CN109787895A - 一种双归保护方法、接入节点、设备及通信网络 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双归保护方法、接入节点、设备及通信网络，涉及通信技术领域。双归保护方法包括：L1层的至少一个接入节点向L3层的主、备汇聚节点同步发送光携带L3层以太网业务的传送网OTN信号，以及从主或备汇聚节点接收OTN信号，主、备汇聚节点均为分组光传送网POTN设备；主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。本发明在L1层和L3层网络中，实现基于以太网报文中的IP地址进行寻址转发，以及双归保护倒换。

Description

一种双归保护方法、接入节点、设备及通信网络

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是涉及一种双归保护方法、接入节点、设备及通信网络。

背景技术

5G传输层网络组网将网络划分为接入层、汇聚层和核心层，其中，接入层设备为传统具备L1层能力的光传送网(Optical Transport Network，OTN)设备。在5G传输网络的演进中，由无线基站侧设备到核心网侧设备之间的业务，需要借助具备路由寻址能力的传输层设备实现，通过互联网协议(Internet Protocol，IP)路由寻址的方式实现业务的灵活调度。其中，传输层设备需要具备大容量、低时延、灵活的调度颗粒、业务隔离、网络生存能力强等性能，具备L3层的IP寻址能力，而且L1层故障和L3层故障具备联动倒换的能力，以提高网络生存性。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明实施例的目的在于提供一种双归保护方法、接入节点、设备及通信网络，在L1层和L3层网络中，实现基于以太网报文中的IP地址进行寻址转发，以及双归保护倒换。

第一方面，本发明实施例提供一种双归保护方法，其包括：

L1层的至少一个接入节点向L3层的主、备汇聚节点同步发送携带L3层以太网业务的光传送网OTN信号，以及从主或备汇聚节点接收OTN信号，主、备汇聚节点均为分组光传送网POTN设备；

主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

结合第一方面，在第一种可选的实现方式中，在所述POTN设备的L1线路侧和L3线路侧，建立光通路数据单元ODUk通道与分组虚拟实体PVE接口的一一对应关系，并进行ODUk通道告警与PVE接口的同步关联；

L1线路侧中PVE接口与L3线路侧中PVE接口之间基于互联网协议IP路由表进行路由转发；

所述主、备汇聚节点部署IP快速重路由，实现L3层以太网业务的保护功能。

结合第一方面，在第二种可选的实现方式中，所述保护状态消息包括映射在所述主、备汇聚节点之间ODUk通道中的自动保护倒换APS以太网报文；

APS以太网报文的净荷包括第一扩展APS开销，第一扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括所述接入节点的APS状态信息。

在第一方面的第二种可选的实现方式中，所述保护状态消息还包括所述接入节点与所述主、备汇聚节点交互的第二扩展APS开销和第三扩展APS开销，第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均是对APS开销的保留字节进行扩展得到的；

在第二扩展APS开销中，扩展后的保留字节包括对端汇聚节点的APS状态信息，所述主、备汇聚节点互为所述对端汇聚节点；

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括对端汇聚节点的APS状态信息。

在第一方面的第二种可选的实现方式中，所述主、备汇聚节点通过相连的链路交互所述APS以太网报文，以及所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第二扩展APS开销；或者，

当所述主、备汇聚节点之间的链路正常时，所述主、备汇聚节点通过该链路交互所述APS以太网报文，且所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第三扩展APS开销；当所述主、备汇聚节点之间的链路发生故障时，所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第二扩展APS开销；或者，

所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第二扩展APS开销。

结合第一方面，在第三种可选的实现方式中，当网络正常或者所述主、备汇聚节点之间的链路故障时，所述主汇聚节点完成L3层以太网业务的双向转发；

当所述主汇聚节点发生故障时，执行主备倒换；

当所述主汇聚节点与所述接入节点之间的链路故障时，在L1层到L3层的上行方向，所述备汇聚节点直接或者通过所述主汇聚节点转发L3层以太网业务；在L3层到L1层的下行方向，所述主汇聚节点通过所述备汇聚节点向所述接入节点转发L3层以太网业务。

第二方面，本发明实施例提供一种接入节点，其包括：

所述接入节点用于向两个汇聚节点同步发送携带有L3层以太网业务的OTN信号，以及从其中一个汇聚节点接收OTN信号；还用于与两个汇聚节点交互保护状态消息。

结合第二方面，在第一种可选的实现方式中，所述保护状态消息为第二扩展APS开销和第三扩展APS开销，第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均是对APS开销的保留字节进行扩展得到的；

