DE69927208T2

DE69927208T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der Flexibilität und der Transparenz in den Knoten von synchronen hierarchischen Datentransport-Netzwerken

Info

Publication number: DE69927208T2
Application number: DE69927208T
Authority: DE
Inventors: Claudio 20060 Cassina de Pecchi Coltro
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1998-06-16
Filing date: 1999-06-16
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: ITMI981366A1; EP0966122B1; EP0966122A3; IT1301719B1; EP0966122A2; US6822956B1; DE69927208D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der synchronen hierarchischen Datentransportnetzwerke und insbesondere ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbesserung der Flexibilität und Transparenz bei dem Hochgeschwindigkeits-Rahmentransport an den Knoten eines synchronen digitalen hierarchischen Netzwerks.
Die Forderung, die Transportkapazität zu erhöhen und die funktionalen Möglichkeiten zu erweitern und deshalb die Flexibilität der synchronen digitalen hierarchischen (SDH oder SONET) Netzwerke zu verbessern, aber gleichzeitig die durch diese Anforderungen verursachten Zusatzkosten niedrig zu halten, wird mehr und mehr verschärft.
Wie beispielsweise aus der ITU-T Empfehlung G. 707 bekannt, umfasst der Rahmen eines synchronen hierarchischen Signals hoher Bitrate auf STM-N Ebene einen Headerabschnitt, im Folgenden als "Overhead" bezeichnet, und einen Nutzdatenabschnitt, gebildet aus den so genannten virtuellen Containern VC-N, im Folgenden als "Payload" bezeichnet. Der Overheadabschnitt seinerseits umfasst einen Abschnitt, der "Regeneration Section" RSOH genannt wird, und einen Abschnitt, der "Multiplex Section" MSOH heißt. Diese besagten Abschnitte sind bekannt und es wird für eine detaillierte Erklärung deren Struktur und Anwendung z.B. auf die genannte Empfehlung verwiesen.
Es ist bekannt, dass der Datentransport von der Payload Section durchgeführt wird, wobei an den Knoten Gleichförmigkeit und Transparenz bereitgestellt werden, und somit die Daten durch die Knoten über die Hochgeschwindigkeitsverbindungen durchgeleitet werden, ohne bearbeitet zu werden, während die RSOH und MSOH Abschnitte für andere Netzwerkfunktionen verwendet werden und an den Knoten selbst abgeschlossen werden, d.h. sie werden ausgelesen, um sie zu bearbeiten, beispielsweise um sie betreffende Leistungsmesswerte oder Fehlerraten zu erhalten, und sie werden erneut geschrieben, bevor sie wieder in die ausgehenden STM-N Rahmen eingefügt werden.
Ein Nachteil, der dabei festgestellt wird, ist, dass die Transportkapazität auf Basis des Payload Abschnitts des Rahmens für einige Bedürfnisse nicht ausreichend sein kann.
In der US-A-6,169,754 wird ein System beschrieben für die Einrichtung einer Durchleite-Funktionalität in den Netzwerkknoten für den Overheadteil des Rahmens, der standardisierte Steuerinformation, wie Wartungs- oder Zeigerverarbeitungsinformation enthält, zusammen mit einer Cross-Connect Einrichtung mit Abschlussfunktionalität für Overhead Bytes. Solch ein System stellt aber keinen Weg zur Einrichtung voller Transportgleichförmigkeit und Transparenz auf den Hochgeschwindigkeitsknoten des Netzwerks dar.
Deshalb ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Nachteile zu überwinden und ein Verfahren zur Bereitstellung voller Transportgleichförmigkeit und Transparenz auf den Hochgeschwindigkeitsknoten des Netzwerks anzugeben, bei dem zusätzlich zum Payloadabschnitt auch der MSOH Abschnitt und der RSOH Abschnitt wenigstens teilweise benutzt werden; d.h. dass der MSOH Abschnitt und auch ein Teil des RSOH Abschnitts zusammen mit dem Payloadabschnitt an den Knotenpunkten durchgeleitet werden, ohne sie abzuschließen, wobei auch die volle Netzwerkfunktionalität zur Verfügung gestellt wird, d.h. die Fähigkeit, die OAM&P (operation, administration, maintenance and provisioning = Betrieb, Verwaltung, Wartung und Bereitstellung) Funktionen des Transportnetzwerks durchzuführen.
Die Netzwerkknoten, die diese Funktionalitäten unterstützen, könnten durch den Einsatz bekannter Einrichtungen wie optische Cross-Connects und Verbindungssysteme des Typs WDM (Wavelength Division Multiplex = Wellenlängenmultiplex) realisiert werden.
