CN108462601B - 应用于光传输网络的多保护组倒换方法、装置及网元设备 - Google Patents

Abstract

本发明的应用于光传输网络的多保护组倒换方法、装置及网元设备，在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；生成一中断消息，以批量上报倒换触发信息给保护状态机；根据业务流信息确定可能被各倒换触发情况影响的一或多个相关保护组，并根据各倒换触发信息生成对应的各个倒换触发条件；保护状态机分别查询与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各相关保护组的保护倒换操作进行统一配置；本发明能有效提升倒换性能，也能灵活适用于各种网络拓扑结构。

Description

应用于光传输网络的多保护组倒换方法、装置及网元设备

技术领域

本发明涉及光传输网技术一种，特别是涉及应用于光传输网络的多保护组倒换方法、装置及网元设备。

背景技术

光传输网(Optical Transport Network，OTN)广泛应用于骨干传送网，它基于波分复用技术，完全向后兼容，可以和现网中的光同步数字传输网(SDH)和波分复用(WDM)设备融合，提供大颗粒度的复用、交叉和配置，显著提升传输网对高带宽数据的适配和传送效率。同时OTN设备还提供了灵活的基于电层和光层的业务保护功能，如基于光通路数据单元(ODUk)层的子网连接保护(SNCP)和共享环网保护等，支持业务保护功能的光传输设备可以在网络发生故障(比如断光纤或信号误码)时把业务切换至备用通道上，提供业务自动恢复能力。

承载了数十Gbit/s甚至Tbit/s的速率的OTN网络一旦光纤毁坏将中断大量的业务，所以我们必须要提高光传输网络的生存能力，网络生存能力的一个衡量指标就是倒换性能，一般业界规定业务恢复时间(所有保护倒换相关的APS字节交互，每个节点的保护倒换动作的完成)必须小于50毫秒，这样保证用户在通话中不会感到任何保护倒换的影响。

在实际网络环境中，往往出现一个线路故障会影响到多个保护组并引起这些保护组批量进行保护倒换操作的情况，这些保护组的保护倒换处理通常都是串行执行，其保护倒换耗时随着保护组的个数的增加呈线性增长，当网元设备节点配置的保护组较多的情况下，保护倒换总耗时将较长，很难满足业务恢复时间小于50毫秒的要求。国际电信联盟通信标准化组织(ITU-T)因此规定了组群保护，其优点是可以将多个保护组简化为一个服务层上的组群保护组，把这几个保护组作为一个整体进行统一的非独立的保护倒换，这样可以满足倒换时间小于50毫秒的业界标准。组群保护可以解决如图1所示基于线形网络拓扑结构的多组保护倒换性能问题，但对于像图2这种环网结构，各业务分别在不同网元设备上下，组群保护机制就无法对这些业务作为一个整体进行统一保护倒换，比如图2中的业务1从网元设备A到网元设备B，业务2从网元设备A到网元设备C，当网元设备B、C之间的光纤断裂，业务1不需要倒换而业务2需要倒换，因此必须采用独立的保护状态机来分别保护这两条业务。

因此，如何找到一种提高光传输网多组保护倒换性能的方法和设备，已成为业界亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供应用于光传输网络的多保护组倒换方法、装置及网元设备，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于光传输网络的多保护组倒换方法，应用于作为本地网元的光通信设备，所述方法包括：在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；生成一中断消息，以批量上报所述至少一倒换触发信息分别发给各保护组分别对应的保护状态机；通过各所述保护状态机来根据所接收的倒换触发信息相关的业务流信息确定可能被各倒换触发情况影响的一或多个相关保护组，并根据各所述倒换触发信息生成对应的各个倒换触发条件；与所述相关保护组对应的保护状态机分别在一或多张预存表中查询：与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

于本发明的一实施例中，所述在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息，包括：启动轮询任务；在轮询任务中定时刷新并记录当前倒换触发信息；将当前倒换触发信息与刷新前的倒换触发信息进行比较；如果比较不同则返回执行上述定时刷新步骤、及比较步骤；如果比较内容相同，则停止所述轮询任务并获得已记录的各个倒换触发信息。

于本发明的一实施例中，所述可能被各所述倒换触发情况影响的一或多个相关保护组的确定方式，包括：判断所述业务流信息与预先配置的各所述相关保护组的保护组信息是否相关；若所述业务流信息与各所述保护组信息均不相关，则丢弃所述业务流信息；若所述业务流信息与其中的保护组信息相关，则确定该保护组为可能被触发条件影响的相关保护组。

