WO2007042342A1 - Method for transferring data by means of ethernet frames and network element for processing ethernet frames - Google Patents

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WO2007042342A1
WO2007042342A1 PCT/EP2006/065567 EP2006065567W WO2007042342A1 WO 2007042342 A1 WO2007042342 A1 WO 2007042342A1 EP 2006065567 W EP2006065567 W EP 2006065567W WO 2007042342 A1 WO2007042342 A1 WO 2007042342A1
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ethernet
byte
data
network element
frames
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PCT/EP2006/065567
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Andreas Fricke
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Nokia Siemens Networks Gmbh & Co. Kg
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/28Routing or path finding of packets in data switching networks using route fault recovery
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/22Alternate routing

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a network element for processing Ethernet frames.
  • Ethernet is a frame-based or frame-based transmission technology for the transmission of data via a (communication) network.
  • Ethernet includes a connectionless protocol for data transmission that is widely used because of its simplicity.
  • OAM frames serve the so-called operation, administration and maintenance, ie the operation, the control, the administration and the maintenance of a (communication) network.
  • a network consists of several network elements, which are connected to each other by connection paths. The network elements each generate and terminate Ethernet frames with which data is transmitted. OAM frames are each transmitted between different Ethernet frames with user data.
  • the object of the present invention is to improve the transmission of data by means of Ethernet frames.
  • data is transmitted via at least one transmission path, and that, in the event of a disturbance of this transmission path, a second undisturbed transmission path is used.
  • the signaling of the fault or the switching is done by data that transmitted via OAM frame.
  • the information is exchanged using the Kl and K2 byte functionality according to the SDH standard ITU-T G.841.
  • the Kl or the K2 byte is alternately transmitted in one byte of the OAM frame.
  • the meaning, coding, functionality and use of these K-bytes in the network elements for the processing of Ethernet frames or Ethernet frames is identical to the SDH standard.
  • the data transmission is protected by Ethernet frame between two network elements by the use of the Kl- / K2-byte protocol according to if at least two at least partially independent transmission paths are given.
  • This has the advantage that there is a fast equivalent circuit in case of failure or failure of a connection path or E-thernet segment for the data transmission.
  • the switchover takes place very fast SDH-typical and can be in the micro-second range. This leads to an increase in the attractiveness of Ethernet for data transmission.
  • Figure 1 is a circuit diagram for explaining the invention.
  • Figure 1 shows a section of a circuit diagram for a network element, with a first Ubertragungsweg respectively a working line WLl, which is connected to a first Ethernet Phy component respectively Ethernet physical layer module ETH Phyl.
  • further transmission paths / working line WL2,..., WLN are each connected to an Ethernet Phy component ETH Phy2,..., ETH PhyN.
  • a Changeubertragungsweg respectively Protection Line WLP is provided, which is connected to an Ethernet Phy module ETH PhyP.
  • the Ethernet Phy modules ETH Phyl, ..., ETH PhyN, ETH PhyP are each connected to a switching device SE.
  • Ethernet MAC module or Ethernet media access control module ETH MACl, ..., ETH MACN, ETH MACP connected, wherein in each case an Ethernet Phy device is connected by the switching device SE with an Ethernet MAC module.
  • Ethernet Phy module ETH Phyl with the first Ethernet MAC module ETH MACl, ETH Phy2 with ETH MAC2 etc.
  • Ethernet frame that comes from a working line is forwarded to the Ethernet MAC block via the Ethernet Phy block and the switching device SE. This applies analogously to the Ethernet frame of the Protection Line. In the same way, OAM frames are transmitted to the Ethernet MAC module.
  • the OAM frames are generated, inserted, processed and terminated by the Ethernet MAC module.
  • Such a first network element is connected to at least two connection paths with a second such network element.
  • a protocol analogous to the protocol of the K and K2 bytes of the SDH standard ITU-T G.841 is used in one byte of the OAM frame.
  • the previously unused bits 8 to 15 of the OAM frame are used for this purpose. Since these bits are only one byte, but two bytes - Kl and K2 - are needed, the Kl byte and then the K2 byte are transmitted first in two consecutive OAM frames or vice versa.
  • an identifier can be transmitted which identifies the type of the K byte. For example, "0" for the Kl byte and "1" for the K2 byte or vice versa.
  • the insertion and termination as well as the processing of the K1 and K2 bytes can be carried out by means of the Ethernet MAC module.
  • This can have a K-byte processing and transfer function, which can also be implemented as a separate component. In Figure 1, this is as K-
  • the OAM frames may be processed by the Ethernet Phy device such that the K and K2 bytes By means of this module are used and filtered out, the Kl and K2 bytes are passed to a K-byte processing and transfer function, which can be at least partially part of the Ethernet Phy block, so that the Ethernet Phy block by default, ie the Kl and K2 Bytes not included OAM frames are passed to the Ethernet MAC block, so that the Ethernet MAC blocks need no adaptation.
