CN1581865A - 采用以太网线作为ip控制信道的客户网络接口方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，数据链路与IP控制通道分开进行传送，客户端的客户代理UNI－C和网络节点端由以太网通道连接，用以提供专用的IP控制通道。网络节点采用自动交换光网络ASON节点，网络节点内二层以太网交换机或交换式HUB与ASON控制单元之间通过背板通信总线通信，UNI－C的控制信令信息通过以太网线传给ASON控制单元。ASON控制单元根据信令要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB和节点内部单盘通信总线控制节点内的各个单盘执行相应的操作。

Description

采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法

技术领域

本发明涉及一种采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，属于自动交换光传送网上客户网络到接口(UNI)的物理实现方法，可应用于多种类型的客户接入自动交换光网络的应用场合。

背景技术

自动交换光网络(ASON)在传统的SDH(同步数字系列)和OTN(光传送网)中引入控制平面，从而为光传送网带来了革命性的变革。ASON网络支持三种连接方式：交换式连接(switched connection)、软永久性连接(soft-permanent connection)和永久性连接(provisionedpermanent connection)。其中交换式连接能使得用户自动请求光通道连接，从而能为客户提供更快通道建立、更灵活的组网方式、更多的新业务的支持、多厂商多运营商互连互通以及更强大的生存性和更加智能的网络管理。交换式连接的发起和维护都由ASON控制平面来完成，控制平面通过客户网络接口(UNI)接收用户方面传来的请求，经过处理后在传送平面为这个请求提供一条具体的可满足用户需求的光通道，并把结果报告给管理平面。ASON智能是建立在ASON网络中的控制平面基础之上的。利用通用多协议标签交换(GMPLS)可在ASON网络中实现资源发现功能、路由控制功能、连接管理功能等。

光传送网为不同的网络客户(IP路由器，多协议标签交换MPLS路由器，异步传输模式ATM交换机，同步光网络SONET/同步数字系列SDH客户设备等)之间的互联提供传送服务。为了在传送网的不同客户之间请求和建立动态的连接，需要开发出可以交互操作的程序。这就要定义客户和传送网之间的物理接口、传送网提供的连接服务、用来调用服务的信令协议、传送信令消息的机制、以及辅助信令的自动发现过程等，这些定义构成了客户网络接口(UNI)。UNI是传送网和客户设备之间的服务控制接口，UNI接口支持的基本动作包括：连接建立、连接删除、状态交换、自动发现、客户信息交换等。

UNI接口的实现包括硬件实现和软件实现两个方面。本方案提出了一种ASON网络中的UNI硬件实现方案，并描述了这种实现方案下的信令过程。用户端和网络端可以直接或间接地通过UNI信令调用UNI服务，如下文所述。客户端(Client)和网络端(TNE)的UNI信令代理分别被称为UNI-C和UNI-N。

在网络中存在着两种服务调用的模式：直接调用和间接调用。在直接调用模式中，客户直接调用网络服务，因而客户端本身提供了UNI-C的功能。在间接调用模式中，UNI-C代理单元为一个或多个客户提供了UNI接口功能，UNI-C代理和客户之间使用传送网的内部信令接口(ISI)进行通信，这种方式中客户和UNI-C代理可以不集成在同一个设备内。由于客户端和网络端都可以使用直接调用或间接调用模式，因而组合起来便有四种连接方式：客户端和网络端都直接调用；客户端直接调用，网络端使用代理；网络端直接调用，客户端使用代理；网络端和客户端都使用代理。图1到图4分别描述了这四种情况。

