CN108667690A

CN108667690A - 一种信号劣化的检测方法

Info

Publication number: CN108667690A
Application number: CN201810496454.0A
Authority: CN
Inventors: 朱哲
Original assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2018-05-22
Filing date: 2018-05-22
Publication date: 2018-10-16

Abstract

本发明公开了一种信号劣化的检测方法，涉及通信技术领域。信号劣化的检测方法包括以下步骤：检测每个检测窗口内发包端口的发送总包数；当发送总包数小于最低门限值时，从发包端口向外发送设定数量的测试报文；其中，最低门限值是达到信号劣化的检测精度的最小发送总包数，测试报文的数量不小于最低门限值。本发明能够适用于现有的各种网络，在不占用过多的系统内存资源和业务调度资源的情况下灵活、方便、高效地实施，在低成本条件下提高信号劣化的检测精度。

Description

一种信号劣化的检测方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是涉及一种信号劣化的检测方法。

背景技术

随着通信网络的发展，用户对网络服务质量越来越关心。当通讯链路中的信号发生劣化后，链路中的信号接收端会发现数据错误率和丢失率变高，影响到链路中运行的业务。出现信号劣化后，可以断定该链路出现故障。因此，运行商要求设备可以检测链路劣化情况，当劣化到达一定程度时，为保障业务正常运行，将业务从故障链路转移到备用的正常链路中，这样对业务就起到了保护的作用。

目前常用的一种链路信号劣化检测方式是使用操作、管理和维护信息(OperationAdministration and Maintenance，OAM)的连通性校验(Connection Verification，CV)帧或双向转发检测(Bidirectional Forwarding Detection，BFD)报文检测。由于这类信令报文的最小发包间隔为3.3毫秒(即每秒300个包)，如果采用20秒的检测窗口，用于计算丢包率的基数为300*20＝6000个，则计算出的链路的信号劣化检测精度为10^-3的量级。另一种链路信号劣化检测方式是通过检测业务报文本身的循环冗余校验(Cyclic RedundancyCheck,，CRC)得到丢包率。

对于上述两种检测方式来说，在检测窗口内，从本端设备的端口发送总包数很小时，对端设备互连口的接收总包数也很小，对端设备用于计算丢包率的基数过小，严重影响信号劣化的检测精度。在万兆端口已成为通信网络的主流端口的情况下，10^-3的检测精度已经不能满足需求了。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种信号劣化的检测方法，能够提高信号劣化的检测精度。

本发明提供一种信号劣化的检测方法，其包括以下步骤：

检测每个检测窗口内发包端口的发送总包数；

当发送总包数小于最低门限值时，从发包端口向外发送设定数量的测试报文；

其中，最低门限值是达到信号劣化的检测精度的最小发送总包数，测试报文的数量不小于最低门限值。

在上述技术方案的基础上，所述检测窗口根据所述检测精度和所述发包端口的速率确定。

在上述技术方案的基础上，所述测试报文为以太网报文，包长范围为64～1518字节，所述测试报文所占用的带宽计算公式为：其中，T为所述检测窗口，M为所述测试报文的数量，L为所述测试报文的包长。

在上述技术方案的基础上，所述测试报文的包长L为64字节。

在上述技术方案的基础上，所述测试报文的头部包括目标媒体接入控制DMAC字段、源媒体接入控制SMAC字段和以太网类型ETH-TYPE字段，且DMAC字段、SMAC字段和ETH-TYPE字段中填入用于识别所述测试报文的设定值。

在上述技术方案的基础上，所述检测精度为10^-N，所述最低门限值为10^N，其中，4≤N≤8。

在上述技术方案的基础上，所述测试报文的数量＝所述最低门限值。

在上述技术方案的基础上，所述方法还包括：

当所述发送总包数大于最高门限值时，停止从所述发包端口向外发送所述测试报文，最高门限值＝2*最低门限值。

在上述技术方案的基础上，所述方法还包括：

根据所述检测窗口内接收端口的收包总数和循环冗余校验CRC计数，计算丢包率；

根据所述丢包率和告警门限值，生成或取消信号劣化告警；

对收包进行解析，丢弃所述测试报文。

在上述技术方案的基础上，当所述丢包率X≥A时，生成所述信号劣化告警；

当所述丢包率X≤B时，取消所述信号劣化告警；

其中，A>B。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)当发送总包数小于最低门限值时，通过填补设定数量的测试报文，增加发包端口向外发送的发送总包数，达到信号劣化的检测精度。能够适用于现有的各种以太网网络，在不占用过多的系统内存资源和业务调度资源的情况下灵活、方便、高效地实施，在低成本条件下提高信号劣化的检测精度。

