CN101447848A - 一种实现环网保护的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种实现环网保护的方法，在满足执行保护倒换的触发条件下，环网上的节点根据预先配置在本节点的区段成环信息和业务路由信息，确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务所在时隙，将所述业务倒换到不经过故障区段的保护通道上；所述区段成环信息列出以预先设置的方向依次成环的区段信息，所述区段信息包括预先在环网上的相邻节点之间分配的区段标识；所述业务路由信息针对时隙列出以本节点为源节点和宿节点的业务路径信息。本发明实施例还公开了一种网元设备。本发明方案可以有效缩短业务的倒换时间，并提高倒换后的信号质量。

Description

一种实现环网保护的方法和装置
技术领域
本发明涉及光网络技术领域，特别涉及一种实现环网保护的方法和装置。
背景技术
在传统的同步数字系列(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)同步光网络(Synchronous Optical Network，SONET)或光传输网络(Optical TransportNetwork，OTN)领域，综合考虑网络的有效性(通道利用率)、可靠性和经济性，环形组网通常是一种非常重要的组网形式，而为了提高环形组网的健壮性，需要环上各个节点能够提供一种被称为自动保护倒换的机制。
现有技术一是一种SDH体系下的环网保护机制，如图1所示，环上六个节点组成的复用段共享环网，W表示西向(West)，E表示东向(East)，如果工作通道和保护通道在一根光纤中，即每个节点之间仅通过两根光纤相连，则称为两纤环网；如果工作通道和保护通道分别在两根光纤中，即每个节点之间通过四根光纤相连，则称为四纤环网。节点之间用于承载倒换请求的自动保护倒换(Automatic Protection Switching，APS)字节格式为：
倒换请求|目的节点ID|源节点ID|桥接倒换状态。
如图1所示，实线箭头表示工作通道，虚线箭头表示保护通道。节点1、节点3之间有一条业务1，节点4、节点5节点之间有一条业务2，它们占用着不同区段的相同时隙。假设节点2和节点3之间的工作通道和保护通道发生故障，如果节点2和节点3检测到它们之间的工作和保护通道信号失效，则节点2、节点3互相向对方发出包含倒换请求的APS请求，而环上其它节点(节点1、节点4-6)收到节点2、节点3节点发出的APS请求后，通过分析APS请求中的源、宿节点信息，可以知道这个倒换请求不是针对自己的，则这些节点执行穿通，最终节点2、节点3节点执行针对业务1的环倒换，业务1被桥接倒换到环上的保护通道而得到恢复。
通过上面的分析可知，对于节点1、节点3之间的业务1倒换，如果直接由节点1、节点3网元执行倒换，则倒换后的路径为最优路径，但是真正的执行倒换操作的节点是节点2和节点3，这时业务就走了多余的传输路径，当节点之间的距离很长时，这种倒换方式就显得很不合适了，影响保护倒换时间和信号质量。
同理，当节点4、节点5之间的工作、保护通道都失效的时候，节点4、节点5节点也会执行倒换，将业务2倒换到保护通道上。但是如果上述两处失效同时存在，根据现有技术中的这种基于失效区段两端节点的倒换规则，节点2、节点3、节点4、节点5都会执行相应的倒换，最终导致业务1和业务2因为争用相同的保护通道而发生误连。
现有技术二所描述的OTN体系下的环网保护机制如图2所示：
如图2所示，环上六个节点组成的光通道数据单元(Opticalchannel DataUnit，ODUk)共享环网，较靠外侧的箭头表示需要保护的ODUK工作业务，较靠内侧的箭头表示发生保护倒换时需要被使用的保护通道。环上的每个区段上的工作业务使用了一个业务编号，不同区段上的业务编号不能重复。当同一个区段有多条业务需要保护时，则需要将每条业务配置在不同的保护组内，在需要的时候，分别执行保护倒换。节点之间用于承载倒换请求的信令格式为：
倒换请求|长短径标志(L或S)|请求桥接的业务ID|已桥接的业务ID|桥接倒换标志。
如图2所示，节点B、节点D之间的业务2发生中断，当节点B检测到业务中断后，节点B需要将这个失效信息通过APS请求通知到节点D，以便节点B、D都能够执行针对业务2的环倒换，而环上其它节点(节点A、节点C、节点E或节点F)收到节点B、D之间的APS请求，通过分析APS请求中的请求桥接的业务ID信息，可以知道这个倒换请求不是针对自己的，所以中间网元执行穿通，最终业务2在保护通道上得到恢复。
