DE60315844T2

DE60315844T2 - Dynamischer Zwischenschichtsschutz in einem optischen Telekommunikationsnetzwerk

Info

Publication number: DE60315844T2
Application number: DE60315844T
Authority: DE
Inventors: Vittorio Mascolo; Virgilio Miriello
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2023-12-06
Also published as: US7561795B2; EP1538765A1; EP1538765B1; ATE371313T1; US20050123294A1; DE60315844D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet optischer Transportnetze und insbesondere auf ein Verfahren zum Schützen der Zwischenschicht derartiger Netze. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Knoten und ein Netz, wobei ein derartiges Verfahren implementiert wird.
Die ITU-T-Empfehlung G.872 (Version 11/2001, die hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist) definiert die Architektur eines OTN (optischen Übertragungsnetzes), die auch als OTH (optische Transporthierarchie) bezeichnet wird. Die beiden Begriffe werden für die Zwecke der vorliegenden Erfindung als gleichwertig angesehen. Das OTN ist aus drei Hauptschichten aufgebaut: OTS (optischer Übertragungsabschnitt), OMS (optischer Multiplex-Abschnitt) und OCH (optischer Kanal). Außerdem definiert die ITU-T-Empfehlung G.709 (03/2003, die ebenfalls hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist), die OCH-Schichtstruktur und das Rahmenformat des optischen Kanals an der ONNI (optischen Netzknoten-Schnittstelle).
In diesem Szenario konzentriert sich die vorliegende Erfindung auf die OTU/ODU-Schicht. ITU-T G.709 sieht einige Informationen vorher, um diese Schichten zu managen. Für jede Schicht bestehen die transportierten Informationen aus Nutzlast und Overheads. Insbesondere transportiert die OCH-Schicht, die aus zwei Haupteinheiten (ODU und OTU) besteht, Nutzlast und zugeordnete Overhead-Informationen. Der Zweck des OCH ist es, Informationen zu übermitteln, um die End-zu-End-Verbindung durch das Netz zu managen und zu überwachen.
EP 1 271 822 offenbart eine Fehlerbestimmung in einem optischen Kommunikationsnetz.
Der Anmelder hat zwei anstehende technische Probleme identifiziert. Das erste besteht im Zulassen einer Zwischenschichtprotokoll-Kommunikation zwischen zwei unterschiedlichen Schutzsegmenten (d. h. OTU-Trail und ODU- SNC oder OTU-Trail und ODU-Trail) oder zwischen zwei unterschiedlichen Ebenen von Schaltern innerhalb der gleichen Schutzschicht, wobei sie vom gleichen Schutzmechanismus angesteuert wird, d. h. vom ODU-SPRing-Span-Schalter und vom ODU-SPRing-Ring-Schalter. Das zweite besteht im Bereitstellen der Fähigkeit, eine OTU-Trail-Qualitätsminderungs-Indication (Signalqualitätsminderungs-Zustand) an die entfernte ODU-Trail-Abschlussfunktion weiterzugeben, die dafür verantwortlich ist, entweder in der ODU-Trail oder in den ODU-SNC-Schutzkonfigurationen den Schaltvorgang zu aktivieren.
Ein Problem, das dem oben erwähnten ersten Problem ähnelt, wurde in synchronen Transportnetzen, üblicherweise SDH- oder SONST-Netzen, identifiziert. Beispielsweise kann ein SDH-Netz auf einer Server-Schicht und auf einer Client-Schicht geschützt werden. Auf einer Client-Schicht wird ein Pfad dadurch geschützt, dass zum Verbinden von zwei Endknoten ein alternativer Leitweg vorgesehen wird. Auf einer Server-Schicht kann jeder einzelne Abschnitt durch einen MS-Schutz-Mechanismus geschützt werden. Wenn in einer Span ein Faserbruch oder ein Trägerfehler auftritt, beginnen beide Mechanismen, zu arbeiten. Zwischen den Schutzmechanismen auf der Client- und der Server-Schicht wird keine Koordinationsaktion ausgeführt. Im Allgemeinen ist der Abschnittsschutz-Mechanismus (auf der Server-Schicht) derjenige, der seinen Betrieb als erster aufnimmt. Bei der SDH-Technologie wurde das oben erwähnte Problem durch die so genannte Abwartezeitdauer, kurz als HOT bezeichnet, gelöst. In Übereinstimmung damit wird ein Timer auf einen bestimmten Zeitrahmen (zum Beispiel auf 100 Millisekunden) gesetzt; sobald ein Endknoten eine Signalfehler- (oder eine Qualitätsminderungs-)Indication empfangen hat, wird der Timer gestartet; wenn der Schutzmechanismus auf der Server-Schicht das Fehlerproblem beheben kann, bevor der Zeitrahmen des Timers abgelaufen ist, wird kein Client-Schicht-Mechanismus aktiviert; wenn das nicht der Fall ist, wird der Client-Schicht-Schutzmechanismus aktiviert.