在光互连论坛(OIF)规范的UNI的标准中，规定了ASON客户节点和ASON网络节点应该具有的基本功能，描述了UNI信令的传递方式(包含带内信令和带外信令)和信令的具体内容及其处理过程。但是，对于信令是通过什么媒介在客户节点和网络节点之间传递，以及ASON节点内部包含那些功能单元，UNI信令在这些单元之间如何传递，并由什么单元处理等具体问题，并没有进一步的阐述。在一些现有的ASON技术中，除了遵循UNI标准之外，还针对自身设备作了一些有益的补充，例如北电网络的专利技术“SYSTEM，DEVICE，ANDMETHOD FOR MANAGING COMMUNICATION SERVICES IN ANOPTICAL COMMUNICATION SYSTEM”，专利号WO0215442。这个专利描述了一个光网络服务代理(OSA)的模型，从系统的角度阐述了将客户接入光网络的内容，并提出了OSA中包含一个ASON控制器和一个ASON网络管理单元的概念。然而，这个专利对于UNI信道的具体实现方式，UNI信令相应的封装协议及UNI信令的传递过程，以及ASON节点内部的具体连接方式，并没有明确阐述。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是在物理上如何将各种类型的客户有效地接入自动交换光网络，从而获取自动交换光网络所提供的服务。UNI接口的实现包括硬件实现和软件实现两个方面。本方案提出了一种ASON网络中的UNI的硬件实现方案，并简单的描述了这种实现方案下的信令过程。包括了UNI信令通道和数据通道的具体实现，ASON网络节点内部的构成和连接方式，UNI信令的适配、传递和终结过程等内容。

本发明的技术方案：采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，数据链路与IP控制通道分开进行传送，客户UNI代理UNI-C和网络节点由以太网通道200连接，用以提供专用的IP控制通。网络节点150为自动交换光网络ASON节点。网络节点150内二层以太网交换机或交换式HUB(集线器)152与ASON控制单元151之间通过背板通信总线300通信。UNI-C的控制信令信息通过以太网线传给ASON控制单元151，ASON控制单元151根据信令要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB152和节点内部单盘通信总线300控制节点内的各个单盘执行相应的操作。网络节点的控制信令通过背板通信总线300传送给二层以太网交换机或交换式HUB152，二层以太网交换机或交换式HUB152把接收到UNI控制信令信息通过以太网线200传送给UNI-C50，完成信令的传送。

所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，客户UNI代理50是一个IP路由器或其它运行了TCP/IP协议的客户设备，网络节点是一个ASON网络节点。IP控制通道由IP路由器上的用于维护管理或备用的RJ-45以太网端口接到ASON网络设备上的RJ-45以太网端口来实现。数据通道由客户客户端设备60的光接口或以太网接口61连接到网络节点150的接口盘159上的光接口或以太网接口160来实现。

所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，接口的IP控制信道的通信协议层次如下：数据链路层使用以太网协议，网际层使用IP协议，传送层使用UDP协议或TCP协议。UNI信令通过IP控制信道传递，根据所使用的具体协议的不同可选择不同的传送层协议(如基于约束路由的标签分发协议CR-LDP使用TCP)或直接使用IP层传送(如基于流量工程的资源预留协议RSVP-TE使用IP层传送)。如果使用TCP协议传送信令，则在传送信令前需要建立TCP连接，在建立的连接上传递信令消息；如果使用UDP或IP协议传送信令，则直接将信令消息封装进UDP包或IP包中传递。

所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，网络节点150的IP地址由ASON控制单元151的IP地址决定。客户端到网络节点的信令传送过程为：客户UNI代理的控制信令信息使用TCP/UDP协议或者IP协议封装，其目的地址指向网络节点150，再通过以太网通道200到达ASON控制单元151。ASON控制单元151解包得到UNI信令，并根据UNI信令的要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB152和节点内部单盘通信总线300控制节点内的各个单盘执行相应的动作。网络节点到客户节点的信令传送过程为：ASON控制单元151使用TCP/UDP协议或者IP协议将UNI信令封装，其目的地址指向客户节点50，再通过以太网通道200到达客户节点50。客户节点50解包得到UNI信令信息，进而执行其它的操作。如图5所示。

所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，客户设备和传送网元在同一个设备内时，IP控制通道由设备内部的背板通信总线300实现，IP路由器50与ASON控制单元151之间的IP控制信令信息就在这个设备内部的以太局域网上传输。客户节点向网络节点传送信令的过程为：IP路由器的控制信令信息通过背板通信总线到达二层以太网交换机或交换式HUB152，二层以太网交换机或交换式HUB152把接收到的控制信令信息通过背板通信总线300传给ASON控制单元151。ASON控制单元151根据信令要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB152和背板通信总线300控制节点内的各个单盘执行相应的操作。网络节点向客户节点传送信令的过程为：网络节点的ASON控制单元151将UNI控制信令通过背板通信总线300传送给二层以太网交换机或交换式HUB152，二层以太网交换机或交换式HUB152把接收到的UNI-N的控制信令信息通过背板通信总线300传送给IP路由器，完成信令的传送。如图6所示。

