CN112714461B - 一种dama卫星网络中心站保护倒换方法 - Google Patents

一种dama卫星网络中心站保护倒换方法 Download PDF

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Abstract

一种DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，包括步骤：active设备与backup设备相互发送心跳报文；active设备在检测到自身异常，且在未收到backup设备异常信息时，关闭自身发射通道，同时向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程；backup设备在自身正常，且收到active设备的倒换指示信息或者连续多次未收到active设备的心跳报文时，向active设备返回倒换响应，同时打开自身发射通道，完成倒换。在现有硬件架构不变，不增加硬件成本的情况下，解决存在保护倒换时间较长、可靠性差的问题，将主站的保护倒换的检测与决策处理下移到主站设备上，由主站设备之间自己来检测并决策倒换，可显著缩短主站保护倒换时间，提升保护倒换的可靠性。

Description

一种DAMA卫星网络中心站保护倒换方法
技术领域
本发明涉及卫星通信，尤其与一种DAMA卫星网络中心站保护倒换方法相关。
背景技术
DAMA（按需分配多路寻址）卫星网络系统组成示意图如图1所示，网络管理系统（NMS）主要负责管理平面相关功能，提供用户相关界面及接口，用于管理、配置、监控DAMA卫星网络系统中的相关网元；网络控制系统（NCS）主要负责控制平面，负责全网资源（建链、拆链）申请、释放、回收以及DAMA卫星网络系统中相关网元的接入职能，本质上是负责全网低层信令的管理。中心站（HUB，也称作：主站）、业务接收机（DTRU）、远端站（RCST）都属于DAMA卫星网络系统中的网元实体，HUB主要负责将本地交换机上来的用户侧业务调制后经空间链路发送到对应的远端站设备；同时HUB还是DTRU接收远端站发回业务的汇聚中心，所有DTRU接收的业务都会汇聚到HUB，并经本地交换机传输到用户侧。
NMS、NCS、HUB、DTRU通过管理交换机互连。同时HUB与DTRU通过业务交换机互连。HUB与RCST通过空间链路互连互通。用户设备通过本地交换机连接HUB，进而接入DAMA卫星网络系统进行业务交换，同时用户还可以通过NMS来管理使用DAMA卫星网络系统。
DAMA卫星通信系统中，主站作为整个卫星网络信令和业务汇聚的中心，其设备的稳定性、可靠性极为重要，一旦主站出现故障，轻则业务受影响，重则整个网络将面临瘫痪。因此非常有必要对主站设备进行主备保护倒换设计，当工作主站出现异常时，能及时倒换到备用主站工作，以保证卫星网络系统的正常工作。
现有DAMA系统中，考虑到软件架构，实现的简便性等原因，通常将主站的保护倒换的检测与决策处理放在NCS侧进行。由NCS检测主站的工作状态，当NCS收到工作主站上报的异常告警，或者NCS通过心跳机制检测到工作主站离线时，则NCS会发起倒换流程。倒换流程从检测出异常到业务链路完全恢复正常，如图2所示，通常由如下几个阶段组成：（1）异常检测；（2）将工作主站配置同步到备用主站 ；（3）关闭原工作主站发射通道，打开备用主站发射通道；（4）倒换后新工作主站的信号锁定。在目前的这种方式中，NCS需要与工作主站、备用主站多次信令交互才能完成保护倒换。交互次数越多，可靠性越低。在NCS繁忙、网络拥塞等情况下可能存在信令丢失，因而倒换的时间和倒换的可靠性很难保证，同时在现有DAMA系统中，在倒换阶段处理配置同步，虽然考虑了实现的简便性，但这样带来的问题就是保护倒换时间过长，主站配置越多，保护倒换时间相应越长。
发明内容
针对现有DAMA卫星网络系统中NCS主导主站主备倒换的检测与决策处理，存在保护倒换时间较长、可靠性差的问题，本发明提供一种DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，在现有硬件架构不变，不增加硬件成本的情况下，将主站的保护倒换的检测与决策处理下移到主站设备上，由主站设备之间自己来检测并决策倒换，可显著缩短主站保护倒换时间，提升保护倒换的可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术：
一种DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，包括步骤：
active设备与backup设备相互发送心跳报文；所述active设备是处于主站保护组的当前实际主备状态为工作状态的主站，所述backup设备是处于主站保护组的当前实际主备状态为备用状态的主站，所述主站保护组是通过NMS向NCS侧配置的并由NCS保存的主站保护组；
active设备在检测到自身异常，且在未收到backup设备异常信息时，关闭自身发射通道，同时向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程；
backup设备在自身正常，且收到active设备的倒换指示信息或者连续多次未收到active设备的心跳报文时，向active设备返回倒换响应，同时打开自身发射通道，完成倒换；
倒换完成后，主备关系更新，关闭自身发射通道的active设备降级为backup设备，打开自身发射通道的backup设备升级为active设备，分别向NCS上报倒换成功信息，以使的NCS刷新主站保护组的当前实际主备状态。
进一步，active设备在检测到自身异常，且在未收到backup设备异常信息时，判断active设备和backup设备是否处于配置同步状态；
