CN101120551A - Atm保护系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于ATM网络(30)的保护系统,该ATM网络具有通过任一拓扑的ATM传输能力网络(30)互连的主节点(11,21)和次节点(12,13,14,22)。对于主节点(11,21)与次节点(12,13,14,22)之间的每个ATM(VPC/VCC)连接,此互连网络(30)使形成独立的工作和保护路径的两个独立路径(16,17)可用。主节点(11,21)通过工作路径(16或17)和保护路径(17或16)两个路径发送业务信元,并接收来自两个路径(16和17)的业务信元并将其合并。次节点(12,22)在双向工作路径(16或17)或在双向保护路径(17或16)上发射和接收业务信元,并且工作和保护路径的连续性通过在主节点(11,21)与次节点(12,13,14,22)之间创建名为测试轨迹(19,20)的适当ATM测试电路而得到监控。如果次节点(12,13,14,22)检测到在用于传送本地业务信元的路径(16或17)测试轨迹(19或20)不连续,则在次节点(12,13,14,22)的本地业务信元(15)切换到适当保护路径(17或16),而在主节点(11)上不执行切换功能。在主节点(11,21)和互连网络(30)中抑制ATM-AIS(前进告警信号)生成,而在次节点(12,13,14,22)中抑制ATM-RDI(返回告警信号)生成。
Description
本发明涉及异步传送模式(ATM)网络中的保护系统。ATM级保护系统在国际标准中有定义,诸如ITU-T推荐标准I.630/G.808.1和ATM论坛定义的PNNI系统。
例如在许多情况下,在用于具有低容量和成本的接入网络的节点中,从计算及因此的金融角度而言,在ATM节点中实现此类保护系统可能太复杂,且成本太高。例如在环形网络中,有三种类型的SNC/T I.630/G.808.1标准保护系统可使用。
第一种为单向“1+1”系统。在保护的每个端点,业务在工作路径和保护路径上发射,并且每个端点独立选择从保护路径还是工作路径接收业务,而无需使用自动保护切换(APS)协议。
另一保护系统是双向“1+1”系统,其中在每个端点,业务在工作路径和保护路径上发射,并且APS协议保持两个端点围绕当时使用的工作或保护路径对准,以便接收业务(即,两个端点均从保护路径或工作路径接收)。
第三种保护系统是双向“1∶1”系统,其中在每个端点,业务只在一个路径(保护或工作)上发射和接收,并且APS协议保持两个端点对准,以便选定的路径对于两个端点是相同的。
在低容量和低成本接入网络节点中,无法总是使用此类在先已知的系统。例如,接入设备可能无法支持前两种系统所要求的点到多点互连,或者无法支持第二和第三种系统所要求的APS协议。
US 2002/159392(ADC电信)公开了用于ATM网络的一种保护系统。此引用使用前进告警信号(AIS)和远端缺陷指示信号(RDI)触发切换。环的所有节点在检测到故障时都生成此类告警。
在本发明中,前进告警信号(AIS)在主节点和互连网络中被抑制,并且返回告警信号(RDI)在次节点中被抑制。
US 6259837(Nortel网络公司)公开了一种用于保护两个SDH网络环之间连接的保护系统。此引用未涉及在ATM网络主节点与次节点之间的连接(请参阅US 6259837中题为“发明背景”的段落)。类似地,欧洲专利1209834(Toshiba)涉及应用于SDH/SONET系统的国际标准ITU T/G.841和ITUT/G.842。在此方面,必须避免混淆用于例如ATM主节点和次节点等保护路径两个端点的ATM术语和用于SDH系统节点的术语。ATM主节点和次节点表现与SDH/SONET网络的节点大不相同。
例如,SDH网络的节点均不使用合并已接收工作和保护信号的概念,而在ATM网络中,主节点合并来自工作路径和保护路径的业务。换而言之,合并适用于ATM或分组传输,但不适用于SDH/SONET网络,并且保护切换实现的方式大不相同。
本发明的目的是使能够确保具有低资源消费的保护特性和创新特性的创新ATM解决方案可用。
具体而言,与使用标准I.630/G.808.1或PNNI保护机制的设备可获得的那些解决方案相比,根据本发明的解决方案也提供创新性能,以及在一些配置中的可缩放性(例如与环中设备数无关的恒定交换时间)。这是通过低成本实施例实现的,同时保持软件实现的简单而可靠。
