CN1507765A - 通信网络 - Google Patents

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Abstract

描述了可以为自身确定自己的网络拓扑的一种通信网络，该网络拓扑是组成该网络的节点的相互连接和身份。该网络包含多个节点(A到E)，每个节点具有至少一个端口(A1到E1)，这些端口被按照该网络拓扑进行互连(7到13)，并且，其中通过这些互连的端口在该网络上传递通信业务。将每个端口设置成在通信业务中发送第一信息(h到u)，该第一信息包含该通信业务所源于的端口的身份(段踪迹身份)。提供了如下的装置，该装置被设置成在节点之间发送标识哪个第一信息身份相关于哪个节点及哪个端口的第二信息，并且处理装置被设置成：用于根据第一和第二信息为每个节点确定相邻节点的身份以及它的端口所连接到的端口的身份。

Description

通信网络
本发明涉及通信网络，并且特别地涉及可以为自身确定自己的网络拓扑的一种网络，该拓扑是组成该网络的节点的相互连接和身份。
正如已知的，通信网络包含多个互连的节点。在每个节点上提供具有多个端口的节点单元。按照网络拓扑(如环型配置、网型配置等)在各个节点单元的端口之间加以互连。借助于这些互连的端口在节点单元之间传递通信业务(信息/数据)。节点单元之间的通信可以是与电相关的，在这种情况中，通常用电导体连接这些节点单元的端口，并且在节点之间传递作为已调制电信号的信息；节点单元之间的通信也可以是与光相关的，在这种情况中，通过用光波导(典型为光纤)传递的已调制光辐射来在端口之间进行通信。
在通信网络的管理和操作(通信业务的路由选择等)中，要求了解网络拓扑，所述的网络拓扑是节点单元的相互连接和身份，特别地，是每个单元的哪个端口连接到哪个其它节点单元的哪个端口。对于网络来说，能够为自身确定自己的网络拓扑是非常有好处的。
能够确定其网络拓扑的已知通信网络的一个例子是ATM(异步传输模式)或IP(网际协议)网络。这样的网络使用多协议标记交换(MPLS)来提供标记寻址、服务质量以及确定它们自己的网络拓扑的相关能力。这样的网络的例子在图1中示出。该网络包含五个节点A到E，它们通过各自的端口A1、A2……到E1来相互互连。正如已知的，通过在端口之间的、根据信令信息的选择性路由来在网络中传送通信业务(客户数据/信息)，其中需要指出，该信令信息是在端口之间的同一物理的相互连接上携带的，是带内信令。在本专利申请的上下文中，控制信令信息是指例如路由/管理/服务质量等的信息，该信息用于该网络的控制/操作。作为对比，诸如数据、话音和视频等通信业务则是要在该系统上传送的信息。
为了使网络确定它的拓扑，每个节点需要在最初便确定它所连接到的相邻节点的身份、以及它的端口如何在物理上连接到该/每个相邻节点的哪些端口。在所解释的ATM网络中，每个节点通过在每个端口上发送包含该节点和该端口的身份(ID)的控制信令信息来确定这个信息。这个信息是按照MPLS协议发送的。因此，每个节点的每个端口都将接收到每个节点以及它所物理连接到的端口的身份。以这种方式，每个节点可以确定它所连接到的相邻节点的图。一旦每个节点已经确定了相邻节点的图，则每个节点就将这个信息广播到所有的其它节点，从而使每个节点都能确定该网络拓扑的总体图。
虽然这样的确定网络拓扑的方法在ATM/IP网络中是适当的，但本发明人发现在光通信网络，特别是在那些使用同步数字系列(SDH)或同步光网络(SONET)操作的光通信网络中确定网络拓扑时存在一个问题。在这样的网络中，与ATM和IP不同，没有对带内业务的直接访问，因此携带带内信令的能力受限，并且在节点之间的控制信令信息的通信是在与携带通信业务的路径物理分离的路径上进行的。作为结果，接收节点不能假定端口的直接关联(物理互连)，因此在每个节点确定相邻节点的图中出现了一个问题。
本发明致力于提供这样的一种通信网络，该通信网络能够确定它自己的拓扑，该拓扑至少部分地克服了该已知设置的局限性。
