CN106788856B - 一种基于sdh和mstp技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法及系统，涉及通信传输网络接入及网络控制管理领域。在SDH复用结构中，采用2048kbit/s支路的字节同步映射方式实现64kbit/s的多业务SDH全交叉；在基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统中引入自动交换光网络；将实现64kbit/s的多业务SDH全交叉方式与引入自动交换光网络的基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统集成在智能网络管理系统中。本发明支持采用统一的网管平台进行管理，可以很方便的进行端到端的链路管理和设置，快捷、有效的支持设备运行时的管理维护工作，实现传输通道的可管、可维、可控。

Description

一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方 法及系统

技术领域

本发明涉及通信传输网络接入及网络控制管理领域。

背景技术

SDH传输技术从90年代诞生到现在已经经历了20多年了，它已成为现代传输网的基础，并在军队通信网中得以广泛应用。SDH规定了一整套国际性标准，包括复用结构和组网原则，使传输网成为一个灵活兼容、高可靠性，可以实行集中控制的智能化管理网络。从目前通信专网应用需求来看，具有业务安全可靠性高、业务接入点分散、信号接口需求多样、业务接入速率复杂等特点，从低速率64kbit/s到高速率2Mbit/s或155Mbit/s等多种不同颗粒度需求，使得网络应用接入层结构变得复杂。而且标准化的SDH设备一般仅能实现2M及以上级别的交叉连接功能，这就造成对于基于64kbit/s这样的低速信息需要通过点对点传输结构的复接设备(PCM)汇接成2Mb/s信号接入传输层，在传输层以2Mb/s及以上级别实现自愈保护功能。随着近年来军网的急剧扩大，通信系统接入规模日渐庞大。承载军网的语音、数据等重要低速业务的复接设备(PCM)成数倍增加，机房的PCM基群数量非常大，低速信息对中心站汇接点在机房占用空间、硬件使用率、可靠性等方面带来很多问题。具体问题体现在：一是机房位置的安装压力。按照标准的基群配备方式，中心调度机房目前至少使用N个19＂标准机架才能满足上述设备的安装需求(按每机架8套)。而光纤机房设备多、面积小(仅有60多平方米)，根本无法满足较多设备的安装位置；二是硬件资源浪费。根据使用需求，PCM基群设备每端均需配置多种接口盘，如二线信令接口S盘、E盘，四线E/M信令接口盘，数据V.28、V.35等业务接口盘。根据资料统计，标准配置PCM的每盘使用率仅能维持在10-33％之间，对通信资源造成很大浪费；三是繁多的音频配线，增加了故障环节。传统的低速业务用户接入，通过各个机房之间的音频电缆转接来完成，繁多的配线转接，不仅会造成信息传输的损伤，而且往往无形中增加了故障点。

同时随着网络技术的不断发展，促使交换网和传送网技术、结构、功能彼此渗透、不断融合，这就需要在光网络中实现灵活高效的智能控制，要求在综合业务接入系统平台上提供丰富快捷的接入手段。多业务传输平台(MSTP)和自动交换光网络(ASON)分别代表了不同层次网络边缘设备的融合和传送网的智能化发展趋势，如何有效整合这些技术，形成全新一代的智能化接入平台技术，满足未来网络发展的需要，是本领域的发展方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法及系统，目的在于解决现有传统的基于SDH技术多业务接入系统接入业务带宽种类有限、端口过少、调度及带宽调整方式过渡依赖ODF\DDF\VDF的人工调整插头连接方式的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法，所述方法包括：

S1、在SDH复用结构中，采用2048kbit/s支路的字节同步映射方式实现64kbit/s的多业务SDH全交叉；

S2、在基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统中引入自动交换光网络；

S3、将S1中获得的实现64kbit/s的多业务SDH全交叉方式与S2中引入自动交换光网络的基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统集成在智能网络管理系统中。

本发明的有益效果是：本发明基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统技术的提出，可以给目前现有复杂的接入网络提供非常清晰和可靠的演进思路，一方面实现了小颗粒度业务通过软调度方式快速实现与其他任意颗粒度通道交叉的方式，解决以64kbit/s颗粒度为主的PCM专网通道时隙利用率和PCM设备的冗余投资及运维难题。另一方面针对全颗粒度多业务接入方式带来的带宽和链路控制问题给出清晰的技术解决方案，提出了融合传统MSTP技术和传统ASON技术的新一代智能MSTP技术的演进方案，真正意义上实现了网络可持续发展的技术发展目标。在网络管理方面，提出了智能网络管理系统的概念，使得设备及网络管理的手段更加丰富和智能，层次化的告警机制使得网络更加安全，端到端链路通道的可视化管理不再是概念，而是现实。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进:

进一步，所述智能网络管理系统包括单板管理模块和主控软件模块，所述单板管理模块完成各单板的在位和状态管理，并向网管上报信息以及接受网管下发的命令并执行相关动作，所述主控软件模块运行与网管板上，管理、监视和控制网元中各单板的运行。

进一步，网络管理者利用所述智能网络管理系统通过GUI图形界面操作使用网管的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和拓扑管理功能，相关的命令通过各自功能模块处理后，再统一通过接口发送到网元设备执行，同时相关命令的设备参数发送到数据库处理模块，在网管的数据库永久保存，供下次直接使用。

进一步，从网元上报或者查询的告警、性能数据及配置数据也通过接口发送到智能网络管理系统中的相关的功能模块进行处理，处理之后发送到GUI图形界面供用户浏览，同时发送到数据库处理模块，在数据库中永久保存相关数据。

进一步，所述智能网络管理系统中包括VCC通道、EB.Link全程链路监控管理协议和基于CORBA的网络管理技术三种通信方式。

为了解决上述技术问题，本发明还提出了一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入系统，所述系统包括：

数字SDH交叉接入模块，用于在SDH复用结构中，采用2048kbit/s支路的字节同步映射方式实现64kbit/s的多业务SDH全交叉；

全颗粒度带宽控制模块，用于在基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统中引入自动交换光网络；

智能网络管理模块，用于将实现64kbit/s的多业务SDH全交叉方式与引入自动交换光网络的基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统集成在智能网络管理系统中。

本发明的有益效果是：本发明基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统技术的提出，可以给目前现有复杂的接入网络提供非常清晰和可靠的演进思路，一方面实现了小颗粒度业务通过软调度方式快速实现与其他任意颗粒度通道交叉的方式，解决以64kbit/s颗粒度为主的PCM专网通道时隙利用率和PCM设备的冗余投资及运维难题。另一方面针对全颗粒度多业务接入方式带来的带宽和链路控制问题给出清晰的技术解决方案，提出了融合传统MSTP技术和传统ASON技术的新一代智能MSTP技术的演进方案，真正意义上实现了网络可持续发展的技术发展目标。在网络管理方面，提出了智能网络管理系统的概念，使得设备及网络管理的手段更加丰富和智能，层次化的告警机制使得网络更加安全，端到端链路通道的可视化管理不再是概念，而是现实。

进一步，所述智能网络管理系统包括单板管理模块和主控软件模块，所述单板管理模块完成各单板的在位和状态管理，并向网管上报信息以及接受网管下发的命令并执行相关动作，所述主控软件模块运行与网管板上，管理、监视和控制网元中各单板的运行。

进一步，网络管理者利用所述智能网络管理系统通过GUI图形界面操作使用网管的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和拓扑管理功能，相关的命令通过各自功能模块处理后，再统一通过接口发送到网元设备执行，同时相关命令的设备参数发送到数据库处理模块，在网管的数据库永久保存，供下次直接使用。

进一步，从网元上报或者查询的告警、性能数据及配置数据也通过接口发送到智能网络管理系统中的相关的功能模块进行处理，处理之后发送到GUI图形界面供用户浏览，同时发送到数据库处理模块，在数据库中永久保存相关数据。

进一步，所述智能网络管理系统中包括VCC通道、EB.Link全程链路监控管理协议和基于CORBA的网络管理技术三种通信方式。

附图说明

图1为本发明实施例所述的基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的SDH复用结构的原理示意图；

图3为本发明实施例所述的2048kbit/s支路的字节同步映射示意图；

图4为本发明实施例所述的基于SDH的64kbit/s信号交叉连接原理示意图；

图5为本发明实施例所述的DXC4/1/0的具体功能原理示意图；

图6为本发明实施例所述的智能网络管理系统的体系结构示意图；

图7为本发明实施例所述的智能网络管理系统的原理结构示意图；

图8为本发明实施例所述的VCC通道通信方式的拓扑示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，本实施例提出了一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法，所述方法包括：

S1、在SDH复用结构中，采用2048kbit/s支路的字节同步映射方式实现64kbit/s的多业务SDH全交叉；

S2、在基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统中引入自动交换光网络；

S3、将S1中获得的实现64kbit/s的多业务SDH全交叉方式与S2中引入自动交换光网络的基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统集成在智能网络管理系统中。