若是，则关闭自身发射通道，同时向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程；
若否，则倒换失败，向NCS上报倒换失败告警。
进一步，active设备根据NMS下发的配置来维护active设备和backup设备的配置同步状态；所述NMS下发的配置，经过NCS时，由NCS根据主站保护组的当前实际主备状态，只下发配置到active设备；
在配置新增、变化时，active设备将配置及时实时同步给backup设备，并将配置变化上报NCS，以使NMS可从NCS获取主站配置同步状态。
进一步，active设备向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程后，若active设备未收到backup设备向active设备返回的倒换响应，则active设备判断是否达到预设重试次数上限：
若未达到，则active设备返回执行向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程的步骤；
若达到，则倒换失败，active设备向NCS上报倒换失败告警。
进一步，处于主站保护组的主站上线时，默认是backup设备，若没有检测到active设备的心跳报文，则上线主站自已升级为工作状态，成为active设备，并上报NCS。
上线主站自已升级为工作状态，成为active设备时，同时将自己升级为工作状态的时间通过心跳报文发送给主站保护组的另一个设备。当出现双工作状态，即有两个active设备时，根据升级为工作状态的时间，先升级为工作状态的主站仍然为active设备，后升级为工作状态的主站变为backup设备。
active设备在发现自己的管理口状态由up变为down时，降级为backup设备，并且在其管理口未up的情况下，不再升级为active设备。
本发明有益效果在于：
通过将主站保护倒换的检测与决策处理由NCS侧下移到主站设备上，工作主站与备用主站两者自己完成检测并决策倒换，可避免NCS与工作主站、备用主站的多次信令交互，既缩短了倒换时间，还提高了倒换的可靠性；同时将配置同步处理在倒换流程中移出到非倒换阶段进行，并且也下移到主站侧进行。主站的保护倒换时间大幅缩减的同时，还减轻了信令控制枢纽NCS侧的信令处理开销，进而提升了DAMA卫星网络系统的整体效率。还通过默认和升级时间比较，来避免双主或双备的情况，有效保障主站保护倒换的顺利循环进行。
附图说明
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
图1为DAMA卫星网络系统组成示意图。
图2为现有DAMA系统中NCS主导主站保护倒换处理流程。
图3为本申请实施例的保护倒换流程图。
图4为本申请实施例的active设备检查到异常的处理流程图。
图5为本申请实施例的backup设备收到倒换指示的处理流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本实例提供一种DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，总体方案包括：
（1）用户通过NMS界面向NCS侧配置主站保护组，保护组即指定配置的工作主站与备用主站。NCS保存保护组配置，并根据主站实时上报的保护倒换信息刷新保护组实际状态：当前实际主备状态为工作状态的主站，简称active设备，当前实际主备状态为备用状态的主站，简称backup设备，NMS通过NCS获取实际倒换状态信息。
（2）NMS下发给主站设备的配置，在经过NCS时，由NCS根据主站保护组的实际主备状态，只下发配置到active设备；active设备维护同步状态，在配置新增、变化时，active设备将配置及时实时同步给backup设备。主站设备在配置同步状态变化时，需上报给NCS，NMS从NCS获取主站配置同步状态。
本实例将配置同步处理从保护倒换阶段中移出，放在非倒换阶段进行，并且由主站设备自己维护同步状态，在配置变化时，工作主站实时将配置同步给备用主站。这样在主备倒换时，就只需进行原工作主站发射通道的关闭，备用主站发射通道的打开操作，而不再需要进行配置同步操作。这样既可以缩短主备倒换时间，还可以降低信令控制枢纽NCS的处理负担。
（3）active设备与backup设备各自检测自己的异常告警信息作为倒换触发信号发送给对方，以此作为触发倒换流程的依据。
（4）active设备与backup设备相互发送心跳报文，当backup设备连续多次（可配置）未收到active设备的心跳报文，则认为active设备已异常，需触发倒换流程。
如图3所示，触发倒换流程后，本实例进行保护倒换流程/方法，具体包括如下步骤：
S1：active设备在检测到自身异常，且在未收到backup设备异常信息时，关闭自身发射通道，同时向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程。
S2：backup设备在自身正常，且收到active设备的倒换指示信息或者连续多次未收到active设备的心跳报文时，向active设备返回倒换响应，同时打开自身发射通道，完成倒换。
作为更加详细的实施方式，在主站保护倒换流程中，active设备进行如图4所示的处理流程：
首先，active设备在检测到自身异常，且在未收到backup设备异常信息，判断active设备和backup设备是否处于配置同步状态：
若是，则关闭自身发射通道，同时向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程；
若否，则倒换失败，向NCS上报倒换失败告警。
active设备向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程后：