Die HOT verhindert unangebrachte Wechselwirkungen zwischen unterschiedlichen Schutzschichten oder Schutzabschnitten, führt jedoch zu Ineffizienzen bei der Wiederherstellung des Verkehrs, die auf der langen Schaltdauer beruhen, die durch die Verwendung der HOT-Lösung erreicht wird. Außerdem ist das Verfahren gemäß der HOT-Lösung zeitraubend. Tatsächlich verstreicht eine ziemlich lange Zeitdauer (beispielsweise 100 Millisekunden) ungenutzt, wenn der Fehler durch den Schutzmechanismus, der auf der Server-Schicht arbeitet, nicht behoben werden kann.
Angesichts des oben Ausgeführten hat es der Patentanmelder als nicht zweckdienlich erachtet, in einem optischen Netz einen Mechanismus zu implementieren, der dem der HOT ähnlich ist, und hat ein dynamisches Verfahren für einen Zwischenschichtschutz ersonnen, das die oben erwähnten Probleme behebt.
Das oben erwähnte Problem und weitere Probleme werden gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch ein Netzelement gemäß Anspruch 10 und durch ein Netz gemäß Anspruch 16. Weitere vorteilhafte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt. Sämtliche Ansprüche gelten als Teil der vorliegenden Beschreibung.
In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schützen eines optischen Telekommunikationsnetzes vor möglichen Fehlern und Signalqualitätsminderungen, wobei das Netz wenigstens zwei Knoten; Arbeitsbetriebsmittel und Schutzbetriebsmittel, die die Knoten verbinden; einen ersten Schutzmechanismus, der auf einer ersten Schutzschicht arbeitet; und einen zweiten Schutzmechanismus, der auf einer zweiten Schutzschicht arbeitet, umfasst, gekennzeichnet durch

– den Schritt, der durch einen Knoten ausgeführt wird, der einen Fehler erfasst, der durch den ersten Schutzmechanismus gemanagt werden könnte, bei dem eine In-Band-Forward-Protection-Indication-Signalisierung in Abwärtsrichtung gesendet wird, wobei die Forward-Protection-Indication-Signalisierung ein Warten auf einen Schaltbefehl umfasst, der den zweiten Schutzmechanismus anweist, eine vorgegebene Zeitdauer vor dem Schalten zu warten, sodass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, nicht zu arbeiten, oder
– den Schritt, der durch einen Knoten ausgeführt wird, der eine Bitfehlerrate innerhalb eines bestimmten Bereichs erfasst, bei dem eine In-Band- Link-Degradation-Indication-Signalisierung in Abwärtsrichtung gesendet wird, wobei die Link-Degradation-Indication-Signalisierung angibt, dass stromaufseitig ein Signalqualitätsminderungs-Signal erfasst worden ist, sodass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, zu arbeiten.

Gegebenenfalls ist die erste Schutzschicht eine OTU-Trail-Abschnitts-Schicht und die zweite Schutzschicht eine ODU-Pfad-Schicht.
Vorzugsweise umfasst der erste Schutzmechanismus einen OTU-Trail-Schutzmechanismus und/oder einen ODU-SPRing-Span-Schalter.
Vorzugsweise umfasst der zweite Schutzmechanismus eine ODU-SNC und/oder einen ODU-SPRing-Ring-Schalter.
Vorteilhafterweise sind die Forward Protection Indication und die Link Degradation Indication codierte Signale, die in geeignete Bits im Overhead des ODU-Rahmens gesendet werden.
Vorzugsweise enthalten die geeigneten Bits Bits im Pfadüberwachungsfeld. Noch stärker bevorzugt enthalten die geeigneten Bits wenigstens ein Statusbit.
Vorzugsweise liegt der Bitfehlerraten-Bereich, der das Senden in Abwärtsrichtung der Link-Degradation-Indication-Signalisierung aktiviert, ungefähr zwischen 1·10^–2 und 1·10^–5, stärker bevorzugt ungefähr zwischen 1·10^–3 und 1·10^–4.
In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Netzelement für ein optisches Telekommunikationsnetz, das wenigstens ein weiteres Netzelement; Arbeitsbetriebsmittel und Schutzbetriebsmittel, die die Netzelemente verbinden; einen ersten Schutzmechanismus, der auf einer ersten Schutzschicht arbeitet; und einen zweiten Schutzmechanismus, der auf einer zweiten Schutzschicht arbeitet, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung umfasst, um dann, wenn ein Fehler, der durch den ersten Schutzmechanismus gemanagt werden könnte, erfasst wird, in Abwärtsrichtung eine In-Band-Forward-Protection- Indication-Signalisierung zu senden, wobei die Forward-Protection-Indication-Signalisierung ein Warten auf einen Schaltbefehl umfasst, der den zweiten Schutzmechanismus anweist, vor dem Schalten eine vorgegebene Zeitdauer zu warten, sodass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, nicht zu arbeiten; oder dass es eine Vorrichtung umfasst, um dann, wenn eine Bitfehlerrate innerhalb eines bestimmten Bereichs erfasst wird, in Abwärtsrichtung eine In-Band-Link-Degradation-Indication-Signalisierung zu senden, wobei die Link-Degradation-Indication-Signalisierung angibt, dass stromaufseitig ein Signalqualitätsminderungs-Signal erfasst worden ist, sodass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, zu arbeiten.
