CN101394310A

CN101394310A - 一种构建管理通信网和信令通信网的装置和方法

Info

Publication number: CN101394310A
Application number: CNA2008102255160A
Authority: CN
Inventors: 陈永洲; 杨虎林
Original assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: CN101394310B

Abstract

本发明涉及一种基于带内方式构建管理通信网和信令通信网的装置和方法。采用STM－N帧结构中的DCC字节和其他预留的开销字节作为DCN的物理通道传送管理平面信息和控制平面信息；其中，管理平面的数据通信网(MCN)的物理通道可以是DCC_R(RSOH中的D1～D3字节)或DCC_M(MSOH中的D4～D12字节)，控制平面的数据通信网(SCN)的物理通道可以是DCC_M或STM－N帧结构中其他预留的开销字节。它相对于只采用ECC通道来实现自动交换光网络(ASON)的带内DCN的方法，扩展了ASON DCN的带宽，从而可以提高ASON DCN的网络性能。

Description

一种构建管理通信网和信令通信网的装置和方法

技术领域

本发明涉及光通信技术，具体涉及一种构建管理通信网和信令通信网的装置和方法。

背景技术

作为传输领域的下一代网络，智能光网络的出现无疑是光通信发展史上一个重大的转折点。与传统SDH技术相比，全新的智能光网络技术不但很好的解决了业务量本身的不确定性所带来的网络带宽动态分配问题，而且全面提升了网络的可靠性和生存性，为传送网的发展带来勃勃生机。由于已经商用的ASON设备基本上都是基于SDH技术，所以当ASON网络中的DCN采用带内方式时，不仅可以直接使用已有的传送平面通道，不需要新建或租用DCN，而且也便于与传统光网络中DCN兼容。

依据国际电信联盟组织(ITU-T)G.8080建议对ASON体系结构的描述，ASON网络中的DCN由管理通信网(MCN)和信令通信网(SCN)两部分组成，支持分布式管理和信令通信，为无连接方式的网络，其中MCN主要是为ASON中管理平面与其它平面之间的信息交互传递管理信息；SCN主要是为ASON中控制平面的分布式控制提供信令的传送通道。信令传送通道是在网络节点之间以及穿越UNI传送控制消息的通信信道。控制消息包括信令消息、路由消息、控制维护协议消息如邻居和业务发现等。MCN和SCN可以使用相同的物理传送通道，也可以采用不同的物理传送通道。

在ASON网络中，DCN消息的传送有带内和带外两种方式。在ASON中DCN可以采用带内方式，也可以采用带外方式，或两者相互混合实现。带内方式是指管理信息和信令在嵌入控制通道(ECC)或专用信道中承载，其中ECC信道嵌入在光纤链路内部，例如，SDH中数据通信通道(DCC)、OTN中的通用通信通道(GCC)和光监控信道(OSC)；带外方式是指管理和信令由专用通信信道来承载，它与承载业务的光纤链路分离，例如，外部IP网络或专用电路。ASON节点将作为DCN的“末端”节点。

相对于带外方式，带内方式主要有如下优势：

(1)无需额外的网络通信资源，节省ASON通信网的建设成本。

(2)方便已建设的光传输系统集成，利于网络的平滑演进。现有光传输系统，无论使用SDH技术，还是OTN技术(包括DWDM系统)，均使用ECC技术组建DCN(当然现在的光网络中没有控制平面技术，因此DCN主要传送网管信息，可认为是MCN)。因此，基于ECC组建的ASON的DCN，在和现有光传输系统混合组网中优势明显。

(3)继承SDH、OTN已有的成熟技术，无需进行另外的开发和接口适配工作。

(4)ECC网络链路和ASON传送平面网络链路具有相同的拓扑，是随路方式，因此通过ECC可很方便地实现传送平面网络的拓扑自动发现功能。

由于目前ASON接口标准，特别是E-NNI接口标准还不太成熟，不同厂家的设备之间的互联互通并不理想，因此现阶段部署的ASON网络一般选用单一厂家的设备，并且仅需要单控制域的组网应用方式。在这种组网方式下，ASON节点之间采用I-NNI接口互联，对外采用标准UNI接口连接客户网络。此外，建设带外DCN也需要额外的建网开销。因此，在已经建成或即将建设的ASON网络中DCN网络主要还是采用带内方式。