在第二扩展APS开销中，扩展后的保留字节包括对端汇聚节点的APS状态信息，两个所述汇聚节点互为所述对端汇聚节点；

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括对端汇聚节点的APS状态信息。

第三方面，本发明实施例提供一种汇聚节点：

所述汇聚节点用于连接指定的汇聚节点并形成主备用关系，所述汇聚节点和指定的汇聚节点均为POTN设备；

所述汇聚节点还用于接收L1层的至少一个接入节点发送的携带L3层以太网业务的OTN信号；还用于与指定的汇聚节点和/或接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

结合第三方面，在第一种可选的实现方式中，所述POTN设备包括至少一个L1侧线路板、至少一个L3侧线路板，以及连接L1侧线路板、L3侧线路板的至少一个交叉板；

每个L1侧线路板和L3侧线路板上均设有线路控制单元，用于建立ODUk通道与PVE接口的一一对应关系，以及检测ODUk通道故障，并将ODUk通道告警发到交叉板；

交叉板中设有交叉控制单元和IP路由表，交叉控制单元用于在L1侧线路板的PVE接口与L3侧线路板PVE接口之间，基于互联网协议IP路由表进行路由转发。

在第三方面的第一种可选的实现方式中，所述保护状态消息包括映射在所述汇聚节点和指定的汇聚节点之间ODUk通道中的APS以太网报文；

APS以太网报文的净荷包括第一扩展APS开销，第一扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括所述接入节点的APS状态信息。

在第三方面的第二种可选的实现方式中，所述保护状态消息还包括从所述L1侧线路板接收的第二扩展APS开销和第三扩展APS开销，第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均是对APS开销的保留字节进行扩展得到的；

在第二扩展APS开销中，扩展后的保留字节包括所述指定的汇聚节点的APS状态信息，所述汇聚节点与指定的汇聚节点互为所述对端汇聚节点；

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括所述指定的汇聚节点的APS状态信息。

在第三方面的第三种可选的实现方式中，所述交叉板中还设有APS模块，所述L3侧线路板中还设有成帧模块；

APS模块用于组装所述APS以太网报文并发送到成帧模块，以及对从成帧模块接收的APS以太网报文进行解析；还用于对从所述第二扩展APS开销和第三扩展APS开销进行解析；

成帧模块用于在与所述指定的汇聚节点之间的ODUk通道中映射以及解复用所述APS以太网报文。

结合第三方面，在第二种可选的实现方式中，所述汇聚节点与所述指定的汇聚节点部署IP快速重路由，实现L3层以太网业务的保护功能。

结合第三方面，在第三种可选的实现方式中，所述汇聚节点的链路故障告警机制包括ODU_AIS、ODU_OCI、ODU_LCK、ODU_LOF、ODU_LOM、PM_AIS、PM_OCI、PM_LCK、PM_TIM和PM_SD中的一种或几种；

所述汇聚节点的节点故障检测机制包括BFD。

第四方面，本发明实施例提供一种通信网络，其包括L1层接入网和L3层汇聚网，所述L1层接入网包括至少一个接入节点，所述L3层汇聚网包括多个汇聚节点；

L1层的至少一个所述接入节点和L3层的主、备汇聚节点两两相连，所述接入节点用于向所述主、备汇聚节点同步发送携带L3层以太网业务的OTN信号，以及从所述主或备汇聚节点接收OTN信号；

所述主、备汇聚节点均为POTN设备，所述主、备汇聚节点用于通过相连的链路和/或所述接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

第五方面，本发明实施例提供一种POTN设备：

所述POTN设备包括至少一个L1侧线路板、至少一个L3侧线路板，以及连接L1侧线路板、L3侧线路板的至少一个交叉板；

每个L1侧线路板和每个L3侧线路板上均设有线路控制单元，用于建立ODUk通道与PVE接口的一一对应关系，以及检测ODUk通道故障，并将ODUk通道告警发到交叉板；

交叉板中设有交叉控制单元和IP路由表，交叉控制单元用于在L1侧线路板的PVE接口与L3侧线路板的PVE接口之间，基于IP路由表进行路由转发。

结合第五方面，在第一种可选的实现方式中，所述交叉板中还设有APS模块，所述L3侧线路板中还设有成帧模块；

APS模块用于组装APS以太网报文并发送到成帧模块，以及对从成帧模块接收的APS以太网报文进行解析；还用于对从所述L1侧线路板接收第二扩展APS开销进行解析；

成帧模块用于在ODUk通道中映射以及解复用APS以太网报文。

在第五方面的第一种可选的实现方式中，所述APS以太网报文的净荷包括第一扩展APS开销，第一扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括所述L1侧线路板所连接的L1层的接入节点的APS状态信息。

在第五方面的第二种可选的实现方式中，所述第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均是对APS开销的保留字节进行扩展得到的；

