-
Hintergrund der Erfindung
-
1. TECHNISCHES GEBIET
-
Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf die Telekommunikation und spezieller
auf Architekturen mit gemeinsam genutzten Ersatzeinrichtungen.
-
2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
-
In
den letzten Jahrzehnten ist die Bedeutung der Telekommunikation
drastisch gestiegen. Um die riesige Menge an Informationen aufzunehmen,
die über
Telekommunikationssysteme, wie z. B. das öffentliche Fernsprechnetz (Public
Switched Telephone Network, PSTN) übertragen werden, werden Kupferleitungen durch
optische Fasern ersetzt, die wesentlich mehr Informationen übertragen
können.
-
Eine
einzelne Faser kann Informationen über viele verschiedene Kanäle senden,
wobei DWDM-(Dense Wavelength Division Multiplexing)-Verfahren verwendet
werden. Die Verbesserungen der Fasertechnologie und der Elektronik
erhöhen
die Anzahl von Kanälen,
die auf einer Faser unterschieden werden können, und somit die Informationsmenge,
die über
eine einzelne Faser übertragen
werden kann.
-
Durch
die Erhöhung
der Informations-Bandbreite über
eine Faser erhöht
sich jedoch auch die Bedeutung der Bereitstellung von Mechanismen
zur Umgehung von Fehlern im Netzwerk, bis der Fahler beseitigt werden
kann. Übliche
Fehler sind zum Beispiel die Unterbrechung einer Faser (typischerweise
durch Bauarbeiten verursacht, bei denen eine Faser versehentlich
durchtrennt wird), Faser-Abschaltungen durch Störungen in der Vermittlungsstelle
und Fehler von Netzwerkelementen, wie z. B. Laser-Ausfälle.
-
Um
trotz eines Fehlers die Kommunikation aufrecht zu erhalten, werden
oft Ring-Architekturen benutzt. In einer Ring-Architektur sind eine
Reihe von Netzwerkelementen in einem Ring miteinander verbunden, wie
in 1 gezeigt. Jeder Ring 10 hat
mehrere Netzwerkelemente 12, die miteinander gekoppelt
sind, um eine geschlossene Schleife zu bilden. Typischerweise sind
vier Fasern 14 vorhanden, die benachbarte Netzwerkelemente 10 miteinander
verbinden – zwei
Arbeits-Fasern und
zwei Ersatz-Fasern, obwohl andere Konfigurationen möglich sind.
Die Arbeits-Fasern (W) übertragen
Verkehr zwischen benachbarten Knoten. Ersatz-Fasern (P) stehen zur
Verfügung,
um Verkehr in dem Fall zu übertragen,
dass eine Arbeits-Faser einen Fehler aufweist. Die Ersatz-Fasern übertragen
auch Steuerungs-Information zwischen Netzwerkelementen; wenn sie
nicht für
Verkehr benutzt werden, können
die Ersatz-Fasern unterbrechbaren Verkehr niedriger Priorität übertragen.
Wie in 1 gezeigt, können Netzwerkelemente 12 von
verschiedenen Ringen gemeinsam genutzt werden.
-
Die
in 1a gezeigte Ring-Architektur ist eine sehr einfache
Architektur. In vielen Fällen
können mehrere
Ringe 10 mit verschiedenen Netzwerkelementen 12 verbunden
sein, wie in 1b gezeigt. Fehler einer Arbeits-Faser
in einem beliebigen der Ringe 10 können es bewirken, dass in mehreren
Ringen Ersatz-Leitungen benutzt werden.
-
2a zeigt
ein Verfahren nach dem Stand der Technik zur Umgehung eines Fehlers
einer Arbeits-Faser W. In dieser Ausführung hat ein Ring 10,
der fünf
Netzwerkelemente 12 hat (einzeln als Netzwerkelemente 12a–12e bezeichnet)
eine unterbrochene Arbeits-Faser W zwischen den Netzwerkelementen 12c und 12d.
Zu Illustrations-Zwecken sind nur eine Arbeits-Faser W und eine Ersatz-Faser P gezeigt,
wobei es selbstverständlich
ist, dass ein gleiches Paar von Arbeits- und Ersatz-Fasern für den Verkehr in der entgegengesetzten
Richtung benutzt wird. Um Verkehr zwischen den Netzwerkelementen 12c und 12d zu übertragen,
verbindet Netzwerkelement 12d die Arbeits-Leitungen 16de mit
den Ersatz-Leitungen 18cd,
und Netzwerkelement 12c verbindet die Arbeits-Leitungen 16bc mit
den Ersatz-Leitungen 18cd. Mit anderen Worten wird Verkehr,
der normalerweise über
die Arbeits-Leitungen 16cd geleitet
würde,
auf die zugeordneten Ersatz-Leitungen 18cd umgeschaltet.
Dies wird als "Strecken"-Umschaltung bezeichnet.
