CN1318911A - 一种光网络保护倒换协议的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光网络保护倒换(APS)协议的实现方法,属于光纤通信技术领域。本发明的特征在于提供一种适用于专网使用的APS协议的实现方法——“状态转移表”协议描述法,应用其编制模拟软件来实现光网络的保护倒换,从而克服现有技术中APS协议复杂繁琐的缺陷。这种方法简单,可靠,便于调试和修改,直观性强,相应的模拟软件的可移植性强,不仅有利于协议的制定和实现,而且增加了协议的可懂性,并保证协议完整性。

Description

一种光网络保护倒换协议的实现方法

本发明涉及光纤通信领域，尤其是一种环网中保护倒换协议的实现方法。

在光纤通信技术的运用中，保护倒换是大家都已熟知的概念，凡是可靠性要求相当高的工作，都需要采用保护措施。APS(Automatic Protection Switching)协议是环网中实现自动保护倒换的标准。APS协议的完善与否直接影响到整个网络运作性能的好坏，协议实现的难易程度又对协议的制定有着相当大的制约性。由于APS的协议规则在ITU-TG.841中有逐条的详细的规定，所以现在大多的APS协议的实现都是依据ITU-TG.841的规定逐条地去编程，这样至少需要几万行程序才能完成，实现非常复杂和繁琐，调试就更不方便。此外协议本身虽然非常完善，但它毕竟是针对SDH环形网而提出的，所以对专用环形网络而言，其全部的实现规则就显得冗余，如果照往常的实现方法去做，就显得非常麻烦，而且极容易造成偏差或者错误，调试过程中错误的定位也非常困难。对于现在的全光环形网络而言，APS协议的保换在实现上就相当于SDH环形网中的复用段共享保护方式。而且由于光网自身的特点，协议本身也需作一定的修改。

本发明的目的就是要解决上述已有技术中存在的问题，提供一种可避免传统的APS协议逐条编写的繁琐，同时又非常适用于专网协议使用的APS协议的实现方法-“状态转移表”协议描述法，这种方法便于调试和修改，直观性强，相应的模拟软件的可移植性强。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。

一种光网络保护倒换协议的实现方法，其具体步骤如下：

1、确定网络的性质以及保护的范围；

2、按保护的优先级制定出相应的状态转移表；

3、依最后的状态，化简和合并状态转移表；

4、依据简化后的状态转移表进行具体的字节定义和分配；

5、依据化简后的状态转移表进行编程和调试。

其中，状态转移表的制定按下述步骤完成：

1、先分别查看节点两侧的网管命令；

2、若节点两侧网管均无倒换请求，则转向步骤10；

3、若左侧网管有倒换命令，则转向步骤5；

4、若右侧网管有倒换命令，则转向步骤8；

5、再查看右侧网管是否有倒换命令，若有则转向步骤6，若没有则转向步骤7；

6、本节点将被隔离，并向相邻节点发送隔离信息及倒换原因；

7、实施节点左侧的保护倒换操作，并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因；

8、再查看左侧网管是否有倒换命令，若有则转向步骤6，若没有则转向步骤9；

9、实施节点右侧的保护倒换操作并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因；

10、检查节点左右侧复用段故障；

11、若节点左侧均出现故障，则转向步骤13；否则，转向步骤15；

12、若节点右侧均出现故障，则转向步骤14；否则，转向步骤16；

13、再查看节点右侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤6；否则，转向步骤7；

14、再查看节点左侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤6；否则，转向步骤9；

15、再查看节点右侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤9；否则，转向步骤17；

16、再查看节点左侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤7；否则，转向步骤17；

17、查看APS协议有无倒换请求，若无，则执行步骤18，否则，执行步骤19；

18、更改协议中目的地址与原地址，并向相邻节点发送该信息；

19、实施相应的保护倒换，并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因。

本发明的主要优点是：

1、简单，可靠，便于操作，而且能够保证协议的完整性。

2、可移植性强，同时也省去了已经在运转程序出现毛病，调试的麻烦。

3、调试容易，各个状态与协议表中每一列分别对应，所以定位非常方便。

4、“状态转移表”的协议描述方法，不仅有利于协议的制定和实现，而且增加了协议的可懂性。

5、使专网协议的制定变得相当的简单和方便，同时使对特殊情况的处理显得十分简单，甚至可以借助于硬件来实现，便于升级和扩容。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是节点模型图

图2是节点状态转移的原理示意图

图3是状态转移表规范形式图

图4是状态转移表实现的流程图

图5是实施例中所示节点变化的流程图

参见图1、图2可知，图1所示的节点模型完全携带了线路完成自动保护倒换所需的全部信息，即触发条件、节点状态、由节点处理和转发的APS信令。图2是针对图1的节点模型而言的，它表述出了节点的状态转移过程及其状态转移表所需的输出及输入。其中，U-upstream(上游)，D-downstream(下游)，DI-defectidentification(缺陷指示)，NM-network managament(网管命令)，SW-switch(光开关)，APS-自动保护倒换信令。