因此，深入研究ASON网络中的带内DCN，提出优化的带内DCN设计方案，将有助于传统光网络向智能光网络演进。

发明内容

本发明一方面提出一种基于带内方式构建管理通信网和信令通信网的装置，包括网元管理单元、智能控制单元、接口盘、连接网元管理单元和智能控制单元以及各接口盘子框的节点内通信网、以及连接子框内所有接口盘的子框内通信网，其特征在于：

接口盘用于从SDH的帧开销中提取DCC字节和选取的STM-N帧结构中其他预留的开销字节，将DCC_R或DCC_M承载的网络管理信息传送到网元管理单元，将DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节承载的信令管理信息送给智能控制单元；同时，接收来自网元管理单元网络管理信和来自智能管理单元的信令管理信息进行转发；

网元管理单元用于通过网管接入接口直接接收来自网管工作站的网络管理信息或者通过接口盘接收和转发承载于DCC_R或DCC_M中的网络管理信息；

智能控制单元用于通过接口盘接收和发送承载于DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节中的信令控制信息；

所述节点内通信网和子框内通信网提供节点内部各部件间的通信平台。

其中，将信令控制信息承载于STM-N帧结构中预留的开销字节中以扩展信令通信网的通信带宽。

其中，选取STM-N帧结构中其他预留的开销字节时，可以只选RSOH中的空闲字节，也可以只选MSOH中的空闲字节，还可以同时选择RSOH和MSOH中的空闲字节。

其中，所述空闲字节是处于第一个STM-1的开销。

其中，网元管理单元采用DCC_R作为的管理通信网的物理通道，采用STM-N帧结构中RSOH的空闲字节作为信令通信网的物理通道。

本发明另一方面提出一种基于带内方式构建管理通信网和信令通信网的方法，其中：

接口盘从SDH的帧开销中提取DCC字节和选取的STM-N帧结构中其他预留的开销字节，将DCC_R或DCC_M承载的网络管理信息传送到网元管理单元，将DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节承载的信令管理信息送给智能控制单元；同时，接收来自网元管理单元网络管理信和来自智能管理单元的信令管理信息进行处理或转发；

网元管理单元通过网管接入接口直接接收来自网管工作站的网络管理信息或者通过接口盘接收和转发承载于DCC_R或DCC_M中的网络管理信息；

智能控制单元通过接口盘接收和发送承载于DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节中的信令控制信息。

附图说明

图1基于带内DCN分离技术的ASON节点通信结构图；

图2STM-1帧的段开销字节示意图；

图3带内MCN和带内SCN与传送平面网络之间的关系。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

目前已经商用的ASON基本上都是基于SDH技术实现的，SDH网络管理技术相对比较成熟，ASON设备厂家在网管系统设计上主要还是以传统的SDH网管系统为主体。SDH网络管理系统一般采用DCC_R作为嵌入控制通路(ECC)的物理层，传送操作、管理和维护信息。在设计ASON DCN时，若使用带内方式，以DCC_R或DCC_M作为管理通信网(MCN)的物理通道，以DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节作为信令通信网(SCN)的物理通道，可以很方便的实现ASON DCN与传统SDH网络中DCN的兼容，同时ECC协议栈也可以采用SDH网络中的ECC协议栈。因此，这种带内管理通信网(MCN)和信令通信网(SCN)分离的组网方式跟SDH的DCN具有很好的兼容性，便于采用管理系统升级为集中控制的方式，实现传统网络与ASON网络的兼容和平滑演进。

本发明的ASON节点通信结构如图1所示，ASON节点由网元管理单元(NMU盘)、智能控制单元(SCU盘)、接口盘、子框内通信网、节点内通信网组成。其中NMU盘通过DCC_R或DCC_M或以太网等媒介连接而成的IP网络，主要是为ASON中管理平面与其它平面之间的信息交互传递管理信息；SCU盘通过DCC_M或STM-N帧结构中的其他预留的开销字节或以太网等媒介连接而成的IP网络，主要是为ASON中控制平面的分布式控制提供信令的传送通道。

