CN101490995A - 用于维持冗余ima组保护转换中的状态同步的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提出了一种用于IMA组的冗余保护的系统和方法。在进行热冗余转换之前将保护IMA状态机与工作IMA状态机同步。SCCI号从工作IMA状态机通过IMA同步链路而被直接发送给保护IMA状态机，同时增量信息从该工作IMA状态机被发送以被该保护IMA状态机用来推导帧序号。

Description

用于维持冗余IMA组保护转换中的状态同步的系统和方法
技术领域
本发明涉及冗余保护转换的应用，具体地涉及用于维持IMA(ATM反向复用)组的冗余保护转换中的状态同步的系统和方法。
背景技术
在向用户提供通信服务时，服务提供商试图确保服务以最小的数据丢失和最小的中断被递送。确保数据传送服务的一种已知方法是冗余保护转换或自动保护转换(APS)。在SONET/SDH中，APS 1+1通常用于同一机箱的线路卡之间的保护转换。通常，冗余保护转换可以被配置成将经过一个网络资源的信号转换至不同的路径以经过另一个类似的网络资源。
参考图1A，讨论APS 1+1的已知实现。具有其业务受保护的第一工作线卡61的近端(NE)机箱60具有NE工作端口64，该端口经由双向工作链路80耦合到具有第二工作线卡71的远端(FE)机箱70的FE工作端口74。NE机箱60还在双向保护链路90上经由NE保护端口65从第一保护线卡62耦合到FE机箱70的第二保护线卡72的FE保护端口75。在这种配置中，NE机箱60可以说由具有工作电路和保护电路的APS组保护，所述工作电路由第一工作线卡61、NE工作端口64、工作链路80、FE工作端口74和第二工作线卡71组成，而所述保护电路由第一保护线卡62、NE保护端口65、保护链路90、FE保护端口75和第二保护线卡72组成。
通常，工作电路承载要保护的数据业务。当电路承载数据业务时，它是激活的，而当它未承载业务时是非激活的。为了一致性，激活电路的链路和端口称作是激活的，而非激活电路的链路和端口称作是非激活的。在自动保护转换中，工作电路被定义成当没有故障是通常为激活的电路。
在激活电路的信号的故障或降级的情况下，该情况可能由于激活链路或激活端口的故障或降级而造成，APS 1+1将数据业务从经过出故障的或降级的电路转换成经过另一电路。该另一电路变为激活而出故障或降级的电路变为非激活电路。
APS 1+1结构也使得保护电路和工作电路能够被配置成结束于两个不同的FE机箱。这种已知的配置除了链路和电路故障之外还克服了节点或路由器故障。
应当指出，在现有技术中，通常不在保护电路上转换信号，直到发生切换。同样，这种保护和工作电路不是状态同步的。在保护切换时，工作电路变成非激活而保护电路变成激活，而任一电路都不需要具有关于除了其激活性或非激活性之外的其他特定操作状态的任何信息。
现在参考图1B，讨论按照IMA AF-PHY-0086.000和AF-PHY-0086.001 ATM论坛规范的已知IMA组。IMA在IMA虚拟链路的一端提供多个物理链路上的AMT流的反向多路复用，并且在IMA虚拟链路的另一端提供该ATM流的多路复用和重组。通常，需要sub-DS3但大于DSI的数据速率的服务提供商在若干DSI链路上采用IMA。ATM上的反向多路复用提供了数据速率灵活性并且避免从高级网络层使用多个物理链路。如图1B所示，例如OC3大带宽的物理链路上的ATM流可以被分成经过例如DSI的大量低带宽链路，并且被重组以在另一OC3链路上发送。
经过第一OC3链路4的ATM流被显示成被承载于在IMA组50中配置的一组DSI链路30a、30b、30c上以经过第二OC3链路2。
第一OC3链路4经由远端(FE)IMA机箱20的第一双向OC3端口25而被耦合。FE IMA机箱20具有第一DSI端口35a、第二DSI端口35b和第三DSI端口35c，它们分别耦合到第一DSI链路30a、第二DSI链路30b和第三DIS链路30c。第一、第二和第三DSI链路30a、30b、30c共同构成IMA组50。第一、第二和第三DSI链路30a、30b、30c分别耦合到近端(NE)IMA机箱10的第四DSI端口15a、第五DSI端口15b和第六DSI端口15c。近端IMA机箱10经由第二OC3端口5耦合到第二OC3端口5。应当指出，DSI链路30a、30b、30c是双向的，OC3链路2、4也是这样。
当ATM信元流沿着第一OC3链路4进入时，它们经由第一OC3端口25进入FE IMA机箱20。为了说明，示出了三个ATM信元A、B和C。FE IMA机箱20以轮询调度的方式分配信元以发送给第一、第二和第三DSI链路30a、30b、30c。如所示，信元A被插入经过第一DSI链路30a的IMA数据流、信元B被插入经过第二DSI链路30b的IMA数据流、而信元C被插入经过第三DSI链路30c的IMA数据流。经过第一DSI链路的IMA流在图2A中示出。ATM信元被分组成由128个信元组成的IMA帧，其中一些是ATM信元，而另一些是针对IMA标准的两种特殊类型的信元，称作IMA信元，具体地是填充信元和ICP信元(IMA控制协议)。每个标准IMA帧的128个信元之一是ICP信元。例如，IMA数据流410的IMA帧M470被显示成在帧中的第零位置具有一个ICP信元412。每个IMA帧通常包含具有有效负荷数据411的ATM信元，但是也可以包含IMA填充信元413，该填充信元不承载数据并且被插入IMA帧从而为IMA下层的信元速率去耦维持恒定的信元速率。