从图1、图2还可知，所示的接收信号包括工作线路和保护线路两个方向传来的信号，此信号包括能够触发节点动作的任何条件。发送的信令仅包括APS信令，且其发送方向视节点和线路的状态而定。不过无论是工作方向的信令还是保护线路方向的信令最后节点的动作都应以长通道方向的信令为依据，因为只有长通道方向传来的信号才完整地携带了整个线路的状态。据此抽象出节点模型后，进一步具体到协议实现的方法，为实现的方便，本发明提出了一种既利于面向编程又通俗易懂、简单明了的协议原理的描述和实现方法--状态转移表描述法。

从图1和图2可以得知，APS协议的状态转移表至少需三个输入，一个输出，三个输入即节点状态变化的触发条件，而一个输出则根据由输入信号和节点状态决定的、由节点处理并转发的在OSC信道中传送的APS信令。

具体表示方法如表1所示：表1状态转移表示意图

A：输入信号，即触发条件

B：输出信号，即APS信令

X：节点初态

Y：节点下一态

从表1可以看出节点状态转移法与节点模型相对应，是基于节点模型而考虑的一种协议的处理方法，就如数字电路中描述逻辑器件的性能一样，可以很清楚地表示出节点在相应请求信号下的状态变化。换句话说，状态转移表的表示方法可以直观地表述出APS协议的实质和功能，很好地完成APS协议所要求达到的指标。

图3为状态转移表具体实现的图表规范形式。本来节点的实际状态仅取决于节点两侧的光开关，而光开关无非两种状态，开或关，但在状态转移表具体的制定过程中定义了比较多的节点的状态，这主要是考虑到在倒换的过程中节约时间，以及为故障的自动恢复、优先级的设定而考虑的。因为从状态转移表原理示意图可以看出，节点的状态或者说节点的光开关的动作取决于初态和触发条件，而触发条件一般为K1、K2字节表示的APS信令。由于信令及源和宿地址均要由这14个比特来表示，而源和目的地址理论上是必不可少的。所以为减小对K1、K2字节比特分配的“压力”，应尽量减少APS信令的种类，因此就应多设定节点的状态，让节点多记忆一些状态。这些状态虽不一定会导致节点的光开关动作，但这些状态可以清楚地“记忆”本节点及整个线路处于什么状态，而且通过这些状态，也可了解到是什么触发条件导致他们处于此状态。这样，就非常有利于故障优先级的设置与处理，非常有利于故障修复后的逐级恢复(逐级恢复是为实现线路和业务的“尽量恢复”而采取的一种故障自动恢复的操作协定)。

图4为状态转移表实现的流程图，从节点状态变化的流程图可以清楚地看出：一般而言能够触发节点动作的输入条件是有优先级的，其中网管命令的优先级最高，本地故障其次，普通信令的优先级最低。当然不同信令的优先级也是不同的。图1中提出的触发节点转移的条件是“最小完备的”。

从上述图表所示可知，本发明所述实现光网络保护倒换协议的具体方法，即某一节点是如何触发保护倒换机制的，其具体步骤如下：

(1)、先分别查看节点两侧的网管命令；

(2)、若节点两侧网管均无倒换请求，则转向步骤10；

(3)、若左侧网管有倒换命令，则转向步骤5；

(4)、若右侧网管有倒换命令，则转向步骤8；

(5)、再查看右侧网管是否有倒换命令，若有则转向步骤6，若没有则转向

     步骤7；

(6)、本节点将被隔离，并向相邻节点发送隔离信息及倒换原因；

(7)、实施节点左侧的保护倒换操作，并向相邻节点发送倒换信息及倒换原

     因；

(8)、再查看左侧网管是否有倒换命令，若有则转向步骤6，若没有则转向

     步骤9；

(9)、实施节点右侧的保护倒换操作并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因；

(10)、检查节点左右侧复用段故障；

(11)、若节点左侧均出现故障，则转向步骤13；否则，转向步骤15；

(12)、若节点右侧均出现故障，则转向步骤14；否则，转向步骤16；

(13)、再查看节点右侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤6；否则，转

      向步骤7；

(14)、再查看节点左侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤6；否则，转

      向步骤9；

(15)、再查看节点右侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤9；否则，转

      向步骤17；

(16)、再查看节点左侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤7；否则，转

      向步骤17；

(17)、查看APS协议有无倒换请求，若无，则执行步骤18，否则，执行步骤

      19；

(18)、更改协议中目的地址与原地址，并向相邻节点发送该信息；

(19)、实施相应的保护倒换，并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因。

当然，这些仅仅是说明了保护倒换时的必要的步骤，也就是说本发明中实现保护倒换的必要的操作规程，即仅仅说明了基本的思路，实际保护倒换操作的流程图应该是比此流程图复杂的多的一颗树形图，但是相比原来的逐条编写程序的方法而言，本方法要简洁明了的多。

