CN101729347B

CN101729347B - 线路环保护方法、系统和设备

Info

Publication number: CN101729347B
Application number: CN 200810171964
Authority: CN
Inventors: 曹旸; 胡幸; 蔡涛
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: WO2010048813A1; CN101729347A

Abstract

本发明的实施例公开了一种线路环保护方法、系统和设备。该方法包括：接收线路故障通知；更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务；发送所述更新带宽地图；发送桥接请求。本发明的实施例中，通过主节点集中实现网络的管理控制功能，对从节点的桥接和倒换进行控制，节省了网络中各节点功能的复杂度和网络维护成本。

Description

线路环保护方法、系统和设备

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种线路环保护方法、系统和设备。

背景技术

传送网络通过多路复用机制实现对支路用户信号的传输。一个传送网络包括一系列物理上互连的网元，网元间的物理连接称为段(Section)或线路，而一条特定的支路信号从端到端通过传送网络的路径称为通道(Path)。在SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列)中，一个通道由一个VC-N(Virtual Container，虚容器)和与其关联的POH(Path Overhead，通道开销)表示，一旦建立后，通道的大小及位置都不会发生变化。一个段由一个STM-N(Synchronous Transmission Model，同步传送模块)式的整个传输帧和它对应的SOH(Section Overhead，段开销)表示。

现代社会对通信的依赖性越来越大，传输网络的生存性即故障网络的即时恢复显得至关重要。自愈网是一种提高网络生存性的概念，其含义在于：网络就无需人为干预就能在极短的时间内从失效的故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出了故障。

MSP(Multiplex Section Protection，复用段环保护)是一种实现自愈网的方式，复用段环保护是指借助SDH段开销中的K字节完成一系列协议握手过程，进行APS(Automatic Protection Switching，自动保护倒换)，使得原先在受损光纤上传输的业务信号转移到保护路由上进行传递，在保护路由上传递的方向一般是环上故障路由的反方向，从而使得原先的业务继续进行传送而不至于中断。复用段环保护由于业务中断时间短，可以做到在50ms内自动恢复业务，保护通道可共享，网络容量高，因而得到越来越多的应用。

在SDH应用中，复用段环保护主要分为二纤和四纤两种。其中二纤环表示网元间通过两根收发方向相反的光纤相连；而四纤环表示网元间通过四根光纤相连，一对收发光纤为工作通道，另一对收发光纤为保护通道。此处只以两纤环为例说明现有技术中的线路环保护方法。

二纤复用线路环保护又分为单向和双向两类。对于单向二纤环，一根光纤作为工作，另一根光纤作为保护，所有被保护的业务都在工作纤上收发；对于双向二纤环，每根光纤的前一半通道为工作，后一般通道为保护通道。由于双两者在保护协议方式上也相同，以下只以双向二纤环为例说明现有技术中复用段环保护方法的具体实现。

如图1A所示的网络场景为例，其中包括A/B/C/D四个网元。如图1B所示，当网元A到网元B的光纤故障时，网元B首先检测到故障并向本网元B的协议模块上报SF(Signal Fail，信号故障)。网元B利用K字节向故障相邻网元A分别发送长径环桥接请求和短径环桥接请求，其中短径环桥接请求会直接到达网元A，长径环桥接请求将经过网元C和网元D到达网元A。网元A收到网元B的短径环桥接请求后，向网元B发送长径环桥接请求并向网元B发送短径环桥接请求确认。网元C和网元D检测到网元B向网元A发送的长径环桥接请求后，进入穿通状态。网元A收到网元B的长径环桥接请求后，发生桥接倒换，向网元B发送长径环桥接请求确认，长径环桥接确认将经过网元C和网元D到达网元B。网元B接收到网元A发送的长径环桥接请求和短径环桥接请求确认后，执行桥接和倒换，保护倒换过程结束。

可以看出，在现有的复用段环保护方法中，环上每一个网元中都存在一个较为复杂的环保护协议，并且每个网元都需要知道全环拓扑。一旦环拓扑发生变化，所有网元都需要更新环拓扑图。因此增加了网络中各节点功能的复杂度和网络维护成本。

