CN101106424B - 用于监视传输光网络的光连接通道的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

一种用于透明光网络的光连接通道监视设备，包括分析装置(80，81)，所述分析装置适于检测正在所述网络的某点处通过的光信号中携带的节点特征标，每个节点特征标包括与所述网络的交换节点唯一相关联的信息。所述分析装置包括计算装置(81)和错误检测装置(81)，其中，所述计算装置适于从所述检测到的节点特征标确定跳数，所述错误检测装置适于将所述跳数与预定阈值相比较，以便当超过所述阈值时，检测出与所述光信号相关的路由错误。在一个实施例中，监视设备根据检测出的节点特征标来检测环路。

Description

用于监视传输光网络的光连接通道的方法和设备
技术领域
本发明涉及透明光网络，更具体地，本发明涉及通过光网络的交换节点跟踪在光网络中建立的光连接通道。
这里，“光连接通道”意指被一个或多个光信号使用的物理通道或者路由，所述光信号在透明光网络中一个或多个给定的波长上发送。此类物理通道由光线路部分定义，所述光线路部分通常由光纤和透明通信节点连接对组成。
此外，这里的“透明光网络”意指在信号一直保持在光域中的网络。
而且，这里的“透明交换节点”意指至少包含一个光交换装置的透明类型的网络设备，所述的网络设备负责交换具有已被复用波长或者将被复用波长的信道，所述的信道来自上游光线路并且去往下游光线路。
此外，此处“复用”意指不同波长而结合起来使用相同介质的一组信道。因此，与不同波长相关联并且结合起来使用相同介质的信道可以被复用在一起形成复用。因此，光连接通道与波长信道或者波长复用相关联，特别地，所述光连接通道与形成相同连接的波长复用相关联，也就是说光连接通道作为单个逻辑实体被处理。为了便于实施流量工程，大量具有不同源和/或目的地的波长信道在其各个物理路由的公共部分上可以被聚合起来，以便在此公共部分上作为单个连接被处理。
背景技术
如本领域的技术人员所知，对于操作人员来说，重要的是了解在透明光网络的交换节点之间建立的光连接通道是否匹配于这些交换节点的光交换设备的各自程序状态。任何不适配性都来源于编程、交换节点运作或者光线路部分的问题，所述问题必须被解决。
为了验证以上提到的适配性，网络采用称为“光连接通道跟踪和验证”的方法。因此，此验证会验证光连接通道的连接性，也就是验证信道是否连接正确的源和正确的目的地。在非透明光网络中，因为在交换节点中存在光/电/光类型的信号转换，因此这个验证相对容易，所述信号转换通过增加控制流量来验证每个接收机在每个连接上被连接到相应源。
在透明光网络中，情形并非如此，因为不存在光/电/光类型的信号转换(所述的光交换设备工作在物理层上，更确切地说，工作在信道的波长上)。
针对此问题，提出了若干解决方案。
第一种方案是非透明网络中情形的外推，即为了测试各种光连接通道的源和目的地之间的匹配，在光线路中插入控制流量。此解决方案的主要缺点是要消耗带宽，并且不传送关于任何错误的位置的信息，这使得修复更加困难。
第二种解决方案在于将至少一个通过过调制被应用到所述信道的频率与所述网络中使用的每个信号源(并由此每个信道)相关联。在网络中所选位置处分析波长，确定所述过调制频率或者所应用的频率，从而根据网络管理者提供的信息发现存在哪个信道。所述信息至少包括所述过调制频率和所述信道之间的对应关系，以便可以确定由该信道采纳的通道。此解决方案由Tropics公司提出，具体产品的名称是
第二个解决方案需要使用与网络中所使用的信道的数目同样多的例如可变光衰减器(VOA)类型的处理模块。所述可变光变衰减器位于光交换设备的每个上路端口(add port)的上游侧，以对被添加到业务流中的信道进行过调制。这导致了高成本，并且当一定规模的网络转变成更大规模的网络时(这称为“可扩展性”)会产生问题，因为新的信道必须应用新的过调制频率。
美国专利US2003/0099010提出一种用于波分复用光网络性能监视的系统，在所述系统中，每个节点包括编码器，所述编码器使用光信号进入的光纤的特征标(signature)对离开节点的所述光信号进行调制。为了检测光纤的断裂、放大器故障或者收发机故障，此系统测量每个特征标相关联的信号的功率。为了估计是哪个信道正在传输中经过哪个光纤，该系统在所述网络的各个点处联合地监测是否存在所述光纤特征标和所述信道特征标。
欧洲专利EP 1 347 591提出一种用于波分复用光网络的故障检测系统，在所述系统中，所述验证设备检测是否存在特征标，所述特征标以唯一的方式被分配给网络单元。为了检测链路和网络单元的故障，所述系统相对于网络的正确图像处理被所述验证设备检测到的信息。所述网络的正确图像由网络管理者生成和更新。
发明内容
本发明的一个目的是提出一种用于检测透明光网络中其它类型错误的方法和设备，所述其它类型错误尤其是影响波长信道的路由错误、网络管理平面层次的配置错误以及硬件原因或者人为原因所导致的错误。本发明的另一目的是提出用于快速和经济地检测透明光网络中错误的方法和设备。
为此，本发明的第一方面提出一种用于透明光网络的光连接通道监视方法，在所述透明光网络中，多个交换节点中的每个节点分别分别适于从所述交换节点的上游侧链路到所述交换节点的下游侧链路之间透明地传递光信号，并且使用节点特征标对所述光信号做标记，所述节点特征标包括与所述交换节点唯一相关联的信息，所述方法包括检测所述节点特征标的步骤，其中在所述网络的点上传输的光信号被用所述节点特征标做标记，所述方法特征在于包括下列步骤：
从所述检测到的节点特征标确定跳数，并且
将所述跳数与预定阈值相比较，如果超过所述预定阈值，则检测出所述光信号有关的路由错误。
采用这种方法，所述节点特征标可以用于实现网际协议分组中生存时间(TTL)参数类似的功能。例如，此方法可以检测出光信号在网络中丢失了路径，或者检测光信号到达网络部分(该网络部分是外网)是否存在风险，和/或由此检测光信号被传递到其并未打算前往的代理是否存在风险。该检测使得在所述交换节点处可以采取校正测量，和/或为了在所述网络的其它节点采取校正测量而对网络管理系统发出告警。例如，跳数可以被确定为对所述光信号做标记的独立的节点特征标的数目，或者被确定为所检测到的特征标所代表的不同通信节点的数目。
所述预定阈值可以根据网络的拓扑来固定，例如，根据以跳数表示的所述网络的直径。光网络的拓扑通常不会频繁变化，由此所述阈值将不必频繁更新。因此，错误检测本质上是本地进行的，没有必要同知晓所述整个网络的情况的网络管理者进行密集的交互。
在所述网络的任何一点可以实现此方法。优选检测所述网络的交换节点接收到的光信号所携带的特征标。
所述方法的特定实施例包括终止所述光信号和从所述网络提取所述光信号的步骤，针对所述光信号检测所述路由错误。例如，可以在检测到所述错误的网络位置附近的交换节点处或者在实施所述检测的交换节点处实施此提取和终止。
优选地，检测仅具有一个波长的光信号所携带的特征标。可选实施例检测包括多个波长的光信号所携带的特征标，所述多个波长属于同一个连接，也就是说所述多个波长在所述网络中被一起进行交换，因此通过相同的端口和相同的连接采纳公共的通道。例如，在此实施例中，所述波长属于在所述网络中全部被一起进行交换的波带。
在所有情形中，提供在网络中分离正在传输中的一个或多个波长复用信道以获得光信号的步骤，所述光信号的特征标是必须检测的。
本发明还提供一种用于透明光网络中的光连接通道监视设备，包括：分析装置，适于检测正在所述网络的点上传输的光信号所携带的节点特征标，每个节点特征标包括与所述网络的交换节点唯一相关联的信息，
所述设备特征在于，所述分析装置包括计算装置和错误检测装置，所述计算装置适于从所述被检测的节点特征标确定跳数，所述错误检测装置适于将所述跳数与预定阈值相比较，如果超过所述阈值，则检测出与所述光信号相关的路由错误。