(2)检测窗口根据检测精度和发包端口的速率确定，方便用户在确保现有网络设备性能的同时，综合考虑检测窗口和测试报文的数量，来提高信号劣化的检测精度。

(3)测试报文所占用的带宽最小时，在信号劣化的检测过程中尽量占用比较少的带宽资源，进一步确保现有网络设备性能的情况下，实现高精度的信号劣化检测。

附图说明

图1是本发明第一实施例信号劣化的检测方法流程图；

图2是本发明第一实施例信号劣化的检测方法的应用示意图；

图3是本发明第五实施例信号劣化的检测方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1所示，本发明第一实施例提供一种信号劣化的检测方法，信号劣化的检测方法应用于以太网通信网络中，例如，在现有的分组光传送网络(Packet OpticalTransport Network，POTN)、分组传送网(Packet Transport Network，PTN)和无源光网络(Passive Optical Network，PON)等通信网络中，如图2所示的通信设备包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)和网络处理器(Network Processor，NP)，其中，CPU通过配置通道下发配置信息给NP，NP包括发送端和接收端，发送端发送信令报文、业务报文和测试报文，接收端接收信令报文、业务报文和测试报文。根据国际网络处理器会议(NetworkProcessors Conference)的定义：网络处理器是一种可编程器件，特定地应用于通信领域的各种任务，比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚和防火墙等。

在另一种实施方式中，本端设备从发送端向对端设备发送信令报文、业务报文和测试报文，对端设备的接收端接收信令报文、业务报文和测试报文。

在发送端，本信号劣化的检测方法包括以下步骤：

S110.在发包端口开启信号劣化检测，检测每个检测窗口内发包端口的发送总包数。从发包端口发出的发送包可以是信令报文和/或业务报文。

S120.判断发送总包数是否达到最低门限值时，若否，进入步骤S130；若是，返回步骤S110。

S130开启测试报文填补，从发包端口向外发送设定数量的测试报文。因此，在每个检测窗口内，发送包和测试报文均从发包端口向外发送。

发送包可以是信令报文和/或业务报文。具体的，如果使用OAM的连通性校验CV帧或BFD报文进行信号劣化检测时，在开启测试报文填补后，从发包端口向外发送的报文包括CV帧或BFD报文(信令报文)和测试报文。如果使用业务报文进行信号劣化检测时，在开启测试报文填补后，从发包端口向外发送的报文包括业务报文和测试报文。在通信网络运行中进行，信号劣化检测时，在开启测试报文填补后，从发包端口向外发送的报文包括信令报文、业务报文和测试报文。因此，本发明实施例能够适用于现有的信号劣化检测，具有灵活、方便、高效的特点，实现在低成本条件下提高信号劣化的检测精度。

检测精度根据不同通信网络的实际需要预先确定，例如，参见表一所示，发包端口的速率不同，相应的检测精度也不同。检测精度为10^-N，则最低门限值为10^N，其中，N为正整数，4≤N≤8。

为了达到该检测精度，在检测窗口T内发送总包数需要达到最低门限值。1s≤T≤20s，检测窗口T可以如表一所示根据检测精度和发包端口的速率确定。

表一：发包端口的速率、检测精度和检测窗口的推荐配置

端口速率	检测精度	检测窗口
			FE	10^-5	20s
GE	10^-6	20s
			10G	10^-6	5s
100G	10^-7	5s

如果仅仅通过延长检测窗口的方式来提高检测精度，例如从10^-3提高一个数量级达到10^-4，则检测窗口的时间也要增长10倍，即10^-4的检测精度必须采用200秒以上的检测窗口(即大约3到4分钟的检测时间)，这是现网不可接受的。本发明实施例方便用户在确保现有网络设备性能的同时，综合考虑检测窗口和测试报文的数量，来提高信号劣化的检测精度。