采用本发明具有以下优点：

实现方式简单易行。目前的各种网络设备由于都具有网络管理功能，所以大多都能提供以太网接口，这样只需将客户层设备和服务层设备的UNI接口通过RJ-45以太网线接入同一个局域网(简单的情况是都接到一个HUB上)，几乎不需要增加任何硬件设备，操作非常简单。

信令网和数据网没有依存性。所以当ASON传送平面出现失效时，信令网络不会随之出现失效。这就从根本上保证了故障的快速发现与定位，信令传递也不受影响，使ASON网络的快速恢复成为可能。

可靠性高，响应迅速。信令信息在专用局域网上传输，不存在类似公用网的阻塞和延时的问题，也不存在信息泄漏问题，因而可以快速可靠地到达目的节点，并得到及时的处理。

附图说明

图1：UNI客户端和网络端均采用直接调用的连接方式。

图2：UNI客户端直接调用，网络端间接调用的连接方式

图3：UNI客户端间接调用，网络端直接调用的连接方式

图4：UNI客户端和网络端均采用间接调用的连接方式。

图5：使用以太网线作为IP控制信道的UNI接口硬件设计方案。

图6：UNI-C和UNI-N属于同一个设备的UNI接口硬件设计方案。

图7：使用IP协议进行UNI信令封装的数据流向图。

图8：使用TCP或UDP协议进行UNI信令封装的数据流向图。

图9：采用以太网线作为IP控制信道的UNI接口的实施案例。

图10：UNI-C和UNI-N属于同一个设备的UNI实施案例。

具体实施方式

图5给出了使用以太网线作为IP控制信道的UNI接口硬件设计方案：采用以太网线200连接客户UNI代理50上的RJ-45以太网端口(10M/100M)和SDH网络节点上ASON控制单元的RJ-45以太网端口(10M/100M)，用以提供专用的IP控制通道。ASON控制单元151和被控单盘之间通过二层以太网交换机或交换式HUB152和背板通信总线300通信。数据通道由客户端设备60的光接口或以太网接口61连接到网络节点150的接口盘159上的光接口或以太网接口160来实现。

图6描述了客户设备和传送网元在同一个设备内的UNI接口硬件设计方案：采用以太网线200连接客户UNI代理50上的RJ-45以太网端口(10M/100M)和SDH网络节点上二层以太网交换机或交换式HUB的的RJ-45以太网端口(10M/100M)，用以提供专用的IP控制通道。ASON控制单元151和被控单盘之间通过二层以太网交换机或交换式HUB152和背板通信总线300通信。数据通道由客户端设备60的光接口或以太网接口61连接到网络节点150的接口盘159上的光接口或以太网接口160来实现。

图7给出了采用以太网传递UNI信令的协议数据流向图(以直接使用IP协议传送为例)：发送端传递UNI信令的过程大致如下：UNI信令-->IP-->以太网。在接收端，执行的操作刚好相反。接收UNI信令的过程是：以太网-->IP-->UNI信令。

图8给出了采用以太网传递UNI信令的协议数据流向图(以使用TCP或UDP协议传送为例)：发送端传递UNI信令的过程大致如下：UNI信令-->TCP/UDP-->IP-->以太网帧。在接收端，执行的操作刚好相反。接收UNI信令的过程是：以太网帧-->IP-->TCP/UDP-->UNI信令。

客户节点到网络节点的信令传送过程为：UNI-C的控制信令信息使用TCP或者UDP协议封装，其目的地址指向网络节点150，通过以太网通道200到达ASON控制单元151(网络节点150的IP地址由ASON控制单元151的IP地址决定)，ASON控制单元151处理TCP或UDP包得到UNI信令，并根据UNI信令的要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB152和节点内部单盘通信总线300控制节点内的各个单盘执行相应的动作。网络节点到客户节点的信令传送过程为：ASON控制单元发出UNI控制信令，并使用TCP或者UDP协议将UNI信令封装，其目的地址指向客户节点50，再通过以太网通道200到达客户节点50。客户节点50解包得到UNI信令信息，进而执行其它的操作。如图5所示。