优选地，所述计算装置将跳数确定为检测到的独立的节点特征标的数目。例如，此实施例适用于每个节点仅被分配一个特征标的网络。
在一个特定实施例中，所述设备包括特征标目录，所述特征标目录标识多个节点特征标以及与每个节点特征标相关联的各个交换节点，所述计算装置适于与所述特征标目录协作来确定所述跳数。用该方法，所述计算装置可以在其它特征标中识别所述节点特征标，和/或考虑节点的特殊性，例如节点采用多个特征标对通过其的光信号做标记。此处“特征标目录”意指标识节点特征标和节点之间关联性的参考信息。该信息例如采用表格形式或者某种其它形式为述计算装置所用。
有利地，所述设备包括告警装置，所述告警装置适于产生与检测到所述路由错误的所述光信号有关的告警信号。例如，可以为网络管理系统产生告警信号。此处“网络管理系统”意指被连接到所述网络的交换节点的集中式系统或者例如包括多个管理模块的分布式系统，所述管理模块分布在所述网络的多个交换节点之间。
在一个特定实施例中，所述设备与接收所述光信号的交换节点相关联，所述设备包括控制装置，所述控制装置适于命令所述交换节点的交换设备终止或者提取被检测出所述路由错误的所述光信号。
有利地，所述分析装置包括光滤波模块，所述光滤波模块用于在网络中分离正在传输中的波长复用中的一个或多个信道并且用于提供所述波长信道特别是属于相同连接的多个信道，以作为必须进行特征标检测的光信号。例如，所述光滤波模块包括信道解复用器、波带解复用器和可调节滤波器。
本发明的第二方面提供用于透明光网络的交换节点的光连接通道监视设备，所述交换节点包括处理装置、至少一个光输出、至少一个光输入和交换装置，所述处理装置适于使用至少一个节点特征标对光信号做标记，所述节点特征标包括与所述交换节点唯一相关联的信息，所述光输出适于将所述被标记的光信号传送到所述网络中，所述光输入适于耦合到上游光线路，所述交换装置将所述输入中的至少一个耦合到所述输出中的至少一个，所述光连接通道监视设备包括分析装置，所述分析装置适于在所述处理装置的上游侧分析所述交换节点接收到的光信号以检测一个或多个特征标，所述光信号被所述特征标标记，所述光连接通道监视设备特征在于：所述分析装置适于搜索与所述交换节点相关联的所述至少一个节点特征标，如果所述被接收的光信号被所述处理装置的上游侧的所述交换节点相关联的节点特征标做标记，则检测出路由错误。
当只存在一个与所述节点相关联的节点特征标时，所述分析装置适于检测所述光信号中是否存在该特征标。当存在多个与所述节点相关联的节点特征标时，所述分析装置优选地适于检测所述特征标中的任何一个是否存在。因此，一旦在网络中发生环回路由，就有可能检测到光信号两次通过所述交换节点。此检测使得可以在所述交换节点处采取本地校正措施，和/或为了在所述网络的其它节点处采取校正措施而对网络管理系统进行告警。在此，错误检测本质上再次是本地的，没有必要同知晓所述网络全局情况的网络管理者预先进行交互。
有利地，所述设备包括告警装置，所述告警装置适于产生与被检测到所述路由错误的所述光信号有关的告警信号。例如，可以对网络管理系统产生所述告警信号。此处“网络管理系统”意指被连接到所述网络的交换节点的集中式系统或者例如包括多个管理模块的分布式系统，所述管理模块分布在所述网络的多个交换节点之间。
在一个特定实施例中，所述设备与交换节点相关联，在所述交换节点中接收所述光信号，所述设备包括控制装置，所述控制装置适于命令所述交换节点的交换设备终止或者提取被检测到所述路由错误的所述光信号。
分析装置优选地适于在仅具有一个波长的光信号中搜索至少一个所述节点特征标。
根据另一实施例，所述分析装置适于在波长的复用中搜索至少一个所述节点特征标。
有利地，分析装置包括分析模块，所述分析模块适于可选择性地工作在单信道工作模式和多信道工作模式，在单信道工作模式中，在仅具有一个波长的光信号中搜索至少一个所述节点特征标，而在多信道工作模式中，在波长的复用中搜索至少一个所述节点特征标。
所述分析装置优选地同例如存储器的存储装置协作，所述存储装置存储与所述交换节点相关联的单个特征标或者多个特征标。
依据本发明，上文和下文中所提的光连接通道监视设备可以与透明光网络的交换节点的光交换设备组合到一起，所述光交换设备首先包括至少一个输入端口，所述输入端口适于耦合专用于传送复用信道的上游光线路，第二，包括至少一个输出(输出端口或者下路端口，所述输出端口适于耦合专用于传送复用信道的下游光线路)，第三，包括适于将每个输入端口耦合到每个输出的交换装置。
该光交换设备的特征在于其进一步包括处理装置，所述处理装置负责将特征标添加到到达交换节点的每个输入端口的信道，所述特征标包括至少代表此交换节点的第一信息。
此处“特征标”意指应用于信道或者复用的任何修改，用于在给定位置标记信道或者构成复用的信道的通过。
所述光交换设备可以具有独立的或者组合的其它特征，具体为：
-它的处理装置可以负责将特征标添加到一个信道或者每个信道(或者一个复用或每个复用中的一个信道或每个信道)，所述特征标包含第一信息和第二信息，所述第一信息表示它们自己的交换节点，所述第二信息表示接收所述信道的输入端口；
-它的处理装置可以负责以选定频率将相同幅度过调制(形成第一信息)应用到每个输入端口所接收的一个信道或者每个信道(或者一个复用或者每个复用中的一个信道或者每个信道)，所述选定频率表示它们自己的交换节点；
-例如，所述交换设备的处理装置可以负责将分别代表输入(或者上路)端口的不同频率或者不同相对相位(形成第二信息)的幅度过调制应用到第一信息(适当情况下应用到所述过调制)，所述第一信息被应用于不同输入(和上路)端口接收到的信道；例如通过调制所述过调制频率用FSK码可以标识所述端口；
-它的处理装置可以包含许多处理模块，其数目至少等于输入端口的数目，每个处理模块负责向相应输入端口所接收到的信道添加特征标；
-它的处理装置可以包含至少一个附加处理模块，负责向耦合到上路模块的上路端口引入的信道添加所述信号；
-它的处理装置可以包含许多附加处理模块，其数目至少等于上路端口的数目，每个附加处理模块负责向相应上路端口所引入的信道添加特征标；
-例如，每个处理模块可以采取电控制的可变光衰减器的形式；
-同样地，所述光交换设备可以包含分析装置，所述分析装置负责分析被所述输出中的一个或者至少一些所传递的信道，以为了识别已被它们自己的交换节点的处理装置添加到所述信道的特征标；
这些分析装置可以负责依据被输出所传递的信道的确定和被所述交换设备的处理装置添加到所述每个信道的特征标来确定所述交换设备的物理状态，以验证所述交换设备的所述物理状态和编程状态之间的对应关系，以及在对应关系的情况下生成告警消息，所述编程状态定义了必须被传递给所述输出和输入端口，其中信道必须在所述输出和输入端口上到达所述交换机；
这些分析装置可以负责分析被所述输出传递的信道，以便识别所述信道在传输中已经通过的每个交换节点(包括它们自己的)的所述处理装置添加到所述信道的每个特征标；
这些分析装置可以负责分析被信道或每个信道在传输中经过的每个交换节点(包括它们自己的)的所述处理装置添加到所述信道中的第一信息的第二信息；
这些分析装置包含许多分析模块，其数目等于将被分析的输出信道的数目，每个分析模块负责分析被相应输出接收的一个或多信道；
可选地，提供包含输入、至少一个输出和分析装置的交换机，所述输入耦合到各个将被分析的输出，所述分析装置包含集中的(pooled)分析模块，所述分析模块包含耦合到所述交换机的输出的输入，并且负责分析将被所述交换机选择分析的输出之一所接收的一个或多信道；
每个分析模块包括光滤波子模块、至少一个光/电转换子模块和电分析子模块，所述光滤波子模块负责分离被相应输出传递的一个或多信道，所述光/电转换子模块负责将每个信道转换成电信号，所述电分析子模块负责识别被添加到每个单独信道的特征标；
-它的处理装置可以负责同时将特征标应用到复用的全部信道中；
