CN1756223A - 一种光传输环网快速保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光传输环网快速保护方法，其核心思想是利用传输网络的可用复用段开销构建一透明监控通道，各网元在接收信令请求之前通过透明通道判断网络的故障区段，并根据故障区段完成协议处理实现快速处理。使用本发明提出的方法，可以大大缩短光传输环网地保护倒换时间，并且，本发明提出方法的主要特征在于构建透明监控通道快速传递请求信息，不改变原保护倒换协议处理单元，因此可靠性较好；同时，SDH/SONET网络在其复用段层有大量的开销可用，与现有技术中的其它方法相比，本发明提出的方法还具备成本低的特点。

Description

一种光传输环网快速保护方法
技术领域
本发明涉及光传输领域，具体涉及光传输环网的保护倒换方法。
背景技术
光传输环网在电信领域已经得到广泛应用。国际电联ITU-TG.841号建议《SDH网络保护结构的分类和特性》对SDH/SONET光传输环型网络自愈功能进行了详细的描述。其中，二纤或四纤双向复用段共享保护环(英文简称为BLSR)是最主要的自愈方式。ITU-TG.841号建议规定SDH/SONET在其传送帧的复用段开销K1和K2字节承载信令信息。ITU-TG.841号建议同时规定保护倒换启动到保护倒换完成的时间间隔应该小于50毫秒，最大限度减少业务损伤。
一般说来，当业务受损时间小于50毫秒时，可以满足绝大多数业务质量要求。但是，当光传输环网规模较大，传输网元较多时，保护倒换时间很难保证50毫秒。
图1是光传输网元按照G.841建议进行处理保护倒换结构图。如图1所示，传输网元保护倒换处理所涉及的单元包括东、西向信令接收或告警检测单元、东、西向信令发送单元、协议处理单元以及业务交叉单元。信令接收或告警检测单元检测到新告警或新的信令之后，将告警或信令信息传送至协议处理单元，协议处理单元根据协议原理生成信令，并传送至信令发送单元，最终将信令从光端口发送出去。协议处理单元根据协议原理生成信令的同时，还将生成相应的业务交叉关系，并发送至业务交叉单元执行业务交叉。这样，从一个传输网元的角度看，保护倒换的处理过程分为告警检测或信令接收过程、协议处理过程、信令发送过程和交叉单元处理过程。以图2(A)所示的8网元传送环网为例说明按照G.841建议进行处理的保护倒换时间计算方法。当附图2(A)中的网元1和网元8之间区段发生故障，网元1的信令接收和告警检测单元检测到告警，并通知协议处理单元，协议处理单元产生新的信令并经信令发送单元向下一个网元发送。由于网元1和网元8同时检测到告警，因此网元1和网元8的处理过程是总是同时进行的。这样，保护倒换的过程可以简化为图2(B)所示的过程。如图2(B)所示，总的保护倒换时间为：
                 T＝∑Ti-t0+t4
                 Ti＝t0+t1+t2+t3   (i＝1，2，...，8            (1)公式(1)中的t0为信令在光纤区段的传输时间，t1是收信令处理时间或检测告警时间，t2是协议处理时间，t3是发信令处理时间，t4是交叉单元处理时间。协议信令从接收到协议处理单元完成处理，最后再经发送单元发送出去，整个过程是顺序完成的，整个处理时间就是公式(1)中的Ti。
申请号为98113149.2的专利提出了一种加快保护倒换的方法。该方法的基本原理在于缩短交叉单元的处理时间，即公式(1)中的t4。结合图2和公式(1)可以看出，只有最后一个网元的交叉单元处理时间影响整个环网的保护倒换时间，因此该方法的改进效果非常有限。
申请号为5636205的美国专利提出一种加快保护倒换的方法，该方法通过一个信令比较单元判断网元接收的信令字节，根据信令字节中的目的标识决定是否旁路信令。该方法的主要目的是缩短协议处理时间，即公式(1)中的t2。相对申请号为98113149.2的专利而言，该方法改进效果比较明显。但是，改进效果取决于信令比较单元的实现方法。如果该单元通过硬件方式实现，则改进效果明显，但增加了成本。如果通过软件实现，则改进效果较小。不论采用何种实现方式，该专利人为地将保护倒换的协议处理单元剥离为信令比较单元和协议处理单元两个部分，处理复杂且引入较大风险。要降低风险，则信令比较单元必须增加许多逻辑判断，而逻辑判断的增加必然减弱改进效果。
发明内容
本发明的目的在于提出一种简单、可靠的光传输环网快速保护方法。
本发明的核心思想是：利用传输网络的可用复用段开销构建一透明监控通道，各网元在接收信令请求之前通过透明通道判断网络的故障区段，并根据故障区段完成协议处理实现快速处理。
一种光传送环网快速保护方法，包括下列步骤：