  • a transmission path / a working line has a fault, this is detected by a network element.
  • Corresponding information K1 / K2 encoded by the Ethernet Phy block or the Ethernet MAC block is inserted in the OAM frame.
  • This OAM frame is transmitted to the adjacent (destination) network element.
  • the K1 / K2 byte from the OAM frame is terminated and evaluated.
  • a switchover from the faulty working line to the protection line in both network elements takes place in accordance with the Kl / K2-byte protocol of the SDH standard.
  • a switching command is sent to the switching device SE by the K-byte processing and transfer function, so that it switches from the faulty or failed working line to the protection line / spare transmission path. Any data traffic of the Protection-Line is rejected.
  • a K-byte processing and transfer function KV is designed as an independent module which is connected to the respective Ethernet MAC modules ETH MAC1, ETH MAC2,..., ETH MACN, ETH MACP and the switching device SE.
  • the information of the Kl and K2 bytes are transmitted in an OAM frame whose meaning, coding, functionality and use is identical to the SDH standard, as described in ITU-T G.841.
  • OAM frame whose meaning, coding, functionality and use is identical to the SDH standard, as described in ITU-T G.841.
  • unidirectional protection, bidirectional protection, 1: N protection or ring protection can be switched.
  • These modified OAM frames are used in the Ethernet Phy Viewpoint in the Ethernet physical layer interface or in the Ethernet MAC block is generated or terminated and, if necessary, processed.
  • a case of failure can be detected or triggered by
  • the network element recognizing the error signals with the aid of the K-byte information transmitted in the OAM frame to the opposite network element which is switched to the protection link / spare transmission path or a second / further transmission path.
  • both devices switch over to the replacement transmission path / the protection line at the end of the faulty connection or the defective link. This is shown in dashed lines in FIG.
  • the method is preferably suitable for Ethernet at 100 MB / s or faster, at least when switching times according to the SDH standard are to be achieved.
  • the following table shows the duration of an Ethernet frame for Ethernet data rates from 10 Mb / s to 10 Gb / s and frame lengths of 1600 bytes and 9600 bytes (jumbo frame).
  • SDH frames have a duration of 125 ⁇ s.
  • a 10 Mb / s Ethernet transmission could thus not achieve the switching times according to the SDH standard.
  • a persistence check should only pass K byte changes after three consecutively changed K bytes. For this, 6 OAM frames are needed.
  • a defect that is signaled via a K-byte protocol can therefore be at 100 Mb / s or higher transmission rate can be detected after 600 ⁇ s. This detection time is comparable to the SDH method. If no OAM frame has been transmitted for 100 ⁇ s, an OAM frame must be used and transmitted. If the OAM frame rate is lowered, the response time of the protocol becomes longer. Switching a spare connection within 50 ms, however, seems realistic even at a much smaller OAM frame rate.
  • the IEEE 802.3ah standard proposes an OAM frame rate of 10 OAM frames per second. The detection of an error using the K-byte protocol would take 200 ms. In order to achieve switching times in the area of the SDH protection methods, the OAM frame rate must be significantly increased in accordance with the IEEE 802.3ah standard.

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Abstract

The invention relates to a method and to a network element for transferring data by means of ethernet frames, whereby OAM frames are at least partially transferred therebetween, from a first network element to a second network element. At least one first and one second transfer path are provided at least between both network elements. The data is transferred via at least the first transfer path. Alternating data of the KI-byte or the K2-byte of the SDH-Norm ITU-T G.841 is introduced into a byte of the OAM frames. A disturbance of the first transfer path is detected by one of the two network elements and the data is transferred via the second transfer path, which is signalised by means of the data of the KI-and K2-byte of the other network element.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren zur Übertragung von Daten mittels Ethernet Rahmen und Netzelement zur Verarbeitung von Ethernet RahmenMethod for transmitting data by means of Ethernet frame and network element for processing Ethernet frames
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Netzelement zur Verarbeitung von Ethernet Rahmen.The invention relates to a method according to the preamble of patent claim 1 and a network element for processing Ethernet frames.
Zur Übertragung von Daten wird häufig das so genannte Ethernet verwendet. Ethernet ist eine rahmenbasierte respektive frame-basierte Ubertragungstechnologie für die Übertragung von Daten mittels eines (Kommunikations-) Netzes . Ethernet um- fasst ein verbindungsloses Protokoll zur Datenübertragung, das auf Grund seiner Einfachheit weit verbreitet ist.For the transmission of data the so-called Ethernet is often used. Ethernet is a frame-based or frame-based transmission technology for the transmission of data via a (communication) network. Ethernet includes a connectionless protocol for data transmission that is widely used because of its simplicity.