Üblicherweise ist die erste Schutzschicht eine OTU-Trail-Abschnitts-Schicht und die zweite Schutzschicht eine ODU-Pfad-Schicht.
Üblicherweise umfasst der erste Schutzmechanismus einen OTU-Trail-Schutzmechanismus und/oder einen ODU-SPRing-Span-Schalter.
Üblicherweise umfasst der zweite Schutzmechanismus eine ODU-SNC und/oder einen ODU-SPRing-Ring-Schalter.
Vorzugsweise umfassen die Vorrichtung zum Senden in Abwärtsrichtung einer In-Band-Forward-Protection-Indication-Signalisierung und die Vorrichtung zum Senden in Abwärtsrichtung einer In-Band-Link-Degradation-Indication-Signalisierung eine Vorrichtung zum Schreiben geeigneter Bits in den Overhead des ODU-Rahmens.
Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung zum Schreiben geeigneter Bits in den Overhead des ODU-Rahmens eine Vorrichtung zum Schreiben wenigstens eines Bits, insbesondere wenigstens eines Statusbits, in das Pfadüberwachungsfeld.
In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Telekommunikationsnetz, das wenigstens zwei Netzelemente in Übereinstimmung mit den oben dargelegten Merkmalen umfasst.
In Übereinstimmung mit einem vierten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung einen ODU-Rahmen zum Senden von Signalen über ein optisches Netz, wobei das Netz wenigstens zwei Knoten; Arbeitsbetriebsmittel und Schutzbetriebsmittel, die die Knoten verbinden; einen ersten Schutzmechanismus, der auf einer ersten Schutzschicht arbeitet; und einen zweiten Schutzmechanismus, der auf einer zweiten Schutzschicht arbeitet, umfasst, wobei der Rahmen einen ODU-Overhead, einen OPU-Overhead und eine OPU-Nutzlast umfasst, wobei der ODU-Overhead ein Pfadüberwachungsfeld enthält, das seinerseits Statusbits enthält, wobei wenigstens ein Bit der Statusbits durch einen Knoten (NE2) geschrieben wird, der einen Fehler (FAIL) erfasst, der durch den ersten Mechanismus gemanagt werden könnte, um eine In-Band-Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI-Signalisierung) aufzunehmen, wobei die Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI) ein Warten auf einen Schaltbefehl umfasst, der den zweiten Schutzmechanismus anweist, vor dem Schalten eine vorgegebene Zeitdauer zu warten, sodass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, nicht zu arbeiten; oder wenigstens ein Bit der Statusbits durch einen Knoten (NE2) geschrieben wird, der eine Bitfehlerrate innerhalb eines bestimmten Bereichs erfasst, um eine In-Band-Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI-Signalisierung) aufzunehmen, wobei die Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI) angibt, dass stromaufseitig ein Signalqualitätsminderungs-Signal (SD) erfasst worden ist, sodass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, zu arbeiten.
Vorzugsweise liegt der Bitfehlerraten-Bereich ungefähr zwischen 1·10^–2 und 1·10^–5, stärker bevorzugt ungefähr zwischen 1·10^–3 und 1·10^–4.
In Übereinstimmung mit einem fünften Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, das Computerprogrammmittel enthält, die so beschaffen sind, dass sie das Verfahren in Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt ausführen, wenn das Programm auf einem Computer läuft.
Schließlich schafft die vorliegende Erfindung in Übereinstimmung mit einem sechsten Aspekt ein computerlesbares Medium, in das ein Programm aufgezeichnet ist, wobei das computerlesbare Medium Computerprogramm-Codemittel enthält, die so beschaffen sind, dass sie das Verfahren in Übereinstimmung mit dem ersten Aspekt ausführen, wenn das Programm auf einem Computer läuft.
Die vorliegende Erfindung wird nach Lektüre der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung vollständig klar, die mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung gegeben wird, in der:
1 der Figur 15-3/G.709/Y1331 entspricht und eine ODUk-Rahmenstruktur, insbesondere mit Bezug auf einen ODUk- und einen OPUk-Overhead, darstellt;
2 ein veranschaulichendes Netz zeigt, wobei eine ODU-Forward-Protection-Indication eingefügt ist; und
3 ein veranschaulichendes Netz zeigt, wobei eine ODU-Link-Degradation-Indication eingefügt ist.
Wie oben erwähnt, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Gebiet optischer Transportnetze (OTN). Die ITU-T-Empfehlung G.709 definiert die Schnittstellen des optischen Transportnetzes, die innerhalb von und zwischen Teilnetzen des optischen Netzes zu verwenden sind, in Bezug auf Folgendes: optische Transporthierarchie (OTH); Funktionalität des Overhead bei der Unterstützung optischer Netze mit mehreren Wellenlängen; Rahmenstrukturen; Bitraten und Formate zum Abbilden von Client-Signalen. In diesem Szenario konzentriert sich die vorliegende Erfindung auf die Schichten der optischen Kanaltransporteinheit (OTU) und der optischen Kanaldateneinheit (ODU). ITU-T G.709 sieht einige Informationen vorher, um diese Schichten zu managen. Für jede Schicht bestehen die transportierten Informationen aus Nutzlast und Overheads. Insbesondere transportiert die OCH-Schicht, die aus zwei Haupteinheiten (ODU und OTU) besteht, Nutzlast und zugeordnete Overhead-Informationen. Der Zweck des OCH ist es, Informationen zu übermitteln, um die End-zu-End-Verbindung durch das Netz zu managen und zu überwachen. Eine ODU-Rahmenstruktur ist auch in ITU-T G.709 definiert und in 1 der vorliegenden Anmeldung gezeigt.