本信号劣化的检测方法能够适用于现有的各种网络，在不占用过多的系统内存资源和业务调度资源的情况下灵活、方便、高效地实施，在低成本条件下提高信号劣化的检测精度。

本发明第二实施例提供一种信号劣化的检测方法，信号劣化的检测方法应用于通信网络中，例如，在现有的通信网络中，如图2所示的通信设备包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)和网络处理器(Network Processor，NP)，其中，CPU通过配置通道下发配置信息给NP，NP包括发送端和接收端，发送端发送信令报文、业务报文和测试报文，接收端接收信令报文、业务报文和测试报文。根据国际网络处理器会议(Network ProcessorsConference)的定义：网络处理器是一种可编程器件，特定地应用于通信领域的各种任务，比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚和防火墙等。

在发送端，本信号劣化的检测方法包括以下步骤：

S110.在发包端口开启信号劣化检测，检测每个检测窗口内发包端口的发送总包数。

S130开启测试报文填补，从发包端口向外发送设定数量的测试报文。

检测窗口T可以如表一所示根据检测精度和发包端口的速率确定。

测试报文发包的速率为10^N/T帧/秒，测试报文为以太网报文，测试报文所占用的带宽计算公式为：其中，T为检测窗口，M为测试报文的数量，L为测试报文的包长。由于以太网报文的包长范围为64～1518字节，测试报文的包长范围也为64～1518字节，而为尽量减少测试报文对带宽的占用，测试报文的包长可为64字节，使得测试报文所占用的带宽最小。测试报文所占用的带宽计算公式为：其中，T为检测窗口，M为测试报文的数量，表二所示为对于不同的检测精度和检测窗口，测试报文的包长为64字节时所占用的带宽。

表二：发包端口的速率和测试报文所占用的带宽

测试报文所占用的带宽最小，在信号劣化的检测过程中尽量占用比较少的带宽资源，进一步确保现有网络设备性能的情况下，实现高精度的信号劣化检测。

本发明第三实施例提供一种信号劣化的检测方法，信号劣化的检测方法应用于通信网络中，例如，在现有的通信网络中，如图2所示的通信设备包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)和网络处理器(Network Processor，NP)，其中，CPU通过配置通道下发配置信息给NP，NP包括发送端和接收端，发送端发送业务报文和测试报文，接收端接收业务报文和测试报文。根据国际网络处理器会议(Network Processors Conference)的定义：网络处理器是一种可编程器件，特定地应用于通信领域的各种任务，比如包处理、协议分析、路由查找、声音/数据的汇聚和防火墙等。

在发送端，本信号劣化的检测方法包括以下步骤：

具体的，测试报文的头部包括目标媒体接入控制(Destination Media AccessControl，DMAC)字段、源媒体接入控制(Source Media Access Control，SMAC)字段和以太网类型ETH-TYPE字段，且DMAC字段、SMAC字段和ETH-TYPE字段中填入用于识别测试报文的设定值。测试报文的头部如表三所示。

表三：测试报文的头部的格式和取值

测试报文的头部的格式说明如下：

0～6字节Byte：DMAC字段，为全0。

7～11字节Byte：SMAC字段，为0x00：00：00：00：B5：88。

12～13字节Byte：ETH-TYPE字段，为0xDB和0xCA。

本发明第四实施例提供一种信号劣化的检测方法，在本发明第三实施例的基础上，测试报文的数量＝最低门限值，本信号劣化的检测方法还包括：当发送总包数大于最高门限值时，停止从发包端口向外发送测试报文，最高门限值＝2*最低门限值。

具体的，在开启测试报文填补的情况下，如果检测窗口内发送总包数大于10^N(正常业务报文)+10^N(填补的测试报文)＝2*10^N，则关闭测试报文填补。

在开启测试报文填补的情况下，本信号劣化的检测方法包括以下步骤：

S210检测每个检测窗口内发包端口的发送总包数。

S220判断发送总包数是否大于最高门限值，若是，进入步骤S230；若否，结束。

S230停止测试报文填补，即停止从发包端口向外发送测试报文。

本发明第五实施例提供一种信号劣化的检测方法，发送包是业务报文。告警门限值包括第一告警门限值A和第二告警门限值B，其中，A>B，且A＝a*10^-N，B＝b*10^-N，a>b。当丢包率X≥A时，生成信号劣化告警。当丢包率X≤B时，取消信号劣化告警。