其中，NMU盘终结DCC_R或DCC_M，实现这些信号的路由转发功能和网管代理功能。

SCU盘终结DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节，实现这些信号的路由转发功能，处理ASON控制信令，并根据信令要求控制接口盘，建立连接。

接口盘从SDH的帧开销中提取DCC字节和选取的STM-N帧结构中其他预留的开销字节，将DCC_R或DCC_M按一定的格式送到NMU盘，将DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节按一定的格式送给SCU盘处理；接收控制指令，建立数据平面的连接。

子框内通信网和节点内通信网：组成ASON节点内部的高速通信局域网(ILAN)，提供节点内部各部件间的高速、大容量通信平台。

ASON节点的各组成部分的连接关系是：

NMU盘通过子框内通信网和节点内通信网与实现ASON传送平面功能的实体接口盘连接，使接口盘通过子框内通信网和节点内通信网接收和发送网络管理信息；

SCU盘通过子框内通信网和节点内通信网与实现ASON控制平面功能的实体接口盘连接，使接口盘通过子框内通信网和节点内通信网接收和发送信令信息；

网管工作站通过网管工作站接入链路与节点上的网管接入接口连接，使网管工作站送出的网络管理信息首先经过NMU盘的接收，如果是发给本节点，则接入到NMU盘内部的管理应用层进行处理；否则通过NMU盘的IP转发功能发送至其目的节点；

子框内通信网和节点内通信网组成ASON节点内部的高速通信局域网(ILAN)，提供节点内部各部件间的高速、大容量通信平台。

节点内部高速通信系统可使用任何一种高速数据通信技术。可供选择的节点内部高速通信系统技术主要有基于IEEE802.3规范的以太网技术(包括10M、100M、1000M以太网技术，以及以后再发展的以太网技术)，异步转移模式技术(ATM)，令牌环，等等。还可以使用设备制造商开发的私有数据通信技术。也就是说，只要能达到高速双向数据通信目的的技术均可使用。

SCU和NMU分别在不同的硬件平台上实现，主要基于如下考虑：

(1)SCU和NMU对硬件性能的要求不一致。ASON中，控制平面需要实现呼叫和连接的控制，以及连接路由计算，分布式恢复的相关计算和控制，因此对处理能力的要求比较高；同时，还应考虑控制平面信息的永久存储，如网络拓扑信息、邻接状态、呼叫状态、连接状态，等等；因此SCU中应配备硬盘或磁盘阵列(RAID)，支持文件系统。而NMU相对简单，没有复杂的计算和处理，其需要永久保存的信息也不多，而且这些信息在上层EMS/SNMS上有保存，只需要保持同步即可。

(2)将SCU和NMU分开，还有一个考虑是节点可更灵活。即节点设备中不配置SCU时，该节点可作为一个普通的光传输设备使用，而一旦需要支持ASON功能时，在节点中加配SCU后，再作相应的配置，即可实现ASON的功能，实现系统的平滑升级。

(3)可在SCU上集成更多中DCN接口。因为运营商可提供用来构建ASON的DCN的外部数据网可能有多种技术选择。一般说来，可支持DCN功能的通信技术有电路交换(circuit switch)、包交换(packet switch)、局域网技术(LAN)、异步转移模式技术(ATM)、SDH和OTN等等；三层技术有IP技术或开放系统互连(OSI)的技术。将SCU和NMU集成后，在节点设计时可考虑选用支持多种二层接口和三层技术的平台，这样对运营商提供的数据网具有更好的适应性，非常有利于ASON网络的部署。

SCU和NMU的基本工作方式为：DCC和STM-N帧结构中的其他预留的开销字节提供基于IP的数据传送功能，节点内部NMU盘、SCU盘、接口盘单元间的通信通过子框内通信网和节点内通信网组成的节点内部局域网进行。

对于SDH系统，通常使用DCC作为管理和信令通信的通道。为了保证不同厂商设备DCC的互通，设备必须支持对DCC字节的可配置功能。应支持以下两种带宽选择方案：

1)采用RSOH中的DCC_R，速率可达192kbps；

2)采用MSOH中的DCC_M，速率可达576kbps；

当网络规模、设备数量以及传送速率等方面不断增长时，在带内DCN上传送的用于管理、信令和维护的消息量会因此不断增加，最终会由于带宽不足而导致带内DCN消息的拥塞，网络性能降低。因此，为了提高光纤带内DCN的传送性能，可以采用特定字节进行带宽的扩展，例如，利用其他预留的开销字节提供2Mbps或更高速率的通信带宽。