发明人在发明过程中发现，现有技术二的环网保护机制至少存在如下问题：一个环网的一个区段上只能有一条被保护业务，当该物理区段上有多条业务需要保护时，就需要配置多个保护组分别处于不同的逻辑环网，当一个区段发生失效的时候，区段上多条业务所在的多个保护组依次发生倒换，后执行倒换的业务的中断时间很难保证。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种实现环网保护的方法，可以有效缩短业务的倒换时间。
所述环网保护方法包括：在满足执行保护倒换的触发条件下，环网上的节点根据预先配置在本节点的区段成环信息和业务路由信息，确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务所在时隙，将所述业务倒换到不经过故障区段的保护通道上；
所述区段成环信息列出以预先设置的方向依次成环的区段信息，所述区段信息包括预先在环网上的相邻节点之间分配的区段标识；所述业务路由信息针对时隙列出以本节点为源节点和宿节点的业务路径信息。
本发明实施例还提出一种网元设备，包括：
区段成环信息模块，用于配置区段成环信息，所述区段成环信息列出以预先设置的方向依次成环的区段信息，所述区段信息包括预先在环网上的相邻节点之间分配的区段标识；
业务路由信息模块，用于配置业务路由信息，所述业务路由信息针对时隙列出以本节点为源节点和宿节点的业务路径信息；
倒换控制模块，用于当执行保护倒换的触发条件被满足时，根据所述区段成环信息模块中配置的区段成环信息和所述业务路由信息模块中配置的业务路由信息，确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务所在时隙，并输出所述区段的区段标识和所述业务所在时隙的信息；
倒换模块，用于根据所述倒换控制模块输出的区段标识和时隙信息，将所述时隙信息对应的业务倒换到不经过所述区段标识对应的区段的保护通道上。
从以上技术方案可以看出，通过设置区段标识，并根据故障信息中所包含的区段标识以及业务路由信息确定受故障影响的业务，仅对受故障影响的业务进行保护倒换，可以避免倒换后的业务经过多余的路径，并且一个区段上可以有多条被保护的业务。通过在服务层检测故障，并且在通道层针对具体的业务执行业务的源、宿倒换，可以有效缩短业务的倒换时间，并提高倒换后的信号质量。
附图说明
图1为现有技术一的SDH体系下的环网保护机制示意图；
图2为现有技术二的OTN体系下的环网保护机制示意图；
图3为本发明实施例的环网保护的组网方式以及单个节点的保护组配置方式示意图；
图4为本发明实施例的环网上每个节点上的区段成环信息和业务路由信息的配置方式示意图；
图5为本发明实施例的一个应用场景的示意图；
图6为本发明实施例对图5所示应用场景的处理流程图；
图7为本发明实施例的另一个应用场景的示意图；
图8为本发明实施例对图7所示应用场景的处理流程图；
图9为本发明实施例的环网的节点结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。
本发明实施例提出的环网保护的组网方式以及单个节点的保护组配置方式如图3所示，主要包括：
1、在组成环网的每个节点上配置逻辑保护组，并指定保护组东、西向的工作通道和保护通道所对应的物理通道(光口或ODUK时隙)，工作通道和保护通道可以在同一根光纤中(即组成两纤环)，也可以不同的光纤中(即组成四纤环)。
2、将相邻两个节点之间的东、西向通道对连，形成一个封闭的环网，为了满足50ms的保护倒换时间，环上不能超过16个节点，所以环上的区段数目也不会超过16。对环上每个区段进行编号(0～15之间)，且不同区段之间的编号不能重复。
在图3所示的环网保护的组网方式以及单个节点的保护组配置方式的基础上，该环网上承载业务情况的示意图如图4所示，其中粗实线表示业务路径。从图4中可以看出，保护组与被保护业务分离，增强了保护组配置的灵活性，可以有效支持业务动态配置的光网络智能特性。
本发明实施例的环网上每个节点上需要配置区段成环信息和业务路由信息，所述区段成环信息可以通过图或表格的形式体现，例如以区段环图的形式表现，在各个节点上，可以按照自西向东或自东向西的顺序建立区段成环信息，只要保证环上所有节点都采用相同的顺序建立区段成环信息即可。这里我们假定采用自西向东的顺序建立区段成环信息。所述业务路由信息也可以采用表格的形式体现。例如：图4中节点A的区段成环信息和业务路由信息如表1所示：
节点A的区段成环信息
 
区段1 区段2 区段3 区段4 区段5 区段6
节点A的业务路由信息
Figure A200710168174D00101
