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Feld der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Feld der Telekommunikation
und spezieller auf ein Verfahren und Netzwerkelement zur Aktivierung und
Deaktivierung der Überwachung
von Tandemverbindungen in einem Übertragungsnetz.
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Hintergrund
der Erfindung
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Moderne Übertragungsnetze
bestehen aus eine Anzahl von miteinander verbundenen Netzwerkelementen,
wie z.B. Terminal-Multiplexer, Add-/Drop-Multiplexer,
Querverbindungseinrichtungen und Regeneratoren. Beispiele für Übertragungsnetze
sind synchrone Übertragungsnetze,
die als SDH oder SONET bekannt sind (G.707 10/2000) und optische Übertragungsnetze
(OTN, G.709 02/2001). Solche Netze dienen zur Übertragung von Teilnehmer-Zubringersignalen
in gemultiplexter Form.
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Die
Verbindung zwischen zwei physikalisch verbundenen Netzwerkelementen
in einem Übertragungsnetz
wird Abschnitt genannt. Ein Abschnitt kann auf Alarm- und Fehlerbedingungen überwacht werden.
Der Weg, den ein bestimmtes Zubringersignal, auch als Multiplexeinheit
bezeichnet, durch ein Übertragungsnetz
zwischen Quellen- und Senken-Netzwerkelement nimmt, ist als Pfad
bekannt. Mit anderen Worten ist ein Pfad eine virtuelle Ende-zu-Ende-Verbindung
einer Multiplexeinheit durch ein Übertragungsnetz. Ein Pfad kann
auch von Ende zu Ende auf Alarm- und Fehlerbedingungen überwacht
werden. Eine Tandemverbindung ist als ein Segment eines Pfades definiert
und existiert ebenfalls zum Zweck der Alarm- und Fehlerüberwachung. Zum
Beispiel kann eine Tandemverbindung über eine verbundene Sequenz
von Abschnitten auf einem Übertragungspfad
hergestellt werden. Tandemverbindungen und die entsprechenden Quellen-und Senken-Funktionen
sind in ITU-T G.707, G.709 und G.783 definiert. In dem Beitrag "Contribution to T1 Standards
Project, Draft New Recommendation ITU-T G.709, Update of COM 15–16, T1X1.5/2001-032" von D. Brungard
und M. Vissers wird ein Protokoll zur Koordinierung einer Peer-to-Peer-Tandem-Verbindungsüberwachungs-Aktivierung/Deaktivierung
offen gelegt. Das Protokoll unterstützt die unidirektionale und
bidirektionale unterbrechungsfreie (De)Aktivierung von zwei Endpunkten
zu Überwachung
von Tandemverbindungen über
einen Signalisierungsmechanismus mit Austausch von Anforderungs-/Zustands-Nachrichten.
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Ein
Problem ist, dass eine Senke einer Tandemverbindung, die keine korrekte
Verbindungsinformation empfängt,
den Pfad unterbricht. Daher darf eine Quelle einer Tandemverbindung
solange nicht entfernt werden, wie die Senke Verbindungsinformationen
erwartet. Andererseits darf eine Senke ohne zugehörige Quelle
nicht aktiviert werden. Darüber
hinaus muss die Erzeugung überlappender
oder verschachtelter Tandemverbindung vermieden werden, weil die
neue Quelle oder Senke eine bereits vorhandene Tandemverbindung
und den Verkehrspfad stören
kann.
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Die
Aktivierung und Deaktivierung von Tandemverbindungen erfordert eine
Sequenz von Konfigurationsschritten in den Netzwerkelementen, wo
die Tandemverbindung abgeschlossen wird.
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Die
Konfigurationsschritte in beiden Netzwerkelementen, die eine Tandemverbindung
abschließen,
müssen
daher synchronisiert werden, damit der Verkehr auf einem in Betrieb
befindlichen Verkehrspfad nicht unterbrochen wird. Gemäß ITU-T G.798,
die als Referenz hier aufgenommen wird, ist eine Synchronisation
durch das Netzwerkmanagement-System vorgesehen. Dies ist jedoch
kompliziert, langsam und fehleranfällig. Darüber hinaus erfordert die Netzwerkmanagement-Interaktion,
dass beide abschließenden
Netzwerkelemente einer Tandemverbindung zum selben Managementbereich
gehören.
