CN102386993A - 一种光传输网络保护倒换的方法及传输设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光传输网络(OTN)保护倒换的方法，包括：确定需要进行保护倒换时，在光数据单元(ODUk)开销信息中编写新的自动保护倒换/保护通信信道(APS/PCC)开销通道信令、并对用户自定义(EXP)开销值进行编码，然后发出带有编码后EXP开销值的ODUk开销信息；根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，确定能启动保护倒换时，进行保护倒换操作。本发明还同时公开了一种传输设备，采用本发明能降低对新的APS/PCC开销通道信令误检测的概率，提高OTN保护倒换的可靠性。

Description

一种光传输网络保护倒换的方法及传输设备
技术领域
本发明涉及光传输网络(OTN，Optical Transport Network)中的信息传输领域，尤其涉及一种OTN保护倒换的方法及传输设备。
背景技术
由于宽带、多媒体等多种业务的发展，产生了能够承载数十GB/s甚至TB/s的速率的OTN。
但是，OTN一旦出现光纤毁坏等异常故障将中断大量的业务，所以OTN的生存能力是非常重要的。所述OTN的生存能力，指OTN在经受各种故障甚至灾难后，仍能维持可接受的业务传输能力，即：OTN抵御失效的能力。为了提高OTN的生存能力，通常会预留保护路由，当OTN发生故障时，将受影响的业务转移到预留的保护路由继续进行传输，如此，就能够保证对受影响业务的传输。
国际电信联盟远程通信标准化组织(ITU-T，ITU TelecommunicationStandardization Sector)在G.872协议中定义了OTN的分层结构，OTN将整个光层分为三层：光通道(OCH，Optical Channel)、光复用段(OMS，Optical MultiplexSection)、光传输段(OTS，Optical Transmission Section)；在G.709协议中将OCH进一步划分为三个子层：光净荷单元(OPUk，Optical Channel PayloadUnit-k)、光数据单元(ODUk，Optical Channel Data Unit-k)和光传送单元(OTUk，Optical Channel Transport Unit-k)。OTN的各个层及各个子层都具有相应的开销功能，以支持G.872协议中定义的网络管理和监测功能，比如：段监控(SM，Section Monitoring)、通道监控(PM，Path Monitoring)、多级级联监控(TCM，Tandem Connection Monitoring)、自动保护倒换/保护通信信道(APS/PCC，Automatic Protection Switching/Protection Communication Channel)。
图1所示为OTN的子层开销信息的帧结构示意图，其中，Frame AlignmentOverhead为帧对齐开销信息，包括：帧对齐字节(fas)和复帧计数字节(mfas)；OTUk Overhead为OTUk开销信息；OPUk Overhead为OPUk的开销信息；其余部分为ODUk开销信息。ODUk开销信息包括：PM开销、TCMi开销、APS/PCC开销、用户自定义(EXP)开销、通用通信通道(GCC)开销、错误类型和错误位置(FTFL，Fault Type & Fault Location)和保留(RES)开销。APS/PCC开销共四个字节，G.873.1协议规定APS/PCC开销的前三个字节为开销通道信令的具体内容，最后一个字节保留。
OTN中存在多个节点及不同层次之间的监测和保护倒换，两个用户之间的数据传输要经过多个节点，每个节点都会根据配置需要检测特定段的ODUk开销信息。假定，其中两个节点(B1、B2)之间的线路由TCM2开销监控，具体包括：当B1节点到B2节点之间的传输线路发生异常时，B2节点的传输设备可能会检测到信号失效(SF)或者检测到信号劣化(SD)，在传输设备检测到SF或SD这两类情况下，B2节点的传输设备就会根据G.873.1协议确定ODUk开销信息中的APS/PCC开销中的前三个字节的开销通道信令，并将当前的mfas值插入协议规定的Frame Alignment Overhead的相应位置，然后B2节点的传输设备向B1节点发送ODUk开销信息；B1节点的传输设备实时对ODUk开销信息中的新的APS/PCC开销通道信令进行检测，当B1节点的传输设备确定检测到新的APS/PCC开销通道信令后，提取并解析新的APS/PCC开销通道信令，根据解析出的APS/PCC开销通道信令启动相应的保护倒换操作。
上述方法中，所述传输设备对ODUk开销信息中的新的APS/PCC开销通道信令进行检测，具体为：传输设备暂存最近收到的三个APS/PCC开销，当三个APS/PCC开销相同时，就提取三个APS/PCC开销中的任意一个与已存的上一次APS/PCC开销进行比较，如果不同，则说明检测到新的APS/PCC开销通道信令，则提取三个暂存的APS/PCC开销中的任意一个保存，并解析出APS/PCC开销通道信令，根据解析出的APS/PCC开销通道信令启动相应的保护倒换操作；如果相同，则说明没有检测到APS/PCC开销通道信令。使用这种检测方法，虽然可以滤除掉一定的干扰，但连续三个APS/PCC开销通道信令值中出现某一比特(bit)和保存的值不一致的概率很高，这样就会认为收到了新的APS/PCC开销通道信令，如此就会产生未发送保护倒换信令，却检测到保护倒换信令，从而导致产生误倒换的概率非常大。比如：假定每个APS/PCC的某个bit发生错误反转的概率密度为e，且这三个bit发生错误的概率密度相对独立，那么APS/PCC连续同一bit位置发生错误反转，就会导致误倒换触发错误的联合概率密度e3＝e^3，对于24bits信令信息传输，误倒换操作的概率密度可粗略估计为 e all = Σ 0 23 e 3 = 24 × e 3 .