尽管在NE IMA机箱10和FE IMA机箱20之间只示出了三条链路，然而应当指出，IMA支持IMA组中的多于三条的物理链路。
图2B针对第三DSI链路30c示出了第三IMA流420。第三IMA流420的第M个IMA帧在帧中的第K个位置具有ICP信元422，具有不同的ATM数据有效负荷信元421和填充信元423。
在提供服务给用户时，网络服务提供商通常试图提供更快、更强壮的服务，并且确保这些服务的递送而不会丢失数据并且具有尽可能最小的中断。尽管冗余保护被用作网络链路保护、端口保护和设备保护的一种形式，然而当前的IMA标准并未规定IMA组的冗余保护转换。该协议需要远端和近端之间的双向通信以管理IMA组，这不会使其使用冗余保护转换。取代快速IMA组，重启被用来在替代路径上保护服务。这种机制仍会导致持续长至一秒的中断。IMA主要用于移动语音网络中，并且在该领域中，已发现持续超过750毫秒的中断会导致远端小区发射塔设备复位。这些复位致使语音呼叫和移动设备业务经受中断，这对于服务提供商及其用户来说是及其不希望的。
发明内容
根据本发明的一个方面，本发明提出了一种针对IMA虚拟链路的近端的冗余转换系统，包括：工作网络单元，其用于托管参与IMA虚拟链路的工作IMA状态机；保护网络单元，其用于在冗余切换的情况下托管用于参与所述IMA虚拟链路的保护IMA状态机；和IMA同步链路，该链路将所述工作网络单元耦合到所述保护网络单元以将所述工作IMA状态机的状态信息传送给所述保护IMA状态机。
本发明的一些实施例还提出：IMA接收分配器，用于复制从所述IMA虚拟链路的远端通过所述IMA虚拟链路而进入的IMA数据流，所述IMA接收分配器用于将所述IMA数据流的拷贝递送给工作IMA状态机和保护IMA状态机；和ATM接收分配器，用于复制旨在通过所述IMA虚拟链路被发送至所述IMA虚拟链路的远端的ATM数据流，所述ATM接收分配器用于将所述ATM数据的拷贝递送给工作IMA状态机和保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，所述保护IMA状态机和工作IMA状态机具有预配置的匹配链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移。
在本发明的一些实施例中，所述工作IMA状态机的链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移通过所述IMA同步链路而被传送给所述保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，工作IMA状态机的SCCI号通过IMA同步链路而被传送给保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，帧序号增量通过所述IMA同步链路从所述工作IMA状态机被传送至所述保护IMA状态机，所述帧序号增量由所述保护IMA状态机使用来确定用于在冗余切换之后通过IMA虚拟链路与IMA虚拟链路的远端通信的帧序号。
在本发明的一些实施例中，帧序号增量通过以下操作来确定的：从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生成的帧的第一帧序号中减去来自所述IMA虚拟链路的远端的远端IMA状态机的、在第一指定时刻到达的帧的第二帧序号，并且其中，所述保护IMA状态机通过将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号来使用所述帧序号增量。
在本发明的一些实施例中，所述保护IMA状态机适于当开启该保护IMA状态机时、当从位于IMA虚拟链路远端的远端IMA状态机收到IMA数据流中的ICP信元时进入工作状态，其中所述ICP信元指示远端IMA状态机处于工作状态。
在本发明的一些实施例中，当所述保护IMA状态机启动时，所述SSCI号从所述工作IMA状态机被传送至所述保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，每当所述SCCI号的值更改时，所述SCCI号从所述工作IMA状态机被重新传送至所述保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，所述SCCI号从所述工作IMA状态机被周期性地重新传送至所述保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，当启动所述保护IMA状态机时，所述帧序号增量从所述工作IMA状态机被传送至所述保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，每当所述帧序号增量的平均值更改时，所述帧序号增量从所述工作IMA状态机被重新传送至所述保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