基于2M到155M/622M之间的全颗粒交叉技术已经不是难点，智能交叉技术系统的关键技术是要求具备64kbit/s全颗粒度交叉能力。

SDH帧结构的设计思想是便于实现支路信号的同步复用、交叉连接、上下电路和交换。它是以125μs的同步帧周期，以64kbit/s的帧同步信道为基础。帧结构由段开销、管理单元指针和信息净负荷3个主要区域组成。SDH的帧包括270×N列和9行字节，每字节包括8个比特，每帧的重复周期均为125μs，即每秒可传8000帧。信号帧中每一特定字节的比特速率为8000×8bit＝64kbit/s，即是一路数字电话的传输速率。那么STM-N等级的速率可表示为270×N(每帧270×N列)×9(共9行)×64kbit/s(每个字节64kbit)＝N×155.520Mbit/s。可见，STM-N信号帧结构的安排使支路低速信号在一帧内有规律地分布，因此可以方便地从高速信号中直接分/插低速支路信号，实现支路的同步交叉连接和交换。

以下具体说明64kbit/s信号在2048kbit/s映射过程中的实现方式：

1、SDH复用结构

为了使每种净负荷只有一条复用映射途径，同时兼容我国早先采用的欧洲标准PDH体制，我国的光同步传输网技术体制规定以2048kbit/s为基础的PDH系列作为SDH的有效负荷，并选用AU-4复用路线，它是ITU-T规范所规定的标准复用映射结构的一个子集，如图2所示。

2、字节同步方式下2048kbit/s到STM-1的映射过程

根据上述SDH复用结构可以看出，专门载送2048kbit/s信号的容器是C-12，C-12加上低阶通道开销成为虚容器VC-12，即为映射过程。现有传输网中2048kbit/s支路信号有两种映射方式，即异步映射和字节同步映射。当支路信号与容器或虚容器的时钟相互独立时，通常采用异步映射方式。一般的2M业务复用方式均采用异步映射；当映射信号具有块状帧结构并与网络同步时，可采用同步映射方式。本实施例中64k交叉连接功能实现的前提就是必须采用2048kbit/s支路的字节同步映射方式。两种映射方式的共同特点是140个字节的复帧分为4个子帧，每个子帧35个字节，4个子帧开头的字节为通道开销，分别是V5、J2、N2、K4。

2048kbit/s支路的字节同步映射示意图如图3所示(其中R为固定填充比特)，VC-12在TU-12中的位置是浮动的，第一个V5字节处于哪个位置由TU-12指针(V1、V2、V3、V4)来指示。由上述帧映射结构图可以看出，每一个64K传输时隙在SDH帧中均有相应的位置。

3、基于SDH的64kbit/s信号交叉连接实现

系统中每个支路单元板可以完成63个2Mb/s中64Kb/s时隙的交换功能，随路信令也被相应地进行交叉连接。在VC-12终结过程中实现：终结VC-12POH、从C-12容器去映射31×64Kb/s信号以及恢复复帧功能；在VC-12产生过程中实现：产生TS16复帧，根据连接功能加入CAS信息、映射31×64Kb/s信号进入C-12容器、产生VC-12POH。具体功能框图如图4所示。

结合考虑业务接入特点，充分利用设备的64Kb/s交叉功能，对网络中PCM使用结构进行了全面调整。在中心站按照不同的接口类型分类组合成新的PCM基群，如二线S基群、二线E基群、四线基群、数据基群等。在调度端SDH设备中利用64Kb/s交叉功能，对远方站PCM的在用时隙与中心站的分类PCM时隙进行任意交叉。这样调度端利用有限数量的分类PCM即可实现全省各站低速业务的汇集，最大限度地提高了中心站PCM设备的利用率。

4、基于SDH的2Mb/s速率以上信号交叉连接实现

DXC4/1/0有2016×2016VC12的交叉矩阵。每个业务槽位有二条独立的155Mb/s总线，它们在SDXC板内进行无阻塞交叉。设备的配置数据全都保存在SDXC板上，设备不同其配置也不一样，因此DXC4/1/0板若要在不同设备间互换使用，则需要更改配置数据。其余的板卡则可以完全兼容互换而无需做任何软件或硬件的调整。

