CN103891222A

CN103891222A - 对光传输网络中的现有业务流调整大小

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Publication number: CN103891222A
Application number: CN201180074299.XA
Authority: CN
Inventors: S.兰佐内; A.塔尔塔格利亚; A.富利格诺利
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2011-10-20
Filing date: 2011-10-20
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-10-20
Also published as: EP2745476B1; WO2013056739A1; CN103891222B; US20130101292A1; EP2745476A1; US9118585B2

Abstract

在光传输网络中，业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，数据单元由光传输帧来封装，各具有帧开销。通过改变(220)数据单元开销，并且在源节点改变(230)帧开销以指示携带业务流的光信号的速率变化，来改变业务流的速率。将光传输部件(70)调谐成以新速率进行传送，以及在沿路由的任何中间节点(20)，在帧开销中检测速率变化的指示，使得下一个光链路上的业务流以新速率来传送。因此，对放大数据单元所允许的光带宽能够节省，以及在节点的数据单元的电处理能够简化，从而降低功率消耗。

Description

对光传输网络中的现有业务流调整大小

技术领域

本发明涉及操作光传输网络的方法、操作这种网络的源节点的方法、操作这种网络的中间节点的方法、作为源节点可操作的节点、作为中间节点可操作的节点以及对应计算机程序。

背景技术

通信网络、例如光网络常常采用波分复用(WDM)或者密集波分复用(DWDM)来增加传输容量。在WDM和DWDM网络中，多个光信道在单光纤中以全异波长来携带。网络容量基于各光纤中的波长或信道的数量以及信道的带宽或大小。在WDM、DWDM和其它光网络中，阵列波导光栅(AWG)、交织器和/或光纤光栅(FG)能够用来在网络节点插分业务以及在网络节点对业务进行复用和解复用。为了实现将波长路径重新配置成在不同节点分离或插入，能够提供具有光交换机的网络节点，称作全光ROADM(可重配置光分插复用器)节点。

DWDM网络通常使用比先前点对点光链路要多的网络元件，例如光放大器、复用器、解复用器和色散补偿单元，其能够带来可靠性问题和保证监测。因此，需要传送用于管理和用于保护方案的开销信息，以从设备故障进行恢复。因此，由国际电信联盟电信标准化(ITU-T)形成G.709光传输网络或OTN标准，以提供DWDM光网络的管理功能性。OTN涉及插入开销信息帧(又称作数字包封)，一些作为报头附加到信号的前面，而一些、例如FEC(前向纠错)作为报尾附加到后面。FEC能够通过减少误码率(BER)来延长光跨度距离。

G.709标准组帧涉及ODU开销以及OTU开销等。

基于ITU-T G.709的OTN分级结构刚刚发展，以便应对新CBR和分组客户端(client)在电信运营商的光主干中传输方面的当前和将来要求。为了避免指定成传输可能的将来客户端的新ODUk容器的扩散化，以及为了构建“将来可用(future proof)”OTN网络，ITU-T(具体来说是SG15 Q11)定义了一种新类型的ODU容器：ODUflex。ODUflex包含在G.709的上一个修订版中。ODUflex具有如下主要特性：

● OPUflex/ODUflex帧结构与对其它ODUk(k=0、1、2、3、4)已经定义的相同；

● ≤1.238G的任何新CBR客户端将映射到ODU0中。>1.238G但小于或等于2.488320G的客户端将映射到ODU1中；

● CBR客户端、超2.488 Gbit/s(其中比特率容差高达±100 ppm)—除了CBR2G5、CBR10G和CBR40G之外(其映射在ODU1、ODU2和ODU3中已经定义)—将经由位同步映射(BMP)映射到ODUflex；

● 新“分组”客户端或VLAN将经由GFP-F映射到ODUflex中；

● ODUflex信号必须通过HO-ODUk(即，ODU2、ODU3和ODU4)信号、经过光网络、并且然后经过线路、经由相干OTUk来传输。ODUflex使用GMP(即，通用映射过程)来映射到HO-OPUk中。

此外，ITU-T定义了调整大小协议来改进ODUflex灵活性。这个协议在G.Hao/G.7044推荐中定义。按照SDH中的LCAS，这个协议当待传输的业务量在ODUflex的“生存期”期间增加或减小时将允许ODUflex的尺寸的调整大小。

此时，ODUflex的最感兴趣应用似乎是光网络内部的所选分组流的传输。例如，由特定VLAN所识别的、与特定客户/应用关联的业务能够在特定ODUflex内部来映射。从那时开始，那个业务能够在按照G.798所设计的光传输网络(即，由DWDM设备和ODUk交叉连接所形成的网络，其中ODUk交叉连接能够交换ODUflex)中独立地路由，而无需每当那个业务必须重新路由时下到分组级。

发明内容

本发明的实施例提供改进方法和设备。按照本发明的第一方面，提供操作光传输网络的方法，其具有下列步骤：通过一个或多个光链路、沿经过光传输网络的节点的路由从源节点向目的地节点发送业务流。业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，节点的至少一些节点具有设置成为数据单元选路的交换机，多个数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与携带业务流的光链路关联的帧开销。改变业务流的速率涉及在源节点改变数据单元开销以向沿路由的交换机的任一个指示数据单元的调整大小，以及在源节点改变帧开销以向沿路由的任何节点(其端接光链路)指示携带业务流的光信号的速率变化，速率变化对应于数据单元的调整大小。另外，在源节点，将业务流的数据编组为调整大小的数据单元，其采用光传输帧来封装。这能够直接执行，而不是需要中间封装到如ITU-T G.709所规定的具有固定大小的高阶数据单元。光传输部件调谐成以新速率在光信号中传送帧。在沿路由的任何中间节点(其中端接光信号)，在帧开销中检测速率变化的指示。该中间节点的光传输部件调谐成在沿路由的下一个光链路上、按照速率变化的指示以新速率来传送业务流。将光传输调谐成以与数据单元的调整大小对应的不同速率来传送光信号的有益效果在于，能够节省对扩大数据单元所允许的光带宽供其它业务流使用。另外，在节点的数据单元的电处理能够简化，因为不再需要节点计算如何采用数据单元的不同大小来填充高阶数据单元的固定大小。因此，这种高速电处理的大功率消耗能够降低，如芯片尺寸和成本能够降低一样。参见图1和图2。