Wie gezeigt, berücksichtigt die Rahmenstruktur, allgemein gesprochen, einen ODU-Overhead, einen OPU-Overhead (Overhead der optischen Kanalnutzlasteinheit) und eine OPU-Nutzlast. Zur Bedeutung der verschiedenen Abkürzungen wird auf den einschlägigen Absatz von ITU-T G.709 verwiesen.
Sowohl 2 als auch 3 zeigen ein veranschaulichendes optisches Netz in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Das veranschaulichende Netz umfasst eine Anzahl von Netzknoten (oder Netzelementen) NE1, NE2, NE3, NE4, NE5, NE6 und physikalische Übertragungsstrecken (OTU-Trails), die die Netzelemente miteinander verbinden. Vorzugsweise umfassen die Übertragungsstrecken optische Fasern. Noch stärker bevorzugt umfasst jede Übertragungsstrecke Arbeitsbetriebsmittel und Schutzbetriebsmittel zum Schützen der Haupt- oder Arbeitsbetriebsmittel im Falle eines Fehlers oder einer Signalqualitätsminderung. Die Arbeitsbetriebsmittel sind durch weiße Röhren dargestellt, während die Schutzbetriebsmittel aus Gründen der Übersichtlichkeit durch graue Röhren dargestellt sind. Wenn das gleiche physikalische Betriebsmittel sowohl für Arbeits- als auch für Schutzbetriebsmittel verwendet wird, ist es durch eine hellgraue Röhre dargestellt. Jedes Netzelement umfasst Eingangs- und Ausgangsschnittstellen sowie Schaltmittel zum Ausführen eines Schaltvorgangs, falls er von einem Manager angefordert wird.
Obwohl in einem Netz eine Anzahl von ODU-Pfaden ausgebildet sein kann, ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einer gezeigt. Der gezeigte Haupt-ODU-Pfad geht vom NE1 aus, verläuft durch NE2 und NE3 und endet beim NE4. Es ist ein alternativer Reservepfad (für Schutzzwecke) ausgebildet. Das alternative Pfad ist NE1-NE6-NE5-NE4.
Angesichts der vorstehenden Ausführungen können im Netz mehrere übliche Schutzmechanismen implementiert sein, um es vor Fehlern und/oder Signalqualitätsminderungen zu schützen. Einige von diesen arbeiten auf der OTU-Schicht, einige auf der ODU-Schicht. Die erste Gruppe (Schutzmechanismen, die auf der Abschnittsschicht arbeiten) umfasst:

– OTU-Trail: Dies ist ein linearer Schutzmechanismus, der auf der OTU-Schicht (der Entsprechung der Abschnittsschicht in der SDH-Technologie) implementiert ist und ein Schalten von Arbeitsbetriebsmitteln auf Schutzbetriebsmittel ausführt, wenn eine bestimmte OTU-Trail durch einen Fehler oder eine Signalqualitätsminderung beeinträchtigt wird;
– ODU-SPRing-Span-Schalter: Dieser kann als dem MS-SPRING-Span-Schalter in der SDH-Technologie gleichwertig angesehen werden, da der Mechanismus von Arbeitsbetriebsmitteln auf Schutzbetriebsmittel schaltet, wenn eine bestimmte OTU-Trail durch einen Fehler oder eine Signalqualitätsminderung in einem Ringnetz beeinträchtigt wird.

Ähnlich umfasst die zweite Gruppe (Schutzmechanismen, die auf der Pfadschicht arbeiten):

– ODU-SNC (Teilnetzverbindung): Dies ist ein Pfad-Schutzmechanismus, der auf der ODU-Schicht (der Entsprechung der Pfadschicht in der SDH-Technologie) implementiert ist und ein Schalten von einem Haupt-ODU-Pfad auf einen Reserve-ODU-Pfad ausführt, wenn ein bestimmter ODU-Pfad durch einen Fehler oder eine Signalqualitätsminderung beeinträchtigt wird;
– ODU-SNCP (Teilnetzverbindungs-Protokoll): Dies ist ein Pfad-Schutzmechanismus, der auf der ODU-Schicht (der Entsprechung der Pfadschicht in der SDH-Technologie) ausgeführt wird und ein Schalten von einem Haupt-ODU-Pfad auf einen Reserve-ODU-Pfad ausführt, wenn ein bestimmter ODU-Pfad durch einen Fehler oder eine Signalqualitätsminderung beeinträchtigt wird;
– ODU-SPRing-Ring-Schalter: Dieser kann als dem MS-SPRING-Ring-Schalter in der SDH-Technologie gleichwertig angesehen werden, da der Mechanismus ein Schalten von einem Hauptpfad auf einen Reservepfad ausführt, wenn ein bestimmter ODU-Pfad durch einen Fehler oder eine Signalqualitätsminderung beeinträchtigt wird.

