CN1870480A - 一种光传送网的环网保护方法 - Google Patents

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Abstract

一种涉及数字信息传输的光传送网的环网保护方法，在应用SDH自动保护倒换协议的光传送环网中，采用光通道数据单元中的APS/PCC开销字节传递自动保护倒换协议的信令，通过环网中所有网元节点对于协议信令的处理，完成自动保护倒换的保护；开销字节中划分有开销字节序列号字段，通过网元对该序列号的处理，可以防止开销字节的丢失，避免误操作；开销字节中划分有倒换页面号字段，网元通过采用本端的倒换页面与所收到的相邻节点所发出自动保护倒换字节中的倒换页面相比较，对自动保护倒换的倒换页面进行校验，控制整个环网的倒换状态，本发明保证了倒换的健壮性能，对于倒换的恢复提供自动处理机制，使系统自动恢复正常的倒换状态。

Description

一种光传送网的环网保护方法
技术领域
本发明涉及数字信息传输，尤其涉及一种光传送网的环网保护方法。
背景技术
在SDH系统中，复用段保护(MSP：Multiplex Section Protection)是一种较为有效的保护手段，它是利用复用段中的k1，k2两个开销字节传递信令，完成复用段的保护，其中环形复用段对于在单站失效情况下业务保护的有效性，是一种主要的组网方式。
G.841协议是国际电联标准化部门(ITU_T：TelecommunicationStandardization Sector of ITU)制定的复用段倒换国际标准，对于复用段倒换的k字节的编码和倒换规则进行了详细的描述，提供了较为完备的倒换规则，是实现环网保护的基础。
但采用该协议的技术方案存在如下缺陷：
1、在倒换信令字节处理中，对于经常出现的k字节的丢失和k字节误码没有提供解决方案，这对于倒换的健壮性能则缺乏有效的保证手段。
2、当倒换失败，即，倒换页面不一致时(此时肯定伴随着业务的丢失)，对于复用段状态的自动恢复没有提供自动处理机制，需要人工干预才能恢复正常的倒换状态。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光传送网的环网保护方法，保证倒换的健壮性能，并提供倒换失败时的自动处理机制，弥补现有技术的缺陷。
本发明所采用的光传送网(OTN：Optical Transport Network)的环网保护方法为：在应用自动保护倒换协议的光传送环网中，采用光通道数据单元(ODUk：Optical Channel Data Unit)中的自动保护倒换(APS：Automatic Protection Switch)/保护通讯通道(PCC：ProtectionCommunication Channel)开销字节传递自动保护倒换协议的信令，通过环网中所有网元节点对于协议信令的处理，完成自动保护倒换。
所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节中划分有开销字节序列号字段，采用如下使用方法：
1)在每个网元的东西两个方向都分别维持一个序列号；
2)网元发送自动保护倒换APS字节时，按规则改变该序列号的值，且将其插入自动保护倒换APS字节中，发送给倒换区段的对端网元；
3)对端网元将自己保存的序列号与所收到的自动保护倒换APS字节中的序列号进行比较；
4)对端网元根据比较结果作如下相应处理：
41)若比较结果与上述步骤2)中所述规则相对应，则表示没有开销字节的丢失，并对所保存的序列号用新的序列号更新；
42)若比较结果与上述步骤2)中所述规则不相对应，则表示有开销字节的丢失，上报告警。
所述的网元按规则改变所述序列号的值时：对于区段倒换，发送短径自动保护倒换APS字节时才作相应序列号值的改变；对于环形倒换，发送长径自动保护倒换APS字节时才作相应序列号值的改变；
所述的网元对于区段倒换请求，若发现短径保护光纤损坏；对于环形倒换请求，若发现收到的是长径的更高优先级的请求，或者可以共存的倒换请求，或者反向的保护光纤损坏，则对于下一次收到的开销字节不进行告警，但要对本地保存的相对于对端的序列号更新。
所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节中划分有倒换页面号字段，所述倒换页面号字段反映相应的倒换页面；
所述的网元通过采用本端的倒换页面与所收到的相邻节点所发出自动保护倒换APS字节中的倒换页面相比较，对自动保护倒换APS的倒换页面进行校验，控制整个环网的倒换状态；
所述的网元采用如下校验控制方法：若两者倒换页面相匹配，表示倒换页面正确，执行正常流程；若两者倒换页面不匹配，则启动定时器，在超时定时器设定的时间后，若两者仍然不匹配，则发起停止协议，网元在自动保护倒换APS开销字节的倒换页面号字段中标识停止协议并将其发至其他网元，其他网元收到该开销字节，则相应地响应，启动或者停止协议。
所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节包括倒换请求字段字段，该字段中包含有保护区段锁定状态。