表1
节点A的区段成环信息中列出了以节点A为源节点和宿节点的环，按照自西向东方向依次包括的区段，如图4所示，从节点A出发，按照自西向东的方向，依次经过的区段为：区段1、区段2、区段3、区段4、区段5和区段6。同理，节点C的区段成环信息则为：区段3、区段4、区段5、区段6、区段1和区段2。而业务路由信息则分别列出了各个时隙的西向业务和东向业务的路径。该路径可以如表1所示用该业务的源节点和宿节点所在的区段表示，也可以用该路径所经过的区段来表示。其它节点的区段成环信息和业务路由信息可以采用类似方式建立。
每个节点上的环图和业务路由信息可以由用户手动配置，也可以采用搜索协议由软件自动建立，只要环上所有节点采用相同的方式建立各自的区段成环信息和业务路由信息即可。
当环上节点检测到某个区段的工作通道发生失效的时候，或者满足其它的倒换条件，例如进行强制倒换、人工倒换，练习倒换等，节点需要将该区段的区段状态请求以及该区段的ID、长短径标志通知到环上其它节点，这些信息构成了保护信令。其中，区段状态请求包含倒换原因，例如信号失效(Signal Failure，SF)、信号劣化(SD)、强制倒换、人工倒换或练习倒换等。通常保护信令都是通过开销进行承载的(可以是随路或非随路开销)，保护信令格式定义如表2所示：
Figure A200710168174D00111
表2
保护信令长度为2个字节，第一个字节APS1表示区段状态请求，用于表示发起倒换的原因以及倒换方式；第二个字节APS2中，前4个比特表示区段ID，接下来的1个比特表示长短径标志，最后3个比特表示桥接倒换标志。其中，桥接倒换标志为可选，其它各部分为必选。现有技术的APS字节中，分别需要一个字节来携带源节点标识和目的节点标识，再加上一个字节的区段状态请求以及一个字节的桥接倒换标志等信息，共需要4个字节；而本发明实施例的APS字节仅需2个字节，可以有效节省信令带宽。其中，APS1的区段状态请求的具体功能描述如表3所示：
Figure A200710168174D00121
表3
APS2的具体定义如表4所示：
Figure A200710168174D00131
表4
以上表3和表4的具体内容仅是一个示例，并不用以限定本发明。并且，APS1或APS2中的任一项内容都可以省略，而作为默认取值。
环上各节点的执行保护倒换的触发条件主要包括三个方面：
1、本节点检测到通道失效状态(SF/SD)。
2、本节点收到外部倒换命令(强制倒换、人工倒换等)。
3、本节点收到来自其它节点的APS请求。
以下通过示例1来说明本发明实施例的保护倒换实现过程。如图5所示，假设节点B、C之间的2号区段发生断纤，此时节点A的西向2时隙业务发生中断。处理过程如图6所示，包括如下步骤：
步骤601：节点B检测到西向的2号区段信号失效后，将失效消息通过APS请求通知到环上其它节点，即节点B在西向发送短径APS请求：SF|2|S|IDLE，在东向发送长径APS请求：SF|2|L|IDLE。这样环上的中间节点都会收到这个表示环上2号区段发生失效的APS请求。
步骤602：在收到所述表示环上2号区段发生失效的APS请求之后，节点A通过自身记录的区段成环信息和业务路由信息，可以判断出它西向的2时隙业务发生中断，同理节点D通过自身记录的区段成环信息和业务路由信息，也可以判断出它东向的2时隙业务发生中断。
步骤603：节点A、D将2时隙业务桥接倒换到不经过2号区段的反向的保护通道上，而其它节点因为没有业务经过2号区段，即2号区段的故障对这些节点的业务未造成影响，则这些节点对所述APS请求以及倒换业务执行穿通，最终A、D之间的业务得到恢复，同时实现了针对该业务的源宿倒换功能。
示例1所示倒换过程中，针对具体的业务执行业务的源、宿倒换，可以有效缩短业务的倒换时间，并提高倒换后的信号质量。
以下再通过示例2说明在本发明实施例保护倒换的实现过程中，在出现一个以上保护倒换的情况下，如何实现防止业务误连。如图7所示，假设节点B、C之间的2号区段发生断纤，同时节点A、F之间的6号区段也发生断纤，此时节点D的东向2时隙业务发生中断，同理节点E西向2时隙业务也发生中断。如果按照G.841建议中描述的在失效区段两端倒换，则两条业务都执行倒换，最终上述两条业务会因为使用相同的保护通道而发生误连。但在本发明实施例中，因为每个节点上都记录了区段成环信息和业务路由信息，所以可以防止业务误连，具体实现流程如图8所示，包括如下步骤：