，所述工作IMA状态机的SCCI号通过IMA同步链路而被传送至所述保护IMA状态机；帧序号增量是通过所述IMA同步链路从所述工作IMA状态机被传送至所述保护IMA状态机的，其中，所述帧序号增量是通过以下操作来确定的：从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生产的帧的第一帧序号中减去来自IMA虚拟链路远端的远端IMA状态机的、在所述第一指定时刻到达的帧的第二帧序号；并且所述帧序号增量是由所述保护IMA状态机这样来使用的：将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号以生成第四帧序号，所述第四帧序号被所述保护IMA状态机用来在冗余切换事件之后参与所述IMA虚拟链路；其中，所述保护IMA状态机适于在启动所述保护IMA状态机时、当接收到来自所述远端IMA状态机的IMA数据流中的ICP信元时进入工作状态，其中，所述ICP信元指示所述远端IMA状态机处于工作状态。
在本发明的一些实施例中，APS冗余I/O卡对耦合在所述IMA虚拟链路的近端与远端之间以提供端口冗余保护。
本发明的一些实施例提供了IMA发送分配器，用于复制从所述工作IMA状态机去往所述IMA虚拟链路的远端的输出IMA数据流，所述IMA发送分配器用于将所述输出IMA数据流的拷贝递送给所述冗余I/O卡对的工作I/O卡和保护I/O卡二者；IMA接收组合器具有耦合到所述工作I/O卡的第一输入端和耦合到所述保护I/O卡的第二输入端，以及耦合到所述IMA接收分配器的输出端；并且IMA转换器耦合到所述第一I/O卡且耦合到所述第二I/O卡以将所述IMA虚拟链路耦合到所述第一I/O卡和所述第二I/O卡之一。
根据第二方面，本发明提出了一种针对IMA虚拟链路的近端的冗余转换的方法，包括：同步用于参与IMA虚拟链路的保护IMA状态机与已参与该IMA虚拟链路的工作IMA状态机；并且在该保护IMA状态机与该工作IMA状态机同步之后，将所述IMA虚拟链路的参与方从该工作IMA状态机切换成该保护IMA状态机。
本发明的一些实施例还提出在同步步骤中，将所述工作IMA状态机的状态信息从所述工作IMA状态机传送至所述保护IMA状态机。
本发明的一些实施例还提出复制从所述IMA虚拟链路的远端通过所述IMA虚拟链路而进入的IMA数据流；将所述IMA数据流的拷贝递送给所述工作IMA状态机和所述保护IMA状态机二者；复制旨在通过所述IMA虚拟链路被发送至所述IMA虚拟链路的远端的ATM数据流；以及将所述ATM数据流的拷贝递送给所述工作IMA状态机和所述保护IMA状态机二者。
在本发明的一些实施例中，所述保护IMA状态机和工作IMA状态机具有预配置的匹配链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移。
在本发明的一些实施例中，所述工作IMA状态机的状态信息包括所述工作IMA状态机的链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移。
在本发明的一些实施例中，所述工作IMA状态机的状态信息包括所述工作IMA状态机的SCCI号。
在本发明的一些实施例中，所述工作IMA状态机的状态信息包括帧序号增量，所述帧序号增量被所述保护IMA状态机用来确定用于通过所述IMA虚拟链路与该IMA虚拟链路远端通信的帧序号。
本发明的一些实施例还提出通过从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生成的帧的第一帧序号中减去来自所述IMA虚拟链路远端的远端IMA状态机的、在该第一指定时刻到达的帧的第二帧序号，来确定帧序号增量；并且通过将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号而在所述保护IMA状态机确定第四帧序号，所述第四帧序号被所述保护IMA状态机用来在冗余切换事件之后参与所述IMA虚拟链路。
本发明的一些实施例还提出当启动所述保护IMA状态机时并且当收到来自位于所述IMA虚拟链路远端的远端IMA状态机的IMA数据流中的ICP信元时，使得所述保护IMA状态机进入工作状态，其中所述ICP信元指示了所述远端IMA状态机处于工作状态。
本发明的一些实施例还提出当启动所述保护IMA状态机时将所述SSCI号从所述工作IMA状态机传送至所述保护IMA状态机。
本发明的一些实施例还提出每当所述SCCI号的值更改时将所述SCCI号从所述工作IMA状态机重传至所述保护IMA状态机。
本发明的一些实施例还提出将所述SCCI号从所述工作IMA状态机周期性地重传至所述保护IMA状态机。
本发明的一些实施例还提出当启动所述保护IMA状态机时，将所述帧序号增量从所述工作IMA状态机重传至所述保护IMA状态机。
本发明的一些实施例还提出每当所述帧序号增量的平均值更改时，将所述帧序号增量从所述工作IMA状态机重传至所述保护IMA状态机。