-
2b zeigt
eine Situation, in der sowohl die Arbeits-, als auch die Ersatz-Leitung
zwischen den Netzwerkelementen 12c und 12d ausgefallen
sind. In diesem Fall wird eine "Ring"-Umschaltung implementiert,
wobei die Arbeits-Leitung 16de auf
Ersatz-Leitung 18de umgeleitet wird, und die Arbeits-Leitung 16bc auf
Ersatz-Leitung 18bc umgeleitet wird. Folglich übertragen
alle verbleibenden funktionsfähigen
Ersatz-Leitungen Verkehr. Jedes Netzwerkelement kann weiterhin mit
allen anderen Netzwerkelementen 12 am Ring kommunizieren.
-
3 zeigt
eine Architektur, in der zwei Ringe
10a und
10b einen
Ersatz-Pfad zwischen den Netzwerkelementen
12a und
12b gemeinsam
nutzen. In
WO 99/23773 (
PCT/IB98/01955 ) an Elahmadi
et al wird die Verwendung einer einzelnen physikalischen Strecke
zwischen diesen beiden Netzwerkelementen vorgeschlagen. Diese einzelne
Strecke bietet Schutz für
zwei Ringe
10a und
10b. Ein Fehler auf einem Ring
kann beseitigt werden, indem die gemeinsam genutzte Ersatz-Leitung
18ab zur Übertragung
von Verkehr verwendet wird. Diese Architektur verringert Kosten,
die beträchtlich
sein können,
wenn die Entfernung zwischen den gemeinsam genutzten Netzwerkelementen
groß ist
(oder wenn andere Infrastruktur-Kosten
einbezogen sind), erhöht aber
die Möglichkeit
für einen
Verkehrs-Ausfall auf einem Ring, wenn ein Fehler auftritt, während auf
einem anderen Ring ein Fehler vorliegt.
-
In
CA 02317907 wird ein Sperr-Signal
an alle Ringe gesendet, bis auf den einen, der Verkehr über einen
gemeinsam genutzten Ersatzkanal sendet, der auf einen Strecken-Umschalt-Fehler
reagiert.
-
Ein
weiteres Problem mit gemeinsam genutzten Ersatz-Strecken ist das Fehlen eines etablierten
Protokolls. Um die kompletten Kosteneinsparungen zu realisieren,
die einer oder mehreren gemeinsam genutzten Ersatz-Strecken inhärent sind,
ist es wünschenswert,
dass herkömmliche,
völlig
redundante Netzwerkelemente in Teilen der Ringe verwendet werden.
Vorzugsweise kann der Betrieb der gemeinsam genutzten Ersatz-Netzwerkelemente
transparent für
die herkömmlichen
Netzwerkelemente sein, was Kosten des Austauschs oder der Änderung
der herkömmlichen
Netzwerkelemente beseitigt. Ferner ist es wichtig, die Verwendung
gemeinsam genutzter Strecken zu maximieren, um Fehler zu korrigieren,
so dass der Kommunikations-Verkehr so viel wie möglich aufrechterhalten wird.
-
Daher
ist ein Bedarf für
ein Verfahren und eine Vorrichtung entstanden, um gemeinsam genutzte
Ersatz-Leitungen zusammen mit herkömmlichen Ersatzumschaltungs-Architekturen
so effizient wie möglich
zu benutzen.
-
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
-
In
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Steuerung der Kommunikation in einer Architektur mit gemeinsam
genutzten Ersatzeinrichtungen bereitgestellt, wobei erste und zweite Netzwerkelemente
die Kommunikation über
eine Vielzahl von Arbeitskanälen
entsprechender Ringe unterstützen,
die einen gemeinsamen Ersatzkanal benutzen, der allen Ringen gemeinsam
ist. Als Reaktion auf eine angezeigte Strecken-Umschaltung auf einem
ersten Ring wird Steuerinformation für den ersten Ring über einen
gemeinsam genutzten Ersatzkanal übertragen,
während
die Netzwerkelemente die Verfügbarkeit
des gemeinsam genutzten Ersatzkanals Ringen anzeigen, die nicht
der erste Ring sind. Als Reaktion auf eine Anzeige, dass der gemeinsam
genutzte Ersatzkanal benötigt
wird, um Kommunikations-Verkehr für einen zweiten Ring zu übertragen,
hören die
Netzwerkelemente mit der Weitergabe von Steuerinformation für den ersten Ring über den
gemeinsam genutzten Ersatzkanal auf und zeigen die Nichtverfügbarkeit
des gemeinsam genutzten Ersatzkanals Ringen an, die nicht der zweite
Ring sind.