参见图3所示，在接收端，本信号劣化的检测方法包括以下步骤：

S310根据检测窗口内接收端口的收包总数和CRC计数，计算丢包率。

CRC是一种根据网络数据包或电脑文件等数据产生简短固定位数校验码的一种散列函数，主要用来检测或校验数据传输或者保存后可能出现的错误，利用除法及余数的原理来作错误侦测。

在检测窗口内，总收包数为P*10^N(P≥1)，获取检测窗口内的CRC计数Q，则接收端口的丢包率为X＝Q/P*10^-N。

S320判断丢包率是否大于第一告警门限值，若是，进入步骤S330；若否，进入步骤S340。

S330生成信号劣化告警，进入步骤S370。

S340判断丢包率是否小于第二告警门限值，若是，进入步骤S350；若否，进入步骤S360。

S350取消信号劣化告警，进入步骤S370。

S360不动作，进入步骤S370。

S370对收包进行解析，丢弃测试报文，结束。

具体的，NP收包后，解析报文头部，匹配报文的DMAC、SMAC和ETH-TYPE字段的值为表三中定义的值，如果全部相同则认定为测试报文，直接丢弃；否则转为正常业务处理。

其中，步骤S320和S330可以同时进行，也可以先后进行，步骤S320和S330的执行顺序无限定。

本发明第六实施例提供一种信号劣化的检测方法，信号劣化的检测方法应用于以太网通信网络中，例如，在现有的PON、PTN和POTN通信网络中，如图2所示的通信设备包括中CPU和NP，其中，CPU通过配置通道下发配置信息给NP，NP包括发送端和接收端，发送端发送信令报文、业务报文和测试报文，接收端接收信令报文、业务报文和测试报文。

本信号劣化的检测方法包括以下步骤：

以发送包是业务报文为例，在开启测试报文填补的情况下，本信号劣化的检测方法还包括以下步骤：

S410NP在发包端口开启信号劣化检测，检测每个检测窗口内发包端口的发送总包数。

S420.判断发送总包数是否达到检测精度要求的最低门限值时，若是，进入步骤S430；若是，进入步骤S440。

S430停止测试报文填补，进入步骤S450。

S440开启测试报文填补，从发包端口向外发送设定数量的测试报文。

S450获取检测窗口内的接收端口收包总数和CRC计数，计算丢包率。

S460解析接收的报文并识别正常业务报文和测试报文，丢弃测试报文。

S470根据丢包率，生成或取消信号劣化告警。

其中，发包和收包可以同时进行，也可以先后进行，本发明实施例不限定发包和收包的顺序。另外，步骤S460和S470可以同时进行，也可以先后进行，本发明实施例不作限定。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

1.一种信号劣化的检测方法，其特征在于，其包括以下步骤：

检测每个检测窗口内发包端口的发送总包数；

2.如权利要求1所述的信号劣化的检测方法，其特征在于：所述检测窗口根据所述检测精度和所述发包端口的速率确定。

3.如权利要求1所述的信号劣化的检测方法，其特征在于：所述测试报文为以太网报文，包长范围为64～1518字节；

所述测试报文所占用的带宽计算公式为：其中，T为所述检测窗口，M为所述测试报文的数量，L为所述测试报文的包长。

4.如权利要求3所述的信号劣化的检测方法，其特征在于：所述测试报文的包长L为64字节。

5.如权利要求1所述的信号劣化的检测方法，其特征在于：所述测试报文的头部包括目标媒体接入控制DMAC字段、源媒体接入控制SMAC字段和以太网类型ETH-TYPE字段，且DMAC字段、SMAC字段和ETH-TYPE字段中填入用于识别所述测试报文的设定值。

6.如权利要求1所述的信号劣化的检测方法，其特征在于：所述检测精度为10^-N，所述最低门限值为10^N，其中，4≤N≤8。

7.如权利要求6所述的信号劣化的检测方法，其特征在于：所述测试报文的数量＝所述最低门限值。

8.如权利要求1所述的信号劣化的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

9.如权利要求1至8任一项所述的信号劣化的检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述丢包率和告警门限值，生成或取消信号劣化告警；

对收包进行解析，丢弃所述测试报文。

10.如权利要求9所述的信号劣化的检测方法，其特征在于：

当所述丢包率X≥A时，生成所述信号劣化告警；

当所述丢包率X≤B时，取消所述信号劣化告警；

其中，A>B。