Gemäß IEEE 802.3ah sind so genannte OAM Frames oder OAM Rahmen definiert. Diese dienen der so genannten Operation, Administration und Maintenance, also des Betriebes, der Steue- rung, der Verwaltung und der Erhaltung eines (Kommunikations- ) Netzes. Ein Netz besteht dabei aus mehreren Netzelementen, die durch Verbindungswege miteinander verbunden sind. Die Netzelemente generieren und terminieren jeweils Ethernet Rahmen, mit denen Daten übertragen werden. OAM Rahmen werden je- weils zwischen verschiedenen Ethernet Rahmen mit Nutzdaten übertragen .According to IEEE 802.3ah, so-called OAM frames or OAM frames are defined. These serve the so-called operation, administration and maintenance, ie the operation, the control, the administration and the maintenance of a (communication) network. A network consists of several network elements, which are connected to each other by connection paths. The network elements each generate and terminate Ethernet frames with which data is transmitted. OAM frames are each transmitted between different Ethernet frames with user data.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Übertragung von Daten mittels Ethernet Rahmen zu verbessern.The object of the present invention is to improve the transmission of data by means of Ethernet frames.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Netzelement mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelost.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and a network element having the features of patent claim 10.
Erfindungsgemaß wird vorgeschlagen, dass Daten über zumindest einen Ubertragungsweg übertragen werden, und dass bei einer Störung dieses Ubertragungsweges auf einen zweiten ungestörten Ubertragungsweg ausgewichen wird. Die Signalisierung der Störung respektive die Umschaltung erfolgt durch Daten, die mittels OAM Rahmen übertragen werden. Hierbei erfolgt der Informationsaustausch mit Hilfe der Kl und K2 Byte Funktionalitat gemäß der SDH-Norm ITU-T G.841. Dazu wird abwechselnd das Kl oder das K2 Byte in einem Byte des OAM Rahmen übertragen. Die Bedeutung, Codierung, Funktionalitat und Verwendung dieser K-Bytes in den Netzelementen für die Verarbeitung von E- thernet Rahmen respektive Ethernet Frames ist identisch zur SDH-Norm. Somit wird die Datenübertragung mittels Ethernet Rahmen zwischen zwei Netzelementen durch die Verwendung des Kl-/K2-Byte gemäßen Protokolls geschützt, sofern mindestens zwei zumindest teilweise unabhängige Ubertragungswege gegeben sind. Dies hat den Vorteil, dass eine schnelle Ersatzschaltung bei Störung oder Ausfall eines Verbindungsweges bzw. E- thernet-Segmentes für die Datenübertragung gegeben ist. Die Umschaltung erfolgt hierbei SDH-typisch sehr schnell und kann im Mikro-Sekundenbereich liegen. Dies fuhrt zu einer Steigerung der Attraktivität von Ethernet für die Datenübertragung.According to the invention, it is proposed that data is transmitted via at least one transmission path, and that, in the event of a disturbance of this transmission path, a second undisturbed transmission path is used. The signaling of the fault or the switching is done by data that transmitted via OAM frame. Here, the information is exchanged using the Kl and K2 byte functionality according to the SDH standard ITU-T G.841. For this purpose, the Kl or the K2 byte is alternately transmitted in one byte of the OAM frame. The meaning, coding, functionality and use of these K-bytes in the network elements for the processing of Ethernet frames or Ethernet frames is identical to the SDH standard. Thus, the data transmission is protected by Ethernet frame between two network elements by the use of the Kl- / K2-byte protocol according to if at least two at least partially independent transmission paths are given. This has the advantage that there is a fast equivalent circuit in case of failure or failure of a connection path or E-thernet segment for the data transmission. The switchover takes place very fast SDH-typical and can be in the micro-second range. This leads to an increase in the attractiveness of Ethernet for data transmission.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter- anspruchen und im Ausfuhrungsbeispiel angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and in the exemplary embodiment.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung naher erläutert. Dabei zeigt:An embodiment of the invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Showing:
Figur 1 ein Schaltbild zur Erläuterung der Erfindung.Figure 1 is a circuit diagram for explaining the invention.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Schaltbild für ein Netzelement, mit einem ersten Ubertragungsweg respektive einer Working Line WLl, die an einen ersten Ethernet Phy Bau- stein respektive Ethernet Physical Layer Baustein ETH Phyl angeschlossen ist. In analoger Weise sind weitere Ubertragungswege / Working Line WL2, ..., WLN mit jeweils einem Ethernet Phy Baustein ETH Phy2, ..., ETH PhyN verbunden. Weiterhin ist ein Ersatzubertragungsweg respektive Protection Line WLP vorgesehen, der mit einem Ethernet Phy Baustein ETH PhyP verbunden ist. Die Ethernet Phy Bausteine ETH Phyl, ..., ETH PhyN, ETH PhyP sind jeweils mit einer Schalteinrichtung SE verbunden. Diese ist andererseits mit jeweils einem Ethernet MAC Baustein bzw. Ethernet Media-Access-Control Baustein ETH MACl, ..., ETH MACN, ETH MACP verbunden, wobei jeweils ein E- thernet Phy Baustein durch die Schalteinrichtung SE mit einem Ethernet MAC Baustein verbunden ist. Im Beispiel der erste Ethernet Phy Bausteins ETH Phyl mit dem ersten Ethernet MAC Baustein ETH MACl, ETH Phy2 mit ETH MAC2 usw.Figure 1 shows a section of a circuit diagram for a network element, with a first Ubertragungsweg respectively a working line WLl, which is connected to a first Ethernet Phy component respectively Ethernet physical layer module ETH Phyl. In an analogous manner, further transmission paths / working line WL2,..., WLN are each connected to an Ethernet Phy component ETH Phy2,..., ETH PhyN. Furthermore, a Ersatzubertragungsweg respectively Protection Line WLP is provided, which is connected to an Ethernet Phy module ETH PhyP. The Ethernet Phy modules ETH Phyl, ..., ETH PhyN, ETH PhyP are each connected to a switching device SE. This is on the other hand, each with an Ethernet MAC module or Ethernet media access control module ETH MACl, ..., ETH MACN, ETH MACP connected, wherein in each case an Ethernet Phy device is connected by the switching device SE with an Ethernet MAC module. In the example the first Ethernet Phy module ETH Phyl with the first Ethernet MAC module ETH MACl, ETH Phy2 with ETH MAC2 etc.
D.h. ein Ethernet Frame, der von einer Working-Line kommt, wird über den Ethernet Phy Baustein und die Schalteinrichtung SE an den Ethernet MAC Baustein weitergegeben. Dies gilt analog für Ethernet Rahmen der Protection Line. In gleicher Wei- se werden OAM Rahmen zum Ethernet MAC Baustein übertragen.That An Ethernet frame that comes from a working line is forwarded to the Ethernet MAC block via the Ethernet Phy block and the switching device SE. This applies analogously to the Ethernet frame of the Protection Line. In the same way, OAM frames are transmitted to the Ethernet MAC module.
Die OAM Rahmen werden vom Ethernet MAC Baustein erzeugt, eingesetzt, verarbeitet und terminiert.The OAM frames are generated, inserted, processed and terminated by the Ethernet MAC module.
Ein derartiges erstes Netzelement ist mit mindestens zwei Verbindungswegen mit einem zweiten derartigen Netzelement verbunden .Such a first network element is connected to at least two connection paths with a second such network element.
Erfindungsgemäß wird in einem Byte des OAM Rahmen ein Proto- koll analog zum Protokoll der Kl- und K2-Bytes der SDH-Norm ITU-T G.841 verwendet. Beispielsweise werden dazu die bisher ungenutzten Bits 8 bis 15 des OAM Rahmen verwendet. Da diese Bit nur ein Byte sind, aber zwei Byte - Kl und K2 - benötigt werden, wird in zwei aufeinander folgenden OAM Rahmen zuerst das Kl-Byte und dann das K2-Byte übertragen oder umgekehrt. Zudem kann im bisher ungenutzten Bit 7 des OAM Rahmen eine Kennung übertragen werden, die den Typ des K-Bytes kennzeichnet. Beispielsweise „0" für das Kl-Byte und „1" für das K2- Byte oder umgekehrt.According to the invention, a protocol analogous to the protocol of the K and K2 bytes of the SDH standard ITU-T G.841 is used in one byte of the OAM frame. For example, the previously unused bits 8 to 15 of the OAM frame are used for this purpose. Since these bits are only one byte, but two bytes - Kl and K2 - are needed, the Kl byte and then the K2 byte are transmitted first in two consecutive OAM frames or vice versa. In addition, in the previously unused bit 7 of the OAM frame, an identifier can be transmitted which identifies the type of the K byte. For example, "0" for the Kl byte and "1" for the K2 byte or vice versa.
