CN102498683B - 光传输网络中的自动发现方法和装置 - Google Patents

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Abstract

为了对光传输网络中的链路邻接发现进行改进，提供了一种方法和相关的网络节点。第一网络节点(21)具有第一发现代理(216)，第二网络节点(22)具有第二发现代理(226)。发现消息(210)从所述第一网络节点(21)的第一接口通过一个或多个后续的网络链路(25、26、27)向所述第二网络节点(22)的第二接口传输。所述发现消息(210)包括指示与所述第一发现代理(216)相关联的发现代理识别符的信息以及指示与所述第一接口相关联的终止连接点识别符的信息。为了传输所述发现消息(210)，所述第一接口被配置为使用将被传输的信号帧的开销部分中的预留字段来执行串联连接源功能(217)。所述第二接口被配置为在接收到的信号帧的相同的预留字段上执行串联链路监视功能(227)。所述发现消息使用所述预留字段中的可用的路径踪迹识别符(TTI)字节来发送。

Description

光传输网络中的自动发现方法和装置
技术领域
本发明涉及电信领域，并且更具体地涉及光传输网络中的自动发现方法以及相关装置。
背景技术
光传输网络(OTN)是以非常高的速率(2、5、10以及40Gbit/s)传输光数据信号的网络技术。OTN依赖于恒定速率传输信号到甚至更高速率传输信号的时分复用，而且也支持波分复用。光传输网络的信号结构和接口已经在ITU-T G.709(03/2003)中定义，其通过引用合并于此。
已经引入了基于GMPLS协议族的控制平面技术，以便能够通过网络来自动建立路径。传统上，创建通过一系列的网络元件的业务路径包括配置每个网络元件上的各个交叉连接。在自动交换(光)传输网络(ASTN或者ASON)中，只有起点、终点以及所需的带宽需要由用户具体指定，并且网络的控制平面将自动地分配通过网络的路径、提供业务路径、建立交叉连接、以及根据用于客户端信号的路径来分配带宽。
为了支持通过控制平面信令的这种自动路径建立，在传输平面中自动发现层邻接的协议已经在ITU-T G.7714.1(04/2003)中定义，其通过引用合并于此。层邻接发现(LAD)描述了发现链路连接端点关系并且验证它们的连通性的过程。上下文中所使用的术语“发现”是指“发现”和验证。G.7714.1描述了两种可替代的方法：一种是在客用端层使用测试集，另一种是在服务器层使用带内开销。
具体而言，G.7714.1在第6章中定义了可适用于OTN层网络的下述机制：
●OTUk层：在OTUk层内，SM段监视字节和GCC0可以用来支持OTUk邻接发现。特别地，SM内的SAPI子字段用来承载发现消息。
●ODUk层：在ODUk层内，PM路径监视字节以及GCC1和GCC2字节可以用来支持ODUk邻接发现。特别地，PM内的SAPI子字段用来承载发现消息。
本发明的目的在于改进这一自动发现机制。
发明内容
发明人发现了如G.7714.1中所定义的层邻接发现协议存在两个主要的问题：其中所定义的第一方法使用开销字段，特别是服务器层的传输帧(被称为光传输单元(OTU))的开销中的段监视字节(也被称为路径踪迹识别符(TTI))。当发现过程中需要互相通信的两个光交叉连接之间的连接通过整个WDM区段并且OTU开销在中间的WDM设备处终止时，问题就产生了。在这种情况下，两个光交叉连接无法使用OTU层来进行LAD。可替代地，根据G.7714.1，层邻接发现可以使用更高复用层(也即在服务器层OTU帧内作为客户端层信号传输的光数据单元k(ODUk))的开销中的TTI字段。然而，这需要存在ODUk路径终止功能，而该功能并不总是可用的。因此，在OTN中的基于路径踪迹的链路邻接发现的适用性是有限的。
发明人提出了该问题的解决方案，即利用串联连接监视(TCM)子层来进行自动发现。
