CN103026651B - 通信设备以及信号劣化监测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种通信设备，包括：接收单元，被配置为经由所连接的分组网络接收帧；发送单元，被配置为向所述分组网络发送接收到的帧以及自身发起的帧；监测单元，被配置为监测所发送的帧的流速率；发送周期设置单元，被配置为在所述帧的所述流速率大于或等于预定阈值时使自身发起的OAM帧的发送周期为针对正常情况设置的预定发送周期；以及发送周期计算单元，被配置为计算能够补偿所发送的帧的数目短缺的所述OAM帧的发送周期；所述发送周期计算单元被配置为在所述帧的所述流速率小于所述预定阈值时使所计算的发送周期为所述自身发起的OAM帧的发送周期。

Description

通信设备以及信号劣化监测系统和方法
技术领域
本发明涉及通信设备以及信号劣化监测系统和信号劣化监测方法，具体涉及能够检测分组网络上的信号劣化的通信设备以及信号劣化监测系统和信号劣化监测方法。
本申请要求2010年7月30日递交的日本专利申请No.2010-172476的优先权和权益，其公开被并入于此作为参考。
背景技术
近年来，在ITU-T(国际电信联盟-电信标准化部门)中，将建议Y.1731规定为维护功能(OAM(操作、管理和维护)功能)。此外，为了将现有MPLS(多协议标签交换)应用于承载网，IETF和ITU-T都在进行作为OAM功能扩展的MPLS-TP(多协议标签交换传输简档)的标准化。
在现有MPLS-TP或建议Y.1731的OAM功能中，在网络中任意两点中的每个点中定义MEP(维护端点)，并且这些MEP间发送和接收各种OAM帧，从而监测两点间的路径等。LM(丢失测量)功能是OAM功能的一个示例。
该LM功能是以下功能：在LM帧上加载在发送和接收侧的MEP中计数的发送和接收帧的数目，将帧互换，从而借助在发送侧MEP中计数的发送帧的数目和在接收侧MEP中计数的接收帧的数目之差来检测帧丢失。
可以使用LM功能来监测MEP间的线路质量。
以下，将描述作为现有技术的借助LM功能来检测信号劣化的机制。
首先，在试图监测线路质量的通信设备间设置ME(维护实体)。ME是要使用OAM功能监测的单元，并且可以针对每个要监测的流、段、路径等设置ME。ME的两端是上述MEP。
设置在发送侧通信设备中的MEP称为发送源MEP，设置在接收侧的通信设备中的MEP称为目的地MEP。此外，发送侧通信设备称为发送源节点，接收侧通信设备称为目的地节点。
发送源MEP对发送源节点向目的地节点发送的与ME相关联的OAM帧和数据帧的数目进行计数。此外，目的地MEP对接收到的与ME相关联的OAM帧和数据帧的数目进行计数。
在作为LM消息周期性发送和接收的OAM帧(CCM(连续性检查消息)帧)上加载在MEP中计数的帧数目，并将其从目的地MEP发送至发送源MEP。
通过传输接收到在目的地MEP中计数的帧的发送源MEP借助下式计算丢失帧的数目。
[发送帧的数目(当前值)-发送帧的数目(先前值)]-[接收帧的数目(当前值)-接收帧的数目(先前值)]
此外，根据建议G.8021中建议的信号劣化定义，当发送帧的数目超过预设阈值(发送帧的最小数目)且根据丢失帧的数目计算得到的丢失帧的比率超过信号劣化阈值时，认为检测到信号劣化状态。
即，当发送帧的数目不超过发送帧的最小数目时，不可能检测信号劣化状态。
通过以该方式监测线路质量，可以在发生帧丢失的线路中发出信号劣化警告并绕过故障位置，从而向网络提供高可靠性。
此外，在ITU-T规定的建议G.8021中，还定义了信号劣化检测(对线路质量的测量)。
图7是示出了在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送和接收的数据帧的图。
如图所示，在建议G.8021中定义了：对夹在在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送和接收的CCM帧之间的数据帧的数目进行计数；以及根据这些计数值来测量线路质量。
特别地，在建议G.8021中，必须使发送帧的数目大于规定的阈值，并且必须在特定时段内发送和接收帧数目以测量信号劣化。