-它的交换装置可以包含：第一，包括N个广播模块的第一级，所述每个广播模块具有第一输入和M个第一输出，所述第一输入耦合到所述输入端口之一，每个第一输出适于传递被第一输入接收的复用信道的至少之一；第二，包括M个合并模块的第二级，所述合并模块每个都具有第二输出和N个第二输入，所述N个第二输入每个适于接收至少一个波长信道，所述第二输出耦合到构成所述输出之一的输出端口，并且适于传递在所述第二输入之一上接收的至少一个信道；第三，包括至少N×M光链路的第三级，所述光链路将至少第一输出耦合到所述第二输入，以便N个广播模块的每一个耦合到M个合并模块的每一个；
例如，可以从具有一个输入和M个输出的光耦合器以及例如WSS(波长选择开关)类型的波长选择模块中选择这些广播模块；
例如，从具有N个输入和一个输出的光耦合器和例如WSS类型的波长选择模块中选择这些合并模块。应当注意到，所述功能模块是非选择性类型的而所述广播模块是选择性类型的，或者所述合并模块是选择性类型的而所述广播模块是非选择性类型或选择性类型。
本发明的第三方面提供用于透明光网络的光连接通道监视方法，其特征在于包括下列步骤：
在网络的至少一个网络单元中，使用转接点特征标(transit pointsignature)标记在所述网络单元中传输中的光信道，所述转接点特征标与所述网络单元唯一相关联，
检测在网络单元中传输的波长复用携带的转接点特征标，
针对影响所述波长复用的异常状态而搜索检测到的转接点特征标，
响应于检测到影响所述波长复用的异常状态，分离所述波长复用的波长子集并搜索影响所述波长子集的连接故障。
此处网络单元是指任何简单或复杂、本地或延伸的硬件单元，所述硬件单元在所述网络中具有确定的位置并且适于透明地传递光信号或者将光信号发送到网络，所述网络单元例如交换节点、输入端口、输出端口、上路端口、下路端口、诸如波导或光纤的光链路、单波长光信号源、波分复用光信号源等。
在转接点特征标与相应网络单元唯一相关联的情况下，例如，如果转接点特征标被标记在复用上，那么多个波长信道可以携带相同的特征标。如上所述，通常先前的波长解复用是必需的，例如借助于信道或者一组信道所携带的转接点特征标来识别影响一个或多个波长信道的路由异常。于是，为了同时检测每个波长信道各自携带的特征标，需要大量的检测设备，也就说，需要与所存在信道同样多数目的检测设备，此缺点就是硬件成本较高并且总体尺寸较大。可选地，采用单个可调谐检测设备来连续地检测各个波长信道所携带的特征标，这需耗费较长时间。本发明在这个方面的基本思想是：存在这样的情形，其中借助于完整的波长复用所携带的转接点特征标，路由异常是至少部分可被检测的。因此，无需大量的特征标检测设备，在所述这些情形中，仍然有可能快速获得影响所述频谱复用中至少某些信道的路由异常的指示，以为了快速生成告警，或者为了准备或执行正确的措施，例如针对有关光信号激活保护通道或保护部件。当产生更所述异常的更精细的特征时，可以实现这些告警措施、准备措施和保护措施，此时需要对所述频谱信道的多个部分进行连续的处理。在各个实例中，波长子集包括单个波长信道或者多个波长信道，例如频谱带。此外，检测到的异常状态的属性可以用作搜索到的关于所述波长子集的故障的指示。
在第一实施例中，在连续的时间上检测所述波长复用携带的所述转接点特征标，对于所述异常状态的搜索包括随着时间的过去检测被检测到的转接点特征标的变化。此实施例的优点是如果监视下的连接通道出现变化，能够快速地触发告警。
优选地，所述异常状态包括从网络中光连接通道的编程解相关的所述转接点特征标的变化，对于所述异常状态的搜索包括对应于检测到的变化，搜索网络中用于重新配置指令的光连接通道的编程的步骤。例如，在此情形中，所搜索的有关一个或每个波长子集的故障可以是与以上所述异常状态相同类型，例如，所述波长子集的特征标的变化或者波长信道在测量点的出现或者消失。要搜索的故障还可以是出现不匹配所述网络的编程的交换状态。相反地，如果检测到对应于所述特征标的变化的重新配置指令，那么不会检测到异常状态或者相应故障。在此情形中，所述方法可以用于确认所述网络的控制平面所接收到的重新配置指令是否在数据平面正确执行，并且用于适当时向所述网络的管理系统发送确认信号。
在第二实施例中，针对在处理装置的方向上被导向的光信号检测转接点特征标，所述处理装置适于使用至少一个分配给所述处理装置的转接点特征标对所述光信号做标记，所述异常状态包括在所述处理装置的上游侧的所述光信号中出现分配给所述处理装置的转接点特征标。此实施例检测环回连接通道的出现。在此情形中，针对一个或每个波长子集搜索的故障可以是与以上所述异常状态相同类型的，即对于所述波长集出现环回连接通道。
所述方法有利地包括在波长复用中选择另一波长子集并搜索影响所述另一波长子集的故障的步骤。例如，及时重复选择波长子集和搜索故障的步骤以使得所述步骤被应用到所述波长复用的全部波长信道。或者，重复这些步骤直到关于波长子集检测到引起所述异常状态的故障。
有利地，所述方法包括检测所述或者每个单独波长子集携带的转接点特征标的步骤，依据在所述波长子集中检测到的转接点特征标来执行所述故障搜索。
优选地，转接点特征标利用光信号的幅度过调制来标记，转接点特征标的检测包括测量光信号携带的幅度过调制的频谱。可以针对预定频率集测量此频谱，所述预定频率集例如根据所述网络中使用的频率而选定的预定频率范围。如果使用其它类型的特征标，则相应地调整所述分析装置。
有利地，所述方法包括响应于对影响所述波长复用的异常状态的检测，向所述网络的管理系统发送告警信号的步骤。
本发明的第三方面还提出至少一个网络单元中的用于透明光网络的光连接通道监视设备，该设备包含处理装置，所述处理装置适于使用与所述网络单元唯一相关联的转接点特征标对在所述网络单元中传输的光信号做标记，所述设备特征在于包括：
网络单元中的多信道分析装置，用于检测在所述网络单元中传输的波长复用携带的转接点特征标，所述多信道分析装置适于依据检测到的转接点特征标来搜索影响所述波长复用的异常状态，
光分离装置，用于分离所述波长复用的波长子集，
单独信道分析装置，适于搜索影响所述单独波长子集的故障。
触发装置有利地适于响应检测到的影响所述波长复用的异常状态，触发所述单独信道分析装置来实现所述故障搜索。
在一个特定实施例中，多信道分析装置包括用于检测已检测到的转接点特征标随着时间的变化的时间比较装置。
优选地，指令分析装置适于在所述网络的光连接通道的编程中搜索对应于被所述时间比较装置检测到的转接点特征标的变化的重新配置指令。
在另一特定实施例中，所述多信道分析装置和所述单独信道分析装置适于检测向处理装置传送的光信号中的特征标，所述处理装置适于使用至少一个被分配给所述处理装置的转接点特征标对所述光信号做标记，所述多信道分析装置和所述单独信道分析装置适于搜索至少一个被分配给所述处理装置的转接点特征标。
本发明还提出一种(密集)波分复用网络的交换节点，所述网络装备以上描述的光连接通道监视设备。例如，这样的交换节点可以是透明光交叉连接或者可重新配置的光分插复用器(optical add/drop multiplexer)的形式。
附图说明
通过阅读下面详细的描述并结合附图的分析，本发明的其它特征和优点将会更加清楚，其中：
-图1是光交换设备的第一实施例的功能图，所述监视设备的不同实施例可以被安装在所述交换设备中，
-图2是光交换设备的第二实施例的功能图，所述监视设备的不同实施例可以被安装在所述交换设备中，
-图3是透明光网络的功能图，光通道监视设备安装在所述网络中。
-图4是图3网络的光交换节点的功能图，
-图5是图4监视设备的分析模块的功能图，
-图6是说明图4监视设备所实现的第一监视方法的流程图，
-图7是说明图4监视设备所实现的第二监视方法的流程图，
-图8是配备了监视设备的另一实施例的光交换节点的功能图，以及
-图9和图10表示被图8监视设备测量到的特征标的范围。
