CN1983931A - 在光网络中传递故障信息的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在光网络中传递故障信息的方法及系统。本发明主要包括：首先，在光网络中，将确定的故障信息承载于光传送网OTN帧的开销中向业务宿端发送；之后，在业务宿端接收所述的OTN帧，并从所述OTN帧的开销中解析获得所述的故障信息。从而使得接收端(即业务宿端)可以较为方便快捷地获取相应的故障信息，以便于及时地进行相应的保护倒换操作及业务信号的后续处理。因此，本发明可以有效解决现有技术中的针对客户业务的通道保护，以及针对OTUk信号的通道保护所存在的问题。

Description

在光网络中传递故障信息的方法及系统

技术领域

本发明涉及光网络通信技术领域，尤其涉及一种在光网络中传递故障信息的技术。

背景技术

光传送网为各种业务信号提供承载通道。目前，各种客户业务通过OTN(光传送网)网络传输的映射处理方式为：在光传送网边界，将客户业务映射到OTN帧净荷区域，形成OTN帧结构，并通过OTN网络传递到目的节点。

如图1所示，在光传送网边界节点，由客户信号到OTN映射的业务映射单元包括：源端业务映射单元和宿端业务映射单元两部分。

其中，所述的源端业务映射单元执行的处理包括：

客户信号处理，对一个或多个客户业务进行物理层信号检测、时钟数据恢复、位宽变换、以及业务信号相关的各种检测如LOF(Loss of Frame，帧丢失)告警监测等处理；

OPUk映射处理，针对不同业务进行不同的处理后映射到OPUk净荷区域。例如，对数据业务进行包括GFP(通用成帧处理)、HDLC(高级数据链路控制)等封装处理，并映射到OTN帧的OPUk(K阶光通道净荷单元)净荷区域；

OTUk(K阶光通道传输单元)成帧、开销处理，进行OTUk成帧处理，产生OTUk信号进入OTN网络传输。

所述的宿端业务映射单元执行与源端业务映射单元相反的操作，在此不再对其进行详细说明。

所述的OTUk信号在传输过程中当到达光传送网内部的中间节点时，在中间节点还需要对其进行相应的处理，如图2所示，具体包括：首先进行OTUk信号定帧、OTUk层开销终结处理，恢复ODUk层通道信号，然后，将ODUk通道信号映射到OTUk，插入OTUk开销，产生OTUk信号向下游传递。

在OTN中，为保证客户业务的可靠传送还提供了相应的保护机制，以便于当承载网络出现故障时，可以尽快地恢复客户业务。

目前使用最多的一种保护机制是光通道保护，光通道保护包含两种形态：一种是基于客户侧双发选收的通道保护，另一种是基于线路侧双发选收的通道保护；两种方式可以提供不同层次的网络保护，下面将分别对两种方式的具体实现进行说明。

(一)基于客户侧双发选收的通道保护方式

如图3所示，在基于客户业务双发选收的通道保护中，源端将客户业务双发到主备业务映射装置，主备业务映射装置独立工作，分别产生OTUk线路信号，通过OTN网络传输到宿端，宿端分别从主备业务映射装置恢复客户业务信号，然后对主备客户业务信号进行选收处理。当客户业务出现故障时，源端处理时用特定的维护信号代替客户业务插入到OTN帧的净荷区域，宿端根据维护信号判断客户业务故障状态再执行保护倒换操作。

在基于客户业务双发选收的通道保护中，针对不同的业务将采用不同的具体保护处理方式，下面将举例对相应的具体保护处理方式进行说明：

(1)对于同步业务SDH(同步数字体系)/SONET(同步光网络)等CBR(连续比特率)信号的传送，是将所述的CBR连续比特流直接映射到OTN帧结构的净荷区域然后进行OTN的后续处理。当源端检测到客户信号故障状态时，则采用相应的维护信号替代故障的客户业务，映射到OPUk净荷区域，然后再封装到OTN帧结构中，通过OTN网络传递到宿端，并由宿端从OPUk净荷区域恢复出客户信号，进行客户信号检测，根据检测结果启动保护倒换操作。其中，对主备客户业务的信号进行的检测包括：物理层信号检测，如LOS(Loss of signal，信号丢失)、LOC(Loss of clock，时钟丢失)检测；以及业务层信号检测，如针对SDH/SONET等CBR信号的LOF(Loss of Frame，帧丢失)、BIP error(比特误码校验错误)的检测。