当使用两块DXC4/1/0板时，DXC4/1/0的配置数据具有自动同步功能，即备份状态的DXC4/1/0板会自动从工作状态的DXC4/1/0板获取最新的配置数据，需要注意的是：设备已经配置好以后，若再插入一块DXC4/1/0板，此时需要将新插入的DXC4/1/0板工作于备份状态，当它的配置数据与工作DXC4/1/0同步之后(10秒钟)就可以作为工作板使用了系统中每个支路单元板可以完成63个2Mb/s中64Kb/s时隙的交换功能，随路信令也被相应地进行交叉连接。DXC4/1/0的具体功能框图如图5所示。

以上具体说明了全颗粒度智能交叉系统是如何实现最小颗粒度64kbit/s的多业务SDH全交叉技术的，在完成上述过程后，继续对基于MSTP的全颗粒度业务交叉系统进行带宽控制和调度管理，以满足网络的长期演进性发展。

基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统引入大大丰富了光传输网络的接口方式，能够迅速快捷地接入语音、数据和多媒体等业务，并在数据层提供了汇聚和交换功能，使得光传送网的使用更为便捷和高效。自动交换光网络(ASON)是对传统光网络的一次颠覆性变革，突破了以往光网络集中配置和手工维护的运营管理方式，大大提高了网络管理者响应网络变化的速度并降低了维护成本。这两项技术已成为当前光网络研究和开发的两大方向。而如何有效地整合这些技术，充分发挥各技术的特点，产生1加1大于2的效益，是本实施例所要解决的问题。

1、MSTP技术

MSTP技术是为适应城域综合传送网建设要求，从同步数字系列(SDH)设备发展起来的新兴综合传送技术，其基本特征是通过对以太数据帧和各种ATM信元的封装，实现基于SDH的多业务综合传送。

随着交换技术的发展，为克服传统SDH设备针对语音业务不具备数据业务疏导和汇聚功能的缺陷，二层交换功能被引入到MSTP设备中，使设备具有部分二层数据交换的功能。但是，对于数据业务而言，QoS的保证能力还是比较弱。

在此基础上，各个设备制造商进一步将弹性分组环(RPR)，多协议标签流(MPLS)，链路容量智能调整技术引进到MSTP设备中，加强对业务端到端QoS的保证。通过划分业务等级，进行流量工程控制，实现接入阻塞和公平算法策略控制，解决了数据业务传送中突发性和不均衡性的特性，使得SDH能够更加高效和稳定地传送此类业务。

2、ASON技术

在标准化组织ITU－T的ASON标准制订中，将光传送网划分为管理、控制和传送3个平面，并引入了大量使用各种协议和控制技术的数据产品，使之成为一个具有分布式特点的智能化光网络。新的光网络克服建立连接缓慢，配置管理复杂的缺陷，具备了一系列新的功能特性，诸如：

自动发现相邻设备之间的链路、端口能力、协议实体之间对等关系，并进行链路传输能力的聚合等。

网络拓扑发现和扩散，进行资源和拓扑管理。

利用信令和路由在网络中快速建立端到端连接，并进行维护。

在Mesh网的拓扑下支持局部或者端到端保护恢复，支持不同分域和分区的恢复。

设备和网络级别的故障快速定位和辅助故障定位分析。

具有流量工程能力和业务端到端QoS保证能力。

提供按需带宽调整、波长出租、波长批发、虚拟专网等新业务应用。

3、智能化的MSTP技术的发展

从技术角度而言，MSTP代表了交换和传输网络等不同层次网络在网络边缘的设备的融合，ASON代表了传送网的智能化和标准化，两者体现了下一代网络的发展趋势，即满足专用网络减少网络设备数量，降低维护成本，快速响应变化需求，提供分级服务的基本要求。

但是，不同层次的网络设备在OSI网络模型中对应着不同网络特征和功能模型的实现，将它们融合在同一设备中，并建立统一的网络平台，需要解决很多问题。以统计复用为特征的分组交换是一种动态交换，MPLS技术提供建立一种软连接，而以时分/空分复用为特征的电路交换建立的是一种硬连接，为了统一有效的管理和维护，尤其是针对处于两种网络交界处的MSTP设备，有许多需要完善的工作，首要的就是解决网络设备的构造模型。