附图构成本发明的说明书的一部分，如果必要，有助于本发明的定义。
具体实施方式
在下文中，作为非限制性的例子，交换节点是适当情况下具有上路和/或下路功能(add and/or drop function)的透明光交叉连接或者光分插复用器。更一般地，交换装置在此是指能够选择性地允许在输入和输出之间通过或者不通过具有一个或者多个所选择的波长的光信号。
图1和图2表示交换节点NC的一个实施例，所述交换节点适于从其上游侧链路到其下游侧链路之间透明地通过光信号，并且采用节点特征标对所述光信号做标记，所述节点特征标包括与交换节点NC唯一相关联的信息。
交换节点NC包括具有N个输入端口的交换设备D，这些输入端口耦合到例如为光纤的各个光输入线路FEi(i＝1，...，N)，在所述光线路中，“循环”复用的信道也称为光信号频谱复用或者波长复用。在图1和图2中示出的例子中，下标i取值从1到4，因为(在所示的例证性例子中)N等于4。然而，这个后缀i不限于取为由所述交换设备D的输入端口的数目N所设置的值。此后缀i可以取从1到N的任何值，其中N不小于1(N≥1)。
例如，每个输入光纤FEi能够传送R个光信道(R>0)。
所述交换设备D还具有M个输出端口，所述输出端口耦合到例如为光纤的各个输出光线路FSj(j＝1，...，M)，在所述光线路中，“循环”复用的信道也称为光信号频谱复用。在图1和图2中示出的例子中，下标j取值从1到4，因为(在所示的例证性例子中)M等于4。然而，这个后缀j不限于取为由所述交换设备D的输出端口的数目M所设置的值。此后缀j可以取从1到M的任何值，其中M不小于1(M≥1)。
重要的是，所述M个输出端口组成M个输出。然而，所述设备可以具有一个或多个其它输出，所述每个输出定义下路端口(见下)。因此，此处输出意指下路端口或者耦合到输出光线路FSj的输出端口。
交换设备D还包括交换模块MC，所述交换模块在功能上可以被分为第一级E1、第二级E2和第三级E3。可以设计任何类型的交换模块MC，不仅仅是以上参考图1和图2的所述交换模块。
第一级E1(如图1和图2中示出)包括N个广播模块MDi(i＝1，...，N)，每个广播模块具有至少一个第一输入和M个第一输出。如上所指出的，在图1和图2示出的例子中，N和M等于4(N＝4，M＝4)，但M和N之类可以取不小于1的任何值(N≥1，M≥1)。
每个第一输入被设计为连接到交换设备D的输入端口，由此耦合到输入光线路FEi。
每个广播模块MDi负责将在其输入(耦合到输入光线路FEi)处接收的复用的光信道根据它们各自的波长交换到其M个第一输出中一个或多个。换言之，广播模块MDi提供“内部路由”功能，该功能使得所述广播模块能够将其在单个输入接收到的复用的一个或多个(甚至全部)光信道传递到其M个第一输出中的每个第一输出。
在图1和图2示出的例子中，每个广播模块MDi具有第一下路输出，其耦合到节点NC的一个或多信道R1或者R2的下路模块的下路端口(或者输出)。可替代地，下路模块R1和R2可以组成交换设备D的一部分。此外，图1和图2示出两个单独的下路模块，但是所述模块可以组合成单个模块。为了本地处理和/或者传送给至少一个被连接到所述节点NC的终端，该第一下路输出在所述节点NC处恢复包含在一个或多信道中的信号，所述信道是由输入线路FEi中任何一个传送的。
在图1中示出的第一个例子中，广播模块MDi是非选择性的类型。例如，广播模块是光耦合器(或者光分路器)，负责向其每个第一输出传送在其第一输入处接收到的全部光信道。
可替代地，广播模块可以是有选择性的类型。特别地，这是图2中示出的第二个实施例的情形。在此情形中，它们构成类似于本发明前面所述的WSS类型的波长选择模块(MD′i)。这些波长选择模块MD′i可以根据控制输入进行调节，并且能根据特定控制输入向其M个第一输出中的每一个传送从在其第一输入处接收到的光信道中选择的光信道或者从在其第一输入处接收到的复用光信道中选择的一组光信道组成的复用信道。重要的是，在第一输入处接收到的每个信道可以只被分配到单个第一输出。借助于集成的滤波器在内部实现信道选择。
T.Ducellier等人的论文“The MWS 1x4：A High PerformanceWavelength Switching Building Block”(ECOC’2002会议，2002年9月9日，哥本哈根)具体描述了WSS(波长选择开关)模块。
WSS类型的波长选择模块具有优势，尤其在于，同单个的耦合器所引入的插入损耗相比较，如果输出的数目(M)大于4，那么WSS类型类型的波长选择模块引入较低的插入损耗。
第二级E2(图1和图2中示出的)包含M个合并模块MFj，每个模块具有N个第二输入和至少一个第二输出，所述第二输出耦合到交换设备D的M个输出端口之一并且由此耦合到M个输出光线路FSj之一。
每个合并模块MFj)提供内部路由功能(适当情况下可编程)用于在一个或多个第二输出提供从在其N个第二输入接收到的光信道中选择的一个光信道或者从在其N个第二输入接收到的光信道中选择的一组光信道组成的复用信道。
在图1和图2示出的例子中，每个合并模块MFj具有耦合到节点NC的一个或多信道T1或T2的上路模块的第二上路输入。可替代地，插入模块T1和T2可以组成交换设备D的一部分。此外，图1和图2示出两个单独的上路模块，但是所述模块可以组合成单个模块。此第二上路输入使得向有关合并模块MFj馈送一个或多个信道，以在适当情况下将所述一个或多个信道与至少一个其它第二输入接收到的其它信道复用。
在图1和图2示出的例子中，合并模块MFj是选择性类型的。合并模块是例如前面所述的WSS(波长选择开关)类型的波长选择模块。在此情形中，合并模块根据控制输入可调整，并且根据特定控制输入，可以在其单个第二输出处传送从在其N个第二输入接收到的光信道中选择的一个光信道或者从在其N个第二输入接收到的光信道中选择的一组光信道组成的复用信道。
然而，所述合并模块可以是非选择性的类型。例如，在此情形中，所述合并模块可以由光耦合器组成，负责在一个或多个第二输出处传送由在其N个第二输入处接收到的全部光信道组成的复用。
通常来说，合并模块可以是所述非选择性类型或者选择性类型，而广播模块可以是非选择性类型或者选择性类型。
第二级E3(如图1和图2中示出的)包括至少N×M个光链路L，每个光链路耦合N个广播模块MDi(或者MD’i)中M个第一输出之一和M个合并模块MFj中N个第二输入之一。如图1和图2示出的，第三级E3还可以包括光链路L，所述光链路或者耦合N个广播模块MDi(或者MD’i)之一的第一输出之一和下路模块T1、T2之一的下路端口(或者输出)，或者耦合上路模块R1、R2之一和M个合并模块MFj中的至少一个的第二(上路)输入。
重要的是，广播模块MDi(或者MD’i)可以具有多个第一下路输出，如同合并模块MFj可以具有多个第二上路输入。
交换模块MC的第一实施例如上所述(参考图1)，所述广播模块MDi全部为光耦合器(光分路器)，而合并模块MFj全部是波长选择模块(例如为WSS类型)，而交换模块MC的第二实施例中(参考图2)，广播模块MD’i和合并模块MFj全部都是波长选择模块(例如为WSS类型)。然而，同样的，至少可以设计一个第三实施例，其中，广播模块全部都是波长选择模块(例如为所述WSS类型)，而合并模块全部都是光耦合器。
本发明不限于以上特别参考图1和图2所述的交换节点的例子。因此，交换模块MC的另一实施例可以包括第一级E1、第二级E2和第三级E3，所述第一级被安排为一个或多个解复用器的形式(在适当的情况下适于下路信道)，所述第二级被安排为一个或多个复用器的形式(在适当的情况下适于添加信道)，所述第三级被安排为交换矩阵的形式，所述交换矩阵连接所述解复用器的第一输出和所述复用器的第二输入。
交换设备D在其交换节点NC的每个输入端口处还包括处理装置MTi，所述交换节点适于向到达每个输入端口的每个信道(或者向到达每个输入端口的复用的每个信道)添加特征标，所述特征标至少代表它们被建立在其中的交换节点NC。