可见，目前已有的方法在OTN传输设备进行保护倒换时，由于对新的APS/PCC开销通道信令的错误检测而产生误倒换的概率比较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种OTN保护倒换的方法及传输设备，能降低对新的APS/PCC开销通道信令误检测的概率，提高OTN保护倒换的可靠性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种OTN保护倒换的方法，该方法包括：
确定需要进行保护倒换时，在ODUk开销信息中编写新的APS/PCC开销通道信令、并对EXP开销值进行编码，然后发出带有新的APS/PCC开销通道信令及编码后EXP开销值的ODUk开销信息；
根据收到的APS/PCC开销通道信令时及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，确定能启动保护倒换时，进行保护倒换操作。
上述方案中，所述对EXP开销值进行编码，为：传输设备根据编码规则对ODUk开销信息中的EXP开销值进行编码处理。
上述方案中，所述根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作之前，该方法还包括：传输设备判断mfas值是否正常，如果正常，则判断是否能启动保护倒换操作；如果不正常，则重复判断mfas值是否正常。
上述方案中，所述根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，包括：传输设备对APS/PCC开销通道信令进行检测，并用编码检测规则对EXP开销值进行检测；仅当确定检测到新的APS/PCC开销通道信令，且确定EXP开销值发生正确的变化时，判断结果为能启动保护倒换操作。
本发明还提供了一种传输设备，该传输设备包括：控制单元、编码单元和检测单元；其中，
控制单元，用于确定需要进行保护倒换时，通知编码单元进行编码；以及接收检测单元发来的判断结果，判断结果为能启动保护倒换时，进行保护倒换操作；
编码单元，用于在收到控制单元发来的进行编码的通知后，在ODUk开销信息中编写新的APS/PCC开销通道信令、并对EXP开销值进行编码，然后发出带有新的APS/PCC开销通道信令及编码后EXP开销值的ODUk开销信息；
检测单元，用于根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，并将判断结果发送给控制单元。
上述方案中，所述传输设备进一步包括：接收单元，用于接收信号，将信号发送给控制单元；
相应的，所述控制单元，还用于根据接收单元发来的信号，实时进行传输情况检测。
上述方案中，所述编码单元，具体用于根据编码规则对ODUk开销信息中的EXP开销值进行编码处理。
上述方案中，所述控制单元，还用于判断mfas值是否正常，如果正常，则将APS/PCC开销通道信令和EXP开销值发送给检测单元，如果不正常，则持续判断mfas值是否正常；相应的，所述检测单元，还用于根据控制单元发来的APS/PCC开销通道信令和EXP开销值判断是否启动保护倒换操作。
上述方案中，所述检测单元，具体用于对APS/PCC开销通道信令进行检测，并用编码检测规则对EXP开销值进行检测；仅当确定检测到新的APS/PCC开销通道信令，且确定EXP开销值发生正确的变化时，判断结果为能启动保护倒换操作。
本发明所提供的OTN保护倒换的方法及传输设备，在发送ODUk开销信息时，增加对EXP开销值的编码；在接收ODUk开销信息时，增加对EXP开销值的编码检测、以及对mfas值连续性的判断，如此，就能通过增加用于检测保护倒换的bit位，降低对新的APS/PCC开销通道信令误检测的概率，进而提高OTN保护倒换的可靠性。
附图说明
图1为OTN的子层开销信息的帧结构示意图；
图2为本发明OTN保护倒换的方法流程示意图；
图3为本发明传输设备的结构示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：在确定需要进行保护倒换时，在ODUk开销信息中编写新的APS/PCC开销通道信令、并对EXP开销值进行编码，然后发出带有新的APS/PCC开销通道信令及编码后EXP开销值的ODUk开销信息；根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，确定能启动保护倒换时，进行保护倒换操作。
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
本发明OTN保护倒换的方法如图2所示，包括下步骤：
步骤101：传输设备实时检测是否出现SF或SD，当检测到出现SF或SD时，产生新的APS/PCC开销通道信令，然后执行步骤102；否则，执行步骤103。
这里，如何产生新的APS/PCC开销通道信令为已有技术，在此不做赘述。
