CN101610143B - 链路数据的保护方法、系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种链路数据的保护方法、系统及装置，该方法包括：配置主用接口板和备用接口板的主备链路；将备用接口板的备用链路通过板间高速串行通道接入主用接口板；在主用接口板内将主备链路捆绑成一个IMA组。本发明实施例通过将主备链路在逻辑上捆绑成一个IMA组，以主备链路负荷分担的方式对业务数据进行传输，提高了传输链路的带宽利用率，进而减少了传输资源的浪费。而根据IMA协议的特性，当有链路断开时，其它链路仍然可以处于激活状态，从而不会中断用户数据，保证了业务的平滑，提高了传输的可靠性。

Description

链路数据的保护方法、系统及装置

技术领域

本发明涉及传输领域，具体的说是涉及ATM网络的数据传输，特别是涉及一种链路数据的保护方法、系统及装置。

背景技术

目前，ATM网络中对数据传输的保护通常都是采用主备接口板备份的方式，以无线通信中的基站子系统(Base Station Sub-System，BSS)举例来说，传统的无线BSS网络接口备份设计框架如图1所示，基站收发台(BaseTransceiver Station，BTS)和基站控制器(Base Station Controller，BSC)的异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)接口单板都采用主备单板备份的方式来对业务链路进行保护。该ATM接口单板可以在接口板上完成从物理层到传输汇聚子层(TC层)/异步传输模式(ATM)层和ATM适配层(AAL层)的所有处理。在传输链路出现故障时，ATM接口板为了实现保护倒换，往往采用复用段保护(Multiplex Section Protection，MSP)，而常用的复用段保护包括MSP1+1保护和MSP1:1保护。

MSP1+1保护是指在发端的主用板和备用板上同时发出相同的数据，收端通过业务处理板来选择当前的主用板接收数据。当主用板对应的传输链路发生故障时，则主备板倒换，原主板降为备板，原备板升为主板。由于原备板已经发送了和原主板相同的数据，因此倒换速度比较快。

MSP1:1保护是指发端的备用板无需发送与主用板相同的数据，只要保持光口连接正常，双方的复用段握手能够正常；当主用板传输链路发生故障时，发生倒换，原主板降为备板，原备板升为主板，原备板重新开始发送原主板所发送的数据，而此时原主用板发出的用户数据被停止。这种倒换保护比MSP1+1备份略慢。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术中至少存在着如下问题：

第一.无论是采用MSP1+1或者MSP1:1保护技术，都需要浪费掉50％的传输资源来进行保护，尽管可靠性提高了，但是对传输资源的浪费也相当明显；

第二.当传输链路出现故障时，需要通过倒换单板(或者是光口)来进行备份，这个过程往往需要双方通过协商完成，耗时较长，不利于业务的平滑过渡。

发明内容

针对上述缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种链路数据的保护方法、系统及装置，用于解决现有技术中倒换保护浪费传输资源以及倒换过程可能出现较长延时的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提出了一种链路数据的保护方法，其包括：配置主用接口板和备用接口板的主备链路；将备用接口板的备用链路通过板间高速串行通道接入主用接口板；在主用接口板内将主备链路捆绑成一个ATM反向复用(Inverse Multiplexing for ATM，IMA)组。

为了实现上述目的，本发明实施例还提出了一种链路数据的保护系统，包括主用接口板、备用接口板、链路配置单元和板间通信单元，所述主用接口板还包括链路捆绑单元，所述链路配置单元用以为主用接口板和备用接口板配置主备链路；所述板间通信单元用以将备用接口板的备用链路接入主用接口板；所述链路捆绑单元用以将主备链路捆绑成一个IMA组。

为了实现上述目的，本发明实施例还提出了一种备用接口板，所述备用接口板由接口模块、帧处理模块和TDM模块所组成。

本发明实施例通过将主备链路在逻辑上捆绑成一个IMA组，从而不再对主备链路上的数据进行选收，也不是仅在主用链路上传送数据，而是通过主备链路负荷分担的方式对业务数据进行传输，即提高了传输链路的带宽利用率，进而减少了传输资源的浪费。而根据IMA协议的特性，当有链路断开时，其它链路仍然可以处于激活状态，从而不会中断用户数据，保证了业务的平滑，提高了传输的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中无线BSS网络接口备份设计框架图；