在本发明的一些实施例中，所述工作IMA状态机的状态信息包括该工作IMA状态机的SCCI号以及帧序号增量，该方法还包括下列步骤：通过从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生成的帧的第一帧序号中减去来自所述IMA虚拟链路远端的远端IMA状态机的、在该第一指定时刻到达的帧的第二帧序号来确定所述帧序号增量；通过将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号而在所述保护IMA状态机确定第四帧序号，所述第四帧序号被所述保护IMA状态机用来在冗余切换事件之后参与所述IMA虚拟链路；并且当启动所述保护IMA状态机并且当收到来自所述远端IMA状态机的IMA数据流中的ICP信元时，使得所述保护IMA状态机进入工作状态，其中所述ICP信元指示该远端IMA状态机处于工作状态。
附图说明
参考附图，通过阅读下面对优选实施例的详细描述，本发明的特征和优点将变得更加明显，其中：
图1A是已知冗余保护转换的示意性框图；
图1B是已知IMA组联网的示意性框图；
图2A和2B是根据ATM论坛标准的已知IMA数据流的框图；
图2C是IMA状态机的包含于ICP信元中的状态变量的框图，所述变量根据本发明的优选实施例而被同步；
图3是根据本发明优选实施例的用于IMA组的冗余保护转换的系统的示意性框图；
图4是在冗余转换发生后的图3的系统的示意性框图；
图5是根据本发明另一实施例的用于IMA组的冗余保护转换的系统的示意性框图，该系统同时具有线路卡冗余和输入/输出端口冗余；以及
图6是根据本发明另一实施例的用于IMA组的冗余保护转换的方法的功能框图。
应当指出，附图中相同的部分使用相同的参考标记。
具体实施方式
参考图3，现在将从结构方面说明根据本发明优选实施例的用于IMA组的冗余保护转换的系统。
近端机箱100与远端机箱(未显示)维持一条双向IMA虚拟链路305。IMA虚拟链路305包括从远端机箱至NE机箱100的IMA组接收链路225，和从NE机箱100至远端机箱的IMA组发送链路221。尽管图3中未显示，然而每个IMA组链路是由构成如结合图1B讨论的IMA组的若干链路组成的。尽管IMA虚拟链路是一条单个的双向虚拟链路，然而由于外出和进入信元的处理是不同的，传送信元的虚拟发送和接收链路被分别地说明。
为了维持IMA虚拟链路305，近端机箱100包括具有第一IMA状态机122的第一线卡120和具有第二IMA状态机112的第二线卡110。在冗余保护状态中，线卡120、110之一及其各自的IMA状态机122、112是激活的并且分别用作工作线卡和工作IMA状态机，而另一线卡120、110及其各自的IMA状态机122、112是非激活的并且分别用作保护线卡和保护IMA状态机。
在图3中，第一线卡120是工作线卡120并且第一IMA状态机122是工作IMA状态机122。工作线卡120和工作IMA状态机122经由IMA组发送链路221耦合到远端机箱。IMA组接收链路225耦合到IMA接收分配器126的输入端，该分配器可以例如是增/减多路复用器。IMA接收分配器126具有耦合到工作接收IMA组链路127的第一输出端，该链路又耦合到工作IMA状态机122。
第二线卡110是保护线卡110并且第二IMA状态机112是保护IMA状态机112。保护线卡110和保护IMA状态机112经由保护IMA组接收链路117耦合到远端机箱，该链路耦合到IMA接收分配器126的第二输出端。工作IMA组接收链路127和保护IMA组接收链路117中的每一个都具有通过IMA组接收链路225而进入的信号的拷贝，所述信号由IMA接收分配器126分配。工作IMA状态机122和保护IMA状态机112经由IMA同步链路111而相互耦合。
双向OC3链路307经由OC3接收链路121耦合到OC3接收分配器124的输入端。OC3接收分配器124的第一输出端耦合到工作OC3输入链路123，该输入链路还耦合到工作线卡120的工作IMA状态机122。OC3接收分配器124的第二输出端耦合到保护OC3输入链路113，该输入链路耦合到保护线卡110的保护IMA状态机112。
工作IMA状态机122耦合到工作OC3输出链路125，而保护IMA状态机112耦合到保护OC3输出链路115以及保护IMA输出链路113b。
尽管以冗余保护配置工作，保护OC3输入链路113耦合到位于保护IMA状态机112的保护线卡110，该线卡通过保护IMA输出链路113b发送IMA业务。保护IMA输出链路113b端接于114保护线卡110，而保护OC3输出链路115也端接于118保护线卡110。
现在还参考图4，现在就功能方面说明图3的系统。
对于具有尽可能最小的数据丢失和中断的热冗余转换，远端的IMA状态机理想地不具有关于切换的指示，也不检测近端IMA状态机状态的任何变化。这种透明性可以通过同步保护IMA状态机112的状态与工作IMA状态机的状态来获得。换言之，在执行热冗余转换之前使得保护IMA状态机112的状态成为工作IMA状态机122的状态的复制。通过以下操作促进同步：分配在IMA组接收链路225上到达的信号并将它们分发给工作和保护IMA状态机122、112二者、分配在OC3接收链路121上到达的信号并将它们分发给工作和保护IMA状态机122、112二者、以及在IMA同步链路111上交换信息。在任何冗余转换之前的稳定状态期间，保护IMA状态机112与工作IMA状态机122同步并且如同它实际上正参与IMA虚拟链路那样地工作。