步骤801：当2号区段和6号区段都发生失效的时候，节点C检测到东向失效，会向发生失效的方向即东向发送短径APS请求：SF|2|S|IDLE，同时向发生失效相反的方向即西向发送长径APS请求：SF|2|L|IDLE；同理节点F检测到西向失效，也会向西向发送短径APS请求：SF|6|S|IDLE，同时向东向发送长径APS请求：SF|6|L|IDLE。
步骤802：环上的节点D、E在东、西两个方向上分别收到上述两个长径APS请求，表示环上的2号区段和6号区段都发生了失效。在一个以上的区段发生失效的情况下，环网无法连接成一个整体，环网被分成多个子环：如果两个区段发生失效，则环网被分成两部分，即两个子环；如果三个区段发生失效，则环网被分成三部分，即三个子环，并依此类推。如果业务的源节点和宿节点分别属于不同的子环，则无论如何倒换，都无法建立源节点和宿节点之间的连接。在本实施例中，节点D、E根据所收到的两个APS请求判断出2号区段和6号区段发生失效，则可以判断出环网被分割成了两个子环。
步骤803：节点D也可以判断出它的东向2时隙业务的源、宿节点分别属于分割后的两个不同子环，节点D也不会对东向2时隙业务执行倒换，这样就避免了业务的误连；同理，节点E根据自身记录的区段成环信息和业务路由信息，可以知道它的西向2时隙业务的源、宿节点分别属于分割后的两个不同子环，在这种情况下，无论该业务如何倒换，都肯定无法被恢复，则节点E不对西向2时隙业务执行倒换。
本发明实施例提出的环网上的节点的结构框图如图9所示，包括：
区段成环信息模块910，用于配置区段成环信息，所述区段成环信息列出以本节点为源节点和宿节点的环，按照特定方向依次包括的区段，所述特定方向为自西向东或自东向西，且对于环网上所有节点保持一致；
业务路由信息模块920，用于配置业务路由信息，所述业务路由信息列出各个时隙的西向业务和东向业务的源节点和宿节点分布情况；
倒换控制模块930，用于当执行保护倒换的触发条件被满足时，根据所述区段成环信息模块910中配置的区段成环信息和所述业务路由信息模块920中配置的业务路由信息，确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务所在时隙，并输出所述区段的区段标识和所述时隙的标识；
倒换模块940，用于根据所述倒换控制模块输出的区段标识和时隙标识，将所述时隙标识代表的时隙上的业务倒换到不经过所述区段标识对应的区段的保护通道上。
一个环网的每个区段上都可以包含多条被保护的业务，当该区段失效时，整个环网只需要执行一次倒换，区段上所有的业务就同时得到保护，可以有效的保证所有业务的倒换时间。
其中，所述倒换控制模块930具体包括：
检测单元931，用于检测环网上的区段是否出现信号失效或信号劣化，若是，则满足执行保护倒换的触发条件；通常，检测单元931只检测与本节点相邻的两个区段。
故障确定单元932，用于当满足执行保护倒换的触发条件时，根据所述区段成环信息模块910所配置的区段成环信息和所述业务路由信息模块920所配置的业务路由信息，确定发生故障的区段的区段标识以及本节点受该故障影响的业务所在的时隙的标识；
输出单元934，将所述故障确定单元932确定的区段标识和时隙标识输出至所述倒换模块940。
所述节点还进一步包括：APS请求收发模块950，所述检测单元931当检测到环网上的区段出现信号失效或信号劣化，则将出现信号失效或信号劣化的区段的区段标识通知所述APS请求收发模块950；
则所述APS请求收发模块950根据来自检测单元931的区段标识，生成包含所述区段标识的APS请求，将所述APS请求发送到环网上的其它节点；
所述APS请求收发模块950还用于接收来自环网上其它节点的APS请求，若所述APS请求收发模块收到APS请求，则满足执行保护倒换的触发条件。
所述倒换控制模块930进一步包括：防止误连单元933，用于在所述故障确定单元932确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务之后，判断所述业务的源节点和宿节点是否能够通过环网上的节点连通，若是，则触发所述输出单元934输出所述区段的区段标识和所述业务所在的时隙的标识。
本发明实施例技术方案可以带来以下有益效果：
1、本发明针对具体的业务执行业务的源、宿倒换，可以有效缩短业务的倒换时间，并提高倒换后的信号质量；
2、实现了针对业务的源、宿倒换，防止了业务误连。
3、一个环网的每个区段上都可以包含多条被保护的业务，当该区段失效时，整个环网只需要执行一次倒换，区段上所有的业务就同时得到保护，可以有效的保证所有业务的倒换时间。
4、保护组与被保护业务分离，增强了保护组配置的灵活性，可以有效支持业务动态配置的光网络智能特性。
5、相比现有技术一描述的四字节APS信令，本发明只需要两个字节的APS信令，有效节省了信令带宽。