3.1重叠模型

目前本领域通常有对等(Peer)模型和重叠(Overlap)模型。重叠(或重叠网络)模型属于客户端/服务器端(Client/Server)模型，显著的特点是在网络接入域与网络传输域之间存在清晰易辨的边界。网络接入域/网络传输域的分离反映了网络的现状，即网络中第三层和第一层的设备的所有权可能属于不同的组织。这种网络接入域/网络传输域的分离要求在各自域运行不同的协议，因此，在网络接入域/网络传输域之间没有必要共享网络拓扑信息。智能光网中在光层提供包括SDH/SONET、波长和未来的光纤连接的动态连接能力，并能按实际需要安排带宽。数据业务可以在SDH/SONET、波长、光纤连接的基础上进行服务，还可以发展新业务(包括虚拟专用网)，有较好的组网灵活性。为了确保端到端业务QoS，网络需要明确定义光层为数据层提供的业务类型和服务等级，便于各个次网络管理者提供层次化的业务，完善服务质量。

此时，智能化的MSTP设备工作是分层展开的：智能化的光层网络通过运行的自动发现和智能路由协议，将光网络的网络资源发现、聚合、扩散、总结，最后以端到端的端口资源形式提供给数据层面，隐藏了内部的网络的拓扑结构和链路信息；数据网络在建立连接的过程中，向网络传输方光网络提出连接申请和约束规则，由智能光网络自己运行路由策略和信令、创建符合约束要求的连接路径、对业务加以保护，并且数据流在光网络中透明传送，数据网络则根据自身网络的结构、流量和交换能力进行工作。上下层面是客户端、服务端关系，互不干涉各自的运行和维护，只是在网管层面可以看到统一的设备管理形式。

重叠模型相对简单，网络层次分明，对已有网络改变较少。传送网络管理者可以灵活地提供网元设备端口给数据网络需求者，可充分利用ASON网络提供的按需带宽调整、服务等级协定、波长批量提供、虚拟专网等新业务方式，从而集中发展自身传送网的特长。此时MSTP设备既提供了丰富设备接口，又在接入部分进行数据的汇聚和疏导，无疑使得业务端到端连接更为顺畅和高效。

3.2对等模型

MSTP内嵌MPLS技术的使用和GMPLS协议在ASON网络中的应用，为对等模型设备的出现提供了条件。在MPLS协议族基础上发展起来的GMPLS协议族，在充分利用已有信令、路由、发现协议基础上，充分考虑了传送网软件协议控制和硬件电路传输的特点，将链路发现、链路聚合、路由和资源扩散、约束路由选路等有机地结合起来。这样，数据交换层面和传送层面有了共同的“语言”，便有了网络互通和共享资源的基础，而网络软硬件设备在演进过程中各自相对独立的发展，也符合下一代网络承载和控制相分离的原则。

(1)资源和拓扑管理

网络设备模型统一后，网络设备中所有节点及其端口、时隙、通道将会全面展现在网络管理者和使用者面前，因此传送资源管理将变得更为复杂，业务对端节点之间的链路既有SDH(以后还有WDM)的固定通道，又有统计复用的分组通道，这些通道建立连接的特性差别是很大的。同时，不同类型链路聚合在一起，需要对各个层次路径和通道标签进行规划和标识，确保不同层次不同粒度的通道被充分和恰当地使用。在理论上，建立统一的设备模型下原子功能模型实体成为一项必需的工作，通过对功能、接口的标准化定义和管理，才能为设备之间、上下层次之间的真正互连和互通奠定基础。

(2)路由算法和选路

当网络聚合多个子层以后，在一个网络中进行路径的选择，特别是优化路径的选择变为路由计算的NP问题，如果将光纤、波长、VC通道、标签通道叠加在一起，算法将会变得非常复杂，在有限的时间和计算能力下，有可能无法完成求解。如果简化为不同层次路径分别计算，优化的效果又会大打折扣，在多大程度上折衷考虑算法拓扑需要单独研究。一般而言，源路由在流量控制方面比较容易，但是控制机制复杂，逐跳路由使用灵活而无法自行解决流量控制问题。层次路由可以是一个不错的选择，配合不同的网络子层的划分，分层进行源路由的选择和优化，可以简化选路复杂性，又可以兼顾流量均衡的控制。

(3)连接和信令

针对语音、数据和多媒体等业务的使用特性，在多层网络的连接过程中可以采用不同的策略：对于端到端的语音业务而言，从呼叫到建立连接一般要求时间较短，而即使是自动连接的光网络建链时间也相对较长，那么诸如SDH的大容量固定通道可用来在骨干节点之间传送、预先建立连接，并长时间保持稳定，而分组交换网络可以实时地在呼叫连接过程中创建标签通道；对于相对稳定而且传输容量较大的数据和多媒体业务，连接有突发、多变、长保持时间、高带宽、对距离不敏感等特点，可以考虑实时建立连接，并利用带宽调整功能满足变化。