在以保护模式操作的稳定状态，近端机箱100如图3所示地那样操作。多个IMA信元和ATM流同时到达工作IMA状态机122和保护IMA状态机112。由于保护IMA状态机112在切换前实际上没有参与IMA虚拟链路，因此保护线卡110不会通过保护OC3发送链路115进行发送。保护线卡110所接收的IMA帧被处理以维持保护IMA状态机和工作IMA状态机122之间的同步。
每个ICP信元422都包含针对IMA组和链路管理的信息。同步涉及确保工作和保护IMA状态机122、112中的每一个的状态是相同的。这个状态信息存在于从近端发送至远端的每个ICP信元中。为确保平滑的切换，由远端IMA状态机接收的ICP信元应当具有它们所包含的状态信息在切换之前和之后的连续性。在图2C中，关于每个ICP信元的信息而示出了要被同步的值，例如第三IMA数据流420的第M个帧480的ICP信元422。ICP信元422的相关字段是：链路ID 412a，其标识了传送具有ICP信元的IMA帧的IMA链路；IMA组ID 412b，其是标识整个IMA组的号码；帧序号412c，其被分配给每个帧并且针对周期性循环的0至255个连续帧而取值；SCCI号(状态和控制更改指示)412d，其针对连续ICP信元仅当发端IMA状态机的状态或控制更改时才更改并且可以取0至255的值；以及ICP信元偏移数412e，其指示了ICP信元在其各自的帧内的偏移位置并且对于同一链路中的所有帧都是相同的。
图2C所示的ICP信元422的字段的值是示例性的值，其可以在图2B所示的第三IMA数据流的ICP信元422中找到。
为了针对热冗余转换而同步，在工作IMA状态机122与保护IMA状态机112之间容易地协调针对IMA组的每条链路的链路ID、IMA ID和ICP信元偏移，这是因为它们通常是可在工作IMA状态机122和保护IMA状态机112二者的配置中被设定的静态强制的变量。这些值也可以在IMA同步链路111上可靠地被交换。由于它们的动态特性，帧序号和SCCI对于同步而言更具挑战性。
在接收方向中，除了保护IMA状态机112的朝向远端和朝向OC3链路307的传输被丢弃之外，保护IMA状态机112似乎实际上参与了IMA虚拟链路。同样，工作IMA状态机122从远端IMA状态机接收的ICP信元中的所有信息也被保护IMA状态机112所接收。这些ICP信元包含例如远端IMA状态机的帧序号和SCCI的值。根据IMA标准，为了节约处理资源，ICP信元仅当SCCI号更改时或在IMA状态机的启动期间才被处理。同样，保护IMA状态机将从启动之后接收的第一个ICP信元中获得SCCI和帧序号，并且如果SCCI在任何后续ICP信元中更改则再次获得它们。当ICP信元被处理时，它被呈递给硬件/软件。由于远端的IMA状态机是激活的并且已经与工作IMA状态机122处于会话中，因此由保护IMA状态机122在启动之后接收的第一ICP信元的组状态和控制字节将指示远端IMA状态机是“操作的”。根据两个IMA状态机之间的IMA虚拟链路的标准启动协议，两个IMA状态机在进入三个工作状态之一之前都必须参与包括请求和确认的握手，所述三个工作状态即“阻塞的”、“链路不足的”和“操作的”。由近端IMA状态机在实际上与远端IMA状态机进行握手之前作为组状态和控制字段而对“阻塞的”、“链路不足的”或“操作的”所进行的检测，不会被近端IMA状态机所理解。这种情形不能通过标准的未修改的IMA状态机所解决。根据本发明的优选实施例，保护IMA状态机112是修改后的IMA状态机，其适于在检测到启动之后收到的第一ICP信元中的具有三种IMA工作状态中任一种的组状态和控制字段时，立即按照IMA虚拟链路的状态而将其自身转换成合适的IMA工作状态。由保护IMA状态机112接收的进入ICP信元中的SCCI和帧序号被存储并且现在它处于工作状态，在接收侧，保护IMA状态机112已经被同步并且可以进行切换以如期望地那样以激活模式运转，其通过IMA虚拟链路305而与远端IMA状态机相连。
在发送方向中，保护IMA状态机112不具有由工作IMA状态机122发送的帧序号或SCCI。由于SCCI保持不变直到IMA状态机的状态更改，因此工作IMA状态机122的SCCI的值在通过IMA同步链路111向保护IMA状态机112传送的过程中更改的可能性非常低。因此，当保护IMA状态机112启动时，工作IMA状态机122向保护IMA状态机112简单地发送一次SCCI值，并且每当SCCI值更改时再发送一次。然而，帧序号会非常迅速地改变，当该值被保护IMA状态机112接收时会与当它被工作IMA状态机122发送时十分地不同。为了确保同步，由工作和保护IMA状态机122、112分别通过工作IMA接收链路127和保护IMA接收链路117同时或几乎同时地接收复制的IMA帧。可以说由工作和保护IMA状态机122、112同时接收的帧的帧序号是相同的。通过当在工作IMA接收链路127上收到IMA帧时将该IMA帧的帧序号减去在工作IMA发送链路221上从工作IMA状态机122同时输出的IMA帧的帧序号，工作IMA状态机122确定帧序号增量。这个帧序号增量通过IMA同步链路111而被发送至保护IMA状态机112。当从工作IMA状态机122收到该帧序号增量时，保护IMA状态机112通过将从远端IMA状态机到达保护IMA状态机112的帧的帧序号减去该帧序号增量来计算要输出的帧序号。优选地，当保护IMA状态机112启动时，帧序号增量从工作IMA状态机122被发送给保护IMA状态机112一次，并且每当帧序号增量的值改变时被再发送一次。为了避免在较小的定时或帧号未对准时重传帧序号增量，该值仅当帧序号增量的平均值改变时才被重传。如果例如组启动/禁用的事件使得帧序号增量的值改变，则它被重新计算并且从工作IMA状态机122被重传至保护IMA状态机112。
