CN1324152A - 异型光通信系统中自动端口标识发现的设备和方法 - Google Patents

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阳·曹
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Abstract

按照本发明原理的一种光通信网络,在用链路发送承载业务前,该链路的连接经过自动端口识别过程,从而该链路的端口连接信息被检测、被记录、和被由该链路连接的网络单元所共享。通过带外信道,如LAN信道通信的一组光网络单元之一,被“选举”为网络单元首领。选举后,该首领网络单元协调端口发现过程;为端口的“识别”提出请求,对请求作出响应,并且,其它消息都通过网络单元首领,在带外信道上从一个非首领网络单元送至另一个非首领网络单元。

Description

异型光通信系统中 自动端口标识发现的设备和方法
本发明涉及通信系统中端口标识的确定，具体说，是涉及异型通信系统中端口标识的自动确定。
1876年，在Boston Massachusetts的Scollay Square段内，Alexander Graham Bell在一个三层的阁楼中说了用电话线传送的第一句话。在过去的一百二十三年中，技术革新使电信工业戏剧性般改变。例如，电信交换系统已经从“手工操作”系统有了飞速的发展，在该种系统中，通过人工接线员的介入，真实地把一根电线插入另一根电线的插座，使一个装置在电上(经过分层网络)连接至另一个装置。在两点之间的两个或多个信道(每个方向至少一个信道)的这类电的直接连接，是向用户提供交换信息的专用信道的一种连接，被称为电路交换或线路交换。人工接线员大部分已被电子交换系统(ESS)所代替，在电子交换系统中，各装置由电子系统通过网络自动连接。
此外，在许多情形中，信令系统用光信令取代电子信令，或附加在电子信令上。用光和电两种信号的交换系统，不能达到全光的系统可以达到的运行速度。换而言之，存在一些系统，虽然它们采用光信号来传送数据，但为了交换，要把光信号转换为电信号，交换后的电信号又要转换为光信号，供进一步传送。与全光通信系统有关的难点之一，是端口连接信息的发现。换而言之，一个光的网络单元(NE)，如一个全光的交换单元，不能发现它自身与通信系统内其他光NE之间的端口到端口的连通性。如果该端口到端口的连通性信息，或端口连接信息，无需把光信令转换为电信令而能自动发现，则是极其理想的。
按照本发明原理的一种光通信网络，在用链路发送承载业务前，该链路的连接经过自动端口识别过程，从而该链路的端口连接(portbinding)信息被检测、被记录、并被与连接该链路的网络单元所共享。通过带外信道，例如LAN信道通信的一组光网络单元之一，被“选举”为NE的首领。选举后，首领NE协调端口发现过程；为端口的“识别”提出请求，对请求作出响应，并且，其他消息都通过NE首领，在带外信道上从一个非首领NE送至另一个非首领NE。一旦通过首领NE建立起该识别过程，光测试信号沿所考虑的链路，从提出识别请求的NE发送至网络中所有其他NE。光测试信号可以是为测试而保留的某个频率的光，也可以是通常用于数据通信的光。就测试而言，任何存在的光信号都可以解释为测试信号。接收的NE在它们的每个“待用”端口上，监控功率电平，同时，在其上检测到增加的能量电平的端口，则被确定为附属于所考虑的链路的端口。按照本发明原理，使用光信号并在接收的端口上测量接收的功率，其优点是不需要把光信号转换为电信号，再解释该电信号。因此，NE可以保持其运行速度，而与端口发现有关的复杂装置和伴随的费用，可以降至最小。
系统内每个光网络单元包括一个链路状态表和一个识别请求队列。NE使用链路状态表确定它的哪一个端口已经被“识别”，换而言之，哪几个链路已经发现它们的端口连接信息。该NE对没有被识别的那些链路，执行链路识别过程。该NE的首领把收到的识别请求放进请求队列，并处理那些上升至队列前面的请求。如果该队列是先进先出的队列(FIFO队列)，那么，按请求收到的顺序来处理它们，但是，别的优先化方案也是可能的。通过链路状态表，每个光NE，诸如光交换系统，选出链路识别状态指出该链路是“未被识别”的链路连接，然后对相关的链路连接执行识别过程。
从下面结合附图的详细说明，本发明的上述及进一步的特性以及优点，对本领域的熟练人员是容易理解的，附图有：
图1画出按照本发明原理的多网络单元光通信系统的概念性方框图；
图2A和2B是两个表，分别画出链路状态表的内容和链路状态可允许的组合；
图3按照本发明原理，画出光NE初始化过程的有限态自动机简图；
图4是顺序图，画出端口连接信息自动发现过程，例如可供图1的系统采用；
图5是状态图，画出按照本发明原理的非首领光NE的操作；
图6是状态图，画出按照本发明原理的首领光NE的操作；和
图7是方框图，画出检测光网络内故障点的自动互连识别协议的操作。