此外，专利文献1描述了连接丢失检测方法，其中，该方法使用变为能够以3比特规定7种周期信息中的任一种的ETH-CCM的消息作为与检查数据帧的流速率的期限有关的消息，来检测L2交换机何时周期性地接收ETH-CCM，以检查管理点间的连接在至少比周期信息中指示的周期长3.5倍的持续时间未接收到ETH-CCM。
此外，在专利文献2中，作为用于交换分组的设备，公开了一种系统，用于：准备具有发送功能单元和接收功能单元的通信设备，作为执行分组交换的设备；当接收功能单元的数据帧接收电路已从相对通信设备接收到统计信息时，使统计信息累积电路将本地站的通信设备的统计信息与相对通信设备的统计信息比较；以及确定发送路径中是否丢失了数据帧。
此外，在专利文献3中公开了一种系统，其中，测量节点有规律地或周期性地测量路由器的业务状态，并经由专用的通信路径向外部网络监测设备发送指示通信质量的测量分组。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本未审专利申请，首次公开No.2009-130474
专利文献2：日本未审专利申请，首次公开No.2009-130786
专利文献3：日本未审专利申请，首次公开No.2009-224947
发明内容
本发明要解决的问题
然而，在背景技术中描述的现有技术的监测分组网络中的信号劣化的方法中，当发送帧的数目不超过发送帧的最小数目时，不可能检测信号劣化状态。
例如，在符合建议G8021中建议的信号劣化定义的情况下，如上所述，当发送帧的数目超过预设阈值(发送帧的最小数目)同时计算得到的丢失帧的比率超过信号劣化阈值时，认为检测到信号劣化状态。相应地，在该定义下，当发送帧的数目不超过发送帧的最小数目时，不能检测信号劣化状态。
图8是示出了在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送和接收的其他数据帧的图。
如图8所示，当存在极少的或不存在要发送的数据时，数据帧不一定构成流，并且不可能根据建议G.8021中规定的方法来监测或检测信号劣化。
图9是示出了插入了哑帧的在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送和接收的数据帧的图。
在专利文献(日本专利申请No.2009-266344)中描述的技术中，公开了估计传输路径质量以迅速测量分组传输网络中误比特率的方法。该方法是以下方法：监测发送流速率，并且当不存在要发送的数据分组时产生并发送如图9所示的哑分组。
相应地，在专利文献(日本专利申请No.2009-266344)中描述的技术中，当不存在要发送的分组时必须插入哑分组。
因此，当监测相邻节点间的段的质量时，该方法是适合的方法。然而，当监测经由多个通信设备的路径时，该方法不是监测路径的适合方法，这是由于频带被哑分组占用并且因此影响其他路径。
考虑到现有技术的上述问题作出了本发明，并且本发明的目的是：提供即使当在分组网络上流动的数据帧的数目较小或数据帧不在分组网络中流动时也能够检测信号劣化的通信设备、信号劣化监测系统和信号劣化监测方法。
解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的通信设备提供了：接收单元，被配置为经由所连接的分组网络接收帧；发送单元，被配置为向所述分组网络发送接收到的帧以及自身发起的帧；监测单元，被配置为监测所发送的帧的流速率；发送周期设置单元，被配置为在所述帧的所述流速率大于或等于预定阈值时使自身发起的OAM帧的发送周期为针对正常情况设置的预定发送周期；以及发送周期计算单元，被配置为计算能够补偿所发送的帧的数目短缺的所述OAM帧的发送周期；所述发送周期计算单元被配置为在所述帧的所述流速率小于所述预定阈值时使所计算的发送周期为所述自身发起的OAM帧的发送周期。
此外，本发明的信号劣化监测系统提供了：用于监测发送和接收的帧的流速率的装置；用于在所述帧的所述流速率等于或大于预定阈值时使OAM帧的发送周期为针对正常情况设置的预定发送周期的装置；以及用于计算能够补偿所发送的帧的数目短缺的所述OAM帧的发送周期并且在所述帧的所述流速率小于所述预定阈值时使所计算的发送周期为所述OAM帧的所述发送周期的装置。