具体而言，提供了一种在光传输网络中执行自动层邻接发现的方法及相关网络节点。第一网络节点具有第一发现代理，第二网络节点具有第二发现代理。发现消息从第一网络节点的第一接口通过一个或多个后续的网络链路向第二网络节点的第二接口传输。所述发现消息包括指示与所述第一发现代理相关联的发现代理识别符的信息以及指示与所述第一接口相关联的终止连接点识别符的信息。为了传输所述发现消息，所述第一接口配置为使用将被传输的信号帧中的开销部分中的预留字段来执行串联连接源功能。所述第二接口被配置为在接收到的信号帧的相同的预留字段上执行串联链路监视功能。所述发现消息使用所述预留字段中的可用的路径踪迹识别符字节来发送。。
附图说明
现在将参照附图来描述本发明的优选实施方式，其中
图1示出了使用当前定义的OTUk TTI的层邻接发现的示例；
图2示出了使用通过中间WDM设备互连的两个光交叉连接之间的TCM子层的层邻接发现；
图3示出了图2的抽象(abstraction)；以及
图4示出了OTN中使用的帧结构。
具体实施方式
在SONET/SDH网络中，再生器大多已经不存在，这意味着SONET/SDH交叉连接无需再生器而直接互连，从而不再有再生段开销(RS-OH)。基于此，有可能利用如G.7714.1所定义的现有的基于J0段踪迹的LAD。
在OTN看来，OTU层是与SONET/SDH网络中的段层(MS/RS)相对应的层。如G.709所定义，OTN包括数字(电)层以及光层。OTU层是在OTN体系中最低的数字(电)层，并且“提供ODU客户端信号通过OTN的3R点之间的OTU路径的传输”。如果如图1所示两个OTN交叉连接通过(单跳)OTU路径相互连接，则可以应用现有的基于OTU-TTI的LAD，并且可以如G.7714.1所定义的对相应的OTU连接点(CP)进行推断。
传输网络中的基本网络元件被称为交叉连接，其提供电和/或光交换操作，以建立通过该网络的互连。图1示出了第一OTN交叉连接11，其在双向光链路13上连接到第二OTN交叉连接12。交叉连接11具有带相关联的OTUk终止功能112的第一接口111和带相关联的OTUk终止功能114的第二接口113。交换矩阵115在ODUk层与接口111、112互连。在OTN交叉连接11的控制器上运行的发现代理116对OTUk终止功能112进行配置，以将合适的发现消息14插入到OTUk开销的TTI字段中，并对在相反方向上在来自OTN交叉连接12的TTI字段中接收到的发现消息14进行分析。同样地，OTN交叉连接12具有接口122、123，相关联的OTUk终止功能，在ODU层与接口122、124互连的交换矩阵125，以及控制OTU终止功能122、124的发现代理126。
可替代地，还可以对高阶(HO)ODU CP进行推断，这是因为由于OTU和HO ODU层之间存在矩阵或交换功能，所以在OTU CP和该HO ODU CP之间产生了固定的1∶1的关系。
在当前的OTN中，光功能通常从电功能中分离，并且相关功能位于不同类型的设备中。这意味着OTN典型地包括主要提供用于不同ODU层的电交换功能的OTN交叉连接、以及主要提供光传输和交换功能(例如转发器、波长复用器/解复用器和波长选择开关)的WDM设备，此外还可以具有电HO ODU交换功能。基于这种功能分离，OTN典型地通过WDM链路或者WDM网络和它的对端互连，并且OTN交叉连接和相邻WDM设备之间的互连通过OTU路径来实现。这意味着甚至在只有两个WDM设备通过单个WDM链路与两个OTN交叉连接互连的最简单的情形中，三个OTU路径也不得不交叉：一个在OTN交叉连接(OXC)和近端的WDM设备中的转发器之间，一个在两个WDM设备中的两个转发器之间，以及另一个在远端WDM设备中的转发器和远端OXC之间。这种情形示意性地描绘在图2中。