信令在不同网络层次存在转换和嵌套。分组交换网络中，信令和载荷都以分组的形式进行交换，路径通常是一致的，路由器具有根据包头、垫层(Shim)的信息转发数据的能力。而电路交换传送网中的信令和路由通常是分离的，标签路由器要依靠时隙、波长、物理端口来转发数据，这需要统一规范信令的语义和语法，在光纤、波长、时隙和包各个层次上建立嵌套的标签接口，构成一个完整的端到端的标签交换路径。当业务从分组网进入光传送网时，信令协议能够识别嵌套的标签，并在光网络中创建隧道，业务从隧道出来时应弹出标签嵌套，继续转发。

(4)生存性协调

由于数据层面和传送层面都有各自的自愈措施，在网络节点或者链路发生故障的时候，需要协调两个层面的保护恢复动作，避免因为重复操作导致业务不必要的损伤。在多层网络中，存在自顶向下和自底向上两种保护恢复策略，既然统一模型使得两个层面保护恢复功能可以相互通知和协调，那么就应该建立协同保护模式。为此首先需要加强故障定位和分析功能的开发与研究，只有在规定的时间片内准确地定位出故障点，才能确定使用何种保护恢复手段。目前传送网中的故障定位相对比较容易，数据网络中的快速故障定位则是一项正在发展的技术。

4.智能化的多业务端到端动态传输

当前的新技术使得业务应用有了新的突破。例如，虚级联技术的使用使数据和多媒体业务使用SDH通道的效率大为提高，常用的以太网FE、GE不必占用像STM-1、STM-16这样的整个群路端口的所有通道，分别只需使用VC-3-2v和VC-4-7v。但是，虚级联组某个成员链路出现故障，往往会影响整个虚级联组的信号传送，特别是多个成员分布在不同链路上，故障的概率将大为增加。LCAS是一种在SDH业务发端和收端握手的传送层信令协议，允许无损伤地调整传送网中虚级联信号的链路容量，而不至于中断现有业务，逐渐成为MSTP中核心和必备的技术之一。

鉴于数据和多媒体业务的带宽需求具有随时间的推移而动态变化的特点，在带宽变化比较频繁，如秒和分钟级的时候，传送网传统的手工指配连接已不能满足需要，必须利用LCAS协议带宽调整和GMPLS信令快速建立或者删除连接的功能。当IP网络流量在一个稳定时间内下降到容量门限以下，可以利用GMPLS信令动态拆除部分虚级联成员的连接，通过LCAS协议进行端到端的无缝切换。反之，当容量需求上升到设定容量门限时，GMPLS信令则可以执行相反的建立连接过程，LCAS也进行增加成员的操作，整个过程不会损伤IP业务的正常传送。

一个MSTP设备动态带宽分配的过程所示。客户层或者网管层向传送网提出带宽增加申请，控制层面计算出传送路径，产生建立连接的控制信令，执行ASON的SPC/SC连接，连接建立成功后信号反馈到发端，然后运行LCAS协议，在成员间执行增加成员的流程。

可见，动态带宽调整实际上是由ASON连接建立和LCAS增加成员两个阶段组成。由于改变带宽可能是由客户设备发起的，所以级联传送的准备指令应该是从具有级联属性的业务建立完成后开始的，而不一定是由网管触发。在传送网中，绝大多数业务连接都是双向的，因此源宿两端的级联成员增加也可能是双向同时进行的。源在首尾确认成功(Conf)确认消息发出的同时进行LCAS成员增加，而反向业务则需在收到Conf确认后执行LCAS成员增加协议，因为必须保证连接建立成功后方可运行LCAS协议；拆除则是相反过程，必须先运行LCAS解除多余成员后，方可进行正常的连接拆除工作。

随着网络技术的不断发展，交换网和传送网的技术、结构和功能彼此渗透，不断融合，扁平化、业务化和智能化将成为网络发展的主要趋势。MSTP技术和ASON技术的成功应用为网络的演进提供了一条切实可行的发展道路，同时以在光网络中实现灵活高效的智能控制、在接入平台上提供丰富快捷的接入手段为特点的全颗粒度业务交叉系统必将在下一代网络的构建中占据一席之地，在未来的发展中呈现越来越美好的前景。

基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统能够有效地扫除本地网末端设备监控盲区，提升网络服务质量，提高网络管理者维护能力，提高在网资产分析能力，优化网络资源配置，降低OSS/BSS系统建设成本。

