DE60319215T2 - Wiederherstellung eines Netzwerkes - Google Patents

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    • H04L45/60Router architectures

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Telekommunikation und konkret ein Verfahren und das dazugehörige Netzwerkverwaltungssystem zum Wiederherstellen eines Pfads über ein Transportnetzwerk nach dem Auftreten eines Fehlers.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Transportnetze dienen dem Transport von Zubringersignalen mit hoher Bitrate auf der physischen Schicht. Konkret werden die über ein Transportnetz übermittelten Signale codiert und in einen kontinuierlichen Bitstrom gemultiplext, der in Rahmen mit gleicher Länge strukturiert ist. Innerhalb dieses Bitstroms mit konstanter Bitrate werden die Rahmen mit einer Rahmenwiederholungsrate von typischerweise 8 kHz periodisch wiederholt und gemäß einer Multiplexing-Hierarchie strukturiert. Ein Beispiel einer solchen Multiplexing-Hierarchie ist SDH (Synchronous Digital Hierarchy, siehe ITU-T G.707 vom Oktober 2000), bei der die Rahmen als synchrone Transportmodule der Größe N (STM-N, wobei N = 1, 4, 16, 64 oder 256) bezeichnet werden. Die Rahmen haben einen Abschnittsrahmenkopf und umfassen mindestens eine Multiplexing-Einheit einer höheren Ordnung, die als virtueller Container VC-4 bezeichnet wird. VC-4 kann entweder direkt ein Zubringersignal transportieren oder eine Reihe von Multiplexing-Einheiten niedrigerer Ordnung wie VC-12 oder VC-3, die dann Zubringersignale transportieren.
  • Virtuelle Container (VCs) werden von der Quelle bis zur Aufnahme über ein SDH-Netzwerk übertragen und stellen daher einen „logischen" Pfad durch das Netzwerk dar. Die Folge identischer VCs mit der gleichen relativen Position in aufeinander folgen den Rahmen bildet einen Datenverkehrsstrom entlang dieses Pfads. Jeder VC enthält einen Pfadrahmenkopf („Path Overhead", POH) und einen Nutzlastabschnitt, der als Container (C) bezeichnet wird. Das US-Äquivalent zum SDH ist unter dem Namen SONST (Synchronous Optical Network, synchrones optisches Netzwerk) bekannt.
  • Ein weiteres bekanntes Transportnetz mit ähnlichen Multiplexing-Einheiten ist das vor Kurzem definierte Optische Transportnetz OTN; siehe hierzu ITU-T G.709, 02/2001. Im OTN sind die Transportsignale farbige, gemultiplexte Wellenlängensignale, und die Multiplex-Signale und die Multiplex-Einheit, die einen Pfad definiert, ist ein einzelner Wellenlängenkanal davon. Mit der Konzeption des OTN kann dieses Netz auch als Server-Ebene für ein SDH-Transportnetz dienen.
  • Ein Transportnetz selbst umfasst eine Reihe physisch miteinander verbundener Netzwerkelemente wie beispielsweise Crossconectors, Add/Drop-Multiplexer und Endgerät-Multiplexer. Herkömmliche Transportnetze werden zentral verwaltet. Das bedeutet, ein zentraler Netzwerkverwalter hat den Überblick über die Topologie und den Status des Netzwerks, und wenn ein Kunde eine neue Verbindung für ein Zubringersignal wünscht, richtet der Netzwerkverwalter manuell über dieses Netzwerkverwaltungssystem einen entsprechenden Pfad über das Transportnetz ein. Pfade durch ein zentral verwaltetes Netzwerk werden somit unter der Kontrolle des zentralen Netzwerkverwaltungssystems erstellt, das alle betroffenen Netzwerkelemente (die potenziell Zwischenfunktionen zur Verwaltung auf einer niedrigeren Stufe verwenden) anweist, entsprechende Querverbindungen festzulegen, um den neuen Pfad einzurichten.