步骤一、通过网管层构建透明监控通道；
步骤二、各网元告警检测模块实时检测线路状况，信令检测单元实时检测信令字节和透明通道开销字节的变化；
步骤三、如果检测到告警或网管倒换命令，则执行步骤四；如果检测到透明通道开销字节的变化，则执行步骤五；如果检测到信令字节的变化，则执行步骤六；
步骤四、检测到告警或网管命令的网元，在协议处理完成后，开销交叉单元断开东西向透明通道，并将非故障方向的，待发送的信令字节复制一份到透明监控通道对应的开销字节中发送，执行步骤七；
步骤五、检测到透明通道开销字节变化情况的网元，如果当前状态是倒换状态，则不处理该开销字节；如果当前状态是空闲态或穿通状态，则将该开销字节作为相应方向信令检测单元接收到的信令字节送交协议处理模块处理，返回步骤二；
步骤六、如果接收到的信令指示是目的为本网元的短径请求，则该网元在协议处理完成并断开东西向透明通道后，在与接收短径请求相对的另一方向，开销交叉单元将待发送的信令字节复制一份到透明监控通道对应的开销字节并发送；否则按照G.841协议进行处理；
步骤七、如果告警消失或网管命令撤销，则两个倒换网元自动向透明监控通道中写入保护倒换协议的缺省信令码型，并重新将东西向透明监控通道导通后返回步骤二；否则直接返回步骤二。
上述步骤一中构建透明监控通道的方法为：根据各网元区段的复用段开销使用情况，依次在网元东向区段和西向区段指定两个可用开销字节，并通过开销交叉单元将东西向该开销字节所在通道导通。
图4是本发明提出的保护方法的保护倒换时间计算示意图。结合上述技术方案及附图可以看出，本发明提出的方法对于光传输环网而言，除故障检测网元之外的其它网元都能在故障网元发出请求后的几个光传输时延t0之后，就能收到透明监控通道中传递的请求信息。建立了透明通道之后，监测告警的网元将信息写到透明通道，由于透明通道基本是一个环型，这样监测告警的网元写入的信息会按照光速传递。因此在监测告警网元的下游其它网元，经过几个光传输延迟之后，都可以检测到该信息。因此，本发明提出的保护方法最终计算的倒换时间将是：
             T＝N×t0+2×(t1+t2+t3)+t4                         (2)其中公式(2)中的N为光传输环网的网元个数，t0、t1、t2、t3、t4、说明与公式(1)中相同。
如果假设网元总数N为8，t0为1毫秒，t1、t2、t3和t4都是3毫秒，则根据公式(1)可以计算出按照G.841所述方法处理的保护倒换时间为76毫秒。去掉一个网元的业务交叉单元处理t4，则申请号为98113149.2的方法倒换时间为73毫秒。去掉中间6个网元的协议处理时间t2，则申请号为5636205的专利方法倒换时间为58毫秒。而采用本专利方法，根据公式(2)可知，保护倒换时间仅为29毫秒。由此可见本发明提出的方法具有更好的技术效果。
附图说明
图1是光传输网元按照G.841建议进行处理保护倒换结构图；
图2是一个保护八网元的二纤双向复用段共享保护环示意图；
图2(B)是图2(A)中的网络按照G.841建议计算保护倒换时间的示意图；
图3(A)是光传输网元采用本发明所述方法的保护倒换结构图；
图3(B)是图2(A)网络配置透明监控通道后的示意图；
图4是包含N个网元的环网按照本发明所述方法计算保护倒换时间的示意图；
图5是本发明提出的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
其中图1、图2(A)、图2(B)在背景技术中已经进行过说明，图4在有益效果中已经进行过说明。
图3(A)是光传输网元采用本发明所述方法的保护倒换结构图。如图3(A)所示，在图1的基础上，增加了一个开销交叉处理单元，开销交叉单元根据协议处理单元的指令导通或断开东西向的通明通道，根据协议处理单元通知的信息向透明通道写入特定信息等。
图3(B)是图2(A)网络配置透明监控通道后的示意图。如图3(B)所示，在图2(A)的基础上，配置了两条环绕整个传送环网的双方向的透明监控通道。并且，通过开销交叉单元，保证空闲情况下透明通道传送的开销字节为保护倒换协议的缺省信令码型。
图5是本发明提出的方法的流程图。下面以图3(B)所示网络在网元1和8之间的区段发生故障和故障最后消失为例，结合图3(A)、图4和图5详细说明本发明方案的具体实施过程：
第1步，在网管层，确定网元1-8、1-2、2-3、3-4、4-5、5-6、6-7、7-8等光纤区段的可用开销情况。然后，通过开销交叉单元，网元1将1-8和1-2光纤区段的可用开销导通。按照同样的方法，网元2、3、4、5、6、7、8分别将1-2和2-3、2-3和3-4、3-4和4-5、4-5和5-6、5-6和6-7、6-7和7-8等光纤区段的可用开销导通。最终构建环绕整个图3(B)所示的传送环网的透明监控通道。此外，在导通的过程中，网元通过开销交叉单元设置透明通道传送的开销字节为保护倒换协议的缺省信令码型，例如0x0ff0。