-
Kurzbeschreibung der verschiedenen Ansichten
der Zeichnungen
-
Für ein vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile wird nun Bezug auf die
folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen
genommen, in denen:
-
Die 1a und 1b Ring-Architekturen
nach dem Stand der Technik zeigen;
-
Die 2a und 2b Strecken-Umschaltungen,
bzw. Ring-Umschaltungen nach dem Stand der Technik zeigen;
-
3 ein
Verfahren mit gemeinsam genutzten Ersatzeinrichtungen nach dem Stand
der Technik zeigt;
-
4 eine
gemeinsam genutzte Ersatz-Strecke ohne Kommunikations-Fehler auf
jedem zugeordneten Ring zeigt;
-
5 eine
gemeinsam genutzte Ersatz-Strecke mit einem Fehler eines Arbeitskanals
zwischen gemeinsam genutzten Ersatz-Netzwerkelementen zeigt;
-
6a eine
gemeinsam genutzte Ersatz-Strecke mit einer angezeigten Strecken-Umschaltung
auf einem Ring zeigt;
-
6b eine
gemeinsam genutzte Ersatz-Strecke mit einer angezeigten Strecken-Umschaltung
auf zwei Ringen zeigt;
-
7 eine
gemeinsam genutzte Ersatz-Strecke mit einer angezeigten Ring-Umschaltung
auf einem Ring zeigt;
-
8 eine
gemeinsam genutzte Ersatz-Strecke mit einer angezeigten Strecken-Umschaltung
auf einem Ring, gefolgt von einer angezeigten Ring-Umschaltung auf
einem anderen Ring zeigt;
-
9 eine
beispielhafte Drei-Ring-Architektur ohne Kommunikations-Fehler zeigt;
-
10 die
Architektur aus 9 mit einer angezeigten Ring-Umschaltung
auf einem Ring zeigt;
-
11 die
Architektur aus 9 mit einer angezeigten Ring-Umschaltung
auf einem anderen Ring zeigt;
-
12 die
Architektur aus 9 mit einer angezeigten Strecken-Umschaltung
auf einem Ring zeigt;
-
13 die
Architektur aus 9 mit einer angezeigten Strecken-Umschaltung
auf einem Ring, gefolgt von einer Ring-Umschaltung auf einem anderen
Ring zeigt;
-
14 die
Architektur aus 9 mit zwei Ring-Umschaltungen entsprechend
einem Fehler von Arbeits- und gemeinsam genutzten Ersatz-Strecken
zeigt;
-
15 die
Architektur aus 9 mit einer angezeigten Strecken-Umschaltung
auf einem Ring, gefolgt von einer angezeigten Strecken-Umschaltung
auf einem anderen Ring zeigt;
-
Die 16a bis 16b die
Architektur aus 9 mit zwei Strecken-Umschaltungen,
gefolgt von einer Ring-Umschaltung
zeigt; und
-
17 ein
Zustandsdiagramm zeigt, das den Betrieb der gemeinsam genutzten
Ersatz-Netzwerkelemente zeigt.
-
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung wird am besten in Verbindung mit den 4–17 der
Zeichnungen verstanden, wobei gleiche Zahlen für gleiche Elemente der verschiedenen
Zeichnungen benutzt werden.
-
Die 4–8 zeigen
ein Paar von Netzwerkelementen 12a und 12b, die
einen gemeinsam genutzten Ersatzkanal 22ab zur Kommunikation
verwenden, da verschiedene Schalter implementiert sind, um die Kommunikation
in verschiedenen Ringen aufrecht zu erhalten. In der gezeigten Ausführung sind
drei Ringe, Ringt, Ring2 und Ring3 mit jedem Netzwerkelement 12a und 12b gekoppelt.
Zu Illustrationszwecken sind von jedem Ring nur ein Kanal-Paar,
ein Arbeitskanal-Paar 20 und ein Ersatzkanal-Paar 22 gezeigt.
Diese Kanal-Paare werden durch ein einzelnes gemeinsam genutztes
Ersatzkanal-Paar 22ab unterstützt. Im
Normalbetrieb, wie in 4 gezeigt, sind die Arbeitskanäle 20ab1 mit
den Arbeitskanälen 20 von
Ringt gekoppelt, die Arbeitskanäle 20ab2 sind
mit den Arbeitskanälen 20 von
Ring2 gekoppelt, und die Arbeitskanäle 20ab3 sind mit
den Arbeitskanälen 20 von
Ring3 gekoppelt. Die Arbeitskanäle 20 sind
typischerweise von verschiedenen Fasern, die mit den Netzwerkelementen
gekoppelt sind, obwohl sie Kanäle
von getrennten Ringen sein können,
die auf einer einzigen Faser übertragen
werden. In der aktuellen Implementation ist jedes Netzwerkelement
mit mehreren Fasern gekoppelt, wobei jede Faser die Kommunikation über viele
Kanäle
bereitstellt. Auf ähnliche
Weise unterstützt
die Ersatz-Leitung zwischen den Netzwerkelementen 12a und 12b ebenfalls
mehrere Kanäle.
Die gezeigten Ausführungen
der 4–8 werden
dazu benutzt, die Operationen zu zeigen, die zwischen Sätzen von
Kanälen
der verschiedenen Fasern und Ringe auftreten, die mit den Netzwerkelementen
gekoppelt sind, die unter Verwendung eines gemeinsam genutzten Ersatzkanals
geschützt
sind.
-
Im
Normalbetrieb können
die gemeinsam genutzten Ersatzkanäle dazu benutzt werden, Steuerinformation
zwischen den Netzwerkelementen 12a und 12b auszutauschen.
Im Normalbetrieb wird ein NR-Signal (No Requests, keine Anforderungen)
von beiden Netzwerkelementen 12a und 12b auf ihren
abgehenden Ersatzkanälen 22 ausgegeben.
-
5 zeigt
den Betrieb der Netzwerkelemente 12a und 12b,
wenn ein Arbeitskanal zwischen den Netzwerkelementen ausfällt. In 5 fällt Arbeitskanal 20ab3 aus.