  • Die jüngsten Entwicklungen haben jedoch zur Einführung einer verteilten Steuerungsebene geführt und zur Definition eines als GMPLS („Generalized Multi-Protocol Label Switching") bezeichneten zugehörigen Protokolls. Diesem Protokoll liegt das Prinzip zugrunde, dass jedes Netzwerkelement seinen eigenen GMPLS-Controller hat. Die GMPLS-Controller im Netzwerk kommunizieren miteinander über ein als Steuerebene bezeichnetes dediziertes Datennetzwerk, um eine verfügbare Route durch das Netzwerk zu finden, koordinieren die Pfadeinrichtung und konfigurieren ihre jeweiligen Netzwerkelemente entsprechend, um den dynamisch vereinbarten Pfad automatisch einzurichten. Jeder GMPLS-Controller muss daher vollständige Informationen über die Topologie und den Status seiner Netzwerk-Domäne und über die Gateway-Knoten zu anderen Domänen haben. Ein entsprechend den spezifischen Anforderungen eines GMPLS-gesteuerten Transportnetzwerks geringfügig erweitertes OSPF-Protokoll („Open Shortest Path First") wird zur Kommunikation (bzw. „Ankündigung") des Status des Transportnetzwerks von einem GMPLS-Controller zum anderen verwendet. Jeder Controller hat eine Datenbank, in der er die Topologiedaten des Netzwerks entsprechend seinen neuesten Informationen speichert.
  • Ein grundsätzlicher Aspekt bei allen Arten von Transportnetzen ist die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit des Dienstes. Mit anderen Worten, ein Transportnetz muss sich gegen jede Art von Ausfällen sehr robust verhalten, und die durchschnittliche Ausfallzeit muss sehr niedrig sein. Ein Transportnetz muss daher die erforderlichen Mittel und Einrichtungen für eine ausreichende Verfügbarkeit bieten. Normalerweise wird bei den Netzwerkmechanismen zur Sicherstellung dieser Verfügbarkeit unterschieden zwischen Schutz („Protection") und Wiederherstellung („Restoration"). Das gemeinsame Prinzip dieser beiden Ansätze ist die Umleitung des Datenverkehrs von einer ausge fallenen physischen Verbindung oder einem logischen Pfad über eine Reserve-Ressource.
  • Die feine Unterscheidung zwischen Wiederherstellung und Schutz basiert auf der während des Wiederherstellungsstatus durchgeführten Ressourcenzuordnung. Ressourcenzuordnung bedeutet in diesem Zusammenhang die aktive Nutzung einer Ressource, d. h. die Ressource transportiert Datenverkehr. Der Wiederherstellungsstatus ist der Status, während dessen der Datenverkehr über den Reserve-Pfad wiederhergestellt wird. Für einen Schutzmechanismus werden die Ressourcen vor einem eventuellen Ausfall zugeordnet, während bei der Wiederherstellung die Ressourcen erst nach einem Ausfall zugeordnet werden.
  • Schutz, wie beispielsweise gemäß der Beschreibung in ITU-T G.841 (10/98), ist ein Mechanismus, bei dem ein bereits eingerichteter Schutzpfad bzw. eine Verbindung einem oder mehreren ausgewählten Pfaden bzw. Verbindungen mit hoher Priorität (dies wird als 1 + 1 oder 1:1-Schutz bezeichnet, je nachdem, ob auf der Schutz-Ressource zusätzlicher Datenverkehr mit niedriger Priorität transportiert wird oder nicht) oder einer Gruppe von n solchen ausgewählten Pfaden oder Verbindungen (dies wird als 1:n-Schutz bezeichnet) zugewiesen wird. Bei einem Ausfall kann der Datenverkehr unter der alleinigen Kontrolle der betroffenen Netzwerkelemente sehr schnell über die zuvor eingerichtete Schutz-Ressource wiederhergestellt werden, normalerweise in weniger als 50 ms. Dies erfordert jedoch ein Protokoll zur Signalverarbeitung und zur Synchronisierung der Übergabe zwischen den betroffenen Knoten.
  • Schutz ist ein hochwertiger Dienst, der auf wenige ausgewählte und bevorzugte Verbindungen begrenzt ist, die normalerweise mit einem höheren Preis abgerechnet werden. Darüber hinaus erfordert der Schutz auch eine große Anzahl von Reserve-Ressourcen in Relation zur Anzahl der geschützten Ressourcen, d. h. 100% der Reservekapazität bei einem 1 + 1 Schutz.
