CN106464563A

CN106464563A - 通信网络中保护切换的控制

Info

Publication number: CN106464563A
Application number: CN201580032752.9A
Authority: CN
Inventors: C·阿德奥; L·伯萨尼; A·罗西; 刘大林
Original assignee: Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Current assignee: Alcatel Lucent SAS; Alcatel Optical Networks Israel Ltd
Priority date: 2014-06-24
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2017-02-22
Also published as: EP2961113B1; KR20170021339A; WO2015197580A1; JP2017520997A; EP2961113A1; US20170155576A1

Abstract

公开了一种用于控制具有环形拓扑的通信网络中的保护切换的方法。当在节点处应用保护锁定命令时，在将节点连接到相邻节点的跨度上发生双向故障时，并且随后该保护锁定命令被移除时，应用该方法。该方法包括：在节点和相邻节点中的任何一个处检测故障，并且如果没有另一保护锁定命令在节点和相邻节点中的任何一个处被本地应用，则向该另外的节点发送携带信号故障指示的请求分组。

Description

通信网络中保护切换的控制

技术领域

本发明涉及通信网络领域。具体地，本发明涉及一种用于控制具有环形拓扑的通信网络(具体地但不排他地，MPLS或MPLS-TP网络)中的保护切换的方法。

背景技术

如已知的，在分组交换的通信网络中，每个用户业务流被划分为分组，这些分组沿着路径从源节点被路由到目的地节点，该路径包括通过链路连接的一个或多个中间节点。

在由IETF RFC 3031(2001年1月)定义的MPLS(多协议标签交换)网络中，携带通过网络的给定用户业务流的分组所遵循的路径被称为标签交换路径(简称LSP)。

被称为MPLS-TP(MPLS传输简档)的特定版本的MPLS被用作用于传输网络的网络层技术。

MPLS和MPLS-TP网络可以具有各种拓扑，包括环形拓扑。具体地，具体地，ITU-T草案建议书“G.8132草案MPLS-TP共享保护环路保护”(“G.8132draft MPLS-TP sharedprotection ring protection”)(2009年5月)和IETF因特网草案“MPLS-TP环路保护交换(MRPS)”(“MPLS-TP Ring Protection Switching(MRPS)”)draft-helvoort-mpls-tp-ring-protection-switching-06.txt(2014年4月18日)定义了MPLS-TP环路保护切换(简称MRPS)方案，该MRPS方案允许保护通过MPLS-TP网络传输的用户业务流的，MPLS-TP网络包括根据环形拓扑通过链路连接的多个节点。具体地，根据MRPS方案，链路形成相对于彼此在相反方向上携带业务的两个反向旋转的小环路，即顺时针小环路和逆时针小环路。具体地，每个小环路的带宽被划分为专用于工作LSP，即携带用户业务流的LSP，的工作带宽，和专用于保护LSP的保护带宽。一个小环路的(多个)保护LSP可以用于在故障的情况下携带另一个小环路的(多个)工作LSP。

在链路或节点故障的情况下，由受影响的工作LSP传输的用户业务可以例如根据环绕技术被切换到保护LSP中的任意一个。

根据环绕技术，在影响顺时针小环路的链路的单向故障的示例性情况下，检测故障的节点(即，故障链路下游的节点)通知故障的相对侧的节点(即，故障链路上游的节点)，并且两者均执行保护切换，即，它们都将在故障链路上传输的工作LSP的MPLS分组切换到相反方向的保护LSP。根据上述示例，与故障链路相邻的节点将分组切换到逆时针小环路。因此，分组从故障链路的上游节点沿着逆时针小环路行进，直到它们到达故障链路的下游节点。然后，此节点将分组切换回顺时针小环路。工作方向为顺时针的用户业务在逆时针方向受到保护，并且反之亦然。

网络的节点通常实现用于控制和协调保护切换动作的控制协议。控制协议的示例是自动保护切换(APS)协议。根据上述ITU-T草案推荐“G.8132草案MPLS-TP共享保护环路保护”和IETF因特网草案“MPLS-TP环路保护交换(MRPS)”，draft-helvoort-mpls-tp-ring-protection-switching-06.txt(2014年4月18日)，在MPLS-TP环形网络中，环绕技术意味着检测故障的节点在两个方向上向在相对侧并且与故障相邻的节点发送APS请求分组或分组，使得两个节点均可以将用户业务从工作LSP切换到保护LSP。如果故障是单向的，则APS请求分组从两个方向到达在相对侧处并邻近于故障的节点。如果故障是双向的，则APS请求分组仅从一个方向到达该节点。

通常，APS请求在网络内传送一组命令，这些命令可以在故障情况下由节点自动发起，或者它们可以从外部发起。

APS请求分组包括有效载荷，有效载荷进而包括用于携带APS特定信息的四个字段：

-标识所述APS请求所指向的节点的目的地节点标识符；

-标识生成所述APS请求的节点的源节点标识符；

-包括标识请求类型(或命令)的四位代码的APS请求代码；以及

-一个字节的保留字段。

APS请求代码(以下也简称为“代码”或“指示”)可以是以下中的一项：保护锁定(LP)、强制切换(FS)、信号故障(SF)、手动切换(MS)、等待恢复(WTR)、训练器(EXER)、反向请求(RR)、无请求(NR)。代码从最高优先级到最低优先级列出，即保护锁定代码对应于具有最高优先级的请求。APS请求代码用于在网络内传送相应的命令和检测到的缺陷指示。