任何附加特征能够添加或者能够放弃，一部分如以下所述。网络的光链路的至少一些光链路能够具有带宽指配的灵活网格，并且能够存在按照所指示速率变化来重新指配带宽的步骤。一个有益效果是谱的更有效使用。例如参见图11。

调谐步骤能够包括下列任一个或多个：改变调制格式、改变波特率以及改变多载波调制格式中使用的子载波的数量。一个有益效果在于，这些能够较快地调谐。例如参见图2。

可调整大小的数据单元能够具有按照G.709 ODUflex的结构。一个有益效果是与现有设备和节点的兼容性。例如参见图6、图7和图10。

能够存在检查所有节点均能够执行速率变化的步骤。在以新速率从源节点传送帧之前，能够存在下列步骤：向沿路由的所有节点发送速率变化的指示；在各节点检查存在新速率的能力；以及等待到源节点从目的地节点接收关于所有节点均具有此能力的确认。一个有益效果是引起故障并且由此中断业务流的新速率的引入的可能性的降低。例如参见图4。

能够存在通过添加调整大小控制开销来改变帧开销的步骤，以及检查步骤能够按照适合使用帧开销中的调整大小控制开销的G.Hao-G.7044、以无中断方式来执行。其有益效果在于，速率变化得到更好控制并且与现有节点更为兼容。例如参见图4、图7、图8和图9。

ODUflex单元能够直接复用为光传输帧，而无需中间高阶复用。一个有益效果在于，数字处理量能够通过避免对这种高阶复用的需要来显著降低。例如参见图10。

速率变化的指示能够包括新的支路时隙数量(TSNUM)，以及检测新速率的指示的步骤能够具有检测新的支路时隙数量并且使用新的支路时隙数量来确定新速率的步骤。一个有益效果在于，节点各能够更易于使光信号速率匹配调整大小。例如参见图9和图10。

本发明的另一方面提供一种操作光传输网络的源节点的方法，具有下列步骤：通过一个或多个光链路、沿经过光传输网络的节点的路由从源节点向目的地节点发送业务流，业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，节点的至少一些节点具有设置成为数据单元选路的交换机，多个数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与携带业务流的光链路关联的帧开销；以及改变业务流的速率。这能够通过下列步骤进行：在源节点改变数据单元开销以向沿路由的交换机的任一个指示数据单元的调整大小；以及在源节点改变帧开销以向沿路由的任何节点(其端接光链路)指示携带业务流的光信号的速率变化，速率的变化对应于数据单元的调整大小。然后，在源节点，存在下列步骤：将业务流的数据编组为调整大小的数据单元；采用光传输帧来封装调整大小的数据单元；以及将光传输部件调谐成以新速率在光信号中来传送帧。

另一方面提供一种操作光传输网络的中间节点的方法，其中：通过一个或多个光链路、沿经过光传输网络的节点的路由从源节点向目的地节点发送了业务流，业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，节点的至少一些节点具有设置成为数据单元选路的交换机，多个数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与携带业务流的光链路关联的帧开销；以及通过改变数据单元开销以向沿路由的交换机的任一个指示数据单元的调整大小，并且改变帧开销以向沿路由的任何节点(其端接光链路)指示携带业务流的光信号的速率变化，改变了业务流的速率，速率变化对应于数据单元的调整大小。该方法具有下列步骤：在沿路由的中间节点检测帧开销中的速率变化的指示；以及将该中间节点的光传输部件调谐成在沿路由的下一个光链路上、按照速率变化的指示以新速率来传送业务流。

另一方面提供一种用于光传输网络、作为用于通过一个或多个光链路、沿经过光传输网络的节点的路由从源节点送往目的地节点的业务流的源节点可操作的节点，业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，节点的至少一些节点具有设置成为数据单元选路的交换机，多个数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与当前携带业务流的光链路关联的帧开销。该节点具有：数据单元处理器，设置成通过改变数据单元开销以向沿路由的交换机的任一个指示数据单元的调整大小来响应改变业务流的速率的请求；以及组帧器，设置成改变帧开销以向沿路由的任何节点(其端接光链路)指示携带业务流的光信号的速率变化，速率变化对应于数据单元的调整大小。还存在可调谐光传输部件，其设置成在沿路由的下一个光链路上、按照速率变化的指示以不同速率来传送业务流。

另一方面提供一种用于光传输网络、作为用于通过一个或多个光链路、沿经过光传输网络的节点的路由从源节点送往目的地节点的业务流的中间节点可操作的节点，业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，节点的至少一些节点具有设置成为数据单元选路的交换机，多个数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与当前携带业务流的光链路关联的帧开销。该节点具有：数据提取部件，设置成检测入局业务流的数据单元中指示数据单元的调整大小的指示；帧读取器，设置成在入局业务流的帧开销中检测携带业务流的光信号的速率变化的指示，速率变化对应于数据单元的调整大小；以及可调谐光传输部件，设置成在沿路由的下一个光链路上、按照速率变化的所检测指示以不同速率来传送业务流。