在第二扩展APS开销中，扩展后的保留字节包括所述L3侧线路板所连接的对端POTN设备的APS状态信息，其中，所述POTN设备与对端POTN设备形成主备用关系；

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括所述L3侧线路板所连接的对端POTN设备的APS状态信息。

与现有技术相比，本发明实施例双归保护方法通过L1层的至少一个接入节点向L3层的主、备汇聚节点同步发送光携带L3层以太网业务的OTN信号，以及从主或备汇聚节点接收OTN信号，主、备汇聚节点均为POTN设备；主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。在L1层和L3层网络中，实现基于以太网报文中的IP地址进行寻址转发以及双归保护倒换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例在5G承载网络的应用示意图；

图2A是本发明实施例中接入节点以及主、备汇聚节点两两相连形成双归保护，其中，主、备汇聚节点之间链路发生故障的示意图；

图2B是本发明实施例中接入节点以及主、备汇聚节点两两相连形成双归保护，其中，主汇聚节点发生故障的示意图；

图2C是本发明实施例中接入节点以及主、备汇聚节点两两相连形成双归保护，其中，主汇聚节点与接入节点之间链路发生故障的示意图；

图3是本发明实施例POTN设备的示意图；

图4是图3中POTN设备的交叉板和L3侧线路板的示意图。

图5是本发明实施例从L1层到L3层方向双归保护方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

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。

本发明实施例提供一种通信网络，包括L1层接入网和L3层汇聚网，其中，L1层接入网包括至少一个接入节点，每个接入节点可以是一个接入层设备，接入层设备可以为传统具备L1层能力的OTN设备。L3层汇聚网包括多个汇聚节点，每个汇聚节点可以是一个汇聚层设备。

本发明实施例中，L1层接入网和L3层汇聚网的双归保护通常由一个或多个接入节点，以及两个汇聚节点构成，其中，L1层的至少一个接入节点和L3层的两个汇聚节点两两相连，两个汇聚节点中的一个定义为主汇聚节点，另一个定义为备汇聚节点，主、备汇聚节点与每个相连的接入节点形成双归保护组。L1层的至少一个接入节点和L3层的两个汇聚节点两两之间通过链路相连，链路通常用于指代网络上的两个设备之间的连接。

本发明实施例中，L1层的至少一个接入节点向L3层的主、备汇聚节点同步发送光携带L3层以太网业务的传送网OTN信号，以及从主或备汇聚节点接收OTN信号，主、备汇聚节点均为分组光传送网(Packet Optical Transport Network，POTN)设备。

主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

在第一种实施方式中，无论主、备汇聚节点之间的链路为正常状态还是故障状态，主、备汇聚节点均通过相连的链路交互保护状态消息，除此以外，主、备汇聚节点还分别与接入节点交互保护状态消息。

在第二种实施方式中，当主、备汇聚节点之间的链路正常时，主、备汇聚节点通过该链路交互保护状态消息；当主、备汇聚节点之间的链路发生故障时，主、备汇聚节点通过接入节点交互保护状态消息。

在第三种实施方式中，无论主、备汇聚节点之间的链路为正常状态还是故障状态，主、备汇聚节点均分别与接入节点交互保护状态消息。

主汇聚节点用于在接入节点与L3层的其他汇聚节点之间，基于OTN信号承载的L3层的以太网业务的IP地址进行双向转发，其中，对收到的携带有L3层以太网业务的OTN信号进行解映射，从光通路传送单元(Optical Channel Transport Unit，OTU)的光通路数据单元(Optical Channel Data Unit-k，ODUk)通道中，得到L3层以太网业务，并基于其IP地址转发给其他汇聚节点。主汇聚节点用于将从其他汇聚节点接收到的L3层以太网业务映射到ODUk通道，并封装到OTU中，通过L1层传输到接入节点。

以5G承载网络为例，图1所示为5G承载网络的示意图，其中，5G承载网络包括L1层接入网和L3层汇聚网，OTN设备1，……，OTN设备N均为接入节点，接入节点之间可以相连，也可以不连接，根据实际情况确定，N为正整数，N≥1。汇聚节点1为主汇聚节点，汇聚节点2为备汇聚节点，汇聚节点1和汇聚节点2均为POTN设备，可以同时对N个接入节点进行双归保护。

主、备汇聚节点均为POTN设备，POTN设备天然具备大容量、低时延、灵活的调度颗粒、业务隔离、网络生存能力强等性能，因此，在5G传输层网络中引入POTN的技术，实现在L1层和L3层网络中，基于以太网报文中的IP地址的寻址转发以及双归保护倒换，有利于5G技术的演进和发展。

在5G承载层网络中，在汇聚节点具备L3层能力的POTN设备和接入节点具备L1层能力的OTN设备之间，当2个汇聚节点中一台POTN设备故障时，另外一台POTN设备进行业务转发，满足电信级倒换的时间要求。