上述情形对于OTN中的链路邻接发现(LAD)有一些暗示。由于WDM设备中的OTU层终止，上述两个OTN交叉连接不能使用OTU层来进行LAD，并且将必须进入到OTN层级中的下一个更高层，即高阶(HO)ODU层。
然而，只有HO ODU层在两个相邻ODU交叉连接处终止，也即，HO ODU层只用作两个相邻OTU交叉连接之间的LO ODU连接的复用层，基于TTI的LAD才可以在HO ODU层应用。在其他情形下，例如当HO ODU层没有终止时，就不能应用现有的基于TTI的LAD。这意味着基于HO ODU层TTI的LAD可以在某些情形中应用，并且在某些其他情形中一定不能应用。因此，期望一种总是能够应用的解决方案。
在下面的讨论中，描述了基于HO ODU串联连接监视(TCM)功能的解决方案，其解决了上述的LAD问题。
图2图示了两个OTN交叉连接(OXC)21、22通过WDM网络互连的场景。OXC 21具有用于光传输信号的两个接口。每个接口具有OTUk终止功能212、214和用于终止ODUk开销中的串联连接层的终止功能ODUkT 217、218。交换矩阵215在ODUk层与接口互连。发现代理216配置ODUkT终止功能。同样地，OXC22具有带OTUk终止功能222、224和ODUkT终止功能227、228的接口，在ODUk层与接口互连的交换矩阵225，以及用于配置ODUkT终止功能的发现代理226。
在硬件方面，终止功能典型地由OXC线卡上可用的开销处理器来执行。可替代地，开销终止功能可以在公共开销服务器上执行，公共开销服务器通过交换矩阵或专用总线架构与多种线卡互连。发现代理将典型地为在对应的网络节点的控制器上运行的软件实现过程，但是也可以实现为专用控制器。虽然图中只示出了两个接口，但是应清楚，真实的网络节点具有大量的这些接口。交换矩阵将典型地执行空间和时间交换功能。
OXC 21通过光链路25连接到第一WDM节点23。通过WDM链路27，WDM节点23连接到WDM节点24，WDM节点24继而通过光链路26连接到OXC 22。
WDM节点23在其输入端具有用于从OXC21接收信号的OTUk终止功能232，以及在其朝向WDM节点24的输出端具有一系列终止功能，具体是OTUk终止功能234、光通道(OCh)终止功能235、OCh连接功能236、光复用段(OMS)终止功能237和光传输段(OTS)终止功能。在WDM节点24中也存在相同的终止功能242到248。这些功能本身是已知，并且在G.709中进行了详细的定义和解释，从而不需在此进一步讨论。
然而，关键方面是WDM节点23、24终止了接收到的信号向上发往OTUk层，并且只将HO ODU信号透明地传递到转发器235、245，转发器235、245生成OCH以及随后的具有特定波长的光信号。在某些情况中，可能需要再生成光信号，并且在这种情况下，3R-再生器也可以在一些中间点处终止OTUk信号。结果，多个OTU路径可以连接在一起，并且HO ODUk链路连接是在OTN层网络中存在于两个OXC 21、22之间的第一实体。因此，图3示出了在WDM节点23、24只作为更复杂WDM子网络30的边缘节点的意义下图2的抽象，其中OXC 21和OXC 22之间的连接可以通过多个OTUk路径。结果是OTUk层对于OXC 21和OXC 22之间的链路邻接发现(LAD)不可用。
在G.7714中规定的另一种选择是在ODUk层网络执行LAD，并且使用ODUk TTI来承载发现消息。如上面已经讨论的，如图2和3所示，可能不存在HO ODU路径终止功能，因为ODUk需要在OXC21和OXC22中透明地连接。具体而言，HO ODU信号表示服务层，并且ODUk CP连接到同一OXC的不同端口上的另一个ODUk CP。因此，ODUk层TTI不能用于LAD。
因此，如图2和3所示，提出了在网络节点21、22中增加串联连接监视(TCM)源(source)功能和宿(sink)功能217、227。