(2)对于以太网业务映射到OTN帧结构进行传送的情况，相应的映射处理包含以太网业务的GFP等封装，封装后的帧信号被映射到OPU净荷区域，再封装到OTN帧结构中通过OTN网络传送。当客户以太网信号出现故障时，采用指示以太网客户业务故障的GFP CSF(GFP客户信号失效)客户管理帧代替正常的数据帧，然后将GFP帧映射到OPU净荷区域，再封装到OTN帧结构中，通过OTN网络传递到宿端，由宿端从OPU净荷区域恢复出GFP帧信号，然后再从GFP帧中恢复以太网业务，并对恢复出的主备以太网业务进行检测，根据检测结果启动保护倒换操作，具体包括对GFP管理帧的检测、以太网业务的8B/10B、CRC(循环冗余校验)检测，根据这些检测结果作为保护倒换准则。

在基于客户侧通道保护方式中，接收端根据客户信号质量检测进行主备客户业务的选收操作，对于不同客户业务，相应的检测只包含LOS、LOC等物理层检测。对于CBR业务，检测到客户侧输入故障时，通过相应的维护信号传递链路故障状态，宿端恢复出客户业务维护信号，但该信号不会产生LOS、LOC条件，因此需要进一步进行业务层信号检测，如LOF、BIP误码、维护信号检测等。对于以太网业务信号，目前在GFP-F解封装时对于GFP CSF管理帧的处理还没有具体的可行的实现方案。

因此，针对每种客户业务都需要执行相应的主备客户业务的业务层检测才能准确判断客户业务的故障状态，使得针对不同客户业务，均需要根据各自的协议进行不同处理，导致保护处理过程过于复杂，不便于及时快速地检测出出现的故障信息。

(二)基于线路侧双发选收的通道保护方式

如图4所示，在基于线路信号双发选收的通道保护方式中，源端将客户业务映射到OTUk线路信号，将OTUk信号双发到主备传输线路，宿端从主备OTUk线路信号选收一路OTUk信号，再进行业务解映射处理，恢复客户业务。当OTN网络中间节点检测到OTUk信号故障时，将产生ODUk-AIS(K阶光通道数据单元告警指示信号)维护信号，然后，对ODUk-AIS维护信号封装一层OTUk开销、并进行OTUk定帧处理，处理后获得的OTUk信号将被继续向下游传递。

接收端根据主备OTUk线路信号质量的检测结果进行选收操作，对主备OTUk线路信号质量检测包括：物理层信号检测，如LOS、LOC检测；以及帧信号检测，如LOF、LOM(Loss of multiframe，复帧丢失)、BIP-8误码，根据信号检测结果触发保护倒换操作。

在基于OTUk线路信号的通道保护方式中，接收端根据LOS、LOC、LOF、LOM、OTUk层BIP-8误码等条件判断主备OTUk线路信号质量，执行保护倒换操作。可以看出，这种处理只适用于点到点的OTN网络。当主备OTUk线路信号跨多个中间节点，中间链路出现故障时，只会在ODUk中插入ODUk-AIS往下游传递，由于OTUk层的开销和定帧序列都会再生，接收端将收到正常的OTUk信号。只有解析ODUk中插入的故障信息后才能获得故障信息，而目前基于OTUk线路信号双发选收的保护方式中，接收端根本无法检测到故障信息，导致本应该执行的保护倒换未动作。