Das Einsetzen und Terminieren sowie die Verarbeitung der Kl und K2-Bytes kann dabei mittels des Ethernet MAC Baustein durchgeführt werden. Dieser kann dazu eine K-Byte Verarbei- tungs- und Transferfunktion aufweisen, die auch als eigener Baustein ausgeführt sein kann. In Figur 1 ist diese als K-The insertion and termination as well as the processing of the K1 and K2 bytes can be carried out by means of the Ethernet MAC module. This can have a K-byte processing and transfer function, which can also be implemented as a separate component. In Figure 1, this is as K-
Byte Verarbeitungseinrichtung KV dargestellt, die die Schalteinrichtung SE steuert.Byte processing device KV, which controls the switching device SE.
Alternativ dazu können die OAM Rahmen durch den Ethernet Phy Baustein derart verarbeitet werden, dass die Kl- und K2-Bytes mittels dieses Baustein eingesetzt und herausgefiltert werden, die Kl und K2-Bytes an eine K-Byte Verarbeitungs- und Transferfunktion weitergegeben werden, die zumindest teilweise Bestandteil des Ethernet Phy Bausteins sein kann, so dass vom Ethernet Phy Baustein standardgemaße, d.h. die Kl und K2 Bytes nicht enthaltene OAM Rahmen an den Ethernet MAC Baustein weitergegeben werden, so dass die Ethernet MAC Bausteine keiner Anpassung bedürfen.Alternatively, the OAM frames may be processed by the Ethernet Phy device such that the K and K2 bytes By means of this module are used and filtered out, the Kl and K2 bytes are passed to a K-byte processing and transfer function, which can be at least partially part of the Ethernet Phy block, so that the Ethernet Phy block by default, ie the Kl and K2 Bytes not included OAM frames are passed to the Ethernet MAC block, so that the Ethernet MAC blocks need no adaptation.
Weist ein Ubertragungsweg / eine Working Line eine Störung auf, wird dies durch ein Netzelement erkannt. Eine entsprechende Information wird K1/K2 codiert durch den Ethernet Phy Baustein oder den Ethernet MAC Baustein in den OAM Rahmen eingefugt. Dieser OAM Rahmen wird zum benachbarten (Ziel-) Netzelement übertragen. Dort wird das K1/K2 Byte aus dem OAM Rahmen terminiert und ausgewertet. In der Folge erfolgt eine Umschaltung von der gestörten Working Line auf die Protection Line in beiden Netzelementen gemäß dem Kl-/K2-Byte Protokoll der SDH Norm. Im jeweiligen Netzelement wird von der K-Byte Verarbeitungs- und Transferfunktion ein Schaltbefehl an die Schalteinrichtung SE gesendet, so dass diese von der gestörten oder ausgefallenen Working Line auf die Protection Line / Ersatzubertragungsweg umschaltet. Etwaiger Datenverkehr der Protection-Line wird hierbei verworfen.If a transmission path / a working line has a fault, this is detected by a network element. Corresponding information K1 / K2 encoded by the Ethernet Phy block or the Ethernet MAC block is inserted in the OAM frame. This OAM frame is transmitted to the adjacent (destination) network element. There, the K1 / K2 byte from the OAM frame is terminated and evaluated. Subsequently, a switchover from the faulty working line to the protection line in both network elements takes place in accordance with the Kl / K2-byte protocol of the SDH standard. In the respective network element, a switching command is sent to the switching device SE by the K-byte processing and transfer function, so that it switches from the faulty or failed working line to the protection line / spare transmission path. Any data traffic of the Protection-Line is rejected.
In Figur 1 erfolgt das Einsetzen der K-Bytes in den Ethernet MAC Bausteinen. Eine K-Byte Verarbeitungs- und Transferfunktion KV ist als eigenständige Baugruppe ausgeführt, die mit den jeweiligen Ethernet MAC Bausteinen ETH MACl, ETH MAC2, ..., ETH MACN, ETH MACP sowie der Schalteinrichtung SE in Verbindung steht.In FIG. 1, the K bytes are inserted in the Ethernet MAC modules. A K-byte processing and transfer function KV is designed as an independent module which is connected to the respective Ethernet MAC modules ETH MAC1, ETH MAC2,..., ETH MACN, ETH MACP and the switching device SE.
Erfindungsgemaß werden in einem OAM Rahmen die Informationen des Kl- und K2-Bytes übertragen, deren Bedeutung, Codierung, Funktionalitat und Verwendung identisch der SDH-Norm ist, wie sie in ITU-T G.841 beschrieben ist. Damit können z.B. unidi- rektionale Protection, bidirektionale Protection, 1:N- Protection oder Ring-Protection geschaltet werden. Diese modifizierten OAM Rahmen werden im Ethernet Phy Baustein re- spektive im Ethernet-Physical-Layer-Interface oder im Ethernet MAC Baustein erzeugt bzw. terminiert und gegebenenfalls verarbeitet .According to the invention, the information of the Kl and K2 bytes are transmitted in an OAM frame whose meaning, coding, functionality and use is identical to the SDH standard, as described in ITU-T G.841. Thus, for example, unidirectional protection, bidirectional protection, 1: N protection or ring protection can be switched. These modified OAM frames are used in the Ethernet Phy Viewpoint in the Ethernet physical layer interface or in the Ethernet MAC block is generated or terminated and, if necessary, processed.