传统的POTN设备支持从L0～L2层的业务传输与调度，在5G传输网络的演进中，需要在汇聚层设备中引入具备L3层能力的POTN设备，要求POTN设备具备L3层的IP寻址能力，而且L1层故障和L3层故障具备联动倒换的能力，以提高网络生存性。

本发明实施例中，在POTN设备的L1线路侧和L3线路侧，建立ODUk通道与分组虚拟实体(Packet Virtual Entity，PVE)接口的一一对应关系，并进行ODUk通道告警与PVE接口的同步关联，其中，PVE接口是虚拟以太网接口。

L1线路侧中PVE接口与L3线路侧中PVE接口之间基于IP路由表进行路由转发。

主、备汇聚节点部署IP快速重路由，实现L3层以太网业务的保护功能。

POTN设备的具体说明参见后文。

从L1层到L3层方向，主汇聚节点接收来自接入节点的OTN信号，从其中ODUk帧净荷中将L1层业务解映射后，得到L3层以太网业务报文，该L3层以太网业务报文基于IP地址进行路由查找并继续报文转发，将该报文作为数据净荷封装为ODUk帧结构后，发送到L3层的其他汇聚节点。其中，主汇聚节点通过IP路由表维护L1侧的ODUk通道与L3侧的ODUk通道交叉信息。从L3层到L1层方向的转发与上述过程相反，此处不再赘述。其中，主用工作路径包括接入节点、主汇聚节点以及L3层的其他汇聚节点，备用工作路径包括接入节点、备汇聚节点以及L3层的其他汇聚节点。

主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息，保护状态消息携带每个汇聚节点的状态信息以及链路信息。用于同步主、备汇聚节点关于主用工作路径的状态和备用工作路径的状态，使主、备汇聚节点根据主用工作路径的状态和备用工作路径的状态，确定使用主用工作路径或备用工作路径来传输业务报文。

本发明实施例中，保护状态消息包括自动保护倒换(Automatic ProtectionSwitching，APS)以太网报文、第二扩展APS开销和第三扩展APS开销。APS以太网报文映射在主、备汇聚节点之间的ODUk通道中，第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均位于接入节点与主、备汇聚节点交互的OTN帧开销中。

对于每个接入节点，APS以太网报文的净荷都包括第一扩展APS开销，第一扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括接入节点的APS状态信息。例如，扩展后的保留字节包括保护类型字段，保护类型字段表示是否具有PO联动保护。

还是以图1为例，对于N个接入节点，则APS以太网报文包括N个第一扩展APS开销，N为正整数，N≥1。

APS以太网报文用于同步该汇聚节点与接入节点的APS信息，数据量与接入节点个数相关，若不能达到最短包长，则进行填充，形成完整的以太网报文。

接入节点与汇聚节点之间的第二APS开销既包括本链路的APS状态信息，还包括接入节点与备汇聚节点的APS状态信息。同样的，接入节点与备汇聚节点之间的第二APS开销既包括本链路的APS状态信息，还包括接入节点与主汇聚节点的APS状态信息，从而保证主、备汇聚节点可以正确决策。

第二扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括对端汇聚节点的APS状态信息，其中，主、备汇聚节点互为对端汇聚节点。

主汇聚节点与接入节点交互第二扩展APS开销时，备汇聚节点为对端汇聚节点；接入节点与备汇聚节点交互第二扩展APS开销时，主汇聚节点为对端汇聚节点。

优选的，第二扩展APS开销包括保护类型字段和PO联动状态字段，保护类型字段表示是否具有PO联动保护，PO联动状态字段表示PO联动保护为正常或者故障状态。

传统的APS开销只有4个字节，包括：请求/状态和保护类型、要求提供的信号、桥接信号和保护字节，主要用于交互两点之间的APS通信信息，而在5G网络组网的L1层双归保护中，需要交互包括接入节点、主汇聚节点和备汇聚节点的3个节点或3个以上节点的APS状态信息，此时APS通信通道带宽明显不够。

表一为第二扩展APS开销中扩展后的保留字节，其中，保护类型字段P表示是否具有PO联动保护，例如，保护类型字段P可以使用2个比特位，P＝00时，表示无PO联动保护，P＝01时，表示PO联动保护。PO联动状态字段L表示PO联动保护为正常或者故障状态，例如，PO联动状态字段L可以使用2个比特位，L＝00时，表示PO联动状态正常状态，L＝01时，表示PO联动状态故障状态。

表一：第二扩展APS开销中扩展后的保留字节

第三扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括对端汇聚节点的APS状态信息。

与上述第二扩展APS开销相比，第一扩展APS开销中扩展后的保留字节也包括保护类型字段P，与上述第二扩展APS开销中的保护类型字段含义相同，但是，第一扩展APS开销中不需要读取PO联动状态字段L。