于本发明的一实施例中，所述业务流信息包括：该业务流所属板卡信息、业务流所属接口端口信息、业务占用所述接口端口的业务容量和时隙信息；所述保护组信息包括：保护组标示号、该保护组在本网元设备所占用的工作通道和保护通道的板卡信息、接口端口信息、及业务容量和时隙信息；

于本发明的一实施例中，所述倒换触发条件的类型包括：信号故障和/或信号劣化。

于本发明的一实施例中，与所述相关保护组对应的保护状态机分别在一或多张预存表中查询：与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果，包括：在预存有输入条件及与其关联的自动保护倒换协议运算结果的一或多张表中，将所述倒换触发信息与所述表中的输入条件进行匹配；在匹配时，获得相关联的自动保护倒换协议运算结果。

于本发明的一实施例中，每个相关保护组的自动保护倒换协议运算结果的查询是独立并行的。

于本发明的一实施例中，所述自动保护倒换协议运算结果，包括：保护组的保护倒换状态的信息；用于发向对端网元设备的代表本网元设备APS协议状态发生更新的发送APS字节；对受故障影响的业务需进行的保护倒换操作的操作信息。

于本发明的一实施例中，所述通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置，包括：提供批量配置起始接口及批量配置结束接口；所述保护状态机调用所述批量配置起始接口，以将关于各所述保护倒换操作的操作信息全部配置至可下发状态；统一下发所有配置信息，以对各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

于本发明的一实施例中，所述方法还包括：通过查询到的自动保护倒换协议运算结果来更新本网元设备的发送APS字节及业务保护倒换操作的信息；传输更新后的发送APS字节至对端网元设备，以令其跟随进行相应的保护倒换操作。

于本发明的一实施例中，所述倒换触发信息包括：故障状态信息和/或发生变化的APS字节信息。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于光传输网络的多保护组倒换装置，应用于作为本地网元的光通信设备，包括：光信号处理模块，其与一个或多个网元设备相连以组成线形或环光传输网络并收发业务流，用于在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；生成一中断消息，以批量上报所述至少一倒换触发信息分别发给各保护组分别对应的保护状态机模块；所述保护状态机模块，连接所述光信号处理模块，用于根据业务流信息确定可能被各所述倒换触发信息影响的一或多个相关保护组；并且分别查询与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；交叉保护倒换模块，连接所述保护状态机模块及光信号处理模块，用于通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

于本发明的一实施例中，所述光信号处理模块包括：相连的光传输模块和业务处理模块；所述光传输模块，用于将接收到的光信号转换成电信号；所述业务处理模块，用于从所述电信号里分离出业务数据和开销字节，将所述开销字节中的倒换触发信息通过中断消息传入所述保护状态机模块，并将业务数据发送至交叉保护倒换模块中的业务交叉矩阵进行交换。

于本发明的一实施例中，所述保护状态机模块，用于通过查询到的自动保护倒换协议运算结果来更新本网元设备的发送APS字节及业务保护倒换操作的信息；所述光信号处理模块，用于传输更新后的发送APS字节至对端网元设备，以令其跟随进行相应的保护倒换操作。

于本发明的一实施例中，所述交叉保护倒换模块包括：交叉配置芯片和业务交叉矩阵；所述保护状态机模块，用于提供批量配置起始接口及批量配置结束接口；并用于通过所述批量配置起始接口将各相关保护组的保护倒换操作的操作信息顺序下发到所述交叉配置芯片的寄存器中；还用于调用所述批量配置结束接口下发指令到寄存器完成封装，统一下发所有该操作信息到所述业务交叉矩阵并全部生效。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种网元设备，应用所述的方法。

如上所述，本发明的应用于光传输网络的多保护组倒换方法、装置及网元设备，通过在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；生成一中断消息，以批量上报所述至少一个倒换触发信息分别发给各保护组分别对应的保护状态机；通过各所述保护状态机来根据所接收的倒换触发信息相关的业务流信息确定可能被各倒换触发情况影响的一或多个相关保护组，并根据各所述倒换触发信息生成对应的各个倒换触发条件；与所述相关保护组对应的保护状态机分别在一或多张预存表中查询：与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

本发明技术方案的优点在于：

1)提高倒换性能，本发明提供的提高多组保护倒换性能的方法和设备，在检测到多条能够触发保护倒换的故障或接收APS字节变化时，能将通常多个保护组批量倒换时需要执行的串行操作并行化，只需要一次中断上报、一次自动保护倒换协议运算和一次倒换操作即可完成批量倒换，大大减少了多组保护倒换引起的业务中断时间，提高了保护倒换性能。