G.709 definiert auch ein Ein-Byte-Feld zur TCM-Aktivierung/Deaktivierung
(TCM ACT, TCM: Tandem Connection Monitoring, Überwachung von Tandemverbindungen)
in der Rahmen-Kopfinformation, es wird aber kein Protokoll für die Aktivierung/Deaktivierung
beschrieben, und das Feld wird heute noch nicht benutzt.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und ein damit verbundenes Netzwerkelement für die Aktivierung und Deaktivierung
von Tandemverbindungen ohne Eingreifen des Netzwerkmanagement bereitzustellen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung findet die automatische Aktivierung und Deaktivierung
einer Tandemverbindung als Reaktion auf den Empfang einer Aktivierungs-
oder Deaktivierungs-Anfrage statt. Vor einer Aktivierung werden
die empfangenen Sendesignale auf eine vorhandene Tandemverbindung überwacht,
um die Erzeugung überlappender
Tandemverbindungen zu vermeiden. Weiterhin wird als Reaktion auf
eine Deaktivierungs-Anforderung die Senken-Funktion der Tandemverbindung
deaktiviert, und die vorhandene Tandemverbindung wird überwacht,
um zu erkennen, wenn keine Tandemverbindungs-Information mehr empfangen
wird, um die Quellen-Funktion der Tandemverbindung ebenfalls automatisch
zu deaktivieren.
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In
einem anderen Aspekt der Erfindung wird die direkte Signalisierung
einer Kennung, dass die Senke inaktiv ist, zwischen den die Tandemverbindung
abschließenden
Netzwerkelementen bereitgestellt, um das die Tandemverbindung abschließende Netzwerkelement
am anderen Ende von einer automatischen Deaktivierung der Senken-Funktion
der Tandemverbindung zu informieren. Bei Empfang der Kennung, dass
die Senke inaktiv ist, deaktiviert das Netzwerkelement am anderen
Ende seine Quellen-Funktion der Tandemverbindung.
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Die
Erfindung hat den Vorteil, dass sie die Aktivierung/Deaktivierung
von Tandemverbindungen erlaubt und dazu nur lokale Kenntnisse in
jedem Netzwerkelement verwendet. Die Erfindung vereinfacht auch
die Installation, und sie vereinfacht insbesondere stark die Überwachung
von Tandemverbindungen in dem Fall, wenn ein Pfad-Segment zwischen
verschiedenen Betreibern zu überwachen
ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 einen Pfad durch ein Netzwerk
zeigt;
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2 die Erzeugung einer ersten
zeitweiligen Tandemverbindungs-Überwachung
zeigt;
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3 die Aktivierung einer
Quelle einer Tandemverbindung zeigt;
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4 die Erzeugung einer zweiten
zeitweiligen Tandemverbindungs-Überwachung
zeigt;
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5 die Aktivierung einer
Senke einer Tandemverbindung zeigt;
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6 den Betrieb einer bidirektionalen
Tandemverbindung zeigt;
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7 das Senden einer Anzeige,
dass die Senke inaktiv ist, zeigt;
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8 die Deaktivierung der
zweiten Tandemverbindungs-Überwachung
zeigt;
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9 die Deaktivierung der
ersten Tandemverbindungs-Überwachung
zeigt;
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10 den bidirektionalen Signalpfad
mit deaktivierter Tandemverbindung zeigt; und
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11 bis 13 Zustandsdiagramme des Verfahrens gemäß der Erfindung
zeigen.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Um
den Verkehr auf einem vorhandenen Pfad nicht zu unterbrechen, ist
es erforderlich, die Konfigurationsschritte in Zwischen-Netzwerkelementen
zu synchronisieren, um eine Tandemverbindung auf diesem Pfad einzurichten
oder abzubauen. Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, das die
automatische Aktivierung und Deaktivierung erlaubt und nur lokale
Kenntnisse in jedem Netzwerkelement verwendet. Für die Deaktivierung ist es
erforderlich, Informationen zwischen den Netzwerkelementen auszutauschen,
welche die Tandemverbindung abschließen. Die vorliegende Erfindung
bietet daher eine direkte Kommunikation zwischen den abschließenden Netzwerkelementen
einer Tandemverbindung.