发明内容

本发明的目的是提供一种在光网络中传递故障信息的方法及系统，从而可以将客户业务和上游故障状态快速传递到接收端，作为业务通道保护倒换收端的选收依据，并使得接收端可以较为方便地解析获得相应的故障信息，进而加快了光网络中的故障处理速度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种在光网络中传递故障信息的方法，包括：

A、在光网络中，将确定的故障信息承载于光传送网OTN帧的开销中向业务宿端发送；

B、在业务宿端接收所述的OTN帧，并从所述OTN帧的开销中解析获得所述的故障信息。

所述的OTN帧的开销包括：

K阶光通道传输单元OTUk的保留开销、K阶光通道数据传输单元ODUk的保留开销和K阶光通道净荷传输单元OPUk的保留开销中的一种或多种的组合。

所述的步骤A包括：

A1、将确定的客户业务的故障信息映射到OTN帧开销中传送；

和/或，

A2、将OTN网络中节点上游的故障信息映射到节点产生的向下游传递的OTUk开销中传递。

本发明中，在执行所述的步骤A之前还包括：

在光网络中，对接收到的业务信号进行物理层检测及业务层检测，确定相应的故障信息。

所述步骤A包括：

在光网络中的业务源端或中间节点上，将确定的故障信息映射到OTN帧中保留的开销区域中，并发送。

所述方法还包括：

在光网络的宿端，根据获取的故障信息进行相应的保护倒换操作处理，以及进行业务信号的后续处理。

本发明还提供了一种在光网络中传递故障信息的系统，包括：

故障信息确定单元：用于确定光网络中的故障信息，并将所述的故障信息提供给故障插入单元；

故障插入单元：用于将确定的故障信息插入到OTN帧的开销区域中，并向业务的宿端发送；

故障信息提取单元：设置于业务宿端中，用于提取接收到的OTN帧的开销区域中的故障信息，获取相应的故障信息。

本发明中包括：

所述的故障信息确定单元和故障插入单元设置于业务源端，作为源端故障处理装置，并且其输入端与业务源端的客户信号处理单元连接，其输出端与业务源端的K阶光通道传输单元OTUk成帧及开销处理单元连接；

和/或，

所述的故障信息确定单元和故障插入单元设置于中间节点中，作为中间节点故障处理装置，用于将确定的故障信息插入到OTUk开销中。

所述的故障信息确定单元具体包括：

业务信号故障检测单元：用于对接收到的业务信号进行物理层检测及业务检测，确定相应的故障信息；

故障信息处理单元：用于对确定的所述的故障信息进行故障分类，并确定故障信息对应的故障指示信息，并提供给故障插入单元。

所述的故障插入单元具体为故障指示插入单元，用于将确定的故障指示信息插入到OTN帧的开销中，对应的所述的故障信息提取单元为故障指示提取单元，用于从接收到的OTN帧的开销中提取获得相应的故障指示信息。

所述的系统还包括故障处理单元，设置于业务的宿端，用于根据接收到的故障信息进行保护倒换操作处理及业务信号的后续处理。

所述的故障处理单元具体包括：

故障状态分析单元：根据源端的故障分类确定接收到的故障指示信息对应的业务故障类型信息；

故障状态后续处理单元：用于根据确定的业务故障类型进行相应的保护倒换操作处理及业务信号的后续处理。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，由于本发明是将客户业务故障状态映射到OTN帧开销中，将OTN网络中节点上游的故障状态映射到节点下游产生的OTN帧开销中，从而可以将客户业务和上游故障状态快速传递到接收端，作为业务通道保护倒换收端的选收依据，使得接收端通过解析OTN层开销就可以判断客户业务和上游故障状态。

因此，在本发明中，针对客户业务的通道保护，可以消除只检测客户业务物理层信号检测不到业务故障的问题，减少检测客户业务相关的业务层处理的复杂性，即在服务层便可以检测到客户业务的故障状态，加快保护倒换处理过程；针对OTUk信号的通道保护，则消除了下游OTUk信号的再生无法传递上游故障状态，接收端只通过OTUk层处理获取保护倒换条件导致无法得到正确的保护倒换条件的问题，配合OTUk帧的信号检测，实现复杂网络的通道保护。