对于SDH/DXC设备，若客户端为准同步数字序列PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)设备或程控交换机等情况下，IP控制通道不能在PDH上传输，此时数据链路与IP控制通道分开进行传送。这种情况可以采用图5所示的方案。

对于通过SDH光口接入SDH设备的客户端设备，如IP路由器，ATM交换机，一方面，客户端设备不支持数据通信通道DCC，另一方面，SDH设备透明传输客户数据不做处理，因此无法或难以实现光纤内的信令通道。这种情况也可以采用图5所示的方案。

对于提供波长业务，特别是透明波长业务的波分复用WDM设备，也可以采用图5所示的方案。

对于第二代SDH设备的多业务传输平台(MSTP)，其上提供了多种具备二层交换功能的快速以太网(FE)，千兆以太网(GE)交换多业务接口盘。FE、GE端到端业务采用虚级联(Virtual Concatenation)方式实现，这样就提供了动态按需增减带宽的可能，这就是目前在MSTP中非常具有吸引力的链路容量调整方案LCAS(Link Capacity-AdjustmentScheme)。此功能可利用ASON的控制平面来实现，这时，UNI-C50就存在于设备内部的多业务接口盘上，它与ASON的控制平面151的IP控制通道通过设备内部的背板通信总线300(如10/100M以太网总线、GE以太网总线)来实现。对于这种情况，外部通信网络200和内部通信网络300就合并为一个网络了。这种情况可以采用图6所示的方案。

图9描述了一个采用以太网线作为IP控制信道的UNI接口实现方案的实施案例：客户节点50是一个IP路由器，实现了UNI-C功能。网络节点(UNI-N)150是一个自动交换光网络(ASON)节点。IP控制通道由IP路由器50上的用于维护管理或备用的以太网口通过RJ-45以太网线接到ASON网络SDH设备上的ASON控制单元151的RJ-45以太网端口上。数据链路是通过IP路由器50上具有POS(IP Over SDH，基于SDH的IP业务)功能的接口盘上的SDH2.5G光口51和ASON网络SDH节点上的2.5G接口盘159上的2.5GSDH光口160连接来实现的。客户节点到网络节点的信令传送过程为：UNI-C的控制信令信息使用TCP/UDP协议或者IP协议封装，其目的地址指向客户节点150，通过以太网通道200到达ASON控制单元151(网络节点150的IP地址由ASON控制单元151的IP地址决定)，ASON控制单元151解包得到UNI信令，并根据UNI信令的要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB152和节点内部单盘通信总线300控制节点内的各个单盘执行相应的动作。网络节点到客户节点的信令传送过程为：ASON控制单元发出UNI控制信令，并使用TCP/UDP协议或者IP协议将UNI信令封装，其目的地址指向客户节点50，再通过以太网通道200到达客户节点50。客户节点50解包得到UNI信令信息，进而执行其它的操作。

图10描述了客户设备和传送网元在同一个设备内的实施案例。客户节点50是一个IP路由器，实现了UNI-C功能。网络节点(UNI-N)150是一个自动交换光网络(ASON)节点。数据链路是通过IP路由器50上具有POS(IP Over SDH，基于SDH的IP业务)功能的接口盘上的SDH2.5G光口51和ASON网络SDH节点上的2.5G接口盘159上的2.5GSDH光口连接来实现。IP控制通道由连接IP路由器50和ASON网络节点150上二层以太网交换机或交换式HUB152的背板通信总线300来实现。IP路由器50与ASON控制单元151之间的UNI控制信令就在这个设备内部的以太局域网300上传输。因为客户节点和网络节点是在同一个设备，IP控制通道实际上由设备的背板通信总线300实现。客户节点到网络节点的信令传送过程为：IP路由器的控制信令信息通过背板通信总线300到达二层以太网交换机或交换式HUB152，二层以太网交换机或交换式HUB152把接收到的控制信令信息通过背板通信总线300传给ASON控制单元151，ASON控制单元151根据信令要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB152和背板通信总线300控制节点内的各个单盘执行相应的操作。网络节点到客户节点的信令传送过程为：UNI-N的控制信令通过背板通信总线300传送给二层以太网交换机或交换式HUB152，二层以太网交换机或交换式HUB152把接收到的UNI-N的控制信令信息通过RJ-45以太网线发送给IP路由器，完成信令的传送。接入局域网的安全问题可通过设置二层以太网交换机或交换式HUB152上的端口屏蔽参数等方式来解决。