具体地，保护锁定代码对应于防止任何保护活动并防止在环路中任何地方使用保护切换的命令。具体地，相应的命令可以由网络运营商在环路的节点处应用，并且节点在环路的短路径和长路径上发送携带保护锁定代码的APS请求分组。当环路的节点接收该分组时，环路中的所有现有切换必须被丢弃。

信号故障码对应于当节点检测到信号故障条件时发出的检测到的缺陷指示。

在没有故障的情况下，网络的每个节点通常周期性地(例如每5秒)向相邻节点分派包含无请求代码的APS请求分组。

在下面的描述中，与上面的APS代码之一相关联的术语“信令”将指示携带该代码的一个或多个APS请求分组。例如，表达“保护锁定(或任何其他APS请求代码)信令”将指示携带保护锁定代码(或任何其他APS请求代码)的一个或多个APS请求分组。此外，表达“发送/接收保护锁定(或任何其他APS请求代码)信令”将指示根据APS控制协议携带保护代码锁定(或任何其他APS请求代码)的一个或多个APS请求分组的发送/接收。类似地，表述“用信号通知保护锁定命令(或任何其它命令)”将指示根据APS控制协议的携带保护锁定代码(或任何其它APS请求代码)的一个或多个APS请求分组的传输。

此外，APS标准提供了环路的节点的不同状态。具体地，当节点没有APS请求并且正在向/从两个方向源送和接收包括无请求代码的消息时，该节点处于空闲状态。当节点的最高优先级APS请求是并非发往或源于该节点的请求时，该节点处于通过状态。通过是双向的。不处于空闲或通过状态的节点处于切换状态。此外，切换状态通常与命令或检测到的缺陷指示相关联：例如，当在节点处应用本地保护锁定命令时，节点可以处于保护锁定切换状态(LP-SW)，或者当其检测到故障条件时，其可以处于信号故障切换状态(SF-SW)。

发明内容

发明人注意到，在实现上述MRPS方案和APS协议的环形网络中，可能发生以下情况。

1)保护锁定命令在朝向相邻远程节点的接口上被应用于环路上的处于空闲状态的节点。因此，被命令寻址的节点(也称为“尾端”)在环路的短路径(即沿着小环路直接连接头端和尾端的路径)和长路径(即头端和尾端沿着相对的小环路通过中间节点连接的路径)两者上向远程节点(也称为“头端”)发送携带保护锁定代码的APS请求分组；远程节点在接收到保护锁定信令时发出相同的APS请求分组并且通过长路径对其进行发送，并且发出包含反向请求代码的APS请求分组并且在短路径上对其进行发送。

2)双向故障条件出现在保护锁定命令感兴趣的网络的相同跨度(即，直接连接头端和尾端的跨度)中，并且故障由该跨度的两个相邻端节点双向地检测。由于更高优先级，该保护锁定命令仍然被保存并用信号通知。但是，作为双向故障条件的结果，由应用保护锁定命令的节点先前接收的反向请求信令不再沿着短路径被接收；然而，保护锁定信令仍然沿着长路径被接收。在下面的描述和权利要求中，术语“跨度”将指示包括两个相邻节点及其之间的链路的环路的任何部分。

3)在先前应用了保护锁定命令的节点处应用清除命令。假设节点仍然通过长路径接收保护锁定信令(实际上，该保护锁定信令由头端作为对先前存在的命令的确认而发送)，则不允许该节点丢弃仍被保存的保护锁定条件，作为结果，其进入所谓的死锁状态。

4)故障不受保护，并且业务丢失。

故障的跨度的两个端节点中的每一个接收携带保护锁定代码的APS请求分组，即两个端节点中的每一个被用信号通知，好像在另一节点上应用了保护锁定命令。此命令称为保护锁定-远端。换句话说，一个保护锁定命令被应用于一个端节点的情况以及两个保护锁定命令在两个端节点处被应用的情况是不可区分的。

因此，故障的跨度的两个端节点导致指示为“保护锁定-远端切换状态”或“LP-FE-SW状态”的切换状态，该状态不能自动地或通过操作者的干预而改变，直到影响跨度的故障被恢复。在这种情况下，事实上，跨度上的APS信令携带允许两个节点演进到空闲状态的反向请求代码。

可以通过从应用保护锁定命令的节点移除和重新配置MRPS保护，或者备选地通过移除将允许节点演进到空闲状态的故障条件来克服死锁情况。

然而，这些过程具有一些缺点。一方面，它们在操作成本和恢复时间方面是不利的。实际上，该过程不是自动的，因为其需要操作者被警告以激活适当的动作。另一方面，它们在性能方面是不利的。实际上，当死锁状态发生并且其影响环路时，由于沿着故障跨度行进的业务不被保护并且丢失，所以环路经历由MRPS方案提供的恢复能力的损失。

鉴于上述，申请人已经面临提供一种克服了上述缺点的、用于控制具有环形拓扑的通信网络(具体地但不排他地，MPLS或MPLS-TP网络)中的保护切换的方法的问题。具体地，申请人面临的问题是提供一种用于控制环形通信网络中的保护切换的方法，其允许以自动且与保护切换方案兼容的方式避免死锁情况，同时保持环路处于由保护切换方案提供的完全恢复能力。