根据本发明的第一方面，提供了一种包含多个节点的通信网络，每个节点具有至少一个端口，该端口被按照网络拓扑加以互连，并且，其中通过这些互连的端口在该网络上传递通信业务，其特征在于，每个端口包含：在通信业务中发送第一信息的装置，该第一信息包含该通信业务所源于的端口的身份；用于在节点之间发送标识哪个第一信息身份相关于哪个节点及哪个端口的第二信息的装置；以及处理装置，该处理装置被设置成为每个节点确定相邻节点的身份以及它的端口所连接到的端口的身份。
有利地，将处理装置设置成根据相邻节点的相互连接来进一步确定网络拓扑，该网络拓扑是所有节点的所有端口的相互连接。
本发明尤其可应用于如下的通信网络，在该网络中，第二信息控制信令信息在节点之间通过在物理上与互连该节点并携带通信业务的连接分离的连接发送。在这样的网络中，优选的是：将该第二信息作为控制信令信息部分加以发送。
优选地，在网络的各节点之间分布处理装置。在一种优选的设置中，每个节点包含能够确定相邻节点的身份和与它的每个端口互连的相应端口的身份的处理装置。
优选地，这些节点包含用于存储预先装载的检查信息的存储装置，该检查信息包含第一信息，用于识别和检查第一信息的传输以及对第一信息的传输的接收。
优选地，该第一信息被携带于通信业务的开销部分中。有利的是，该第二信息是以经过修改的网际协议的形式发送的。
优选地，该网络是光通信网络，在该光通信网络中，通信业务在节点之间以经过该通信业务调制的光辐射的形式发送，通过辐射导向装置对所述辐射加以传递，该导向装置优选为光纤。
在一种设置中，该网络包含同步数字系列(SDH)网络。作为替换方案，该网络包含同步光网络(SONET)。在这样的通信网络中，第一信息被有利地携带于段踪迹信息中，第二信息有利地在数据通信信道中发送。
有利地，该通信网络包含波分复用(WDM)网络，优选的是包含密集WDM网络。对于这样的网络，第二信息有利地在光监控信道(OSC)中发送。
根据本发明的第二方面，提供了一种操作如下类型的通信网络的方法，该通信网络包含多个节点，每个节点具有多个端口，按照网络拓扑对这些端口加以互连，并且，其中通过这些互连的节点在该网络上传递通信业务，该方法用于确定网络拓扑，其特征在于：每个端口在通信业务中发送第一信息，该第一信息包含该通信业务所源于的端口的身份；在节点之间发送标识哪个第一信息身份相关于哪个节点的第二信息；并根据第一和第二信息为每个节点确定相邻节点的身份以及对相邻节点加以互连的端口的身份。
现在将参照附图仅以举例的方式对按照本发明的通信网络进行描述，在附图中：
图1是如上所述的已知的ATM通信网络的示意表示；以及
图2是按照本发明的光通信网络的示意表示。
参见附图，图中显示了一种具有5个节点1、2、3、4、5的光通信网络，这5个节点在图2中分别被标为A到E。节点1具有6个光端口，分别标为A1到A6。节点2具有3个光端口，分别标为B1到B3；节点3具有2个光端口C1到C2，节点4具有2个光端口D1和D2，节点5具有1单个光端口，标为E1。这些节点的光端口通过光纤7到13按照网络拓扑相互地连接，并使得能够在节点之间传输通信业务。在所描述的示例性实施例中，在节点之间以按照同步数字系列(SDH)或同步光网络(SONET)的、已调制光辐射的形式传递通信业务。
现在将对节点1到5的光端口的相互连接进行描述。节点1的光端口A1到A3通过光纤7到9分别连接到节点2的光端口B1到B3。节点1的光端口A4通过光纤10连接到节点3的光端口C1。节点1的光端口A5和A6通过光纤11和12分别连接到节点4的光端口D1和D2。最后，节点3的光端口C2通过光纤13连接到节点5的光端口E1。
所描述的网络是简化的网络拓扑以便于阐明本发明。在实际的通信网络中，该拓扑可能包含几十或甚至几百个节点，这些节点连接成环型、网型或其它的网络拓扑。
该网络还包含用于控制该网络的操作的管理源6。该源6通过独立路由的信号控制通信链路14连接到节点1到5中的每一个。该通信链路14通过在图2中未被标出并且独立于用于传递通信业务的节点端口的那些端口而接入节点1到5。管理源6代表一个可能属于该网络管理系统的信息源。通信链路14允许从源6到每个节点的双向通信，也允许节点之间的双向通信。