Derzeit wird, wenn eine OTU-Trail durch einen Fehler beeinträchtigt wird, ein geeignetes Signal (zum Beispiel ein AIS) von dem Knoten gesendet, der den Fehler erfasst. Es werden sowohl ein erster Schutzmechanismus als auch ein zweiter Schutzmechanismus aktiviert. Dabei ist der erste ein Mechanismus, der auf der OTU-Trail-Ebene arbeitet, während der zweite auf der ODU-Ebene arbeitet. In einzelnen Fällen genügt der erste Mechanismus zum Beheben des Fehlers, sodass keine Notwendigkeit bestehen sollte, auch den anderen Mechanismus zu aktivieren.
Wenn ein Fehler eine Übertragungsstrecke beeinträchtigt, sind sämtliche oben erwähnten Netzschichten betroffen, insbesondere die Schichten, die einen Schutzmechanismus implementieren: Sie müssen schnell reagieren, doch je näher sie den physikalischen Medien sind, desto kürzer ist die Zeit für die Reaktion. Es ist erforderlich, dass die auf jeder Schicht zugeordneten Schutzmechanismen nicht gleichzeitig arbeiten und dass der auf der Server-Schicht zugeordnete Schutzmechanismus zuerst reagieren muss.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird, wenn von einem Netzknoten ein Fehler (FAIL) erfasst wurde und der Fehler durch den auf der OTU-Trail-Ebene arbeitenden Schutzmechanismus gemanagt werden kann, von dem Knoten, der den Fehler erfasst hatte, eine geeignete Signalisierung in Abwärtsrichtung gesendet. Die Signalisierung enthält einen Befehl "Warten auf Schalten", um den zweiten Schutzmechanismus anzuweisen, vor dem Schalten eine bestimmte Zeitdauer angesichts der Tatsache zu warten, dass der erste Mechanismus das Problem beheben kann und daher keine Notwendigkeit besteht, Schaltvorgänge auf zwei unterschiedlichen Ebenen auszuführen.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugt der Netzknoten, der einen Fehler erfasst, eine In-Band-ODU-FPI-(Forward-Protection-Indication-)Signalisierung und sendet sie stromabseitig, um den zweiten Mechanismus anzuweisen, nicht zu arbeiten. Vorteilhafterweise sind die Bits ODU-Overhead-Bits, wobei insbesondere Status-(STAT-)Bits des PM-(Pfadüberwachungs-)Felds im ODU-Rahmen verwendet werden. Die ODU-FPI ist als Merker vorgesehen, der stromabseitig als eine Indication "Warten auf Schalten" gesendet wird, die für die gesamte Zeitdauer aktiviert ist, die erforderlich ist, um den Schutzmechanismus in der vom Fehler beeinträchtigten Übertragungsstrecke durch Verwendung eines OTU-Trail/ODU-SNC/- S-Schutzes anzuwenden. Die FPI muss bei der ODU-Trail-Abschlussfunktion gemanagt werden, die an den Endpunkten des ODU-Teilnetzes oder an den Endpunkten der ODU-Trail platziert ist. Das ODU-FPI-Signal sperrt stromabseitig eine Schaltaktivierung, bis ein Überbrückungs- und Schaltvorgang auf der OTU-Trail/ODU-SNC/S-Ebene abgeschlossen ist.
Im Fall eines Schutzmechanismus, der in einem ODU-SPRing unter Verwendung einer 4-Faser-Konfiguration läuft, verhindert die ODU-FPI im Fall eines Span-Fehlers den "Ring-Schalt"-Vorgang, wenn das "Span-Schalten" auf der Teilschicht oder der TCM-Ebene wirkt.
Mit Bezug auf 2 wird nachfolgend ein mögliches Szenario beschrieben, das vorteilhaft durch die vorliegende Erfindung gemanagt wird. Die OTU-Trail zwischen den Knoten NE1 und NE2 wird von einem Fehler (FAIL) beeinträchtigt. Sobald NE1 und NE2 erkennen, dass ein Fehler die NE1-NE2-OTU-Trail beeinträchtigt hat, führen beide einen Überbrückungs- und Schaltvorgang aus, um den Fehler durch die Schutzbetriebsmittel der gleichen Übertragungsstrecke zu beheben. Gleichzeitig schreiben sowohl NE1 als auch NE2 einen geeignete Code (FPI) in die STAT-Bits des Pfadüberwachungsfelds. Die Signalisierung wird stromabseitig in beiden Richtungen gesendet. Der FPI-Code wird während der Schaltdauer des OTU-Trail-Schutzes oder während der Span-Schaltuer in der ODU-SPRing-Span gesendet. Der FPI-Code erreicht den NE4, sodass ein derartiger Knoten den ODU-Pfad-Schutz nicht ausführt. Dagegen kann in dem (nicht gezeigten) Fall, in dem ein Fehler sowohl die Arbeits- als auch die Schutzbetriebsmittel einer Übertragungsstrecke (beispielsweise die OTU-Trail zwischen NE1 und NE2) beeinträchtigt, der erste Schutzmechanismus den Fehler nicht beheben, und der FPI-Code wird nicht gesendet. Als Folge wird der zweite Schutzmechanismus durch die gemeinsamen Alarmsignale aktiviert, die durch die dem Fehler benachbarten Knoten erzeugt werden.
Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zum Managen einer Signalqualitätsminderung (SD), die eine bestimmte Übertragungsstrecke (wiederum die Übertragungsstrecke zwischen NE1 und NE2 in 3) beeinträchtigt.
Beim Vorliegen eines Signalqualitätsminderungs-(SD-)Zustands können zwei unterschiedliche Situationen vorliegen:

a) Die Signalqualitätsminderung wird nicht gemanagt; oder
b) die Signalqualitätsminderung wird zum Schutz gemanagt, wodurch ein möglicher Fehlerzustand verhindert und eine hohe Dienstqualität gesichert wird.

3 zeigt einen ODU-Pfad, der die Knoten NE1 und NE4 verbindet und durch einen ODU-SNC/SPRing-Schutzmechanismus geschützt wird, der an diesen Knoten durchgeführt wird. Zwischen den Knoten NE1 und NE4 ist ein Arbeits-ODU-Pfad ausgebildet, der durch die Knoten NE2 und NE3 verläuft; außerdem ist ein Reserve-Schutzpfad ausgebildet, der durch die Knoten NE6 und NE5 bis hinauf zu NE4 verläuft. Eine FEC (Vorwärts-Fehlerkorrektur) wird als an jedem Knoten des Rings aktiv angenommen (Rahmen-FEC, an jeder Span regeneriert).
Eine Signalqualitätsminderung beeinträchtigt die optische Übertragungsstrecke an den Arbeitsbetriebsmitteln der Übertragungsstrecke NE1–NE2. Wie bekannt ist, liefern FEC-Mechanismen sehr gute Ergebnisse, wenn die Bitfehlerrate (BER) vor der Korrektur (BER_in) geringer als ungefähr 1·10^–4/1·10^–5 ist, wobei eine BER nach der Korrektur (BER_out) ≤ 1·10^–15 resultiert. Im Gegensatz dazu sind FEC-Mechanismen nahezu wirkungslos, wenn die BER vor der Korrektur (BER_in) höher als 1·10^–3 ist. Es bildet sich ein kritischer Bereich heraus, wenn BER_in ungefähr zwischen 1·10^–4 und 1·10^–3 liegt.
Wenn BER_in geringer als ungefähr 1·10^–4/1·10^–5 ist, wird auf der Pfad-Ebene kein Schalten ausgeführt; wenn BER_in höher als 1·10^–3 ist, schaltet ein geeigneter Fehlerzähler an den Endknoten des ODU-Pfads auf den Reservepfad, wenn die Anzahl an gezählten Fehlern einen bestimmten Wert erreicht hat.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gibt ein Knoten, der der von einer Qualitätsminderung beeinträchtigten Übertragungsstrecke benachbart ist, dann, wenn er eine BER_in innerhalb eines bestimmten kritischen Bereichs erfasst, eine Signalisierung aus (die als ODU-LDI, Link- Degradation-Indication bezeichnet wird). Die ODU-LDI ist ein codiertes Signal, das vorzugsweise durch die STAT-Bits des Pfadüberwachungsfelds im ODU-Rahmen gesendet wird. In Abwesenheit der vorliegenden Erfindung würde eine schlechte Übertragung erzielt, da eine FEC kaum wirksam ist, jedoch die Anzahl an Fehlern nicht hoch genug ist, um ein sofortiges Schalten auf der ODU-Pfad-Ebene hervorzurufen.
Die ODU-LDI ist eine Indication der Signalqualitätsminderungs-Erfassung in einer allgemeinen Übertragungsstrecke und wird erzeugt, um entweder in Fall eines ODU-Trail-Schutzes oder einer ODUk-SNC-Schutzkonfiguration einen Schutzschaltvorgang zu aktivieren. Sie wird stromabseitig als Informationen gesendet, die angeben, dass stromaufseitig (in dem OTU-Trail-Abschnitt, der der qualitätsgeminderten Übertragungsstrecke entspricht, oder in der ODU-Teilschicht oder TCM-Teilschicht, die die qualitätsgeminderte Übertragungsstrecke abdeckt) ein Signalqualitätsminderungs-Zustand erfasst wurde. Die sich daraus ergebende Erfassung der ODU-LDI am entfernten ODU-Trail-Abschlusspunkt aktiviert das Schutzschalten entweder an der ODU-Trail oder auf der ODU-SNC-Ebene.