根据本发明的一个方面,在ATM网络中提供了一种保护系统,该网络具有通过ATM互连的主节点和次节点,并在它们之间有工作和保护路径,并且其中主节点(PN)通过两个路径发送业务信元,并接收来自两个路径的业务信元和执行其合并,工作和保护路径的连续性通过在主节点与次节点(SN)之间创建名为测试轨迹(trail)的适当ATM测试电路而得到监控,以及如果次节点检测到在使用的路径测试轨迹不连续,则在次节点的本地业务信元向保护路径切换,而在主节点上不执行切换功能。
本发明也涉及具有所述保护系统的ATM系统。本发明的其它方面在随附权利要求书中阐述。
为阐明与现有技术相比的本发明创新原理及其优点的说明,下面借助于附图,通过应用所述原理的非限制性示例方式,描述了其可能的实施例。在图中:
图1和图2示出正常操作配置和在故障后业务重新激活模式的根据本发明的保护系统;
图3和图4以示意图方式示出类似于图1和图2所示的但应用于环形网络的根据本发明的保护系统;以及
图5到图10示出在使用图3和图4保护系统出现单向故障的情况下业务重新激活的连续步骤,并示出应用本发明原理从工作路径到对应保护路径的切换。
参照附图,图1示出保护系统10,其中有通过ATM传输网络30连接的主节点(PN)11和次节点(SN)12。假设SN12具有通过工作路径16连接到PN11的本地用户15。标号17表示相关联的保护路径。在图1所示正常情况下,SN12的本地业务在路径16上传播。
应注意的是,对所述ATM传输网络30的拓扑没有约束,并且唯一的要求是,它允许在PN11与SN12之间通过两个独立的路径16、17实现ATM连接,也就是说,网络中的单个故障可以中断一个路径(16或17),但不是两个路径。
通过只监控两个双向测试电路,即,一个用于工作路径16和另一个用于保护电路径17,分别称为测试轨迹19、20,控制两个路径的连续性。工作路径16和保护路径17的测试轨迹以示意图方式通过分别由标号19和20表示的带箭头的虚线示出。
测试轨迹19、20是特意创建的适当ATM VPC(虚拟路径连接)或VCC(虚拟信道连接),以允许通过应用标准方法(例如在PN与SN两者上通过根据ITU-T I.610推荐标准的双向连续性检查功能,或者根据ITU-T I.610推荐标准的环回)实现所述监控。SN12生成的测试信元发射到PN11,并从PN11重新发射回SN12,或者例如SN12生成标准连续性检查-“源”连续性检查功能,并且PN11在向SN12(在此执行“宿”连续性检查功能)的外出轨迹19上实现从SN12的测试轨迹19、20的VPC/VCC进入链路的ATM交叉连接。
如下面更详细所述的,图5到图10特别涉及以下情况:SN12根据ITU-T I.610,通过双向连续性检查功能监控其自己的测试轨迹19、20(ATM VP/VC),但如果测试轨迹以另一种方式监控,则本发明的实质将无变化。
就业务流而言,在向SN12的方向上,PN11总是在工作路径16和保护路径17两者上发射指向SN12的任一电路的ATM信元(ATM信元多播)。在相反方向上,PN11总是执行从工作路径16和保护路径17进入的两个VPC/VCC连接的ATM信元的信道合并,其中在任意时刻,由于本发明机制的原因,两个连接中只有一个连接真正传送客户端的ATM信元,而另一连接不提供ATM信元。
注意,PN11执行的ATM合并功能不是新的,而是在国际标准(例如在ITU-T I.731中)描述的一个特性,并且通常由ATM节点提供。任一情况下,符合I.630推荐标准的现有已知保护系统均不使用合并功能,并且实际上符合I.630推荐标准的所有现有已知系统总是只选择两个路径16或17之一从中接收业务。
要注意的是,ITU G.808.1包含“合并”选择器概念,然而,此推荐标准指出(请参阅3.3.5.3.2段落),合并仅在与到选择器桥的工作和保护输入中的开关组合时才起作用,以便防止备用传输路径上的AIS与从活动传输路径选择的正常业务信号合并。因此,活动传输路径16将关闭其开关,而备用传输路径17将打开其开关。
本发明不要求包含此类交替开/关的开关,而是基于正好相反的机制,即,工作路径16和保护路径17两者总是合并,因为先验假设AIS在环中被抑制(利用在许多运营商的ATM网络中可接受此种抑制的事实)。
保持抑制AIS和RDI(ATM-AIS在PN11和互连网络30中被抑制,而ATM-RDI在SN12中被抑制)的这种想法是本发明非常独特之处。