图2所示为STM-1帧的段开销字节示意图。对于STM-1而言，相当每帧有72个字节可用于段开销。由于每秒8000帧，因而STM-1有4.608Mbit/s可用于网络运行、管理和维护之目的。预留的开销字节有42个字节，可提供2.688Mbit/s的额外的通信带宽。

基于SDH技术的ASON网络中带内DCN也是采用段开销中的DCC作为管理和信令通信的物理传输通道，如果需要扩展带宽也可以采用STM-N帧结构中其他预留的开销字节。

选取STM-N帧结构中其他预留的开销字节时，可以只选RSOH中的空闲字节，也可以只选MSOH中的空闲字节，还可以同时选择RSOH和MSOH中的空闲字节。

在选取STM-N帧结构中其他预留的开销字节时，这些空闲开销必须是处于第一个STM-1的开销。

当采用DCC_R作为MCN的物理通道，采用STM-N帧结构中RSOH的空闲字节作为SCN的物理通道时，不仅便于与原有SDH网络的兼容，而且可以进一步提高SCN的性能，由于在再生段也可以处理SCN的信令信息，从而可以更快速的端到端通路的保护监控和恢复。当ASON带内DCN网络带宽需求不大时，可以采用DCC_R作为MCN的物理通道，采用DCC_M作为SCN的物理通道；当ASON带内DCN带宽不足而导致DCN消息的拥塞，网络性能降低时，可以利用STM-N帧结构中其他预留的开销字节采扩展MCN和SCN的带宽。

图3所示为采用分离的物理传送通道，构建互不影响的带内MCN和带内SCN。它们都是以传送平面网络为基础，带内MCN使用DCC_R或DCC_M作为物理传送通道，带内SCN使用DCC_M或STM-N帧结构中其他预留的开销字节作为物理传送通道，二者完全独立，由不同的实体来实现，互不影响。

本发明具有以下优点和积极效果：

(1)使用DCC和STM-N帧结构中的其他预留的开销字节作为ASON的DCN的物理通道，无需额外的网络资源，非常有利于ASON节点与传统光传输节点的混合组网。

(2)管理平面和控制平面数据通信网分离可以适应控制平面快速信令传输的要求，使其不受管理平面的影响，如图3所示。

(3)SCN的网络拓扑与ASON传送平面拓扑具有一致性，可很方便地实现传送平面网络的拓扑自动发现功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均包含于本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种基于带内方式构建管理通信网和信令通信网的装置，包括网元管理单元、智能控制单元、接口盘、连接网元管理单元和智能控制单元以及各接口盘子框的节点内通信网、以及连接子框内所有接口盘的子框内通信网，其特征在于：

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：将信令控制信息承载于STM-N帧结构中预留的开销字节中以扩展信令通信网的通信带宽。

3、如权利要求2所述的装置，其特征在于：选取STM-N帧结构中其他预留的开销字节时，可以只选RSOH中的空闲字节，也可以只选MSOH中的空闲字节，还可以同时选择RSOH和MSOH中的空闲字节。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述空闲字节是处于第一个STM-1的开销。

5、如权利要求1所述的装置，其特征在于：网元管理单元采用DCCR作为的管理通信网的物理通道，采用STM-N帧结构中RSOH的空闲字节作为信令通信网的物理通道。

6、一种基于带内方式构建管理通信网和信令通信网的方法，其中：

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于：将信令控制信息承载于STM-N帧结构中预留的开销字节中以扩展信令通信网的通信带宽。

8、如权利要求7所述的方法，其特征在于：选取STM-N帧结构中其他预留的开销字节时，可以只选RSOH中的空闲字节，也可以只选MSOH中的空闲字节，还可以同时选择RSOH和MSOH中的空闲字节。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述空闲字节是处于第一个STM-1的开销。

10、如权利要求6所述的方法，其特征在于：网元管理单元采用DCC_R作为的管理通信网的物理通道，采用STM-N帧结构中RSOH的空闲字节作为信令通信网的物理通道。