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Da
für SDH/SONET
in G.707 keine solche Kommunikation definiert ist, ersetzt die Erfindung diese
fehlende Signalisierung durch eine Neuinterpretation der RDI (Remote
Defect Indication, Anzeige eines entfernt vorliegenden Fehlers),
die auf der Ebene der Tandemverbindung ausgetauscht wird. Für OTN schlägt die Erfindung
die Verwendung eines zusätzlichen "Fault Indication
Code" vor. Alternativ
ist es möglich,
die Rückwärts-Fehleranzeige
oder den "TCM ACT"-Kanal zu verwenden.
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Bevor
eine neue Quelle einer Tandemverbindung aktiviert wird, wird gemäß der Erfindung überprüft, dass
keine andere Tandemverbindung vorhanden ist, die überschrieben
würde.
Die Erfindung erreicht dies, indem eine zeitweilige Überwachung
von Tandemverbindungen verwendet wird. Die Quelle wird automatisch
aktiviert, sobald diese Überwachung
erkennt, dass keine Tandemverbindungs-Information vorhanden ist.
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Bevor
eine neue Senke einer Tandemverbindung aktiviert wird, ist es erforderlich
sicherzustellen, dass korrekte Tandemverbindungs-Informationen empfangen
werden, z.B. die Tandemverbindungs-Information, die von der beabsichtigten
Quelle gesendet wird. Die Erfindung erreicht dies, indem eine zeitweilige
Tandemverbindungs-Überwachung
verwendet wird. Die Senke wird automatisch aktiviert, sobald diese Überwachung
korrekte Tandemverbindungs-Informationen erkennt.
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Wenn
eine Tandemverbindung einmal auf einem Pfad aufgebaut ist, sind
in beiden Netzwerkelementen zwei Schritte erforderlich, um die Tandemverbindung
zu deaktivieren, ohne den Pfad zu beeinflussen. Die Schritte in
beiden Netzwerkelementen müssen
synchronisiert werden. Zuerst müssen
beide Senken der Tandemverbindung entfernt werden, und dann werden
die Quellen deaktiviert.
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Die
Erfindung stellt den Informationsaustausch zwischen beiden Enden
der Tandemverbindung bereit, um anzuzeigen, wenn eine Senke einer Tandemverbindung
entfernt wird. Für
SDH-Pfade erreicht die Erfindung den Informationsaustausch durch
Neuinterpretation der Anzeige eines entfernt vorliegenden Fehlers,
die zwischen Abschlusspunkten von Tandemverbindungen ausgetauscht
wird. Für OTN
benutzt sie einen neuen "Fault
Indication Code" oder
die Rückwärts-Fehleranzeige
oder den "TCM ACT"-Kanal.
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Ausgangspunkt
ist ein neuer Arbeitspfad von Quelle A zu Abschluss B. Die beschriebene
Lösung kann
für jede
Richtung eines bidirektionalen Pfades gleichermaßen angewendet werden.
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Dies
ist schematisch in 1 an
einem Beispiel gezeigt. Ein den Pfad abschließendes Netzwerkelement A ist über einen
Netzwerk-Pfad mit einem empfangenden, den Pfad abschließenden Netzwerkelement
B verbunden. Der Pfad wird über
eine Anzahl von Zwischen-Netzwerkelementen 1–8 aufgebaut.
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Es
wird nun angenommen, dass eine Tandemverbindung aufgebaut werden
soll, um ein Segment des Pfades zwischen den Zwischen-Netzwerkelementen 2 und 6 zu überwachen.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung sendet das Management-System (oder die lokalen Bediener)
eine erste Anforderung an das Netzwerkelement 2, wo die
Quelle der Tandemverbindung sich befinden soll, und eine andere
Anforderung an das Netzwerkelement 6, wo die Senke der
Tandemverbindung sich befinden soll. Die Anforderungen werden in
beiden Netzwerkelementen asynchron verarbeitet.
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Das
Netzwerkelement, wo die Quelle der Tandemverbindung sich befinden
soll, geht wie folgt vor: Zuerst wird eine zeitweilige Tandemverbindungs-Überwachung
M1 erzeugt. Dies ist in 2 gezeigt.
Wenn M1 erkennt, dass keine Tandemverbindungs-Information vorhanden
ist, wird M1 entfernt, und eine Tandemverbindungs-Quellen-Funktion
SO im Netzwerkelement 2 wird aktiviert. Dies ist in 3 gezeigt. Die Quelle beginnt
mit dem Senden von Tandemverbindungs-Informationen, und die automatische
Aktivierung der Quelle ist beendet.