在下面的描述和权利要求中，

-表述“保护锁定命令”将指示禁止整个通信网络中的任何保护切换操作的命令，诸如上面参照APS控制协议描述的保护锁定命令；

-表达“请求分组”将指示根据用于控制保护切换的控制协议在通信网络内携带命令和/或所检测的缺陷指示的分组，诸如上述APS请求分组；

-表达“信号故障指示”将指示在指示通信网络中的故障状况的请求分组内携带的信息，诸如上述信号故障代码；

-表达“保护锁定指示”将指示在请求分组内承载的指示在节点处应用保护锁定命令的信息，诸如上述的保护锁定代码；

-表达“信号故障切换状态”将指示节点中的保护切换实例的状态，根据该状态节点检测故障状况、在网络内发送对应的信令、并实施保护切换以避免故障。措辞“保护切换实例”(具体地，MRPS实例)指示在通信网络的节点处的网络资源集合，其可以用于如上所述的保护切换方案(具体是MRPS)的应用/实现。在一个节点处，保护切换实例包括应用于支持实例本身的属性和参数。

-表达“保护锁定切换状态”将指示应用了保护锁定命令的节点中的保护切换实例的状态，该节点被阻止实施保护切换；以及

-表达“保护锁定-远端切换状态”将指示节点中的保护切换实例的状态，根据该状态节点正在接收携带已经在另一个节点处应用了保护锁定命令的保护锁定指示的信令并，且被阻止实施保护切换。

根据第一方面，本发明提供一种用于在具有环形拓扑的通信网络中控制保护切换的方法，其中，

在所述网络的节点处应用保护锁定命令；

在将所述节点连接到网络的相邻节点的跨度上发生双向故障；和

在所述节点处应用另一命令，所述另一命令移除所述保护锁定命令，

所述方法包括：在所述节点和所述相邻节点中的任一节点处检测故障，并且如果没有另外的保护锁定命令在所述节点和所述相邻节点中的任何一个处被本地应用，则向所述节点和所述相邻节点中的另一个发送携带信号故障指示的请求分组。

根据第一实施例，所述方法包括：

a)在相邻节点检测故障，如果没有另外的保护锁定命令在相邻节点处被本地应用，则向所述节点发送携带信号故障指示的请求分组；和

b)在节点处检测故障，接收请求分组，并且如果在节点处没有又一保护锁定命令被本地应用，则对受故障影响的用户业务流实施保护切换。

优选地，所述方法还包括：在步骤b)，进入信号故障切换状态，并且向相邻节点发送携带信号故障指示的另外的请求分组。

优选地，所述方法还包括：

c)在相邻节点(A)处，接收所述另外的请求分组，进入信号故障切换状态，并且对受故障影响的用户业务流执行保护切换。

根据第二实施例，所述方法包括：

a’)在节点处检测故障，并且如果没有另外的的保护锁定命令在所述节点处被本地应用，则发送携带所述信号故障指示的请求分组，并且对受所述故障影响的用户业务流实施所述保护切换；和

b’)在所述相邻节点处检测故障、接收请求分组、以及如果没有又一保护锁定命令在所述相邻节点处被本地应用，则实施对用户业务流的保护切换。

优选地，该方法还包括，在步骤a’)，进入信号故障切换状态。

优选地，该方法还包括在步骤b’)进入信号故障切换状态，并向所述节点发送携带信号故障指示的另外的请求分组。

有利地，该方法还包括，在步骤a’)，启动定时器。

优选地，定时器具有预定持续时间，并且持续时间是基于在节点和相邻节点之间的长路径上的请求分组的往返时间来预先确定的。

优选地，所述方法还包括：

c’)在所述节点处接收所述另外的请求分组，并且如果所述定时器尚未到期，则停止所述定时器。

优选地，所述方法还包括：在所述节点处，在所述定时器到期时，从所述相邻节点接收携带保护锁定指示的又一请求分组，进入保护锁定-远端切换状态，并停止对所述用户业务流实施所述保护切换。

根据第二方面，本发明提供了一种用于具有环形拓扑并实施保护切换方案的通信网络的节点，所述节点被配置为：在以下时候：

与通信网络的所述节点相邻的另一节点处应用保护锁定命令；

将节点连接到相邻节点的跨度上发生双向故障；以及

相邻节点处应用另一命令，所述另一命令去除保护锁定命令，

检测故障，并且如果没有在所述节点处本地应用另外的保护锁定命令，则向所述相邻节点发送携带信号故障指示的请求分组。

根据第三方面，本发明提供了一种用于具有环形拓扑并实施保护切换方案的通信网络的节点，所述节点被配置为：在以下时候：

所述节点处应用保护锁定命令；

将节点连接到通信网络的与所述节点相邻的另一节点的跨度上发生双向故障；以及

所述节点处应用了另外的命令，所述另外的命令移除所述保护锁定命令，检测故障，并且如果没有在所述节点处本地应用另外的保护锁定命令，则向所述相邻节点发送携带信号故障指示的请求分组。

