CN1218519C - 通路大小控制方法及交叉连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是，采用通路设置后的带宽自动变化方式，在任意时间提供任意带宽，以此提高服务能力、网络实用性，实现网络维护、管理的简化。为解决上述课题，提供如下方法：随着输入通路信号的带宽即线附加位H1、H2、并且输出通路信号的通路带宽采用带宽自动变化方式，即以与输入通路信号带宽相同的带宽送信，以此提高服务能力、网络实用性，实现网络维护、管理的简化。向用户同时提供通路带宽固定与自动变化两种方式，以灵活对应各种各样的服务，由于通路带宽的自动变化，接收通路带宽有时会超出带频，而发生通路故障。这时，将利用操作系统进行原因确定、影响范围分析等，实现网络维护、管理的简化。

Description

通路大小控制方法及交叉连接装置

技术领域

本发明涉及在SDH(Synchronous Digital Hierarchy)和SONET(Synchronous Optical Network)传输装置中所使用的交叉连接装置、以及对所述传输装置进行监视与控制的操作系统。

背景技术

在传输通路中，目的地不同的通路(通路集)被集中在一起，通过交叉连接装置对这些通路进行会聚、分离、重组后，将其发送至适当的方向。交叉连接装置可以提高传输通路网的使用效率、构建经济性好、信赖度高的通路。为实现对这种交叉连接装置的监视与控制，连接了由工作站或PC等信息处理装置构筑的操作系统。

以往，在使用SDH/SONET方式的传输装置网络中，通路的带宽(从物理特性上看等于传输速度)在设置通路时就已预先指定，其后被保持在一个稳定水平。而且，这个带宽只有在设置通路的时候才能进行变更，如果想改变带宽，必须先暂时释放通路。

但是，现有的通路设定方式，没有关于带宽的记述，这一点可以从作为多路化装置标准的ITU G.783规格书的“6.Higher order SDHpath layer”以及Bellcore GR-253-CORE规格书(参照图2-1，2-2)的记载中看到。

今后，为了适应以高清晰度传送为代表的多媒体时代，宽带ISDN(Integrated Service Digita1-Network)的实现是不可或缺的条件，而在实现ISDN之外，ATM(Asynchronous Transfer Mode)也被认为是一项重要技术，有望成为21世纪的信息通信基础设备。

因此，可以预想到，今后随着技术进步、经济、社会、生活、文化会发生急剧变化，同时信息化将会进一步发展深入。这就要求未来的传输网络，可以灵活地适应多种多样的服务要求，简单而且实用性强。而且，为降低成本，需要简化网络的运行、维护、管理。

鉴于这样一种情况，在现有的使用SDH/SONET方式的传输装置网络中，通路带宽被固定，系统不允许在设置了通路之后再改变通路带宽，如果想改变带宽，则有必要用一个新带宽再次进行通路设置。这样，很难提高服务能力、实现网络维护、管理的简化。

本发明的目的在于：采用设置通路之后的带宽自动变化方式，通过在任意时间提供任意值的通路带宽，以此提高服务能力、提高网络的实用性，进而实现网络维护、管理的简化。

发明概述

为解决上述问题，设计了如下的解决方案。

输入通路信号的带宽，由线附加位H1、H2表示，线附加位H1、H2相当于主信息(有效负载)的附加部分中的一部分。输出通路信号的通路带宽，通过采用按照输入信号通路信号的带宽以同样带宽进行发送，这样的通路带宽自动变化方式，来提高服务能力、提高网络的实用性，进而实现网络维护、管理的简化。

另外，同时向用户提供通路带宽的固定与自动变化两种方式，使之能够灵活对应多种多样的服务形式。

由于通路带宽随输入信号的带宽而自动变化，有时候会出现接收通路带宽超出物理上或者理论上允许的带宽范围，从而引发通路故障的情况。此时，利用操作系统分析原因、影响范围等，进而实现网络维护、管理的简化。