第一扩展APS开销和第三扩展APS开销的内容可以相同。

主、备汇聚节点基于保护状态消息，确定网络是否正常以及是否发生节点和/或链路故障，从而确定L3层以太网业务的转发策略。

在第一种实施方式中，无论主、备汇聚节点之间的链路为正常状态还是故障状态，主、备汇聚节点均通过相连的链路交互APS以太网报文，除此以外，主、备汇聚节点还分别与接入节点交互第二扩展APS开销。

例如，在接入节点与主汇聚节点之间的第二扩展APS开销中，除了接入节点与主汇聚节点之间的APS状态信息和本地节点的APS状态信息，扩展后的保留字节包括备汇聚节点的APS状态信息。其中，接入节点向主汇聚节点发送第二扩展APS开销时，接入节点为本地节点。主汇聚节点向接入节点发送第二扩展APS开销时，主汇聚节点为本地节点。

在第二种实施方式中，当主、备汇聚节点之间的链路正常时，主、备汇聚节点通过该链路交互APS以太网报文，此时，主、备汇聚节点分别与接入节点交互第三扩展APS开销。当主、备汇聚节点之间的链路发生故障时，主、备汇聚节点分别与接入节点交互第二扩展APS开销。

在第三种实施方式中，无论主、备汇聚节点之间的链路为正常状态还是故障状态，主、备汇聚节点分别与接入节点交互第二扩展APS开销。

当网络正常时，即没有节点和链路故障，在L1层到L3层的上行方向，主汇聚节点从接入节点接收L3层以太网业务，并转发给其他汇聚节点。在L3层到L1层的下行方向，主汇聚节点从其他汇聚节点接收L3层以太网业务，并转发给接入节点。主汇聚节点与接入节点之间直接进行L3层以太网业务的双向转发。

当主、备汇聚节点之间的链路发生故障时，主汇聚节点与接入节点之间直接进行L3层以太网业务的双向转发。

当主汇聚节点发生故障时，执行主备倒换，备汇聚节点转为主汇聚节点。

当主汇聚节点与接入节点之间的链路发生故障时，在L1层到L3层的上行方向，备汇聚节点直接或者通过主汇聚节点转发L3层以太网业务。在L3层到L1层的下行方向，主汇聚节点通过备汇聚节点向接入节点转发L3层以太网业务。

以一个L1层的接入节点与L3层的主、备汇聚节点形成的双归保护组为例，如图2A所示，接入节点1、汇聚节点1和汇聚节点2两两相连，汇聚节点1为主汇聚节点，汇聚节点2为备汇聚节点。

主、备汇聚节点通过相连的链路互相发送APS以太网报文，APS以太网报文映射在主、备汇聚节点之间链路的ODUk通道中。将双归保护中所需的APS通信信息装载在OTN的业务净荷中进行传输，从而突破OTN开销通道的APS开销的字节数限制。

如图2A所示，当主、备汇聚节点之间链路发生故障时，主、备汇聚节点仍然与接入节点交互保护状态消息，该保护状态消息扩展APS开销。从而在汇聚节点之间链路故障时，能够获取对端汇聚节点工作状态，实现倒换状态的决策。避免主汇聚节点与备汇聚节点出现不定态，影响倒换决策。此时，主用工作路径正常，L1层和L3层均不进行主备倒换。主汇聚节点与接入节点之间直接进行L3层以太网业务的双向转发。

如图2B所示，当作为主汇聚节点的汇聚节点1发生故障时，在L3层中，主、备汇聚节点均无法通过相连的链路和接入节点交互保护状态消息，作为备汇聚节点的汇聚节点2没有收到保护状态消息时，执行主备倒换。此时，汇聚节点2转为主汇聚节点，在L1层和L3层网络中，实现基于以太网报文中的IP地址的双向转发。

如图2B所示，L3层中进行主备倒换后，在L1层中，接入节点1向汇聚节点1和汇聚节点2同步发送OTN信号，但是，汇聚节点1发生故障而无法收到或无法转发，汇聚节点2接收接入节点1发送的OTN信号，汇聚节点2转为主汇聚节点并向L3层进行转发，并且对从L3层的其他汇聚节点接收到的OTN信号进行解映射和映射，以基于其中的以太网业务的IP地址转发给接入节点1。因此，L1层和L3层都倒换到备用工作路径。

本发明实施例中，主、备汇聚节点之间通过相连的链路部署IP快速重路由(FastReroute，FRR)，对下行业务实现保护功能。

如图2C所示，当主汇聚节点与接入节点之间的链路发生故障时，在下行方向，主汇聚节点通过备汇聚节点向接入节点发送L3层以太网业务；在上行方向，备汇聚节点直接或者通过主汇聚节点转发L3层以太网业务。