  • Wiederherstellung kennzeichnet einen Mechanismus, bei dem das Netzwerk Wiederherstellungskapazität sucht und nur nach dem Ausfall eines Servicepfads einen Wiederherstellungspfad einrichtet. Normalerweise werden Verbindungen nach einem Ausfall wiederhergestellt durch Einrichten eines neuen Pfads und durch Löschen des ausgefallenen Pfads. Statt den Wiederherstellungspfad nach einem Ausfall zu berechnen, können zum Einrichten des nach dem Ausfall verwendeten vorab berechneten Pfads vorab berechnete Wiederherstellungsrouten, jedoch mit der aktuellen Querverbindung verwendet werden. Wiederherstellungsmechanismen sind bei der Verwendung von Reservekapazitäten strenger reglementiert, sorgen jedoch für eine Maskierung des Ausfalls mit niedrigerer Geschwindigkeit, normalerweise im Bereich von mehreren Sekunden, da völlig neue Pfade über das Netzwerk eingerichtet werden müssen.
  • In einem automatisch vermittelten optischen Transportnetzwerk werden Wiederherstellungsaktionen über das gesamte Netzwerk verteilt. Die GMPLS-Controller der betroffenen Netzwerkelemente müssen aus Ihren Routeninformationen mögliche Alternativrouten ermitteln und mit den Gegen-Controllern entlang dieses Pfads eine Pfadeinrichtung aushandeln.
  • Ein Problem kann in GMPLS-gesteuerten Netzwerken oder in mehrschichtigen Transportnetzwerken auftreten, wenn verschiedene gleichzeitig durchgeführte Wiederherstellungsaktionen sich gegenseitig stören. Mit anderen Worten, ein Fehler, der auf einer niedrigeren Netzwerkebene aufgetreten ist, kann Wiederherstellungsaktionen auf einer höheren Ebene auslösen, jedoch auch Wiederherstellungsaktionen direkt auf der unteren Ebene. Dies kann zu unvorhergesehenen und unerwünschten Umkonfigurationsschritten führen und die Wiederherstellung verzögern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Wiederherstellungsverfahren und die dazugehörige Verwaltungsebene für Transportnetzwerke bereitzustellen.
  • Diese und andere nachfolgend aufgeführten Aufgaben werden erreicht durch ein Verfahren, das bei einem Ausfall einen temporären 1 + 1 Schutz einrichtet, der den ausgefallenen Pfad und einen alternativen Wiederherstellungspfad umfasst. Das Verfahren bestimmt insbesondere einen alternativen Wiederherstellungspfad durch das Netzwerk und richtet einen Pfadschutz ein, bei dem der Wiederherstellungspfad den ausgefallenen Pfad schützt. Der Datenverkehr wird am ersten abschließenden Knoten vom ausgefallenen Pfad an den alternativen Pfad dupliziert, und der zweite abschließende Knoten schaltet um auf den Empfang von Datenverkehr über den alternativen Pfad, überwacht jedoch weiterhin den ausgefallenen Pfad. Wenn die Ausfallbedingung weiterhin bestehen bleibt, empfängt der zweite Knoten das Datenverkehrssignal weiterhin vom alternativen Pfad. Wird die Ausfallbedingung dagegen behoben, schaltet der zweite Knoten zurück zum ursprünglichen Pfad und entfernt den Pfadschutz wieder. Wenn der Ausfall nach einem vordefinierten Zeitraum noch immer besteht, kann das Verfahren den temporären Schutz beenden und den ausgefallenen Pfad löschen.
  • Die Wiederherstellung gemäß der Erfindung kann mit oder ohne Rücksetzung erfolgen, d. h. nachdem der Ausfall einige Zeit später repariert wurde, kann die ursprüngliche Konfiguration wieder eingerichtet werden, oder die Konfiguration über den alternativen Pfad kann beibehalten werden.