本发明旨在，在使用了SDH/SONET方式的传输装置和对其进行监视及控制的监视系统所构成的网络中，提供一种通过物理链路多数相连的交叉连接装置，其特征是，具有进行通路带宽监控、决定接收通路带宽的装置，也具有在该装置的控制下，接收/发送通路的带宽可以随输入通路带宽而自动变化的功能。

本发明更旨在，在使用了SDH/SONET方式的传输装置和对其进行监视及控制的监视系统所构成的网络中，提供一种操作系统，其特征是提供一种GUI，其作用是根据从传输装置接收到的通路带宽超出警报与通路的连接状态，确定造成通路带宽超出的直接原因的交叉连接装置和通路，并分析故障范围，使用户可以迅速作出相应反应。

附图说明

图1表示本发明的传输装置和操作系统的结构图。

图2表示本发明的通路管理方式的一个例子图。

图3(1)表示现有的通路固定方式图、(2)表示新的通路自动变化方式图，(a)表示带宽变化之前(b)表示带宽变化之后的图。

图4表示各节点在检测出通路带宽超出警报时的处理流程图。

图5表示当通路带宽超出警报发生时，操作系统进行原因确定和分析故障范围的处理流程图。

具体实施方式

下面参照图示说明本发明的具体实施方式。

图1表示与本发明相关的传输装置以及对其进行监视与控制的网络系统的结构图。监视控制系统EMS(Element ManagerSystem)102，由PC和工作站等信息处理装置构成，通过Q3接口对多个交叉连接装置进行监视控制。

交叉连接装置107是NE(Network Element)的一种，多个节点之间由高速传输通路110(相当于10G字节的光纤)相连接，构成环状网络。

各个节点都分别相当于一个交叉连接装置(即设置通路的装置，具有对接收到的帧实行通过(在相同速度网络之间的传输或通过)、降级(将帧从高速网络传输至低速网络)和添加(将帧从低速网络传输至高速网络)的功能)，参照图1来进行说明，既是可以通过传输通路接收从处于下层的其他低速网络，即传输装置108和ATM装置109传来的信号，或将其叠加于高速传输通路传向环上的其它节点，或可以将从环上其它节点通过高速传输通路发送过来的信号再传向别的节点，或面向低速网络从高速传输通路分离到低速传输通路。

另外，所谓Q3接口，表示EMS102与交叉连接装置107之间规定的协议，是遵照ITU(International Telecommunication Union)建议的国际标准规定的网络管理接口。也相当于TMN(Telecommunications Management Network)规定的接口的一种，以OSI(Open Systems Interconnection)为基准。

在上述结构的网络系统中，例如，如果在某一节点间的传输通路上发生了故障，检测出故障的节点便会通过Q3接口迅速将故障信息传送到EMS102。在接收到故障信息的该EMS内部，首先在传输装置进行监视与控制的环形网络管理中枢(头脑部分)，即环形网络管理部104进行故障分析，同时通过进行画面输出和数据输入等的用户接口的GUI(Graphical User Interface)，即GUI部105，向用户报告故障情况。

然后，TL1接口转换部103，通过上级管理装置NMS(NetworkManagement System)101以及TL1接口，进行信息交换，如接收该NMS发出的要求指令、对该NMS进行应答，通知该NMS等。

这里所说的TL1(Transaction Language 1)接口，是表示Bellcore规格书所规定的指令的总称，已成为北美的标准接口。

此外，在EMS102中，拥有对各个NE内的所有通路信息进行一元化管理的数据库106，其特征是，以该数据库内管理的通路信息为基础，输入通路的设置信息。

图2是表示本发明交叉连接装置的通路管理方式的结构图。

图2从节点的角度表示连接图1所示的交叉连接装置所构成的环形网络。

在201到204的各节点上，作为输入及输出终端，设置有相当于通路终端点的终端NO.1～NO.192。

举例来说，通路214，是通过201与203两个节点的通路终端209、210之间的物理环205、206(相当于10G字节容量的光纤)而设定的。

为实现通路214，表示连接状态的211、212、213分别由节点(即交叉连接装置)201、202、203设置。包括已确定的通路路径在内的通路详细信息，即通路识别编号、中继用节点编号、通路终端、以及节点内的连接状态等全都分别通过所有节点201、202、203、204，被储存于通路信息数据库215。