发明内容

本发明的实施例提供一种线路环保护方法、系统和设备，用于在实现线路环保护的同时降低网络中各节点功能的复杂度和网络维护成本。

本发明的实施例提供一种线路环保护方法，包括：

接收线路故障通知；

更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务；

发送所述更新带宽地图；

发送桥接请求；

其中，所述更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务包括：通过动态带宽分配DBA功能更新带宽地图，将线路环中的保护区域的带宽地图替换为受保护的工作区域的带宽地图，从而将所述线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务。

本发明的实施例还提供一种线路环中的主节点设备，包括：

故障通知接收单元，用于接收线路故障通知；

带宽分配单元，用于更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务；

带宽地图发送单元，用于发送所述更新带宽地图；

桥接请求发送单元，用于在所述带宽地图发送单元发送所述更新带宽地图后，发送桥接请求；

其中，所述带宽管理单元具体包括：带宽地图更新子单元，用于通过动态带宽分配DBA功能更新带宽地图，将线路环中的保护区域的带宽地图替换为受保护的工作区域的带宽地图。

本发明的实施例还提供一种线路环保护系统，包括：

至少一个从节点设备，用于检测线路故障，当故障发生时，向主节点设备发送线路故障通知，并在接收到所述主节点设备发送的桥接请求时，进行桥接操作和倒换操作；

主节点设备，用于接收所述从节点设备发送的线路故障通知时，更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务；并向所述从节点设备发送桥接请求；

附图说明

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

本发明的实施例中，在对线路环进行保护时，通过主节点集中实现网络的管理控制功能，对从节点的桥接和倒换进行控制，节省了网络中各节点功能的复杂度和网络维护成本。

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1A是现有技术中线路环保护的网络场景示意图；

图1B是现有技术中线路环保护方法的流程图；

图2是本发明的实施例中线路环保护方法的流程图；

图3A是本发明的实施例中二纤双向线路保护倒换前的示意图；

图3B是本发明的实施例中二纤双向线路保护倒换前的带宽地图；

图4A是本发明的实施例中二纤双向线路保护倒换后的示意图；

图4B是本发明的实施例中二纤双向线路保护倒换后的带宽地图；

图5是本发明的实施例中二纤双向线路保护倒换的流程图；

图6是本发明的实施例中二纤双向线路的恢复方法的流程图；

图7A是本发明的实施例中二纤单向线路保护倒换前的示意图；

图7B是本发明的实施例中二纤单向线路保护倒换前的带宽地图；

图8A是本发明的实施例中二纤单向线路保护倒换后的示意图；

图8B是本发明的实施例中二纤单向线路保护倒换后的带宽地图；

图9是本发明的实施例中主节点设备的结构示意图；

图10是本发明的实施例中主节点设备的另一结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的基于动态带宽调整的多业务传送网络架构中，节点可以分为N节点和S节点两种，N节点是普通的分散型业务接入节点，S节点除了具备N节点的功能外，还是和上层网络对接的节点。N节点也可以称为从节点，S节点也可以称为主节点。任何一个节点都可以直接传递传统的TDM(TimeDivision Multiplex，时分复用)、以太网数据业务等业务，还可以提供PON(Passive Optical Network，无源光网络)支路接口，在S节点还提供10GE等上行业务接口。该网络承载的业务类型可以包括三种：(1)FB(Fixed Bandwidth，固定带宽)类业务，主要用于承载带宽延时保证的业务，如TDM、SDH/SONET(Synchronous Optical Network，同步光网络)、专线业务等；(2)AB(Assured Bandwidth，带宽保证)类业务，如视频、VOIP(Voice IP，语音IP)、专线等；(2)BE(Best Effort，尽力保证)类业务，如普通上网业务等。对于AB类和BE类业务，该网络是一种汇聚型网络，汇聚节点为S节点，该节点实现双备份。对于FB类业务，该网络是一种对等交换网络，可以从任何一个节点传递TDM、SDH/SONET、专线等业务。

该网络架构的一个主要特点是面向全网的DBA(Dynamic BandwidthAssignment，动态带宽分配)模块和算法：各节点检测、统计和上报本节点内部各业务端口的带宽请求信息，上报给主机，主机根据环上现有的带宽资源、各节点业务类型、优先级等，进行判断和计算，最后把各节点的带宽分配信息下发到各节点，各节点根据分配的带宽传送数据。这里对各节点下发的带宽分配信息主要是带宽地图(BWmap)。