实际上,有其它备选方案可避免来自故障路径(例如16)的AIS/RDI与来自安全路径(例如17)的良好客户业务15合并,但所有这些备选方案都意味着在PN中要负担此节点无法执行的操作。此类不可接受备选方案的一个示例将是,在合并之前在PN11中终止AIS和RDI信元。类似地,在PN11中结合此类不可接受的操作可能不是成本合算的。
根据本发明原理,中断工作或保护两个路径16或17之一的故障由SN12通过监控测试轨迹19和20而检测到,并且如果中断的路径是工作路径16,则所有本地业务被切换到另一路径17。
在路径16或17上出现故障后,PN11不对业务执行任何切换动作。
图2以示意图方式示出例如在工作路径16上点18发生的故障。
这中断了在工作路径16上的测试轨迹19。SN12检测到此情况并切换到保护路径17上。在向SN12的方向上,根据本发明的保护机制可视为以类似于标准I.630/G.808.1SNC/T 1+1保护单元的机制工作。PN11充当到工作和保护路径(16,17)上每个信道的桥,并且SN12根据相关联测试轨迹19或20的状态,选择在哪一侧(路径16或17)接收信号。
本发明与符合推荐标准I.630/G.808.1的现有已知保护系统之间的差别在于SN12允许告警以使保护机制关闭。
在现有已知I.630/G.808.1保护系统中,只有指示接收方向故障的告警(例如告警指示信号AIS)考虑在内,而在根据本发明的解决方案中,如下所述,远端缺陷指示(RDI)可使保护切换关闭,以防止单向故障也从SN12到PN11。
在从SN12到PN11的方向上,SN12可视为以类似于推荐标准I.630/G.808.1SNC/T 1∶1的现有已知保护系统的方式工作。也就是说,它根据路径的状态在工作路径16或保护路径17上发射。就本发明而言,也存在与I.630/G.808.1SNC/T 1∶1机制的不同,因为虽然用这些已知机制,指示必须使用哪个路径16、17的是APS协议,但用根据本发明的系统,未利用APS协议,且只是从对包括RDI的测试轨迹19、20的监控得出的告警促使路径选择切换,并且这与已知保护系统相比是一个创新。
另一个不同之处在于,用本发明,在环30中出现故障后,PN11不执行任何切换动作,而用符合I.630/G.808.1推荐标准的现有已知系统,对于两个保护端点(11,12)具有相同的行为。
因此,根据本发明的ATM保护使用标准特性(多播连接、ATM连接合并、测试轨迹监控),但以创新的方式,提供了具有有限成本的明确操作优势,同时避免了如使用标准系统所需的对更复杂和高成本特性的需要。
图3和图4通过示例方式示出类似于图1和图2所示系统的本发明保护系统,但节点PN11和SN12连接在环形网络30中。具体而言,在此情况下,PN11也可定义为环头(HOR),并且节点SN12、13、14也可定义为其它环设备(ORE)。
在图3和图4中,除图1和图2的SN12外,还显示了组成环30其它节点的附加ORE(或SN)13和14。任何ORE(12,13,14)均通过监控其自己的测试轨迹而证实工作路径16和保护路径17两者的完整性。
在图1和图2的示例中时,SN12具有通过工作路径16连接到PN11的本地用户业务15。相应的保护路径17是环30相反方向上的其它部分。在正常情况下,本地业务在路径16上传播。
工作路径16和保护路径17的测试轨迹19、20以示意图方式示出,同样为标号19和20的带箭头的虚线。
根据本发明原理,环30中的故障位置确定故障中涉及的ORE;只有涉及的ORE 12、13、14通过监控其自己的测试轨迹19、20而检测故障,并因此激活切换过程,而其它ORE(12,13,14)不采取任何动作(“通过”连接上的任何ORE(12,13,14)均不采取动作)。如果检测到故障,则检测到它的ORE(12,13,14)自动只将其本地客户端的ATM互连从故障路径16或17切换到另一路径以恢复业务。
HOR(PN11)在环中出现故障后不执行任何动作。在以下示例的特殊情况下,在故障18发生时,工作路径16上的测试轨迹19中断。ORE12检测到此情况,并将业务15切换到保护路径17上。故障中未涉及的其它ORE13和14不采取任何切换动作,并且忽视来往于ORE12的连接,其连接现在转到保护路径17上。
图5到图10示出在一般网络中在单向故障的情况下业务重新激活的连续步骤,其中通过应用本发明的原理将业务15从工作路径16切换到对应的保护路径17。