同样，在EMS102中，也拥有对各个节点内的所有通路信息进行一元化管理的数据库106。

从结构上看，存在两种对接收通路带宽进行控制的方法，即固定通路带宽方式以及通路带宽随输入通路带宽而自动变化的方式，用户可以选择其中任意一方。这种信息也被作为带宽管理信息而储存于数据库106、215。

图3(1)是表示固定通路带宽方式的结构图。

首先，EMS102发出的通路设置要求的指令，根据指定的信息，用通路带宽STS-1(传输速度为52Mbps的同步传输信号)，在节点201的From(输入端)和To(输出端)两点上连接STS-1的终端点，STS-1通路305处于交叉连接状态。

直到从该EMS传来通路解除要求的指令，该通路的带宽将被固定在STS-1。

在SDH/SONET的帧中，决定通路带宽指标的H1，H2位(位于数据集的帧的开始部分的指针)被定义在线附加部分。

因此，发送通路信号302的通路带宽，由该EMS指定的STS-1被转换为送信位H1、H2，之后进行帧发送。

换句话来说，发送通路信号302的通路带宽，由该EMS指定的STS-1决定，之后进行帧发送。

同样，在接收方，虽然接收位H1、H2表示出通路带宽，但是由于通路的带宽要服从该EMS指定的STS-1，因此将忽视接收位H1、H2。

换言之，在接收端接收到的帧也被附加了H1、H2位，节点201服从由该EMS指定的STS-1决定通路带宽，H1、H2被忽视。

就是说，对于图2中的通路214，连接状态211、212、213各自交叉连接时，该EMS需要指定通路的带宽。

图3(2)是表示通路带宽自动变化方式的结构图。

在通路带宽自动变化方式的情况下，与上述通路带宽固定方式不同，在要求设定通路时，不需由EMS102指定通路带宽。

在节点201的From(输入端)和To(输出端)的两点间，连接了终端点303的通路305的带宽，由决定接收通路信号301的带宽，即接收通路信号301通路带宽的信号帧的附加位H1、H2位所决定，而且，送信通路信号302的带宽，与接收通路信号301的带宽一样，其通路带宽的值被写入送信通路信号302的附加位H1、H2，然后被传送到相邻的节点。

因此，该接收通路信号的带宽各为STS-1的时候，在节点201内的From(输入端)和To(输出端)的两点间，连接STS-1终端点303的3条STS-1通路305处于交叉连接状态。

这里，通路带宽判定送信单元309内藏于节点201，所具有的功能为：检测接收通路信号301的附加位H1、H2，判断、决定通路带宽，通过处于交叉连接状态的通路305，将附加位H1、H2写入送信端通路信号302的附加位部分，然后发送。((a)通路带宽变化之前)

随后H1、H2发生变化，当接收通路信号301的带宽由从STS-1变为STS-3时，在节点201，连接上述通路带宽变化前的STS-1终端点303的3条STS-1通路305，将变为连接From(输入端)和To(输出端)的两点间的终端点304的STS-3通路306。((b)通路带宽变化之后)。

发送通路信号302也发送STS-3带宽的信号。即在图2的通路214内，如改变节点201的通路终端点209的输入通路带宽，连接状态211、212、213的带宽就会自动变化。

这里，上述(b)的通路带宽变化之后，如图3(2)(b)所示的内藏于节点201内的单元309，具有与上述(a)的通路带宽变化前的该通路带宽判定送信单元309相同的功能。

在网络管理者向用户提供某一通路时，网络管理者以所管理的通路束的最大单位[带频]单位出租通路束。

通路出租时，在指定了[STS-12]的[带频]的情况下，通路带宽应使用[STS-12c]、[STS-3c×4]、[STS-3c×3+STS-1×3]等中的哪种组合方式，由实际使用的用户决定。这里所说的“c”表示“连续”，比如说，[STS-12c]表示12个STS-1相连接的容量的通路。