Dies bewirkt, das an beiden Netzwerkelementen 12a und 12b eine
Strecken-Umschaltung auftritt, und das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab wird
dazu benutzt, Verkehr von den Arbeitskanälen 20 von Ring3 zu
führen.
Die Netzwerkelemente 12a und 12b geben ein SPAN-SW
(Strecken-Umschalt-Signal) auf ihren entsprechenden abgehenden,
nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanälen 22 für Ring3
aus, und geben ein LOP-Signal (Lockout of protection, Sperre der Ersatzumschaltung)
auf den abgehenden Ersatzkanälen
für Ringt
und Ring2 aus. Das LOP-Signal
zeigt an, dass das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab zwischen
den Netzwerkelementen 12a und 12b nicht mehr zur
Verfügung
steht. Das LOP-Signal enthält
ein Feld, das die Quelle des Signals anzeigt. Das LOP-Signal wird
ausgegeben, solange die Strecken-Umschaltung vorliegt.
-
6a zeigt
den Betrieb der Netzwerkelemente 12a und 12b,
wenn eine Strecken-Umschaltung an anderer Stelle auf einen Ring
auftritt, der mit den Netzwerkelementen 12a und 12b gekoppelt
ist. In 6 ist eine Strecken-Umschaltung
auf Ring3 aufgetreten, was bewirkt, dass ein SPAN-SW-Signal auf
den eintreffenden Ersatzkanälen 22 von
Ring3 an den Netzwerkelementen 12a und 12b empfangen
wird. Um das SPAN-SW-Signal
zu übertragen,
ist das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab zwischen den Ersatzkanälen 22 von
Ring3 angeschlossen. NR-Signale werden auf abgehenden, nicht gemeinsam
genutzten Ersatzkanälen
für Ringt
und Ring2 ausgegeben, da das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab noch
verfügbar ist,
falls erforderlich, um Kommunikations-Verkehr weiterzuleiten, der als Verkehr
höherer
Priorität
betrachtet wird, wie unten gezeigt.
-
In 6b tritt
zusätzlich
zur Strecken-Umschaltung auf Ring3 eine zweite Strecken-Umschaltung
auf Ring2 auf, wie durch das Signal SPAN-SW auf den eintreffenden
Ersatzkanälen 22 von
Ring 2 angezeigt. Da das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab benutzt
wird, die Signale der Ersatzkanäle 22 von
Ring3 durchzuleiten, steht es für
eine zweite Durchleitungs-Operation nicht zur Verfügung. Folglich
wird ein LOP-Signal auf abgehenden, nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanälen 22 für Ring2
ausgegeben. Ein NR-Signal wird weiterhin auf den abgehenden, nicht
gemeinsam genutzten Ersatzkanälen 22 von
Ringt ausgegeben, da die gemeinsam genutzten Ersatzkanäle 18ab noch
zur Verfügung
stehen, um einen Kommunikationsfehler zu beheben. Wenn der Fehler,
der die Strecken-Umschaltung erforderlich macht, beseitigt wird,
wird das LOP-Signal beendet, und Ring2 kann das gemeinsam genutzte
Ersatzkanal-Paar für
die Weiterleitung von Steuerinformation benutzen. Wenn der Fehler,
der die Strecken-Umschaltung
auf Ring2 erforderlich macht, beseitigt wird, wird das LOP-Signal
ebenfalls beendet.
-
In 7 wird
eine Ring-Umschaltung auf Ring3 gezeigt, wie durch das Signal RS
(Ring Switch) angezeigt, das auf den eintreffenden Ersatzkanälen 22 von
Ring3 empfangen wird. In diesem Fall werden die Ersatzkanäle 22 dazu
benutzt, Kommunikations-Verkehr weiterzuleiten, sobald die Ring-Umschaltung eingerichtet
ist. Die RS-Signale werden über
die gemeinsam genutzten Ersatzkanäle zu den abgehenden Ersatzkanälen 22 geleitet,
so dass jedes Netzwerkelement 12 im Ring eine Anzeige empfängt, dass
eine Ring-Umschaltung benötigt
wird. Ein ACK-(Acknowledge, Quittungs)-Signal (nicht gezeigt) wird
zurückgesendet,
um das Aufbau-Protokoll zu beenden. Die Ersatzkanäle 22 von
Ring3 sind dann mit dem gemeinsam genutzten Ersatzkanal-Paar 22ab gekoppelt,
um Kommunikations-Verkehr weiterzuleiten. Ein LOP-Signal wird auf
die abgehenden, nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanäle von Ringt
und Ring2 platziert, da die gemeinsam genutzten Ersatzkanäle nicht
mehr zur Verfügung
stehen. Wenn die Ring-Umschaltung
beendet wird, wird das LOP-Signal ebenfalls beendet.
-
In 8 wird
eine Strecken-Umschaltung auf Ring3 durch eine Ring-Umschaltung
auf Ring1 ersetzt. Die ursprüngliche
Bedingung für
die Strecken-Umschaltung auf Ring2 ist in 6a gezeigt.
