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Gebiet der Erfindung
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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.
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Hintergrund der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Wiederherstellungsverfahren und
die dazugehörige
Verwaltungsebene für
Transportnetzwerke bereitzustellen.
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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.
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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.
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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.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend beschrieben mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen, wobei gilt:
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1 zeigt
einen Ausfall in einem optischen Netzwerk, das ein SDH-Netzwerk
versorgt, und die Wiederherstellungspfade zur Wiederherstellung nach
dem Ausfall, und
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2 zeigt
ein Netzwerk mit einem ersten aktiven Pfad und einem Wiederherstellungspfad.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Benachrichtigung kann entweder auf der Steuerungsebene gesendet
werden oder über
eine Tandemverbindungs-Überwachungsfunktion
(TCM) auf der Pfadebene.
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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.
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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.
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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.
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Auch
wenn in den obigen Beispielen nur eine Übertragungsrichtung berücksichtigt
wurde, ist für den
Fachmann klar, dass die Pfade und Verbindungen normalerweise bidirektional
sind.
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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.
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Sicherungsrouten,
d. h. die zweite Teilstrecke des SNCP, können entweder vorab berechnet oder
nach Empfang der Fehlerbenachrichtigung berechnet werden.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.