Die Verwendung der erwähnten optischen Cross-Connects ist jedoch eine sehr teure Lösung mit einer Technologie, die noch nicht mit ausreichender Zuverlässigkeit gefestigt und wiederholbar ist. Des Weiteren ist es nicht möglich die Qualität des Übertragungsdienstes mit Begriffen der BER (Bit Error Rate = Bitfehlerrate) bereitzustellen und zu messen.
Darüber hinaus wäre es für die Übertragung der sich ergebenden SDH Rahmen über die entsprechenden optischen Wellenlängen erforderlich, weitere Overheadinformation bei den besagten Wellenlängen hinzuzufügen, und dies würde eine weitere Entwurfskomplikation bedeuten.
Deshalb ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden und eine neue Einrichtung zur Verfügung zu stellen, mit der Flexibilitätselemente an den Knoten eines synchronen digitalen hierarchischen Netzwerks realisiert werden bei Verwendung eines digitalen Cross-Connects, im Folgenden als MS-DXC (Multiplex Section Digital Cross Connect = digitales Multiplexabschnitt-Cross-Connect) bezeichnet, und SDH oder WDM Terminals ausschließlich für Transportanforderungen. Sowohl der MSOH als auch möglicherweise der RSOH Overhead Abschnitt werden von dem digitalen Cross-Connect auf die gleiche Weise wie der Payload Abschnitt behandelt, somit wird die Transparenz der Nutzdaten und für den MSOH Abschnitt, wie auch möglicherweise für den RSOH Abschnitt hergestellt.
Deshalb umfasst ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerkknoten in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung bekannte Hochkapazitäts-WDM und SDH Terminals und ein Multiplex Section Digital Cross Connect, MS-DXC, die die Schnittstellen der besagten Terminals mit niedriger Bitrate verbindet, und die die Realisation der Verteilungs- und Groomingfunktionen für lokalen und Durchleiteverkehr erlaubt, so dass die vom Knoten beherrschte Verkehrs-Granularität in SDH Begriffen STM-N synchrone Hierarchie-Abschnitte und nicht darunter, oder PDH plesiochrone Hierarchie z.B. bei einer Bitrate von 565 oder 140 Mb/s und nicht darunter ist.
Somit ist ein weiteres Flexibilitätselement für das Netzwerk realisiert, das den RSOH Rahmenabschnitt mittels eines digitalen Cross-Connects zur die Bereitstellung aller OAM&P Funktionalitäten verwendet, d.h. Betriebs-, Verwaltungs-, Wartungs- und Bereitstellungsfunktionalitäten des Transportnetzwerks, das die Nutzinformation und den MSOH Abschnitt transparent überträgt.
Auf diese Weise können der größte Teil oder sogar der ganze STM-N Rahmen von höheren Netzwerkebenen behandelt werden, die an den Hochgeschwindigkeitsknoten angeschlossen sind.
Um solche Aufgaben zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verbesserung der Flexibilität, der Transparenz und des Managements bei dem Hochgeschwindigkeits-Rahmentransport an den Knoten eines synchronen digitalen hierarchischen Netzwerks zur Verfügung, wie dies besser in den Patentansprüchen beschrieben wird, die einen integralen Bestandteil der vorliegenden Beschreibung bilden.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den dazugehörigen Zeichnungen, die lediglich als nicht begrenzendes Beispiel beigefügt sind, klar werden, wobei:
1 einen Teil des SDH Signal-Rahmens zeigt, der als Synchrone Transportmodul-Ebene N (STM-N) bezeichnet wird;
2 einen allgemeinen Knoten eines Hochgeschwindigkeits-SDH Netzwerks zeigt, der die vorliegende Erfindung beinhaltet; und
3 ein schematisches Blockdiagramm zeigt, wobei der MS-DXC-Block von 2 verwendet wird.
In 1 ist ein Teil des synchronen digitalen hierarchischen (SDH oder SONET) Signalrahmens, (als Synchrone Transportmodul-Ebene N (STM-N)) bezeichnet, dargestellt, wobei für N = 1 eine Grundebene erhalten wird, deren resultierende Bitrate 155 Mb/s ist und für N = 4, 16, 64 u.s.w. entsprechende Vielfache erhalten werden. Wie bekannt, besteht ein STM-N Modul aus einen Overheadabschnitt SOH und einem Nutzdatenabschnitt PL, bestehend aus so genannten virtuellen Containern VC-N. Der Overheadabschnitt SOH seinerseits besteht aus einem Regenerationsabschnitt Overhead RSOH und einem Multiplexabschnitt Overhead MSOH.
Angeordnet in vorbestimmten Bereichen des RSOH sind Bytes wie JO, B1, DCC die, entsprechend der vorliegenden Erfindung auf eine neue Weise verwendet werden, um die folgenden besonderen Funktionalitäten zu realisieren:

– das Feld JO führt die bekannte Ablaufverfolgungsfunktion für den Regenarationsabschnitt aus und wird für das Vernetzungsmanagement eingesetzt, um die SCS (Single Channel System = Einzelkanalsystem) optischen Ports auf intrusive Weise zu prüfen und zu identifizieren, d.h. auf eine Weise, bei der am Knoten das Feld ausgelesen wird, bearbeitet wird und zurückgeschrieben wird. Bei der neuen erfindungsgemäßen Betriebsweise kann die Behandlung des JO Bytes, wie oben beschrieben, intrusiv sein, oder non-intrusiv, so dass solch ein Byte am Knoten nur ausgelesen und durchgeleitet wird und es dem zentralen Managementsystem überlassen bleibt, es zu verarbeiten, um den Verbindungsstatus zu überwachen.
– das Feld B1 führt die bekannte Verbindungs-Fehlerraten-Überprüfungsfunktion aus und wird für die Leistungsüberwachungsfunktion auf intrusive Weise eingesetzt, d.h. auf eine Weise, bei der am Knoten das Feld ausgelesen wird, bearbeitet wird und zurückgeschrieben wird. Bei der neuen erfindungsgemäßen Betriebsweise kann die Behandlung des Bytes intrusiv sein, oder non-intrusiv, so dass es am Knoten nur ausgelesen wird und es dem Managementsystem überlassen bleibt, es zu verarbeiten, um die Ende-zu-Ende- oder die Tandemverbindung (eine bekannte Funktion, die z.B. in der ITU-T Empfehlung G. 803 beschrieben ist) zu überwachen.
– Felder D1–D3 (DCC) werden für die Erfüllung von Managementfunktionen auf bekannte intrusive Weise verwendet, d.h. sie werden am Knoten ausgelesen, verarbeitet und zurückgeschrieben. Bei der neuen erfindungsgemäßen Betriebsweise kann die Behandlung der besagten Felder intrusiv sein, oder non-intrusiv, so dass eine bloße transparente Durchleitefunktion am Knoten eingerichtet wird: die Bearbeitung von D1–D3 kann eingesetzt werden für die Bereitstellung eines integrierten Datenkommunikationsnetzwerks (DCN) zwischen den Netzwerkknoten und dem Managementsystem. Es könnte auch ein externes DCN Netzwerk eingerichtet sein, um die Knoten mit dem zentralen Managementsystem zu verbinden. Unter diesen Umständen erfolgt die Verbindung zwischen den Knoten und dem DCN Netzwerk über die Managementschnittstelle Q3, die später behandelt wird.

Deshalb kann, übereinstimmend mit der vorliegenden Erfindung, um die Transparenz der RSOH Ebene im Knoten zu erleichtern, die Behandlung von wenigstens einer Anzahl von Feldern non-intrusiv werden, zusätzlich zu der schon bekannten intrusiven Bearbeitung: d.h. dass nur ein einziges Auslesen und ein bloßes Durchleiten wenigstens eines Teils des RSOH Felds durchgeführt wird.
Als Alternative kann volle Transparenz des gesamten RSOH Felds für die SDH Rahmen vorgesehen werden, wobei das gesamte RSOH Feld am Knoten durchgelassen wird ohne Intrusion. Das bloße Auslesen einiger Felder des RSOH, wie z.B. die oben beschriebenen, erlaubt, dass die besagten OAM&P Funktionen an den Knoten realisiert werden können.
In 2 wird ein allgemeiner Knoten eines Hochgeschwindigkeits-Netzwerks gezeigt, der ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, umfassend einen non-blocking digitalen Cross-Connect MS-DXC. An den MS-DXC sind auf bekannte Art und Weise angeschlossen:

– herkömmliche Hochgeschwindigkeits-WDM und SDH Terminals für das Management des Hochgeschwindigkeitsdatenverkehrs;
– Schnittstellen für lokales Verkehrsmanagement, z.B. in Richtung ATM (Asynchronous Transfer Mode) Vermittlungen, oder IP (Internet Protocol) oder zu anderen höherrangigen SDH Digital Cross Connects, z.B. vom bekannten Typ 4/3/1.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des digitalen Cross-Connect MS-DXC von 2.
Es besteht aus einer bekannten elektrischen Hochgeschwindigkeitsschaltmatrix SMS vom Raumfahrttyp, an die angeschlossen sind:

– SDH Schnittstellen für das teilweise Abschließen des RSOH Teils des SDH Rahmens zur Realisierung der Netzwerkfunktionalität;
– ein Managementblock SEMF, der die bekannte Synchron-Einrichtungs-Managementfunktion ausführt, an den wiederum bekannte Schnittstellen, Qecc, Q3 (Managementschnittstelle) und F (Craft Terminal Interface = Technikerschnittstelle) angeschlossen sind. SEMF besorgt und überwacht das korrekte Durchleiten der Rahmen im Knoten; und
– PDH Schnittstellen für das Durchleiten möglicher PDH Rahmen bei einer Bitrate von 140 oder 565 Mb/s.

Erfindungsgemäß sind die erforderlichen Abschlussfunktionen nur die von RSOH, die den lokalen Abschluss des entsprechenden SDH Rahmenabschnitts und die Implementierung der OAM&P Funktionen erlauben, wenn das vom Managementsystem so vorgesehen ist. Die PDH Schnittstellen sorgen dafür, dass der betreffende PDH Fluss vollständig und transparent durchgeleitet wird.
Die anderen Teile des Rahmens, d.h. Nutzdaten PL und MSOH werden nicht abgeschlossen und erfordern nicht die dazugehörigen Abschlussfunktionen wie das im Gegensatz dazu bei bekannten Systemen notwendig wäre, und deshalb werden sie transparent durchgeleitet zur Matrix SMS.
Darüber hinaus wird durch das Vermeiden optischer Cross-Connects auch das Hinzufügen weiterer Overheadinformation auf den entsprechenden optischen Wellenlängen vermieden, was notwendig wäre, um zu ermöglichen, dass der gesamte STM-N Rahmen transparent durchgeleitet werden kann.
Aus der obigen Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die bereits bekannten schaltungstechnischen und Verfahrensgesichtspunkte kann der Fachmann auf diesem Gebiet die Erfindung ausführen.