可调谐光传输部件能够是通过改变下列任一个或多个可调谐的：调制格式、波特率以及多载波调制格式中使用的子载波的数量。该节点能够设置成使得在以新速率传送帧之前，该节点向沿路由的所有节点发送速率变化的指示，并且等待到它从目的地节点接收到关于所有节点具有此能力的确认。

改变的帧开销能够包括调整大小控制开销，并且该节点能够设置成检查它具有与新速率对应的能力，以及如果是的话，则将改变的帧开销传递到下一个节点。

该节点能够设置成按照适合使用帧开销中的调整大小控制开销的G.Hao-G.7044、以无中断方式来执行检查。

可调整大小的数据单元能够具有按照G.709 ODUflex的结构，并且能够直接复用为光传输帧，而无需中间高阶复用。

该节点能够具有交换机，其用于按照数据单元开销来交换业务流。

附加特征的任一个能够结合在一起并且与任一方面相结合。特别是通过与其它现有技术进行比较，其它效果和结果将是本领域的技术人员显而易见的。能够进行许多变更和修改，而没有背离本发明的权利要求。因此，应当清楚地知道，本发明的形式只是说明性的，而不是要限制本发明的范围。

附图说明

现在将参照附图、作为举例来描述可如何实施本发明，附图包括：

图1示出按照一个实施例的源、中间和目的地节点的示意图，

图2示出由按照一个实施例的节点所执行的一些步骤，

图3示出由按照另一个实施例的节点所执行的一些步骤，其中涉及检查中间节点的能力和容量，

图4示出由按照一个实施例的节点所执行的步骤的时间图，其中涉及在重新调谐之前检查节点的能力并且回送指示，

图5示出具有组帧器和电交换机的节点的示例的示意图，

图6示出供一个实施例中使用的OTU帧和OTU开销的示意图，

图7示出供一个实施例中使用的ODU帧和ODU开销的示意图，

图8示出使用高阶复用的常规方案的开销信息的示意图，

图9示出按照一个实施例的开销信息的示意图，

图10示出由按照另一个实施例的节点所执行的一些步骤，涉及在OUT帧开销中封装ODUflex并且采取新的支路时隙数量的形式来指示新速率，以及

图11示出由按照另一个实施例的节点所执行的一些步骤，其中涉及改变带宽指配。

具体实施方式

将针对具体实施例并且参照某些附图来描述本发明，但是本发明并不局限于此，而仅受权利要求书限制。所述附图只是示意性的，并且是非限制性的。附图中，为了便于说明，部分元件的尺寸可能经过放大，而没有按规定比例绘制。

定义：

在本描述和权利要求书中使用术语“包括”的情况下，它并不排队其它元件或步骤，并且不应当被理解为限制到此后所列部件。在提到单数名词时使用不定冠词或定冠词、例如“一”、“一个”、“该”、“所述”的情况下，这包括那个名词的复数，除非另加具体说明。

所述节点或网络的元件或部分可包括在介质中编码以用于执行任何种类的信息处理的逻辑。逻辑可包括在磁盘或其它计算机可读介质中编码的软件和/或在专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它处理器或硬件中编码的指令。提到节点能够包含任何种类的交换节点，而并不局限于所述类型，并不局限于任何集成度或者大小或带宽或比特率等。

提到软件能够包含在处理硬件上直接或间接可执行的按照任何语言的任何类型的程序。

提到处理器、硬件、处理硬件或电路能够包含在任何程度上集成的任何种类的逻辑或模拟电路，而并不局限于通用处理器、数字信号处理器、ASIC、FPGA、分立组件或逻辑等。提到处理器预计包含使用多个处理器(例如，其可集成在一起，或者在同一节点中并存，或者分布在不同位置)的实现。

缩写词

ASIC 专用集成电路

FPGA 现场可编程门阵列

GMPLS 通用多协议标记交换

IETF 因特网工程任务组

LSP 标记交换路径

NE 网络元件

NMS 网络管理系统

ROADM 可重新配置光插分复用器/解复用器

RSVP 资源保留协议

RWA 路由选择和波长指配

WSON 波长交换光网络

WSS 波长交换段

CBR 恒定比特率

GFP 通用组帧过程

GMP 通用映射过程

HAO ODUflex的无中断调整

LCR 链路连接调整大小

HO-ODUk 高阶ODUk

ODUflex 灵活光数据单元

ODUk 光数据单元

OH 开销

OPUflex 灵活光有效载荷单元

OPUk 光有效载荷单元

OTN 光传输网络

OTUflex 灵活OTU

OTUk 光传输单元

RCOH 调整大小控制开销

RES 保留

RP 调整大小协议

TPID 支路端口ID

TS 支路时隙

TSCC 支路时隙连通性校验

TSGS 支路时隙编组状态

TSNUM 支路时隙数

参考文献

ITU-T G.709：Interfaces for the Optical Transport Network (OTN)

ITU-T G.Hao/G.7044：Hitless adjustment of ODUflex

介绍

通过对实施例的介绍，将说明它们如何解决常规设计的一些问题。使用当前技术，即使ODUflex能够调整大小以适合待传输的有效业务量，但是在网络中物理传输ODUflex的线路信号(即，OTUk)始终工作在相同比特率，而不管内部传输的ODUflex的实际比特率。

这个解决方案不是最佳的(除非能够通过有效复用许多低容量ODUflex/LO-ODUk来使OTUk聚合容量饱和)。

首先，线路卡的功率消耗将始终与接收/发送OTUk的卡相同，其中内部的ODUflex将始终工作在相同比特率(即，OTUk比特率)，即使内部的ODUflex正传输极少数据。例如，指定为经由中间HO-ODU3来传输ODUflex的OTU3将始终具有OTU3比特率(≈43G)，而与ODUflex比特率无关。

