口链路中断。该阶段同样会维持3S时间，在这3S时间内会等待被保护端口链路的恢复正常。若3S后被保护端口链路未恢复正常，则又转到第二步开始执行。

系统不停的在T3时间态和T4时间态中切换，每个时间态维持3S时间.若T4时间态内被保护端口链路恢复正常，即恢复主板正常态，则维持原有主备关系，若T3时间态内保护端口链路恢复正常，即恢复备板正常态，则启用主备倒换机制操作，同步充分后，原备用主控板升为主用，原主用主控板降为备用，同时引起主用BAS接口链路中断，备用BAS接口链路正常，接入业务切换到新主用主控板上行，经过对接BAS接入上层网络中.

Claims (7)

1.一种宽带通信设备上行保护方法，其特征在于：在宽带接入设备的主用设备上选择主用设备上部分主干链路端口设置成被保护端口，在备用设备上选择对应的端口设置成保护端口，形成保护对，当系统检测到保护对中的至少一个被保护端口发生链路故障时，引发备用设备自动替换主用设备工作，其中，对保护端口链路故障的检测方法包括：

当宽带接入设备的对接设备支持主备自动倒换功能时，采用基于端口状态检测的保护方法；当宽带接入设备的对接设备不支持主备自动倒换功能时，采用基于延时检测的保护方法。

2.根据权利要求1所述的宽带通信设备上行保护方法，其特征在于：所述方法在一对主备设备之间设置一对或多对保护对。

3.根据权利要求1所述的宽带通信设备上行保护方法，其特征在于：所述方法只对主用设备端口中的被保护端口进行状态检测判断。

4.根据权利要求3所述的宽带通信设备上行保护方法，其特征在于：所述状态检测判断是通过系统对被保护端口进行定时自动查询来实现的。

5.根据权利要求1所述的宽带通信设备上行保护方法，其特征在于：当宽带接入设备的对接设备支持主备自动倒换功能时，采用基于端口状态检测的保护方法，具体步骤包括：

601、检测到被保护端口链路故障后，立即通知主用对接设备关闭工作端口，当被保护端口故障，保护板端口链接正常时，转入步骤603执行；如经过第二时间段之后，被保护端口和保护端口都没有链接成功，则转入步骤602；

602、通知主用对接设备打开工作端口，当被保护端口故障，保护板端口链接正常时，转入步骤603执行；如经过第一时间段之后，被保护端口和保护端口都没有链接成功，则继续转入步骤601执行；

603、启动自动倒换机制，备用设备升为主用设备，承担起整个上行业务。

6.根据权利要求5所述的宽带通信设备上行保护方法，其特征在于：所述步骤601、602每一步骤执行期间如被保护端口链路恢复正常状态，则继续维持原来主备关系。

7.根据权利要求1所述的宽带通信设备上行保护方法，其特征在于：当宽带接入设备的对接设备不支持主备自动倒换功能时，采用基于延时检测的保护方法，具体步骤包括：

801、检测到被保护端口链路故障后，通知主用设备的对接设备关闭工作端口，备用设备的对接设备打开工作端口；如果保护端口链接成功，则转入步骤803执行，如第三时间段后，保护端口没有链接成功，则转入步骤802；

802、通知备用设备的对接设备关闭工作端口、主用设备的对接设备打开工作端口，如被保护端口链接成功，则继续维持原有主备关系。如第四时间段后，被保护端口没有链接成功，则继续转入步骤801执行；

803、启动自动倒换机制，主用设备的对接设备关闭工作端口、备用设备的对接设备打开工作端口，备用设备升为主用设备承担起整个上行业务。

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