G.709定义了可以存在于HO ODUk层网络下的六个TCM子层。该提议当前是使用六个TCM子层中的一个来建立串联连接，并且如在G.7714.1中所定义的使用该TCM功能的TTI字段来进行LAD。TCM终止功能ODUkT 217、227提供了用于承载发现消息210、220透明地通过WDM网络的装置，使得这些发现消息210、220可以在两个OXC之间进行交换。该解决方案的另一个优点在于，串联连接可用于管理HO ODU链路连接的完整性，以及发出可以用作随后的动作(例如复位)的触发的警报。
所提出的基于HO ODUk TTI的LAD使得能够发现HO ODU CP，而包括自己的TTI的ODUk信号是现有的。本方法可以在HO ODU信号被终止时应用，并且承载在OXC中互连或者可以终止的LO ODU信号。
根据G.709，图4显示了在OTN中传输信号的帧结构。所显示的帧包括3824列4行。帧传输是从左至右地逐行进行的。列1到16包含开销。行1在字节1到7中承载帧定位字，并且在字节8到14承载OTUk开销。在OTUk开销中，字节8、9和10可用于段监视(SM)，其中字节8是OTUk的TTI字段。
行2到4包含ODUk开销，其中行3的字节10、11和12可用于路径监视(PM)。此外，行3中的字节10是ODUk的TTI字段。
一字节TTI承载64字节超帧，也即64个连续帧的TTI字节形成完整的TTI字段，其中各字节是从0到63编号的。在这一64字节TTI超帧中，字节0到15为源接入点识别符SAPI预留，字节16到31为目的接入点识别符DAPI预留，字节32到63可为运营商专用。在TTI之后的字段中的BIP-8是先前的帧的字节交错奇偶校验，用于错误检测的目的。
提出了使用一个TCM字段来相应地代替OTUk或者ODUk开销中的SM或PM字段。在沿着ODUk所表示的路径进行TCM源和TCM宿之间的配置和激活时，TCM字段的六个子层是可用的。六个TCM字段TCM 1到TCM 6在此用粗线标出，并且与PM字段具有相同的结构和定义。因此提出在这六个TCM字段中的一个字段(特别是其SAPI字段)中使用TTI字段，以用于如G.7714.1所定义的链路邻接发现(LAD)。
由于TCM功能需要配置于TCM源和TCM宿之间，所以一种选择将是预配置TCM子层中的一个作为默认的用于LAD的TCM。例如，OXC 21然后将使用该默认TCM子层的TTI来交换在G.7714.1中所定义的LAD消息，并且OXC 22将监视用于LAD消息的该默认于层。
然而，还可能有一种情形，该预配置的子层已经在特定ODUk路径中由在前的节点使用，从而不能由LAD中断。因此，首先使用非介入TCM监视在OXC 21中监视预期的TCM子层，并且仅在其表现为未使用时才使用它，将是有利的。EP 1372288中更加详细地描述了这种技术，其通过引用合并于此。OXC 22然后将监视或“扫描”用于LAD消息的所有TCM子层。可以定义将对TCM子层进行尝试的默认次序。
TTI提供传输16字节长度的消息的机制。每个踪迹字节包括一个消息起始比特，以及用于“有效载荷”的7个比特。对于该消息中的第一字节，设置消息的起始比特，该消息中的所有其余的字节都清零。
根据G.7714.1，将在LAD中使用以下属性：
-区分字符
字符“+”用作该区分字符，其目的在于避免OTN路径踪迹字符串的格式与一些其他可选格式混淆。
-发现代理(DA)识别符(ID)
DA ID在被发现的链路的上下文中必须是唯一的。DA ID存在两种不同表示：DA地址和DA名称。
-发现代理地址
定义了两种属性来支持DA地址：
●DCN(数据通信网络)上下文ID
其表示一个已分配的号码(期望是全球分配的号码)。这一属性可以与DCN地址属性结合地使用以保证DA ID的唯一性。如果在该链路的每一端的发送发现代理和接收发现代理在不同的DCN上下文中，但是使用了相同的DCN地址，则它们可能无法进行通信。
●DA DCN地址
其表示用来识别发现代理的地址。
-发现代理名称