为更加清楚、完整地实现光网络的保护倒换，协议的整个实现应采取以下步骤：

(1)、确定网络的性质以及保护的范围，例如保护倒换支持到哪一级(单区段还是双区段)，是两纤单向环，还是两纤双向环等等；

(2)、在1的基础上，按保护的优先级制定出相应的状态转移表；

(3)、化简和合并状态转移表；

(4)、依据状态转移表进行具体的字节定义和分配，当然可以借用SDH环形网中的K1和K2字节；

(5)、依据化简后的状态转移表进行编程和调试。

为更详细地说明本发明所述光网络保护倒换协议的实现方法，请参见图5所示实施例。

如图5所示：一个五节点环形网络，原始时处于正常工作状态，在某时刻如上图区段处发生断纤故障。各节点如上流程图所示依据各自的输入实施相应的动作。

节点1：接受到本地故障，此时又无高级网管命令，所以最后应完成保护倒换的操作，并将倒换请求插入APS字节向相邻节点传去。

节点2：同节点1的动作。

节点3：既无高级网管命令，有无本地故障，所以当仅仅查看传来的APS信令和本节点的状态，本节点为空闲态，而且APS要求保护倒换信令中的目的地址与本节点不同，所以该节点直通信令和业务。

节点4以及节点0的动作以及查看过程与节点3类似。

从图5所示的实施例可以得知，协议的实现中就应体现触发节点动作的条件的优先级，即在状态转移表的编制时，位于第I列组合触发条件应该由于位于第J列的组合触发条件(I＞J)。这样编制同时可以合并许多缺省的状态，即只需高优先级的输入即可以决定输出的状态，其他优先级较低的输入并不必要在状态转移表中体现，这一点与硬件电路的状态转移表非常相似。

举例来讲，若某一系统仅仅为双纤单向配置，而且初期建设系统的规模又不是很大。那么在协议的制定时就不必将所有的该系统的APS协议都做得象G.841那样囊括所有情况，适应所有系统，而仅需作得既简单适用而又便于以后的改造、升级和扩容即可。这样就可以仅仅描述适应该系统状态转移表法，再利用状态转移表合理地进行分配字节和编码。

Claims (2)

1、一种利用状态转移表协议描述法实现光网络保护倒换协议的方法，其特征在于采用下列步骤：

(1)、确定网络的性质以及保护的范围；

(2)、按保护的优先级制定出相应的状态转移表；

(3)、依最后的状态，化简和合并状态转移表；

(4)、依据简化后的状态转移表进行具体的字节定义和分配；

(5)、依据化简后的状态转移表进行编程和调试。

2、根据权利要求1所述的利用状态转移表协议描述法实现光网络保护倒换协议的方法，其特征在于状态转移表的制定按下列步骤完成：

(1)、先分别查看节点两侧的网管命令；

(2)、若节点两侧网管均无倒换请求，则转向步骤10；

(3)、若左侧网管有倒换命令，则转向步骤5；

(4)、若右侧网管有倒换命令，则转向步骤8；

(5)、再查看右侧网管是否有倒换命令，若有则转向步骤6，若没有则转向步骤7；

(6)、本节点将被隔离，并向相邻节点发送隔离信息及倒换原因；

(7)、实施节点左侧的保护倒换操作，并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因；

(8)、再查看左侧网管是否有倒换命令，若有则转向步骤6，若没有则转向步骤9；

(9)、实施节点右侧的保护倒换操作并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因；

(10)、检查节点左右侧复用段故障；

(11)、若节点左侧均出现故障，则转向步骤13；否则，转向步骤15；

(12)、若节点右侧均出现故障，则转向步骤14；否则，转向步骤16；

(13)、再查看节点右侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤6；否则，转向步骤7；

(14)、再查看节点左侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤6；否则，转向步骤9；

(15)、再查看节点右侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤9；否则，转向步骤17；

(16)、再查看节点左侧复用段故障，若出现故障，则转向步骤7；否则，转向步骤17；

(17)、查看APS协议有无倒换请求，若无，则执行步骤18，否则，执行步骤19；

(18)、更改协议中目的地址与原地址，并向相邻节点发送该信息；

(19)、实施相应的保护倒换，并向相邻节点发送倒换信息及倒换原因。

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