本发明的实施例中提供一种线路环保护方法，应用于包括主节点和从节点的网络中，如图2所示，包括：

步骤s201、接收线路故障通知。

该步骤中，从节点在检测到线路故障后向主节点发送线路故障通知，主节点接收该线路故障通知。

步骤s202、更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务。

步骤s203、发送更新带宽地图。

该步骤中，主节点将更新带宽地图发送给从节点，使从节点对带宽地图进行更新，更新的具体步骤为使用新接收的带宽地图覆盖之前保存的带宽地图。

步骤s204、发送桥接请求。

该步骤中，主节点在向从节点发送更新带宽地图后，向从节点发送桥接请求，从而年触发从节点的桥接和倒换操作，以对线路环中的业务进行保护。

本发明的实施例中，通过主节点集中实现网络的管理控制功能，对从节点的桥接和倒换进行控制，节省了网络中各节点功能的复杂度和网络维护成本。

本发明的一实施例中，以集中控制的二纤双向线路为例，描述本发明实施例中的线路环保护方法。如图3A所示，为二纤双向线路保护倒换前的示意图，其中Node-S为主节点。Node-1、Node-2以及Node-3为从节点。正常情况下，每根光纤各有一半容量作为工作带宽，另一半容量作为为保护带宽。每根光纤的保护带宽保护另一根光纤的工作带宽。另外，正常情况下，在每根光纤的工作带宽内承载被保护业务，在每根光纤的保护带宽内可以承载额外业务。二纤双向线路保护倒换前的一带宽地图可以如图3B所示，对于外环光纤，工作带宽(如图3B中外环光纤W所示区域)承载被保护业务如FB和AB，保护带宽(如图3B中外环光纤P所示区域)可以承载额外业务如BE。对于内环光纤，工作带宽(如图3B中内环光纤W所示区域)承载被保护业务如FB和AB，保护带宽(如图3B中内环光纤P所示区域)可以承载额外业务如BE。

如图4A所示，当Node-2和Node-3之间的光纤发生故障时，本发明实施例中的线路环保护方法如图5所示，包括：

步骤s501、Node-2检测到SF，根据环拓扑通过K字节向主网元Node-S通知SF。

步骤s502、Node-S接收到Node-2发送的SF。

步骤s503、Node-S更新带宽地图并向各从节点发送。

具体的，Node-S收到Node-2发送的SF后，通过DBA功能更新带宽地图。DBA功能在Node-S东西两个方向上，分别将保护区带宽地图用另一方向工作区带宽地图替换，即将东向的保护区带宽地图用西向的工作区带宽地图替换，将西向的保护区带宽地图用东向的工作区带宽地图替换。倒换后的带宽地图如图4B所示。这里的东西方向定义为：从网元的位置朝环网外看，将网元左侧网络方向称为西向，右侧网络方向称为东向。Node-S可以通过线路上的开销向各从节点发送带宽地图。主节点和各从节点的带宽地图替换后保护通道上的额外业务被压制，各从节点实现穿通。

步骤s504、Node-S向Node-2和Node-3分别发送桥接请求；具体的，替换后的带宽地图在全环更新之后，Node-S根据环拓扑，通过K字节向Node-2和Node-3分别发送桥接请求。

步骤s505、Node-2和Node-3接收到Node-S发送的桥接请求后，分别执行桥接操作和倒换操作。

具体的，执行桥接操作时，Node-2和Node-3根据桥接请求将网元西(或东)向端口发出的工作区数据同时向另一根光纤的东(或西)向端口保护区发出。以Node-2进行的桥接操作为例，如图4A所示，Node-2将内环光纤中西向端口2-1发出的工作区数据同时向外环光纤中东向端口2-2的保护区发出。执行倒换操作时，将工作端口的收业务数据通过另一根光纤的保护端口收取。以Node-2进行的倒换操作为例，如图4A所示，Node-2将之前从外环光纤中端口2-4收取的工作区业务数据，通过内环光纤中端口2-3的保护区收取。本发明实施例中对桥接操作和倒换操作的执行先后顺序不作限定。

