CN101488876A - 基于数据恢复的交换网络保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据恢复的交换网络保护方法，步骤包括：对所有工作通道进行帧同步对齐，业务发送端根据所有工作通道的数据通过第一算法计算出保护通道的数据；业务接收端检测并接收所有工作通道的数据，当所有工作通道正常时，工作通道的数据对应输出到所述业务接收端；当其中某条工作通道发生故障时，保护通道进行帧同步对齐，所述业务接收端根据第二算法，通过所述保护通道的数据和未出故障的工作通道的数据恢复故障通道的数据；所述业务接收端继续检测所述故障通道，当所述故障通道故障排除并工作正常后，所述故障通道转为工作通道，恢复数据输出。本发明技术方案避免了保护倒换带来的技术问题，提高了系统的可靠性和稳定性。

Description

基于数据恢复的交换网络保护方法

技术领域

本发明涉及一种通信领域交换网络多路信道的保护和恢复技术，尤其是，涉及一种基于数据恢复的交换网络保护方法。

背景技术

交换网络是通信网的核心，对保证通信网络的稳定性和可靠性起着十分重要的作用。因此，为了保证系统的可靠性和稳定性，交叉网络都有一套严格的保护机制，一旦该交叉网络有全部或者部分的传输线路损坏，系统必须能够可靠地倒换或者恢复数据，以保证交换网络系统能够正常工作。

图1是一种典型的网络保护拓扑结构。其中，描述的交叉单元为5个，分别为交叉单元1#到交叉单元5#；保护单元有2个，分别为保护单元1#和保护单元2#。每个发送端有5路工作线路(A～E)，2个保护线路P和Q，分别连接到交叉单元和保护单元。

对于网络的保护一般分为两大类，一类是基于保护倒换的方式。比如按照图1的拓扑结构，在业务的发送端的5条工作线路用两条保护线路P和Q来保护，当业务接收端检测到工作线路1#到5#有一路或者两路出现故障时，可以通知发送端从故障线路倒换到备用线路P和Q上，当故障消除后再倒换回原来的工作线路上。

采用这种基于保护倒换的工作方式的优点是保护倒换的算法相对简单，容易实现。缺点是在进行保护倒换时，发送业务单元和接收业务单元之间要进行频繁的信息传递，倒换时间较长，容易造成业务中断。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于数据恢复的交换网络保护方法，避免了保护倒换带来的技术问题，提高了系统的可靠性和稳定性。

技术方案如下：

一种基于数据恢复的交换网络保护方法，步骤包括：

(1)对所有工作通道进行帧同步对齐，业务发送端根据所有工作通道的数据通过第一算法计算出保护通道的数据；

(2)业务接收端检测并接收所有工作通道的数据，当所有工作通道正常时，工作通道的数据对应输出到所述业务接收端；当其中某条工作通道发生故障时，保护通道进行帧同步对齐，所述业务接收端根据第二算法，通过所述保护通道的数据和未出故障的工作通道的数据恢复故障通道的数据；

(3)所述业务接收端继续检测所述故障通道，当所述故障通道故障排除并工作正常后，所述故障通道转为工作通道，恢复数据输出。

进一步，步骤(1)中，所述第一算法包括：

$p_i=a_i\⊕b_i\⊕c_i\⊕d_i\⊕e_i\·\·\·\·\·\·;$

$q_i=a_{\left(i\right)}\⊕b_{(i-1)}\⊕c_{(i-2)}\⊕d_{(i-3)}\⊕e_{(i-4)}\·\·\·\·\·\·;$

其中，p和q代表保护通道的比特，a～e代表工作通道的比特，i为各通道数据的比特序列号，⊕代表异或运算。

进一步，步骤(2)中，所述第二算法包括：

$a_i=b_{(i-1)}\⊕c_{(i-2)}\⊕d_{(i-3)}\⊕e_{(i-4)}\⊕q_i\·\·\·\·\·\·;$

$b_i=a_i\⊕c_i\⊕d_i\⊕e_i\⊕p_i\·\·\·\·\·\·;$

其中，a和b代表故障通道的比特，p和q代表保护通道，i为各通道数据的比特序列号，⊕代表异或运算。

进一步，步骤(2)中，对所述故障通道要从已知的帧头最后一个比特位开始恢复数据。

进一步，步骤(1)和(2)中，所述第一算法和第二算法为递推算法，其中，所述第二算法从已知的数据开始对未知的数据进行恢复。

本发明技术效果如下：

本发明与现有技术相比，由于采取了相对简单的保护算法，达到了交换网络线路保护的目的，避免了保护倒换带来的技术问题，提高了系统的可靠性和稳定性。

本发明是基于数据恢复的保护方式，采用这种保护方式，可以避免在主用线路和备用线路之间进行频繁的倒换，业务发送端和接收端也不需要进行任何信息传递，这样有效地保证了交叉网络线路故障时不会造成业务中断。

附图说明

图1是现有技术中交换网络保护拓扑结构图；

图2是本发明中保护算法的基本原理图。

具体实施方式

本发明克服了交换网络保护倒换技术的缺点，提出了一种基于数据恢复的保护方式，用于恢复故障线路所传输的数据。基于数据恢复的保护方式中，保护线路(例如图1中的P和Q)不作为工作线路，而是通过算法在发送端由工作线路(例如图1中的A到E)传输的数据计算出P和Q，当工作线路发生故障时，接收端通过P和Q线路上的数据可以恢复故障线路上的数据。