若active设备未收到backup设备向active设备返回的倒换响应，则active设备判断是否达到预设重试次数上限：
若未达到，则active设备返回执行向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程的步骤；
若达到，则倒换失败，active设备向NCS上报倒换失败告警；
若active设备收到backup设备向active设备返回的倒换响应，则倒换成功，结束处理流程。
作为更加详细的实施方式，在主站保护倒换流程中，backup设备进行如图5所示的处理流程：
backup设备在自身正常，且收到active设备的倒换指示信息或者连续多次（比如为3次）未收到active设备的心跳报文时，向active设备返回倒换响应/发起倒换指示；
backup设备打开自身发射通道，完成倒换。
倒换完成后，主备关系更新，关闭自身发射通道的active设备降级为backup设备，打开自身发射通道的backup设备升级为active设备，分别向NCS上报倒换成功信息，以使的NCS刷新主站保护组的当前实际主备状态。
为了避免双主或双备情况出现，在本实例的方案中，处于主站保护组的主站上线时，默认是backup设备，若没有检测到active设备的心跳报文，则上线主站自已升级为工作状态，成为active设备，并上报NCS。
上线主站自已升级为工作状态，即active状态，成为active设备时，同时将自己升级为工作状态的时间通过心跳报文发送给主站保护组的另一个设备。当出现双工作状态，即有两个active设备时，根据升级为工作状态的时间，先升级为工作状态的主站仍然为active设备，后升级为工作状态的主站变为backup设备。
对于active设备，在发现自己的管理口状态由up变为down时，降级为backup设备，并且在其管理口未up的情况下，不再升级为active设备。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，其特征在于，包括步骤：
active设备与backup设备相互发送心跳报文；所述active设备是处于主站保护组的当前实际主备状态为工作状态的主站，所述backup设备是处于主站保护组的当前实际主备状态为备用状态的主站，所述主站保护组是通过NMS向NCS侧配置的并由NCS保存的主站保护组；
active设备在检测到自身异常，且在未收到backup设备异常信息时，判断active设备和backup设备是否处于配置同步状态：若是，则关闭自身发射通道，同时向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程；若否，则倒换失败，向NCS上报倒换失败告警；
backup设备在自身正常，且收到active设备的倒换指示信息或者连续多次未收到active设备的心跳报文时，向active设备返回倒换响应，同时打开自身发射通道，完成倒换。
2.根据权利要求1所述的DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，其特征在于，倒换完成后，主备关系更新，关闭自身发射通道的active设备降级为backup设备，打开自身发射通道的backup设备升级为active设备，分别向NCS上报倒换成功信息，以使的NCS刷新主站保护组的当前实际主备状态。
3.根据权利要求1所述的DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，其特征在于，
active设备根据NMS下发的配置来维护active设备和backup设备的配置同步状态；所述NMS下发的配置，经过NCS时，由NCS根据主站保护组的当前实际主备状态，只下发配置到active设备；
在配置新增、变化时，active设备将配置及时实时同步给backup设备，并将配置变化上报NCS，以使NMS可从NCS获取主站配置同步状态。
4.根据权利要求1所述的DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，其特征在于，active设备向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程后，若active设备未收到backup设备向active设备返回的倒换响应，则active设备判断是否达到预设重试次数上限：
若未达到，则active设备返回执行向backup设备发送倒换指示信息，触发倒换流程的步骤；
若达到，则倒换失败，active设备向NCS上报倒换失败告警。
5.根据权利要求1所述的DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，其特征在于，处于主站保护组的主站上线时，默认是backup设备，若没有检测到active设备的心跳报文，则上线主站自已升级为工作状态，成为active设备，并上报NCS。
6.根据权利要求5所述的DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，其特征在于，上线主站自已升级为工作状态，成为active设备时，同时将自己升级为工作状态的时间通过心跳报文发送给主站保护组的另一个设备；
当出现双工作状态，即有两个active设备时，根据升级为工作状态的时间，先升级为工作状态的主站仍然为active设备，后升级为工作状态的主站变为backup设备。
7.根据权利要求6所述的DAMA卫星网络中心站保护倒换方法，其特征在于，active设备在发现自己的管理口状态由up变为down时，降级为backup设备，并且在其管理口未up的情况下，不再升级为active设备。
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