配套基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统使用的网管系统称为智能网络管理系统。智能网络管理系统是一个跨平台、分布式的基于三层软件结构的软件系统；支持客户端，服务器，数据库分别安装在不同的硬件系统上，允许多个终端并发访问，部署更加灵活；基于Java语言开发，具备Windows和Unix\Linux系统可移植的灵活性，系统支持多种数据库，支持中英文语言版本。具有网元级和部分网络级管理功能。智能网络管理系统的体系结构如图6所示，原理结构示意图如图7所示。

网络管理者利用所述智能网络管理系统通过GUI图形界面操作使用网管的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和拓扑管理功能，相关的命令通过各自功能模块处理后，再统一通过接口发送到网元设备执行，同时相关命令的设备参数发送到数据库处理模块，在网管的数据库永久保存，供下次直接使用。

从网元上报或者查询的告警、性能数据及配置数据也通过接口发送到智能网络管理系统中的相关的功能模块进行处理，处理之后发送到GUI图形界面供用户浏览，同时发送到数据库处理模块，在数据库中永久保存相关数据。

智能网络管理系统主机软件包括设备的各单板管理模块和主控软件模块。

单板管理模块完成各单板的在位和状态管理，并向网管上报信息以及接受网管下发的命令并执行相关动作。

主控软件运行于网管板上，完成设备的管理功能：管理、监视和控制网元中各单板的运行；通信功能：作为网络管理系统和设备单板之间的通信服务单元，提供网管系统对网元的控制和管理的数据通信通道。管理功能包括：告警管理、性能管理、配置管理、安全管理和数据库管理。通信功能包括：以网通信、VCC(EOPDH)通信和串口通信。多业务全颗粒度综合业务智能接入系统的单板管理，按内部模块来分，一般分为告警模块、性能模块、配置模块、业务功能模块。各个单板都具有单独的单板软件，完成对各自功能电路的直接控制，实现网元设备符合ITU-T建议的特定功能，支持主机软件对各单板的管理。

单板软件通常具备配置请求、与网管板通信、版本查询、复位、点灯、软件升级等通用模块，和单板的功能模块组成。

所述智能网络管理系统中包括VCC通道、EB.Link全程链路监控管理协议和基于CORBA的网络管理技术三种通信方式。

VCC通道：

DXC盘提供VCC(EoPDH)通路，可以将E1通过交叉连接输出到指定的E1端口，与远端多业务全颗粒度综合业务智能接入系统的DXC盘的VCC(EoPDH)通路连接。DXC设备上运行RIP路由协议，可保证不同设备之间路由均可到达，如图8所示。

DXC盘提供4路EoPDH通路，最多可连接4个远端多业务全颗粒度综合业务智能接入系统,理论上，只使用其中的2路，就可以组成一个多业务全颗粒度综合业务智能接入系统的管理环路。

EB.Link全程链路监控管理协议

针对于以太网设备在接入时管理能力不强的弱点，研发方面组织、投入了非常大的努力，具备了很多底层芯片的技术，自主设计、开发了接入设备的全链路监测管理协议EB.Link。

该协议利用空闲的链路传输通道，实现本地设备与远端设备间工作状态信息的交互，将远端用户设备信息上告到网管中心。当网管中心下发单点或批量的配置信息时，再通过该通道将指令发送到远端设备，实现远程的全面管理。全过程无需为每个用户点进行单独配置，系统自动发现，通过可视界面，轻松、快捷的完成整个过程。

在业界上还没有现成的芯片的情况下，从底层技术做起，实现了接入设备应用环境中非常繁杂、具体的全面管理功能，应对了很多国内外不同的组网情况。作为一个接入设备供应商，具备从最基本的做起的核心竞争能力，最大限度满足用户的需求。在设计研发方面的理念就是“不断地推出满足用户需求的好产品”。

基于CORBA的网络管理技术

CORBA(Common Object Request Broker Architecture)技术是一种与平台无关的分布式体系结构，由OMG(Object Management Group)提出，并已获得了广泛的应用。ORB(Object Request Broker)是CORBA系统的核心，它管理各对象间的通信和数据交换，通过允许用户装配来自不同厂商的构件对象来组成所需系统，实现分布式对象系统的互操作性。

CORBA体系具有结构灵活、应用方便的特点，适合于开发大型的面向对象的应用系统，尤其适合于开发分布式应用系统。该系统软件开发流程清楚，分工方便，模块的重用效率高，系统提供众多的服务，使系统开发管理方便，软件的维护管理也很方便。