本发明技术方案中，保护线路的数据根据工作线路的数据通过算法得到，当出现线路故障时，故障线路的数据根据非故障线路和保护线路的数据进行恢复。

假设工作线路A～E为5条工作线路，P和Q为保护线路，基于交换网络数据恢复保护方式如下：

第一步：业务发送端工作线路正常，通过本算法由5条工作线路A～E中的数据计算出保护线路P和Q的数据。

第二步：业务接收端检测并接收工作线路A～E的数据，当工作线路A～E正常时，工作线路A～E的数据对应输出到业务接收端。当工作线路中有一路或者两路发生故障时，比如工作线路A和工作线路B出现故障，则接收端通过保护线路P和Q上的数据恢复故障线路A和故障线路B的数据。

第三步：业务接收端继续检测工作线路A～E，当工作线路A～E故障排除并工作正常时，选择工作线路A～E的数据对应输出到业务接收端。

如图2所示，对上述基于交换网络数据恢复保护算法的基本原理做进一步阐述。

这种保护算法实际上是一种递推算法，采用这种算法时必须要从已知的数据开始，用算法对未知的数据进行恢复。因此，在业务板进行数据发送和恢复时，必须首先对A、B、C、D、E四路工作通道和保护通道进行帧同步对齐，对故障的通道要从已知的帧头最后一个比特位开始恢复数据。

设定交叉网络中工作线路一共有5个，分别为A、B、C、D、E，采用2路保护通道进行数据编码保护，分别计为P和Q。

在业务发送端P和Q的数据按如下的公式生成：

$p_i=a_i\⊕b_i\⊕c_i\⊕d_i\⊕e_i$

$q_i=a_{\left(i\right)}\⊕b_{(i-1)}\⊕c_{(i-2)}\⊕d_{(i-3)}\⊕e_{(i-4)}$

其中i为各路数据的比特序列号，即保护通道P的当前比特是由A、B、C、D、E各路工作通道的当前各比特异或而成；保护通道Q的当前比特是由A路当前比特，B路前1个比特，C路前2个比特，D路前3个比特，E路前4个比特异或而成。

如果经过交叉网络交叉后，到达另一块业务接收端时A和B通道发生故障，则可以按照下述的公式来恢复A和B通道的数据：

$a_i=b_{(i-1)}\⊕c_{(i-2)}\⊕d_{(i-3)}\⊕e_{(i-4)}\⊕q_i$

$b_i=a_i\⊕c_i\⊕d_i\⊕e_i\⊕p_i$

其中i为各路数据的比特序列号，即故障通道A的当前比特是由B路前1个比特，C路前2个比特，D路前3个比特，E路前4个比特和Q路当前比特异或而成。故障通道B的当前比特是由恢复的A通道当前比特，当前通道C、D、E和P的当前比特异或而成。

上述算法能够扩展成通用的算法，并不限于5条工作通道、2条保护通道。采用图2的这种斜正交的保护算法的好处是在信道发生故障时，只需要通过P和Q这两路保护通道上的数据，通过简单的异或运算即可恢复故障通道的数据，不需要在交叉网络的发送端和接收端之间进行复杂的工作和保护通道之间的频繁切换，减小数据损伤，提高系统的可靠性。

Claims (5)

1、一种基于数据恢复的交换网络保护方法，步骤包括：

(1)对所有工作通道进行帧同步对齐，业务发送端根据所有工作通道的数据通过第一算法计算出保护通道的数据；

(2)业务接收端检测并接收所有工作通道的数据，当所有工作通道正常时，工作通道的数据对应输出到所述业务接收端；当其中某条工作通道发生故障时，保护通道进行帧同步对齐，所述业务接收端根据第二算法，通过所述保护通道的数据和未出故障的工作通道的数据恢复故障通道的数据；

(3)所述业务接收端继续检测所述故障通道，当所述故障通道故障排除并工作正常后，所述故障通道转为工作通道，恢复数据输出。

2、如权利要求1所述的基于数据恢复的交换网络保护方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一算法包括：

$p_i=a_i\⊕b_i\⊕c_i\⊕d_i\⊕e_i\·\·\·\·\·\·;$

$q_i=a_{\left(i\right)}\⊕b_{(i-1)}\⊕c_{(i-2)}\⊕d_{(i-3)}\⊕e_{(i-4)}\·\·\·\·\·\·;$

其中，p和q代表保护通道的比特，a～e代表工作通道的比特，i为各通道数据的比特序列号，代表异或运算。

3、如权利要求2所述的基于数据恢复的交换网络保护方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第二算法包括：

$a_i=b_{(-1i)}\⊕c_{(i-2)}\⊕d_{(i-3)}\⊕e_{(i-4)}\⊕q_i\·\·\·\·\·\·;$

$b_i=a_i\⊕c_i\⊕d_i\⊕e_i\⊕p_i\·\·\·\·\·\·;$

其中，a和b代表故障通道的比特，p和q代表保护通道，i为各通道数据的比特序列号，

代表异或运算。

4、如权利要求1所述的基于数据恢复的交换网络保护方法，其特征在于，步骤(2)中，对所述故障通道要从已知的帧头最后一个比特位开始恢复数据。

5、如权利要求1所述的基于数据恢复的交换网络保护方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中，所述第一算法和第二算法为递推算法，其中，所述第二算法从已知的数据开始对未知的数据进行恢复。

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