所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节还包括协议类型字段，所述的协议类型字段反映自动保护倒换APS协议版本。
所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节还包括效验字段，所述的效验字段用于对自动保护倒换APS字节的效验；
所述的效验字段采用比特间插奇偶性字节进行自动保护倒换APS字节的效验。
本发明的有益效果为：在本发明中，通过将成熟有效的SDH自动保护倒换协议，即G.841协议，应用到光传送网OTN的环网保护中，采用光通道数据单元ODUk中的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节传递自动保护倒换协议的信令，对SDH自动保护倒换协议进行扩展，如在开销字节中划分开销字节序列号字段，通过网元对该序列号的处理，可以防止开销字节的丢失，避免误操作，又如在开销字节设置效验字段，效验字段采用比特间插奇偶性字节进行自动保护倒换APS字节的效验，由此可以发现自动保护倒换APS开销字节传递过程中可能出现的误码，防止因为误码产生的误操作，保证了倒换的健壮性能；本发明通过对倒换页面号字段的校验控制，对于倒换的恢复提供自动处理机制，使系统自动恢复正常的倒换状态。
在本发明的倒换请求字段中，扩大了倒换请求的取值范围，可以在自动保护倒换APS字节中分辨出保护锁定区段请求LP-S和保护通道失效SF-P，进一步提高了本发明的实用性和可操作性；在开销字节设置协议类型字段，可通过该协议类型判断是采用跨洋自动保护倒换协议还是普通自动保护倒换协议，或是普通自动保护倒换协议的某个版本，或是其他不同版本协议类型，能有效地效验协议类型，提高了本发明的实用性。
附图说明
图1为光通道数据单元开销结构示意图；
图2为自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节分配结构示意图；
图3为本发明中序列号字段应用示例环网结构示意图；
图4为本发明中序列号字段应用控制流程示意图；
图5为本发明中倒换页面号字段应用控制流程示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
在应用SDH自动保护倒换协议，即国际电联标准化部门ITU_T的G.841协议，的光传送环网中，采用光通道数据单元ODUk中的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节传递自动保护倒换协议的信令，如图1所示，为国际电信联盟ITU-T的建议G.798中所描述的光通道数据单元ODUk开销，其中的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节用于本发明中传递保护信令的开销字节，图1中英文标示如下：
RES为保留的开销；TCM为串接连接检视(Tandem ConnectionMonitoring)；ACT为激活；FTFL为错误类型和错误位置(Fault Typeand Fault Location)；PM为通道检视(Path Monitoring)；EXP为试验性的开销；GCC为通用通信通道(General Communication Channel)。
如图2所示，自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节分配有A-I个字段，其中：
A：开销字节序列号字段，具有3比特，在0～7之间循环使用。
B：倒换页面号字段，该倒换页面号字段反映相应的倒换页面，倒换页面包括：
空闲页面SWITCH_PAGE_IDLE、
穿通页面SWITCH_PAGE_PASS、
西向环形倒换页面SWITCH_PAGE_RING_WEST、
东向环形倒换页面SWITCH_PAGE_RING_EAST、
西向区段倒换页面SWITCH_PAGE_SPAN_WEST、
东向区段倒换页面SWITCH_PAGE SPAN_EAST、
双向区段倒换页面SWITCH_PAGE_SPAN_BOTH、
停止协议STOP_PROTOCOL、
启动协议START_PROTOCOL。
该倒换页面号字段具有4比特，其相应取值如表1所示。
 倒换页面   取值   意义
 SWITCH_PAGE_IDLE   0000   空闲页面
 SWITCH_PAGE_PASS   0001   穿通页面
 SWITCH_PAGE_RING_WEST   0010   西向环倒换页面
 SWITCH_PAGE_RING_EAST   0011   东向环倒换页面
 SWITCH_PAGE_SPAN-WEST   0100   西向区段倒换页面
 SWITCH_PAGE_SPAN_EAST   0101   东向区段倒换页面
 SWITCH_PAGE_SPAN_BOTH   0110   双向区段倒换页面
 Stop_PROTOCOL   0111   停止协议