在一些实施例中，SCCI值被工作IMA状态机122周期性地反复发送给保护IMA状态机112。
由于工作和保护IMA状态机122、112的状态是相同的，并且由于工作OC3接收链路123和保护OC3接收链路113承载相同的OC3数据流，并且由于工作和保护IMA接收链路127、117承载相同的IMA数据流，热冗余转换不会导致远端IMA状态机可以看到的任何状态中断或更改，因此不会导致它重新激活或改变其活动性。
如图4所示，在热冗余转换之后，第一线卡120的角色转换成保护线卡120的角色，而第二线卡110变成工作线卡110。类似地，第一IMA状态机122变成保护IMA状态机122，而第二IMA状态机112变成工作IMA状态机112。因此，IMA组发送链路221现在从第二线卡110的第二IMA状态机112中显现出来。之前工作的OC3接收链路123现在变成保护OC3接收链路123，其耦合到通过保护IMA输出链路123b发送IMA业务的保护IMA状态机122的保护线卡120。保护IMA输出链路123b端接于124b保护线卡120中，而之前工作的OC3发送链路125现在变成端接于128第一线卡120内的保护OC3发送链路125。保护IMA组接收链路117变成承载至现在为工作IMA状态机112的输入的工作IMA组接收链路117。之前端接于第二线卡110中的保护OC3发送链路115变成工作OC3发送链路115。
现在参考图5，讨论根据本发明另一实施例的用于IMA组的冗余保护转换的系统，该系统同时具有线卡冗余和输入/输出端口冗余(LCR+APS)。
图5的LCR+APS系统具有类似于结合图3和4所讨论的近端机箱100。分别具有第一和第二IMA状态机122、112的第一和第二线卡120、110提供OC3链路307与IMA虚拟链路305之间的线卡和IMA状态机冗余。OC3链路307和IMA虚拟链路305之间的所有系统单元被配置并且以类似于上面描述的方式运转。IMA虚拟链路305与远端IMA状态机之间是用于提供APS冗余I/O卡转换的单元。IMA虚拟链路305经由IMA发送分配器224a和IMA接收组合器224b而耦合到APS冗余I/O卡对200。IMA发送分配器224a具有两个输出端，一个与第一I/O卡222的输入端相连223，另一个与第二I/O卡212的输出端相连213。IMA接收组合器224b具有两个输入端，一个与第一I/O卡222的输出端相连226，另一个与第二I/O卡212的输出端相连215。IMA组接收链路225耦合到IMA接收组合器224b的输出端，而IMA组发送链路221耦合到IMA发送分配器224a的输入端。第一I/O卡222具有耦合到工作IMA组链路227的第一端口228，而第二I/O卡212具有耦合到保护IMA组链路217的第二端口218。工作IMA组链路227和保护IMA组链路217耦合到单一IMA转换器244，该转换器耦合到第二IMA虚拟链路245。应当理解，单一IMA转换器244通常可以用任何具有转换能力的多路复用单元来替换。例如，在示例性实施例中，SONNET机箱(增/减多路复用器)被用来判定通过保护IMA组链路217和工作IMA组链路227中的哪一个来连接到第二IMA组链路245，SONNET机箱不知道IMA组并且仅基于每条链路的SONNET健康状态来对转换作出响应。
在冗余保护期间，单一IMA转换器244被配置成使得工作IMA组链路227处于激活状态。第一I/O卡222是激活的，而第二I/O卡212是非激活的并且因此用作保护I/O卡212。当APS转换发生时，单一IMA转换器244转换成将第二IMA组链路245与保护IMA组链路217耦合在一起。第二I/O卡212变为激活并且因此是工作I/O卡212，而第一I/O卡222变为非激活并且因而是保护I/O卡222。
现在参考图6，说明上述系统用冗余保护方法所执行的步骤。
在步骤500中，工作IMA状态机和保护IMA状态机被预配置成具有如上所述的相似的状态变量，包括链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移。
在其中工作IMA状态机作为激活IMA状态机与远端IMA状态机进行会话的系统稳定状态期间，DSI链路上的进入IMA数据流与OC3链路上的ATM数据流二者的复制在步骤510和520中被递送至工作IMA状态机和保护IMA状态机二者。向同一输入流暴露两个IMA状态机有助于确保热冗余转换的同步性。
在步骤530，当启动保护IMA状态机时，它在收到来自远端IMA状态机的第一个ICP信元时进入工作状态，而无须进行IMA标准的活动性启动握手。