在按照本发明原理的一种光通信网络中，在链路发送承载业务前，该链路的连接经过自动端口识别过程，从而该链路的端口连接信息被检测、被记录、并被与连接该链路的网络单元所共享。通过带外信道，如LAN信道通信的一组光网络单元之一，被“选举”为NE的首领(leader)。选举后，首领NE协调端口发现过程；为端口的“识别”提出请求，对请求作出响应，并且，其他消息都通过NE首领，在带外信道上从一个非首领NE送至另一个非首领NE。一旦通过首领NE建立起该识别过程，光测试信号沿所考虑的链路，从提出识别请求的NE发送至网络中所有其他NE。光测试信号可以是专门指派用于测试的某个频率的光，也可以是通常用于数据通信的光。就测试而言，任何存在的光信号都可以解释为测试信号，而光的接收功率的测量值，可以作为测试的指示器。接收的各NE在它们的每个“待用”端口上，监控功率电平，同时，在其上检测到增加的能量电平的待用端口，被确定为附属于所考虑的链路的端口。
如图1的概念性方框图所指出，按照本发明原理的光通信系统，包括多个光网络单元O1、O2、O3、OK、OK+1和ON。每个网络单元通过端口与别的网络单元连接，如光网络单元O1的端口104(P1)、端口106(P2)、和端口108(P3)，以及光网络单元ON的端口110(P1)、端口112(P2)、和端口114(P3)。
按图1概念性方框图所示，NE O1的端口P1 104通过链路116与NE OK的端口P3 115连接，NE O1的端口P2 106通过链路118与NE OK的端口P4 117连接，以及NE O1的端口P3 108通过链路120与NE ON的端口P3 114连接。类似地，NE O2的端口P1 119通过链路121与NE OK+1的端口P2 123连接，NE O2的端口P2 125通过链路127与NE ON的端口P1 110连接，以及NE O2的端口P3 129通过链路131与NE ON的端口P2 112连接。最后，NE O3的端口P1 133通过链路135与NE OK的端口P1 137连接，NE O3的端口P2 139通过链路141与NE OK的端口P2 143连接，以及NE O3的端口P3 145通过链路147与NE OK+1的端口P1 149连接。每个链路116、118、120、121、127、131、和147，采用SONET/SDH传输电平，并且除它们所载运的数据外，额外开销、控制信息也通过这些光链路传送。
虽然，利用这些链路载运的控制信息，能确定光网络单元O1、O2、O3、OK、OK+1和ON的端口互连性，但是，与这种措施相关的费用，在财政和性能两方面都是难于承担的。然而，该端口互连信息，对某些应用和手动发现是需要的，同时，该互连性信息的记录还有显著的缺点。按照本发明原理，“带外”通信信道，如由链路122和分别位于NE O1、O2、O3、OK、OK+1和ON内的接口124、126、149、151、153和155所形成的通信信道，被用来自动发现端口互连信息。该带外信道可以取局域网(LAN)的形式，把一组NE连接起来，并为这样连接起来的NE提供一条管理和控制的通道。
系统内每个光网络单元含有如图2A和2B表所示的链路状态表。NE使用链路状态表来确定它的哪一个端口已经被“识别”，换而言之，哪几个链路已经发现了它们的端口连接信息。该NE对那些未被识别的链路执行链路识别过程。表2B列举链路识别状态和链路工作状态的可允许的组合。按照本发明原理，一个链路，只有在它已被识别时才能处理承载业务；这一点由如下事实反映：链路识别状态“0”和链路工作状态“1”的组合是不允许的。本发明采用的光信号，当它被未被识别的端口接收时，产生功率电平变化，从而获知未覆盖的端口连接信息，该光信号可以直接从附属在该链路另一端的端口发送，或者可以从另外的源，例如驻留在该NE内的测试信号源，把该光信号切换到该端口。该光交换系统，即NE，在每个链路连接识别状态和链路发送状态都等于“0”的端口上，测量接收的功率。按此方式，在现用的传输级，识别过程的功率测量将被端口正常接收的功率扰乱。如果功率是在未被识别的端口上检测，那么，该端口可以与数字监视器(如在测试端口上)连接，监视器检查该信号，确定该信号是识别信号还是报警信号。过程是自动化的。下面还要更详细说明，如果接收的信号是识别信号，则该端口连接信息被记录并传播。另外，每个入口端口可以装配一分支部件，以滤去潜在的自动标识信号。
初始化后，每个NE不是扮演首领角色便是扮演非首领角色。每个非首领NE与实际首领建立TCP连接。NE首领，或实际首领的“选举”，在后面说明。实际首领NE，在相同的带外信道上(下面称为LAN)与所有非首领NE建立TCP连接。假定光NE的总数是N，那么，必须的TCP连接总数是2*(N-1)。(如果代之以基于点对点的连接，则需要N(N-1)种连接)。在某个非首领NE失效时，不论是NE自身失效还是该NE的LAN连接失效，NE首领便把该失效通知网络管理系统(未画出)。如果首领NE失效，不论是该NE自身失效还是它与LAN的连接失效，则重复首领选举过程，新的被选举的首领将把先前的NE的失效，通知网络管理系统。