2)设置灵活，适用性广，本发明提供的提高多组保护倒换性能的方法和设备，不同于协议规定的组群保护，不需要提前设置组群保护组及服务层信息，能在不影响各个保护组的独立保护的前提下，实现了批量倒换，而不是固定于服务层的统一保护倒换，最大地提供了配置的灵活性，适用于各种拓扑，包括线形或者环网保护。

附图说明

图1显示为采用线形网络拓扑结构的光传输网的多组保护倒换方式的示意图。

图2显示为采用环形网络拓扑结构的光传输网的多组保护倒换方式的示意图。

图3显示为采用1+1双向非返回式的保护状态机倒换过程及各阶段花费时间示意图。

图4显示为本发明实施例中多保护组倒换方法的流程示意图。

图5显示为本发明实施例中步骤S401的具体流程示意图。

图6显示为APS字节结构的示意图。

图7显示为本发明实施例中用于根据本地请求与远端请求查询当前最高优先级请求的表的示意图。

图8显示为本发明实施例中用于根据最高优先级请求与APS字节查询倒换状态的表的示意图。

图9显示为本发明的实施例中网元设备的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本发明的技术方案是关于光传输网络(OTN)中的倒换性能提升的。

为此，需要分析保护倒换过程中所花费的时间在于的环节，图3显示了采用1+1双向非返回式的保护状态机倒换过程及各阶段花费时间：业务传输过程中出现线路故障，被接收端网元设备A检测到，通过中断信息报给网元设备A受影响的保护组的保护状态机，保护状态机完成自动保护倒换协议运算后发送新的APS字节给远端网元设备B，等待远端网元设备B的保护状态机自动保护倒换协议运算结束后回传APS字节，完成握手，两端保护状态机配置业务倒换交叉，下发指令给驱动程序，驱动程序收到配置后下发指令给业务芯片，配置生效。

整个业务保护倒换的过程可大致分为4个时间段，T1表示中断检测程序检测故障状态所需的时间，T2表示本网元设备保护状态机计算一次自动保护倒换协议所需的时间，T3表示本网元设备保护状态机计算完成，发送APS字节给远端保护状态机，并且等待远端保护状态机接收到后回传APS字节，完成握手所需的时间，T4表示保护状态机配置保护倒换交叉以及下发指令所需的时间。

由于保护状态机是按串行顺序计算保护倒换状态的，每次有线路故障发生都需要产生一次中断、计算一次自动保护倒换协议、等待一次握手，做一次保护倒换交叉配置。因此在如图2所示应用场景中，有多个低速端口的业务汇聚到一个高速端口，高速端口通过光纤连到其它网元设备，并且为每条低速端口业务建立了保护组的情况下，一根光纤出现线路故障就会引起多组低速业务保护组同时倒换，此时保护状态机的计算效率不高，因为每个保护组的倒换过程都要包括中断检测、协议计算、握手等待，交叉配置等步骤，都需要顺序进行，整个保护倒换过程所需时间为：

T＝n*(T1+T2+T3+T4)

式中n表示受线路故障影响的业务保护组的个数。可以看到整个倒换时间和同时倒换的保护组的个数呈线性关系，50ms内可以完成业务倒换的保护倒换组数不多，整体业务保护倒换吞吐量较低。所以需要对保护倒换过程进行优化，缩短多组业务同时进行保护倒换所需的时间，增加50ms内可做的业务保护倒换组数。

如图4所示，展示本发明实施例所提供的多保护组倒换方法的流程示意图。

所述多保护组倒换方法包括：

步骤S401：在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的一或多个新的倒换触发信息。

于本发明的一实施例中，所述倒换触发信息包括：故障状态信息和/或发生变化的APS字节信息，在接收到所述故障状态信息或接收到的APS字节发生变化，说明需要进行倒换。

如图5所示，展示步骤S401的具体轮询过程，其包括：

步骤S501，在检测到光纤链路、业务层出现故障或者从相应光传输网线路提取出的接收自动保护倒换协议(APS)字节发生变化，启动轮询任务(该轮询任务可以软件设置)；

步骤S502，在软件轮询任务中定时(例如每1毫秒刷新一次)刷新接收模块并记录下来当前的倒换触发信息(即故障状态信息和/或收到的APS字节)；

步骤S503，将本次刷新得到的倒换触发信息与上一次刷新的状态进行比较；如果比较内容不相同则返回步骤S502继续刷新；如果比较内容相同，例如，当前故障状态信息与刷新前故障状态信息一致，或者，当前APS字节与刷新前的APS字节一致等，则说明已经得到了当前所有产生“新”的倒换触发信息，不会再有“新”的倒换触发信息产生，遂执行步骤S504；