  • Es wurde beobachtet, dass die Wiederherstellung gemäß der Erfindung in ungefähr der gleichen Zeit durchgeführt wird wie eine herkömmliche Wiederherstellung ohne temporäre Schutzschaltung; somit besteht kein Unterschied in der Leistung der beiden Mechanismen. Außerdem bietet sie den Vorteil, dass sie auch bei zwei unidirektionalen Ausfällen funktioniert.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend beschrieben mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, wobei gilt:
  • 1 zeigt einen Ausfall in einem optischen Netzwerk, das ein SDH-Netzwerk versorgt, und die Wiederherstellungspfade zur Wiederherstellung nach dem Ausfall, und
  • 2 zeigt ein Netzwerk mit einem ersten aktiven Pfad und einem Wiederherstellungspfad.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • 1 zeigt anhand eines Beispiels ohne Einschränkung ein in Ebenen angeordnetes Transportnetzwerk, das ein erstes Netzwerk OTN einer unteren Ebene umfasst mit den Netzwerkelementen ON1 bis ON5, und ein zweites Netzwerk SDH einer höheren Ebene mit den Netzwerkelementen SN1 bis SN7. Das Netzwerk der unteren Ebene ist ein optisches Transportnetzwerk OTN gemäß der Definition in ITU-T G.709. ON1 ist physisch mit ON2 und mit ON4 verbunden, ON2 ist mit ON3 verbunden, und ON5 ist mit ON4 und mit ON3 verbunden. Die Verbindungen sind optische Glasfasern und übertragen gemultiplexte Wellenlängensignale, wobei jede Wellenlänge eine Multiplex-Einheit im OTN darstellt.
  • Das Netzwerk der oberen Ebene ist ein SDH-Netzwerk gemäß der Definition in ITU-T G.707. SN1 ist mit SN2 und mit SN5 verbunden, SN6 ist mit SN5 und mit SN7 verbunden, und SN4 ist mit SN3 und mit SN7 verbunden. Zwischen SN2 und SN3 besteht eine Verbindung, die einen Wellenlängenkanal verwendet, der einen Wellenlängenkanal durch das zugrunde liegende OTN von ON1 über ON2 zu ON3 verwendet. Im OTN besteht somit ein Pfad für die SDH Client-Ebene zwischen ON1 und ON3 über ON2.
  • Beide Netzwerke OTN und SDH umfassen jeweils eine verteilte Steuerungsebene und werden gemäß dem GMPLS-Protokoll gesteuert. Jedes Netzwerkelement hat daher seinen eigenen GMPLS-Controller GC, in der Figur als Pfeilscheibe oder „Lichthof" über jedem Netzwerkelement dargestellt. Die GMPLS-Controller innerhalb einer Netzwerkschicht kommunizieren miteinander über ein Datenkommunikationsnetzwerk (in den Figuren nicht dargestellt) und steuern die Netzwerkelemente gemäß den Entscheidungen der lokalen Controller.
  • In dem gewählten Beispiel verläuft ein Pfad P1 für ein externes Datenverkehrssignal (an SN1 und SN4 über die Netzwerkknoten-Schnittstelle NNI eingespeist) zwischen den Netzwerkelementen SN1 und SN4 über die Netzwerkelemente SN2 und SN3. Die physische Verbindung zwischen ON1 und ON2 im OTN erfährt jedoch einen Ausfall F, z. B. einen Bruch des Glasfaserkabels. Im SDH-Netzwerk ist somit die Verbindung zwischen SN2 und SN3 von diesem Ausfall F betroffen, da diese Verbindung den zuvor erwähnten Wellenlängenkanal entlang der ausgefallenen Verbindung im OTMN verwendet. Daher sind Wiederherstellungsaktionen erforderlich zum Wiederherstellen des ausgefallenen Datenverkehrssignals von Pfad P1.