新的协议(自动互连识别协议，AIRP)可以使用LAN连接，或用TCP作为通信会话传输层的串行链路。端口互连性能够用单个AIRP会话在两个同等层之间发现，并且，为了建立和维护端口互连性信息，每次NE初始化或重新引导时，都要运行一次AIRP会话。如下面更详细的描述，NE可以向与它链接的NE发送端口识别启动消息，启动端口互连性的发现过程。
按照本发明原理，NE可以在各种不同情况下，如在初始化时，或重新引导时，向经过网络链路与该NE连接的NE发送识别请求消息，启动端口互连性的发现过程。该消息首先经过NE的首领传送。换而言之，按照本发明原理，网络单元选举一个协调端口识别过程的首领。与启动的NE相关的首领，把来自相关的NE的端口识别请求排成队列，并把来自启动的网络单元，如网络单元O1的识别请求，通过带外链路122，广播至除启动的网络单元以外的所有网络单元。网络单元首领，比如NE O1，等待来自接收的网络单元的确认信号，一旦收到后，又把该确认信号转至启动的NE，后者再从特定端口，如端口P1 104，向接收的网络单元发送测试消息。由启动的网络单元发送的测试信号，是一光信号，且可以是任何频率的光，或者，举例说，是专用的测试频率的光。
通过链路122，把确认消息发送至启动的网络单元之后，其他NE开始轮询它们的端口，检测哪一个端口收到测试消息，以该端口收到的光功率电平的增加为证。接收的网络单元，一旦检测出它的哪一个端口收到该测试消息(比如在本示例性例子中，是端口P3 115)，该接收的网络单元记录该端口的连接信息，并停止轮询它自己的端口。此外，接收的网络单元OK+1，发送检测消息至启动的网络单元O1。该检测消息包括接收的网络单元的端口标识，且通过带外信道122发送。在收到来自接收的网络单元OK+1的检测消息时，启动的网络单元O1停止在SONET/SDH链路118上发送测试消息，记录该端口连接信息，并通过带外链路122发送识别确认消息至接收的网络单元OK +1。
AIRP包括六个操作消息：
1．AIRP_Recognition_Request消息，用于向对应侧提出参与互连识别过程的请求。
2．AIRP_Recognition_Notification消息，SONET的实际首领用该消息通知每个SONET NE开始轮询过程。
3．AIRP_Recognition_Grant消息，ATM的实际首领用该消息，授权某些ATM NE的链路识别请求。
4．AIRP_Recognition_Detected消息，用于向提出请求侧转达相应的互连ID信息。
5．AIRP_Ack消息，提出请求侧用该消息作为肯定的确认消息，发回被请求侧。
6．AIRP_Nak消息，被请求侧用该消息指示某些否定的确认情况。
图3状态图画出NE可以假定具有的各种状态，以及初始化时在这些状态间的转移。过程开始于步骤300，即开始状态，其中，NE发送AIRP_Hello消息，并起动确认定时器(ACK_timer)。假定该NE配备有一组MAC地址。过程从开始状态前进至步骤302，即等待状态。如果该NE在ACK_timer满期之前收到AIRP_Leader_Ack消息，该NE令定时器停止并过渡到步骤304，即TCP建立状态。如果该NE收到任何AIRP_Hello消息，它将发回一AIRP_Hello_Ack消息。如果该NE从别的NE收到AIRP_Hello_Ack消息，它将把包含在该AIRP_Hello_Ack消息中的信息存储起来。如果在该NE收到AIRP_Hello_Ack消息之前，ACK_timer期满，那么，该NE令定时器停止并返回步骤300，即开始状态。如果ACK_timer期满，但该NE却从别的NE收到AIRP_Hello_Ack消息，因为缺乏来自首领的确认消息，该NE令定时器停止并前进至步骤306，即首领计算状态。期满或收到除AIRP_Hello_Ack消息外的任何消息，都使该NE返回开始状态300。
在TCP建立状态304中，该NE与被标识为NE首领的NE建立TCP连接。该NE还复位状态变数re-start=0(供NE一旦与首领失去连接时使用，接着重新建立该NE与首领的连接)，并前进至步骤308，即非首领操作状态。如果该NE不能成功地与首领建立TCP连接(连接期满)，那么，该NE返回步骤300，即开始状态。如果该NE收到AIRP_Hello消息，它发回AIRP_Hello_Ack消息。
在首领计算状态306，该NE把所有的MAC地址分类，包括从别的NE的AIRP_Hello_Ack消息收到的那些地址和它自身的MAC地址，然后根据这些地址“选举”一个首领。例如，有最高地址的NE可以作为首领，并且，如果该NE自身又有最大地址，可以假定它已被选举，同时前进至步骤312，在步骤312，该NE按首领操作。否则，该NE前进至步骤310，在步骤310，该NE按非首领操作。如果该NE收到AIRP_Hello消息，它发回AIRP_Hello_Ack消息。
在步骤308，即非首领状态，NE将按非首领模式操作，在关于图4和图5的讨论中有更详细的说明。如果NE收到AIRP_Hello消息，该NE发回AIRP_Hello_Ack消息。如果NE收到AIRP_Close消息，该NE发回AIRP_Ack消息，并返回步骤300，即开始状态。如果NE在定时器期满之前，从首领收到AIRP_Keep_Alive消息，那么，该NE向首领发回AIRP_Keep_Alive_Ack消息。如果在定时器周期内，NE没有从首领处收到AIRP_Keep_Alive消息，则该重新起动它的Keep_Alive定时器，并前进至步骤314，即重试状态。所有其他的操作消息都将使该NE保持在步骤308，即操作状态。操作状态，包括非首领的操作状态，在关于图5的讨论中有更详细的说明。