步骤S504，停止软件轮询任务。

可以看到通过上述优化算法，多组保护倒换过程的中断检测动作被压缩成一次中断检测到所有倒换触发信息，减少了中断处理的次数(从n次变成一次)和时间(从n*T1变成了T1)，从而完成T1时段的优化。

步骤S402：生成一中断消息，以批量上报所述至少一个倒换触发信息分别发给各保护组分别对应的保护状态机。

于本发明的一实施例中，所述中断消息包括与倒换触发信息相关的业务流信息，包括：已记录的各个新产生的故障状态信息和接收APS字节内容所属的业务流，包括该业务流所属板卡信息、业务流所属接口端口信息、业务占用所述接口端口的业务容量和时隙信息；在其它实施例中，所述业务流信息也可以包含在倒换触发信息中，或者由保护状态机另外查询获取，并非以本实施例为限。

于发明的一实施例中，每个所述保护组对应有一保护状态机，可分别独立进行各保护组的保护倒换相关数据的运算处理。

步骤S403：通过各所述保护状态机来根据所接收的倒换触发信息相关的业务流信息确定可能被各倒换触发情况影响的一或多个相关保护组，并根据各所述倒换触发信息生成对应的各个倒换触发条件。

于本发明的一实施例中，网元设备配置有保护组信息，所述保护组信息包括：保护组标示号、该保护组在本网元设备所占用的工作通道和保护通道的板卡信息、接口端口信息、及业务容量和时隙信息；保护状态机通过比对所述保护组信息及存在故障的业务流的业务流信息是否相关，就能确定会受到该倒换触发情况影响的保护组。

如果所述故障业务流和所有的保护组都不相关则丢弃所述故障业务流信息，如果有保护组与所述业务流信息相关，则确定该保护组为受影响的保护组；再根据光传输网络协议将业务流信息中的具体告警信息转换为保护组的触发条件，网元设备的工作端口和保护端口的状态可以分为：SF(信号故障)、SD(信号劣化)、NORMAL(信号正常)三种。其中，SF和SD对应故障状态，SF的告警有LOS、AIS、LOF、LOM、TTI，产生SD的告警有DEG，因此，由此生成的触发条件可分为信号故障类及信号劣化类。

步骤S404：所述保护状态机分别查询：与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果。

于本发明的一实施例中，当保护状态机获得同时产生的多组触发条件时，为了提高倒换性能，不是对所述多组保护组中的每个保护组依次进行自动保护倒换协议运算，而是采用查表法查找保护计算结果。

所述查表法就是将一些事先计算好的结果，即每个保护组在各种触发条件的组合输入条件下的自动保护倒换协议运算结果，存储在一或多张表中，当接收到上报的多组保护的触发条件信息时，将触发条件组合与所存表的输入条件进行比对，直接查到各保护组的保护倒换状态结果，在此过程中，各保护组的自动保护协议运算是并行而且独立的。

优选的，于本发明的一实施例中，所述表可以有一或多种，表的形式及查表方法可例如以下所示：

a)提供与本地网元设备的倒换触发条件比较的第一查找表，该第一查找表可以是以本地工作端口和保护端口的故障状态与外部命令为坐标的二维数组形式，按照协议规定顺序比较优先级，输出结果为本地最高优先级请求；

b)提供与本地网元和远端网元设备相关倒换触发条件比较的第二查找表，该第二查找表是以步骤a的输出本地最高优先级请求和来自远端网元的远端请求为坐标的二维数组，比较的标准和步骤a一样，如果本地请求和远端请求优先级一样，请求的通道号也一样，则以远端请求优先，输出的结果为状态机当前最高优先级请求；

c)提供状态机倒换结果的第三查找表：该第三查找表的输入条件为步骤b中查找第二查找表所输出的当前最高优先级请求、远端请求的通道号和本地请求的通道号，当两个请求的通道号相同则倒换至保护通道，否则倒换至工作通道；所述倒换结果即保护组应当要进入的状态；

d)类似于第三查找表的格式，再提供以第二查找表输出的当前最高优先级请求作为输入，并用于查询状态机桥接结果的第四查找表和查找发送APS字节的第五查找表；

e)根据步骤S403得到的倒换触发条件，查询与本地输入条件比较的第一查找表，得出本地最高优先级请求；再查询与本地和远端输入条件比较的第二查找表，得到当前最高优先级请求；再分别查找状态机桥接结果、倒换结果和发送APS字节的第三查找表、第四查找表和第五查找表，得到所有的输出结果。

更具体的，按照本发明的实施例，本网元设备的工作端口和保护端口的故障状态可以分为：SF(信号故障)、SD(信号劣化)、NORMAL(信号正常)三种。其中产生SF的告警有LOS、AIS、LOF、LOM、TTI，产生SD的告警有DEG。按照故障出现在工作端口还是保护端口上，组合起来有以下5种线路故障：