Ein Storungsfall kann erkannt bzw. ausgelost werden durchA case of failure can be detected or triggered by
- erzwungenes Umschalten auf den Protection-Pfad- Forced switching to the protection path
- Signalisierung von der Gegenseite durch das K-Byte-Signaling from the far side by the K byte
Protokoll (Kl, K2)Protocol (Kl, K2)
- eine Loss-of-Bit-Synchronisation der Physical-Layer- Interfaces z. B. kein Signala loss-of-bit synchronization of the physical layer interfaces z. Eg no signal
- eine Loss-of-Byte-Synchronisation der Physical-Layer-a loss-of-byte synchronization of the physical layer
Interfacesinterfaces
- eine Link-Down-Nachricht- a link-down message
- eine Rate fehlerhafter OAM (Operation Administration Main- tanance-Praambel) , erkannt durch Überprüfung der OAM CRC, also der Check-Summe der OAM-Frames durch die Physical- Layer-Interface-Funktiona rate of erroneous OAM (Operation Administration Maintenance Praamble) detected by checking the OAM CRC, that is the check sum of the OAM frames through the physical layer interface function
- durch eine Physical-Layer-Link-Quality-Supervision, d. h. wenn die Signalqualitat nicht ausreichend ist, wird auf eine geringere Link-Geschwindigkeit z. B. von 1 GBit proby physical layer link quality supervision, i. H. if the signal quality is not sufficient, is reduced to a lower link speed z. From 1 Gbit per
Sekunde auf 100 MBit pro Sekunde umgeschaltet, sondern ein Ersatzlink benutztSecond switched to 100 MBit per second, but a spare link used
- wenn eine Autonegotiation fehlerhaft verlaufen ist- if an autonegotiation went wrong
- wenn die Rate fehlerhafter Ethernet-Frames einen Schwell- wert übersteigt, was durch Überprüfung der MAC-Check-Summeif the rate of faulty Ethernet frames exceeds a threshold, by checking the MAC check sum
CRC erfolgt, die in der MAC-Funktion realisiert sein kann.CRC, which can be realized in the MAC function.
Im Fehlerfall signalisiert das den Fehler erkennende Netzelement mit Hilfe der im OAM Rahmen übertragen Kl-, K2-Byte- Informationen dem gegenüber liegenden Netzelement das auf den Protection-Link / Ersatzubertragungsweg bzw. einen zweiten/weiteren Ubertragungsweg umgeschaltet wird. In der Folge schalten beide Gerate am Ende der gestörten Verbindung bzw. des defekten Links auf den Ersatzubertragungsweg / die Pro- tection-Line um. Dies ist in Figur 1 durch gestrichelteIn the event of an error, the network element recognizing the error signals with the aid of the K-byte information transmitted in the OAM frame to the opposite network element which is switched to the protection link / spare transmission path or a second / further transmission path. As a result, both devices switch over to the replacement transmission path / the protection line at the end of the faulty connection or the defective link. This is shown in dashed lines in FIG
Schalter dargestellt, wobei der Schalter der Protection Line die gestrichelt gekennzeichnete Stellung einnimmt und der Schalter der gestörten Working Line / des ersten Ubertra- gungsweges ebenfalls die gestrichelt gekennzeichnete Stellung einnimmt. Damit wird der gesamte Verkehr bidirektional über die Protection Line übertragen. Da die Umschaltung vor dem MAC Baustein erfolgt, werden alle durch den Umschaltvorgang zerstörten Ethernet Rahmen bzw. Ethernet Frames ausgefiltert und gezahlt. Die tatsachliche Performance inklusive aller Umschaltvorgange kann so überwacht werden.Switch shown, wherein the switch of the Protection Line occupies the dashed line position and the switch of the disturbed working line / the first transmission path also the dashed line marked position occupies. This means that all traffic is transmitted bidirectionally via the Protection Line. Since the changeover takes place before the MAC block, all Ethernet frames or Ethernet frames destroyed by the switching process are filtered out and paid. The actual performance including all switching operations can be monitored.