正如已知的，在SDH网络中，每个节点在通信业务中发送对于该通信业务所源于的端口是惟一的第一条信息。此第一信息被称为段踪迹标识符，长度典型为16字节，携带于同步业务帧的段开销中。更具体地说，该段踪迹标识符被携带于SDH帧的16个连续的J0字节中。在网络的初始配置时，通过管理源6对与每个物理端口相关的惟一段踪迹标识符加以分配，并通过通信链路14将它们发送到相应的节点。段是指2个端口之间的物理链路。因此，每个段由两个段踪迹标识符惟一地定义。
例如，节点1的端口A1包含一个段踪迹标识符，在图2中指示为h。相对比而言，将连接到节点A1、并因此表示相同物理连接(段)的节点2的端口B1设置成发送被指示为i的踪迹信息。相似地，将端口A2、B2、A3、B3、A4、C1、A5、D1、A6、D2、C2、E1设置成分别发送被指示为j到u的段踪迹标识符。
源6不但向每个节点发送相应的段踪迹标识符，还在初始配置时向每个端口发送可预期在相应端口上接收的段踪迹标识符。将每个节点配置成对在它的端口上接收到的段踪迹标识符加以检查，将这些信息与预期值进行比较，并由此证实段(物理连接)的完整性。在所接收的段踪迹标识符与预期的段踪迹标识符不一致的情况中，该节点生成一个错误标记，并将该错误标记传送到管理源6。段踪迹标识符的使用是公知并有案可查的，到此为止描述的网络具有公知的配置。
可以理解，该段踪迹标识符本身只提供检查节点的正确互连的手段。然而，它们并不使每个节点能够为自己确定它所连接到的相邻节点的身份，或确定它附接到该相邻节点的哪个端口。
按照本发明的通信网络，将每个节点设置成通过通信链路14与每一个其它的节点就第二信息进行通信。这个信息在节点之间使用经过修改的网际协议(IP)进行传送。这个第二信息包含该节点的身份、它的物理端口的身份以及对于每个端口的段踪迹身份。作为一个例子，在下面的表1中给出了节点1所传送的信息。
    节点     端口     段踪迹标识符
    A     A1     h
    A2     j
    A3     l
    A4     n
    A5     p
    A6     r
表1
以这种方式，每个节点以用于每个和全部节点的节点身份、端口身份以及相应段踪迹身份的信息结束。这个信息在表2中示出。
    节点     端口     段踪迹标识符
    A     A1     h
    A2     j
    A3     l
    A4     n
    A5     p
    A6     r
    B     B1     i
    B2     k
    B3     m
    C     C1     o
    C2     t
    D     D1     q
    D2     s
    E     E1     u
表2
在操作中，每个节点将从它的相应端口接收的通信业务中提取的段踪迹身份与进一步的信息(表2)结合，以确定节点身份以及它的每个端口所连接到的端口的身份。
例如，节点1识别出在它的第一端口A1上接收的通信业务具有段踪迹身份i。节点中的处理装置根据表2中的信息推出：这个身份对应于节点2的端口B1，并由此确定它的端口A1物理连接到节点2的端口B1。以相似的方法，每个节点确定它的端口所直接连接到的相邻节点的图。
一旦每个节点已经确定了相邻节点的图，它就通过通信链路14发送这个信息到所有的其它节点，使每个节点都能在整体上建立该网络的布局图。以这种方式，每个节点都能为自己确定组成该网络的所有节点的身份和互连，即，每个节点都能确定该网络拓扑。
虽然在上面的描述中，网络拓扑的确定被描述为在网络的初始化阶段进行确定，但可以想象，由于SDH网络拓扑可能在操作期间动态地变化，所以这个处理过程在网络的操作期间继续进行。本发明的网络的一个特殊的好处是：即使节点之间的控制信令信息的通信是在与通信业务的通信路径物理分离的通信路径上进行的，该网络也可以确定自己的拓扑。所描述的网络的一个特殊的好处是：使用SDH/SONET网络中固有的段踪迹身份来携带第一信息。因此，可以通过在节点中提供处理装置、以及修改用于节点之间通信的现有网际协议来容易地实现本发明的网络。