在步骤101之前，还可以包括：传输设备利用接收到的所有信号，对传输情况实时进行检测。
步骤102：传输设备对ODUk开销信息进行编码处理，将处理后的ODUk开销信息发送给接收方，返回步骤101。
这里，所述对ODUk开销信息进行编码处理指：根据预置在传输设备中的编码规则对ODUk开销信息中的EXP开销值进行处理；所述处理后的ODUk开销信息为：带有编码后EXP开销值的ODUk开销信息。
其中，所述编码可以使用已有技术实现；具体的编码规则根据实际情况预置，发送方传输设备的编码规则需要与接收方传输设备中预置的编码检测规则相对应。比如，可以制定编码规则为8bits翻转编码，包括：将每个通道的8bits初始EXP开销值设置为“0101_0101”，当该通道需要发送APS/PCC保护倒换信令时，则将EXP开销值取反，得到编码值“1010_1010”，如果再次进行保护倒换，则再进行编码取反操作，将EXP开销值变为“0101_0101”。
步骤103：传输设备实时提取接收到的ODUk开销信息中的APS/PCC开销和EXP开销值，判断mfas值是否正常，如果正常，则执行步骤104；如果不正常，则重复执行步骤103。
这里，所述传输设备提取ODUk开销信息中的APS/PCC开销，指：传输设备按照已有技术提取并保存最新的三个APS/PCC开销；
所述判断mfas值是否正常为：若一个周期内，一旦出现了复帧失步(OOM，Out Of Multiframe)有效的情况，则表示mfas值不正常；其中，所述OOM，为G.798协议中定义的用于表示帧状态的参数，其获取方式为已有技术，这里不做赘述。
步骤104：传输设备判断是否启动保护倒换操作，如果启动，则传输设备解析出APS/PCC开销通道信令，根据解析出的APS/PCC开销通道信令启动相应的保护倒换操作，然后返回步骤101；如果不启动，则返回步骤101。
这里，所述判断是否启动保护倒换操作，为：传输设备按照已有技术对APS/PCC开销通道信令进行检测，同时用编码检测规则对EXP开销值进行检测；只有当确定检测到新的APS/PCC开销通道信令，且确定EXP开销值也发生正确的变化时，才能够启动保护倒换操作；否则，不能够启动保护倒换操作。
其中，所述用编码检测规则对EXP开销值进行检测，可使用已有技术实现；具体的编码检测规则根据实际情况预置，接收方传输设备预置的编码检测规则需要与发送方传输设备中的编码规则相对应；所述EXP开销值发生正确变化为：EXP开销值的变化符合预置的编码检测规则。比如，当编码规则为8bits翻转编码时，编码检测规则预置为：将接收到的ODUk开销信息中的EXP开销值与已存的上次EXP开销值进行比较，若已存的上次EXP开销值为“0101_0101”，则本次EXP开销值需要为已存的上次EXP开销值每位取反，即“1010_1010”，才能说明EXP开销值发生了正确的变化，否则为不正确的变化。
可见，使用上述方法，就能够实现较低误检测概率的保护倒换。另外，在上述步骤103中的判断mfas值是否正常和步骤104的判断是否启动保护倒换操作，还可以同时进行。
如图3所示，本发明所述传输设备，包括：控制单元21、编码单元22和检测单元23；其中，
控制单元21，用于确定需要进行保护倒换时，通知编码单元22进行编码；以及接收检测单元23发来的判断结果，判断结果为能启动保护倒换时，进行保护倒换操作；
编码单元22，用于在收到控制单元21发来的进行编码的通知后，在ODUk开销信息中编写新的APS/PCC开销通道信令、并对EXP开销值进行编码，然后发出带有新的APS/PCC开销通道信令及编码后EXP开销值的ODUk开销信息；
检测单元23，用于根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，并将判断结果发送给控制单元21。
所述传输设备，还包括：接收单元24；
所述接收单元24，用于接收信号，将信号发送给控制单元21；相应的，所述控制单元21，还用于根据接收单元24发来的信号，实时进行传输情况检测。
所述控制单元21，具体用于实时检测是否出现SF或SD，当检测到出现SF或SD时，通知编码单元22进行编码，未出现SF或SD时，不做操作；相应的，所述编码单元22，具体用于接收到控制单元21发来的进行编码的通知后，产生新的APS/PCC开销通道信令、且对ODUk开销信息进行编码，将处理后的ODUk开销信息发出给接收方。
所述编码单元22，具体用于根据预置的编码规则对ODUk开销信息中的EXP开销值进行处理。
所述控制单元21，还用于从接收单元24发来的信号中，提取ODUk开销信息中的APS/PCC开销和EXP开销值，判断mfas值是否正常，如果正常，则将APS/PCC开销和EXP开销值发送给检测单元23，如果不正常，则持续判断mfas值是否正常；相应的，所述检测单元23，还用于根据控制单元21发来的APS/PCC开销和EXP开销值判断是否启动保护倒换操作。