在步骤310，即“不是一个首领”状态，NE等待接收AIRP_Leader_Ack消息，并且如果在该NE的确认定时器的周期内收到该消息，该NE记录它的首领NE的信息，并前进至步骤304，即建立TCP状态。在步骤310，即不是一个首领状态，如果在定时器的周期内收到AIRP_Leader_Ack消息，该NE记录首领信息，并前进至步骤304。如果该NE在定时器的周期内没有收到AIRP_Leader_Ack消息，该NE前进至步骤300，即开始状态。如果该NE收到AIRP_Hello消息，它发回AIRP_Hello_Ack消息。
在步骤312，即首领状态，实际首领节点NE发送AIRP_Leader_Ack消息至已经发送Hello消息至首领节点的所有NE。如果NE的状态变数re-start的值是1，那么，该NE把先前首领节点的丢失，通知网络管理系统。此外，该NE把re-start状态变数复位为0，并前进至步骤316，即该NE等待连接的状态。如果该NE收到AIRP_Hello消息，它发回AIRP_Hello_Ack消息。
在步骤314，即Retry(重试)状态，如果NE在定时器周期之内，收到AIRP_Keep_Alive消息，该NE向首领发回AIRP_Keep_Alive_Ack消息。如果该保持运行的定时器期满，则该NE令re-start状态变数为1，并前进至步骤300，即开始状态。如果该NE收到AIRP_Hello消息，它将发回AIRP_Hello_Ack消息。在步骤316，即等待连接状态，如果该NE收到TCP连接请求并已与别的NE建立了TCP连接，那么，该NE已经被选举为实际首领，并前进至步骤318。如果该首领NE在定时器的周期内没有收到TCP连接请求，那么，首领NE假定它失去LAN连接，或者LAN发生某些别的失效，于是，该NE将前进至步骤300，即开始状态。如果该NE不能与某特定节点建立TCP连接，则首领NE将从它的等待清单上撤消该节点。在这种情况下，从等待清单上被撤消的节点，将重新广播AIRP_Hello消息。如果首领NE收到AIRP_Hello消息，它将发回AIRP_Leader_Ack消息。
在步骤318，即首领操作状态，某个NE将按实际首领操作状态运行，在关于图4和图6的讨论中有更详细的说明。简而言之，如果首领NE在该状态下收到AIRP_Hello消息，该首领发回AIRP_Leader_Ack消息。该首领周期地发送AIRP_Keep_Alive消息至所有其他连接的NE，等待接收这些NE相应的AIRP_Keep_Alive_Ack消息。如果该首领没有从特定的NE收到AIRP_Keep_Alive_Ack消息，则该首领NE假定该NE发生某些类型的失效，把该失效通知网络管理系统，最后还撤除与该失效NE的TCP连接。如果首领NE收到AIRP_Close消息，或如果它没有收到AIRP_Keep_Alive_Ack消息，它将返回步骤300，即开始状态。任何其他操作消息将使该首领处于步骤318的首领操作状态。
另外，网络管理系统可以确定哪一个光NE应成为实际首领。例如，网络管理系统可以选取首先部署的光交换系统作为实际首领，那么，在此情形下，状态图上的步骤306和310可以取消，首领NE可以从步骤300直接前进至步骤312。
图4概念性方框图，按照本发明原理，画出NE间的消息互换情况。在该示例性实施例中，光NE首领OL为网络中所有NE协调自动端口连接发现过程，包括OL自身和与它相关的各NE O1、Oi、和ON。在该例子中，如箭头400所示，所有的光NE发送AIRP_Recognition_Request消息至首领NE OL。AIRP_Recognition_Request消息包括物理链路的ID信息，诸如与请求消息有关的端口的交换器名称、时间段号码、和端口号码。
每个光NE含有链路识别FIFO队列，而链路识别请求则在它们发生时便放在该队列中。一旦链路识别请求到达队列的顶部，该请求便被转送NE首领OL。从与链路识别请求相关的NE收到该请求后，光首领OL把该请求放进它的请求队列，比如说是一FIFO队列，然后处理从队列显露出来的请求。在FIFO的情况中，如在举出的例子中，OL按接收顺序处理这些请求。别的优先化方案也可以采用。
假定来自O1的请求首先到达NE首领OL，并到达OL的请求队列的前面，那么，NEOL在步骤402发送AIRP_Recognition_Notification，通知所有连接的光NE(提出请求的NE即O1除外)。一旦各SONET NE收到该通知，它们在每个具有未被识别的链路状态，本示例性实施例中，即在链路状态置“0”的入口端口，开始测量接收的功率电平。然后，在步骤404，每个连接的光NE发回AIRP_Recognition_Notification_Ack消息至首领OL。在步骤406，首领NE OL从所有Optical Switching NE(O1除外)收到AIRP_Ack后，首领NE OL发送AIRP_Recognition_Grant消息至NE O1。当NE O1收到该AIRP_Recognition_Grant消息，NE O1开始在关心的链路(未画出)上发送AIRP光测试信号。