此外，本发明的信号劣化监测方法包括：监测发送和接收的帧的流速率；在所述帧的所述流速率等于或大于预定阈值时，使OAM帧的发送周期为针对正常情况设置的预定发送周期；以及计算能够补偿所发送的帧的数目短缺的所述OAM帧的发送周期，并且在所述帧的所述流速率小于所述预定阈值时使所计算的发送周期为所述OAM帧的所述发送周期。
此外，本发明的概述是以下方案，其中：
(1)通过比较发送和接收帧的数目来监测分组网络中通信设备间的线路质量，
(2)监测通信设备间数据帧的流速率，以及
(3)当相应流速率小于可用于测量线路质量的阈值时，改变OAM帧(CCM帧)的发送周期，使得给出特定量的流速率(业务)。
相应地，专利文献1中描述的技术指示检测连接丢失的方法，因此与本发明的目的不同。
此外，专利文献2和3中描述的技术不包括以上在本发明的概述中描述的项(3)作为构成要素。
本发明的效果
如上所述，根据本发明的通信设备，当用户的数据帧的流速率较小时增大OAM帧(CCM帧)的发送周期，并且从而即使在该情况下也可以检测信号劣化。
此外，将建议Y.1731或MPLS-TP标准化中规定的帧(即，OAM帧)用作用于传输分组网络中的维护所需的信息的帧，并且因此可以使使用本发明的情况与不对应于本发明的设备形成对照。
附图说明
图1是示出了当在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送的用户的数据帧的流速率较小时的通信状态的图。
图2是示出了根据本发明实施例的通信设备的总体配置的配置图。
图3是示出了通信设备的帧发送功能单元的方框配置图。
图4是示出了通信设备的帧接收功能单元的方框配置图。
图5A是示出了多个根据本发明的通信设备连接至的网络的示例的图。
图5B是示出了上述网络的示例中的数据流速率的另一示例的图。
图6是示出了事先预期的帧的数目短缺与能够适当地处理所述帧的数目短缺的OAM帧的发送周期彼此关联的关系的图。
图7是示出了在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送和接收的数据帧的图。
图8是在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送和接收的数据帧的另一状态的图。
图9是示出了插入了哑帧的在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送和接收的数据帧的图。
具体实施方式
本发明使分组网络中的通信设备能够通过监测所发送的数据帧的流速率、改变OAM帧(CCM(连续性检查消息)帧)的发送周期、并在流速率小于可用于检测信号劣化的阈值时使得给出特定或更多的业务量来检测信号劣化。
此外，在建议Y.1731中，针对CCM针的发送周期定义从3.33毫秒的周期到10分钟的周期的7种周期，并且以1秒的周期发送CCM帧以在正常状态下验证连接。
在本发明中，当用户的数据帧的流速率较小且难以在相对侧检测信号劣化时，控制CCM帧的发送周期来增加业务的流速率，并且在相对侧的通信设备中将CCM帧与用于线路质量测量的数据帧一起使用。
因此，由于能够监测线路质量，在本发明中即使当数据帧的流速率较小时也可能检测信号劣化。
以下，将参照附图详细描述本发明的通信设备、信号劣化监测系统和信号劣化监测方法的实施例。
图1是示出了当在发送侧通信设备和接收侧通信设备间发送的用户的数据帧的流速率较小时的通信状态的图。
当不发送用户的数据帧或所发送的用户的数据帧的流速率较小(如图1所示)时，可以通过改变以阴影线标记的CCM帧的发送周期并补偿最低要求量的帧以在相对侧的通信设备中检测信号劣化来执行对信号劣化的监测和检测。
图2是示出了根据本发明实施例的通信设备的总体配置的配置图。
在该图中，本实施例的通信设备1具有经由分组交换机13连接的一个或多个接口卡(在该情况下，接口卡11和接口卡12)。
在该情况下，接口卡11具有发送端口111、接收端口112、帧发送功能单元113和帧接收功能单元114。
在该情况下，接口卡12具有发送端口121、接收端口122、帧发送功能单元123和帧接收功能单元124。