在步骤540中，一旦保护IMA状态机处于工作状态，帧序号增量和SCCI就从工作IMA状态机被发送至保护IMA状态机。如上所示，帧序号增量被保护IMA状态机用来选择其自己的帧序号以参与到与远端IMA状态机的IMA虚拟链路中。
所介绍的实施例仅是示例性的，并且本领域技术人员应当认识到，可以在不脱离本发明精神的情况下实现对上述实施例的变型。本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (31)

1.一种用于IMA虚拟链路的近端的冗余转换系统，包括：
工作网络单元，其用于托管参与所述IMA虚拟链路的工作IMA状态机；
保护网络单元，其用于在冗余切换的情况下托管用于参与所述IMA虚拟链路的保护IMA状态机；以及
IMA同步链路，其将所述工作网络单元耦合到所述保护网络单元以将所述工作IMA状态机的状态信息传送给所述保护IMA状态机。
2.根据权利要求1所述的冗余转换系统，还包括：
IMA接收分配器，其用于复制从所述IMA虚拟链路的远端通过所述IMA虚拟链路而进入的IMA数据流，所述IMA接收分配器用于将所述IMA数据流的拷贝递送给所述工作IMA状态机和所述保护IMA状态机二者；和
ATM接收分配器，其用于复制旨在通过所述IMA虚拟链路被发送至所述IMA虚拟链路的远端的ATM数据流，所述ATM接收分配器用于将所述ATM数据流的拷贝递送给所述工作IMA状态机和所述保护IMA状态机二者。
3.根据权利要求2所述的冗余转换系统，其中，所述保护IMA状态机和所述工作IMA状态机具有预配置的匹配链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移。
4.根据权利要求2所述的冗余转换系统，其中，所述工作IMA状态机的链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移通过所述IMA同步链路而被发送给所述保护IMA状态机。
5.根据权利要求2所述的冗余转换系统，其中，所述工作IMA状态机的SCCI号通过所述IMA同步链路而被发送给所述保护IMA状态机。
6.根据权利要求5所述的冗余转换系统，其中，帧序号增量通过所述IMA同步链路而从所述工作IMA状态机被发送给所述保护IMA状态机，所述帧序号增量被所述保护IMA状态机用来确定用于在冗余切换之后、通过所述IMA虚拟链路与该IMA虚拟链路的远端通信的帧序号。
7.根据权利要求6所述的冗余转换系统，其中，通过从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生成的帧的第一帧序号中减去来自所述IMA虚拟链路的远端的远端IMA状态机的、在该第一指定时刻到达的帧的第二帧序号，来确定所述帧序号增量，并且其中，所述保护IMA状态机通过将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号来使用该帧序号增量。
8.根据权利要求2所述的冗余转换系统，其中，所述保护IMA状态机适于在启动该保护IMA状态机时、在收到来自所述IMA虚拟链路的远端的远端IMA状态机的IMA数据流中的ICP信元时进入工作状态，其中所述ICP信元指示了所述远端IMA状态机处于工作状态。
9.根据权利要求5所述的冗余转换系统，其中，当所述保护IMA状态机启动时，所述SCCI号从所述工作IMA状态机被发送至所述保护IMA状态机。
10.根据权利要求9所述的冗余转换系统，其中，每当所述SCCI号的值改变时，该SCCI号就从所述工作IMA状态机被重新传送至所述保护IMA状态机。
11.根据权利要求9所述的冗余转换系统，其中，所述SCCI号从所述工作IMA状态机被周期性地重新传送至所述保护IMA状态机。
12.根据权利要求6所述的冗余转换系统，其中，当所述保护IMA状态机启动时，所述帧序号增量从所述工作IMA状态机被发送至所述保护IMA状态机。
13.根据权利要求12所述的冗余转换系统，其中，每当所述帧序号增量的平均值改变时，该帧序号增量就从所述工作IMA状态机被重新传送至所述保护IMA状态机。
14.根据权利要求13所述的冗余转换系统，其中，
所述工作IMA状态机的SCCI号通过所述IMA同步链路而被发送至所述保护IMA状态机，
帧序号增量通过所述IMA同步链路而从所述工作IMA状态机被发送至所述保护IMA状态机，其中，通过从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生成的帧的第一帧序号中减去来自所述IMA虚拟链路的远端的远端IMA状态机的、在该第一指定时刻到达的帧的第二帧序号，来确定所述帧序号增量，
所述保护IMA状态机通过将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号来使用所述帧序号增量，从而生成第四帧序号，所述第四帧序号被所述保护IMA状态机用来在冗余切换之后参与所述IMA虚拟链路，
其中，所述保护IMA状态机适于在所述保护IMA状态机启动时、当收到来自所述远端IMA状态机的IMA数据流中的ICP信元时进入工作状态，其中所述ICP信元指示了所述远端IMA状态机处于工作状态。
15.根据权利要求14所述的冗余转换系统，其中，APS冗余I/O卡对被耦合在所述IMA虚拟链路的近端与远端之间以提供端口冗余保护。