  • In diesem Szenario stehen im Prinzip zwei Alternativen zum Wiederherstellen des ausgefallenen Pfads P zur Verfügung. Entweder kann der Pfad im SDH-Netzwerk der Client-Ebene von SN1 über SN5, SN6 und SN7 zu SN4 wiederhergestellt werden, oder der Datenverkehr auf dem unterbrochenen Pfad im OTN könnte von ON1 über ON4 und ON5 zu ON3 wiederhergestellt werden. Da die beiden Netzwerk-Ebenen SDH und OTN sich voneinander unterscheiden, und da die Steuerungsebene der einen nichts über die Existenz oder die Konfiguration der anderen weiß, können in den beiden Netzwerken gleichzeitige Wiederherstellungsaktionen erfolgen, und es wäre dem Zufall überlassen, welche Wiederherstellung erfolgreich durchgeführt werden und den Ausfall zuerst beheben kann. Es kann passieren, dass das OTN den Fehler behebt, bevor die Wiederherstellung im SDH-Netzwerk abgeschlossen werden kann, und dass die Steuerungsebene des SDH-Netzwerks dies frühzeitig erkennt, um ihre Wiederherstellungsaktionen vor dem Abschluss zu stoppen, oder es kann passieren, dass die SDH-Ebene zuerst erfolgreich ist und dass die Wiederherstellung im OTN zu spät kommt, sodass der Pfad P1 tatsächlich wiederhergestellt, aber nicht mehr benötigt wird. Dennoch kann die SDH-Ebene nicht warten, bis der Datenverkehr von einer niedrigeren Netzwerkebene, über die sie keine Informationen hat, wiederhergestellt wird; falls dies nämlich nicht geschieht, würde die Wiederherstellung unnötig verzögert und die Ausfallzeit für den externen Datenverkehr verlängert.
  • Die Erfindung erkennt diese Schwäche, und es ist eine grundsätzliche Idee der vorliegenden Erfindung, im SDH-Netzwerk einen temporären 1 + 1 Pfadschutz für den ausgefallenen Pfad einzurichten, der zurückgesetzt werden kann, wenn der Ausfall durch die Wiederherstellungsaktion im OTN etwas später behoben wurde. Ein solcher Pfadschutz wird auch als Teilnetzwerk-Verbindungsschutz („Sub-Network Connection Protection", SNCP) bezeichnet.
  • In der ersten Ausführungsform bestimmt die Steuerungsebene (d. h. die GMPLS-Router von SN1 und SN4) einen Wiederherstellungspfad P2 für den ausgefallenen Pfad P1. Anschließend konfiguriert die Steuerungsebene eine Schutzschaltung mit dem ausgefallenen Pfad P1 und dem zweiten Pfad P2. Da ein Pfadschutz immer auf der niedrigsten Hardware-Ebene durchgeführt und abgeschlossen wird, um eine kurze Wiederherstellungszeit (normalerweise 50 ns) zu erzielen, müssen die abschließenden Netzwerkelemente SN1 und SN4 von ihren GMPLS-Controllern für den Schutz konfiguriert werden. Dazu gehört, dass das erste abschließende Netzwerkelement SN1 das Datenverkehrssignal vom ausgefallenen Pfad P1 an den alternativen Pfad P2 dupliziert. Das zweite abschließende Netzwerkelement SN4 überwacht die beiden Pfade des auf diese Weise erstellten 1 + 1 SNCP und wählt automatisch das bessere der beiden Signale aus. Im vorliegenden Fall wählt SN4 das Datenverkehrssignal von P2, was bedeutet, dass der ausgefallene Datenverkehr wiederhergestellt wird. Der Pfadschutz ist mit Rücksetzung konfiguriert, d. h. der Pfad P1 wird für die Aufnahme von Datenverkehr bevorzugt. Wenn der Pfad P1 gelegentlich wiederhergestellt wird, wechselt SN4 automatisch zurück zu P1 zur Aufnahme des fraglichen Datenverkehrssignals. Wenn daher der Ausfall wegen der Wiederherstellungsaktionen auf einer niedrigeren Netzwerkebene maskiert wird, so wird die wiederhergestellte Verbindung vom SDH-Netzwerk tatsächlich wieder verwendet.
  • Der 1 + 1 SNCP besteht jedoch nur vorübergehend. Wenn der ausgefallene Pfad wieder verfügbar ist, wird der Pfadschutz wieder entfernt, und der Datenverkehr wird wieder von P1 empfangen. Wenn umgekehrt der Ausfall weiterhin besteht und P1 eine bestimmte Zeit lang (z. B. einige Sekunden lang) gestört bleibt, kann der Pfadschutz auch zusammen mit dem ausgefallenen Pfad P1 vollständig gelöscht und der Datenverkehr dauerhaft von P2 empfangen werden. Im letzteren Fall wird das Wiederherstellungsergebnis auf der SDH-Ebene dauerhaft eingerichtet.