Um mit der SDH-Norm bzw. SONET-Norm vergleichbare Umschaltzeiten zu erreichen, die üblicherweise kleiner 50 ms ist, muss gewahrleistet sein, dass pro Zeiteinheit mindestens eine Kl-/K2-Byte Kombination, also zwei OAM Rahmen übertragen werden. Da OAM Rahmen zwischen zwei „normalen" Ethernet Rahmen übertragen werden, kann wahrend der Übertragung der „normalen" Ethernet Rahmen kein K-Byte Protokoll übertragen werden. Bei Ethernet mit 10 MB/s können dadurch Unterbrechungen von 1 ms entstehen. Deshalb ist das Verfahren bevorzugt für Ethernet mit 100 MB/s oder schneller geeignet, zumindest wenn Umschaltzeiten gemäß der SDH-Norm erzielt werden sollen.In order to achieve switching times that are comparable to the SDH standard or SONET standard, which is usually less than 50 ms, it must be ensured that at least one K / K2 byte combination, ie two OAM frames, are transmitted per unit of time. Since OAM frames are transmitted between two "normal" Ethernet frames, no K-byte protocol can be transmitted during the transmission of the "normal" Ethernet frames. With Ethernet at 10 MB / s, this can result in interruptions of 1 ms. Therefore, the method is preferably suitable for Ethernet at 100 MB / s or faster, at least when switching times according to the SDH standard are to be achieved.
Die folgende Tabelle zeigt die Dauer eines Ethernet Rahmen für Ethernet Datenraten von 10 Mb/s bis 10 Gb/s sowie Rahmenlangen von 1600 Byte und 9600 Byte (Jumbo frame) .The following table shows the duration of an Ethernet frame for Ethernet data rates from 10 Mb / s to 10 Gb / s and frame lengths of 1600 bytes and 9600 bytes (jumbo frame).
Figure imgf000008_0001
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Im Vergleich dazu weisen SDH-Rahmen eine Dauer von 125 μs auf. Eine 10 Mb/s Ethernet-Ubertragung konnte somit die Umschaltzeiten gemäß SDH-Norm nicht erreichen.By comparison, SDH frames have a duration of 125 μs. A 10 Mb / s Ethernet transmission could thus not achieve the switching times according to the SDH standard.
Ein Persistenz-Check sollte K-Byte-Veranderungen erst nach drei aufeinander folgend veränderten K-Bytes weitergeben. Dazu werden 6 OAM Rahmen benotigt. Ein Defekt, der über ein K- Byte-Protokoll signalisiert wird, kann also bei 100 Mb/s oder höherer Ubertragungsrate nach 600 μs erkannt werden. Diese Detektionszeit ist vergleichbar mit dem SDH-Verfahren . Ist seit 100 μs kein OAM Rahmen übertragen worden, muss ein OAM Rahmen eingesetzt und übertragen werden. Wird die OAM Rahmen Rate herabgesetzt, so wird die Reaktionszeit des Protokolls langer. Das Schalten einer Ersatzverbindung innerhalb von 50 ms erscheint jedoch auch bei deutlich kleinerer OAM Rahmen Rate realistisch. In der Norm IEEE 802.3ah wird eine OAM Rahmen Rate von 10 OAM Rahmen pro Sekunde vorgeschlagen. Die Er- kennung eines Fehlers anhand des K-Bytes-Protokolls wurde dabei 200 ms dauern. Um Umschaltzeiten im Bereich der SDH- Protection-Verfahren zu erreichen, muss die OAM-Framerate gemäß der Norm IEEE 802.3ah deutlich erhöht werden.A persistence check should only pass K byte changes after three consecutively changed K bytes. For this, 6 OAM frames are needed. A defect that is signaled via a K-byte protocol can therefore be at 100 Mb / s or higher transmission rate can be detected after 600 μs. This detection time is comparable to the SDH method. If no OAM frame has been transmitted for 100 μs, an OAM frame must be used and transmitted. If the OAM frame rate is lowered, the response time of the protocol becomes longer. Switching a spare connection within 50 ms, however, seems realistic even at a much smaller OAM frame rate. The IEEE 802.3ah standard proposes an OAM frame rate of 10 OAM frames per second. The detection of an error using the K-byte protocol would take 200 ms. In order to achieve switching times in the area of the SDH protection methods, the OAM frame rate must be significantly increased in accordance with the IEEE 802.3ah standard.