根据第四方面，本发明提供一种具有包括如上所述的节点的环形拓扑的通信网络。

优选地，所述通信网络是MPLS或MPLS-TP通信网络，并且保护切换方案是MLPS-TP环路保护切换方案。

附图说明

通过阅读下面通过参考附图以示例而非限制的方式给出的详细描述，本发明将变得更清楚，在附图中：

-图1示意性地示出了具有环形拓扑的通信网络和在网络的跨度上通过的工作路径；

-图2示意性地示出了当在节点处应用保护锁定命令时图1的网络；

-图3示意性地示出了当工作路径在其上经过的网络的跨度上发生故障时的图2的网络；

-图4示意性地示出根据本发明的第一实施例的当保护锁定命令被移除时图3的网络；

-图5示意性地示出了图4的网络和用于图1的工作路径的保护路径；

-图6是示出根据本发明的第一实施例的受故障影响的跨度的端节点的状态图的流程图；

-图7示意性地示出根据本发明的第二实施例的当保护锁定命令被移除时图3的网络；以及

-图8是示出根据本发明的第二实施例的受故障影响的跨度的端节点的状态图的流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了具有环形拓扑的通信网络RN。

通信网络RN优选地包括被连接以形成环路的多个节点。示例性地，图1的通信网络RN包括四个节点A、B、C、D。

优选地，节点A、B、C、D通过单向物理链路在顺时针方向和逆时针方向两者上被连接。以顺时针方向连接节点A、B、C、D的单向物理链路优选地形成顺时针小环路CWR，而以逆时针方向连接节点A、B、C、D的单向物理链路优选地形成逆时针小环路CCWR。

通信网络RN优选地是分组交换网络。更优选地，通信网络CN是MPLS网络或MPLS-TP网络。

优选地，网络RN的节点被配置为实现保护切换方案(具体是MPLS-TP环路保护切换或MRPS方案)和上述的封装技术。此外，通信网络RN的每个节点优选地被配置为实施用于控制和协调与网络的其他节点的保护切换动作的控制协议。优选地，控制协议是上述APS(自动保护切换)协议。

为了简单起见，在以下描述中，将具体参考MPLS-TP环路保护切换方案和APS协议，并且语言将遵循上述当前标准规范中使用的语言。然而，本发明不旨在限于本文中所描述的保护切换方案和控制协议，因为其还可以在具有对应规定的其他保护切换方案和控制协议被实施时应用。

假设携带用户业务流的工作路径WP包括网络RN的跨度A-D。此外，假设在影响跨度A-D的故障情况下，工作路径WP通常通过沿包括跨度A-B、B-C和C-D的保护路径PP来环绕业务流来保护。

还假设以下两个条件当下存在于网络RN内：

1)保护锁定命令被应用在节点D处，具体是在将节点D连接到节点A的跨度A-D上；以及

2)双向故障影响跨度A-D。

上述两个条件可以以任何顺序发生。

此外，最后假设清除命令被应用于节点D以移除保护锁定命令。

在这种情况下，节点D和节点A两者均处于保护锁定-远端切换状态，而节点B和C处于通过状态。

本领域技术人员可以容易地理解，这种情况将导致如前面部分中所描述的死锁状况，这将导致包括在用户业务流中的分组的丢失。

然而，根据本发明的第一实施例，当节点A：

-检测跨度A-D上的故障；

-在来自节点D的长路径(即包括跨度D-C、C-B和B-A的路径)上接收到保护锁定信令；以及

-没有本地被应用的保护锁定命令，

其优选地保持在锁定保护-远端切换状态中，但是其在长路径上发送信号故障信令，作为MRPS方案和APS控制协议的规定的例外，如在“G.8132草案MPLS-TP共享保护环路保护”(2009年5月)和IETF因特网草案“MPLS-TP环路保护切换(MRPS)”，draft-helvoort-mpls-tp-ring-protection-switching-06.txt，(April 18，2014)中描述的。

然后，当节点D：

-检测跨度A-D上的故障；

-在长路径上接收来自节点A的信号故障信令；以及

-没有本地被应用的保护锁定命令，

其优选地从保护锁定-远端切换状态移动到信号故障切换状态，在长路径上发送信号故障信令，并且通过将用户业务流从故障的工作路径环绕到保护路径来应用保护切换方案。

然后，节点A也优选地从保护锁定-远端切换状态移动到信号故障切换状态，在长路径上发送信号故障信令，并且通过将用户业务流从故障的工作路径环绕到保护路径来应用保护切换方案。

根据本发明的第二实施例，当节点A：

-检测跨度A-D上的故障；

-通过来自节点D的长路径接收到保护锁定信令；和

-没有本地被应用的保护锁定命令，

其优选地保持在保护锁定-远端切换状态中，并且其在长路径上发送保护锁定信号信令。

然后，当节点D：

-检测跨度A-D上的故障；

-通过长路径接收来自节点A的保护锁定信令；和

-没有本地被应用保护锁定命令，

其优选地从保护锁定-远端切换状态移动到信号故障切换状态，作为MRPS方案和APS控制协议的规定的例外，如在“G.8132草案MPLS-TP共享保护环路保护”(2009年5月)和IETF因特网草案“MPLS-TP环路保护切换(MRPS)”，draft-helvoort-mpls-tp-ring-protection-switching-06.txt(2014年4月18日)中所描述的。于是，节点D通过长路径发送信号故障信令，并通过将用户业务流从故障的工作路径环绕到保护路径来应用保护切换方案。同时，节点D优选地启动具有预定持续时间的定时器。

然后，当节点A通过长路径从节点D接收到信号故障信令时(并且如果没有本地被应用的保护锁定命令)，则其从保护锁定-远端切换状态移动到信号故障切换状态，通过长路径向节点D发送信号故障信令，并通过将用户业务流从故障的工作路径的环绕到保护路径来应用保护切换方案。