16.根据权利要求15所述的冗余转换系统，其中，还包括：
IMA发送分配器，其用于复制从所述工作IMA状态机去往所述IMA虚拟链路远端的输出IMA数据流，所述IMA发送分配器用于将所述输出IMA数据流的拷贝递送给所述冗余I/O卡对的工作I/O卡和保护I/O卡二者；
IMA接收组合器，其具有耦合到所述工作I/O卡的第一输入端和耦合到所述保护I/O卡的第二输入端，以及耦合到所述IMA接收分配器的输出端；和
IMA转换器，其耦合到所述第一I/O卡和所述第二I/O卡以将所述IMA虚拟链路耦合至所述第一I/O卡和所述第二I/O卡中的一个。
17.一种针对IMA虚拟链路的近端的冗余转换方法，包括：
同步用于参与所述IMA虚拟链路的保护IMA状态机与已参与所述IMA虚拟链路的工作IMA状态机；和
在所述保护IMA状态机与所述工作IMA状态机同步之后，将所述IMA虚拟链路的参与方从所述工作IMA状态机转换成所述保护IMA状态机。
18.根据权利要求17所述的冗余转换方法，其中，同步的步骤还包括：
从所述工作IMA状态机发送所述工作IMA状态机的状态信息至所述保护IMA状态机。
19.根据权利要求18所述的冗余转换方法，还包括：
复制从所述IMA虚拟链路的远端通过所述IMA虚拟链路进入的IMA数据流；
将所述IMA数据流的拷贝递送给所述保护IMA状态机与所述工作IMA状态机二者；
复制旨在通过所述IMA虚拟链路被发送至所述IMA虚拟链路的远端的ATM数据流；和
将所述ATM数据流的拷贝递送给所述保护IMA状态机与所述工作IMA状态机二者。
20.根据权利要求19所述的冗余转换方法，其中，所述保护IMA状态机和所述工作IMA状态机具有预配置的匹配链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移。
21.根据权利要求19所述的冗余转换方法，其中，所述工作IMA状态机的状态信息包括该工作IMA状态机的链路ID、IMA组ID和ICP信元偏移。
22.根据权利要求18所述的冗余转换方法，其中，所述工作IMA状态机的状态信息包括该工作IMA状态机的SCCI号。
23.根据权利要求22所述的冗余转换方法，其中，所述工作IMA状态机的状态信息包括帧序号增量，所述帧序号增量被所述保护IMA状态机用来确定用于通过所述IMA虚拟链路与该IMA虚拟链路的远端通信的帧序号。
24.根据权利要求23所述的冗余转换方法，还包括：
通过从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生成的帧的第一帧序号中减去来自所述IMA虚拟链路的远端的远端IMA状态机的、在该第一指定时刻到达的帧的第二帧序号，来确定所述帧序号增量；和
通过将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号来在所述保护IMA状态机确定第四帧序号，所述第四帧序号被所述保护IMA状态机用来在冗余切换之后参与所述IMA虚拟链路。
25.根据权利要求18所述的冗余转换方法，还包括：
当所述保护IMA状态机启动时并且当收到来自位于所述IMA虚拟链路的远端的远端IMA状态机的IMA数据流中的ICP信元时，使得所述保护IMA状态机进入工作状态，其中所述ICP信元指示了所述远端IMA状态机处于工作状态。
26.根据权利要求22所述的冗余转换方法，还包括：
当启动所述保护IMA状态机时将所述SSCI号从所述工作IMA状态机发送至所述保护IMA状态机。
27.根据权利要求26所述的冗余转换方法，还包括：
每当所述SCCI号的值改变时，该SCCI号就从所述工作IMA状态机被重新传送至所述保护IMA状态机。
28.根据权利要求26所述的冗余转换方法，还包括：
所述SCCI号从所述工作IMA状态机被周期性地重新传送至所述保护IMA状态机。
29.根据权利要求23所述的冗余转换方法，还包括：
当所述保护IMA状态机启动时，所述帧序号增量从所述工作IMA状态机被发送至所述保护IMA状态机。
30.根据权利要求28所述的冗余转换方法，还包括：
每当所述帧序号增量的平均值改变时，该帧序号增量就从所述工作IMA状态机被重新传送至所述保护IMA状态机。
31.根据权利要求21所述的冗余转换方法，其中，所述工作IMA状态机的状态信息包括该工作IMA状态机的SCCI号和帧序号增量，该方法还包括下列步骤：
通过从由所述工作IMA状态机在第一指定时刻生成的帧的第一帧序号中减去来自所述IMA虚拟链路的远端的远端IMA状态机的、在该第一指定时刻到达的帧的第二帧序号，来确定所述帧序号增量；
通过将所述帧序号增量添加给从所述远端IMA状态机到达所述保护IMA状态机的帧的第三帧序号来在所述保护IMA状态机确定第四帧序号，所述第四帧序号被所述保护IMA状态机用来在冗余切换之后参与所述IMA虚拟链路；和
当所述保护IMA状态机启动时并且当收到来自位于所述远端IMA状态机的IMA数据流中的ICP信元时，使得所述保护IMA状态机进入工作状态，其中所述ICP信元指示了所述远端IMA状态机处于工作状态。
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