此时，以往的通路带宽固定方式不存在问题，但是通路带宽自动变化方式存在如下的限制。通路的带宽，不能超过网络管理者指定的[带频]。即通路带宽的变化不能跨[带频]。这是因为，[带频]是网络管理者所管理的通路束的最大单位，[带频]不同，意味着使用通路的用户不同。用户不同的话，通路的路径当然不同。

因此，在表示通路管理方式的图2中，举例来说，把带频STS-3c#1(相当于由201与203两个节点的通路终端点209、210之间的介于物理链路205、206所设定的通路)提供给用户A、带频STS-3c#2(相当于由201与203两个节点的通路终端点209、210以外的终端点之间的介于物理链路207、208所设定的通路)提供给用户B、STS-3c#3(相当于由201与202两个节点的通路终端点之间的介于物理链路205所设定的通路)提供给用户C、STS-3c#4(相当于由201与202两个节点的通路终端点间的介于物理链路206、207、208所设定的通路)提供给用户D，例如从用户A开始，通路带宽依次为STS-3c、STS-1×3、STS-1×3、STS-3c。

但是，当通过用户A的带频的通路带宽从STS-3c误变为STS-12c时，由于采用了通路带宽自动识别方式，STS-12c的信号被发送出去，分别通过管理者各不相同的用户A、B、C、D的带频，造成通路故障。

如上所述，当各节点的接收通路的带宽，发生超出[带频]的动作时，引起通路的通路故障，给用户带来巨大影响的可能性非常大。既选择了通路带宽自动变化方式，就不可能完全排除由于带宽误变化造成通路的通路故障的可能性，但是可以将通路故障时间压缩在一个短时间内，将给用户带来的影响降至最小。

以下说明发生带宽误变化时的对应方法。

用上述自动变化方式进行通路管理，万一发生通路带宽变化量超过网络管理者指定的[带频]的时候，作为操作系统的EMS只是识别通路带宽的自动变化，而很难完全把握这个故障，因此EMS本身不发出警报。

按照本发明者的研究，根据通路的连接状态，也许能检测出通路水平的警报，如AIS(Alarm Indication Signal)和LOP(Loss OfPointer)等，但是仅靠这些信息很难确定真正的原因。此外，当引发通路的通路故障时，虽然也可以靠通路终端装置检测出警报，但是如要确定真正的原因，还需要一定的时间。

ITU、SONET规范了管理项目规定(MO规定：Managed Object)，在该规定的劝告中，没有规定当发生上述问题时的管理方法。

因此，在这里新提出一种方案，即用自动变化方式进行通路管理，当发生通路的带宽变化超过网络管理者指定的[带频]的时候，从识别出带宽误变化的节点(接收端)向操作系统发出警报。把新警报的名字定为通路带宽超出警报。

图4表示节点检测处理通路带宽超出警报的流程。

在节点设定通路的同时，在各节点，节点内的LSI等硬件开始监测接收通路带宽，并把监测结果存入寄存器，同时进行统计。

以0.5秒为周期实施带宽的监控F401，当监控值为异常F402时，执行异常处理F403。

所谓监控值异常，指的是H1、H2位的无效等。

而且，当正常监控值连续4次一致F404的时候，决定接收通路带宽F405。

同时，直到带宽决定之前，通路带宽都保持以前的状态。

在决定接收通路带宽的时候，需要尝试监控值连续四次保持一致，监控值的检查步骤遵从于Bellcore GR-253规格书的规定步骤。

下面对发出警报的情况进行说明。在决定接收通路带宽之后，将接收通路带宽与设置通路时指定的带频做比较。

当[接收通路带宽＞指定带频]F406的时候，作为通路带宽超出检测F407处理，连续3秒钟发生这种情况F408，便作为通路带宽超出警报F409通知给EMS。

下面对解除警报的情况进行说明。与发出警报的情况一样，在决定接收通路带宽之后，将接收通路带宽与设置通路时指定的带频做比较。

当[接收通路带宽≤指定带频]F410的时候，作为通路带宽超出警报解除F411来处理，连续10秒钟持续这种复原状态F412，便作为通路带宽超出警报解除F413通知给EMS。