其次，由于ODUflex经由中间映射到HO-ODUk中来传输，所以线路卡将始终必须端接和处理中间HO-ODUk OH。这表示使用功率并且占用空间的附加数字处理。

虽然灵活性在ODU级停止，但是将始终存在传输网络中仅部分饱和的光“管道”。在DWDM传输网络方面，具有不是全满的高阶OTU容器意味着，为传输所分配的光纤谱的部分不会实际上用来传送信息。

正在进行关于使用“无网格”DWDM基础设施以去除与固定ITU-T波长网格关联的保护频带的DWDM传输中的谱效率的改进的工作，但是迄今为止，现有OTU分级结构没有利用这种灵活基础设施。

按照一个实施例的新OTUk信号

使用flexibleOTUk信号、按照内部传输的ODUflex的比特率来改变比特率而无需具有中间HO-ODUk层的可能性能够实现：

- 光模块的调谐以工作在优化比特率，从而降低功率；以及

- 避免对用于中间HO-ODUk的处理的HO-ODUk数字块的需要。

这实现线路卡的组帧器FPGA的尺寸中的空间的节省。因此，能够存在功率消耗降低和成本节省。

当前正广泛研究“无网格”光交换传输网络和节点概念：固定ITU-T波长信道网格可由灵活光纤谱以及分配和保留机制来替代，以去除保护频带并且释放更多谱供信息传输。

在这个方面，光纤中的可放大谱的管理将变得与无线电中的空中谱管理更为相似：网络中的智能将能够分配具有最小可能扩展的传输波长“频带”以满足传输距离目标，以及配置“灵活转发器”的特性以匹配所建立光路的特性。

“灵活转发器”将能够通过改变用来传送信息的子载波的数量以及其调制格式和波特率来适配其比特率。“灵活转发器”可能从不使用固定OTU帧结构，但是OTU组帧的特征对于网络操作、管理、故障排队和维护目的仍然是重要的。

本发明的至少一些实施例允许通过新OTUflex信号以“灵活”比特率来传输ODUflex，而无需映射为中间HO-ODUk。在如当今由G.Hao所支持的1.25G支路时隙的步长中始终允许ODUflex的调整大小。如果与标准OTUk相比，则这个新OTUflex信号能够在OTUflex OH中具有某些修改，以包含‘经修改的’链路调整大小协议。此外，提出增强/简化当前G.Hao/G.7044调整大小协议，使得沿路径的每一个线路卡将能够获得入局OTUflex的比特率的信息，并且因此能够将其光收发器重新调谐成工作在优化比特率。

图1、图2，第一实施例的节点

图1示出按照一个实施例的多个节点的示意图。第一节点充当来自客户端的特定业务流的源节点10。第二节点充当沿路径的中间节点20。第三节点充当路径的目的地节点30。在典型路径中，可存在沿路径的许多其它节点。在源节点，来自客户端的数据由数据单元处理器40来形成为数据单元。在这里还添加数据单元开销。将具有开销的数据单元传递给组帧器50，其中多个数据单元由光传输帧来封装，各具有与携带业务流的光链路关联的帧开销。调谐控制部件60能够基于开销信息来调谐可调谐光传送器70的速率，以便使光链路能够工作在与数据单元的任何调整大小匹配的速率。不同部件能够在同一芯片或者不同芯片或者不同卡等上、按照各种方式来实现。

在中间节点中，存在光接收器80、帧读取器90、数据提取部件100、交换机部件110以及与源节点相似的传送链，其中具有可调谐光传送器70、调谐控制部件60、组帧器50和数据单元处理器40。帧读取器拿掉帧开销，数据提取部件接收数据单元，并且将其馈送到交换机。数据单元处理器40采用刷新开销来重组数据单元，以及组帧器如前面所述添加帧开销。调谐控制部件60能够基于开销信息来调谐其可调谐光传送器70的速率，以便使下一个光链路能够工作在与数据单元的任何调整大小匹配的速率。如果需要的话，则调谐控制部件还能够将光接收器80调谐成接收新速率。

在目的地节点，存在光接收器80、帧读取器90和数据提取部件100。数据提取部件从信号中提取数据单元，以馈送到客户端。如果需要的话，则能够提供调谐控制部件，以将光接收器80调谐成接收新速率。

图2示出使光链路的速率适合由客户端实体所发送的数据的速率变化中的步骤的一些步骤。在步骤200，业务流从源发送给目的地。这个路径能够按照各种方式来建立。通常，源节点从网络管理系统接收例如节点的路径列表、可选地为波长指配的列表以及根据需要的其它信息、例如再生位置。在一些情况下，网络管理系统能够与沿路径的每个节点直接通信，以建立路由。在其它情况下，源节点能够使用如下带内消息来建立路径。

为了保留路径，采取通用标记请求的形式的RSVP-TE(业务工程)PATH消息经由沿所提出路径的中间节点从源节点(其充当入口节点)发出到目的地节点(充当出口节点)。

中间节点或者多个中间节点各保留路径所需的资源并且传递消息。如果没有节点拒绝了消息，则出口节点又沿路径向入口节点返回RSVP-TE RESV消息，以便使沿路径的节点确认诸如交换机路径上的带宽和端口之类的资源的保留，以用于所请求路径、用于消息中指定的信号类型的业务。中间节点传递这个消息，并且使用保留资源来建立路径，但是以适当状态来指示在路径上还没有流动业务。如果在源节点接收这个返回消息，则源节点能够在步骤460假定路径准备就绪。

通用标记请求是由RSVP-TE用于任何种类的网络技术上的标记交换路径(LSP)的信令。它在RFC 3471中定义并且在RFC 4328中扩展，以便支持G.709 OTN架构。它包括公共部分(即，用于任何交换技术)和技术相关部分(即，业务参数)。

