CN1764194A - 一种大容量传输系统交叉连接装置和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大容量传输系统交叉连接装置和方法，所述的装置包含：一个主控制单元以及若干个子控制单元、若干个线路单元、若干个交叉单元。所述方法包含三个步骤：(1)主控制单元确定(预留)使用快速保护倒换方法的资源。(2)主控制单元将交叉连接控制和保护倒换协议的处理能力分解到各子控制单元。(3)实现交叉连接控制和保护倒换协议处理。采用本发明更加适合于大容量交叉系统。

Description

一种大容量传输系统交叉连接装置和控制方法

技术领域

本发明涉及大规模交叉连接装置和控制方法，尤其涉及传输网络中大规模交叉连接装置和控制方法。

背景技术

通常一个交叉装置中需要包括若干个控制单元、交叉单元和线路单元。通过线路单元完成传输信号的复用和解复用和一些简单开销处理功能。通过交叉单元实现传输方向上交换的功能。通过控制单元控制信号的交换方式并实现保护倒换的协议。

传统的设计方法倾向于在装置中采用单一的控制单元和交叉单元。这是因为当系统中仅存在一个控制单元时，它可以了解整个装置的工作状况。在进行开销处理和保护倒换动作时也不会因为控制单元之间需要交换控制信息而降低处理速度。当系统中仅有一个交叉单元时，对该交叉单元的控制将变得简化。不需要考虑因为几个交叉单元之间因为配合不当而导致交叉失败的问题。

但是，随着交叉装置所要求的交叉容量加大，这种设计方法也显现出了很多不利之处。首先，这种设计方法非常受限于交叉芯片的交叉容量。当交叉芯片的交叉容量小于交叉单元所需要的交叉容量时，一个交叉单元需要通过多块交叉芯片构成。交叉芯片使用过多会导致交叉单元的功耗和体系无法满足需要。当芯片生产工艺的提升赶不上交叉容量需求的提升时。通过单一的交叉单元实现交叉装置就会遇到很多的困难。其次，这种设计方法受限于处理器的能力。随着装置交叉容量的增大，在处理交叉和处理保护倒换协议的过程中需要处理的信息量也成倍加大。处理器的处理效率就会越来越不能满足交叉装置交叉效率的需要。当交叉效率低到一定水平后，将不得不对控制软件全面升级。这就使设备的控制单元的生命周期受到极大的限制。为了解决上述问题，也有很多设备生产厂家在考虑使用更为复杂的设备组织结构和控制方法。目前使用较多的有两种方法。

第一种方法在装置中增加交叉单元的数量。将增加的交叉单元使用三级CLOS的方式进行连接。整个装置仍然使用一个控制单元进行集中控制。这样的设备组织结构仍然较大的保持了传统的设计风格。通过增加交叉单元的数量缓解了交叉单元实现功耗和体系等工艺上的问题。但是交叉容量增大对控制单元处理效率和生命周期影响的问题并没能得到有效解决。反倒由于交叉单元数量的简单增大使得控制变得更加麻烦。在进行保护倒换的过程中由于需要多个交叉单元协调进行动作而使得倒换效率下降。

为解决上述问题第二种方法在其装置中除了包含一个核心的交叉单元和控制单元外，还使用了一个新的单元。这个单元由容量相对较小的一个线路单元、一个交叉单元和一个控制单元捆绑在一起构成(此处称其为子交叉装置)。其中核心的交叉单元用于实现各子交叉装置之间信号交换。核心控制单元则用于外部控制命令的接入。子交叉装置则相当于传统设计中的一个小型化装置。

这样的设备组织结构优点是当需要的交叉容量相对较小时可以在装置中仅配置若干个子交叉装置。从而实现了装置总交叉容量的可配置扩展。同时，由于保护倒换功能分解到子交叉装置上处理，使得保护倒换效率得到保证。此外，装置中子交叉装置的容量固定，子交叉装置上控制单元的处理效率不会受整个装置容量扩大的影响。由于对控制效率要求最强的保护倒换协议处理分解到子交叉装置上的控制单元中处理，整个装置对因交叉容量扩展导致处理效率下降的影响较小。装置中控制单元的生命周期大大增强。