  • Es ist zu beachten, dass die Netzwerkelemente SN2 und ON1 sowie die Netzwerkelemente SN3 und ON3 als einzelne Netzwerkelemente implementiert werden, die so ausgestattet sind, dass sie die SDH- wie auch die OTN-Ebene versorgen.
  • Der beschriebene 1 + 1 SNCP bietet seinen größten Vorteil in einem Netzwerk mit mehreren Ebenen, in dem Wiederherstellungsaktionen auf verschiedenen Ebenen unabhängig voneinander durchgeführt werden können, beispielsweise bei einem SDH-Netzwerk, das ein OTH-Netzwerk zur Verbindung der SDH-Netzwerkelemente verwendet, wobei die Wiederherstellung auf der SDH-Ebene (Client-Ebene) oder auf der OTH-Ebene (Server-Ebene) durchgeführt werden kann. Bei einem Ausfall auf der OTH-Ebene (Server-Ebene), der auch die über die OTH-Route transportierten SDH-Pfade betrifft, können Wiederherstellungsaktionen prinzipiell auf beiden Ebenen unabhängig voneinander ausgelöst werden. Wenn die Wiederherstellung auf beiden Ebenen erfolgt und die Wiederherstellungsaktionen auf der Server-Ebene früher als auf der Client-Ebene abgeschlossen sind, wird der Datenverkehr auf der Client-Ebene bei einem 1 + 1 SNCP schneller wiederhergestellt als ohne. Der SNCP auf der Client-Ebene kann abgebrochen werden, sobald der Ausfall dauerhaft behoben ist und die Ressourcen entlang der Sicherungsroute auf der Client-Ebene (zweite Teilstrecke) freigegeben werden können. Im anderen Fall, wenn die Server-Ebene die Route auf der Server-Ebene nicht erfolgreich wiederherstellen kann, kann der SNCP der Client-Ebene den Pfad erfolgreich wiederherstellen durch Wechseln zur zweiten Teilstrecke.
  • Der vorgeschlagene Mechanismus auf der Basis des 1 + 1 SNCP erlaubt sogar die Koordination mehrerer (normalerweise zwei) gleichzeitiger Wiederherstellungsaktivitäten innerhalb der gleichen Ebene: beispielsweise lokale Wiederherstellung und Eingang-zu-Ausgang-Wiederherstellung.
  • Dies ist in 2 dargestellt, wo die Netzwerkelemente N1 bis N9 miteinander verbunden sind und ein Transportnetzwerk bilden. Konkret ist N1 mit N2 und N7 verbunden, N3 ist mit N2 und N4 verbunden, N5 ist mit N4 und N6 verbunden, N9 ist mit N6 und N8 verbunden, und N8 wiederum ist mit N7 verbunden. Ein erster aktiver Pfad P1 wird zwischen N1 und N6 entlang der Netzwerkelemente N2, N3, N4 und N5 eingerichtet. Die Verbindung zwischen N3 und N4 ist jedoch von einem Ausfall F betroffen, und der Pfad P1 ist somit unterbrochen. N1 wird von N3 über die Fehlerbenachrichtigung N über den Ausfall benachrichtigt.
  • Die Benachrichtigung kann entweder auf der Steuerungsebene gesendet werden oder über eine Tandemverbindungs-Überwachungsfunktion (TCM) auf der Pfadebene.
  • Da das Netzwerk eine verteilte Steuerungsebene aufweist, kann die Wiederherstellung entweder durch die an den Ausfall angrenzenden Knoten eingeleitet werden, d. h. N3 und N4 im Fall einer lokalen Reparatur, oder bei einer Ende-zu-Ende-Wiederherstellung durch die Knoten am fernen Ende, die den ausgefallenen Pfad abschließen, d. h. N1 und N6. Je nach dem aktivier ten Wiederherstellungsmechanismus im Netzwerk können mehrere Wiederherstellungsaktionen gleichzeitig im Netzwerk ablaufen.