SF_P(保护端口信号故障)

SF_W(工作端口信号故障)

SD_P(保护端口信号劣化)

SD_W(工作端口信号劣化)

NORMAL(工作、保护端口信号正常)

按照本发明的实施例，本网元设备的外部命令按照优先级从高到低有7种：

CLEAR–清除命令

LP–保护锁定命令

FS_W–强制倒换到工作端口

FS_P–强制倒换到保护端口

MS_W–手动倒换到工作端口

MS_P–手动倒换到保护端口

EXER_P和EXER_W练习倒换命令(工作/保护端口)

按照协议规定，接收APS字节的结构如图6所示，使用ODUk开销中的APS/PCC字段的前三个字节来承载倒换请求、保护类型、要求提供的信号和桥接信号。

按照本发明的实施例，对端网元设备通过APS字节表示对端网元设备的状态分为以下三类(共15种)：

对端线路状况：有SF(工作/保护端口)、SD(工作/保护端口)四种

对端外部命令：LP、FS(工作/保护端口)、MS(工作/保护端口)、EXER(工作/保护端口)七种

对端MSP状态：WTR(故障清除计时)、DNR(不返回)、NR(无请求)、RR(回复请求)四种

以1+1双向保护状态机为例，利用图7中的表根据本地请求与远端请求查询保护组当前最高优先级请求，其中最上面一行为远端请求，最左边一列为本端请求。图7中表的内容就是保护组在各种本地请求和远端请求组合中当前最高优先级请求，如果带着

的符号，说明当前最高优先级请求是来自于远端网元设备的请求。

于本发明的一实施例中,图8展示用于根据最高优先级的请求(Highest REQUEST)以及接收到的APS字节来查询保护组状态的表，其中，保护组状态的类型有空闲(idle)、保护倒换(switched)、或待恢复(WTR)。

在图8所示表中，比较发送APS字节中的“要求提供信号(Requested Signal)”与接收APS字节的“桥接信号(Bridged Signal)”(见图6)，如果两者均为1则本网元设备从保护端口选收信号；若两者不一致或两者均为0，从工作端口选收信号。

以图3为例具体说明查表过程，对于网元A，当检测到工作通道有信号故障时，首先查其本地或在远端预存的如图7所示格式的表中数据，由于本地请求是SF_W，远端请求是NR，所以当前最高优先级请求是SF_W；再去查网元A本地或在远端预存的如图8所示格式的表中数据，当前最高优先级请求是本地的SF_W，远端请求信号是0，当前状态是Idle，所以当前倒换状态应该保持在Idle。

对于网元B，当检测到来自网元A的APS字节

查网元B本地或在远端预存的如图7所示格式的表中数据，由于本地请求是NR，所以当前最高优先级请求是

然后查网元B本地或在远端预存的如图8所示格式的表中数据，当前最高优先级请求是远端的

远端请求信号是1，当前状态是Idle，所以当前状态应该变成倒换状态(switched)。

当网元A检测到来自网元B的APS字节RR，查其如图7所示格式的表中数据，本地请求还是SF_W，所以当前最高优先级请求还是SF_W；查其如图8所示格式的表中数据，远端请求信号是1，当前状态是Idle，所以当前状态也应该变成倒换状态。

于本发明的一实施例中，通过查表后得到的自动保护倒换协议运算结果，包括：保护组的倒换结果；用于发向对端网元设备的代表本网元设备APS协议状态发生更新的发送APS字节；对受故障影响的业务需进行的保护倒换操作的操作信息。

可以看到通过上述优化算法，多组保护倒换过程的自动保护倒换协议计算被转换为利用中断消息批量上报的倒换触发信息来产生的多组触发条件来查表，因为协议计算结果都预先算好了并存储在表里，保护倒换时只需要花费一个固定的时间进行查表，这样就可以减少多组保护倒换协议计算的时间n*T2为该固定时间(例如T2)。

于本发明的一实施例中，在步骤S404的查询到自动保护倒换协议运算结果后，所述方法还可包括：通过查询到的自动保护倒换协议运算结果来更新本网元设备的发送APS字节及业务保护倒换操作的信息，然后参照图3的流程，传输更新后的发送APS字节至对端网元设备，以令其跟随进行相应的保护倒换操作。