因此，L1层出现故障时，L1层倒换到备用工作路径，但是L3层不倒换到备用工作路径。类似地，L3层出现故障时，不引起L1层的保护倒换操作，从而实现L1层和L3层的分域保护。

接入节点、主、备汇聚节点之间的链路故障告警机制包括ODU_AIS、ODU_OCI、ODU_LCK、ODU_LOF、ODU_LOM、PM_AIS、PM_OCI、PM_LCK、PM_TIM和PM_SD中的一种或几种，其中：

AIS：Alarm Indication Signal(告警指示信号)

OCI:Open Connection Indication(开放连接指示)

LCK:Lock(锁定)

LOF:Los Of Frame(帧丢失)

LOM：Los Of Multiframe(复帧丢失)

PM：Path Monitor(通道监测)

TIM：Trace Indication Mismatch(踪迹标识)

SD：Signal Degraded(信号劣化)。

汇聚节点的节点故障检测机制包括双向转发检测机制(BidirectionalForwarding Detection，BFD)。

本发明实施例中，汇聚节点与接入节点之间的链路故障可以采用OTN电层双归保护机制进行处理。接入节点与主、备汇聚节点通过第二扩展APS开销互相传递链路切换指示信息，并根据此信息进行双向倒换同步，倒换时间满足电信级要求，例如倒换时间满足200ms。

接入节点用于完成业务报文的接入，并将接入的业务报文封装成ODUk后发送至汇聚节点。故汇聚设备在接收到接入节点发送的L1层业务报文后，需要对L1层业务报文中的净荷进行解复用，然后基于得到的IP地址进行寻址转发。

本发明实施例中，对于一个汇聚节点来说，汇聚节点用于连接指定的汇聚节点并形成主备用关系，汇聚节点和指定的汇聚节点均为POTN设备。

汇聚节点还用于接收L1层的至少一个接入节点发送的携带L3层以太网业务的OTN信号；还用于与指定的汇聚节点和/或接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

汇聚节点与指定的汇聚节点通过相连的链路部署IP快速重路由，对向接入节点发送的业务进行保护。

本发明实施例能够将POTN设备部署到城域组网环境中，满足移动回传网、宽带接入网、高品质专线网络的统一承载。通过OTN与POTN双归保护倒换的应用，极大提高了网络的生存性和保护能力。能够将L1层网络和L3层网络进行融合，将传输层网络设备归一，实现网络的简洁部署。

本发明实施例提供一种POTN设备，POTN设备包括至少一个L1侧线路板、至少一个L3侧线路板，以及连接L1侧线路板、L3侧线路板的至少一个交叉板。

参见图3所示的POTN设备，为了便于说明，图3仅显示出一个L1侧线路板100a、一个L3侧线路板100b，以及连接L1侧线路板100a、L3侧线路板100b的一个交叉板200，其中，线路板100a连接接入节点，用于收发L1层的OTN信号，线路板100b连接L3层的其他汇聚设备，用于收发L3层的OTN信号。交叉板200用于连接L1侧线路板100a和L3侧线路板100b。

在上行方向，线路板100a为入口线路板，线路板100b为出口线路板。在下行方向，线路板100a为出口线路板，线路板100b为入口线路板。

每个L1侧线路板100a和每个L3侧线路板100b上均设有线路控制单元(图3中未示出)，用于建立ODUk通道与PVE接口的一一对应关系，每个ODUk通道对映一个PVE接口，维护ODUk通道与PVE接口的绑定关系。线路控制单元还用于检测ODUk通道故障，并将ODUk通道告警发送到交叉板200。

交叉板中200设有交叉控制单元和IP路由表(图3中未示出)，交叉控制单元用于在L1侧线路板的PVE接口和L3侧线路板的PVE接口之间，基于IP路由表进行路由转发。

当ODUk通道检测到告警后，与ODUk通道一一对应的PVE接口同步关联检测到的ODUk通道的告警，交叉盘200在进行基于报文IP地址进行查找后，当检测到出接口为该PVE接口的状态为告警态时，通过IP FRR，查找其它状态为正常的PVE出接口，实现L3到L1层业务寻址的动态切换。

图4所示为图3中的交叉板200和L3侧线路板100b，交叉板200中还设有APS模块201，L3侧线路板100b中还设有成帧模块(Framer)101，例如成帧模块101可以是成帧芯片。

APS模块201用于组装APS以太网报文并发送到成帧模块101，以及对从成帧模块101接收的APS以太网报文进行解析。还用于对从L1侧线路板接收的第二扩展APS开销和第三扩展APS开销进行解析。