当光NE之一检测到该识别信号时，该NE发送AIRP_Recognition_Detected消息至首领NE OL，报告测试结果。本示例性实施例假定，在步骤408,NE Oi收到该识别信号，发送该AIRP_Recognition_Detected消息至首领NE OL。在步骤410,NE首领OL从NE Oi收到包含所关心的端口连接信息的AIRP_Recognition_Detected消息后，NE首领OL发送AIRP_Ack消息至除Oi外的所有Optical Switching NE。各个光NE在它们未被识别的端口上，停止测量功率电平，同时，光NE Oi起动定时器，以保证先前检测识别信号的端口的功率状态返回至“无功率”状态。在步骤412,NE首领OL向出请求的NE O1，发送包含端口连接信息的AIRP_Recognition_Detected消息。
在收到该AIRP_Recognition_Detected消息后，NE O1修改它的链路状态表，停止发送测试信号，并且，在步骤414，发回AIRP_Ack消息至首领NE OL。如果O1有其他未解决的链路识别请求，它开始再次向OL发送请求。当检测的端口的功率状态返回“无功率”状态时，NE O1向NE首领OL发送AIRP_Ack消息。当首领NE从请求者NE O1和检测者NE Oi收到AIRP_Ack消息，识别阶段即告完成，同时，首领NE OL继续处于“作为首领操作”资格，这一点在下面关于图6的讨论中，将更详细说明。
自动端口连接发现中采用的协议数据单元(PDU)，即，按照本发明原理的新的自动互连识别协议(AIRP)，其格式及内容即将在下面说明。
每个AIRP PDU是一个AIRP标题，后接AIRP消息。
AIRP标题是：
    版本     PDU长度
版本：
两个八位组的无符号的、包含协议版本号码的整数。本说明书的版本规定为AIRP协议版本1。
PDU长度：
两个八位组的整数，以八位组为单位，规定该PDU的总长度，包括Version及PDU Length字段。
AIRP使用Type-Length-Value(TLV)编码方案，对AIRP消息载运的大多数信息编码。
AIRP TLV被编码为1个八位组的Type Field，后接2个八位组的Length Field，再接一可变长度Value字段。
Type(类型) Length(长度) Value(值)
Type
对如何解释Value字段进行编码。
Length
以八位组为单位，规定Value字段的长度。
Value
Length八位组的八位组串，按Type字段所规定的解释，对信息编码。
总数有十三种AIRP消息类型，其定义为：
AIRP_Hello TLV：(IP目的地址=组播地址)
    Type=1     Length=0
AIRP_Hello_Ack TLV：
    Type=2     Length=0
AIRP_Leader_Ack TLV：
    Type=3     Length=0
AIRP_Close TLV：
    Type=4     Length=0
AIRP_Keep_Alive TLV：(IP目的地址=组播地址)
    Type=5     Length=0
AIRP_Keep_Alive_Ack TLV：
    Type=6     Length=0
AIRP_Reset TLV：
    Type=7     Length=0
AIRP_Recognition_Request TLV：
Figure A0111136600161
值字段的定义：
    消息序号
    Link Connection ID(链路连接ID)
    Link Connection Optics Type(链路连接光类型)
AIRP_Recognition_Notification TLV:
  Type=9     Length=0
AIRP_Recognition_Grant TLV:
Figure A0111136600171
值字段的定义：
  Recognition_request消息序号
AIRP_Recognition_Detected TLV:
Figure A0111136600172
值字段的定义：
  检测者的IP地址
  Recognition_request消息序号
  有关的Link Connection ID Information(链路连接ID信息)
  有关的Link Connection Optics Type Information(链路连接光类型信息)
AIRP_Ack TLV:
  Type=12     Length=0