  • Die Erfindung bietet hierzu eine Lösung. Insbesondere der GMPLS-Controller von N1 sucht einen alternativen Pfad P2 entlang N7, N8 und N9 bis N6; dieser Pfad wird dann eingerichtet. Anschließend konfigurieren die Controller von N1 und N6 einen 1 + 1 SNCP mit P1 und P2. Sobald der SNCP eingerichtet wurde, wählt N6 automatisch den Datenverkehr aus dem Wiederherstellungspfad P2 aus, so lange der Ausfall F vorliegt, und kehrt zurück zum Pfad P1, wenn der Ausfall behoben ist. Bei einem GMPLS-gesteuerten Netzwerk wird der 1 + 1 SNCP mithilfe von Signalnachrichten eingerichtet, die Hop-für-Hop vom Eingang bis zum Ausgang entlang des Sicherungspfads, der die zweite Teilstrecke des SNCP bildet, gesendet werden. Während die Pfadnachricht entlang des Sicherungspfads über das Netzwerk übertragen wird, können die SNCP-Schutzgruppe an der Eingangsseite (Knoten N1) sowie die Querverbindungen an den Zwischenknoten (Knoten N2, N3, N4, N5) sofort erstellt werden, um die Gesamtzeit für die Wiederherstellung zu verringern.
  • Wenn der Ausgangsknoten (Knoten N6) die Pfadnachricht erhalten hat, kann die SNCP-Schutzgruppe erstellt werden, und eine "Resv"-Nachricht wird auf dem gleichen Weg zurück übertragen. Die Auswahleinheit wählt ein gültiges Signal aus einer der Teilstrecken aus (höchstwahrscheinlich die zweite Teilstrecke, den Sicherungspfad). Wenn eine andere Wiederherstellungsaktivität ein gültiges Signal an der ersten Teilstrecke schneller liefert (z. B. durch eine lokale Reparatur), wechselt die Auswahleinheit nicht zur zweiten Teilstrecke.
  • Auch wenn in den obigen Beispielen nur eine Übertragungsrichtung berücksichtigt wurde, ist für den Fachmann klar, dass die Pfade und Verbindungen normalerweise bidirektional sind.
  • Ein kleiner Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der 1 + 1 SNCP auch bei zwei unidirektionalen Ausfällen funktioniert: einem an jeder Teilstrecke in den beiden verschiedenen Richtungen.
  • Sicherungsrouten, d. h. die zweite Teilstrecke des SNCP, können entweder vorab berechnet oder nach Empfang der Fehlerbenachrichtigung berechnet werden.
  • Wenn bei einer Wiederherstellung ohne Rücksetzung der wiederhergestellte Pfad zum so genannten „nominalen" Pfad wird, kann der 1 + 1 SNCP entfernt werden, sobald der Pfad erfolgreich wiederhergestellt wurde. Wenn die Verbindung über die zweite Teilstrecke des SCNP stabil funktioniert, hat dies das gleiche Ergebnis, wie wenn über den konventionellen Mechanismus der ausgefallene Pfad gelöscht und ein neuer Pfad eingerichtet worden wäre.
  • Bei einer Wiederherstellung mit Rücksetzung kann der SNCP die Ressourcen entlang des nominalen Pfads (erste Teilstrecke) beibehalten und so konfiguriert werden, dass er in einem Rücksetzungsmodus arbeitet einschließlich einer Wartezeit bis zur Wiederherstellung, die verhindert, dass der Pfad hin und her wechselt bei einem Ausfall, der kurzzeitig verschwindet – nachdem die Rücksetzung abgeschlossen wurde (Ausfall behoben und Wartezeit bis zur Wiederherstellung abgelaufen), kann der SNCP entfernt werden (zweite Teilstrecke wird freigegeben, nominaler Pfad wird beibehalten).