Die vorliegende Erfindung führt zu in einer Anzahl von Vorteilen. Gewöhnlich kann das Verfahren mit der Abwartezeitdauer (HOT) die Probleme lösen, die mit der Aktivierung von Schutzmechanismen in einer Zwischenschicht-Umgebung zusammenhängen, wobei eine unangemessene Wechselwirkung zwischen Schichten erfolgen kann. Bei Verwendung dieses Verfahrens muss das Schalten der Client-Schicht mit einer HOT vorgesehen sein, d. h. es ist ein Wert notwendig, um eine Zeitspanne zum "Warten auf Schalten" zu definieren, nach der ein Defekt einen Schaltvorgang einleitet. Die HOT ist eine Zeitkonstante, die in Übereinstimmung mit der Schaltdauer des Servers eingestellt werden muss. Die Client-Schicht muss vor dem Schalten auch in dem Fall warten, in dem der Fehler in der gleichen Schicht erfasst wurde, wobei es nicht möglich ist, diesen Fall von dem Fall zu unterscheiden, bei dem der Fehler im Server auftritt. Außerdem startet der Schutz auf der Client-Schicht im Fall eines instabilen Fehlerzustands ggf. nicht, wenn das Verhältnis zwischen der Dauer des Alarm- und der des Nicht-Alarm-Zustands mit dem HOT-Wert vergleichbar (oder geringer als dieser) ist. Falls die ODU-FPI-Signalisierung (ohne HOT) verwendet wird, wird der ODU-SNC-Schutz auf der Client-Schicht gestoppt, wenn der Fehler im Server auftritt: Dieser stellt seinen eigenen Schutzmechanismus bereit. Im Gegensatz dazu startet der ODU-SNC-Schutz auf der Client-Schicht unmittelbar, wenn der Defekt auf der Client-Schicht entsteht und vom Server keine ODU-FPI signalisiert wird. In jedem Fall sind ODU-FPI und HOT alternative Lösungen.
Das Signalqualitätsminderungs-Management für Schutzvorgänge verhindert einen Fehlerzustand im Netz, wobei eine höhere Verkehrsverfügbarkeit und eine höhere Dienstqualität sichergestellt wird. Der ODU-Pfad, der End-zu-End-Dienste transportiert, wird durch ein SNC-Schema auf der Basis der ODU-LDI-Erfassung geschützt.
Somit wurden ein neuartiges Verfahren und ein neuartiger Netzknoten gezeigt und beschrieben, die sämtliche beabsichtigten Aufgaben und Vorteile erfüllen bzw. bieten. Zahlreiche Veränderungen, Abwandlungen, Variationen sowie andere Verwendungen und Anwendungen des Erfindungsgegenstands werden dem Fachmann auf dem Gebiet jedoch klar, nachdem er die Beschreibung gelesen und die beigefügte Zeichnung betrachtet hat, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offenbaren. Sämtliche derartigen Veränderungen, Abwandlungen, Variationen sowie andere Verwendungen und Anwendungen, die nicht vom Umfang der Erfindung abweichen, gelten als von der Erfindung abgedeckt, die lediglich durch die nachfolgenden Ansprüche eingeschränkt ist.

Claims

Verfahren zum Schützen eines optischen Telekommunikationsnetzes vor möglichen Fehlern und Signalqualitätsminderungen, wobei das Netz wenigstens zwei Knoten (N1 bis N6); Arbeitsbetriebsmittel und Schutzbetriebsmittel, die die Knoten (N1 bis N6) verbinden; einen ersten Schutzmechanismus, der auf einer ersten Schutzschicht arbeitet; und einen zweiten Schutzmechanismus, der auf einer zweiten Schutzschicht arbeitet, umfasst, gekennzeichnet durch – den Schritt, der durch einen Knoten (N2) ausgeführt wird, der einen Fehler (FALL) erfasst, der durch den ersten Schutzmechanismus gemanagt werden könnte, bei dem eine In-Band-Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI-Signalisierung) in Abwärtsrichtung gesendet wird, wobei die Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI) ein Warten auf einen Schaltbefehl umfasst, der den zweiten Schutzmechanismus anweist, eine vorgegebene Zeitdauer vor dem Schalten zu warten, so dass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, nicht zu arbeiten, oder – den Schritt, der durch einen Knoten (N2) ausgeführt wird, der eine Bitfehlerrate innerhalb eines bestimmten Bereichs erfasst, bei dem eine In-Band-Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI-Signalisierung) in Abwärtsrichtung gesendet wird, wobei die Link- Degradation-Indication-Signalisierung (LDI) angibt, dass stromaufseitig ein Signalqualitätsminderungs-Signal (SD) erfasst worden ist, so dass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, zu arbeiten.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste Schutzschicht eine OTU-Trail-Abschnitts-Schicht ist und die zweite Schutzschicht eine ODU-Pfad-Schicht ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der erste Schutzmechanismus einen OTU-Trail-Schutzmechanismus und/oder einen ODU-SPRing-Span-Schalter umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der zweite Schutzmechanismus eine ODU-SNC und/oder einen ODU-SPRing-Ring-Schalter umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Forward Protection Indication (FPI) und die Link Degradation Indication (LDI) codierte Signale sind, die in geeignete Bits im Overhead des ODU-Rahmens gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die geeigneten Bits Bits im Pfadüberwachungsfeld enthalten.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die geeigneten Bits wenigstens ein Statusbit enthalten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bitfehlerraten-Bereich, der das Senden in Abwärtsrichtung der Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI) aktiviert, zwischen etwa 1·10^–2 und 1·10^–5 liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Bitfehlerraten-Bereich, der das Senden in Abwärtsrichtung der Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI) aktiviert, im Bereich von etwa 1·10^–3 und 1·10^–4 liegt.