AIRP_Nak TLV:
  Type=13     Length=0
按照本发明原理，非首领光NE的操作将在关于图5的本讨论中说明。当NE在开始或复位时，该NE将处于开始状态500。假定系统配置已经完全装备好，而且与AIRP首领的TCP连接也已建立。如果该NE已经复位，它发送AIRP_Reset消息至光首领NE。在系统启动/复位或运行时，都可能出现链路的初始化。为保证每次只发送一个识别信号至接收的NE，所有进入的链路初始化请求都放在一队列中，在本示例性实施例中是一FIFO队列。只有在队列前面的请求被转送首领NE。当非首领NE从首领NE收到消息，如果收到的消息是AIRP_Recognition_Grant消息，该非首领NE前进至状态502，即发送状态。另一方面，如果收到的消息是AIRP_Recognition_Notification消息，该非首领NE前进至状态508，即被通知状态。
如果该非首领过渡至状态2，即发送状态502，该非首领NE开始从端口连接信息已被识别的端口，发送光识别信号。然后，该NE等待来自首领NE的识别授权消息。如果此时来了另一个链路识别请求，该请求被放在提出请求的队列的末尾。从实际首领收到的AIRP_Recognition_Detected消息，可使非首领停止等待定时器而过渡到状态4，即检测状态506。但是，如果非首领在从实际首领收到AIRP_Recognition_Detected消息之前，等待定时器期满，该非首领则前进至状态3，即通知状态504。
在状态3，即通知状态504，非首领NE把识别过程失效通知网络管理系统，同时，非首领NE返回状态1，即开始状态500。任何在通知状态504到达的链路识别请求，均被放在提出请求的队列的末尾。在状态4，即识别检测状态506，非首领NE记录端口连接信息并停止发送检测信号。然后，该NE向实际首领NE发回一AIRP_Ack消息，同时该非首领NE返回开始状态500。任何在检测状态506到达的链路识别请求，均被放在提出请求的队列的末尾。
在状态5，即被通知状态508，非首领NE开始在它所有未被识别端口上测量接收的功率，按本示例性实施例，这是指那些链路识别状态置“0”的端口。此外，该NE起动检测定时器并向实际首领发回AIRP_Ack消息。任何在被通知状态508到达的链路识别请求，均被放在提出请求的队列的末尾。在状态6，即轮询状态510，如果非首领NE从实际首领收到AIRP_Ack消息，这表明另一个NE已经检测了该识别消息，于是，该非首领NE停止其定时器并过渡到状态1，即开始状态500。否则，在某些时候，该NE应在某个未被识别端口检测某个阈值电平上的功率。一旦发生这种事件，该非首领NE记录该端口信息并把检测结果发回实际首领。任何在轮询状态510到达的链路识别请求，均被放在提出请求的队列的末尾。
在状态7，即被检测状态512，如果非首领NE从实际首领收到一AIRP_Ack消息，该NE更新它的链路状态表以记录被检测端口的连接信息，并改变该端口的识别状态，从未被识别状态变为已识别状态(在本例中，是从0变为1)。此外，该NE前进至状态8。任何在被检测状态512到达的链路识别请求，均被放在提出请求的队列的末尾。在状态8，即回到正常状态514，当该NE确定，被检测端口的功率电平已经返回待用电平时，该NE向实际首领发回AIRP_Ack消息。然后，该NE返回开始状态500。任何在被检测状态512到达的链路识别请求，均被放在提出请求队列的末尾。
按照本发明原理，首领光NE的操作，将在关于图6的本讨论中说明。NE在它开始或复位时，将处在开始状态600。假定系统配置已经完全装备好，而且与AIRP首领的TCP连接也已建立。在系统启动/复位或运行时，都可能出现链路的初始化。为保证每次只发送一个识别信号至接收的NE，所有进入的链路初始化请求都放在一队列中，在本示例性实施例中是一FIFO队列。只有在队列前面的请求被转送首领NE。实际首领NE清除它的NE请求队列及它自身的链路识别请求队列。同时，它核查它的状态变数：my_request_status，并且，如果该变数是0，则把在它的链路识别队列顶部的请求，放在NE请求队列的末尾，并把my_request_status置1。如果my_request_status的当前值是1，则该链路识别请求被放在首领NE自身的链路识别队列的末尾。来自其他NE的任何进入的识别请求，均放在NE请求队列的末尾。来自其他NE的任何复位消息，将引起实际首领从首领NE的请求队列中，移去发送复位消息的NE的所有未解决的请求。
一旦首领NE的请求队列是非空的，在请求队列前面的请求便由实际首领处理，该首领NE发送AIRP_Recognition_Notification消息至所有NE，但请求的NE除外。如果实际首领不是该请求者NE，该首领还要向自身发送AIRP_Recognition_Notification消息。一种有N个NE的系统，总共要发送N-1个这类消息。一旦该首领NE收到AIRP_Recognition_Notification消息，服务器开始在未被识别的所有端口(举例说，端口识别状态置“0”的端口)测量功率。然后，该首领向自身发送AIRP_Ack消息。如果该首领NE检测到识别功率信号，它还要向自身发送AIRP_Recognition_Detected消息。发送AIRP_Recognition_Detected消息之后，该首领前进至状态2，即同步化状态602。