图2为本发明实施例提供的一种链路数据的保护系统的结构图；

图3为本发明实施例提供的一ATM主备接口板的结构图；

图4为本发明一实施例提供的将主备板链路捆绑成一个IMA组的示意图；

图5为本发明一实施例提供的将主备板链路捆绑成一个IMA组后的链路走向图；

图6为本发明一实施例提供的IMA轮询任务流程图；

图7为本发明另一实施例提供的另一种链路数据的保护系统的结构图；

图8为本发明再一实施例提供的链路数据的保护方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明实施例是通过ATM接口板的板间高速串行通道将备用板的备用链路接至主用板，并利用IMA协议将主备链路捆绑成IMA组，以此来实现负荷分担式传输备份，提高带宽利用率、传输的可靠性和传输效率。

如图2所示为本发明实施例提供的一种链路数据的保护系统的结构图，该数据链路保护系统包括：主用接口板100、备用接口板200、链路配置单元300、板间通信单元400、链路捆绑单元500和IMA状态轮询单元600。其中，链路配置单元300和板间通信单元400都分别和主用接口板100及备用接口板200相连，而链路捆绑单元500则设置在主用接口板100内。链路配置单元300主要用于为主用接口板100和备用接口板200配置主备链路，我们知道，ATM网络是面向连接的呼叫接续方式，所以这是数据传输及主备份数据链路保护的一个首要步骤。板间通信单元400用以将备用接口板200的备用链路接入主用接口板100，在实际工作中，主用接口板100和备用接口板200都插于背板之上，它们之间在逻辑上是通过板间高速串行通道进行通信，而在物理上则是通过背板总线进行通信，板间通信单元400正是利用了该板间高速串行通道将备用接口板200的备用链路接入了主用接口板100。链路捆绑单元500设置在主用接口板100之内，其将板间通信单元400接入的备用链路和主用接口板100的主用链路捆绑成一个IMA组。IMA状态轮询单元600用以在启动接口板时启动IMA状态轮询任务以剔除故障链路，其可以是一个单独的单元也可以是分别设置在主备板内的两个单元，图中是以独立单元举例绘示的，其分别和主用接口板100和备用接口板200相连。

下面以无线网络基站子系统中BTS和BSC的ATM接口板为例来说明本发明实施例，但并不限于此。

如图3所示为本发明实施例提供的一ATM主备接口板的结构图。

在本实施例中，主用接口板100和备用接口板200结构不同，主用接口板100包括了接口模块101、帧处理模块102、时分复用(Time Division Multiplex，TDM)模块103、TC(传输汇聚子层)/IMA模块104、ATM模块105和ATM适配模块106，且它们之间依次相连，共同完成了数据业务从物理层至TC层，再到ATM层，最后至业务适配层的所有处理，备用接口板200则由接口模块201、帧处理模块202和TDM模块203所组成。

具体来说，主用接口板100左侧为物理层，右侧为业务层，各类业务经ATM适配模块106适配后进入到ATM模块105，成为一高速的集合信元流，ATM信元是ATM网络中传送信息的基本载体。TC/IMA模块104是TC子层和IMA子层的结合，实际上，IMA子层是一个新的子层，其位于TC子层与ATM层之间，但其是通过对TC子层的修改来实现的。IMA技术是将ATM集合信元流分接到多个低速链路上，在远端再将多个低速链路复接在一起恢复成原来的集合信元流，它是支持高速ATM集合信元流的一种实用方法。集合信元流经过TC/IMA模块104后即分发到多条物理链路上，然后经过TDM模块103的交换处理，再进入帧处理模块102进行成帧处理，最后经接口模块101进入传输网络。同样道理，业务数据在远端的主用接口板则反向进行上述步骤。

为了将备用接口板200的备用链路接入主用接口板100内以和主用链路捆绑成一个IMA组，需要在备用接口板200的TDM模块203和主用接口板100内的TC/IMA模块104之间建立一通道(如图3中虚线所示)。在实际应用中，由于主备板都是插于背板之上，它们的交互是通过背板总线来进行的，也可以在TDM模块203和TC/IMA模块104之间直接建立物理通道实现本发明的目的。作为一个实施例，发明人利用了主备板间的高速串行通道700来实现将备用接口板200的备用链路接入主用接口板100的TC/IMA模块104。高速串行通道700是进行板间通信主要通道，其可以实现板间数据的高速传输，从图中可见该高速串行通道700也是通过背板总线来实现的。