  • Werden jedoch die Ressourcen entlang des (ausgefallenen) nominalen Pfads vorübergehend freigegeben, während der Pfad wegen eines Ausfalls die Sicherungsressourcen verwendet, und wird eine Wiederherstellung mit Rücksetzung verwendet, kann der 1 + 1 SNCP entfernt werden, sobald der Pfad einen stabilen Zustand über die zweite Teilstrecke erreicht hat. Dies führt zu einer Freigabe der Ressourcen entlang des nominalen Pfads.
  • Der 1 + 1 SNCP kann auch auf die herkömmliche Weise über ein zentrales Netzwerkverwaltungssystem (in den Beispielen nicht dargestellt) statt über eine verteilte Steuerungsebene eingerichtet werden.
  • Es ist zu beachten, dass die Netzwerktopologien der beiden Beispiele vereinfacht und reduziert wurden, und dass in Wirklichkeit eine Vielzahl weiterer Knoten und Verbindungen vorliegen können. Um eine realistische Zahl zu geben: ein großes Netzwerkelement wie beispielsweise ein Crossconector hat normalerweise eine Kapazität zur Verarbeitung von mehreren Hundert Multiplex-Signalen.
  • Auch wenn zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, erkennt der Fachmann, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Ersetzungen vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Wiederherstellen eines aktiven Pfads (P1) zwischen zwei Knoten (SN1, SN4) eines Transportnetzwerks (SDH) nach dem Auftreten eines Ausfalls (F), wobei das Verfahren den folgenden Schritt umfasst: – Ermitteln eines alternativen Pfads (P2) durch das Netzwerk (SDH); gekennzeichnet durch den folgenden Schritt: – Einrichten eines Pfadschutzes (1 + 1 SNCP) mit dem ausgefallenen aktiven Pfad (P1) und dem alternativen Pfad (P2).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Pfadschutz (1 + 1 SNCP) den ausgefallenen aktiven Pfad (P1) bevorzugt und die Auswahl automatisch zurücksetzt, sobald das Signal am aktiven Pfad wieder zur Verfügung steht.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Pfadschutz (1 + 1 SNCP) nur vorübergehend ist und nach einem vordefinierten Zeitraum entfernt wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, das die folgenden Schritte umfasst: – am ersten Knoten Duplizieren des Datenverkehrs von dem ausgefallenen Pfad (P1) an den alternativen Pfad (P2); – am zweiten Knoten Wechseln zum Empfang von Datenverkehr über einen alternativen Pfad; – Überwachen des ausgefallenen Pfads (P1), und wenn der Ausfall (F) bestehen bleibt, weiterhin Empfangen dieses Datenverkehrs über den alternativen Pfad (P2), und ansonsten Entfernen des Pfadschutzes (1 + 1 SNCP).
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Netzwerk über eine verteilte Steuerungsebene (GC) gesteuert wird und der Pfadschutz (1 + 1 SNCP) mithilfe von Signalnachrichten eingerichtet wird, die Hop-für-Hop entlang des alternativen Pfads (P2) vom ersten zum zweiten abschließenden Knoten (SN1, SN4) des ausgefallenen Pfads gesendet werden.
  6. Steuerungsebene für ein Transportnetzwerk zum Wiederherstellen eines aktiven Pfads (P1) zwischen zwei Knoten (SN1, SN4) eines Transportnetzwerks (SDH) nach einem Ausfall (F), wobei die Steuerungsebene angepasst und programmiert ist – zum Ermitteln eines alternativen Pfads (P2) durch das Netzwerk (SDH); dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungsebene des Weiteren angepasst und programmiert wurde – zum Einrichten eines Pfadschutzes (1 + 1 SNCP) mit dem ausgefallenen Pfad (P1) und dem alternativen Pfad (P2).
  7. Steuerungsebene gemäß Anspruch 6, die eine Reihe von Controllern umfasst, die jeweils einem der Netzwerkelemente des Transportnetzwerks zugeordnet sind, wobei die Controller über ein Steuerungsnetzwerk kommunizieren und lokale Weiterleitungsinformationen zur Ermittlung alternativer Pfade durch das Netzwerk umfassen.
  8. Steuerungsebene gemäß Anspruch 6, die ein zentrales Netzwerkverwaltungssystem darstellt, das zur zentralen Steuerung und Konfiguration des gesamten Transportnetzwerks angepasst wurde.
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