具体而言,图5以示意图方式示出在PN21与SN22之间的连接(当网络30无故障时)和应用根据本发明的保护原理。在图5到图10的示例中,PN和SN具有通过一般传输网络30由工作路径27和保护路径28互连的工作端口(分别为23和24)和保护端口(分别为25和26)。节点21和22中具有相应的已知矩阵31、32。在图5的情况下,业务15使用一般由标号29指示的路径。
ATM系统的VCC测试轨迹(以示意图方式分别为工作和保护路径示为33和34)允许监视连接。
如图5中以示意图方式所示,在网络30无故障时,测试轨迹的状态为OK,并且SN22使用工作路径33传播业务。
图6、图7和图8示出由于单个单向故障而可能在如标号35所示那些点中任一点发生的一系列操作期间与图5所示相同的组件。根据本发明的保护系统基本上使用ATM系统的标准信号,但以创新的方式。
具体而言,图6示出PN21(其促使发射VC-LOC)信号的ATM连续性丢失(LOC)条件检测和在仍活动的路径上ATM远端缺陷指示(VC-RDI)插入(36)。
图7示出在发射VC-RDI告警信号的SN 22中的RDI检测。
图8示出在SN22中进行的业务切换,这将本地业务切换到保护路径(由标号37指示)上。
在如图9和图10所示与另一工作方向相关联的单向故障的情况下,操作更简单;SN22在接收测试轨迹33时检测到VC-LOC条件,之后,SN22将本地业务切换到保护路径37上。
现在显然使用根据本发明的保护系统,已经实现了预设目的。
除实现简单和容易外,还必须考虑到在与现有已知I.630/G.808.1或PNNI保护系统相比的本发明一些类型的应用中,确保在故障发生后用于恢复业务的时间方面有更佳的性能。例如在环形网络30中,通过从外围节点(SN)到中心节点(PN)的向心业务,本发明确保与现有已知I.630/G.808.1和PNNI解决方案不同,交换时间不会随着环30中节点数的增加而增加。因此,与现有已知系统相比,本发明提供了更具缩放性的解决方案。
在根据本发明的解决方案中,如I.610标准中所定义的在故障后插入AIS/RDI的标准功能必须被抑制(ATM-AIS将在PN和互连网络中被抑制,而ATM-RDI将在SN中被抑制)。否则,在发生故障时,这些信元将与从保护路径到达的客户ATM信元聚集在一起,并因此严重干扰客户的业务。然而,这种抑制已经由于其它原因在许多网络(例如接入)中操作了,因此在这些情况下,本发明完全适用。
当然,对应用本发明创新原理的实施例的上述说明以本文所要求的专有权利范围内所述原理的非限制性示例方式给出。在应用本发明原理的又一实施例中,主节点和/或次节点使用本发明的系统只保护连接到该处的本地用户电路的一部分。
在本发明的又一实施例中,单独的物理ATM节点可为其本地用户的多个群组以独立方式实现根据本发明的保护系统。例如通过一个单独的节点独立充当每个群组的主节点或次节点,使得根据本发明针对不同的主节点或次节点保护每个电路群组,可实现此目的。
Claims (11)
1.一种用于ATM网络(30)的保护系统,所述ATM网络具有通过ATM传输能力网络(30)互连的主节点(11,21)和次节点(12,13,14,22),并且对于所述主节点(11,21)与所述次节点(12,13,14,22)之间的每个ATM(VPC/VCC)连接,此互连网络(30)使两个独立的双向工作和保护路径(16,17)可用,其中所述主节点(11,21)通过两个路径(16和17)发送业务信元,并接收来自两个所述路径(16和17)的所述业务信元并执行其合并,并且所述次节点(12,13,14,22)在所述双向工作路径(例如16)或在所述双向保护路径(例如17)上发射和接收业务信元,并且通过在所述主节点(11,21)与所述次节点(12,13,14,22)之间创建名为测试轨迹(19,20)的适当ATM测试电路而监控所述工作和保护路径(16,17)的连续性,并且如果所述次节点(12,21)检测到在使用的所述路径(例如16)的一个测试轨迹(例如19)不连续,则在所述次节点(12,22)的本地业务信元切换到所述保护路径(例如17),并且其中在所述主节点(11,21)和所述互连网络(30)中抑制ATM-AIS(前进告警信号)生成,并在所述次节点(12,13,14,22)中抑制ATM-RDI(返回告警信号)生成,而在所述主节点(11,13,14,21)不执行切换功能。