在此，我们对通路带宽超出检测设定为连续发生3秒钟，对通路带宽超出复原设定为连续10秒复原，这个设定条件也是依据Bellcore GR-253规格书中记载的警报通知规定(发出警报：2.5秒±0.5秒，警报解除：10秒±0.5秒)而设定的。

并且，作为通路带宽超出警报的附加信息，包括以下一些内容：检测出的节点号(图2的201、202、203、204)、检测出的节点内的连接状态(图2的211、212、213)以及变化后的通路带宽等。

在EMS，根据上述信息，确定造成通路带宽超出的直接原因的节点和通路，分析故障范围等，提供使用户能迅速作出相应措施的GUI。

图5表示，在发出通路带宽超出警报时，EMS确定超出带宽的原因和分析故障范围的流程。

首先，EMS通过节点通知的通路带宽超出的警报信息数据库501和通路信息数据库106，在自环(检测出警报的地方的交叉连接装置(节点)所属的环)内执行故障通路路径的确定处理F502，确定故障通路。

警报信息数据库501，显示检测出警报的通路的环编号、节点编号、通路连接信息和通路识别信息，通路信息数据库106显示EMS管理的网络的通路信息。

上述通路信息(即网络内的通路信息)也是由环编号、节点编号、通路连接信息、通路识别信息、带宽(带频)管理信息等构成。

其次，以根据故障通路的确定处理F502所确定的通路以及警报信息数据库501为依据，确定在检测出警报的节点中最先头的节点内的通路位置，执行识别处理F503。比如说，假设图2的通路214中，通路连接状态211、212、213的所有地方都检测出了通路带宽超出警报。这时所谓最先头的通路，就是指连接状态211。

总之，识别处理F503首先确定检测出警报的节点中最先头的节点内的通路位置，该识别处理F503所说的先头，是指将低速网络传来的信号(通路)向高速传输路叠加的节点，即意味着离通路的起点最近。该处理F503所确定的先头通路，是造成带宽超出的通路，同时意味着错误的带宽信息被发送到该通路。当该先头通路是通路起点的时候，可以认为带宽超出的原因是其它环内(即图1中由存在于低速网络内的传输装置108和ATM装置109等构成的环)的通路。

如果，其它环也由相同的EMS管理，其它环内的通路信息也可以与通路信息数据库106共享的话，EMS可以参照通路信息数据库106来确定造成带宽超出的其它环的通路。而且，把作为原因而确定的通路信息通过EMS的画面表示出来F504，用户就可以迅速采取相应措施。

接着，虽然自环内的根据带宽超出警报的故障通路，由故障通路路径的确定处理F502被确认，但是仍需要掌握扩大到其他通路的故障范围。不过，这种情况也假设其它环也由相同的EMS管理，其它环内的通路信息也可以与通路信息数据库106共享。如果EMS参照所持有的通路信息数据库106，利用通路路径确定处理F502所确定的这些通路中能确定分离到低速端的通路的连接目标，就可以实行其它环的通路路径确定处理F505。于是，由该处理F505(即确定其它环的通路故障范围的处理)所确定的其他环内的通路和由自环内通路确定处理F502确定的通路，有因带宽超出而造成通路故障的可能，所有这些通路均表示故障范围。因此，通过将这些通路信息表示F506在GUI，用户就可以迅速地进行恢复工作。

发明效果

根据上述说明，本发明具有以下效果。

通过使用通路带宽自动变化方式，可以在任意时间应付任意通路带宽的变化，使网络的服务能力和实用性得到飞跃性的提高。而且，由于带宽的自动变化，在通路设置时不再需要各节点的带宽管理，实现了不取消通路就可以进行通路带宽的改变，这使得网络维护、管理的简化成为可能。