Zusammenfassend ergibt sich ein Verfahren zum Schutz von E- thernet-Ubertragungswegen mit Hilfe von Schutzschaltungs- Funktionen gemäß der SDH-Norm. Es wird eine höhere Sicherheit von Ethernet-Verbindungen erzielt. Dadurch lasst sich eine höhere Akzeptanz und Attraktivität von Ethernet erreichen. In summary, a method for protecting Ethernet transmission paths using protection circuit functions in accordance with the SDH standard results. It provides higher security of Ethernet connections. This makes it possible to achieve a higher acceptance and attractiveness of Ethernet.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Übertragung von Daten mittels Ethernet Rahmen, wobei zwischen diesen zumindest teilweise OAM Rahmen u- bertragen werden, von einem ersten Netzelement zu einem zweiten Netzelement, wobei zwischen beiden Netzelementen zumindest teilweise mindestens ein erster und ein zweiter Ubertra- gungsweg vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über zumindest den ersten Ubertragungsweg u- bertragen werden, dass in einem Byte des OAM Rahmen abwechselnd Daten des Kl- Byte oder des K2-Byte der SDH-Norm ITU-T G.841 eingefugt werden, dass eine Störung des ersten Ubertragungsweges durch eines der beiden Netzelemente erkannt wird und die Daten über den zweiten Ubertragungsweg übertragen werden, wobei dies dem anderen Netzelement mittels der Daten des Kl- und K2-Byte signalisiert wird.1. A method for transmitting data by means of Ethernet frames, wherein at least partially OAM frames are transmitted between them, from a first network element to a second network element, at least partially providing at least a first and a second transmission path between the two network elements, characterized in that the data are transmitted via at least the first transmission path, that in one byte of the OAM frame alternately data of the K byte or of the K2 byte of the SDH standard ITU-T G.841 be inserted, that a fault of the first transmission path is detected by one of the two network elements and the data is transmitted via the second Ubertragungsweg, wherein this is signaled to the other network element by means of the data of the Kl and K2 bytes.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass OAM Rahmen gemäß dem Standard IEEE 802.3ah übertragen werden .2. The method according to claim 1, characterized in that OAM frames are transmitted in accordance with the IEEE 802.3ah standard.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des Kl- und K2-Byte in einem Ethernet MAC Baustein oder in einem Ethernet Phy Baustein in den OAM Rahmen eingefugt werden.3. The method of claim 1 or 2, characterized in that the data of the Kl and K2 bytes are inserted in an Ethernet MAC module or in an Ethernet Phy module in the OAM frame.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des Kl- und K2-Byte in einem Ethernet MAC Bau- stein oder in einem Ethernet Phy Baustein ausgewertet oder terminiert werden. 4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the data of the Kl and K2 bytes are evaluated or terminated in an Ethernet MAC module or in an Ethernet Phy block.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umschaltung vom ersten auf den zweiten Ubertra- gungsweg mittels einer Schalteinrichtung durchgeführt wird, die zwischen einem Ethernet Phy und einem Ethernet MAC Baustein angeordnet wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a changeover from the first to the second transmission path by means of a switching device is performed, which is arranged between an Ethernet Phy and an Ethernet MAC module.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die OAM Rahmen zyklisch erzeugt und übertragen werden.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the OAM frames are cyclically generated and transmitted.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein geändertes K-Byte erst nach dreimaligen Empfang die- ses geänderten K-Bytes weitergegeben oder ausgewertet wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a changed K-byte is passed or evaluated only after receiving three times this changed K-byte.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Flag-Feld des OAM Rahmen in den Bit 8 bis 15 die Da- ten des Kl oder K2-Byte übertragen werden.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the flag field of the OAM frame in the bits 8 to 15, the data of the Kl or K2 bytes are transmitted.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Bit 7 eine logische Null ein Kl Byte und eine logi- sehe Eins ein K2 Byte kennzeichnet oder umgekehrt.9. The method according to claim 8, characterized in that in the bit 7, a logical zero a Kl byte and a logical one see a K2 byte or vice versa.
10. Netzelement zur Übertragung von Daten mittels Ethernet Rahmen, umfassend Mittel zur Durchfuhrung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche.10. Network element for transmitting data by means of Ethernet frames, comprising means for carrying out the method according to one of the preceding claims.
11. Netzelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Verbindungsweg mit einer Ethernet Baugruppe in Verbindung steht, die zumindest einen Ethernet Phy und ei- nen Ethernet MAC Baustein aufweist, wobei zwischen diesen eine Schalteinrichtung angeordnet ist, die derart steuerbar ist, dass bei Störung eines Verbindungsweges auf zumindest einen verbleibenden Verbindungsweg umgeschalten wird, und das ausgestaltet ist, das es ein Protokoll gemäß der Kl- und K2- Bytes der SDH-Norm ITU-T G.841 verwenden kann. 11. Network element according to claim 10, characterized in that in each case one connection path is connected to an Ethernet module which has at least one Ethernet Phy and one Ethernet MAC module, a switching device being arranged between them which is controllable in such a way is switched to at least one remaining connection path in case of failure of a connection path, and the that it can use a protocol according to the Kl and K2 bytes of the SDH standard ITU-T G.841.
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