因此，每个采纳光连接通道的信道，在其“跨过”的(或者将其添加到业务流上的)每个节点NC中将包含代表该节点NC的第一信息的特征标添加到所述信道上。换言之，每个信道携带其通过其所采纳的光连接通道上每个节点的痕迹。那么，如下所述，有可能在每个节点中识别被添加到每个信道上的每个特征标，以便重新形成它已采纳过的通道(本地分析模式)，或者有可能在信道已采纳过的光连接通道的最后一个节点中识别被该光连接通道上的各个节点添加到所述信道上的每个特征标。
只要信道不经历任何的光/电/光转换，那么代表节点NC的任何类型的特征标都可以被节点NC的处理装置MTi添加到所述信道上。
注意，此处“特征标”意指为了标记信道或者组成所述复用的信道通过了给定位置而对所述信道或者复用应用的任何修改。
优选地，处理模块MTi适于将特征标同时应用到复用的全部信道上。
例如，节点NC的处理装置MTi可以用代表节点NC的频率fNC将相同过调制应用到每个输入端口接收到的每个信道，并且形成第一信息。在此情形中，所述网络的每个节点必须具有自身的过调制频率(也成为所述节点的导频音)。
优选地，每个过调制频率满足至少两个规则。
第一，每个过调制频率必须足够高以对安装在所述网络的光线路FEi和FSj上的放大器透明。当所述放大器是EDFA(掺铒光纤放大器)类型时，更是如此。如果调制频率低于第一阈值，这种类型的放大器会平滑其放大的信号。因此，为了通过掺铒光纤放大器时保持过调制，所述过调制频率必须高于第一阈值。优选地，每个过调制频率通常大约高于10KHz。
每个过调制频率必须足够低以在所述信道中信号所代表的数据的频谱之外。如果过调制频率超过第二阈值，这可以干扰所述信号，因为对应于代表一系列大量相同比特(1或0)的频率。因此，如果信号要不与过调制频率相互干扰，那么过调制频率必须低于第二阈值。优选地，每个过调制频率通常大约低于1MHz。
重要的是，被节点NC的处理装置MTi添加到每个信道上的特征标不仅可以表示该节点NC，而且可以表示接收该信道的输入端口。只要信道不经历任何光/电/光转换，那么除了第一信息之外，任何可以代表节点NC的输入端口(并且可以将其与该节点NC的其它端口相区别)的第二信息可以被该节点NC的处理装置MTi添加到所述信道上。
例如，节点NC的处理装置MTi可以将代表输入端口的第二信息应用到被添加到所述输入端口接收到的每个信道上的第一信息中。
例如，该第二信息可以是在通过第一信息应用的过调制中采取相移的形式。在此情形中，被添加到在不同输入端口处接收到的信道上的第一信息的相位彼此不同。例如，在图1和图2示出的例子中，处理装置MTi在耦合到第一输入光纤FE1的第一输入端口处可以不应用相移，在耦合到第二输入光纤FE2的第二输入端口处应用相移π，在耦合到第三输入光纤FE3的第三输入端口处应用相移-π/2，在耦合到第四输入光纤FE4的第四输入端口处应用相移π/2。
频率fNC的过调制(代表给定的节点NC)和相移(代表节点NC的N个输入端口之一)的组合形成特征标，所述特征标清楚地指示信道通过节点的哪个输入端口。给定此组合，没有必要提供提供不同节点的输入端口的第二信息(例如，不同的相移)。因此，每个节点处可以使用同个多种N个不同第二信息(例如N个相移)(当然在这些节点都具有相同数目的输入端口的情况下)。
此该实施例需要在网络中定义特征标的本地部分的参考，用于在给定节点NC确定输入端口。
例如，取代以应用到所述第一信息的选定相移的形式将第二信息应用到抵达给定输入端口的信道，可以将这样的信息应用到所述信道：所述信息以专用于输入端口的频率的过调制或者专用于该输入端口的比特的组合的形式识别所述端口。换言之，在第一种变体中，节点NC被分配一批与该节点唯一相关联的过调制频率，来自该批的各个频率被分配给所述节点的每个输入端口。
在第二变体中，在节点的输入端口处应用的过调制具有分配给该节点的特定频率，并且额外携带用于区分输入端口的各个二进制代码。通过在分配给所述节点的频率周围对过调制频率进行调制应用该代码。
例如，为了在每个输入端口添加每个特征标，处理装置MTi可以采取模块化的形式，如图1和图2中示出的。此种情形下，每个输入端口具有处理模块MTi，所述处理模块负责向其接收的信道添加代表其配备的节点NC的特征标。
例如，每个处理模块MTi可以是电控可变光衰减器。在此情形中，根据与包括接收它的输入端口的节点NC相关联的频率衰减其功率，由此将第一信息(或例如过调制)应用到信道上。这种类型(VOA)的处理模块MTi还能以选定相移的形式将第二信息应用到每个第一信息上，以将此输入端口与同一个节点NC的其它输入端口相区分。
除了VOA，其它类型的处理模块MTi可以用来向所述信道添加特征标。例如，可以使用调制器或者声光模块。
如图1和图2中所示以及如上所述，交换节点NC还可以包括耦合到其交换设备D的输出信道中的至少一些的分析装置MAi，以便确定至少已被添加到每个信道的特征标，所述信道被安装在同一个交换设备D的输入端口中的处理装置MTi所接收。
如示出的分析装置优选地分析每个输出端口。然而，同样可以设想分析装置分析下路端口。特别地，这使得在网络的最后节点可以进行端到端的分析。同样可以设想分析装置仅分析下路端口。
优选地，分析装置MAi能够确定已被信道所通过的每个交换节点(包括其自己的交换节点)的处理装置MTi添加到每个信道上每个特征标。如果分析装置MAi仅分析包括交换设备D的下路端口，例如即环网中的情形，那么这就特别必要。
所述分析装置可以是模块化类型或者集中共享(pooled)类型。
在集中共享型分析装置的情形中，单个分析模块分析被添加到被多个输出(输出端口和/或下路端口)传递的信道的特征标。在此情形中，将被分析的每个输出端口具有光Y分路器，一方面，所述光Y分路器耦合到相应输出光纤FSj，而另一方面，所述光Y分路器耦合到交换机的输出之一，所述交换机负责选择所述输出端口中之一来分析，并且在输出处传送要被分析的输出端口接收的信道以馈给所述集中型分析模块的输入。
在模块化分析装置的情形中，将被分析的每个输出将配备其各自的分析模块。特别地，这是图1和图2中示出的例子中输出端口的情形。更确切的说，为了在每个输出处确定被添加到每个信道的每个特征标，该输出具有光Y分路器，一方面，所述光Y分路器耦合到相应输出光纤FSj，而另一方面，所述光Y分路器耦合到相应分析模块MAi，并且负责采样此输出端口传送的信道的功率的小部分作为分析模块MAi的输入。例如，所述光Y型分路器是95％/5％的类型。
确定被添加到信道的特征标的方法取决于生成和添加特征标所采用的技术类型。不论使用何种方法，分析模块MAi必须首先借助于光滤波子模块在频谱上分离(或者滤波)出要分析的信道，所述信道以复用的形式被输出(在此是指输出端口)传递。然后，此分析模块MAi必须借助于光/电转换子模块将所述信道转换为电信号，所述光/电转换子模块的带宽优选地适合于所述特征标中包含的频率。然后，此分析模块MAi必须借助于电分析子模块分析该电信号，以便识别所述特征标，也就是说，首先，在适当的情况下，识别组成第一信息的过调制频率或者频率，其次，识别组成专用于所述节点的第二信息(或者先前节点的第二信息)的相位(或者过调制)。
例如，借助于可调节滤波器提供所述光滤波子模块。
例如，所述光/电转换子模块在所述光滤波子模块的输出处可以采用光电二极管的形式，负责将所述光信道转换为电信号。
光滤波和光/电转换子模块可以组成单个的光信道监测(OCM)模块，可以利用可调节滤波器和光电二极管的级连或者以衍射光栅的形式制造所述光信道检测模块，所述衍射光栅将所述波长划分为光电二极管的波带。
例如，电分析子模块可以是同步检测(“锁定检测”)子模块的形式，所述同步检测子模块负责确定电信号的过调制频率以及适当情况下该过调制的相移。
当然，电分析子模块的实施随着第一和第二信息内容的不同而变化。