主用接口板100内的TC/IMA模块104将从备用接口板200内接入的备用链路和本板的主用链路通过IMA协议捆绑成一个IMA组，如图4所示为本发明一实施例提供的将主备板链路捆绑成一个IMA组的示意图。在本实施例中，主用接口板100内有两条链路(以实线表示)，备用接口板200内也有两条链路(以虚线表示)，当然，这仅是本发明的一实施例，其它链路数的捆绑原理和本实施例相同。经过TC/IMA模块104的捆绑后，在本端和远端的接口板内形成了一具有4条链路的链路群。此时，如果一具有A、B、C、D四个信元的高速ATM集合信元流经过TC/IMA模块104，就会如图4所示分发到4条链路上，然后经远端的TC/IMA模块复接还原成原ATM集合信元流，所以本发明实施例的业务数据可以说是在主用接口板100和备用接口板200上同时发送和接收的。

关于上述4条链路的实际走向，需要结合图5和图3来进行说明，图5为本发明一实施例提供的将主备链路捆绑成一个IMA组后的链路走向图。图3对应的是图5中右侧的主备板结构图。ATM集合信元流经过经过TC/IMA模块104后一部分依次通过主用接口板100的TDM模块103、帧处理模块102和接口模块101进入传输网络A，而另一部分则依次通过备用接口板200的TDM模块203、帧处理模块202和接口模块201进入传输网络B。传输网络A和传输网络B可以是不同的SDH环网、微波、卫星等传输网络，以及该些传输网络的组合。虽然上述我们将备用接口板200的链路称为备用链路，但实际上，它和主用接口板100是一种负荷分担的关系，其分担了主用链路一部分数据的传送。正是这种负荷分担的方式，使得传输链路的带宽利用率，进而减少了传输资源的浪费。

至于本发明实施例如何解决数据保护，其主要是通过IMA协议的特性以及IMA状态轮询单元600来实现的，根据IMA协议，当IMA组中有链路出现故障时，IMA组仍然保持在“激活”状态，其它链路仍然可用，用户数据不会中断，只是会出现丢包现象。为了即时解决丢包现象，恢复用户数据的正常传输，发明人利用IMA状态轮询单元600在启动单板时启动对IMA组内的各条链路的轮询，请参见图6，其为本发明一实施例提供的IMA轮询任务流程图。在接口板启动时，依次轮询IMA组内的各条链路，若链路出现故障，设置该故障链路的状态为不可用(一般将其设为unusable)，禁止其参与IMA组的round robin过程，这里的round robin过程是指IMA组中链路数据的收发过程；若链路都正常，则保持IMA链路状态，继续正常处理。需要指出的是，本实施例的IMA轮询任务在接口板开启后就循环往复的进行，不停的检索故障链路，图6所示的仅仅是其中的一次轮询过程。由于该轮询技术相对于现有技术，检测到链路故障并剔除故障链路的延时要小于MSP1+1和MSP1:1，所以其可以在最短时间内恢复数据的正常传输，解决丢包问题。

以上所述的实施例都是建立在主备板结构不同的基础上的，然而在实际应用中，应用的较多的是主备板结构相同的情况，即备用接口板200也具有TC/IMA模块204、ATM模块205和ATM适配模块206(如图3中虚框所示)。这种情况下具有以下两个优点：1、不需要对原有的备用接口板做任何改动，只需改变配置；2、当主用接口板故障导致主用接口板不可用时，还可以将业务倒换至备用接口板。

本发明实施例还提出了一种备用接口板，如图7所示为本发明实施例提供的一种备用接口板的结构图。该备用接口板仅由接口模块301、帧处理模块302和TDM模块303所组成。

请参见图8，其为本发明再一实施例提供的链路数据的保护方法流程图。该方法包括如下步骤：

S101：通过链路配置单元为主用接口板和备用接口板配置主备链路，由于ATM网络是面向连接的呼叫接续方式，所以这是ATM网络中数据传输及主备份数据链路保护的一个首要步骤。

S102：将备用接口板的备用链路通过板间高速串行通道接入主用接口板。以BSS中BTS和BSC的ATM接口单板为例，再请参见图3，备用接口板200的备用链路通过由TDM模块203接入至主用接口板100的TC/IMA模块104(如图3中虚线所示)。

需要指出的是，图3中虚线所示路径并不是物理上的链路路径，主备接口板之间的交互通信是通过它们之间的高速串行通道700来实现的，该高速串行通道700经过背板总线连接在主备板的帧处理模块之间。

S103：在主用板内将主备链路捆绑成一个IMA组。经过步骤S102后，备用接口板的备用链路被接入至主用接口板的TC/IMA单元104，在此，主用接口板的TC/IMA单元104即可根据IMA协议将主备链路捆绑为一个IMA组。这样，在主用接口板上就存在了多条IMA链路，其中一部分通过主用接口板的物理接口单元传输，另一部分则走板间高速串行通道，通过备用接口板的物理接口单元传输。IMA链路的走向可以参考图5，从图中可见IMA LINK 1#、IMA LINK 2#、IMA LINK 3#和IMA LINK 4#被捆绑在IMA Group中，IMA LINK1#和IMALINK 2#走主用接口板的物理通道，而IMA LINK 3#和IMA LINK 4#走备用接口板的物理通道，ATM集合信元流分发到上述四条链路之上进行负荷分担式传输。