Wenn das RS-Signal auf den eintreffenden Ersatzkanälen von
Ring1 empfangen wird, wird das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab von
der Weiterleitung von Steuereinformation von den Ersatzkanälen 22 von
Ring3 entkoppelt und wird mit den Ersatzkanälen 22 von Ring1 gekoppelt,
die Kommunikations-Verkehr weiterleiten, wenn die Ring-Umschaltung
an allen zugeordneten Netzwerkelementen am Ring eingerichtet ist.
Um anzuzeigen, dass das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab nicht
mehr zur Verfügung
steht, wird ein LOP-Signal auf die abgehenden, nicht gemeinsam genutzten
Ersatzkanäle 22 von
Ring2 und Ring3 platziert. Es muss darauf hingewiesen werden, dass
dies keinen Einfluss auf die Weiterleitung von Verkehr über die
Stecken-Umschaltung von Ring3 hat, die betriebsfähig bleibt, es stoppt nur die
Weiterleitung von Steuerinformation durch die Netzwerkelemente 12a–b.
-
Die
Weiterleitung von Steuereinformation kann auch durch eine Strecken-Umschaltung
zwischen den Netzwerkelementen 12a und 12b ersetzt
werden, wie in 5 gezeigt.
-
Die 9–16b zeigen den Betrieb der Netzwerkelemente der 4–8 in
einer Mehrfach-Ring-Konfiguration. 9 zeigt
ein Netzwerk, das aus acht Netzwerkelementen 12 besteht,
die einzeln als Netzwerkelemente 12a–12h bezeichnet werden.
Die Strecken zwischen den Netzwerkelementen 12a und 12b,
zwischen den Netzwerkelementen 12b und 12c und
zwischen den Netzwerkelementen 12b und 12d benutzen
ein Verfahren mit gemeinsam genutzten Ersatzeinrichtungen, wie in
den 4–8 gezeigt.
Die Strecken zwischen den verbleibenden Netzwerkelementen benutzen
ein herkömmliches,
völlig
redundantes Ersatzumschaltungs-Verfahren.
-
Die
Netzwerk-Konfiguration 30 von 9 liefert
drei Ringstrukturen: RingA, RingB und RingC. Die Netzwerkelemente 12a, 12b, 12d, 12g und 12h bilden
RingA. Die Netzwerkelemente 12b, 12d, 12f und 12c bilden
RingB. Die Netzwerkelemente 12a, 12b, 12c und 12e bilden
RingC. Wie oben sind Arbeitskanäle 20 mit durchgezogenen
Linien und Ersatzkanäle 22 mit
gestrichelten Linien gezeigt. Die Netzwerkelemente 12a, 12b, 12c und 12d unterstützen gemeinsam
genutzte Ersatz-Leitungen, wie oben beschrieben. Die restlichen
Netzwerkelemente können
ein herkömmliches
Design haben.
-
Im
Normalbetrieb (keine Arbeitskanal- oder Ersatzkanal-Fehler) gibt
jedes der gemeinsam genutzten Ersatz-Netzwerkelemente 12a–12d NR-Signale
aus, wie in Verbindung mit 4 beschrieben.
-
Die 10–16b zeigen verschiedene Fehler-Szenarien. In 10 wird
eine Ring-Umschaltung weg von der gemeinsam genutzten Ersatzeinrichtung
angezeigt, die durch einen Fehler von Arbeits- und Ersatzkanälen zwischen
den Netzwerkelementen 12g und 12h verursacht wird.
Die Netzwerkelemente 12g und 12h geben RS-Signale
an die Netzwerkelemente 12d, bzw. 12a aus, um
eine Ring-Umschaltung einzurichten. Die RS-Signale durchlaufen die
restlichen Netzwerkelemente im Ring auf den gemeinsam genutzten
und den nicht gemeinsam genutzten Kanälen (zum Beispiel wird das
RS-Signal von Netzwerkelement 12h zu
Netzwerkelement 12a auf einem nicht gemeinsam genutzten
Ersatzkanal gesendet, wo es an die Netzwerkelemente 12b und 12d über ihre
gemeinsam genutzten Ersatzkanäle
und schließlich über den
nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanal an Netzwerkelement 12g weitergegeben
wird). Ein ACK-Signal läuft über dieselben
gemeinsam genutzten und nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanäle in die
entgegengesetzte Richtung. Die gemeinsam genutzten Ersatz-Netzwerkelemente,
die zur Ring-Umschaltung gehören,
d. h. die Netzwerkelemente 12a und 12d geben LOP-Signale
auf ihren abgehenden, nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanälen aus,
wie in Verbindung mit 7 beschrieben. Netzwerkelement 12b gibt
kein LOP-Signal aus, da es nicht mit abgehenden, nicht gemeinsam
genutzten Ersatz-Leitungen verbunden ist.
-
11 zeigt
den Effekt des Verlustes von Arbeits- und Ersatzkanälen zwischen den Netzwerkelementen 12c und 12f.
In diesem Fall wird eine Ring-Umschaltung um RingB aufgebaut, wobei
die Netzwerkelemente 12c und 12f die Kopplung
der Arbeits- und Ersatzkanäle
durchführen.