然而，图2所示的通信设备1的配置仅仅是根据本发明的通信设备的示例，并且根据本发明的通信设备的配置不限于图2所示的配置。
例如，本发明甚至适用于具有接口卡11和12以及分组交换机13集成在一起的配置的通信设备。
此外，此处每个接口卡具有一对发送端口和接收端口。然而，一般地，根据本发明的通信设备可以具有多个端口。
图3是示出了通信设备1的帧发送功能单元的方框配置图。
如该图中所示，根据本发明的通信设备的帧发送功能单元(在该情况下，帧发送功能单元113和123)具有发送控制单元31、OAM控制单元32和流速率监测单元33。
发送控制单元31控制数据帧或OAM帧的发送。
OAM控制单元32执行OAM功能的处理。即，OAM控制单元32执行对ME和MEP的管理，OAM帧的产生、OAM帧的插入等。
流速率监测单元33监测从发送控制单元31发送的OAM帧和数据帧的流速率(即，数据帧和OAM帧每一项中流入本地站的通知设备的帧的数目与源自本地站的通信设备的帧的数目之和)。
图4是示出了根据本实施例的通信设备1的帧接收功能单元的方框配置图。
如该图所示，根据本发明的通信设备的帧接收功能单元(在该情况下，帧接收功能单元114和124)具有接收控制单元41和OAM控制单元42。
接收控制单元41执行对从接收端口接收到数据帧和OAM帧的处理。当接收控制单元接收到OAM帧时，接收控制单元将该OAM帧转发至OAM控制单元42。
此外，接收控制单元41可以具有未示出的计数器，以对数据帧和OAM帧每一项中的接收帧的数目进行计数。还将计数结构发送至OAM控制单元42。
OAM控制单元42根据接收到的OAM帧的功能执行处理。OAM控制单元基于接收控制单元41计数的接收帧的数目，计算要丢弃的帧的数目。
虽然与数据帧的发送处理相关联的功能块在图2至4所示的通信设备的配置中是必须的，但该功能块与本发明不直接相关，并且因此省去其详细配置。与数据帧的发送处理相关联的功能块是：数据帧的目的地搜索处理块、QoS(服务质量)功能处理块等。
图5A和5B是示出了多个根据本发明的通信设备连接至的网络的示例的图。
以下，将参照图5A和5B描述根据本发明实施例的分组网络中的信号劣化监测系统的操作。
在图5A和5B所示的网络中，当作为根据本发明实施例的通信设备1的通信设备A、B和C连接在网络上时，在通信设备A和C间设置ME。
在该情况下，将通信设备A设置为发送节点，将所设置的MEP设置为发送源MEP，将通信设备C设置为接收节点，将所设置的MEP设置为图5A和5B中的目的地MEP(通信设备B使与ME相关联的OAM帧通过)。
此外，图5A和5B中所述的数据帧和OAM帧都被设置为与在通信设备A至C之间的ME相关联的帧。
事实上，虽然还在通信设备A至C之间复用和发送其他帧，此处省去了这些其他帧。
通信设备A的发送控制单元31对与ME相关联的OAM帧和数据帧的发送帧的数目进行计数。在该情况下，将数据帧的发送帧的数目设置为N_Tx_DATA，并将OAM帧的发送帧的数目设置为N_Tx_OAM。
此外，通信设备A的流速率监测单元33执行与在通信设备C中检测信号劣化所需的阈值(发送帧的最小数目)的比较。在该情况下，将检测信号劣化所需的阈值设置为TH_Deg。可以将TH_Deg设置为针对每个ME具有唯一值，以在监测ME单元中设置所要确保的质量。
如图5A所示，当数据帧的流速率较大且为N_Tx_DATA+N_Tx_OAM≥TH_Deg时，将针对正常状态设置的发送周期用于OAM帧(CCM帧)的发送周期。
另一方面，如图5B所示，当数据帧的流速率较小且变为N_Tx_DATA+N_Tx_OAM＜TH_Deg时，通信设备A的流速率监测单元33计算可以补偿发送帧的数目的短缺的OAM帧的发送周期，并且类似地向OAM控制单元32通知发送周期的改变请求。
通信设备A的OAM控制单元32在接收到OAM帧的发送周期的改变请求后，响应于改变请求，改变OAM帧(CCM帧)的发送周期。
图6是示出了事先预期的帧的数目短缺与能够适当地处理所述帧的数目短缺的OAM帧的发送周期彼此关联的关系的图。