在状态2，即602，当该首领NE收到(N-1)个AIRP_Ack消息，它发送AIRP_Recognition_Grant消息至被选出的请求者，即其请求已到达队列前面的请求者。该首领起动等待定时器并前进至状态3，即等待状态604。如果被选出的请求者是实际首领自身，一旦它收到AIRP_Recognition_Grant消息，它开始从正在被查找端口连接信息的端口发送识别信号。在状态2，即602，如果该首领NE收到来自它自身的另一个链路识别请求，则该请求放在首领NE的链路识别队列的末尾。如果来自另一个NE的请求在该状态中到达，则该请求放在该NE的请求队列的末尾。来自另一个NE的AIRP_Reset消息，将引起实际首领从该NE的请求队列中，移去所有发送的NE的未解决的识别请求。
在状态3，即等待状态604，如果定时器的时间已过，而在时间已过之前，没有收到检测消息，那么，实际首领返回状态1，即开始状态600，继续处理请求队列中其他请求。如果当该首领NE在定时器没有期满时，收到AIRP_Recognition_Detected消息，它向除被选出的请求者以外的所有N-1个NE，发送AIRP_Ack消息。如果实际首领在检测到检测信号之前，收到AIRP_Ack消息，则该首领NE停止检测过程。如果该首领NE在收到AIRP_Ack消息之前，自身揭露该识别信息，该首领将在收到AIRP_Ack消息时停止检测过程，并改变被检测端口的端口识别状态：从未被识别到识别(0到1)。该首领还监控被检测端口，以便检测指示该识别信号不再被那里接收的功率电平移动。当它确定该识别信号不再被该端口接收时，首领NE向自身发送AIRP_Ack消息。在该状态下，如果它自身的另一个链路识别请求到达，则该请求放在首领自身的链路识别队列的末尾。如果来自另一个NE的请求到达，则该请求放在该首领NE的NE请求队列的末尾。来自另一个NE的复位消息，将引起实际首领从该NE请求队列中，移去所有发送的NE的未解决的请求。
首领NE前进至状态4，即发送AIRP_Ack消息后的转发状态606，在该状态，首领NE把检测的信息转发被选出的请求者。在该状态，如果该首领自身的另一个链路识别请求到达，则该请求放在首领自身的链路识别队列的末尾。如果来自另一个NE的请求到达，则该请求放在该首领NE的NE请求队列的末尾。来自另一个NE的复位消息，将引起实际首领从该NE请求队列中，移去所有发送的NE的未解决的请求。如果实际首领自身就是被选出的请求者，它将使用接收的检测消息更新它的链路状态表，并核查它自身的链路识别队列，看该队列是否已空。如果该链路识别队列是非空的，该首领将把它的链路识别队列顶部的请求，移至该NE请求队列的末尾。否则，该首领NE把my_request_status置回0，在已识别端口上停止发送识别信号，并发送AIRP_Ack消息至实际首领。该首领NE从状态4前进至状态5，即状态608。
在状态5，即结尾状态608，一旦实际首领从被选出的请求者和检测者收到AIRP_Ack消息，该首领返回状态1，即开始状态600。在该状态，如果它自身的另一个链路识别请求到达，则该请求放在首领自身的链路识别队列的末尾。如果来自另一个NE的请求到达，则该请求放在该首领NE的NE请求队列的末尾。来自另一个NE的复位消息，将引起实际首领从该NE请求队列中，移去所有发送的NE的未解决的请求。
如在关于图7的讨论中所说明的，当光通信系统运行时，可以用自动互连识别协议对故障进行定位。现在转至图7，三个光NE O1700、O2 702、和O3 704通过单向光链路706和708连接。此外，这些NE还通过双向链路710和712链接，这些链路代表带外控制通道，如前述的LAN。
假定在系统运行时，NE O3 704在从O1到O3的光数据通道中检测到失效。NE O3 704可以用控制通道710上的AIRP消息把信号发回NE O2 702。如果NE O2没有响应，意味着NE O2已经失效，NE O3 704应当把该失效报告网络管理系统(未画出)。如果NE O2 702是健全的，它对来自NE O3 704的AIRP故障处理信号作出响应，同时，NE O2 702撤除作为O1→O3光通道一部分的交叉链接。NE O2702还把相应的输出链路的链路状态表中工作状态条目，从1改变为0(它的链路识别状态应是1)。然后，NE O2 702在产生链路识别信号的测试装置与对应的输出端口之间，建立交叉连接。此外，NE O2702提醒NE O3 704，注意监控它的功率电平进入端口，如前所述，该功率电平指示识别测试信号的接收。如果NE O3 704在它的进入端口检测到识别信号，指出NE O2和O3之间的链路是工作的，那么，NE O2 702对它自身与NE O1 700 O2之间的链路，重复该过程，以确定NE O1 700的链路，或NE O1 700与O2 702之间的链路是否有麻烦。根据该过程，可以把故障隔离并报告网络管理系统。此外，因为该过程只对链路识别状态置“1”和链路工作状态置“0”的链路操作，因此，在该测试过程与AIRP识别过程之间，不会有干扰。因而，运行时的故障定位和运行时的的链路识别能够同时发生。