由于这种信道分析，使得有可能在节点NC处确定被添加到每个信道的每个特征标，并且因此有可能至少确定所述信道通过的每个节点(如果已知与每个节点相关联的过调制频率)以及适当情况下在每个传输节点中使用的每个输入端口。知晓接收所述信道的输入端口，则有可能导出所述信道传输中经过的以及耦合到这些输入端口的节点的输出端口。因此，在每个分析位置可以重新构建每个信道先前采纳的通道。
需要注意的是，可以向至少某些信道上路端口(上路模块T1和T2的输出)提供上述类型的附加处理模块MTi。如果它们未配备任何处理模块MTi，那么在给定点中添加的信道到达该点的输出端口时不会具有任何特征标。然而，信道上缺少特征标仍会制定本地有效的特征标，因为所述特征标会指示信道是在当前节点中被添加。
此外，如果管理平面向节点报告应该到达其每个输入端口的信道和应该被传送给其每个输出端口的信道，那么分析装置MAi可以验证交换设备D的物理状态实际上是否匹配于逻辑状态。如果不匹配(或者如果不适合)，那么分析装置MAi由此导出存在问题并且可以生成告警以便执行目的在于解决检测到的问题的保护机制。
特别地，在本地分析模式中(也就说借助于在网络的交换节点中执行的分析)，以及在网络各个不同节点处累积应用特征标的情况下的端到端分析模式中，配备有处理模块和分析模块的交换节点跟踪透明光网络中建立的光连接通道。
图3示出透明波分复用光网络30的一部分，所述网络被设计为实现不同波长信道路由监视方法。网络30由多个交换节点组成，每个交换节点适于使用各个节点特征标对其在输入端口和输出端口之间进行交换的光信号做标记。此处网络30包括光交叉连接31和可重配置光分插复用器(ROADM)32，所述光分插复用器由形成环34的光纤33连接。类似图1或者图2的方式制作的光交叉连接31例如将环34连接到简略画出的另一网络部分38。所描述的拓扑纯粹是示意性的。下文中监视设备可以被安装在任何规模和任何拓扑的网络中。
网络的一个或多个交换节点，此处即节点31和节点32，配备有检测路由错误的光连接通道监视设备。图3示出节点31和节点32两者分别与集中化网络管理单元37之间的连接35和36。如果节点的监视设备检测到影响光信号的路由错误，则这些连接用于向管理设备37传送告警信号。网络中其它节点能以类似的方式连接到管理设备37。
图4示出ROADM32的一个实施例，所述ROADM器配备用于检测环回通道类型错误和迂回通道类型错误的监视设备。泛泛地说，ROADM32具有输入端口41、输出端口42以及位于端口41和端口42之间的透明交换矩阵43，所述输入端口连接到上游光纤，所述输出端口连接到下游光纤。交换矩阵43具有一个或多个上路端口44和一个或多个下路端口45，所述上路端口是为了能够添加一个或多个波长信道，所述下路端口是为了能够撤销一个或多个波长信道。如同图1和图2中光交叉连接中一样，在交叉矩阵43的输入端口处提供处理模块46以对输入光信号应用幅度过调制，在上路端口44中提供处理模块以对被添加的光信号应用幅度过调制。在一个或多个被唯一分配给ROADM32的频率上应用过调制，以便能够在网络中任何地方识别已经通过ROADM32的光信号。处理模块46和处理模块47应用的频率值被保存在存储器48中，其构成ROADM32的特征标，如连接49所示，所述处理模块可以访问所述存储器。优选地，还提供从管理设备37到存储器48的访问，使得从管理设备37能够配置或者更新所述频率或者所述特征标的其它特性。可替代地，或者与此协作，可以提供从节点32的本地人机接口执行这些操作。
下面详细描述在ROADM32中负责检测环回连接通道的监视设备。为此，分析模块50耦合到所述光线路，ROADM32在所述光线路中接收来自上游光纤的光信号。所述设备的运行如图6中示出。在步骤61中，分析模块50分析波分复用光信号或者逐个分析单独信道的信号，以识别所述信号正携带的节点特征标。检测到的特征标被传给搜索单元55。在步骤62中，搜索单元55将检测到的特征标与被唯一分配给ROADM32的特征标相比较，以为了确定在输入端口41处被分析的光信号是否已携带ROADM32的特征标。如果是这种情况，那么在步骤63中，搜索单元55检测到该光信号的环回通道。在网络中通常要避免出现环回通道。环回通道可能是控制平面出现故障(例如编程错误)或者网络的数据平面出现故障(例如，交换部件故障)的结果。然后，搜索单元55能够发起一个或多个下列纠正措施：
·告警单元56向管理设备37发送告警信号，
·控制单元57切换交换矩阵43以终止或者提取所述光信号。
为此，分析模块50可以遵从图5实施例，在所述实施例中，所述分析模块包括耦合器65、光滤波子模块66、光/电转换子模块67、滤波器和放大器子模块68和频谱分析子模块69，其中，所述耦合器适于采样所述输入光信号的一部分，例如5％，所述光滤波器子模块优选地可调节，用于选择该光信号中的波长信道，所述光/电转换子模块用于将选择的信道转换成电信号，所述滤波器和放大器子模块用于成形所述电信号，在所述电信号中必须检测到所述节点特征标，所述频谱分析子模块用于确定所述过调制频率或者在被转换信道中出现的频率。可以使用数字信号处理器制作频谱分析子模块69。例如，分析模块50执行的处理结果可以采取过调制频谱70的形式，所述过调制频谱给出过调制出现的频率值f，以及适当情况下每个频率上的功率测量。
在一个实施例中，光滤波子模块66被设计为选择光信号中的波长复用，例如，波带或者一组属于相同连接的一组波长。
在另一实施例中，省略了光滤波子模块66，因此，可以检测整个频谱复用上的过调制。这样，可以相当快速地获得特征标，因此，环路检测可以比逐个信道、每次调整所述光滤波子模块的连续实施监视更快速。然而，如果复用的分析可以检测环路，那么为了定位问题的来源，则有必要获得更加精确的信息。为此，在分析所述复用之后，需要继续进行逐个信道的分析以确定产生环路的信道并将该信道的标识发给网络管理设备37。提供两个独立的分析模块或者一个分析模块来执行这两个分析，在所述一个分析模块中，有选择地使得光滤波子模块66透明或者旁通。后一选项如图5所示，其中，光链路78将耦合器65连接到转换子模块67，旁通了滤波模块66，并且交换机79有选择地将来自耦合器65的光信号转发给子模块66或者链路78。
此外，借助于安置在交换矩阵43下游侧的分析模块，可以实现环路检测，也就是对离开ROADM32的光信号进行环路检测。在此情形中，应用相应特征标的处理模块46必须总是位于所述分析模块的下游侧。
搜索单元55可以访问存储器48以搜索节点的特征标。被搜索的特征标可以包括用于对ROADM32添加的光信号做标记的特征标和/或对正经过ROADM32的光信号做标记的特征标。
如果仅由特定的节点发送信道，那么与该信道相关联的特征标也可以作为相应节点的特征标被处理。因此，在被特定信道特征标所标记的波长信道的节点中，监视设备还可以依据该信道特征标的检测而实现环路检测。
下面，将更详细的描述在ROADM32中用于负责检测网络中可能存在的迂回连接通道的监视设备。为此，将分析模块80耦合到光线路，ROADM32在所述光线路中将光信号发送给下游光纤。设备的运行如图7中示出。在步骤71中，分析模块80逐个分析波分复用光信号或者单独信道的信号，以识别所述信号正携带的节点特征标。如果该复用信号在网络中走单个路由，那么复用信号的分析则是相互关联的。分析模块80与分析模块50相同。将检测到的特征标传送给计算单元81。在步骤72中，计算单元81对检测到的节点标识所表示的跳进行计数。
如何实现该计数取决于网络节点如何应用特征标。如果网络中每个节点应用不同频率的过调制，那么足以对所述信号中存在的过调制频率的数目进行计数。如果每个节点特征标是固定数目的频率，那么能够计数所述信号中存在的过调制频率的数目并且用该固定数目去除总数。在更复杂的情形中，例如如果并不是全部节点应用相似的特征标方案，那么计算单元81可以与存储在存储器或者其它存储介质中的特征标目录82共同协作。特征标目录82包含网络中每个节点的每个特征标的记录，例如，这使得计算单元81能够将检测到的特征标同这些记录相比较来识别和计数各种不同的节点特征标。