在步骤210，源节点接收改变速率的请求，或者检测流的速率变化。在源节点，数据单元开销在步骤220改变成指示调整大小。然后，帧开销在源节点的组帧器改变成指示光信号的速率变化对应于数据单元的调整大小。在步骤235，调整大小的数据单元由数据单元处理器来形成，并且由组帧器封装在光传输帧中。可选地，这个步骤能够等待关于所有节点具有操控新大小和速率的能力的检查结果。能够设想实现检查的方式的许多示例，在以下所述的实施例中示出一些示例。在其它示例中，集中实体能够使用网络的模型来执行检查。光传输部件由调谐控制部件来重新调谐成以新速率(其计算成对应于调整大小)进行传送。

在步骤240，在端接光信号的各中间节点，读取帧开销，并且从帧开销来检测速率变化。在该节点，在步骤250，用于向下一个节点进行传送的光传输部件则调谐成以基于在所接收帧开销中检测的指示的新速率进行传送。在目的地节点，业务流以新速率来接收，并且离开网络以转到目的地客户端实体。

图3，在改变速率之前检查中间节点。

图3示出由按照另一个实施例的节点所执行的一些步骤，其与图2相似，并且涉及检查中间节点的能力和容量。如同图2中一样，在步骤200，业务流从源发送给目的地。在步骤210，源节点接收改变速率的请求，或者检测流的速率变化。在源节点，数据单元开销在步骤220改变成指示调整大小。然后，帧开销在源节点的组帧器改变成指示光信号的速率变化对应于数据单元的调整大小。在形成并且以新速率发送调整大小的数据单元的步骤235之前，存在步骤232，步骤232在中间节点检测在开销中所发送的、关于预计或请求速率变化的指示。在这些中间节点，存在所进行的关于节点具有交换机和光传输部件(通常实现为线路卡)中的新速率能力和容量的检查。如果任何中间节点又向源节点报告它们没有容量，或者如果它们没有响应或者没有转送指示，则源节点不继续速率变化。

否则，如同图2中一样，在步骤235，调整大小的数据单元由数据单元处理器来形成，并且由组帧器封装在光传输帧中。光传输部件由调谐控制部件来重新调谐成以新速率(其计算成对应于调整大小)进行传送。步骤240、250和260如以上对图2所述继续进行。能够设想实现关于节点能够执行速率变化的检查的其它方式。它可通过查询网络的模式或者作为建立路由时的初步步骤来执行。

图4，节点在调整大小之前检查能力的动作的时间图

图4示出由按照一个实施例的节点所执行的步骤的时间图，其中涉及在实现调整大小和重新调谐沿路径的各节点处的光传送器之前检查节点的能力并且回送指示。左列示出源节点10的步骤，中列示出中间节点20的步骤，以及右列示出目的地节点30的步骤。时间沿图向下流动。在步骤300，源节点接收改变速率的请求。在步骤310，如果源节点具有新速率的能力，则它将预计新速率的指示发送到沿路径的其它节点。各中间节点在步骤320接收指示，检查它是否具有此能力，以及如果是的话，则将指示传送到下一个节点。如果它没有能力或容量，则它能够向源返回差错消息，或者可以简单地不传递指示。目的地节点在步骤330接收指示，检查它是否具有新速率的能力，并且沿路径返回关于沿路由的所有节点具有新速率的能力和容量。在步骤340，这个指示由每个中间节点传递到源节点。在源节点，在步骤350，实现速率变化。数据单元以新大小来形成，并且帧开销被变更。将光传输部件重新调谐成新速率，并且调整大小的数据单元沿路径来传送。在步骤360，在各中间节点，检测新帧报头，并且将光接收器重新调谐成新速率，以及这时将传送器部件重新调谐成以新速率进行传送。在步骤370，目的地节点以新速率接收业务流。

图5，节点视图

图5示出供用作所述实施例中的源节点、中间节点或目的地节点、具有组帧器和电交换机的节点(称作全光ROADM(可重新配置光插分复用器)节点)的示例的示意图。

所示节点是ROADM，并且具有电交换机700，其设置成通过业务或者向采取客户端接口形式的插分接口插入或分离业务。交换机耦合到多个入局光路1…i。各路径能够携带WDM信号，其被馈送到光预放大器418，然后馈送到波长解复用器419。在WDM、DWDM和其它光网络中，阵列波导光栅(AWG)、交织器和/或光纤光栅(FG)能够用来在网络节点插分业务以及在网络节点对业务进行复用和解复用。为了实现将波长路径重新配置成在不同节点被分离或插入，能够提供具有光交换机的网络节点。分开的波长各在独立光纤417上馈送到采取光-电转换器420形式的输入转换器。各电信号全部馈送到采取用于例如包括FEC处理的OTN帧处理的电路形式的组帧器710。然后，信号通过交换机来交换，以便通过或者分离到客户端接口。

另一个组帧器710设置在交换机的输出，以用于处理与将要输出到输出光路i+1…M上的所有波长对应的信号。显然，不需要与输入相同数量的输出。在OTN帧处理之后，将输出电信号馈送到采取输出转换器425和复用器421形式的光传输部件。在各个波长的光信号由复用器421复用为WDM光信号。由转换器425转换成光信号的数字信号的时钟速率能够按照实施例来调谐，以调谐光传输的速率。大体上，这能够在组帧器的输出进行。组帧器能够设置成结合用于数据单元的电处理的数据单元处理器，并且例如执行下列任一个：

○ OC-768和OC-192信号的全SONET/SDH TOH处理(端接和生成)