以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1、一种实现环网保护的方法，其特征在于，包括：在满足执行保护倒换的触发条件下，环网上的节点根据预先配置在本节点的区段成环信息和业务路由信息，确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务所在时隙，将所述业务倒换到不经过故障区段的保护通道上；
所述区段成环信息列出以预先设置的方向依次成环的区段信息，所述区段信息包括预先在环网上的相邻节点之间分配的区段标识；所述业务路由信息针对时隙列出以本节点为源节点和宿节点的业务路径信息。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行保护倒换的触发条件为：
本节点收到来自其它节点的自动保护倒换APS请求。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：所述环网上的节点根据预先配置的区段成环信息和业务路由信息，确定本节点的业务未受到影响，则执行保护通道穿通。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述执行保护倒换的触发条件是所述环网上的节点检测到区段信号失效或信号劣化，则进一步包括：该节点向环网上其它节点发送自动保护倒换APS请求。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述APS请求包括用于表示发起倒换的原因以及倒换方式的区段状态请求、区段标识和长短径标识。
6、根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述将所述业务倒换到保护通道上之前，进一步包括：所述环网上的节点判断受故障影响的业务的源、宿节点之间是否能够通过环网上的节点实现连通，若是，则执行所述业务倒换到保护通道的操作。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述环网上的节点的数目小于或等于16。
8、一种网元设备，其特征在于，包括：
区段成环信息模块，用于配置区段成环信息，所述区段成环信息列出以预先设置的方向依次成环的区段信息，所述区段信息包括预先在环网上的相邻节点之间分配的区段标识；
业务路由信息模块，用于配置业务路由信息，所述业务路由信息针对时隙列出以本节点为源节点和宿节点的业务路径信息；
倒换控制模块，用于当执行保护倒换的触发条件被满足时，根据所述区段成环信息模块中配置的区段成环信息和所述业务路由信息模块中配置的业务路由信息，确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务所在时隙，并输出所述区段的区段标识和所述业务所在时隙的信息；
倒换模块，用于根据所述倒换控制模块输出的区段标识和时隙信息，将所述时隙信息对应的业务倒换到不经过所述区段标识对应的区段的保护通道上。
9、根据权利要求8所述的网元设备，其特征在于，所述倒换控制模块包括：
检测单元，用于检测是否满足执行保护倒换的触发条件；
故障确定单元，用于当满足执行保护倒换的触发条件时，根据所述区段成环信息模块所配置的区段成环信息和所述业务路由信息模块所配置的业务路由信息，确定发生故障的区段的区段标识以及本节点受该故障影响的业务所在时隙；
输出单元，将所述故障确定单元确定的区段标识和所述业务所在时隙的信息输出至所述倒换模块。
10、根据权利要求9所述的网元设备，其特征在于，所述检测单元用于检测环网上的区段是否出现信号失效或信号劣化，若是则为满足执行保护倒换的触发条件。
11、根据权利要求9所述的网元设备，其特征在于，所述节点进一步包括APS请求收发模块；
所述检测单元当检测到环网上的区段出现信号失效或信号劣化，则将出现信号失效或信号劣化的区段的区段标识通知所述APS请求收发模块；
则所述APS请求收发模块根据来自所述检测单元的区段标识，生成包含所述区段标识的APS请求，将所述APS请求发送到环网上的其它节点。
12、根据权利要求9至11任一项所述的网元设备，其特征在于，所述倒换控制模块进一步包括：防止误连单元，用于在所述故障确定单元确定发生故障的区段以及本节点受该故障影响的业务之后，判断所述业务的源节点和宿节点是否能够通过环网上的节点连通，若是，则触发所述输出单元输出所述区段的区段标识和所述业务所在时隙的信息。
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