所述检测单元23，具体用于按照已有技术对APS/PCC开销通道信令进行检测，同时用预置的编码检测规则对EXP开销值进行检测；只有当确定检测到新的APS/PCC开销通道信令，且确定EXP开销值也发生正确的变化时，判断结果才是能够启动保护倒换操作；否则，判断结果是不能够启动保护倒换操作。
另外，上述判断是否启动保护倒换操作还可以为：控制单元21从接收单元24收到信号后，将ODUk开销信息中的APS/PCC开销和EXP开销值发送给检测单元23进行检测，并同时判断mfas值是否正常，如果mfas值正常、且检测单元23返回的结果也为能够启动保护倒换操作，则启动保护倒换操作。
可见，使用上述方案，在原有检测APS/PCC开销的技术的基础上，增加对EXP开销值的编码检测，如此，通过增加用于检测保护倒换的bit位，降低了对新的APS/PCC开销通道信令误检测的概率。比如，假定每个APS/PCC的某个bit发生错误反转的概率密度为e，导致误倒换触发错误的联合概率密度e3＝e^3，误倒换操作的概率密度可粗略估计为
Figure BDA0000101648730000081
每增加1bit用于检测保护倒换的bit位，触发误保护倒换的概率密度在原有基础上降低e3，增加了8bit的EXP开销值后，误倒换操作的概率密度会变为
Figure BDA0000101648730000091
可以看出，增加监督位后，触发误保护倒换的概率密度比原有的概率密度有较大的降低。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种光传输网络OTN保护倒换的方法，其特征在于，该方法包括：
确定需要进行保护倒换时，在光数据单元ODUk开销信息中编写新的自动保护倒换/保护通信信道APS/PCC开销通道信令、并对用户自定义EXP开销值进行编码，然后发出带有新的APS/PCC开销通道信令及编码后EXP开销值的ODUk开销信息；
根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，确定能启动保护倒换时，进行保护倒换操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对EXP开销值进行编码，为：传输设备根据编码规则对ODUk开销信息中的EXP开销值进行编码处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作之前，该方法还包括：传输设备判断复帧计数字节mfas值是否正常，如果正常，则判断是否能启动保护倒换操作；如果不正常，则重复判断mfas值是否正常。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，包括：传输设备对APS/PCC开销通道信令进行检测，并用编码检测规则对EXP开销值进行检测；仅当确定检测到新的APS/PCC开销通道信令，且确定EXP开销值发生正确的变化时，判断结果为能启动保护倒换操作。
5.一种传输设备，其特征在于，该传输设备包括：控制单元、编码单元和检测单元；其中，
控制单元，用于确定需要进行保护倒换时，通知编码单元进行编码；以及接收检测单元发来的判断结果，判断结果为能启动保护倒换时，进行保护倒换操作；
编码单元，用于在收到控制单元发来的进行编码的通知后，在ODUk开销信息中编写新的APS/PCC开销通道信令、并对EXP开销值进行编码，然后发出带有新的APS/PCC开销通道信令及编码后EXP开销值的ODUk开销信息；
检测单元，用于根据收到的APS/PCC开销通道信令及EXP开销值判断是否能启动保护倒换操作，并将判断结果发送给控制单元。
6.根据权利要求5所述的传输设备，其特征在于，所述传输设备进一步包括：接收单元，用于接收信号，将信号发送给控制单元；
相应的，所述控制单元，还用于根据接收单元发来的信号，实时进行传输情况检测。
7.根据权利要求5所述的传输设备，其特征在于，
所述编码单元，具体用于根据编码规则对ODUk开销信息中的EXP开销值进行编码处理。
8.根据权利要求5所述的传输设备，其特征在于，
所述控制单元，还用于判断mfas值是否正常，如果正常，则将APS/PCC开销通道信令和EXP开销值发送给检测单元，如果不正常，则持续判断mfas值是否正常；
相应的，所述检测单元，还用于根据控制单元发来的APS/PCC开销通道信令和EXP开销值判断是否启动保护倒换操作。
9.根据权利要求8所述的传输设备，其特征在于，
所述检测单元，具体用于对APS/PCC开销通道信令进行检测，并用编码检测规则对EXP开销值进行检测；仅当确定检测到新的APS/PCC开销通道信令，且确定EXP开销值发生正确的变化时，判断结果为能启动保护倒换操作。
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