Netzelement (NE2) für ein optisches Telekommunikationsnetz, das wenigstens ein weiteres Netzelement (NE1, NE3 bis NE6), Arbeitsbetriebsmittel und Schutzbetriebsmittel, die die Netzelemente (NE1 bis NE6) verbinden; einen ersten Schutzmechanismus, der auf einer ersten Schutzschicht arbeitet; und einen zweiten Schutzmechanismus, der auf einer zweiten Schutzschicht arbeitet, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vorrichtung umfasst, um – dann, wenn ein Fehler (FAIL), der durch den ersten Schutzmechanismus gemanagt werden könnte, erfasst wird, in Abwärtsrichtung eine In-Band-Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI-Signalisierung) zu senden, wobei die Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI) ein Warten auf einen Schaltbefehl umfasst, der den zweiten Schutzmechanismus anweist, vor dem Schalten eine vorgegebene Zeitdauer zu warten, so dass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, nicht zu arbeiten; oder – dann, wenn eine Bitfehlerrate innerhalb eines bestimmten Bereichs erfasst wird, in Abwärtsrichtung eine In-Band- Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI-Signalisierung) zu senden, wobei die Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI) angibt, dass stromaufseitig ein Signalqualitätsminderungs-Signal (SD) erfasst worden ist, so dass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, zu arbeiten.
Netzelement nach Anspruch 10, bei dem die erste Schutzschicht eine OTU-Trail-Abschnitts-Schicht ist und die zweite Schutzschicht eine ODU-Pfad-Schicht ist.
Netzelement nach Anspruch 10 oder 11, bei dem der erste Schutzmechanismus einen OTU-Trail-Schutzmechanismus und/oder einen ODU-SPRing-Span-Schalter umfasst.
Netzelement nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, bei dem der zweite Schutzmechanismus entweder eine ODU-SNC oder einen ODU-SPRing-Ring-Schalter umfasst.
Netzelement nach einem der Ansprüche 10–13, bei dem die Vorrichtung zum Senden in Abwärtsrichtung einer In-Band-Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI) und die Vorrichtung zum Senden in Abwärtsrichtung einer In-Band-Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI) eine Vorrichtung zum Schreiben geeigneter Bits in den Overhead des ODU-Rahmens umfassen.
Netzelement nach Anspruch 14, bei dem die Vorrichtung zum Schreiben geeigneter Bits in den Overhead des ODU-Rahmens eine Vorrichtung zum Schreiben wenigstens eines Bits, insbesondere wenigstens eines Statusbits, in das Pfadüberwachungsfeld umfasst.
Telekommunikationsnetz, das wenigstens zwei Netzelemente (N1 bis N6) nach einem der Ansprüche 10–15 umfasst.
ODU-Rahmen zum Senden von Signalen über ein optisches Netz, wobei das Netz wenigstens zwei Knoten (N1 bis N6); Arbeitsbetriebsmittel und Schutzbetriebsmittel, die die Knoten (N1 bis N6) verbinden; einen ersten Schutzmechanismus, der auf einer ersten Schutzschicht arbeitet; und einen zweiten Schutzmechanismus, der auf einer zweiten Schutzschicht arbeitet, umfasst, wobei der Rahmen einen ODU-Overhead, einen OPU-Overhead und eine OPU-Nutzlast umfasst, wobei der ODU-Overhead ein Pfadüberwachungsfeld enthält, das seinerseits Statusbits enthält, dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens ein Bit der Statusbits durch einen Knoten (NE2) geschrieben wird, der einen Fehler (FAIL) erfasst, der durch den ersten Mechanismus gemanagt werden könnte, um eine In-Band-Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI-Signalisierung) aufzunehmen, wobei die Forward-Protection-Indication-Signalisierung (FPI) ein Warten auf einen Schaltbefehl umfasst, der den zweiten Schutzmechanismus anweist, vor dem Schalten eine vorgegebene Zeitdauer zu warten, so dass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, nicht zu arbeiten; oder – wenigstens ein Bit der Statusbits durch einen Knoten (NE2) geschrieben wird, der eine Bitfehlerrate innerhalb eines bestimmten Bereichs erfasst, um eine In-Band-Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI-Signalisierung) aufzunehmen, wobei die Link-Degradation-Indication-Signalisierung (LDI) angibt, dass stromaufseitig ein Signalqualitätsminderungs-Signal (SD) erfasst worden ist, so dass der zweite Schutzmechanismus dazu veranlasst wird, zu arbeiten.
ODU-Rahmen nach Anspruch 17, bei dem der Bitfehlerraten-Bereich vorzugsweise ungefähr zwischen 1·10^–2 und 1·10^–5 und stärker bevorzugt ungefähr zwischen 1·10^–3 und 1·10^–4 liegt.
Computerprogramm, das Computerprogrammmittel enthält, die so beschaffen sind, dass sie das Verfahren nach Anspruch 1 ausführen, wenn das Programm auf einem Computer läuft.
Computerlesbares Medium, in das ein Programm aufgezeichnet ist, wobei das computerlesbare Medium Computerprogramm-Codemittel enthält, die so beschaffen sind, dass sie das Verfahren in Anspruch 1 ausführen, wenn das Programm auf einem Computer läuft.