可以通过在流速率监测单元33中根据(TH_Deg-N_Tx_DATA-N_Tx_OAM)计算补偿短缺的帧数目，来执行发送周期的计算。然而，如图6所示，可以借助事先确定的帧的数目短缺，来适当地确定相应的发送周期。
由于通信设备B不具有与ME相关联的监测点，也使数据帧和OAM帧通过。
通信设备C对与ME相关联的OAM帧的接收帧和接收到的数据帧的数目进行计数。
如以上描述显而易见的，即使当数据帧的流速率较小时根据本实施例的信号劣化监测系统也可以检测信号劣化。
此外，由于使用OAM帧(CCM帧)来检测号劣化，不必添加新产生单独帧的功能。
此外，由于具有CCM功能的OAM帧的发送周期在OAM功能(如正在进行标准化的MPLS-TP或ITU-T建议Y.173)中可变的，实现OAM功能的通信设备必须具有改变OAM帧的发送周期的功能块。
此外，实现OAM功能的通信设备一般还具有对收发帧的数目进行计数的功能块。因此，执行本发明所需的附加电路仅是用于比较发送帧数目的电路，从而使得能够在不显著增加成本的情况下检测信号劣化。
根据本实施例，当用户的数据帧的流速率较小时，增加CCM帧的发送周期，并且从而即使在该情况下也可以检测信号劣化。
此外，由于将MPLS-TP标准化或建议Y.1731中规定的帧(0AM帧)用作用于传输分组网络中的维护所需的信息的帧，可以使使用本发明的情况与不对应于本发明的设备形成对照。
此外，由于改变OAM帧的发送周期的功能是必要功能，能够在不添加大量结构元件(如电路)的情况下将本发明应用于现有技术的通信设备。
此外，由于通过根据本地站的通信设备所发送的数据帧的数目进行测量来测量信号劣化，即使在经由多个通信设备间监测路径的情况下，也通过仅添加最低要求量的OAM帧来测量信号劣化，并且可以减小对其他路径的影响。
工业实用性
如上所述，根据本发明的通信设备，当用户的数据帧的流速率较小时增加OAM帧(CCM帧)的发送周期，并且从而即使在该情况下也可以检测信号劣化。
附图标记说明
1通信设备
11、12接口卡
13分组交换机
31发送控制单元
32OAM控制单元
33流速率监测单元
41接收控制单元
42OAM控制单元
111、121发送端口
112、122接收端口
113、123帧发送功能单元
114、124帧接收功能单元

Claims (4)

1.一种通信设备，包括：
接收单元，被配置为经由所连接的分组网络接收帧；
发送单元，被配置为向所述分组网络发送通过所述接收单元接收到的所述帧以及自身发起的OAM帧；
监测单元，被配置为监测所发送的所述接收单元接收到的所述帧以及自身发起的OAM帧的流速率；
发送周期设置单元，被配置为在所述帧的所述流速率大于或等于预定阈值时，使自身发起的OAM帧的发送周期是为正常情况设置的预定发送周期；以及
发送周期计算单元，被配置为计算能够补偿所发送的所述接收单元接收到的所述帧以及自身发起的OAM帧的数目的短缺的所述OAM帧的发送周期；所述发送周期计算单元被配置为在所述帧的所述流速率小于所述预定阈值时，使所计算的发送周期为所述自身发起的OAM帧的发送周期。
2.根据权利要求1所述的通信设备，还包括：
表单元，被配置为包括数据表，在所述数据表中，事先预期的帧的数目的短缺与能够适当地处理所述帧的数目的短缺的所述OAM帧的发送周期彼此关联，
其中，当计算所述OAM帧的所述发送周期时，参照所述数据表。
3.一种信号劣化监测系统，包括：
监测单元，被配置为监测发送和接收的帧的流速率；
发送周期设置单元，被配置为在所述帧的所述流速率等于或大于预定阈值时，使OAM帧的发送周期是为正常情况设置的预定发送周期；以及
发送周期计算单元，被配置为计算能够补偿所发送的帧的数目的短缺的所述OAM帧的发送周期；并且在所述帧的所述流速率小于所述预定阈值时，使所计算的发送周期为所述OAM帧的所述发送周期。
4.一种信号劣化监测方法，包括：
监测发送和接收的帧的流速率；
在所述帧的所述流速率大于或等于预定阈值时，使OAM帧的发送周期是为正常情况设置的预定发送周期；以及
计算能够补偿所发送的帧的数目的短缺的所述OAM帧的发送周期；并且在所述帧的所述流速率小于所述预定阈值时，使所计算的发送周期为所述OAM帧的所述发送周期。
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