Jedes Netzwerkelement in RingB, das mit einem nicht gemeinsam genutzten
Ersatzkanal außerhalb
von RingB gekoppelt ist, sendet ein LOP-Signal aus. Folglich sendet
Netzwerkelement 12c ein LOP-Signal an Netzwerkelement 12e,
und Netzwerkelement 12d sendet ein LOP-Signal an Netzwerkelement 12g.
-
In 12 wird
eine Strecken-Umschaltung implementiert, um einen Arbeitskanal-Fehler
zwischen den Netzwerkelementen 12a und 12e zu
umgehen. Netzwerkelement 12e koppelt den Arbeitskanal von
Netzwerkelement 12c mit dem Ersatzkanal von Netzwerkelement 12a;
Netzwerkelement 12a koppelt den Arbeitskanal von Netzwerkelement 12b mit
dem Ersatzkanal von Netzwerkelement 12c. Die gemeinsam
genutzten Ersatzkanäle 22ab und 22bc werden
in dem Durchlass-Modus geschaltet, um Steuerinformation um RingC
zu leiten.
-
13 zeigt
eine Strecken-Umschaltung in RingC, gefolgt von einer Ring-Umschaltung
in RingA, die durch einen Verlust von Arbeits- und Ersatzkanälen zwischen
den Netzwerkelementen 12d und 12g verursacht wird.
Die von der Strecken-Umschaltung in RingA verursachte Anfangsbedingung
ist die gleiche wie in 12 gezeigt. Insbesondere werden
die gemeinsam genutzten Ersatzkanäle 22ab und 22bc dazu
benutzt, Steuerinformation für
RingC weiterzuleiten. Die Ring-Umschaltung
in RingA ersetzt jedoch die Steuerungs-Weiterleitung in RingC (die Strecken-Umschaltung
funktioniert weiter ohne Weiterleitung der Steuerinformation). Folglich
hört der
gemeinsam genutzte Ersatzkanal 22ab mit der Weiterleitung
von Steuerinformation für
RingC auf und wird dazu benutzt, die Ring-Umschaltung in RingA aufzubauen,
indem RS- und ACK-Signale weitergegeben werden. Anschließend wird
Ersatzkanal 22ab dazu benutzt, Verkehr für die Ring-Umschaltung weiterzuleiten.
Es wird ein LOP-Signal zu Netzwerkelement 12a zu Netzwerkelement 12e und
von Netzwerkelement 12d zu Netzwerkelement 12f ausgegeben.
-
14 zeigt
eine Strecken-Umschaltung in RingC, gefolgt durch eine Strecken-Umschaltung
in RingA, die durch einen Arbeitskanal-Fehler zwischen den Netzwerkelementen 12g und 12h verursacht
wird. Die Anfangsbedingung für
die Strecken-Umschaltung in RingC ist in 12 gezeigt.
Die Strecken-Umschaltung in RingC bewirkt, dass ein SPAN-SW-Signal
von Netzwerkelement 12h zu Netzwerkelement 12a und
von Netzwerkelement 12g zu Netzwerkelement 12d gesendet
wird. Da das gemeinsam genutzte Ersatzkanal-Paar 22ab von
der Strecken-Umschaltung
in RingC benutzt wird, sendet Netzwerkelement 12a ein LOP-Signal
zurück
zu Netzwerkelement 12h, das anzeigt, dass der gemeinsam
genutzte Ersatzkanal 22ab nicht zur Verfügung steht,
um Steuerinformation zu übertragen;
trotzdem kann die Strecken-Umschaltung implementiert werden, um
Kommunikations-Verkehr über
den Ersatzkanal zwischen den Netzwerkelementen 12g und 12h zu übertragen.
-
In 15 werden
Ring-Umschaltungen in RingC und RingA durch einen Fehler der Arbeits-
und gemeinsam genutzten Ersatzkanäle zwischen den Netzwerkelementen 12a und 12c erforderlich
gemacht. Der gemeinsam genutzte Ersatzkanal 22bd wird für die Ring-Umschaltung
für RingA
benutzt; die restlichen Strecken der Ring-Umschaltungen werden unter
Verwendung von nicht gemeinsam genutzten Kanälen hergestellt. Netzwerkelement 12c gibt
ein LOP-Signal an Netzwerkelement 12f aus, und Netzwerkelement 12d gibt
ein LOP-Signal an Netzwerkelement 12f aus. Die restlichen
Netzwerkelemente sind an der Ring-Umschaltung beteiligt und empfangen
keine LOP-Signale.
-
Die 16a–b
zeigen eine Situation, in der ein isoliertes Netzwerkelement beteiligt
sein kann, aber für die
Priorisierung von Fehlerbedingungen. In 16a verursacht
ein Arbeitskanal-Fehler zwischen den Netzwerkelementen 12e und 12a eine
Strecken-Umschaltung. Wie in Verbindung mit 12 gezeigt,
liefern die Netzwerkelemente 12a, 12b und 12c einen
Durchgangs-Pfad für
Steuerinformationen über
gemeinsam genutzte Ersatzkanäle 22ab und 22bc.