○ 符合全G.709的OxU2和OxU3开销端接和生成

○ 四个独立10G类信号异步聚合为标准或者超频(over-clocked)OTU3

○ 10GE LAN/WAN、FC-1200和FC800非侵入性能监测

○ 一个40 Gbps或者四个10 Gbps支路全透明和异步映射为OTU3或者四个独立OTU2。

FEC是在对帧加扰之前添加到帧的最后部分。帧具有四行。每行分解为16个子行，各由255字节组成。子行由交织字节组成，使得第一子行包含第一开销(OH)字节、第一有效载荷字节和第一FEC字节，以及对于帧中的每行的其余子行类似。第一FEC字节开始于所有子行的位置240。FEC使用里德-索罗蒙RS(255/239)编码技术。这表示要求239字节以计算16字节奇偶校验。FEC能够校正每个子行(码字)总共八个(字节)差错或者检测总共16字节差错而没有校正任一个。与ITU G.709实现中包含的字节交织能力相结合，FEC对差错突发更为弹性，其中每个OTU帧行能够校正总共128个连续字节。能够设想沿路径发送对传输时钟速率变化的请求的各种方式。

图6至图9，OTUflex帧

图6示出供一个实施例中使用的OTU帧和OTU开销的示意图。OTUflex帧格式能够简单地是ODUflex的扩展，因为OTUk是如G.709中规定的ODUk的扩展。OTUflex帧结构能够基于具有前向纠错(FEC)和OTU OH的ODUflex帧结构。

如图6所示，帧具有四行，以及OTU开销由帧指配字节FASOH之后的SM、GCC0和RES字节组成，并且开始于行1列8。段监测(SM)字节用于踪迹追踪标识符(TTI)、奇偶校验(BIP-8)和后向差错指示符(BEI)或后向入局指配差错(BIAE)、后向缺陷指示符(BDI)以及入局指配差错(IAE)。

通用通信信道0(GCCC0)是用于OTU端接点之间的信息的传输的纯信道(clear channel)。保留(RES)字节当前在标准中未定义。因此，位于OTUk帧的行1、列13或14的这些字节可用于发送与改变速率相关的上述消息。图6还示出在ITU G.709标准中的帧的每行结束的FEC字节。图7中更详细地示出OTUflex开销位置。如以下小节中所指定，OTUflex OH必须经过修改，以便允许ODUflex LCR调整大小协议的传输。如上所述，在OTUk OH中当今可用：两个RES字节(参见图6)；以及SM字节中的两个RES位。图8示出与OPUflex RCOH中使用的相比、用于HO OPUk调整大小控制开销(RCOH)的字段。当前，如G.Hao中定义，LCR协议要求12位加上用于校验的某个CRC(参见图8中的字段)：

● 1xRP位；

● 1xTSCC位；

● 1xTSGS位；

● 1xCTRL位；

● 8xTPID位；

● 3xCRC-3位；

● 5xCRC-5位；

为了具有与G.Hao中已经定义的协议尽可能相似的LCR协议，甚至在用于经由OTUflex所传输的ODUflex的调整大小的LCR的情况下，上述12位仍然是必需的。

如果使用OTUd OH的两个RES字节，则6位可用于指示支路时隙数量(TSNUM)，根据其，ODUflex将增加或减少(如以下所述)。因此，这个提议中的增强LCR将能够支持每次总共64 TS的增量/减量。

图9示出实现RE1S1/RES2字节内部的‘增强’LCR的传输的字段的一个可能布置。这示出RES 1用来携带RP位、TSCC位、TSGS位、CTRL位和4个TPID位。RES2用来携带4个TPID位和4位(如果是TSNUM的话)。在上述提议中，CRC校验缺失。为了这种目的，GCC0字节之一可再使用。

此外，能够增强G.709，从而也增加下列表。

G.HAO协议增强/简化

按照G.Hao-G.7044，ODUflex连接的容量的变化的同步通过调整大小控制开销(RCOH)来实现。RCOH由专用于特定功能的字段组成。调整大小协议由两个子协议组成：链路连接调整大小(LCR)和带宽调整大小(BWR)。具体来说，LCR负责检查两个相邻节点之间的链路是否能够支持nxTS的ODUflex的增加。如当前在G.Hao中定义，RCOH在HO-OPUk支路时隙开销(TSOH)以及在OPUflex开销(参见图8)中携带。相反，按照一些实施例，将ODUflex直接传输到OTUflex中，而无需中间复用为HO-ODUk，因此当今通过HO OPUk支路时隙开销(TSOH)的三个字节来传输的RCOH将要移动到OTUflex OH。

当前，HO OPUk OH负责传输LCR。如当今所定义，当两个相邻节点(例如A和B)从管理系统接收命令以增加nxTS(例如n=2)的ODUflex(还包括HO-ODUk的哪一个TS将由ODUflex的扩展占用的信息(例如TS#5和TS#9))时，它们生成特定LCR。这检查两个方向(A→B、B→A)的HO-ODUk的TS#和TS#9是否可用。因此，各节点生成nxLCR协议(即，将要递增的每个TS一个)，以便检查HO-ODUk内部的nxTS的可用性，以“接受”ODUflex的带宽增加。

在OTUflex的情况下，LCR协议更加简易。在这里，没有中间HO-ODUk，因此不需要检查是否存在可用TS。要做的唯一检查在于，XFP是否将能够支持因nxTS的ODUflex的带宽增量引起的OTUflex比特率的增加。

一个单一LCR协议足以检查nxTS增量是否可能，而不是如当今由G.Hao所要求的nx独立LCR协议(即，将要递增的每个TS一个、由NMS所识别的OH-ODUk的每个特定TS一个)。