在定时器的运行时间期间，节点D优选地保持在信号故障切换状态，并继续发送信号故障信令。换句话说，在定时器的运行时间期间，节点D“忽略”其正在通过长路径接收的请求分组。

如果在定时器到期或定时器到期之前，节点D通过长路径从节点A接收到信号故障信令(因为节点A在通过长路径从节点D接收到信号故障信令时已进入信号故障切换状态)，其优选地保持在信号故障切换状态，停止定时器并继续发送信号故障信令。在这种情况下，节点D和节点A两者都实施保护切换方案，并且它们将用户业务流从故障的工作路径WP环绕到保护路径PP。

如果在定时器到期时，节点D通过长路径从节点A接收到保护锁定信令(因为例如在节点A处在跨度AD上已经应用了本地保护锁定命令)，则其优选地从信号故障切换状态移动到保护锁定-远端切换状态，并在长路径上开始发送保护锁定信令。在这种情况下，节点D停止将用户业务流从工作路径WP环绕到保护路径PP。

根据上述两个实施例，本发明的方法提供了用于通过撤销(override)用于MRPS保护切换方案和APS控制协议的标准规范的规定来控制网络RN内的保护切换。实际上，根据本发明，在如上所述的可能死锁的情况下，不管标准规范的规定如何，受到故障影响的跨度的一端处的一个节点(即节点A(第一实施例)或节点D(第二实施例))向在跨度的相对端的节点发送信号故障信令。根据第一实施例，即使节点A处于保护锁定-远端切换状态，节点A也发送这种信令。根据第二实施例，即使节点D正在长路径上接收保护锁定信令，其进入信号故障切换状态并且发送对应的信令。

以这种方式，根据本发明的第一实施例和本发明的第二实施例，有利地避免了死锁情况。因此，可以有利地正确地恢复根据所实施的保护切换方案来保护并且(在正常情况下)经过故障的跨度的用户业务流。

图2，图3，图4，图5和图6更详细地示出了本发明的第一实施例。具体地，图6是表示节点A和D的状态图的流程图。

节点A，B，C，D最初处于空闲状态(图6的步骤600)，并且它们发出并发送携带无请求代码的请求分组(在附图中未示出)。

此外，假设在节点D处应用了保护锁定命令(参见图2)。在图2和图6中，借助于用附图标记“LP_cmd”标记的箭头来表示保护锁定命令的应用。具体地，参考将节点D连接到网络RN的节点A的跨度，优选地在节点D处应用保护锁定命令LP_cmd。

在这种情况下，如图6的步骤601所示，节点D进入保护锁定切换状态(LP-SW状态)。

如上所述，当在节点D处应用保护锁定命令LP_cmd并且节点D进入保护切换状态锁定时，其根据上述控制协议发出一个或多个请求分组。具体地，由节点D发出的请求分组优选地包括保护锁定代码。

然后，节点D优选地通过短路径(即，跨度A-D)向节点A发送请求分组，并通过长路径向节点A发送类似的请求分组。在图2中，这些请求分组用相同的附图标记LP(DA)指示。

节点A在从节点D接收到请求分组LP(DA)时优选地进入保护锁定-远端切换状态(LP-FE-SW状态)，如图6的步骤602所示。然后，优选地，节点A：

-发出携带保护锁定代码的一个或多个第一请求分组。然后，节点A随后在长路径上向节点D发送第一请求分组。由节点A发出的第一请求分组在图2中用附图标记LP(AD)指示；和

-发出携带反向请求代码的一个或多个第二请求分组，并且随后在短路径上发送它们(即，将它们发送到节点D)。在图2中用参考标记RR(AD)指示在节点A发出的第二请求分组。

节点B和节点C进入通过状态。

在这一点上，假设双向故障F影响跨度A-D(参见图3)。

上述两个条件，即应用保护锁定命令LP_cmd和发生故障F可以以任何顺序发生，即首先在节点D应用保护锁定命令LP_cmd，并且然后在跨度AD上发生双向故障，反之亦然。图2-5示出了首先应用保护锁定命令LP_cmd并且然后发生双向故障F的情况。

在发生故障F时，由节点D和节点A两者双向地检测故障(图6的步骤603和606)。

具体地，在步骤603，节点D优选地：

-检测双向故障F；

-在长路径上从节点A接收携带保护锁定代码的第一请求分组LP(AD)和

-保持在保护锁定切换状态。

在这一点上，如图4和图6所示，可以将另一命令C_cmd应用于节点D，以便移除保护锁定命令LP_cmd。如上所述，该另一命令优选地是清除命令。

同时，节点D通过长路径从节点A接收携带保护锁定代码的第一请求分组LP(AD)。当节点D检测到其正通过长路径接收携带保护锁定代码的第一请求分组LP(AD)时(步骤604)，其从保护锁定切换状态移动到保护锁定远端切换状态(图6的步骤605)并且保持通过长路径发送携带保护锁定代码的请求分组，在图4中以参考标记LP(DA)指示。

在步骤606，节点A优选地：

-检测双向故障F；和

-通过长路径从节点D接收包括保护锁定代码的请求分组LP(DA)。

如果保护锁定命令没有在跨度A-D上在节点A处被本地应用，则节点A保持在保护锁定-远端切换状态中，但通过长路径发出和发送包含信号故障代码的一个或多个请求分组。该请求分组在图4中由参考标记SF(AD)指示。