步骤S405：通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

于本发明的一实施例中，T3时段和T4时段的优化方式类似，就是由网元设备的驱动程序提供批量配置接口，供保护状态机通过此接口对多组保护倒换操作进行统一配置。

具体的，建立批量配置接口起始和结束接口，各保护组的“对受故障影响的业务需进行的保护倒换操作的操作信息”顺序下发到网元设备的交叉配置芯片的寄存器中，即配置为可下发状态，但并没有下发，直到批量配置结束接口被调用后，下发指令到寄存器完成封装，一次性下发所有操作信息到保护组并全部生效。可以看到通过上述优化算法，多组保护倒换过程的APS字节发送以及保护倒换操作也被压缩成等待一次握手和做一次保护倒换交叉配置即可，减少了APS字节发送和交叉倒换配置的次数(从n次变成一次)；并且，由于同时配置寄存器的时间相对配置下发生效的时间很短，几乎可以忽略，因此，也减少了交叉倒换配置所消耗时间(从n*T3+n*T4变成了T3+T4)。

结合上述内容，可以看到本发明通过对保护倒换过程中各段耗时进行了优化，基本上能将多个保护组批量倒换时需要执行的串行操作并行化，整个保护倒换过程所需时间优化为：

T＝T1+T2+T3+T4；

也就达到了只需要一次中断上报、一次自动保护倒换协议运算和一次倒换操作即可完成批量倒换，大大减少了多组保护倒换引起的业务中断时间，提高了保护倒换性能。

对应于上述方法实施例，本发明实施例中应用于光传输网络的多保护组倒换装置，其包括：光信号处理模块，其与一个或多个网元设备相连以组成线形或环光传输网络并收发业务流，用于在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；生成一中断消息，以批量上报所述至少一倒换触发信息分别发给各保护组分别对应的保护状态机模块；所述保护状态机模块，连接所述光信号处理模块，用于根据所述业务流信息确定可能被各所述倒换触发信息影响的一或多个相关保护组；并且分别查询与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；交叉保护倒换模块，连接所述保护状态机模块及光信号处理模块，用于通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

于本发明的一实施例中，所述光信号处理模块包括：相连的光传输模块和业务处理模块；所述光传输模块，用于将接收到的光信号转换成电信号；所述业务处理模块，用于从所述电信号里分离出业务数据和开销字节，将所述开销字节中的倒换触发信息通过中断消息传入所述保护状态机模块，并将业务数据发送至交叉保护倒换模块中的业务交叉矩阵进行交换。

于本发明的一实施例中，所述保护状态机模块，用于通过查询到的自动保护倒换协议运算结果来更新本网元设备的发送APS字节及业务保护倒换操作的信息；所述光信号处理模块，用于传输更新后的发送APS字节至对端网元设备，以令其跟随进行相应的保护倒换操作。

于本发明的一实施例中，所述交叉保护倒换模块包括：交叉配置芯片和业务交叉矩阵；所述保护状态机模块，用于提供批量配置起始接口及批量配置结束接口；并用于通过所述批量配置起始接口将各相关保护组的保护倒换操作的操作信息顺序下发到所述交叉配置芯片的寄存器中；还用于调用所述批量配置结束接口下发指令到寄存器完成封装，统一下发所有该操作信息到所述业务交叉矩阵并全部生效。

需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，业务处理模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digitalsingnalprocessor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(FieldProgrammableGateArray，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

因此，上述装置实施例中的各模块可重新排列组合成其它模块，例如实施例所示。

如图9所示，展示本发明又一实施例中的网元设备，该网元设备可应用图4方法实施例中的各个步骤；所述网元设备包括多块板卡，包括：系统控制盘10、业务交叉盘20、工作线路接口盘30和保护线路接口盘40。

系统控制盘10包括：支持简单网络管理协议的SNMP客户端11、业务配置模块12和保护配置模块13；业务配置模块12与保护配置模块13连接。

业务交叉盘20包括：业务交叉矩阵21、交叉配置FPGA23和保护状态机22；业务交叉矩阵21与业务配置模块12连接，保护状态机22与保护配置模块13连接；保护状态机22与交叉配置FPGA23连接，交叉配置FPGA23与业务交叉矩阵21连接。

工作线路盘30包括：业务数据31、业务处理模块32、协议数据33和光传输模块34；业务数据31与业务交叉矩阵21连接；业务数据31与业务处理模块32连接；协议数据33分别连接业务处理模块32和保护状态机22；光传输模块34与业务处理模块32连接。

保护线路盘40包括：业务数据41、业务处理模块42、协议数据43和光传输模块44；业务数据41与业务交叉矩阵21连接；业务数据41与业务处理模块42连接；协议数据43分别连接业务处理模块42和保护状态机22；光传输模块44与业务处理模块42连接。