因此，在OTUflex的情况下，LCR更简单(用于nxTS增加的一个单一消息，而不是nx消息)。甚至来自用户/NMS的所需信息量较少：足以知道将要递增的TS的数量。不需要运营商指定将由ODUflex的“新”TS占用的HO-ODUk内部的准确位置。

如所述，至少一些实施例能够帮助使网络的OTN云或者OTN层的运营商能够管理ODUflex服务，改进功率消耗和光带宽利用方面的跨网络的传输，特别是对于具有灵活或无网格带宽方案的网络。

图10，通过支路时隙数量指示速率的实施例

图10示出由按照另一个实施例的节点所执行的一些步骤，其与图2相似以及涉及在OTU帧开销中封装ODUflex并且采取新的支路时隙数量的形式来指示新速率。如同图2中一样，在步骤200，使用ODUflex数据单元将业务流从源发送给目的地。在步骤210，源节点接收改变速率的请求，或者检测流的速率变化。在源节点，ODUflex数据单元开销在步骤221改变成指示调整大小。然后，在步骤231，帧开销在源节点的组帧器改变成在支路时隙数量方面指示光信号的速率变化对应于数据单元的调整大小。在步骤239，调整大小的ODUflex数据单元由数据单元处理器来形成，并且由组帧器封装在光传输帧中。这直接进行，而无需中间高阶复用。在如上所述的一些情况下，这个调整大小和封装可等待检查所有节点能够执行调整大小并且接受和传送新速率。光传输部件由调谐控制部件来重新调谐成以新速率(其从所指示的支路时隙数量来计算成对应于调整大小)进行传送。

在步骤241，在端接光信号的各中间节点，读取帧开销，并且通过基于帧开销中的支路时隙数的计算来检测速率变化。在步骤251，在该节点，新速率从支路时隙数来计算，以及用于向下一个节点进行传送的光传输部件则调谐成以新速率进行传送。在步骤260，在目的地节点，业务流以新速率来接收，并且离开网络以转到目的地客户端实体。

图11，涉及改变带宽指配的实施例

图11示出由按照另一个实施例的节点所执行的一些步骤，其中涉及改变带宽指配。如同图2中一样，在步骤200，业务流从源发送给目的地。在步骤210，源节点接收改变速率的请求，或者检测流的速率变化。在源节点，数据单元开销在步骤220改变成指示调整大小。然后，帧开销在源节点的组帧器改变成指示光信号的速率变化对应于数据单元的调整大小。在步骤237，调整大小的数据单元由数据单元处理器来形成，并且由组帧器封装在光传输帧中。在一些情况下，如果需要确保可靠性，则这个步骤能够等待关于所有节点能够执行调整大小以及接受和传送新速率的检查结果。光传输部件由调谐控制部件来重新调谐成以新速率(其计算成对应于调整大小)并且使用新带宽指配进行传送。步骤240、250和260如以上对图2所述继续进行。新带宽指配能够涉及时隙宽度的增加而无需移动到新时隙，或者能够涉及移动到新频带，其暗示不同的光颜色。后者可需要向中间节点显式发信号通知，其大体上可在帧开销中或者通过节点之间的分开消息传递过程或者通过从网络管理系统所传递的消息来执行。

如已经所述，在光传输网络中，业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，数据单元由光传输帧来封装，光传输帧各具有帧开销。通过改变(220)数据单元开销，并且在源节点改变(230)帧开销以指示携带业务流的光信号的速率变化，来改变业务流的速率。将光传输部件(70)调谐成以新速率进行传送，以及在沿路由的任何中间节点(20)，在帧开销中检测速率变化的指示，使得下一个光链路上的业务流以新速率来传送。因此，对扩大数据单元所允许的光带宽能够节省，以及在节点的数据单元的电处理能够简化，从而降低功率消耗。在权利要求书的范围之内能够设想其它变化。

Claims

1. 一种操作光传输网络的方法，具有下列步骤：

通过一个或多个光链路、沿经过所述光传输网络的节点的路由从源节点向目的地节点发送业务流，所述业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，所述节点的至少一些节点具有设置成为所述数据单元选路的交换机，多个所述数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与携带所述业务流的所述光链路关联的帧开销，以及

通过下列步骤来改变所述业务流的速率：

在所述源节点，改变所述数据单元开销以向沿所述路由的所述交换机的任一个指示所述数据单元的调整大小，

在所述源节点改变所述帧开销以向端接光链路、沿所述路由的任何节点指示携带所述业务流的光信号的速率变化，所述速率变化对应于所述数据单元的调整大小，

在所述源节点，将所述业务流的数据编组为所述调整大小的数据单元，采用光传输帧来封装所述调整大小的数据单元，并且将光传输部件调谐成以所述新速率在光信号中来传送所述帧，

在端接所述光信号、沿所述路由的任何中间节点检测所述帧开销中的所述速率变化的指示，以及

将该中间节点的光传输部件调谐成在沿所述路由的下一个光链路上、按照所述速率变化的指示以所述新速率来传送业务流。

2. 如权利要求1所述的方法，具有在以所述新速率从所述源节点传送所述光信号之前检查沿所述路由的所述节点能够执行所述速率变化的步骤。

3. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，具有下列步骤：在以所述新速率从所述源节点传送所述帧之前，向沿所述路由的所有所述节点发送所述速率变化的指示；在各节点检查存在所述新速率的能力；以及等待到所述源节点从所述目的地节点接收关于所有节点均具有所述能力的确认。

4. 如权利要求3所述的方法，改变所述帧开销的步骤包括添加调整大小控制开销，以及所述检查步骤按照适合使用所述帧开销中的所述调整大小控制开销的G.Hao-G.7044、以无中断方式来执行。

5. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，所述网络的所述光链路的至少一些光链路具有带宽指配的灵活网格，以及所述方法具有按照所述所指示速率变化来重新指配所述带宽的步骤。

6. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，所述调谐步骤包括下列任一个或多个：改变调制格式、改变波特率以及改变多载波调制格式中使用的子载波的数量。

7. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，所述可调整大小数据单元具有按照G.709 ODUflex的结构。

8. 如权利要求7所述的方法，所述ODUflex单元直接复用为所述光传输帧，而无需中间高阶复用。

9. 如以上权利要求中的任一项所述的方法，所述速率变化的指示包括新的支路时隙数量(TSNUM)，以及检测所述新速率的指示的步骤具有检测所述新的支路时隙数量并且使用所述新的支路时隙数量来确定所述新速率的步骤。

10. 一种操作光传输网络的源节点的方法，具有下列步骤：

通过一个或多个光链路、沿经过所述光传输网络的节点的路由从所述源节点向目的地节点发送业务流，所述业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，所述节点的至少一些节点具有设置成为所述数据单元选路的交换机，多个所述数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与携带所述业务流的所述光链路关联的帧开销，以及

通过下列步骤来改变所述业务流的速率：

在所述源节点改变所述帧开销以向端接光链路、沿所述路由的任何节点指示携带所述业务流的光信号的速率变化，所述速率变化对应于所述数据单元的调整大小，以及

在所述源节点，将所述业务流的数据编组为所述调整大小的数据单元，采用光传输帧来封装所述调整大小的数据单元，并且将光传输部件调谐成以所述新速率在光信号中来传送所述帧。

11. 一种操作光传输网络的中间节点的方法，其中：通过一个或多个光链路、沿经过所述光传输网络的节点的路由从源节点向目的地节点发送了业务流，所述业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，所述节点的至少一些节点具有设置成为所述数据单元选路的交换机，多个所述数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与携带所述业务流的所述光链路关联的帧开销；以及通过改变所述数据单元开销以向沿所述路由的所述交换机的任一个指示所述数据单元的调整大小，并且改变所述帧开销以向端接光链路、沿所述路由的任何节点指示携带所述业务流的光信号的速率变化，改变了所述业务流的速率，所述速率变化对应于所述数据单元的调整大小，所述方法具有下列步骤：

在沿所述路由的所述中间节点检测所述帧开销中的所述速率变化的指示，以及

将该中间节点的光传输部件调谐成在沿所述路由的下一个光链路上、按照所述速率变化的指示以所述新速率来传送所述业务流。

12. 一种在计算机可读介质上并且具有指令的计算机程序，所述指令在由光传输网络的节点的处理器所运行时，使所述计算机执行如权利要求9或10所述的方法。

13. 一种用于光传输网络、作为用于通过一个或多个光链路、沿经过所述光传输网络的节点的路由从源节点送往目的地节点的业务流的所述源节点可操作的节点，所述业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，所述节点的至少一些节点具有设置成为所述数据单元选路的交换机，多个所述数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与当前携带所述业务流的所述光链路关联的帧开销，以及所述节点具有：

数据单元处理器，设置成通过改变所述数据单元开销以向沿所述路由的所述交换机的任一个指示所述数据单元的调整大小来响应改变所述业务流的速率的请求，

组帧器，设置成改变所述帧开销以向端接光链路、沿所述路由的任何节点指示携带所述业务流的光信号的速率变化，所述速率变化对应于所述数据单元的调整大小，以及

可调谐光传输部件，设置成在沿所述路由的下一个光链路上、按照所述速率变化的指示以不同速率来传送所述业务流。

14. 一种用于光传输网络、作为用于通过一个或多个光链路、沿经过所述光传输网络的节点的路由从源节点送往目的地节点的业务流的中间节点可操作的节点，所述业务流包括编组为多个可调整大小数据单元的数据，各数据单元具有数据单元开销，所述节点的至少一些节点具有设置成为所述数据单元选路的交换机，多个所述数据单元由光传输帧来封装，各光传输帧具有与当前携带所述业务流的所述光链路关联的帧开销，以及所述节点具有：

数据提取部件，设置成检测入局业务流的所述数据单元开销中指示所述数据单元的调整大小的指示，

组帧器，设置成在所述入局业务流的帧开销中检测携带所述业务流的光信号的速率变化的指示，所述速率变化对应于所述数据单元的调整大小，以及

可调谐光传输部件，设置成在沿所述路由的下一个光链路上、按照所述速率变化的所检测指示以不同速率来传送所述业务流。

15. 如权利要求13或14所述的节点，所述可调谐光传输部件是通过改变下列任一个或多个可调谐的：调制格式、波特率以及多载波调制格式中使用的子载波的数量。

16. 如权利要求13所述的节点，设置成使得在以所述新速率传送所述帧之前，所述节点向沿所述路由的所有所述节点发送所述速率变化的指示，并且等待到它从所述目的地节点接收到关于所有节点具有所述能力的确认。

17. 如权利要求14或者如从属权利要求14的以上权利要求中的任一项所述的节点，其中，所述改变的帧开销包括调整大小控制开销，以及所述节点设置成检查它具有与所述新速率对应的能力，以及如果是的话，则将所述改变的帧开销传递到下一个节点。

18. 如权利要求17所述的节点，设置成按照适合使用所述帧开销中的所述调整大小控制开销的G.Hao-G.7044、以无中断方式来执行所述检查。

19. 如权利要求13至18中的任一项所述的节点，所述可调整大小数据单元具有按照G.709 ODUflex的结构，并且直接复用为所述光传输帧，而无需中间高阶复用。

20. 如权利要求14或者从属权利要求14的权利要求15、16、17、18或19中的任一项所述的节点，具有按照所述数据单元开销来交换所述业务流的交换机。