 START_PROTOCOL   1000   启动协议
 Others   保留
                    表1
C：协议类型字段，该协议类型字段反映自动保护倒换APS协议版本，具有2比特，其中：00代表普通APS协议；01代表跨洋APS协议，其他的取值保留用于扩展。
在本发明中，环网的所有网元都对收到的APS字节中的协议类
型字段进行效验，如果与本网元的协议类型不相同，则上报告警。
D：倒换请求字段，倒换请求字段包括如下状态：
保护区段锁定Lockout of Protection(Span)、
保护通道信号失效Signal Fail(Protection)、
强制区段倒换Forced Switch(Span)、
强制环倒换Forced Switch(Ring)、
区段信号失效Signal Fail(Span)、
区段环失效Signal Fail(Ring)、
保护通道信号劣化Signal Degrade(Protection)、
区段信号劣化Signal Degrade(Span)、
环信号劣化Signal Degrade(Ring)、
人工区段倒换Manual Switch(Span)、
人工换倒换Manual Switch(Ring)、
等待恢复Wait-To-Restore、
区段练习倒换Exerciser(Span)、
环练习倒换Exerciser(Ring)、
区段反向请求Reverse Request(Span)、
环反向请求Reverse Request(Ring)、无请求No Request。
该倒换请求字段具有5比特，其相应取值如表2所示。
倒换请求代码Bridge Request Code(Bits D1-D5)
BitsD1 D2 D3 D4 D5
1 0 0 0 0 保护区段锁定Lockout of Protection(Span)：   LP-S
0 1 1 1 1 保护通道信号失效Signal Fail(Protection)：   SF-P
0 1 1 1 0 强制区段倒换Forced Switch(Span)：           FS-S
0 1 1 0 1 强制环倒换Forced Switch(Ring)：             FS-R
0 1 1 0 0 区段信号失效Signal Fail(Span)：             SF-S
0 1 0 1 1 区段环失效Signal Fail(Ring)：               SF-R
0 1 0 1 0 保护通道信号裂化Signal Degrade(Protection)：SD-P
0 1 0 0 1 区段信号劣化Signal Degrade(Span)：          SD-S
0 1 0 0 0 环信号裂化Signal Degrade(Ring)：            SD-R
0 0 1 1 1 人工区段倒换Manual Switch(Span)：           MS-S
0 0 1 1 0 人工换倒换Manual Switch(Ring)：             MS-R
0 0 1 0 1 等待恢复Wait-To-Restore：                   WTR
0 0 1 0 0 区段练习倒换Exerciser(Span)：               EXER-S
0 0 0 1 1 环练习倒换Exerciser(Ring)：                 EXER-R
0 0 0 1 0 区段反向请求Reverse Request(Span)：         RR-S
0 0 0 0 1 环反向请求Reverse Request(Ring)：           RR-R
0 0 0 0 0 无请求No Request：                          NR
Others 保留Reserved for future use
                         表2
E：请求的目的节点号字段，该请求的目的节点号字段具有5比特，除非是缺省开销字节的情况，都为相邻节点号，取值为0～31，其取值可以比SDH设备组环(16个)时有更多的节点资源，即在同一个环网上可以有32个节点。
F：请求的源节点号字段，即发起请求的本地节点号，该请求的源节点号字段具有5比特，取值为0～31，可以比SDH设备组环(16个)时有更多的节点资源，即在同一个环上可以有32个节点。
G：请求的长短径标志字段，具有1比特，0代表短径；1代表长径。
H：倒换状态字段，该倒换状态字段具有3比特，其相应取值如表3所示。
  倒换状态Status
  BitsH1H2H3
  1 1 1   保留                    Reserved for future use
  1 1 0   保留                    Reserved for future use
  1 0 1   保留                    Reserved for future use