附图说明

图1为客户信号到OTN的映射处理过程示意图；

图2为光网络中的中间节点对OTN信号的处理过程示意图；

图3为基于客户侧双发选收的通道保护方式示意图；

图4为基于线路信号双发选收的通道保护方式示意图；

图5为本发明提供的系统的具体实现结构示意图；

图6为本发明中的客户业务故障的处理过程示意图；

图7为基于客户业务的通道保护处理过程示意图；

图8为基于OTUk故障处理的过程示意图；

图9为OTUk通道保护的处理过程示意图。

具体实施方式

本发明提供的在OTN网络中快速传递故障的实现方案，是将上游信号故障状态映射到下游传递的OTN帧的开销中传递，从而使得接收端可以根据OTN帧的开销中承载的故障指示，快速判断上游业务信号的故障状态。

具体一点讲，本发明是在针对光传送网应用中，当检测到上游故障信息时，向传递给下游的OTN帧开销中插入上游信号故障指示；这样，在接收端从OTN帧开销中可以提取到相应的故障指示，以便于判断故障状态，并进行相应的保护倒换操作。其中，所述的OTN帧的开销可以为OTUk的保留开销、ODUk的保留开销或OPUk的保留开销。

因此，本发明可以快速判断上游故障状态，并完成相应的保护倒换操作及后续处理。而且，本发明的实现使得在接收端不再需要根据不同客户业务进行相应处理，对于OTN网络中的故障可以克服现有技术只能提供点到点组网的通道保护的缺点。

为便于对本发明的理解，下面将结合附图对本发明提供的具体实现方案进行详细的说明。

下面首先对本发明提供的通过OTN帧开销传递故障指示处理的系统的具体实现进行说明，如图5所示，具体包括：

在业务的源端设置的源端故障处理装置，即故障处理(源端)装置包含以下各组成单元：

故障信息确定单元和故障信息插入单元，其中故障信息确定单元进一步包括业务信号故障检测单元和故障信息处理单元，下面将分别对各个单元的具体功能作用及相互之间的连接关系进行说明。

业务信号故障检测单元：用于在接收到业务信号后，进行LOS、LOC等物理层检测，以及业务层相关的信号检测，并将检测结果发送给故障信息处理单元，其中，针对不同的业务信号其检测方式和故障判决依据各不相同，具体可以采用已有的检测方式和故障判决依据即可；

故障信息处理单元：用于对客户业务的故障状态，以及业务信号故障检测单元检测到的OTN业务信号的故障状态进行处理，即将相应的故障状态转换成合适的故障指示信息，具体为：对客户业务的故障状态及检测到的故障状态进行分类，不同的故障类型采用不同的代码表示，以便于接收端识别故障类型，确定发生的故障；

故障指示插入单元：作为故障信息插入单元，用于将故障类型对应的代码(即故障指示信息)插入到往下游传递的OTN帧开销中，具体可以使用OTUk光通道传输单元、ODUk光通道数据单元、OPUk光通道净荷单元的保留开销传递相应的业务故障指示信息，或者，也可以采用其他任何方式通过OTUk帧开销传递所述的业务故障指示信息。

在业务的宿端设置的宿端故障处理装置，即故障处理(宿端)装置包含以下各组成单元：

故障信息提取单元和故障处理单元，其中，所述的故障处理单元进一步包括故障状态分析单元和故障状态后续处理单元，下面将分别对各个单元的具体功能作用及相互之间的连接关系进行说明。

故障指示提取单元：作为故障信息提取单元，用于从通过光传输线路接收到的OTUk帧的开销区域提取相应的故障指示信息，并传送给故障状态分析单元进行分析处理；

故障状态分析单元：用于根据源端的故障分类确定故障指示提取单元传送来的故障指示信息对应的业务信号故障类型，并将确定的业务信号故障类型信息通知故障状态后续处理单元；

故障状态后续处理单元：用于根据故障状态分析单元分析得到的业务信号故障类型执行相应的处理，具体包括保护倒换的控制处理，以及业务信号的后续处理如激光器关断、向客户侧设备发送相应指示等。