可以理解，可以在本发明的范围内对所描述的网络进行修改。例如，在一种替换的配置中，可以想象使用数据通信信道(DCC)在节点之间传送第二信息。虽然这是带内通信信道，但它的操作是独立于通信业务信道的。
此外，通信网络可包含波分复用(WDM)网络或密集WDM网络，其中以指定波长的已调制辐射的形式(在术语上通常称为波长信道)传递通信业务。在这样的网络中，保留波长信道中的一条以用于除携带通信业务之外的目的，该信道在术语上称为光监控信道(OSC)。在这样的网络中，优选地通过OSC携带节点端口的段踪迹身份(第一信息)。
虽然上面的网络是光网络，但本领域的技术人员可以理解：本发明可应用于非光网络，在该非光网络中，不能保证信号控制信息的通信将在与用于通信业务的通信相同的物理路径上进行。正是如上所述的将该信息分为两部分，使本发明的网络能够确定自己的网络拓扑。

Claims (16)

1.一种通信网络，包含多个节点(A到E)，每个节点具有至少一个端口(A1到E1)，该端口按照网络拓扑加以互连，并且，其中通过该互连的端口在该网络上传递通信业务，其特征在于：每个端口被设置成在通信业务中发送第一信息(h到u)，该第一信息包含该通信业务所源于的端口的身份；被设置成在节点之间发送标识哪个第一信息身份相关于哪个节点及哪个端口的第二信息的装置；以及被设置成用于根据第一和第二信息为每个节点确定相邻节点的身份以及它的端口所连接到的端口的身份的处理装置。
2.根据权利要求1所述的通信网络，其中处理装置被设置成根据相邻节点的相互连接而进一步确定该网络的拓扑。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的通信网络，其中第二信息通过在物理上与互连该节点并携带通信业务的连接分离的连接而在节点之间发送。
4.根据权利要求3所述的通信网络，其中第二信息被作为控制信令信息部分加以发送。
5.根据前面任意一项权利要求的通信网络，其中处理装置在网络的各节点之间分布。
6.根据前面任意一项权利要求的通信网络，其中节点包含用于存储预先装载的检查信息的存储装置，该检查信息包含第一信息，用于识别和检查第一信息的传输和对第一信息的传输的接收。
7.根据前面任意一项权利要求的通信网络，其中第一信息被作为通信业务的开销部分的一部分加以发送。
8.根据前面任意一项权利要求的通信网络，其中第二信息被以经过修改的网际协议的形式进行发送。
9.根据前面任意一项权利要求的通信网络，其中该网络是光通信网络，在该光通信网络中，通信业务在节点之间以经过该通信业务调制的光辐射的形式发送，并且其中通过对节点加以互连的辐射导向装置来传递所述的辐射。
10.根据前面任意一项权利要求的通信网络，其中该网络包含同步数字系列(SDH)网络。
11.根据权利要求1-9中任意一项权利要求的通信网络，其中该网络包含同步光网络(SONET)。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的通信网络，其中第一信息在段踪迹信息中携带。
13.根据权利要求10-12中任意一项权利要求的通信网络，其中第二信息在数据通信信道(DCC)中发送。
14.根据前面任意一项权利要求的通信网络，其中该网络包含波分复用(WDM)网络。
15.根据权利要求14所述的通信网络，其中第二信息在光监控信道(OSC)中发送。
16.一种用于操作如下类型的通信网络的方法，该通信网络包含多个节点，每个节点具有至少一个端口，该端口按照网络拓扑加以互连，并且，其中通过这些互连的节点在该网络上传递通信业务，该方法用于确定网络拓扑，其特征在于：每个端口在通信业务中发送第一信息，该第一信息包含该通信业务所源于的端口的身份；在节点之间发送标识哪个第一信息身份相关于哪个节点的第二信息；并根据该第一和第二信息为每个节点确定相邻节点的身份以及互连该相邻节点的端口的身份。
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