但是由于将容量相对较小的线路单元、控制单元和交叉单元捆绑在一起，对其装置的升级就变得很不灵活。这是因为核心交叉单元与子交叉装置上的交叉单元要保证协调工作，它们之间往往需要使用一种固定的连接关系。如果装置的核心交叉单元升级时需要重新定义这种连接关系则整个装置中的所有的子交叉装置包括其上的线路单元都需要全面的升级。此外，在多业务平台应用推广的情况下，线路单元的种类越来越多，线路单元已不仅需要完成一些简单开销处理功能。使得子交叉装置不仅在硬件上由于集成三种功能变得复杂，软件上也变得很复杂。此时子交叉装置上一次小小的升级都变得很麻烦。当前子交叉装置的升级阻碍整个装置升级问题已变得相当严重。

发明内容

本发明提出了一种适用于大容量传输系统的交叉装置，同时提出了一种实现大容量交叉连接控制方法。

本发明所述的装置包含：一个主控制单元以及若干个子控制单元、若干个线路单元、若干个交叉单元。

其中主控单元用于业务穿越多个交叉单元时的协调和控制。它接收从装置外部进入的控制命令，根据处理结果通知子控制单元控制交叉单元的交叉动作，以及向原始命令产生报告处理结果。同时主控制单元还接收子控制单元上报的告警，通过该告警控制跨多个交叉单元业务的保护倒换动作。

子控制单元用于直接控制交叉单元的交叉动作，同时进行部分保护倒换协议的处理。

线路单元用于将传输信号接入/输出交叉装置。它将装置外线路来的信号解复用成可方便交叉的信号(后简称净荷信号)交给交叉单元进行交叉。同时它将交叉单元来的净荷信号复用成便于传输的线路信号交给传输线路。一个线路单元上所有净荷信号都发送到一个交叉单元，同时该线路单元上接收到的所有净荷信号也都来自这个交叉单元。

交叉单元用于实现传输方向上的交换。它将来自线路单元一个方向上的净荷信号交换到另一个方向并送回线路单元。所有交叉单元除了和线路单元直接连接它们之间还构成连接关系，保证净荷信号可以穿越多个交叉单元实现交叉。

所述的交叉装置每一个交叉单元可以独立的完成一定容量的交叉能力，每一个子控制单元可以独立的完成一定数量业务的交叉控制、开销处理和保护倒换处理。这使得交叉装置的容量扩展变得非常灵活。交叉装置可以根据交叉容量的需求来决定使用线路单元、交叉单元和子控制单元的数量。

所述的控制方法将需要快速保护倒换的业务与不需要快速倒换的业务分散开来，同时将需要快速保护倒换的业务分解在处理需求相对较小的子控制单元来处理，这就使得需要快速保护倒换的业务能够快速的完成保护倒换功能。而且这种倒换功能总是集中在子控制单元的范围内，不会因为整个交叉装置容量的扩大影响保护倒换的效率而要求控制单元升级。

所述的装置线路单元、交叉单元、子控制单元和主控制单元的功能都相对非常独立，每个单元可以独立进行升级。系统升级改造的能力大大加强。

一种实现大容量交叉连接控制方法包含三个步骤：

(1)主控制单元确定(预留)使用快速保护倒换方法的资源。

(2)主控制单元将交叉连接控制和保护倒换协议的处理能力分解到各子控制单元。

(3)实现交叉连接控制和保护倒换协议处理。

其中所述的第一步要求主控制单元确定使用快速保护倒换方法资源的时候根据交叉单元与线路单元的连接关系以及子控制单元与交叉单元的控制关系进行划分。主控制单元尽量将交叉单元与线路单元直接连接的端口预留作为快速保护倒换工作的端口。使得具有快速保护倒换需求的业务仅建立在一个交叉单元和一个子控制单元基础之上。

其中所述第二步主控制单元将交叉连接控制和保护倒换协议的处理能力分解到各子控制单元的过程中首先判断业务是否具有快速保护倒换要求。对具有快速保护倒换要求的业务优先使用第一步中预留的资源。在这些资源不足的情况下再考虑使用其他资源。

其中所述的第三步由子控制单元与主控制单元配合完成。对于具有快速保护倒换要求的业务由于仅受一个子控制单元控制，保护倒换协议和交叉连接控制仅在一个子控制单元上完成。对于其他业务则由业务涉及的所有控制单元和交叉单元配合完成。