在步骤73中，计算单元81将特征标代表的跳数同预定的较高阈值相比较。例如，当配置监视设备时，该较高阈值是固定的，并且存储在计算单元81中。
较高阈值可以根据网络拓扑固定。例如，有可能确定在具有Q个节点的网络中连接任意两个节点的最大跳数。一个可能的该过程包括：
-计算两个节点之间Q*(Q-1)个点到点连接中的最短通道，以跳数表示，
-确定所有这些通道的最大跳数。
可以使较高阈值等于此最大跳数，适当情况下增加一定的安全余量。
通常，在网络中避免跳数超过此最大数目的通道，并且这些通道被认为是迂回通道。迂回通道可能是网络中控制平面的故障所致，例如，编程错误或者与网络中正在进行的重配置不一致的路由决定，或者是网络中数据平面的故障所致，例如交换部件故障或者人为错误。
在步骤74中，如果超过所述最大数目，那么计算单元81检测到光信号的迂回通道。然后，计算单元81能够发起一个或多个下列纠正措施：
·步骤75：告警单元56向管理设备37发送告警信号。
·步骤76：控制单元57切换交换矩阵43以终止或者提取所述光信号。
并且替代地，可以借助位于交换矩阵43的上游侧的分析模块来实现进入ROADM32的光信号的过多跳数的检测。然而，优选地在输出端口处进行分析，因为这可以避免提取不必要的检查信道。监视设备还可以独立于任何交换节点安装。
所述光信号中累积的节点特征标来检测跳数或者确定端到端的连接通道，这预示着各个不同节点的特征标能够以保持每个节点特征标的可检测性的方式累积。为了有利于此可检测能力，有可能选择一组经过精心选择的值作为节点特征标。例如，根据F.Foghieri等人于1994年在IEEEPhotonics Technology Letters(第6卷，第754-756页)上发表的“Reduction of Four-Wave Mixing Crosstalk in WDM Systems UsingUnequally Spaced Channels”中提出的原则，可以构造一组可降低四波混频的频率值。
为了改善特征标的检测，在分析模块的上游侧采用频谱均衡器来均衡波长信道的功率是有好处的。优选采用幅度过调制，整个网络中过调制深度完全一致，例如等于1～5％。这样，波长信道的均衡能够相应地产生特征标的均衡，以便根据该过调制频率上的功率对携带给定特征标的信道进行计数。
从ROADM32所给例子中易于推导出在例如光交叉连接31的另一类型光交换节点中构造监视设备的方式。例如，各个分析模块被分配给每个端口或者多个端口采用集中型的分析模块，如参考图1和图2所述。
环回连接通道监视和迂回连接通道监视会相互产生互补的结果，因此优选联合实现。因此，所述两个监视设备中部件的某些模块(例如，分析模块、告警单元和可编程电路)可以集中在一起或者集成。然而，每个监视设备也可以独立于其它设备进行安装。与其它故障检测系统相比，此两个监视设备使用相对稳定的参考信息，即全网中最大跳数和分配给节点的特征标。因此，网络的控制平面几乎很少有必要更新此参考数据。
依据相同原则，采用与除了交换节点之外的转接点相关联的特征标可以实现环回检测。
下面，参照图8详细描述配备增强型路由监视设备的透明交换节点的一个实施例，所述监视设备甚至在实现每个信道的特征标的分析之前，使得能够检测到影响所述波长信道的路由的事件。此交换节点被设计为安装在由一个或多个网络单元组成的透明光网络，所述每个网络单元能够采用各个特征标对光信号做标记，交换节点使得所述光信号过境通过网络。这些网络单元可以是交换节点，节点特征标与所述交换节点相关联，如同图3中所示的网络。
为了说明，此处所示交换节点90具有两个输入端口84、85和两个输出端口86、87，所述输入端口和输出端口通过透明交换矩阵88互连，所述交换矩阵具有一个或多个上路端口91和一个或多个下路端口92。例如，下文所描述的监视设备被安装在节点90中以为了在与端口86相关联的交换矩阵88的输出处分析特征标。此监视设备包括第一分析模块93，所述分析模块在所述输出处对传输中的复用波长的一部分采样，不会过滤所述波长信道，并且检测该光信号所携带的全部节点特征标。分析模块93类似于图5中所示，但是没有光滤波模块66。
分析模块93以固定的时间间隔向临时比较模块94发送例如所述网络中使用的过调制频率全部范围的或者该范围的连续或者非连续子集的检测到的特征标的频谱，例如，所述子集包括节点90所使用的全部过调制频率、所述网络中特定部分的节点所使用的全部过调制频率、节点90的直接下游侧节点所使用的全部过调制频率或者节点90相邻的节点所使用的全部过调制频率。通过将在时间增量t时刻接收到的频谱同一个时间增量之前接收的频谱相比较，临时比较模块94检测被检测信号的临时变化量。为此，临时比较模块94在存储器95中维持在一个或多个过去时刻(例如，时间增量t-1)检测到的特征标的频谱的记录。如果所述临时比较模块检测到该频谱发生变化，那么该临时比较模块将该情况通知节点控制器96。
通过例子，图9和图10示出在所述输出处揭示所述特征标发生变化的解决方案。在时刻t，门86通过交换矩阵88接收来自端口84的两个信道(即λ1和λ3)和来自端口85的两个信道(λ2和λ4)，信道λ1和λ3被频率f1上的过调制所标记，信道λ2和λ4被频率f2上的过调制所标记。图9示出分析模块93测量到的相应特征标频谱。在后续时间，信道λ4不再到达端口86。图10示出分析模块93测量到的相应特征标频谱。一旦临时比较模块94接收图10所示频谱，所述临时比较模块检测有关频率f2处特征标是否出现变化，例如可以通过计算所述两个频谱之差，并且将结果同预定阈值相比较。该告警可以很快地被传给节点控制器96。
例如，借助于类似图1和图2所示实施例部署的处理模块，在先前的节点或者节点90中可以应用频率f1和频率f2的特征标。注意，在以上所描述的情形中，如果不是两个不同的频率f1和f2，而是两个输入端口84和85的光信号所携带的特征标具有相同频率而针对每个端口具有不同相移，那么也会检测到所述特征标频谱的变化。这样，在该频率上检测到的强度也因变化而定。
监视设备还包括第二分析模块98，检测在输出传输中的光信号的每个波长信道所携带的各个节点特征标。分析模块98可以类似于图5所示，或者如图1所示的光信道监测的形式。在另一实施例中，两个分析模块93和98可以共享某些部件，如以上图5中所描述的变体。
优选地，分析模块98被节点控制器96触发以响应比较模块94检测到频谱的变化。分析模块98的运作类似于图1和图中模块MA的运作。为了识别光信号所携带的特征标，逐个信道地分析所述光信号。为此，为了检测对应于被广播网络所分隔的各个信道的连续的特征标，连续第调整所述光滤波模块到每个波长信道上，或者如果是光信道监测时，会通过例如电交换连续的从各个光电二极管选择所述电信号。如果是集中共享型分析模块98，可以命令相应交换矩阵选择被分析模块93检测到特征标变化的信道。
为了同所述光连接通道的编程状态相比较，将检测到的每个信道的频谱传递给节点控制器96。该比较可以在节点控制器96中本地执行，或者在从节点控制器96发送测量之后，紧接着在网络管理设备中以集中的方式进行该比较。此处所述光连接通道的编程状态是指定义在交换节点90的各个输出端口必须存在哪个波长信道以及这些信道的源的参考信息，因此，通过将此参考信息同在输出检测到的信道的标识和每个信道所携带的特征标相比较，可以检测出不一致，所述不一致反映了网络配置错误，例如存在非设计的信道，不存在设计的信道，存在具有非期望的源的设计的信道等等。分析模块98执行的逐个信道的分析会比分析模块93执行的全局分析花费长得多的时间。如果过早地将告警发送给所述网络管理器，这个延迟并不重要，因为分析模块98主要用于指定或者确认检测到的问题的性质。