  1 0 0   保留                    Reserved for future use
  0 1 1   保护通道上有额外业务    Extra Traffic on Protection Channels
  0 1 0   桥接并且倒换            Bridged and Switched(Br&Sw)
  0 0 1   桥接                    Bridged(Br)
  0 0 0   空闲                    Idle
                         表3
I：效验字段，该效验字段用于对自动保护倒换APS字节的效验，例如，可采用比特间插奇偶性字节进行自动保护倒换APS字节的效验，在本发明中具有4比特，可以发现前面28位传递的自动保护倒换APS信息是否出现误码而导致不可用。
在本发明中，通过以上所述对G.841协议进行扩展，增加了开销字节序列号字段、倒换页面号字段、协议类型字段和效验字段，同时，扩大了倒换请求的取值范围，可以在自动保护倒换APS字节中分辨出保护锁定区段请求LP-S和保护通道失效SF-P，增大了请求的目的节点号字段和请求的源节点号字段的比特数。
对于其中的开销字节序列号字段，采用如下控制流程：
I)如图4所示，在每个网元的东西两个方向都分别维持一个序列号，例如图3所示，网元B的东西两个方向都维持一个序列号，假如网元B东向的序列号现在的值是3。
II)如图3和图4所示，网元B向网元C发送自动保护倒换APS字节时(网元B东向发送)，按规则改变该序列号的值，如将现有的序列号的值加1，再将其插入自动保护倒换APS字节中，发送给倒换区段的对端网元C，在具体的处理中，对于区段倒换，发送短径自动保护倒换APS字节时才作相应序列号值的改变；对于环形倒换，发送长径自动保护倒换APS字节时才作相应序列号值的改变。
III)如图3和图4所示，对端网元C将自己保存的序列号与所收到的自动保护倒换APS字节中的序列号进行比较；
IV)如图3和图4所示，对端网元C根据比较结果作如下相应处理：
IV1)在此例中，网元C所保存的序列号比所收到的自动保护倒换APS字节中的序列号的值小1，则比较结果与规则相对应，若网元C所保存的西向序列号为3，则表示没有开销字节的丢失，并对所保存的序列号用新的序列号4更新，且进行相应的倒换操作。
IV2)若比较结果与上述步骤II)中所述规则不相对应，则表示有开销字节的丢失，上报告警。
在这种开销字节序列号处理中，网元对于区段倒换请求，若发现短径保护光纤损坏；对于环形倒换请求，若发现收到的是长径的更高优先级的请求，或者可以共存的倒换请求，或者反向的保护光纤损坏，则对于下一次收到的开销字节不进行告警，但要对本地保存的相对于对端的序列号更新。
在本发明中，各网元通过采用本端的倒换页面与所收到的相邻节点所发出自动保护倒换APS字节中的倒换页面相比较，在同区段的两端的网元的倒换页面必须是匹配的，本发明对自动保护倒换APS的倒换页面进行效验，控制整个环网的倒换状态，其具体效验控制流程如图5所示：
网元检测本端的倒换页面与所收到的相邻节点所发出自动保护倒换APS字节中的倒换页面是否匹配，参照如下表4和表5，则可知两者匹配与否，并作如下相应处理：
11、若两者倒换页面相匹配，表示倒换页面正确，执行正常流程，即网元可根据所收到的自动保护倒换APS字节执行相应的倒换操作。
12、若两者倒换页面不匹配，则启动定时器，进行如下操作：
121、若未超时定时器设定的时间，继续计时；
122、在超时定时器设定的时间后，若两者此时相匹配，执行正常流程；若两者仍然不匹配，该网元则发起停止协议，该网元在自动保护倒换APS开销字节的倒换页面号字段中标识停止协议并将其发至其他网元，其他网元收到该开销字节，则相应地响应，启动或者停止协议。
  对端倒换页面(东向相邻节点发出的自动保护倒换APS字节)   匹配(本端倒换页面)  不匹配(本端倒换页面)
  空闲页面   空闲页面，西向的区段倒换页面  其他页面
  穿通页面   穿通页面  其他页面
  西向环形倒换页面   东向环形倒换页面  其他页面
  东向环形倒换页面   穿通页面  其他页面
  双向区段倒换页面   东向区段倒换页面，双向区段倒换页面  其他页面
  西向区段倒换页面   东向区段倒换页面、双向区段倒换页面  其他页面
  东向区段倒换页面   空闲页面、东向区段倒换页面、西向区段倒换页面、双向区段倒换页面  其他页面
                            表4
  对端倒换页面(西向相邻节点发出的自动保护倒换APS字节)   匹配(本端倒换页面)  不匹配(本端倒换页面)
  空闲页面   空闲页面，东向区段倒换页面  其他页面
  穿通页面   穿通页面  其他页面
  东向环形倒换页面   西向环形倒换页面  其他页面
  西向环形倒换页面   穿通页面  其他页面
  双向区段倒换页面   西向区段倒换页面，双向区段倒换页面  其他页面
  东向区段倒换页面   西向区段倒换页面、双向区段倒换页面  其他页面