Eine zweite Strecken-Umschaltung
wird durch einen Arbeitskanal-Fehler zwischen den Netzwerkelementen 12d und 12f erforderlich
gemacht. Als Reaktion auf den Empfang des SPAN-SW-Signals von den
Netzwerkelementen 12d und 12f gibt Netzwerkelement 12c ein
LOP-Signal an Netzwerkelement 12f aus. An diesem Punkt
wird der gemeinsam genutzte Ersatzkanal 22bc weiterhin
zur Weiterleitung von Steuerinformation für RingC benutzt. RingB hat
keinen Durchgang für
Steuerinformationen, die Strecken-Umschaltung ist jedoch noch implementiert,
so dass der Kommunikations-Verkehr zwischen den Netzwerkelementen 12f und 12d übertragen
werden kann.
-
Wie
in 16b gezeigt, bewirkt ein anschließender Fehler
von Arbeits- und Ersatzkanälen
zwischen den Netzwerkelementen 12g und 12h eine
Ring-Umschaltung auf RingA. Wenn Netzwerkelement 12 ein RS-Signal
empfängt,
hört es
mit der Weitergabe von Steuerinformation für RingC auf und leitet das
RS-Signal über
den gemeinsam genutzten Ersatzkanal 22ab weiter an Netzwerkelement 12b.
Auf ähnliche
Weise hört das
Netzwerkelement 12b mit der Weitergabe von Steuerinformation über den
gemeinsam genutzten Ersatzkanal 22bc auf und koppelt den
gemeinsam genutzten Ersatzkanal 22ab mit dem Ersatzkanal 22bd.
Nachdem die RS- und ACK-Signale jedes Netzwerkelement in RingA durchlaufen
haben, wird die Ring-Umschaltung implementiert, und die gemeinsam
genutzten Ersatzkanäle 22ab und 22bc werden
dazu benutzt, Verkehr weiterzuleiten. LOP-Signale werden von Netzwerkelement 12d zu
Netzwerkelement 12f und von Netzwerkelement 12a zu
Netzwerkelement 12e erzeugt.
-
Mit
Bezug auf 4 zeigt 17 ein
Zustandsdiagramm, das die Signale zeigt, die von den gemeinsam genutzten
Ersatz-Netzwerkelementen 12a und 12b entsprechend
verschiedener Zustände
des gemeinsam genutzten Ersatzkanals 22ab erzeugt werden.
In Zustand 40 wird der SP (gemeinsam genutzter Ersatzkanal) 22ab von
keinem Ring benutzt, der mit den Netzwerkelementen 12a–b gekoppelt
ist, weder für
die Weiterleitung von Steuerinformation, noch für Kommunikations-Verkehr. Wie in 4 gezeigt,
wird auf allen abgehenden, nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanälen (NSP) 22 ein
NR-Signal erzeugt.
-
Wenn
die Netzwerkelemente 12a–b ein SPAN-SW-Signal empfangen,
das eine Strecken-Umschaltung auf einem RingR anzeigt (wobei RingR
ein beliebiger Ring ist, der von den gemeinsam genutzten Ersatz-Netzwerkelementen
unterstützt
wird), findet ein Zustandsübergang
in Zustand 42 statt, wo der gemeinsam genutzte Ersatzkanal 22ab zur
Weiterleitung von Steuerinformation benutzt wird (wie in Verbindung
mit 6a gezeigt). NR-Signale werden auf den nicht gemeinsam
genutzten Ersatzkanälen 22 für alle Ringe
bis auf RingR ausgegeben, außer
für Ringe,
die anschließend
eine SPAN-SW-Anzeige haben. Für
Ringe mit einer anschließenden
SPAN-SW-Anzeige wird auf den nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanälen 22 ein
LOP-Signal erzeugt.
-
Wenn
der Fehler beseitigt wurde, findet ein Zustandsübergang in Zustand 40 statt.
Wenn anschließend
SPAN-SW-Signale
vorhanden sind, die noch aktiviert sind, findet ein Zustandsübergang
zurück
in Zustand 42 statt.
-
Wenn
auf RingM (ein beliebiger Ring) eine Ring-Umschaltung angezeigt wird, oder der
Arbeitskanal 22ab von RingM zwischen den Netzwerkelementen 12a–b ausfällt, während entweder
Zustand 40 oder Zustand 42 vorliegt, findet ein
Zustandsübergang
in Zustand 44 statt, wo der gemeinsam genutzte Ersatzkanal dazu
benutzt wird, Verkehr zu übertragen.
Im Fall einer Ring-Umschaltung wird der gemeinsam genutzte Ersatzkanal 22ab zwischen
andere Ersatzkanäle 22 gekoppelt,
um die Ring-Umschaltung zu bewirken (7 und 8).
Im Fall eines Arbeitskanal-Fehlers wird der gemeinsam genutzte Ersatzkanal 22ab zwischen
Arbeitskanäle 20 in
einer Strecken-Umschaltung
gekoppelt (5). In jedem Fall werden auf
den nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanälen aller Ringe bis auf RingM
LOP-Signale erzeugt. Im Fall der Strecken-Umschaltung wird das SPAN-SW-Signal
auf den nicht gemeinsam genutzten Ersatzkanälen erzeugt, die RingM zugeordnet
sind.