当节点D检测到在长路径上其正在从节点A接收携带信号故障代码的请求分组SF(AD)(图6的步骤604)时，其优选地从保护锁定-远端切换状态移动到信号故障切换状态(步骤607)。此外，在步骤607，节点D发出和通过长路径发送包含信号故障码的请求分组，如图5所示。该请求分组在图5中由参考标记SF(DA)指示。最后，在步骤607，节点D优选地实施保护切换方案，并且将用户业务流从故障的工作路径WP环绕到保护路径PP。

在这一点上，节点A也优选地从保护锁定-远端切换状态移动到信号故障切换状态，实施保护切换方案并且将用户业务流从故障的工作路径WP环绕到保护路径PP(步骤608)。

应注意，如果在跨度AD上在节点A处应用保护锁定命令，则在任何时间，节点A优选地进入保护锁定切换状态，并且发出和通过长路径发送携带保护锁定代码的请求分组。可能由节点A发起以绕过故障F的任何环绕操作被停止。在这种情况下，节点D进入保护锁定-远端切换状态，并通过长路径发送保护锁定信令。当检测到故障时，节点D根据上述协议例外开始发送信号故障信令。

如上所述，根据本发明的第一实施例，有利地避免了死锁状态。实际上，正在通过长路径接收保护锁定信令并且检测到用户业务流应当经过的跨度上的故障的节点(作为示例，在上述情况中的节点A)在长路径上发送信号故障信令。这对于MRPS方案和APS控制协议的规定是个例外。以这种方式，在故障的跨度的相对侧处的节点在移除保护锁定命令时，也可以发送信号故障信令，使得两个节点可以实施用于恢复用户业务流的保护切换方案。

在下文中，将参照图2、3、7、5和8更详细地描述根据本发明的第二实施例的方法。具体地，图8是示出节点D和A的状态图的流程图。

如上面参考本发明第一实施例所述，节点A、B、C、D最初处于空闲状态(图8的步骤800)，并且它们发出和发送携带无请求码的请求分组(在图中未示出)。

此外，假设在节点D应用保护锁定命令LP_cmd(参见图2)。在这种情况下，如图8的步骤801所示，节点D进入保护切换状态(LP-SW状态)，并且其优选地发出携带保护锁定请求代码的一个或多个请求分组。在图2中用参考标记LP(DA)指示的这些请求分组通过短路径和长路径两者发送到节点A.

节点A在从节点D接收到请求分组LP(DA)时优选地进入保护锁定-远端切换状态(LP-FE-SW状态)，如图8中的步骤802所示。然后，优选地，节点A：

-发出携带保护锁定代码的一个或多个第一请求分组LP(AD)，并且通过长路径将它们朝向节点D发送；和

-发出携带反向请求码的一个或多个第二请求分组RR(AD)并且通过短路径发送它们将它们朝向节点D发送.

节点B和节点C进入通过状态。

在这一点上，假设双向故障F影响跨度A-D(参见图3)。

同样，上述两个条件，即命令LP_cmd的应用和故障F的发生可以以任何顺序发生，即首先在节点D应用命令LP_cmd，并且然后在跨度A-D上发生双向故障，或反之亦然。

在发生故障F时，由节点D和节点A两者双向地检测故障(图8的步骤803和804)。

具体地，在步骤803，节点D优选地：

-检测双向故障F；

-在长路径上从节点A接收携带保护锁定代码的第一请求分组LP(AD)；和

-保持在保护锁定切换状态。

节点A优选地：

-检测双向故障F；

-在长路径上接收来自节点D的携带保护锁定代码的请求分组LP(DA)；和

-保持在保护锁定-远端切换状态。

在这一点上，如图7和图8所示，可以将另外的命令C_cmd应用到节点D，以便移除命令LP_cmd。优选地，该另外的命令是清除命令。

当在节点D应用另一命令C_cmd时，节点D优选地进入信号故障切换状态，而不管其是否仍然通过长路径从节点A接收携带保护锁定代码的请求分组的事实。然后，节点D优选地开始发出和通过长路径发送携带信号故障代码的请求分组(在图7中由参考SF(DA)指示)，并且通过将用户业务流从故障的工作路径WP环绕到保护路径PP来实现保护切换方案。同时，优选地，节点D启动定时器。

如上所述，定时器优选地具有预定的持续时间。预定持续时间优选地由网络运营商设置并且取决于网络RN中的节点的数量。它还优选地取决于平均时间T，其被确定为请求分组在节点发出并从该节点发送到相邻节点的平均时间。优选地，定时器的持续时间等于(N-1)×2×T，其中N是网络RN中的节点的数量。换句话说，预定定时器持续时间优选地等于请求分组在长路径上的往返时间。例如，如果T＝3.3ms和N＝128，则预定定时器持续时间等于838.2ms。

对于定时器运行的时间段，节点D优选地保持在信号故障切换状态、发出并发送包括信号故障代码的请求分组并且环绕用户业务流。

同时，在步骤806，节点A优选地：

-检测双向故障F；和

-通过长路径从节点D接收包括上的信号故障代码的请求分组SF(DA)。

如果保护锁定命令没有在节点A被本地应用，则节点A从保护锁定-远端切换状态移动到信号故障切换状态，并开始发出和通过长路径发送包含信号故障的一个或多个请求分组。该请求分组在图5中由参考SF(AD)指示。此外，节点A开始执行保护切换动作并环绕用户业务流。