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Das
Netzwerkelement 6, wo die Senke der Tandemverbindung sich
befinden soll, geht wie folgt vor: Zuerst wird eine zeitweilige Überwachung
M2 erzeugt. Dies ist in 4 gezeigt.
M2 kann erkennen, dass keine Tandemverbindungs-Information verfügbar ist, weil die Quelle noch
nicht aktiviert ist, oder sie erkennt Tandemverbindungs-Informationen von
anderen Tandemverbindungen, oder sie empfängt korrekte Tandemverbindungs-Informationen
von der beabsichtigten Tandemverbindungs-Quelle 3. Die
zeitweilige Tandemverbindungs-Überwachung
bleibt aktiv, bis korrekte Tandemverbindungs-Informationen von SO
in Netzwerkelement 2 empfangen werden. Sobald korrekte
Tandemverbindungs-Informationen empfangen
werden, wird M2 entfernt, und eine Tandemverbindungs-Senke SK wird
erzeugt. Die automatische Aktivierung der Senke ist dann beendet, und
die Tandemverbindungs-Überwachung
arbeitet.
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Tandemverbindungs-Quellen-
und Senken-Funktionen und wie diese auszuführen sind, sowie die über eine
Tandemverbindung ausgetauschten Tandemverbindungs-Informationen
sind einem Fachmann als solche bekannt und werden zum Beispiel in
ITU-T G.707, G.709 und G.783 definiert.
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6 zeigt eine bidirektionale
Tandemverbindung auf dem Signalpfad zwischen den Pfad abschließenden Netzwerkelementen
A und B. Die Netzwerkelemente 2 und 6 schließen eine
Tandemverbindung ab (andere Zwischen-Netzwerkelemente sind in dieser
Figur nicht gezeigt). Es wird nun angenommen, dass diese Tandemverbindung
zu deaktivieren ist. Die jeweiligen Senken- und Quellen-Tandemverbindungspunkte
sind mit SO1, SK1, SO2 und SK2 bezeichnet.
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Das
Netzwerkmanagement-System (oder die lokalen Bediener) senden an
jedes der Netzwerkelemente eine Anforderung, die Tandemverbindung (SO1,
SO2, SK1, SK2) zu deaktivieren. Die Anforderungen werden in beiden
Netzwerkelementen asynchron verarbeitet. Zum Zweck der unten folgenden Beschreibung
wird angenommen, dass das linke Netzwerkelement die Anforderung
zuerst verarbeitet.
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Netzwerkelement 2 kann
die Senken-Tandemverbindungs-Abschluss-Funktion SK1 entfernen, ohne dass das
Risiko besteht, den Pfad zu unterbrechen. Netzwerkelement 2 aktiviert
dann eine Tandemverbindungs-Überwachung
M. Dies ist in 7 gezeigt.
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Dann
konfiguriert das Netzwerkelement SO1, um die RDI "Senke inaktiv" zu Netzwerkelement 6 am
entfernten Ende der Tandemverbindung zu senden. SK2 erkennt die
Anzeige. Dies ist in 8 gezeigt,
muss aber nicht notwendigerweise zu Konfigurationsänderungen
führen,
weil SK2 noch als voll betriebsbereit konfiguriert ist.
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Als
Reaktion auf den Empfang der Deaktivierungs-Anforderung vom Netzwerkmanagement
oder vom Bediener verarbeitet nun auch Netzwerkelement 6 die
Deaktivierungs-Anforderung. Dies ist in 9 gezeigt. Bevor SK2 deaktiviert wird,
muss jedoch gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Anzeige "Senke
inaktiv" empfangen
werden, die als Beweis dafür dient,
dass SK1 nicht mehr aktiv ist. Als Reaktion auf den Empfang der
Anzeige "Senke inaktiv" von Netzwerkelement 2,
entfernt Netzwerkelement 6 die Funktionen SO2 und SK2.
Dies hat keine Auswirkungen auf den Pfad, da Netzwerkelement 2 bereits über die
Deaktivierung informiert ist und seine Vorbereitung zur Deaktivierung
der Tandemverbindung durch Senden der Anzeige "Senke inaktiv" bestätigt hat.