-
Wenn
der Fehler beseitigt wurde, kehrt der Zustand wieder zurück in Zustand 40.
-
Wenn
ein Fehler des gemeinsam genutzten Ersatzkanals 22ab vorliegt,
ist der gemeinsam genutzte Ersatzkanal nicht in der Lage, Verkehr
oder Steuerinformation weiterzuleiten (Zustand 46). In
diesem Fall können
Ring-Umschaltungen für
jeden Ring gebildet werden, wo der zugeordnete Arbeitskanal 20ab ebenfalls ausgefallen
ist (15). Andernfalls wird ein LOP-Signal auf den nicht
gemeinsam genutzten Ersatzkanälen 22 für jeden
Ring erzeugt. Wenn der Fehler beseitigt wird, kehrt der Zustand
zurück
in Zustand 40. Der Zustand kann von Zustand 42 oder
Zustand 44 auch in Zustand 46 übergehen.
-
Die
vorliegende Erfindung bietet beträchtliche Vorteile gegenüber dem
Stand der Technik. Erstens sind die Signals LOP, NR, RS und SPAN-SW
kompatibel zu völlig
redundanten Netzwerkelementen. Die als Reaktion auf diese Signale
durchgeführten
Aktionen erlauben eine Integration herkömmlicher Netzwerkelemente mit
den gemeinsam genutzten Ersatz-Netzwerkelementen. Die Priorisierung
von Aktionen auf der Grundlage von verschiedenen hier beschriebenen
Bedingungen bietet die Maximierung der gemeinsam genutzten Ersatzkanäle zur Aufrechterhaltung
des Kommunikations-Verkehrs, während
die Benutzung der gemeinsam genutzten Ersatzkanäle für die Weiterleitung von Steuerinformation
möglich
ist, wo angebracht. Situationen, in denen ein Knoten von Status-Signalen anderer
Netzwerkelemente durch mehrfache Leitungs-Fehler isoliert werden könnte, wie
in den 16a–b gezeigt, werden beseitigt;
daher können
alle Netzwerkelemente unabhängig
von der Reihenfolge der Fehler an Wiederherstellungen teilnehmen.
-
Obwohl
die detaillierte Beschreibung der Erfindung auf bestimmte beispielhafte
Ausführungen
ausgerichtet war, werden einem Fachmann verschiedene Änderungen
dieser Ausführungen,
sowie alternative Ausführungen
erkennbar sein. Die Erfindung umfasst alle Änderungen oder alternativen
Ausführungen,
die in den Umfang der Ansprüche
fallen.
| Fig.
1a | |
| (Stand
der Technik) | |
| Fig.
1b | |
| (Stand
der Technik) | |
| Fig.
2a | |
| (Stand
der Technik) | |
| Fig.
2b | |
| (Stand
der Technik) | |
| Fig.
3 | |
| (Stand
der Technik) | |
| Fig.
4 | |
| Shared
Protect | Gemeinsam
genutzte Ersatzeinrichtung |
| Fig.
5 | |
| Shared
Protect | Gemeinsam genutzte Ersatzeinrichtung |
| Fig.
6a | |
| Passthrough |
| Durchgang |
| Shared
Protect | Gemeinsam genutzte Ersatzeinrichtung |
| Fig.
6b | |
| Passthrough | Durchgang |
| Shared
Protect | Gemeinsam genutzte Ersatzeinrichtung |
| Fig.
7 | |
| Traffic | Verkehr |
| Shared
Protect | Gemeinsam genutzte Ersatzeinrichtung |
| Fig.
8 | |
| Shared
Protect | Gemeinsam genutzte Ersatzeinrichtung |
| Fig.
9 | |
| Fig.
10 | |
| Fig.
11 | |
| Fig.
12 | |
| Fig.
13 | |
| Fig.
14 | |
| Fig.
15 | |
| Fig.
16a | |
| Fig.
16b | |
| Fig.
17 | |
| 40 | SP nicht
benutzt (Fig. 4) NR auf NSP aller Ringe |
| Indicated
SPAN-SW an RingR (Fig. 6a) | Angezeigte
SPAN-SW auf RINGR (Fig. 6a) |
| 42 | SP benutzt
für Weiterleitung
von Steuerinformation auf RingR LOP für NSP aller Ringe mit anschließenden SPAN-SW-Anzeigen (Fig. 6b)
NR für
NSP aller anderen Ringe |
| Indicated
RS an RingM (Figs. 7 and 8) or W Failure an RingM (Fig. 5) | Angezeigte
RS auf RingM (Fig. 7 und 8) oder ArbeitskanalFehler auf RingM (Fig.
5) |
| 44 | SP benutzt
für Verkehr
von RingM (Weiterleitung von Steuerinformation beenden, falls benutzt)
LOP für
NSP aller Ringe bis auf RingM Wenn Strecken-Umschaltung, Anzeige
auf NSP von RingM |
| SP
Failure (Fig. 15) | SP-Fehler
(Fig. 15) |
| 46 | SP nicht
nutzbar Ring-Umschaltung an NEs für alle Ringe mit ausgefallenem
Arbeitskanal LOP signalisiert auf NSP aller anderen Ringe |
| Problem
remedied | Problem
beseitigt |