第2步，网元1检测到网元1-8区段之间的告警，并将告警通知协议处理单元，协议处理单元生成信令请求，其中往网元1-2光纤方向发送的K1字节指示的请求类型为失效请求，目的网元是8。转入下一步。
第3步，网元1的开销交叉单元断开网元1-8和1-2光纤区段的透明通道，并将1-2方向传送的K1、K2复制一份到1-2方向的透明监控通道对应的开销字节并发送，
第4步，网元2检测到1-2方向透明通道开销字节发生变化。网元3检测到2-3方向透明通道开销字节发生变化。同样网元4、5、6、7等网元也检测到这样的变化。转入下一步。
第5步，网元2当前处于非倒换状态。将1-2方向收到的透明通道开销字节作为1-2方向收到的K1、K2信令字节送交协议处理模块处理，并穿通保护通道。同样，网元3、4、5、6、7也按照同样的方法处理。
第6步，网元8检测到7-8方向的协议信令(网元7按照第5步处理之后发送的信令)发生变化。且信令字节K1指示目的为本网元，请求类型为失效请求，因此网元8立即进行桥接倒换。
第7步，在网元1检测告警的同时，网元8也检测到1-8区段的告警。因此网元8和网元1几乎在同一时刻进行上述处理，由于网元8的处理方式与网元1相同，唯一区别是网元8的信令传递方向，透明通道开销字节传递方向沿8-7-6-5-4-3-2-1方向，与网元1方向相反。
第8步，几乎在第6步网元8检测信令的同时，网元1检测到2-1方向的信令(网元2发送的信令)发生变化，且信令字节K1指示目的为本网元，请求类型为失效请求，因此网元1立即进行桥接倒换。
第9步，1-8区段告警消失后，网元1和8自动往1-2-3-4-5-6-7-8和8-7-6-5-4-3-2-1方向的透明监控通道中写入保护倒换协议的缺省信令码型，例如0x0ff0，并重新将1-2和1-8，1-8和7-8之间的透明监控通道导通。其它处理完全遵照G.841进行。
网元1和网元8不处理收到的透明通道开销字节。从上面的操作步骤可知，网元1、8同时检测告警，同时产生协议信令和透明通道开销信息，中间网元2、3、4、5、6和7在接收到变化的协议信令之前，根据两个方向透明通道传送的开销字节携带的信息，迅速生成发送的信令并穿通保护通道，具备快速、高效的特点。
此外，从上述步骤可以看出，本发明方法的主要特征在于构建透明监控通道快速传递请求信息，不改变原保护倒换协议处理单元，可靠性较好。同时，SDH/SONET网络在其复用段层有大量的开销可用，与本文背景技术介绍的其它方法相比较，本专利方法具备成本低的特点。

Claims (2)

1、一种光传送环网快速保护方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤一、通过网管层构建透明监控通道；
步骤二、各网元告警检测模块实时检测线路状况，信令检测单元实时检测信令字节和透明通道开销字节的变化；
步骤三、如果检测到告警或网管倒换命令，则执行步骤四；如果检测到透明通道开销字节的变化，则执行步骤五；如果检测到信令字节的变化，则执行步骤六；
步骤四、检测到告警或网管命令的网元，在协议处理完成后，开销交叉单元断开东西向透明通道，并将非故障方向的，待发送的信令字节复制一份到透明监控通道对应的开销字节中发送，执行步骤七；
步骤五、检测到透明通道开销字节变化情况的网元，如果当前状态是倒换状态，则不处理该开销字节；如果当前状态是空闲态或穿通状态，则将该开销字节作为相应方向信令检测单元接收到的信令字节送交协议处理模块处理，返回步骤二；
步骤六、如果接收到的信令指示是目的为本网元的短径请求，则该网元在协议处理完成并断开东西向透明通道后，在与接收短径请求相对的另一方向，开销交叉单元将待发送的信令字节复制一份到透明监控通道对应的开销字节并发送；否则按照G.841协议进行处理；
步骤七、如果告警消失或网管命令撤销，则两个倒换网元自动向透明监控通道中写入保护倒换协议的缺省信令码型，并重新将东西向透明监控通道导通后返回步骤二；否则直接返回步骤二。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤一中构建透明监控通道的方法为：根据各网元区段的复用段开销使用情况，依次在网元东向区段和西向区段指定两个可用开销字节，并通过开销交叉单元将东西向该开销字节所在通道导通。
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