下面，本发明将针对客户侧双发选收和线路侧双发选收通道保护采用两个实施例分别进一步描述通过OTN帧开销传递故障信息的处理过程。

(1)在源端，当检测到客户业务故障时，除了按照现有技术中的处理采用特定格式维护信号代替故障信号映射到OTN帧净荷区域以外，还将客户业务故障状态映射到OTN帧的开销区域，由OTN帧的开销传递客户业务故障状态。这样，当OTN帧到达宿端后，宿端可以根据OTN帧的开销承载的故障指示信息的提取就可以迅速判断源端客户业务状态。

具体的处理过程如图6所示，包括：

在业务映射单元源端增加设置源端故障处理装置，在宿端增加设置宿端故障处理装置。

在源端需要执行业务故障检测、故障信息处理和故障指示插入操作，具体的处理过程为：对客户业务执行物理层信号检测以及客户业务相关的业务层信号检测，将检测到的客户业务故障信息上报给源端故障处理装置，源端故障处理装置对故障状态进行分类，用不同的代码表示不同的故障类型，将反映故障类型的故障指示代码插入到OTUk帧的开销区域。本发明在具体实施过程中，可以用OTUk帧的ODUk通道层的部分保留开销区域承载业务故障指示，故障处理可以由CPU和开销处理部分配合完成。

在宿端，则从相应的OTUk帧开销区域提取故障指示送给宿端故障处理装置，宿端故障处理装置根据故障指示确定客户业务的后续操作。

(2)客户业务故障处理在客户侧双发选收通道保护中的应用如图7所示，具体包括以下处理过程：

在通道保护倒换的源端，客户业务信号双发到源端主备业务映射单元，源端除了执行相应的映射处理，输入处还进行客户业务故障检测，将检测的结果送给源端故障处理装置进行故障类型映射，用相应的代码表示故障类型，将故障类型代码插入到OTUk帧ODUk通道层保留开销中；需要说明的是：在源端和宿端需要对承载故障指示的开销位置和开销值含义进行约定，以保证两端的故障指示及开销位置的一致性，使得在接收端能够正确地解析获得相应的故障信息。

在宿端，需要从OTUk帧的ODUk通道层相应的保留开销提取故障指示，送给宿端故障处理装置，宿端故障处理装置根据故障类型代码确定判断客户业务故障类型，并结合客户业务信号质量检测结果，控制宿端客户业务的选收开关，完成选收操作。

可以看出，本发明中添加了源端故障处理装置和宿端故障处理装置后，可以简单准确地判断主备通道的客户业务状态并快速完成选收的倒换操作。

为实现本发明，同时还需要对OTN网络中中间节点进行了相应的改进，具体的实现方式如图8所示：

上游OTUk信号出现故障时，OTUk定帧和OTUk开销终结单元都能够检测到，并可以将检测到的故障上报给中间节点故障处理装置，中间节点故障处理装置将插入ODUk-AIS代替受影响的ODUk信号，同时，还将链路故障指示通过OTUk开销插入单元插入到下游的OTUk帧开销中，并通过OTUk成帧单元成帧后发送；

由于在该实施例中采用的是基于OTUk信号的双发选收，接收端只通过OTUk层信号判断作为选收条件，因此，可以将故障指示插入到OTUk层的保留开销区域中，通过往下游传递的OTUk帧开销携带上游的OTUk故障状态；在下游中间节点除了通过OTUk定帧、OTUk开销处理进行故障检测以外，还提取上游传递过来的故障指示，由故障处理装置插入到向下游传递的再生的OTUk帧开销中。