具体的，用户下发的本网元设备的配置通过SNMP报文传给系统控制盘上的业务配置模块12及保护配置模块13，业务配置模块12维护着本网元设备所有的业务交叉配置，保护配置13模块则维护着本网元设备所有光传输网络保护组配置信息。

在业务交叉盘20上有业务交叉矩阵21和保护状态机22，具体的业务交叉配置以及保护状态计算都是在这里完成。

光传输网业务通过光纤进入线路盘，以工作线路盘30为例，首先由光传输模块34进行光电转换，把光信号转换成电信号，然后由业务处理模块32从电信号里分离出业务数据和开销字节，协议数据33将自动保护倒换协议所需要的开销字节(包含故障状态信息和/或APS字节)通过APS硬件通道传入保护状态机进行保护计算，业务数据31将具体业务数据则进入业务交叉矩阵进行交换。

需说明的是，前述实施例中所述多保护组倒换装置中的各功能模块均能在图9实施例中找到对应实现，举例来说，所述工作线路盘30或40可实现前述装置实施例中光信号处理模块的功能，例如，业务处理模块32和光传输模块34组合实现所述光信号处理模块的功能(如图中虚框所示)，所述业务处理模块32相当于所述光信号处理模块中的业务处理模块，所述光传输模块34相当于所述光信号处理模块中的光传输模块；所述业务交叉盘20中的保护状态机22对应实现所述装置中的保护状态机模块的功能；所述业务交叉盘20中的业务交叉矩阵21及交叉配置FPGA23组合实现所述装置中交叉保护倒换模块的功能(如图中虚框所示)，其中，所述业务交叉矩阵21相当于装置中的业务交叉矩阵，所述交叉配置FPGA23相当于装置中的所述交叉配置芯片，其它诸如此类的等等，不一一列举。

综上所述，本发明的应用于光传输网络的多保护组倒换方法、装置及网元设备，通过在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；生成一中断消息，以批量上报所述至少一倒换触发信息分别发给各保护组分别对应的保护状态机；通过各所述保护状态机来根据所接收的倒换触发信息相关的业务流信息确定可能被各倒换触发情况影响的一或多个相关保护组，并根据各所述倒换触发信息生成对应的各个倒换触发条件；与所述相关保护组对应的保护状态机分别在一或多张预存表中查询：与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

本发明技术方案的优点在于：

1)提高倒换性能，本发明提供的提高多组保护倒换性能的方法和设备，在检测到多条能够触发保护倒换的故障或接收APS字节变化时，能将通常多个保护组批量倒换时需要执行的串行操作并行化，只需要一次中断上报、一次自动保护倒换协议运算和一次倒换操作即可完成批量倒换，大大减少了多组保护倒换引起的业务中断时间，提高了保护倒换性能。

2)设置灵活，适用性广，本发明提供的提高多组保护倒换性能的方法和设备，不同于协议规定的组群保护，不需要提前设置组群保护组及服务层信息，能在不影响各个保护组的独立保护的前提下，实现了批量倒换，而不是固定于服务层的统一保护倒换，最大地提供了配置的灵活性，适用于各种拓扑，包括线形或者环网保护。

本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种应用于光传输网络的多保护组倒换方法，其特征在于，应用于作为本地网元的光通信设备，所述方法包括：

在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；其中，启动轮询任务；在轮询任务中定时刷新并记录当前倒换触发信息；将当前倒换触发信息与刷新前的倒换触发信息进行比较；如果比较不同则返回执行上述定时刷新步骤、及比较步骤；如果比较内容相同，则停止所述轮询任务并获得已记录的各个倒换触发信息；

生成一中断消息，以批量上报所述至少一倒换触发信息分别给各保护组分别对应的保护状态机；

通过各所述保护状态机来根据所接收的倒换触发信息相关的业务流信息确定可能被各倒换触发情况影响的一或多个相关保护组，并根据各所述倒换触发信息生成对应的各个倒换触发条件；

与所述相关保护组对应的保护状态机分别在一或多张预存表中查询：与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；

通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

2.根据权利要求1所述的多保护组倒换方法，其特征在于，所述可能被各所述倒换触发情况影响的一或多个相关保护组的确定方式，包括：

判断所述业务流信息与预先配置的各所述相关保护组的保护组信息是否相关；

若所述业务流信息与各所述保护组信息均不相关，则丢弃所述业务流信息；

若所述业务流信息与其中的保护组信息相关，则确定该保护组为可能被触发条件影响的相关保护组。

3.根据权利要求2所述的多保护组倒换方法，其特征在于：

所述业务流信息包括：业务流所属板卡信息、业务流所属接口端口信息、业务占用接口端口的业务容量和时隙信息；

所述保护组信息包括：保护组标示号、该保护组在本网元设备所占用的工作通道和保护通道的板卡信息、接口端口信息、及业务容量和时隙信息。

4.根据权利要求1所述的多保护组倒换方法，其特征在于，所述倒换触发条件的类型包括：信号故障和/或信号劣化。

5.根据权利要求1所述的多保护组倒换方法，其特征在于，与所述相关保护组对应的保护状态机分别在一或多张预存表中查询：与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果，包括：