其为可以被解析为DA地址的名称。
-TCP-ID
TCP-ID包含被发现的TCP(终止连接点)的标识符。其仅在DA的范围内具有本地意义。
在LAD期间，发起发现代理向响应发现代理发送它的发现代理ID和TCP-ID。该信息可以被直接包含在消息中或者可以通过外部过程(例如名称服务器)从消息中导出。发现消息可以包含TCP名称，其可以通过名称服务器唯一地解析为发现代理数据通信网络(DCN)地址以及TCP-ID。发现消息还可以包含具有实际的发现代理ID和TCP-ID值的DA DCN地址。发现代理ID包括DCN上下文ID以及发送发现代理的DCN地址。该消息的剩余部分包含对传输发现消息的发现代理具有本地意义的TCP-ID。在第三种变形中，发现消息可以承载包含发现代理ID和TCP-ID值的DA DCN名称。然而，和DCN地址格式不同，发现代理ID采用DCN名称的格式。因此，必须使用名称服务器来将该DCN名称翻译成发现代理的DCN地址。
层邻接发现的流程如下：
发起发现代理发送具有适当属性的发现消息。
在接收到发现消息后，响应DA进行检查，以通过使用区分字符来验证该发现消息而确定该消息的可用性。
在确定该接收到的消息是发现消息后，响应发现代理随后确定所接收到的值对于已经发现的邻居是否是唯一的。
3.1.如果格式ID＝1，那么需要名称服务器确定DA DCN地址和TCP-ID。
3.2.如果格式ID＝2，那么不需要进一步的地址翻译。
3.3.如果格式ID＝3，那么需要用于DA DCN名称的地址翻译。
生成发现响应消息。
响应消息可以例如使用控制平面协议通过该控制平面而传输到发现消息中所提供的DA地址。可替代地，还可以在相反方向上使用相同的TCM TTI字段来传输。
当该发现代理第一次接收到发现消息时，它可以通知发起发现代理该消息在与特定的TCP相关联的路径终止上接收了。该TCP(称为发现同步TCP)在该响应中使用当前正在该TCP上发送的发现信息来标识。如在G.7714.1中所定义的，可以包括其他的可选属性作为实施方式的一部分。
一旦发现消息已经在资源上接收，并且描述相同资源的发现响应消息在DCN上接收，则可以将这些消息相关联，并且确定是否存在双向链路。如果与链路连接的远端端点相对应的TCP-ID在两个消息中并不相同，则存在错误连接的情况。如果TCP-ID相同，则发送/接收信号对已经正确地连接了。这在G.7714.1的附录II中有更加详细的描述。
一旦已经发现了双线链路，则将对照提供管理策略对其进行检查，以确定正确的TCP链路连接端点是否已经被正确地连接。如果该策略表明TCP链路连接端点可能没有配对而构成链路，则存在错误连接的情况。
本领域技术人员容易理解，上面描述的各种方法的步骤可以由已编程的计算机来执行。在此，一些实施方式也意在涵盖程序存储设备，例如，数字数据存储介质，其为机器或者计算机可读的，并且对机器可执行或者计算机可执行的指令程序进行编码，其中所述指令执行所述方法的一些或者所有步骤。程序存储设备例如可以是数字存储器、磁性存储介质(例如磁盘、磁带)、硬盘驱动器、或者可选地是可读数字数据存储介质。这些实施方式也意在涵盖编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。
说明书和附图只示例了本发明的原理。因此应当理解，本领域技术人员将能够设计出尽管没有明确描述或者显示于此、但是体现了本发明的原理并且包含在本发明的精神及范围之内的不同的布置。此外，在此阐述的所有示例原理性地并且明确地仅旨在于说明性的目的，以帮助读者理解本发明的原理和发明人为推动本领域所贡献的概念，并且应被解释为不限于这些具体阐述的示例和条件。此外，本文阐述本发明的原理、方面、实施方式以及它们的具体示例的所有陈述都意在涵盖它们的等同方式。

Claims (7)