成帧模块101用于在与指定的汇聚节点之间的ODUk通道中映射以及解复用APS以太网报文。例如，成帧模块101用于将APS以太网报文承载在ODUk通道中，并发送给指定的汇聚节点。

交叉板200的APS模块201组成一个APS以太网报文后，将该APS以太网报文发送给L3侧线路板100b的成帧模块101，并将其映射到OTU中一个ODUk的净荷后发送到线路上去。在反方向的传输中，当从线路上收到该ODUk后，L3侧线路板100b通过成帧模块101将该ODUk通道中APS净荷解复用后生成一个APS以太网报文，将该APS以太网报文发送给交叉盘200的APS模块201，由APS模块201接收并维护其状态信息。

APS以太网报文的净荷包括第一扩展APS开销，第一扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括L1侧线路板100a所连接的L1层接入节点的APS状态信息。

在第二扩展APS开销中，扩展后的保留字节包括L3侧线路板所连接的对端POTN设备的APS状态信息，其中，POTN设备与对端POTN设备形成主备用关系。

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括L3侧线路板所连接的对端POTN设备的APS状态信息。

本发明实施例还提供一种双归保护方法，参见图5所示，在L1层到L3层的上行方向，双归保护方法包括：

S100L1层的至少一个接入节点向L3层的主、备汇聚节点同步发送携带L3层以太网业务的OTN信号；以及主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息。

S200主、备汇聚节点基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

在步骤S200中，主、备汇聚节点基于保护状态消息，确定网络是否正常以及是否发生节点和/或链路故障，从而确定L3层以太网业务的转发策略。

步骤S200包括：

当网络正常时，即没有节点和链路故障，主汇聚节点从接入节点接收L3层以太网业务，并转发给其他汇聚节点。主汇聚节点接收接入节点发送的OTN信号，基于OTN信号承载的L3层以太网业务的IP地址转发给其他汇聚节点。

当主、备汇聚节点之间的链路发生故障时，如图2A所示，主汇聚节点从接入节点接收L3层以太网业务，并转发给其他汇聚节点。

当主汇聚节点发生故障时，如图2B所示，备汇聚节点执行主备倒换，转为主汇聚节点。

当主汇聚节点与接入节点之间的链路发生故障时，如图2C所示，备汇聚节点直接或者通过主汇聚节点转发L3层以太网业务。

在L3层到L1层的下行方向，双归保护方法包括：

S300主汇聚节点接收L3层其他汇聚节点发送的L3层以太网业务；以及主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息。

S400主、备汇聚节点基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

当网络正常，以及主、备汇聚节点之间的链路发生故障时，主汇聚节点向接入节点直接发送L3层以太网业务。

当主汇聚节点与接入节点之间的链路发生故障时，主汇聚节点通过备汇聚节点向接入节点发送L3层以太网业务。

当主汇聚节点发生故障时，执行主备倒换，备汇聚节点转为主汇聚节点。

根据IP路由表维护L1线路侧中PVE接口与L3线路侧中PVE接口之间的交叉连接。通过本发明实施例，接入层OTN设备通过L1层的ODUk1+1实现双发和选收动作，汇聚层通过L3层的重路由机制实现下行路径的保护切换，其中L1层的保护与L3层的保护处于不同的决策点，在接入节点的L1层与汇聚节点L3层之间，通过保护状态信息将各自的决策状态进行传递协商，同步L1层和L3层的倒换动作，实现上、下行业务的快速恢复。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DigitalSubscriber Line，DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够读取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，数字通用光盘(Digital Video Disc，DVD))或者半导体介质(例如，固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

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 (13)

1.一种双归保护方法，其特征在于，其包括：

L1层的至少一个接入节点向L3层的主、备汇聚节点同步发送携带L3层以太网业务的光传送网OTN信号，以及从主或备汇聚节点接收OTN信号，主、备汇聚节点均为分组光传送网POTN设备；

主、备汇聚节点通过相连的链路和/或接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

2.如权利要求1所述的双归保护方法，其特征在于：

在所述POTN设备的L1线路侧和L3线路侧，建立光通路数据单元ODUk通道与分组虚拟实体PVE接口的一一对应关系，并进行ODUk通道告警与PVE接口的同步关联；

L1线路侧中PVE接口与L3线路侧中PVE接口之间基于互联网协议IP路由表进行路由转发；

所述主、备汇聚节点部署IP快速重路由，实现L3层以太网业务的保护功能。

3.如权利要求1所述的双归保护方法，其特征在于：

所述保护状态消息包括映射在所述主、备汇聚节点之间ODUk通道中的自动保护倒换APS以太网报文；

APS以太网报文的净荷包括第一扩展APS开销，第一扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括所述接入节点的APS状态信息。