当定时器到期时或在定时器到期之前，节点D优选地检测到它正通过长路径接收携带信号故障代码的请求分组SF(AD)。因此，节点D优选地保持在信号故障切换状态，停止定时器并继续发送携带信号故障代码的请求分组。此外，节点D继续实施保护切换方案，并将用户业务流从故障工作路径WP环绕到保护路径PP。

应注意，如果保护锁定命令在跨度AD上在节点A被本地应用，则在任何时间，节点A优选地进入保护锁定切换状态，并且发出和通过长路径发送携带保护锁定代码的请求分组。在这种情况下，如果在定时器到期时，节点D通过长路径从节点A接收携带保护锁定代码的请求分组，则节点D优选地从信号故障切换状态移动到保护锁定-远端切换状态，发出携带保护锁定代码的请求分组，并在长路径上发送保护锁定信令。

此外，根据本发明的第二实施例，有利地避免了死锁情况。实际上，当在节点D处移除保护锁定命令并且节点D在通过长路径接收来自节点A的保护锁定信令的同时检测到跨度A-D上的故障时，其从保护锁定-远端切换状态切换到信号故障切换状态，而不是如由标准MRPS保护切换方案和APS控制协议所规定的进入保护锁定-远端切换状态。这有利地允许撤销节点D正在通过长路径从节点A进行接收的保护锁定信令而开始在节点D处实施保护切换方案。

因此，根据本发明的第二实施例，在其中在正检测到故障的节点处应用保护锁定并随后移除保护锁定的情况下，该节点进入信号故障切换状态，其允许节点开始实施保护切换方案用于恢复受故障影响的用户业务流。该特征还允许在存在单向故障的情况下结合保护锁定命令来减少恢复时间，如下文将描述的。

首先，将描述如由MRPS保护切换方案和APS控制协议规定的在存在单向故障结合保护锁定命令的情况下的网络RN的节点的“标准”行为。

初始地，节点A、B、C、D都处于空闲状态，并且工作路径WP在网络RN的跨度A-D上携带用户业务流。然后，在节点D处，如上面已经参考图2所述，在跨度AD上应用保护锁定命令。节点D进入保护锁定切换状态，发出携带保护锁定代码的请求分组，并将它们通过短路径和长路径发送到节点A。在接收到携带保护锁定代码的请求分组时，节点A进入保护锁定-远端切换状态。然后，节点A还发出携带保护锁定代码的请求分组，并且通过长路径将它们朝向节点D发送。节点B和C进入通过状态。

然后，在跨度A-D上(例如，在从节点A到节点D的方向上)发生单向故障。在这种情况下，节点D和节点A保持在相应的当前状态。

当去除保护锁定命令(即，上面已经描述的清除命令)的另外的命令在节点D处应用时，正通过长路径上接收携带保护锁定代码的请求分组并且正在跨度A-D上检测故障的节点D进入保护锁定-远端切换状态。节点D发出和通过长路径发送保护锁定信令，并且通过短路径，即在不受单向故障影响的链路上，发送反向请求信令。

当在短路径上接收到反向请求信令时，节点A进入空闲状态，并且发出并通过长路径发送携带无请求代码的请求分组。

当节点D从节点A接收到携带无请求代码的请求分组并仍然检测到单向故障时，节点D进入信号故障切换状态，发出以及在短路径和长路径两者上发送携带信号故障代码的请求分组，并通过将受单向故障影响的用户业务流从工作路径WP环绕到保护路径PP来开始实施保护切换方案。在接收到携带信号故障代码的请求分组时，节点A也通过将受单向故障影响的用户业务流从工作路径WP环绕到保护路径PP来开始实施保护切换方案。

恢复时间，即恢复用户业务流所需的时间是(N+1)×T，其中T是请求分组在节点处被发出并从该节点被发送到相邻节点的平均时间，如以上已述。

根据本发明的第二实施例的如在故障是单向的情况下应用的方法，当保护锁定命令在节点D处被去除时，节点D优选地进入信号故障切换状态。因此，节点D优选地开始发出和在短路径和长路径两者上重朝向节点A发送携带信号故障代码的请求分组。同时，节点D优选地通过将受单向故障影响的用户业务流从工作路径WP向保护路径PP进行环绕，来实施保护切换方案。此时，节点A接收携带信号故障代码的请求分组，并进入信号故障切换状态。然后节点A发出并通过长路径发送携带信号故障代码的请求分组，并发出和通过短路径发送携带反向请求代码的请求分组。同时，节点A也通过将受单向故障影响的用户业务流从工作路径WP环绕到保护路径PP，来开始实施保护切换方案。

在单向故障的情况下实施本发明的第二实施例的方法，恢复时间等于大约T，并且其比根据上述“标准”过程保护用户业务流所需的时间快得多。例如，如果N＝16，则当考虑单向故障时根据第二实施例的方法的恢复时间等于约3.3ms，而根据标准过程的恢复时间等于约56.1ms。如果N＝128，则根据第二实施例的方法的恢复时间仍然等于大约3.3ms，而根据标准过程的恢复时间等于大约425.7ms。显然，在发生单向故障的情况下应用的根据本发明的第二实施例的方法，允许大大缩短恢复时间，特别是当考虑大的网络时。