采用上述改进处理后的OTUk线路信号的通道保护倒换方案如图9所示，接收节点除了通过正常的OTUk定帧、开销处理检测信号质量以外，从OTUk帧开销中提取出来的故障指示也作为信号质量检测条件，两者一起作为接收端通道选收条件，控制主备OTUk信号的选收开关。在图9中，对于针对其他中间节点的故障处理由于处理方式类似，故未一一示出。

综上所述，本发明将客户业务故障状态映射到OTN帧开销中，将OTN网络中节点上游的故障状态映射到节点下游产生的OTN帧开销中，从而可以将客户业务和上游故障状态快速传递到接收端，作为业务通道保护倒换收端的选收依据。因此，本发明中，针对客户业务的通道保护，可以消除只检测客户业务物理层信号检测不到业务故障的问题，减少检测客户业务相关的业务层处理的复杂性，在服务层就可以检测到客户业务的故障状态，加快保护倒换处理过程；针对OTUk信号的通道保护，则消除了下游OTUk信号的再生无法传递上游故障状态，接收端无法得到正确的保护倒换条件的问题，配合OTUk帧的信号检测，实现复杂网络的通道保护。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1、一种在光网络中传递故障信息的方法，其特征在于，包括：

A、在光网络中，将确定的故障信息承载于光传送网OTN帧的开销中向业务宿端发送；

B、在业务宿端接收所述的OTN帧，并从所述OTN帧的开销中解析获得所述的故障信息。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的OTN帧的开销包括：

K阶光通道传输单元OTUk的保留开销、K阶光通道数据传输单元ODUk的保留开销和K阶光通道净荷传输单元OPUk的保留开销中的一种或多种的组合。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

A1、将确定的客户业务的故障信息映射到OTN帧开销中传送；

和/或，

A2、将OTN网络中节点上游的故障信息映射到节点产生的向下游传递的OTUk开销中传递。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在执行所述的步骤A之前还包括：

在光网络中，对接收到的业务信号进行物理层检测及业务层检测，确定相应的故障信息。

5、根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述步骤A包括：

在光网络中的业务源端或中间节点上，将确定的故障信息映射到OTN帧中保留的开销区域中，并发送。

6、根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在光网络的宿端，根据获取的故障信息进行相应的保护倒换操作处理，以及进行业务信号的后续处理。

7、一种在光网络中传递故障信息的系统，其特征在于，包括：

故障信息确定单元：用于确定光网络中的故障信息，并将所述的故障信息提供给故障插入单元；

故障插入单元：用于将确定的故障信息插入到OTN帧的开销区域中，并向业务的宿端发送；

故障信息提取单元：设置于业务宿端中，用于提取接收到的OTN帧的开销区域中的故障信息，获取相应的故障信息。

8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述的故障信息确定单元和故障插入单元设置于业务源端，作为源端故障处理装置，并且其输入端与业务源端的客户信号处理单元连接，其输出端与业务源端的K阶光通道传输单元OTUk成帧及开销处理单元连接；

和/或，

所述的故障信息确定单元和故障插入单元设置于中间节点中，作为中间节点故障处理装置，用于将确定的故障信息插入到OTUk开销中。

9、根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述的故障信息确定单元具体包括：

业务信号故障检测单元：用于对接收到的业务信号进行物理层检测及业务检测，确定相应的故障信息；

故障信息处理单元：用于对确定的所述的故障信息进行故障分类，并确定故障信息对应的故障指示信息，并提供给故障插入单元。

10、根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的故障插入单元具体为故障指示插入单元，用于将确定的故障指示信息插入到OTN帧的开销中，对应的所述的故障信息提取单元为故障指示提取单元，用于从接收到的OTN帧的开销中提取获得相应的故障指示信息。

11、根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括故障处理单元，设置于业务的宿端，用于根据接收到的故障信息进行保护倒换操作处理及业务信号的后续处理。

12、根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述的故障处理单元具体包括：

故障状态分析单元：根据源端的故障分类确定接收到的故障指示信息对应的业务故障类型信息；

故障状态后续处理单元：用于根据确定的业务故障类型进行相应的保护倒换操作处理及业务信号的后续处理。

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