1.一种在光传输网络中在具有第一发现代理(216)的第一网络节点(21)和具有第二发现代理(226)的第二网络节点(22)之间的自动层邻接发现方法，所述方法包括从所述第一网络节点(22)的第一接口通过所述光传输网络的一个或多个后续的网络链路(25、26、27)向所述第二网络节点(22)的第二接口传输层邻接发现消息(210)，所述层邻接发现消息(210)包括指示与所述第一发现代理(216)相关联的发现代理识别符的信息以及指示与所述第一接口相关联的终止连接点识别符的信息，所述方法进一步包括：
-配置所述第一接口，以使用将被传输的信号帧的开销部分中的预先定义的字段(TCM1-TCM6)来执行串联连接监视源功能(217)；
-配置所述第二接口，以在接收到的信号帧的相同的预先定义的字段(TCM1-TCM6)上执行串联连接监视宿功能(227)；以及
-使用所述预先定义的字段(TCM1-TCM6)中的可用的路径踪迹识别符TTI字节来传输所述层邻接发现消息(210)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一发现代理(216)配置所述第一接口，以在所述开销中提供的用于串联连接监视的六个可用字段(TCM1-TCM6)中的一个预先确定的字段上执行所述串联连接监视源功能。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第一发现代理(216)配置所述第一接口，以在激活所述串联连接监视源功能(217)之前监视所述预先定义的字段，以确定所述字段中是否已经存在串联连接监视信号，如果是，则使用在所述开销中提供的用于串联连接监视的所述六个可用字段(TCM1-TCM6)中的另一个字段。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二发现代理(226)配置所述第二接口，以在所述开销中提供的用于串联连接监视的六个可用字段(TCM1-TCM6)中的一个预先确定的字段上执行所述串联连接监视宿功能(227)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二发现代理(226)配置所述第二接口，以监视在所述开销中提供的用于串联连接监视的所有六个字段(TCM1-TCM6)，以确定所述层邻接发现消息的存在。
6.一种在光传输网络中使用的第一网络节点(21)，其包括：发现代理(216)，用于在所述光传输网络中执行自动层邻接发现，以及至少一个接口，其使用层邻接发现消息(210)与所述光传输网络连接，所述层邻接发现消息(210)包括指示与所述发现代理(216)相关联的发现代理识别符的信息以及指示与所述接口相关联的终止连接点识别符的信息，其中所述发现代理(216)适用于配置所述接口以使用将被传输的信号帧的开销部分中的预先定义的字段(TCM1-TCM6)来执行串联连接监视源功能(217)，并且适用于使用所述预先定义的字段(TCM1-TCM6)中的可用的路径踪迹识别符TTI来向邻接的第二网络节点(22)传输所述消息(210)。
7.一种在光传输网络中使用的第二网络节点(22)，其包括：至少一个接口，其连接到所述光传输网络，以及发现代理(226)，用于在所述光传输网络中使用层邻接发现消息(210)来执行自动层邻接发现，所述层邻接发现消息(210)包括指示与邻接的第一网络节点(21)的发现代理(216)相关联的发现代理识别符的信息以及指示与所述第一网络节点(21)的接口相关联的终止连接点识别符的信息；其特征在于：
所述发现代理(226)适用于配置所述接口以使用接收到的信号帧的开销部分中的预先定义的字段(TCM1-TCM6)来执行串联连接监视宿功能(227)，并且适用于使用所述预先定义的字段(TCM1-TCM6)中的可用的路径踪迹识别符TTI来从所述第一网络节点(21)接收所述层邻接发现消息(210)。
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