Claims

Verfahren zur Verbesserung der Flexibilität, der Transparenz und des Netzwerkmanagements bei dem Hochgeschwindigkeits-Rahmentransport an den Knoten eines Netzwerks mit synchroner digitaler Hierarchie, wobei dieser Hochgeschwindigkeits-Rahmen folgendes umfasst: i) einen Abschnitts-Overhead, der seinerseits einen Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH = Regeneration Section Overhead) und einen Multiplexabschnitts-Overhead (MSH = Multiplex Section Overhead) umfasst, und ii) einen Nutzdatenabschnitt (PL = Payload), wobei der besagte Multiplexabschnitts-Overhead (MSOH) und der besagte Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH) wenigstens teilweise zusammen mit dem besagten Nutzdatenabschnitt (PL) an den besagten Knoten durchgeleitet werden, ohne an diesen Abschnitten lokale abschlusstypische Nachbearbeitungsvorgänge durchzuführen und ohne das Hinzufügen weiterer Overheadinformation, und wobei zusätzlich zu dem Nutzdatenabschnitt (PL) auch der besagte Multiplexabschnitts-Overhead (MSOH) und außerdem wenigstens teilweise der besagte Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH) verwendet werden, um vollständige Transportgleichmäßigkeit und Transparenz in den besagten Knoten zu erzielen und dadurch gekennzeichnet, dass, um in besagten Knoten eine volle oder teilweise Netzwerkfunktionalität des Betriebs-, Verwaltungs-, Wartungs- und Schutztyps herzustellen, ein Teil des besagten Regenerationsabschnitts-Overheads (RSOH) verwendet wird, wobei dieser Teil lokal ausgelesen und verarbeitet wird, während der übrige Teil auf transparente Weise durchgeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH) des Rahmens in besagten Knoten auf transparente Weise durchgeleitet wird zusammen mit dem besagten Multiplexabschnitts-Overhead (MSOH) und dem besagten Nutzdatenabschnitt (PL).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Feld (JO) in dem besagten Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH), der zum Vernetzungsmanagement dient, im Knoten auf intrusive oder non-intrusive Weise verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Feld (B1) in dem besagten Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH), das die bekannte Fehlerraten-Checkfunktion der Verbindung ausführt, im Knoten auf intrusive oder non-intrusive Weise verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Feld (DCC) in dem besagten Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH), das zur Realisierung von Managementfunktionen dient, im Knoten auf intrusive oder non-intrusive Weise verwendet wird, bei besagter intrusiver Weise zum Aufbau eines integrierten Datenkommunikationsnetzwerks (DCN) zwischen den Netzknoten und einem Managementsystem.
Einrichtung zur Verbesserung der Flexibilität, der Transparenz und des Netzwerkmanagements bei dem Hochgeschwindigkeits-Rahmentransport an den Knoten eines Netzwerks mit synchroner digitaler Hierarchie, wobei dieser Hochgeschwindigkeits-Rahmen folgendes umfasst: i) einen Abschnitts-Overhead, der seinerseits einen Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH) und einen Multiplexabschnitts-Overhead (MSOH) umfasst, ii) einen Nutzdatenabschnitt (PL), wobei die besagte Einrichtung umfasst: – WDM- und SDH-Terminals hoher Kapazität für Hochgeschwindigkeits-Verkehrsmanagement; und – Schnittstellen für lokales Verkehrsmanagement, und die weiterhin – einen digitalen non-blocking Cross-Connect im Multiplexabschnitt (MS-DXC) umfasst, an den die besagten Terminals und die besagten Schnittstellen angeschlossen sind, der bewirkt, dass die besagten Multiplexabschnitts-Overhead (MSOH) und wenigstens teilweise der besagte Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH) zusammen mit dem besagten Nutzdatenabschnitt (PL) an den besagten Knoten durchgeleitet werden, ohne an diesen Abschnitten lokale abschlusstypische Nachbearbeitungsvorgänge durchzuführen und ohne das Hinzufügen weiterer Overheadinformation, und wobei der besagte Multiplexabschnitts-Overhead (MSOH) und der besagte Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH) auf eine Weise äquivalent zu der der des Nutzdatenabschnitts (PL) so verwendet werden, dass der besagte Multiplexabschnitts-Overhead (MSOH) und außerdem wenigstens teilweise der besagte Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH) zusätzlich zum Nutzdatenabschnitt (PL) benutzt werden, um vollständige Transportgleichmäßigkeit und Transparenz in den besagten Knoten zu erzielen und dadurch gekennzeichnet, dass an den besagten digitalen non-blocking Cross-Connect im Multiplexabschnitt (MS-DXC) angeschlossen sind: – erste Schnittstellen (SDH) zum lokalen Auslesen und Verarbeiten eines Teils des Regenerationsabschnitts-Overhead (RSOH), um in besagten Knoten eine volle oder teilweise Netzwerkfunktionalität des Betriebs-, Verwaltungs-, Wartungs- und Schutztyps (OAM&P) herzustellen; – zweite Schnittstellen (PDH) zum Realisieren von plesiochronem Rahmendurchleiten auf transparente Weise; und – ein Managementblock (SEMF), der die korrekte Rahmendurchleitung im Knoten durchführt und steuert.
Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte nichtblockende, digitale Kreuzverteiler im Multiplexabschnitt (MS-DXC) eine elektrische Hochgeschwindigkeitsmatrix (SMS) des Raumfahrttyps umfasst.