  西向区段倒换页面   空闲页面、东向区段倒换页面、西向区段倒换页面、双向区段倒换页面  其他页面
                          表5
这样，本发明环网中的所有网元节点通过上述处理和控制，按照本发明中被扩展后的G.841协议，完成自动保护倒换的保护。
本发明中的自动保护倒换APS请求的检测可采用国际电联标准化部门ITU_T的G.873-1协议，包括对于线路信号质量的检测结果，外部下发的倒换命令和通过自动保护倒换APS通道传递的信令，具体的可以参见ITU-T G.873-1中的定义。
在本发明中，可采用一些替代措施，例如，可以使用其他的管理信息通道传递报文完成倒换页面的效验，比如利用SDH设备中的数据通讯通道(DCC：Data Communication Channel)；本发明可以利用其他的开销字节进行自动保护倒换APS字节的效验来发现误码；也可以利用分时发送或其他开销字节发送序列号防止自动保护倒换APS字节的丢失。

Claims (11)

1.一种光传送网的环网保护方法，其特征在于：在应用自动保护倒换协议的光传送环网中，采用光通道数据单元ODUk中的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节传递自动保护倒换协议的信令，通过环网中所有网元节点对于协议信令的处理，完成自动保护倒换。
2.根据权利要求1所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节中划分有开销字节序列号字段，采用如下使用方法：
1)在每个网元的东西两个方向都分别维持一个序列号；
2)网元发送自动保护倒换APS字节时，按规则改变该序列号的值，且将其插入自动保护倒换APS字节中，发送给倒换区段的对端网元；
3)对端网元将自己保存的序列号与所收到的自动保护倒换APS字节中的序列号进行比较；
4)对端网元根据比较结果作如下相应处理：
41)若比较结果与上述步骤2)中所述规则相对应，则表示没有开销字节的丢失，并对所保存的序列号用新的序列号更新；
42)若比较结果与上述步骤2)中所述规则不相对应，则表示有开销字节的丢失，上报告警。
3.根据权利要求2所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的网元按规则改变所述序列号的值时：
对于区段倒换，发送短径自动保护倒换APS字节时才作相应序列号值的改变；
对于环形倒换，发送长径自动保护倒换APS字节时才作相应序列号值的改变。
4.根据权利要求2或3所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的网元对于区段倒换请求，若发现短径保护光纤损坏；对于环形倒换请求，若发现收到的是长径的更高优先级的请求，或者可以共存的倒换请求，或者反向的保护光纤损坏，则对于下一次收到的开销字节不进行告警，但要对本地保存的相对于对端的序列号更新。
5.根据权利要求1所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节中划分有倒换页面号字段，所述倒换页面号字段反映相应的倒换页面。
6.根据权利要求5所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的网元通过采用本端的倒换页面与所收到的相邻节点所发出自动保护倒换APS字节中的倒换页面相比较，对自动保护倒换APS的倒换页面进行校验，控制整个环网的倒换状态。
7.根据权利要求6所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的网元采用如下校验控制方法：
若两者倒换页面相匹配，表示倒换页面正确，执行正常流程；
若两者倒换页面不匹配，则启动定时器，在超时定时器设定的时间后，若两者仍然不匹配，则发起停止协议，网元在自动保护倒换APS开销字节的倒换页面号字段中标识停止协议并将其发至其他网元，其他网元收到该开销字节，则相应地响应，启动或者停止协议。
8.根据权利要求1所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节包括倒换请求字段字段，该字段中包含有保护区段锁定状态。
9.根据权利要求1所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节还包括协议类型字段，所述的协议类型字段反映自动保护倒换APS协议版本。
10.根据权利要求1所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的自动保护倒换APS/保护通讯通道PCC开销字节还包括效验字段，所述的效验字段用于对自动保护倒换APS字节的效验。
11.根据权利要求10所述的光传送网的环网保护方法，其特征在于：所述的效验字段采用比特间插奇偶性字节进行自动保护倒换APS字节的效验。
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