在预存有输入条件及与其关联的自动保护倒换协议运算结果的一或多张表中，将所述倒换触发信息与所述表中的输入条件进行匹配；

在匹配时，获得相关联的自动保护倒换协议运算结果。

6.根据权利要求1所述的多保护组倒换方法，其特征在于，每个相关保护组的自动保护倒换协议运算结果的查询是独立并行的。

7.根据权利要求1所述的多保护组倒换方法，其特征在于，所述自动保护倒换协议运算结果，包括：

保护组的保护倒换状态的信息；

用于发向对端网元设备的代表本网元设备APS协议状态发生更新的发送APS字节；

对受故障影响的业务需进行的保护倒换操作的操作信息。

8.根据权利要求7所述的多保护组倒换方法，其特征在于，所述通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置，包括：

提供批量配置起始接口及批量配置结束接口；

所述保护状态机调用所述批量配置起始接口，以将关于各所述保护倒换操作的操作信息全部配置至可下发状态；

统一下发所有配置信息，以对各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

9.根据权利要求7所述的多保护组倒换方法，其特征在于，还包括：

通过查询到的自动保护倒换协议运算结果来更新本网元设备的发送APS字节及业务保护倒换操作的信息；

传输更新后的发送APS字节至对端网元设备，以令其跟随进行相应的保护倒换操作。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的多保护组倒换方法，其特征在于，所述倒换触发信息包括：故障状态信息和/或发生变化的APS字节信息。

11.一种应用于光传输网络的多保护组倒换装置，其特征在于，应用于作为本地网元的光通信设备，包括：

光信号处理模块，其与一个或多个网元设备相连以组成线形或环光传输网络并收发业务流，用于在根据接收到的至少一倒换触发信息确定倒换触发情况时，轮询获取接收到的所有新的倒换触发信息；其中，启动轮询任务；在轮询任务中定时刷新并记录当前倒换触发信息；将当前倒换触发信息与刷新前的倒换触发信息进行比较；如果比较不同则返回执行上述定时刷新步骤、及比较步骤；如果比较内容相同，则停止所述轮询任务并获得已记录的各个倒换触发信息；生成一中断消息，以批量上报所述至少一倒换触发信息分别发给各保护组分别对应的保护状态机模块；

所述保护状态机模块，连接所述光信号处理模块，用于根据业务流信息确定可能被各所述倒换触发信息影响的一或多个相关保护组；并且分别查询与可能影响各该相关保护组的倒换触发条件预先关联的自动保护倒换协议运算结果；

交叉保护倒换模块，连接所述保护状态机模块及光信号处理模块，用于通过批量配置接口，以根据所查询的自动保护倒换协议运算结果将各所述相关保护组的保护倒换操作进行统一配置。

12.根据权利要求11所述的多保护组倒换装置，其特征在于，所述光信号处理模块包括：相连的光传输模块和业务处理模块；

所述光传输模块，用于将接收到的光信号转换成电信号；

所述业务处理模块，用于从所述电信号里分离出业务数据和开销字节，将所述开销字节中的倒换触发信息通过中断消息传入所述保护状态机模块，并将业务数据发送至交叉保护倒换模块中的业务交叉矩阵进行交换。

13.根据权利要求11所述的多保护组倒换装置，其特征在于：

所述保护状态机模块，用于通过查询到的自动保护倒换协议运算结果来更新本网元设备的发送APS字节及业务保护倒换操作的信息；

所述光信号处理模块，用于传输更新后的发送APS字节至对端网元设备，以令其跟随进行相应的保护倒换操作。

14.根据权利要求11所述的多保护组倒换装置，其特征在于，所述交叉保护倒换模块包括：交叉配置芯片和业务交叉矩阵；

所述保护状态机模块，用于提供批量配置起始接口及批量配置结束接口；并用于通过所述批量配置起始接口将各相关保护组的保护倒换操作的操作信息顺序下发到所述交叉配置芯片的寄存器中；还用于调用所述批量配置结束接口下发指令到寄存器完成封装，统一下发所有该操作信息到所述业务交叉矩阵并全部生效。

15.一种网元设备，其特征在于，应用如权利要求1至10中任一项所述的方法。

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