例如，作为预防性的测量，在比较模块94通过激活节点90的备份的交换矩阵(未示出)来给出所述告警之后，可以立即激活旁通交换矩阵88的光保护通道。
可选地，无需特定的触发，分析模块98可以与分析模块93并行地连续运作。然而，此实施例增加了监视设备的功耗，因此会增加散热，并且如果应用了可调节滤波器，那么会加大滤波器的老化。
如箭头97所指示的，为了接收控制消息，节点控制器96被控制信道连接到网络管理设备和/或者所述网络的其它节点的节点控制器，例如，所述控制消息包括例如用于建立光通道、拆除光通道或者修改现有光通道的本地重新配置交换矩阵的指令。相反地，节点控制器96具有一个用于发送控制消息的信令模块97。
在一个特定的实施例中，从比较模块94接收到告警的节点控制器96确定所检测到的特征标变化是否对应于刚被执行的命令指令。如果如此，被检测的变化可以被认为是所述命令指令正确执行的确认，并且导致向网络管理设备发送确认消息。(例如，在图9和图10的例子中，这个情形对应于执行重新配置交换矩阵88的指令，在端口86消除信道λ4。)如果为了能够确认执行了所述重新配置指令而无需逐个信道的分析，那么在此情形中没有必要触发分析模块98。相反地，如果不是如此，检测到的变化可以被认为是早期错误指示，并且引起向网络管理设备发送告警消息，并触发分析模块98的详细分析。
为了能够辨别因交换矩阵88的运作而引起的特征标变化和因输入端口84和85接收到的光信号的变化所导致的特征标变化，在输入端口和交换矩阵之间添加另一类似于模块93和94的多信道特征标变化检测器是有利的。
进一步地，虽然已描述和示出了所述节点的输出有关的监视设备，然而此设备可以同样的方式被安装在所述节点的任何输入和任何输出。
不论实现的监视的类型，另一实施例包括使用具有可选择的输入的交换和集中型的分析模块，所述输入被分别连接到一个或多个输出和所述交换矩阵的一个或多个输入，所述分析模块具有耦合到所述交换的输出的输入并且负责分析选择性的来自耦合到所述交换的信道之一的光信号。
所描述的各种监视设备可以彼此独立或者组合在一起被安装。在后一种情形中，多数不同监视设备的某些模块或部件(例如分析模块)可以集中共享或者集成。
使用动词“包括”及其变化的形式不排除存在除了权利要求中声明之外的部件或者步骤。
本发明可以由计算机程序实现，所述程序特定设计为所声明的功能由可编程的硬件或者其硬件设计特定相应于所声明的功能的部件来实现，或者由程序和特定硬件部件相结合来实现。相同的硬件部件可以表示多个装置、单元或者模块。
在权利要求中，括号中任何附图标记不应理解为对权利要求的限制。
虽然参考多个特定实施例描述了本发明，但十分清楚，本发明不限于这些实施例，并且包括落在本发明的范围之内的所描述装置的所有技术等效物及其组合。

Claims (16)

1.一种用于透明光网络(30)的光连接通道监视方法，在所述透明光网络中，多个交换节点(31，32)中的每个交换节点分别适于将光信号从所述交换节点的上游侧的一条链路透明地交换到所述交换节点的下游侧的另一条链路，并且采用节点特征标对所述光信号做标记，而不采用光/电/光转换，所述节点特征标包括与所述交换节点唯一相关联的信息，所述方法包括检测(71)所述节点特征标的步骤，其中所述节点特征标对在所述网络的点上传输的光信号做标记，所述方法特征在于包括下列步骤：
从所述检测到的节点特征标确定(72)跳数，
将所述跳数与预定阈值相比较(73)，以便在超出所述阈值时，检测出与所述光信号相关的路由错误。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，检测所述网络的交换节点(32)接收的所述光信号携带的所述特征标。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，包括终止所述光信号或者从所述网络提取所述光信号的步骤，对于所述光信号要检测所述路由错误。
4.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，检测具有单个波长的光信号所携带的节点特征标。
5.一种用于透明光网络的光连接通道的监视设备，包括：
分析装置(80)，适于检测在所述网络中的点上传输的光信号携带的节点特征标，每个节点特征标的施加不采用光/电/光转换并且包括与所述网络的交换节点唯一相关联的信息，
其特征在于，所述监视设备包括计算装置(81)，所述计算装置适于从所述被检测的节点特征标确定跳数并且将所述跳数与预定阈值相比较，以便在超出所述阈值时检测出与所述光信号相关的路由错误。
6.根据权利要求5的设备，其特征在于，所述计算装置将所述跳数确定为检测到的不同节点特征标的数目。
7.根据权利要求5或6的设备，其特征在于，所述设备包括特征标目录(82)，所述特征标目录标识多个节点特征标以及与每个节点特征标相关联的各个交换节点，所述计算装置适于与所述特征标目录协作来确定所述跳数。
8.根据权利要求5或6的设备，其特征在于，所述分析装置包括光滤波模块(66)，用于从所述网络中传输的波长复用光信号中分离一个或多个波长信道，并且用于当必须检测光信号的所述特征标时提供所述一个或多个波长信道。
9.根据权利要求5或6的设备，其特征在于，所述设备包括告警装置(56)，所述告警装置适于产生与被检测到路由错误的光信号有关的告警信号。
10.根据权利要求5或6的设备，其特征在于，所述设备与接收到所述光信号的交换节点(32)相关联，所述设备还包括控制装置(57)，所述控制装置适于命令所述交换节点的交换装置(43)终止被检测到路由错误的光信号或者提取被检测到路由错误的光信号。
11.一种包括透明光网络的交换节点(32)和用于监视与所述交换节点(32)相关的光连接通道的监视设备的系统，所述交换节点包括处理装置(46，47)、至少一个光输出(42)、至少一个光输入(41)和交换装置(43)，所述处理装置适于采用至少一个节点特征标对光信号做标记而不存在光/电/光转换，所述节点特征标包括与所述交换节点唯一关联的信息，所述至少一个光输出适于在所述网络内传送所述被标记的光信号，所述至少一个光输入适于耦合到所述网络的光线路(33)，所述交换装置将所述至少一个光输入耦合到所述至少一个光输出，所述监视设备包括分析装置，所述分析装置适于在所述处理装置的上游侧分析所述交换节点接收的光信号，以便检测所述光信号被标记的一个或多个节点特征标，其特征在于：
所述监视设备包括计算装置(81)，所述计算装置适于从所述被检测的节点特征标确定跳数并且将所述跳数与预定阈值相比较，以便在超出所述阈值时检测出与所述光信号相关的路由错误。
12.根据权利要求11的系统，其特征在于，所述分析装置适于在仅具有一个波长的光信号中搜索所述至少一个节点特征标。
13.根据权利要求11的系统，其特征在于，所述分析装置适于在波长复用光信号中搜索所述至少一个节点特征标。
14.根据权利要求11的系统，其特征在于，所述分析装置包括分析模块(50)，所述分析模块适于可选择性地工作在单信道工作模式和多信道工作模式，在所述单信道工作模式中，在仅具有一个波长的光信号中搜索所述至少一个节点特征标，而在所述多信道工作模式中，在波长复用光信号中搜索所述至少一个节点特征标。
15.根据权利要求11到14中任何一项的系统，其特征在于，所述系统进一步包括存储装置(48)，所述分析装置与存储装置(48)协作，所述存储装置用于存储与所述交换节点相关联的一个或者多个节点特征标。
16.根据权利要求11到14中任何一项的系统，其特征在于，所述设备包括告警装置(56)，所述告警装置适于产生与被检测到路由错误的光信号有关的告警信号。
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