Claims (5)

1、一种采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，数据链路与IP控制通道分开进行传送，客户UNI代理(50)和网络节点(150)由以太网通道连接，用以提供专用的IP控制通道，网络节点(150)采用自动交换光网络ASON节点，网络节点(150)内二层以太网交换机或交换式HUB(152)与ASON控制单元(151)之间通过背板通信总线(300)通信；UNI-C的控制信令信息通过以太网线传给ASON控制单元(151)，ASON控制单元(151)根据信令要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB(152)和节点内部单盘通信总线(300)控制节点内的各个单盘执行相应的操作，网络节点(150)的控制信令通过以太网线传送给UNI-C(50)，完成信令的传送。

2、根据权利要求1所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，其特征在于：客户UNI代理(50)是一个IP路由器或其它运行了TCP/IP协议的客户设备，网络节点是一个ASON网络节点，IP控制通道由IP路由器上的用于维护管理或备用的RJ-45以太网端口接到ASON网络节点上的RJ-45以太网端口来实现；数据链路是通过客户设备(60)上具有POS即基于SDH的IP业务功能的接口盘上的SDH光口或以太网接口和ASON网络节点(150)接口盘上的SDH光口或以太网接口连接来实现的。

3、根据权利要求1或2所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，其特征在于：接口的IP控制信道的通信协议层次如下：数据链路层使用以太网协议，网际层使用IP协议，传送层使用UDP协议或TCP协议；UNI信令通过IP控制信道传递，根据所使用的具体协议的不同可选择不同的传送层协议或直接使用IP层传送；如果使用TCP协议传送信令，则在传送信令前需要建立TCP连接，在建立的连接上传递信令消息，如果使用UDP或IP协议传送信令，则直接将信令消息封装进UDP包或IP包中传递。

4、根据权利要求3所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，其特征在于：网络节点(150)的IP地址由ASON控制单元(151)的IP地址决定，客户端到网络节点的信令传送过程为：客户UNI代理的控制信令信息使用TCP/UDP协议或者IP协议封装，其目的地址指向网络节点(150)，再通过以太网通道(200)到达ASON控制单元(151)；ASON控制单元(151)解包包得到UNI信令，并根据UNI信令的要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB(152)和节点内部单盘通信总线(300)控制节点内的各个单盘执行相应的动作；网络节点到客户节点的信令传送过程为：ASON控制单元(151)使用TCP/UDP协议或者IP协议将UNI信令封装，其目的地址指向客户节点(50)，再通过以太网通道(200)到达客户节点(50)，客户节点(50)解包得到UNI信令信息，进而执行其它的操作。

5、根据权利要求1或2所述的采用以太网线作为IP控制信道的客户网络接口方法，其特征在于：客户设备和传送网元在同一个设备内时，IP控制通道由设备内部的背板通信总线(300)实现，IP路由器(50)与ASON控制单元(151)之间的IP控制信令信息就在这个设备内部的以太局域网上传输；客户节点向网络节点传送信令的过程为：IP路由器的控制信令信息通过背板通信总线到达二层以太网交换机或交换式HUB(152)，二层以太网交换机或交换式HUB(152)把接收到的控制信令信息通过背板通信总线(300)传给ASON控制单元(151)；ASON控制单元(151)根据信令要求，通过二层以太网交换机或交换式HUB(152)和背板通信总线(300)控制节点内的各个单盘执行相应的操作；网络节点向客户节点传送信令的过程为：网络节点的ASON控制单元(151)将UNI控制信令通过背板通信总线(300)传送给二层以太网交换机或交换式HUB(152)，二层以太网交换机或交换式HUB(152)把接收到的UNI-N的控制信令信息通过背板通信总线(300)传送给IP路由器，完成信令的传送。

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