2.如权利要求1所述的保护系统,其中所述次节点(21,22)使用所述ATM连续性丢失(LOC)条件(缺陷)检测与从主节点(11,13,14,21)到次节点(12,13,14,22)的方向相关的所述测试轨迹(19,20)的连续性缺乏,并且所述次节点(12,13,14,22)使用远端缺陷指示(RDI)检测与另一方向相关的所述测试轨迹(19,20)的连续性缺乏,并且根据所述主节点(11,21)在哪个测试轨迹(19或20)上检测到所述LOC条件(缺陷),在从所述主节点(11,21)向所述次节点(12,13,14,22)延伸的适当测试轨迹(19或20)中插入所述RDI。
3.如权利要求1所述的保护系统,其中所述次节点(12,13,14,22)在向所述主节点(11,21)的所述测试轨迹(19,20)上生成连续性检查信元,其中所述信元在所述轨迹中环回,并且随后所述次节点(12,13,14,22)监控它们,以便检测所述路径(16,17)的任何故障,并随后根据权利要求1的示教进行切换。
4.如权利要求1所述的保护系统,其中所述次节点在向所述主节点的所述测试轨迹上生成标准环回信元,其中所述信元在所述轨迹中环回,并且随后监控它们的所述次节点可检测所述路径的任何故障,并随后根据权利要求1的示教进行切换。
5.如权利要求1到4中任一项所述的保护系统,其中所述主节点和次节点连接在环形网络中。
6.如权利要求1到5中任一项所述的保护系统,其中ATM物理节点为其本地用户的多个群组独立实现所述保护系统,同时能够为每个群组不同地充当主节点(11,21)或次节点(12,13,14,22),并且每个电路群组被保护以防不同的主节点(11,21)或次节点(12,22)。
7.一种ATM系统,包含如上述权利要求任一项所述的保护系统。
8.一种保护ATM网络(30)的ATM(VPC/VCC)连接的方法,所述ATM网络具有通过ATM传输能力网络(30)互连的主节点(11,21)和次节点(12,13,14,22),所述ATM传输能力网络具有互连所述主节点(11,21)和所述次节点(12,13,14,22)的独立的双向工作路径(16)和保护路径(17),并且其中所述主节点(11,21)通过两个路径(16和17)发送业务信元,并且接收来自两个路径(16,17)的所述业务信元并执行其合并,并且所述次节点(12,13,14,22)在所述工作路径(例如16)或在所述保护路径(例如17)上发射和接收业务信元,其中通过创建适当的ATM测试电路(19,20)而监控所述工作和保护路径(16,17)的连续性,所述方法包括以下步骤:
(a)在所述主节点(11,21)和所述互连网络(30)中抑制ATM-AIS(前进告警信号)生成;
(b)在所述次节点(12,13,14,22)中抑制ATM-RDI(返回告警信号)生成;以及
(c)如果所述次节点检测到所述路径之一(16或17)不连续,则将本地业务信元从故障路径(1 6或17)切换到另一路径(16或17),在所述次节点(12,13,14,22)视情况而定,而在所述主节点(11,21)不执行所述业务信元的切换。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述次节点(12,13,14,22)可操作以使用所述ATM连续性丢失(LOC)条件(缺陷)检测与从所述主节点(11,21)向所述次节点(12,13,14,22)的方向相关的所述测试轨迹(19或20)的连续性缺乏,并使用所述ATM远端缺陷指示信号(RDI)检测与从所述次节点(12,13,14,22)向所述主节点(11,21)的方向相关的所述测试轨迹(19或20)的连续性缺乏,并根据在所述主节点(11,21)在哪个测试轨迹(19或20)上检测到所述LOC条件(缺陷),在从所述主节点(11,21)向所述次节点(12,13,14,22)延伸的适当保护路径(16或17)中插入所述RDI信号。
10.如上述权利要求中任一项所述的方法,其中所述次节点(12,13,14,22)在与向所述主节点(11,21)延伸的所述两个路径(16,17)相关的所述测试轨迹(19,20)上生成连续性检查信元,其中所述信元在所述轨迹中环回,并且所述次节点(12,13,14,22)监控所述信元以检测所述路径(16,17)的任何故障,并随后视情况而定将所述业务信元切换到适当的路径(16或17)。
11.一种保护ATM网络的方法,包括如下步骤:包含如权利要求1到8中任一项构造的保护系统。
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Open date: 20080206 |