本发明结合现有技术的两种解决方法提供了一种新的传输系统的交叉装置设计方法和控制方法，这种设计方法和控制方法更加适合于大容量交叉装置。

附图说明

图1是本发明一种大容量的传输系统交叉装置图；

图2是本发明装置初始化的控制流程图；

图3是本发明装置交叉配置的控制流程图；

图4是本发明装置倒换控制流程图。

具体实施方式

下面根据附图说明本装置和控制方法的实施方法。

图1描述了一种大容量的传输系统交叉装置。从图中可以看到该装置包含一个主控单元、若干个子控制单元(k个)、若干个交叉单元(m个)、若干个线路单元(n个)、一条控制总线、一条开销总线和若干条净荷总线。

图中主控单元用于业务穿越多个交叉单元时的协调和控制。它接收从装置外部进入的控制命令，根据处理结果通知子控制单元控制交叉单元的交叉动作，以及向原始命令产生报告处理结果。同时主控制单元还接收子控制单元上报的告警，通过该告警控制跨多个交叉单元业务的保护倒换动作。它通过控制总线与子控制单元相连接。

子控制单元用于直接控制交叉单元的交叉动作，同时进行部分保护倒换协议的处理。它通过控制总线与主控制单元和交叉单元连接、通过开销总线与线路单元连接。

线路单元用于将传输信号接入/输出交叉装置。它将装置外线路来的信号解复用成可方便交叉的信号(后简称净荷信号)交给交叉单元进行交叉。同时它将交叉单元来的净荷信号复用成便于传输的线路信号交给传输线路。线路单元通过净荷总线与交叉单元连接、通过开销总线与子控制单元连接。

交叉单元用于实现传输方向上的交换。它将来自线路单元一个方向上的净荷信号交换到另一个方向并送回线路单元。交叉单元通过控制总线与子控制单元连接、通过净荷总线与线路单元和其他交叉单元连接。

控制总线用于传递控制信息。主控制单元通过控制总线将控制命令发送到子控制单元。子控制单元在控制和协议处理过程中通过控制总线向主控制单元汇报处理结果或获取进一步的处理信息。此外子控制单元还通过控制总线向交叉单元下发交叉命令。

开销总线用于传递开销采样信息。线路单元对开销信息进行采样后通过开销总线传递到子控制单元。子控制单元对与自己控制的交叉单元具有业务连接关系的开销采样信息进行处理。判断传输系统的工作状态以及是否需要启动保护倒换协议。

净荷总线用于净荷信号的传递。线路单元通过净荷总线将净荷信号传递到交叉单元做交叉动作。交叉单元则将交叉后的净荷通过净荷总线传递到线路单元。交叉单元之间的净荷总线便于净荷信号跨越多个交叉单元进行交叉，从而使得整个装置的可能的交叉方向大大超过每一个交叉单元所能提供的交叉方向。需要说明的是一个线路单元的所有净荷总线都连接到一个交叉单元之上(为了表达简便，图中每个交叉单元与两个线路单元通过四条净荷总线连接)，每个交叉单元之间的净荷总线形成三级CLOS关系(此关系是一种成熟的连接关系，在图中省略)。

一个线路单元上所有净荷信号都通过净荷总线发送到一个交叉单元，同时该线路单元上接收到的所有净荷信号也都来自与这个交叉单元相连的净荷总线。(为了简化表达，在图中每个交叉单元与两个线路单元之间存在连接关系)。

图2描述了本装置初始化的控制流程。首先由子控制单元收集系统端口的连接关系，同时主控单元收集子控制单元对交叉单元的控制关系。在控制关系和连接关系收集结束后，由主控单元汇集这些信息，将这些信息绘制成一个控制关系表。最后主控单元在这些控制关系中预留出本地交叉资源和跨交叉单元的交叉资源。

图3描述了本装置交叉配置的控制流程。当主控制单元接收到交叉配置命令后首先判断是否需要使用快速保护倒换机制。如果业务不需要使用快速保护倒换机制，则主控制单元在跨交叉单元的交叉资源中寻找交叉资源。当找到相应的资源后确定整个交叉配置使用的交叉单元以及使用的系统端口，并将该信息连同业务经过的线路单元、保护关系通知子控制单元。子控制单元控制交叉单元完成交叉动作并记录信息。如果找不到相应的资源则再在预留的本地资源中寻找交叉资源。当找到资源后将找到的交叉单元、使用的系统端口、保护关系以及业务经过的线路单元信息通知子控制单元。子控制单元控制交叉单元完成交叉动作并记录信息。如果业务需要使用快速保护倒换机制则主控制单元首先在预留的本地交叉资源中寻找合适的资源。如果找到合适的资源，主控单元将找到的交叉单元、使用的系统端口、保护关系以及业务经过的线路单元信息通知子控制单元。子控制单元控制交叉单元完成交叉动作并记录信息。如果找不到合适的资源主控单元报告失败并询问是否需要将业务的保护级别降级处理。