Claims

1.一种用于控制具有环形拓扑的通信网络(RN)中的保护切换的方法，所述通信网络(RN)被配置为实施MLPS-TP环路保护切换方案和自动保护切换控制协议，其中

保护锁定命令(LP_cmd)在所述网络(RN)的节点(D)处被应用；

在将所述节点连接到所述网络(RN)的相邻节点(A)的跨度上发生双向故障；并且

另外的命令(C_cmd)在所述节点(D)处被应用，所述另外的命令(C_cmd)移除所述保护锁定命令(LP_cmd)，

所述方法包括在所述节点(D)和所述相邻节点(A)中的任一个节点处检测所述故障(F)，

所述方法的特征在于，所述方法包括：如果没有另外的保护锁定命令在所述节点(D)和所述相邻节点(A)中的所述任一个节点处被本地应用，则向所述节点(D)和所述相邻节点(A)中的另一个节点发送携带信号故障指示的请求分组(SF(AD))。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：

a)在所述相邻节点(A)处，检测所述故障(F)，并且如果没有所述另外的保护锁定命令在所述相邻节点(A)处被本地应用，则向所述节点(D)发送携带所述信号故障指示的所述请求分组(SF(AD))；以及

b)在所述节点(D)处，检测所述故障(F)，接收所述请求分组(SF(AD))，并且如果没有又一保护锁定命令在所述节点(D)处被本地应用，则对受所述故障(F)影响的用户业务流实施所述保护切换。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述方法还包括：在所述步骤b)，进入信号故障切换状态，并向所述相邻节点(A)发送携带所述信号故障指示的另外的请求分组(SF(DA))。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法还包括：

c)在所述相邻节点(A)处，接收所述另外的请求分组(SF(DA))，进入信号故障切换状态，并且对受所述故障(F)影响的所述用户业务流实施所述保护切换。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括：

a’)在所述节点(D)处，检测所述故障(F)，并且如果没有所述另外的保护锁定命令在所述节点(D)处被本地应用，则发送携带所述信号故障指示的所述请求分组(SF(DA))，并且对受所述故障(F)影响的用户业务流实施所述保护切换；以及

b’)在所述相邻节点(A)处，检测所述故障(F)，接收所述请求分组(SF(DA))，并且如果没有又一保护锁定命令在所述相邻节点(A)处被本地应用，则对所述用户业务流实施所述保护切换。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述方法还包括：在所述步骤a’)，进入信号故障切换状态。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述方法还包括：在所述步骤b’)，进入信号故障切换状态，并向所述节点(D)发送携带所述信号故障指示的另外的请求分组(SF(AD))。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：在所述步骤a’)，启动定时器。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述定时器具有预定持续时间，并且所述持续时间是基于在所述节点(D)和所述相邻节点(A)之间的长路径上的请求分组的往返时间而预定的。

10.根据权利要求7和权利要求8或9所述的方法，其中所述方法还包括：

c’)在所述节点(D)处，接收所述另外的请求分组(SF(AD))，并且如果所述定时器尚未到期，则停止所述定时器。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述方法还包括：在所述节点(D)处，在所述定时器到期后，从所述相邻节点(A)接收携带保护锁定指示的又一请求分组，进入保护锁定-远端切换状态，并停止对所述用户业务流实施所述保护切换。

12.一种用于具有环形拓扑并实施保护切换方案的通信网络(RN)的节点(A)，所述保护切换方案是MLPS-TP环路保护切换方案，所述节点(A)被配置为实施自动保护切换控制协议并被配置为，在如下时候：

保护锁定命令(LP_cmd)在所述通信网络(RN)的与所述节点(A)相邻的另一个节点(D)处被应用；

在将所述节点(A)连接到所述相邻节点(D)的跨度上发生双向故障；并且

另外的命令(C_cmd)在所述相邻节点(D)处被应用，所述另外的命令(C_cmd)移除所述保护锁定命令(LP_cmd)，

检测所述故障(F)，所述节点(A)的特征在于，所述节点(A)还被配置为：如果没有另外的保护锁定命令在所述节点(A)处被本地应用，则向所述相邻节点(D)发送携带信号故障指示的请求分组(SF(AD))。

13.一种用于具有环形拓扑并实施保护切换方案的通信网络(RN)的节点(D)，所述保护切换方案是MLPS-TP环路保护切换方案，所述节点(D)被配置为实施自动保护切换控制协议并被配置为，在如下时候：

保护锁定命令(LP_cmd)在所述节点(D)处被应用；

在将所述节点(D)连接到通信网络(RN)的与所述节点(D)相邻的另一节点(A)的跨度上发生双向故障；并且另外的命令(C_cmd)在所述节点(D)处被应用，所述另外的命令(C_cmd)移除所述保护锁定命令(LP_cmd)，

检测所述故障(F)，所述节点(D)的特征在于，所述节点(D)还被配置为：如果没有另外的保护锁定命令在所述节点(D)处被本地应用，则向所述相邻节点(A)发送携带信号故障指示的请求分组(SF(DA))。

14.一种具有环形拓扑的通信网络(RN)，包括根据权利要求12或13所述的节点。

15.根据权利要求14所述的通信网络(RN)，其中所述通信网络(RN)是MPLS或MPLS-TP通信网络。