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Überwachung
M in Netzwerkelement 2 erkennt nun das Fehlen der korrekten
Tandemverbindungs-Information und nimmt dies als Beweis dafür, dass
SK2 in Netzwerkelement 6 nicht mehr aktiv ist. Als Folge
davon entfernt Netzwerkelement 2 die Funktion SO1. Die Überwachung
M wird ebenfalls entfernt. Die automatische Deaktivierung der Tandemverbindung
ist beendet. Dies ist in 10 gezeigt.
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In
SDH/SONET-Anwendungen kann das Kopfinformations-Feld RDI ("Remote Defective
Indication") dazu
verwendet werden, die Anzeige "Senke inaktiv" zu senden. Gemäß der vorliegenden Erfindung
muss die Quelle der Tandemverbindung die RDI-Einfügung
in dem Fall erzwingen, wenn die Senke entfernt wird. In OTN-Anwendungen
verwendet die Quelle einen neuen "Fault Indication Code", z.B. 0×03="Senke inaktiv" oder die Rückwärts-Fehleranzeige
oder das Feld "TCM
ACT".
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Zustandsdiagramme
des Aktivierungs- und Deaktivierungsprozesses sind in den 11 bis 13 gezeigt. 11 zeigt die Quellen-Aktivierung. Die Tandemverbindungs-Quellen-Funktion
ist inaktiv. Bei Empfang einer Aktivierungs-Anforderung, aktiviert das Netzwerkelement
eine Tandemverbindungs-Überwachung
zur Überwachung
der Tandemverbindungs-Informationen auf dem Pfad, der durch die
Aktivierung der Quellen-Funktion möglicherweise überschrieben
wird. Wenn keine Tandemverbindungs-Information von der Überwachung
erkannt wird, aktiviert das Netzwerkelement die Tandemverbindungs-Quellen-Funktion.
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12 zeigt das entsprechende
Zustandsdiagramm für
die Senken-Aktivierung. Die Senken-Funktion ist inaktiv. Bei Empfang
einer Aktivierungs-Anforderung aktiviert das Netzwerkelement eine
Tandemverbindungs-Überwachung
zur Überwachung
des Pfades auf empfangene Tandemverbindungs-Informationen. Bei Empfang korrekter
Tandemverbindungs-Informationen
wird die Tandemverbindungs-Senken-Funktion aktiviert.
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13 zeigt das Zustandsdiagramm
für die Quellen-
und Senken-Deaktivierung. Wegen einer vorhandenen Tandemverbindung
sind sowohl die Quellen- als auch die Senken-Funktion aktiviert.
Das Netzwerkelement empfängt
nun eine Deaktivierungs-Anforderung. Bis jetzt empfängt das
Netzwerkelement weiterhin korrekte Tandemverbindungs-Informationen und
hat noch keine Anzeige "Senke
inaktiv" empfangen.
Dies ist durch den linken Zweig des Zustandsdiagramms gezeigt.
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Zur
Verarbeitung der Deaktivierungs-Anforderung entfernt das Netzwerkelement
nun seine Senken-Funktion und ersetzt sie durch eine Tandemverbindungs-Überwachung.
Dann sendet es die Anzeige "Senke
inaktiv" zum Abschlusspunkt
am entfernten Ende der vorhandenen Tandemverbindung. Wenn die Überwachung
keine geeigneten Tandemverbindungs-Informationen mehr empfängt, oder wenn
das Netzwerkelement die Anzeige "Senke
inaktiv" vom entfernten
Ende der Tandemverbindung empfängt,
deaktiviert es seine Tandemverbindungs-Quellen-Funktion.
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Im
rechten Zweig des Zustandsdiagramms empfängt das Netzwerkelement die
Deaktivierungs-Anforderung und empfängt auch vom entfernten Ende
der Tandemverbindung eine Anzeige "Senke inaktiv", es entfernt sofort seine Tandemverbindungs-Quellen- und Senken-Funktionen.
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Die
Erfindung kann die Benutzerakzeptanz von Tandemverbindungen in Übertragungsnetzen
erhöhen,
weil durch die Aktivierung und Deaktivierung
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- – die
Verarbeitung vereinfacht und die Effizienz erhöht wird, wenn kein Managementsystem
verfügbar
ist;
- – die
Zusammenarbeit zwischen Netzwerkmanagement und Netzwerkelement vereinfacht
wird;
- – das
Risiko, einen in Betrieb befindlichen Kommunikationspfad zu unterbrechen,
verringert wird; und
- – weniger
Expertenwissen benötigt
wird.