作为本发明的一个实施例，链路IMA LINK 1#和IMA LINK 2#、IMA LINK3#和IMA LINK 4#被接至不同的传输网络A和传输网络B中，在实际应用中，该传输网络可以是不同的SDH环网、微波、卫星等传输网络，以及该些传输网络的组合。

在本实施例的方法中，发明人还加入了轮询的方式来对IMA组进行控制，以检测并剔除出现故障的链路。请参见图6，其为本发明一实施例提供的IMA轮询任务流程图。在接口板启动时，IMA状态轮询单元依次轮询IMA组内的各条链路，若链路出现故障，设置该故障链路的状态为不可用(一般将其设为unusable)，禁止其参与IMA组的round robin过程，这里的round robin过程是指IMA组中链路数据的收发过程；若链路都正常，则保持IMA链路状态，继续正常处理。比如当链路IMA LINK 2#出现故障的时候，IMA状态轮询单元将其剔除出round robin过程，此时就只有IMA LINK 1#、IMA LINK 3#和IMA LINK 4#对ATM集合信元流进行负荷分担式传输了。在上述链路IMA LINK2#故障的瞬间，业务数据会出现一定的丢包现象，但是并不会中断业务，加上IMA状态轮询单元剔除故障链路，恢复正常传输的延时很短，所以较传统的复用段保护更加有利于业务的平滑。

需要指出的是，本实施例的IMA轮询任务在接口板开启后就循环往复的进行，不停的检测故障链路，图6所示的仅仅是其中的一次轮询过程。

本发明实施例应用了板间高速串行通道来实现链路的逻辑捆绑，因此在网络接口的扩容当中，可以通过该方法将原有的传输线路通过板间高速串行通道接入到新的接口板上，这样就不需要更换传输网络链接，而仅需更新配置即可达到将原有接口板接入至新接口板的效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种链路数据的保护方法，其特征在于该方法包括:

配置主用接口板和备用接口板的主备链路；

将备用接口板的备用链路通过板间高速串行通道接入主用接口板；

利用IMA协议在主用接口板内将主备链路捆绑成一个异步传输模式反向复用IMA组；

启动所述主用接口板和所述备用接口板时，同时启动IMA状态轮询以剔除故障链路。

2.如权利要求1所述的链路数据的保护方法，其特征在于，所述备用接口板的时分复用TDM模块和所述主用接口板的传输汇聚子层/异步传输模式反向复用TC/IMA模块通过板间高速串行通道相连以传输业务数据。

3.如权利要求2所述的链路数据的保护方法，其特征在于，在主用接口板内用所述主用接口板的TC/IMA模块将所述主备链路捆绑成一个IMA组。

4.如权利要求1所述的链路数据的保护方法，其特征在于，所述IMA状态轮询任务包括:

依次轮询所述IMA组内各条链路，若链路出现故障，设置该故障链路的状态为不可用，禁止其参与IMA组的数据收发round robin过程。

5.如权利要求4所述的链路数据的保护方法，其特征在于，主用接口板将主备链路捆绑成一个IMA组后，将所述主备链路分别接入不同的传输网络。

6.如权利要求5所述的链路数据的保护方法，其特征在于，业务数据从所述主用接口板和所述备用接口板上同时发送和接收。

7.一种链路数据的保护系统，其特征在于该系统包括主用接口板、备用接口板、链路配置单元、板间通信单元和IMA状态轮询模块，所述主用接口板还包括链路捆绑单元，

所述链路配置单元，用于配置主用接口板和备用接口板的主备链路；

所述板间通信单元，用于将备用接口板的备用链路通过板间高速串行通道接入主用接口板；

所述链路捆绑单元，用于利用IMA协议将主备链路捆绑成一个IMA组；

所述IMA状态轮询模块，用于在启动主用接口板和备用接口板时启动IMA状态轮询以剔除故障链路。

8.如权利要求7所述的链路数据的保护系统，其特征在于，所述板间通信单元将备用接口板的备用链路通过TDM模块后经板间高速串行通道连接至所述主用接口板的TC/IMA模块。

9.如权利要求8所述的链路数据的保护系统，其特征在于，所述链路捆绑单元为主用接口板内的TC/IMA模块。

Images