步骤s506、执行完桥接操作和倒换操作后，Node-2和Node-3分别通过K字节向Node-S发送桥接确认。

步骤s507、Node-S接收到Node-2和Node-3的桥接确认后，倒换完成。倒换完成后二纤双向线路环中的数据传输方向如图4B中的黑色箭头标注的方向所示。

当Node-2和Node-3之间的光纤从故障中恢复时，本发明实施例中的线路环恢复方法如图6所示，包括：

步骤s601、Node-2检测到SF清除，根据环拓扑通过K字节向主网元Node-S通知SF清除。

步骤s602、Node-S接收到Node-2发送的SF清除。

步骤s603、Node-S进入WTR等待。

步骤s604、WTR结束后，Node-S通过K字节分别向Node-2和Node-3分别发送取消桥接请求。

步骤s605、Node-2和Node-3接收到Node-S发送的取消桥接请求后，分别取消各自的桥接和倒换操作。

步骤s606、Node-2和Node-3分别通过K字节向Node-S发送取消桥接确认。

步骤s607、Node-S收到Node-2和Node-3的取消桥接确认后，通过DBA功能恢复正常态的带宽地图并向各从节点发送，即将保护区带宽地图替换回倒换前的带宽地图。被压制的额外业务恢复，网络恢复到正常状态。

本发明的另一实施例中，以集中控制的二纤单向线路为例，描述本发明实施例中的线路环保护方法。如图7A所示，为二纤单向线路保护倒换前的示意图，其中Node-S为主节点。正常情况下，被保护业务只在工作光纤上发送和接收，在保护光纤上可以承载额外业务如BE。工作光纤和保护光纤上的带宽地图可以不同。二纤单向线路保护倒换前的带宽地图可以如图7B所示。

当工作光纤出现线路故障时，二纤单向线路的线路环保护过程和上一实施例中二纤双纤线路保护的过程类似，同样是通过主网元来集中控制保护相关指令的下发。将之前由节点工作端口发出的数据改为由工作端口和保护端口双发；从节点执行倒换操作时，将工作端口的收业务数据通过对应的的保护端口收取。倒换完成后，二纤单向线路保护环将整个工作光纤的数据桥接到保护光纤上传送，而不像二纤双向线路保护环那样只桥接一半光纤容量的工作带宽。倒换完成后的网络示意图以及带宽地图如图8A和8B所示，具体过程此实施例中不再详述，可参考上一实施例中的描述。

本发明的上述实施例中，以二纤环为例说明了线路环保护方法的具体实施方式，对于四纤环网络，处理方式与二纤环类似，此处不再详述。另外，本发明实施例所提及的二纤除了表示物理光纤外，也可以表示一对位于不同物理光纤上传输方向相反的波长，同样也适用于四纤环。

本发明的实施例中，通过主节点集中实现网络的管理控制功能，对从节点的桥接和倒换进行控制，节省了网络中各节点功能的复杂度和网络维护成本。这是因为，对于现有的类似基于动态带宽调整的多业务传送网络，从节点上要求功能尽量简单以降低网络维护成本，因此现有复用段环保护机制不适用于这类网络中，而本发明实施例提供的方法中，网络的管理控制等功能都通过主节点集中控制。通过主网元集中控制环保护协议，从网元只需保留简单的保护功能，无需像复用段环保护那样保留完整的保护协议以及维护全环拓扑，大大降低了从网元的实现及维护成本。另外，通过提供线路级的环保护机制，提高了环网的生存性；同时保护通道平时可以传送额外业务，提高了带宽利用率。最后，通过和动态带宽调整DBA相结合，在保护倒换时简化了保护协议处理，通过更新带宽地图即可自动实现中间网元的穿通。

本发明的实施例还提供一种线路环保护系统，包括：

至少一个从节点设备，用于当检测到线路故障发生时，向主节点设备发送线路故障通知，并在接收到主节点设备发送的桥接请求时，进行桥接和倒换操作，以对线路环中的业务进行保护；

主节点设备，用于接收从节点设备发送的线路故障通知，更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务；并向从节点设备发送桥接请求，以对线路环中的业务进行保护。