由于同时支持通路带宽固定方式和通路带宽自动变化方式，使用户可以根据服务形式选择适当的方式，使服务方式变得更灵活。

定义新的警报，操作系统对此进行收集/分析，断定原因，明确影响范围等，提供让用户能够迅速采取相应措施的GUI，因而，可实现网络维护、管理的简化，提供稳定的服务。

符号说明

101…NMS、102…EMS、103…TL1接口转换部、104…环型网管理部、105…GUI部、106…操作系统所有的通路信息数据库、107…交叉连接装置、108…传输装置、109…ATM装置、110…高速传输通路、201、202、203、204…节点、205、206、207、208…物理链路、209、210…通路终端点、211、212、213…节点内的通路连接状态、214…通路路径、215…节点的通路信息数据库、301…接收通路信号、302…发送通路信号、303…STS-1终端点、304…STS-3终端点、305…STS-1通路、306…STS-3通路、F401…以0.5秒为周期进行带宽监控、F402…监控值正常抑或异常？、F403…异常处理、F404…监控值是否连续4次相同？、F405…决定接收通路带宽、F406…接收通路带宽超出了指定带频、F407…检测通路带宽超出状态、F408…连续3秒出现超出状态、F409…通知操作系统发生警报、F410…接收通路带宽未超出指定带频、F411…检测通路带宽超出复原、F412…连续10秒出现未超出状态、F413…通知操作系统解除警报、501…关于通路带宽超出的警报信息数据库、F502…自环内的故障通路路径确定处理、F503…造成带宽超出的通路的确定处理、F504…将造成带宽超出通路的信息表示在EMS的画面、F505…其他环的故障范围的确定处理、F506…将带宽超出造成的自环/他环内的故障范围表示在EMS的画面。

Claims (4)

1.一种通路大小控制方法，用于使一个交叉连接装置通过第一传输线连接到上游侧交叉连接装置并通过第二传输线连接到下游侧交叉连接装置，从而将从所述第一传输线收到的通信帧转发到SDH/SONET网络中的第二传输线，所述方法包括以下步骤：

根据从所述第一传输线收到的第一通信帧的信头的H1和H2字节检测表示通路大小的指标信息；

如果所述通路大小已经从网络的管理器系统被指定，那么将新的指标信息设置到要发送给第二传输线的第二通信帧的信头的H1和H2字节中；以及

如果所述通路大小没有从网络的管理器系统被指定，那么将所检测的指标信息设置到第二通信帧的信头的H1和H2字节中。

2.根据权利要求1的通路大小控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

从所述管理器系统事先指定通路的最大带宽；

将从所述第一通信帧的H1和H2字节检测的指标信息所确定的通路大小与所述最大带宽进行比较；以及

当判断从所检测的指标信息确定的通路大小超过最大带宽时，产生要通知所述管理器系统的警告。

3.一种交叉连接装置，它通过第一传输线连接到上游侧交叉连接装置并通过第二传输线连接到下游侧交叉连接装置，从而将从所述第一传输线收到的通信帧转发到SDH/SONET网络中的第二传输线，所述交叉连接装置包括：

第一端口，该第一端口连接到第一传输线，用于接收第一通信帧；

第二端口，该第二端口连接到第二传输线，用于发送包括从第一通信帧提取的数据的第二通信帧；以及

通路大小确定装置，用于从所述第一通信帧的信头的H1和H2字节检测表示通路大小的指标信息，并用于在所述通路大小没有从网络的管理器系统被指定的情况下，将所检测的指标信息设置到第二通信帧的信头的H1和H2字节中。

4.根据权利要求3的交叉连接装置，其特征在于，所述通路大小确定装置包括：

存储器，用于存储表示从所述管理器系统指定的通路的最大带宽的带宽信息；以及

用于将从所述第一通信帧的H1和H2字节检测的指标信息所确定的通路大小与所述最大带宽进行比较，并且在判断从所检测的指标信息确定的通路大小超过最大带宽时，产生要通知所述管理器系统的警告的装置。

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