CORBA是正在迅速发展的一种新技术，由于其与平台无关的特点，非常适合于网管系统的开发，近年来在网络管理领域内也得到了较多的应用，有着广阔的发展前景。

本发明基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统技术的提出，可以给目前现有复杂的接入网络提供非常清晰和可靠的演进思路，一方面实现了小颗粒度业务通过软调度方式快速实现与其他任意颗粒度通道交叉的方式，解决以64kbit/s颗粒度为主的PCM专网通道时隙利用率和PCM设备的冗余投资及运维难题。另一方面针对全颗粒度多业务接入方式带来的带宽和链路控制问题给出清晰的技术解决方案，提出了融合传统MSTP技术和传统ASON技术的新一代智能MSTP技术的演进方案，真正意义上实现了网络可持续发展的技术发展目标。在网络管理方面，提出了智能网络管理系统的概念，使得设备及网络管理的手段更加丰富和智能，层次化的告警机制使得网络更加安全，端到端链路通道的可视化管理不再是概念，而是现实。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、在SDH复用结构中，采用2048kbit/s支路的字节同步映射方式实现64kbit/s的多业务SDH全交叉；

S2、在基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统中引入自动交换光网络；

S3、将S1中获得的实现64kbit/s的多业务SDH全交叉方式与S2中引入自动交换光网络的基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统集成在智能网络管理系统中；

所述智能网络管理系统包括单板管理模块和主控软件模块，所述单板管理模块完成各单板的在位和状态管理，并向网管上报信息以及接受网管下发的命令并执行相关动作，所述主控软件模块运行与网管板上，管理、监视和控制网元中各单板的运行；

所述S1使用DXC4/1/0板实现，DXC4/1/0具有2016×2016VC12的交叉矩阵，每个业务槽位有二条独立的155Mb/s总线，所述二条独立的155M/s总线在SDXC板内进行无阻塞交叉；

网络管理者利用所述智能网络管理系统通过GUI图形界面操作使用网管的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和拓扑管理功能，相关的命令通过各自功能模块处理后，再统一通过接口发送到网元设备执行，同时相关命令的设备参数发送到数据库处理模块，在网管的数据库永久保存，供下次直接使用。

2.根据权利要求1所述的一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法，其特征在于，从网元上报或者查询的告警、性能数据及配置数据也通过接口发送到智能网络管理系统中的相关的功能模块进行处理，处理之后发送到GUI图形界面供用户浏览，同时发送到数据库处理模块，在数据库中永久保存相关数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入方法，其特征在于，所述智能网络管理系统中包括VCC通道、EB.Link全程链路监控管理协议和基于CORBA的网络管理技术三种通信方式。

4.一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入系统，其特征在于，所述系统包括：

数字SDH交叉接入模块，用于在SDH复用结构中，采用2048kbit/s支路的字节同步映射方式实现64kbit/s的多业务SDH全交叉；

全颗粒度带宽控制模块，用于在基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统中引入自动交换光网络；

智能网络管理模块，用于将实现64kbit/s的多业务SDH全交叉方式与引入自动交换光网络的基于MSTP技术的全颗粒度业务交叉系统集成在智能网络管理系统中；

所述智能网络管理系统包括单板管理模块和主控软件模块，所述单板管理模块完成各单板的在位和状态管理，并向网管上报信息以及接受网管下发的命令并执行相关动作，所述主控软件模块运行与网管板上，管理、监视和控制网元中各单板的运行；

所述SDH交叉接入模块使用DXC4/1/0板实现，DXC4/1/0具有2016×2016VC12的交叉矩阵，每个业务槽位有二条独立的155Mb/s总线，所述二条独立的155M/s总线在SDXC板内进行无阻塞交叉；

网络管理者利用所述智能网络管理系统通过GUI图形界面操作使用网管的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理和拓扑管理功能，相关的命令通过各自功能模块处理后，再统一通过接口发送到网元设备执行，同时相关命令的设备参数发送到数据库处理模块，在网管的数据库永久保存，供下次直接使用。

5.根据权利要求4所述的一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入系统，其特征在于，从网元上报或者查询的告警、性能数据及配置数据也通过接口发送到智能网络管理系统中的相关的功能模块进行处理，处理之后发送到GUI图形界面供用户浏览，同时发送到数据库处理模块，在数据库中永久保存相关数据。

6.根据权利要求5所述的一种基于SDH和MSTP技术的多业务全颗粒度交叉智能接入系统，其特征在于，所述智能网络管理系统中包括VCC通道、EB.Link全程链路监控管理协议和基于CORBA的网络管理技术三种通信方式。