另外，从节点设备，还用于检测到线路故障清除时，向主节点设备发送线路故障清除通知，并在接收到主节点设备发送的取消桥接请求时，取消桥接和倒换操作并发送取消桥接确认；

主节点设备，还用于接收到从节点设备发送的线路故障清除通知时，向从节点发送取消桥接请求，接收到从节点的取消桥接确认时，将保护区带宽地图替换回倒换前的带宽地图，以恢复网络到故障发生前的状态。

本发明的实施例还提供一种线路环中的主节点设备10，如图9所示，包括：

故障通知接收单元11，用于接收线路故障通知。

带宽分配单元12，用于更新带宽地图以将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务。

带宽地图发送单元13，用于发送更新带宽地图。

桥接请求发送单元14，用于在带宽地图发送单元13发送更新带宽地图后，发送桥接请求，触发从节点的桥接和倒换操作，以对线路环中的业务进行保护。

本发明的另一实施例中，如图10所示，主节点设备10还包括：

故障清除通知接收单元15，用于接收线路故障清除通知；

取消桥接请求发送单元16，用于发送取消桥接请求，触发从节点取消桥接和倒换操作；

带宽恢复单元17，用于接收到取消桥接确认时，将保护区带宽地图替换回倒换前的带宽地图并发送，以恢复网络到故障发生前的状态。

另外，上述带宽管理单元12具体可以包括：

带宽地图更新子单元121，用于通过DBA功能更新带宽地图，即将线路环中的保护区域的带宽地图替换为受保护的工作区域的带宽地图；

业务分配子单元122，用于根据带宽地图更新子单元121更新后的带宽地图，将线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种线路环保护方法，其特征在于，包括：

接收线路故障通知；

发送所述更新带宽地图；

发送桥接请求；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务前，所述线路环中的保护带宽中承载有额外业务；将所述线路环中的保护带宽分配给受保护的工作带宽中的业务后，所述额外业务被所述受保护的工作带宽中的业务压制。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述发送更新带宽地图后，还包括：接收到所述更新带宽地图的从节点根据所述更新带宽地图对本地的带宽地图进行更新；

所述发送桥接请求后，还包括：接收到所述桥接请求的从节点进行桥接操作和倒换操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述线路环为二纤双向线路时，

所述从节点的桥接操作包括：将从节点西向端口发出的数据同时向另一根光纤的东向端口发出；或将从节点东向端口发出的数据同时向另一根光纤的西向端口发出；

所述从节点的倒换操作包括：将倒换端口的收业务数据通过另一根光纤的端口收取。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述线路环为二纤单向线路时，

所述从节点的桥接操作包括：将之前由节点工作端口发出的数据改为由工作端口和保护端口双发；

所述从节点的倒换操作包括：将工作端口的收业务数据通过对应的保护端口收取。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述二纤还可以是一对位于不同物理光纤上传输方向相反的波长。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送桥接请求后，还包括：

接收线路故障清除通知；

发送取消桥接请求；

接收到取消桥接确认时，将保护区带宽地图替换回倒换前的带宽地图并发送，以恢复网络到故障发生前的状态。

8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述线路故障通知、桥接请求、线路故障清除通知、取消桥接请求以及取消桥接确认，通过消息中的K字节进行标识。

9.一种线路环中的主节点设备，其特征在于，包括：

故障通知接收单元，用于接收线路故障通知；

带宽地图发送单元，用于发送所述更新带宽地图；

10.如权利要求9所述的主节点设备，其特征在于，还包括：

故障清除通知接收单元，用于接收线路故障清除通知；

取消桥接请求发送单元，用于发送取消桥接请求；

带宽恢复单元，用于接收到取消桥接确认时，将保护区带宽地图替换回倒换前的带宽地图并发送，以恢复网络到故障发生前的状态。

11.一种线路环保护系统，其特征在于，包括：

12.如权利要求11所述的线路环保护系统，其特征在于，

所述从节点设备，还用于检测到线路故障清除时，向所述主节点设备发送线路故障清除通知，并在接收到所述主节点设备发送的取消桥接请求时，取消桥接操作和倒换操作并发送取消桥接确认；

所述主节点设备，还用于接收到所述从节点设备发送的线路故障清除通知时，向从节点发送取消桥接请求，接收到从节点的取消桥接确认时，将保护区带宽地图替换回倒换前的带宽地图，以恢复网络到故障发生前的状态。