前面已经为示例和说明目的，说明了本发明若干特定实施例。但不准备穷举或把本发明限制在公布的精确形式，并且，借助上面的讲述，可以作出许多修改和变化。选取的各个实施例及其说明，是为了最佳地解释本发明原理及其实际应用，从而能使本领域其他熟练人员最佳地利用本发明。可以认定，本发明的范围只受本文所附权利要求书的限制。

Claims (27)

1．一种光网络单元，包括：
用于与另一个光网络单元连接的端口；
确定该光网络单元是首领还是非首领网络单元的装置；和
用于与一个或多个光网络单元通信的带外信道，该带外信道用于发送端口标识请求和接收端口标识请求，该端口还配合经带外信道发送的端口标识请求，发送光端口检测信号。
2．按照权利要求1的光网络单元，其中的带外信道被配置成把端口标识请求发送至另一个光首领网络单元。
3．按照权利要求1的光网络单元，还包括一端口标识请求的队列，其中的网络单元被配置成把端口标识请求放进该队列中。
4．按照权利要求3的光网络单元，其中的网络单元被配置成如果该网络单元是首领网络单元，则要接收来自其他网络单元的端口标识请求，并把这些请求放进该队列。
5．按照权利要求4的光网络单元，其中的网络单元被配置成把它产生的端口标识请求放进该队列。
6．按照权利要求2的光网络单元，其中的带外信道被配置成发送端口标识请求至光首领网络单元。
7．按照权利要求1的光网络单元，其中的端口检测信号是光测试信号。
8．按照权利要求1的光网络单元，其中的光网络单元包括多个光端口，并且通过轮询多个未被识别的端口，以检测该多个端口中哪一个收到该端口检测信号，对收到的端口检测信号作出响应。
9．按照权利要求4的光网络单元，其中的光网络单元通过存储端口连接信息对端口检测信号的检测作出响应。
10．按照权利要求4的光网络单元，其中的光网络单元通过发送端口连接信息至相关的光首领网络单元，对端口检测信号的检测作出响应。
11．一种光通信系统，包括：
多个光网络单元，每个网络单元包括：
用于与另一个光网络单元连接的端口；
确定该光网络单元是首领还是非首领网络单元的装置；和
用于与一个或多个光网络单元通信的带外信道，该带外信道用于发送端口标识请求和接收端口标识请求，该端口还配合经带外信道发送的端口标识请求，发送光端口检测信号。
12．按照权利要求11的系统，其中的带外信道被配置成把端口标识请求发送至另个光首领网络单元。
13．按照权利要求11的系统，还包括一端口标识请求队列，其中的网络单元用于把端口标识请求放进该队列。
14．按照权利要求12的系统，其中的网络单元被配置成如果该网络单元是首领网络单元，则要接收来自其他网络单元的端口标识请求，并把它们放进该队列。
15．按照权利要求13的系统，其中的网络单元被配置成把它产生的端口标识请求放进该队列。
16．按照权利要求11的系统，其中的带外信道被配置成发送端口标识请求至光首领网络单元。
17．按照权利要求11的系统，其中的端口检测信号是光测试信号。
18．按照权利要求11的系统，其中的光网络单元包括多个光端口，并且通过轮询多个未被识别的端口，以检测该多个端口中哪一个收到该端口检测信号，对收到的端口检测信号作出响应。
19．按照权利要求13的系统，其中的光网络单元对端口检测信号的检测作出响应，存储端口连接信息。
20．按照权利要求13的系统，其中的光网络单元通过发送端口连接信息至相关的光首领网络单元，对端口检测信号的检测作出响应。
21．在包括多个光网络单元的通信系统中，一种供网络单元使用，能自动确定端口连接信息的方法，该方法包括的步骤为：
A)各个光网络单元选举一首领；
B)光网络单元通过带外信道，向该光首领网络单元发送端口标识信息请求；
C)该首领网络单元把该请求发送至第二个光网络单元；和
D)通过与请求端口标识信息的端口相关的光链路，向该链路连接的网络单元发送端口检测信号。
22．按照权利要求21的方法，其中在步骤D)发送的端口检测信号，是光测试信号。
23．按照权利要求22的方法，还包括步骤：
E)网络单元接收端口检测请求，并作为响应，监控它的端口，以便检测端口检测信号的接收。
24．按照权利要求23的方法，其中的步骤E)包括步骤：
E1)该网络单元轮询所有它的未被识别的进入端口，以便在接收端口检测信号的端口上，检测阈值光功率电平。
25．按照权利要求24的方法，还包括步骤：
F)该网络单元响应端口检测信号的检测，存储端口连接信息。
26．按照权利要求25的方法，还包括步骤：
G)该网络单元响应端口检测信号的检测，向网络单元首领发送端口连接信息。
27．按照权利要求22的方法，其中的步骤C)包括步骤：
C1)把检测信号发送至系统的所有网络单元，但被请求端口连接信息的网络单元除外。
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