图4描述了本装置快速保护倒换的控制流程。子控制单元时实检测外部输入的开销信息。通过开销信息判断是否发生网络故障。当子控制单元检测到网络故障后首先判断受故障影响的业务是否使用快速保护倒换机制。如果业务使用了快速保护倒换机制则子控制单元启动本地的保护倒换协议处理。根据协议处理的结果实现保护倒换动作。如果业务没有使用快速保护倒换机制则子控制单元将故障信息通知主控单元。主控单元接收到故障信息后检测业务穿越的交叉单元情况，并将故障信息通知控制业务穿越的所有交叉单元的子控制单元。控制业务穿越交叉单元的子控制单元接收到故障信息后启动本地的保护倒换协议处理。根据协议处理的结果实现保护倒换动作。

上述所描述的是本发明的一种实施例。本发明在实施的过程中不排除具有其它的实现方式。特别的，在子控制单元与交叉单元、线路单元之间比例上是可以根据设备的需求具体掌握的。而交叉单元之间的连接关系也不限于三级CLOS的方式。采用其他可重构无阻或比特分割的方式也是可行的。

上述具体实施方式以较佳实施例对本发明进行了说明，但这只是为了便于理解而举的一个形象化的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，可以做出各种可能的等同改变或替换，而所有这些改变或替换都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种大容量传输系统交叉连接装置，其特征在于，所述装置包括：一个主控制单元以及若干个子控制单元、若干个线路单元、若干个交叉单元；

所述主控单元用于业务穿越多个交叉单元时的协调和控制；它接收从装置外部进入的控制命令，根据处理结果通知子控制单元控制交叉单元的交叉动作，以及向原始命令产生报告处理结果；同时主控制单元还接收子控制单元上报的告警，通过该告警控制跨多个交叉单元业务的保护倒换动作；

所述子控制单元用于直接控制交叉单元的交叉动作，同时进行部分保护倒换协议的处理；

所述线路单元用于将传输信号接入/输出交叉装置；它将装置外线路来的信号解复用成可方便交叉的信号即净荷信号交给交叉单元进行交叉；同时它将交叉单元来的净荷信号复用成便于传输的线路信号交给传输线路；一个线路单元上所有净荷信号都发送到一个交叉单元，同时该线路单元上接收到的所有净荷信号也都来自这个交叉单元。

交叉单元用于实现传输方向上的交换；它将来自线路单元一个方向上的净荷信号交换到另一个方向并送回线路单元；所有交叉单元除了和线路单元直接连接它们之间还构成连接关系，保证净荷信号可以穿越多个交叉单元实现交叉。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的交叉装置的每一个交叉单元可以独立的完成一定容量的交叉能力，每一个子控制单元可以独立的完成一定数量业务的交叉控制、开销处理和保护倒换处理。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，可以将需要快速保护倒换的业务与不需要快速保护倒换的业务分散，所述子控制单元用于处理需要快速保护倒换的业务。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的线路单元、交叉单元、子控制单元和主控制单元的功能都相对非常独立，每个单元可以独立进行升级。

5.一种大容量传输系统交叉连接控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

第一步，主控制单元确定或预留使用快速保护倒换方法的资源；

第二步，主控制单元将交叉连接控制和保护倒换协议的处理能力分解到各子控制单元；

第三步，实现交叉连接控制和保护倒换协议处理。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一步要求主控制单元确定使用快速保护倒换方法资源的时候根据交叉单元与线路单元的连接关系以及子控制单元与交叉单元的控制关系进行划分。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述主控制单元尽量将交叉单元与线路单元直接连接的端口预留作为快速保护倒换工作的端口。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二步主控制单元将交叉连接控制和保护倒换协议的处理能力分解到各子控制单元的过程中首先判断业务是否具有快速保护倒换要求，对具有快速保护倒换要求的业务优先使用第一步中预留的资源，在这些资源不足的情况下再考虑使用其他资源。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第三步由子控制单元与主控制单元配合完成，对于具有快速保护倒换要求的业务由于仅受一个子控制单元控制，保护倒换协议和交叉连接控制仅在一个子控制单元上完成，对于其他业务则由业务涉及的所有控制单元和交叉单元配合完成。

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