4.如权利要求3所述的双归保护方法，其特征在于：

所述保护状态消息还包括所述接入节点与所述主、备汇聚节点交互的第二扩展APS开销和第三扩展APS开销，第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均是对APS开销的保留字节进行扩展得到的；

在第二扩展APS开销中，扩展后的保留字节包括对端汇聚节点的APS状态信息，所述主、备汇聚节点互为所述对端汇聚节点；

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括对端汇聚节点的APS状态信息。

5.如权利要求4所述的双归保护方法，其特征在于：

所述主、备汇聚节点通过相连的链路交互所述APS以太网报文，以及所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第二扩展APS开销；或者，

当所述主、备汇聚节点之间的链路正常时，所述主、备汇聚节点通过该链路交互所述APS以太网报文，且所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第三扩展APS开销；当所述主、备汇聚节点之间的链路发生故障时，所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第二扩展APS开销；或者，

所述主、备汇聚节点分别与所述接入节点交互所述第二扩展APS开销。

6.如权利要求1所述的双归保护方法，其特征在于：

当网络正常或者所述主、备汇聚节点之间的链路故障时，所述主汇聚节点完成L3层以太网业务的双向转发；

当所述主汇聚节点发生故障时，执行主备倒换；

当所述主汇聚节点与所述接入节点之间的链路故障时，在L1层到L3层的上行方向，所述备汇聚节点直接或者通过所述主汇聚节点转发L3层以太网业务；在L3层到L1层的下行方向，所述主汇聚节点通过所述备汇聚节点向所述接入节点转发L3层以太网业务。

7.一种接入节点，其特征在于，其包括：

所述接入节点用于向两个汇聚节点同步发送携带有L3层以太网业务的OTN信号，以及从其中一个汇聚节点接收OTN信号；还用于与两个汇聚节点交互保护状态消息。

8.如权利要求7所述的接入节点，其特征在于：

所述保护状态消息为第二扩展APS开销和第三扩展APS开销，第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均是对APS开销的保留字节进行扩展得到的；

在第二扩展APS开销中，，扩展后的保留字节包括对端汇聚节点的APS状态信息，两个所述汇聚节点互为所述对端汇聚节点；

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括对端汇聚节点的APS状态信息。

9.一种通信网络，其包括L1层接入网和L3层汇聚网，所述L1层接入网包括至少一个接入节点，所述L3层汇聚网包括多个汇聚节点，其特征在于：

L1层的至少一个所述接入节点和L3层的主、备汇聚节点两两相连，所述接入节点用于向所述主、备汇聚节点同步发送携带L3层以太网业务的OTN信号，以及从所述主或备汇聚节点接收OTN信号；

所述主、备汇聚节点均为POTN设备，所述主、备汇聚节点用于通过相连的链路和/或所述接入节点交互保护状态消息，并基于保护状态消息独立判决，完成L3层以太网业务转发。

10.一种POTN设备，其特征在于：

所述POTN设备包括至少一个L1侧线路板、至少一个L3侧线路板，以及连接L1侧线路板、L3侧线路板的至少一个交叉板；

每个L1侧线路板和每个L3侧线路板上均设有线路控制单元，用于建立ODUk通道与PVE接口的一一对应关系，以及检测ODUk通道故障，并将ODUk通道告警发到交叉板；

交叉板中设有交叉控制单元和IP路由表，交叉控制单元用于在L1侧线路板的PVE接口与L3侧线路板的PVE接口之间，基于IP路由表进行路由转发。

11.如权利要求10所述的POTN设备，其特征在于：

所述交叉板中还设有APS模块，所述L3侧线路板中还设有成帧模块；

APS模块用于组装APS以太网报文并发送到成帧模块，以及对从成帧模块接收的APS以太网报文进行解析；还用于对从所述L1侧线路板接收第二扩展APS开销和第三扩展APS开销进行解析；

成帧模块用于在ODUk通道中映射以及解复用APS以太网报文。

12.如权利要求11所述的POTN设备，其特征在于：

所述APS以太网报文的净荷包括第一扩展APS开销，第一扩展APS开销是对APS开销的保留字节进行扩展得到的，扩展后的保留字节包括所述L1侧线路板所连接的L1层的接入节点的APS状态信息。

13.如权利要求12所述的POTN设备，其特征在于：

所述第二扩展APS开销和第三扩展APS开销均是对APS开销的保留字节进行扩展得到的；

在第二扩展APS开销中，扩展后的保留字节包括所述L3侧线路板所连接的对端POTN设备的APS状态信息，其中，所述POTN设备与对端POTN设备形成主备用关系；

在第三扩展APS开销中，扩展后的保留字节不包括所述L3侧线路板所连接的对端POTN设备的APS状态信息。