用電話網或計算機互連網管理數據網的方法
2023-08-02 22:27:31
專利名稱：用電話網或計算機互連網管理數據網的方法
技術領域：
本發明屬於通信網絡技術領域。
在波分復用型(數據信息的載波可以是光波或者電磁波)多業務數據網技術中，網絡由多個節點構成，網絡中的節點可以分配一個或幾個波長用於傳送數據，或者某些節點只用於接收數據，而沒有發送數據的功能。各節點接收數據採用固定或可調諧的濾波器在光載波的情況下，可以採用FP腔、光柵或馬克佔德幹涉儀等；在電載波的情況下，採用LC振蕩器形式的固定或可調諧濾波器。數據網採用共用物理傳輸媒介的波分復用型結構，數據網上必須有建立和拆除數據線路的功能，節點間數據的傳送才能正常進行，而數據線路的建立和拆除是通過控制或管理信息來實現的。
已有的波分復用型的數據網的控制方法有如下幾種形式其一是先用同一波長，即傳送高速數據信息用的載波，傳送低速的聯絡信息，呼叫成功後，建立數據線路進行數據傳輸；其二是採用微波副載波傳送網絡控制信息，即用控制信息調製微波，再將帶有控制信息的微波作為副載波與數據信息一起共同調製發送端發射源，接收端通過解復用取出控制信息；其三是採用低碼率的控制信息與高碼率的數據信息共同調製發射源的方式，接收端再分別取出數據和控制信息；其四是用單獨一個波長專門傳輸控制信息。這四種方法的共同特點是數據信息和控制信息都在同一種物理傳輸媒介上傳輸。
未來的數據網傳送的數據量很大，單個節點的數據傳輸率會在幾個GB/S量級或更高。在這樣高的數據率下，在同一個信道中再傳送低速率的控制信息，如果用與傳送數據的同樣的載波來傳送控制信息，通過一問一答，先建立數據線路，這樣由於節點發數據前要進行聯絡，待發送的數據就要等待一定時間，因此在發送端要有大容量的存儲器，這必然增加網絡的費用，同時還有呼叫等待時間長的缺點。如果採用上面介紹的其它三種方法，這三種方法都是在同一物理傳輸媒介上將控制通道與數據通道分離，其不足在於其中的微波副載波和低碼率與高碼率的組合調製都是複雜的技術，採用這兩種方式，當數據網的節點增加時，控制網的管理功能擴展麻煩，並且當網絡的傳送業務改變時，還有可能影響控制通道的正常工作，即數據網對其網絡上可以傳送的業務就有一些限制要求；而用單獨一個波長專門傳輸控制信息，即將具有傳送高速信息能力的通道只用於傳送低速信息，從而使網絡成本提高，這種方案也不合算。
本發明的特點是將傳送高速數據信息的數據通道與傳送低速控制信息控制通道分開。組網採用雙重網絡的結構形式，這將很好地克服原來波分復用型網絡的網絡管理技術中存在的種種不足。它的技術要求簡單，數據線路建立的呼叫等待時間短，並且由於控制網獨立並由計算機控制，其網絡管理功能能夠方便地根據業務的需要或網絡結構的變化而改變。該方案能利用現有的成熟技術來實現，工作穩定可靠。最後該方案投資的費用不大，便於推廣使用。
發明的具體內容如下。
網絡數據通道部分多個節點可以組成星形、環形、樹形、總線形以及這四種基本拓撲結構組成的混合形數據網。網絡中的節點可以分配一個或幾個波長，用於向網絡中的其它節點傳送數據信息，或者某些節點只用於接收數據信息，而沒有發送數據信息的功能。節點用固定或可調諧濾波器接收數據信息。這種波分復用型多業務數據網的物理傳輸媒介，可以是有線光纖、電纜或無線數據網。這種網絡可以傳送多種數據業務甚至模擬信號，如計算機數據、數字電話、數位電視以及模擬的電話、電視信號或者這些業務某幾種的組合。
圖1是環形拓撲結構的光波分復用型數據網結構示意圖，本圖以八個節點的網絡為例，整個網絡系統由數據通道1，3和控制通道4組成，數據通道又由主用數據通道1和備用數據通道3構成，數據通道的物理傳輸媒介是光纖。圖1採用的雙環結構，便於在數據網存在斷點時進行自愈聯接操作，以恢復網絡的正常工作。
圖2是環形數據網節點的數據終端結構示意圖，數據網絡中每個節點發送和接受信號過程如下如節點N通過調製雷射器6發送數據信息，採用為波長fn的光載波，已調製波通過2*2耦合器7進入數據網1。網絡中其它節點的數據信息分別由不同波長f1，f2…作為載波傳送，到達節點N處時，由2*2耦合器7分成兩路，一路通過節點繼續傳送，另一路供本節點可調諧接收機8接收。節點N根據它的控制單元的要求，將其接收機調諧到某一特定節點的發送波長(例如fm)上，以接收所需要的數據信息。數據網的自愈功能在於如圖1所示當環形網存在斷點7時，與斷點7相鄰的兩個節點如圖1節點7和節點8，通過各自的自愈聯接裝置9將主數據通道1和備用數據通道3聯接，完成自愈聯接操作。
網絡控制通道部分波分復用型多業務數據網必須有強大而完善的網絡管理功能。本發明的控制通道部分採用現有的、技術成熟的有線電話網、無線電話網、或INTERNET網，或者三種網絡中的虛擬子網組成控制網，虛擬子網---公用電信網中的邏輯子網，是利用公用電信網通過標準用戶網絡接口建立邏輯聯接而成的網絡，它使公用網可以為大的用戶集團提供與專用網性能相同的服務能力，還能為這些用戶提供整套的可控制的呼叫，監測和管理的性能。虛擬子網網內的用戶之間呼叫能迅速建立，並且通過數據機，它具有數據呼叫的功能，可以提供幾K或幾十KB/S以下的數據傳送。
將控制通道和數據通道分開，如圖1所示，控制通道由各節點的控制終端聯接於控制網交換中心構成，形成一獨立於數據網的控制網。控制網的具體構成如下通過一個小型的有線程控交換機或者無線程控交換機或者集線器，將數據網上的各節點連接在交換機或集線器上，構成一個有線或無線的電話網，或者INTERNET網。或者向公用電信網(有線電話網、無線電話網或者INTERNET網)租用數據通道，以建立聯絡用戶(數據網上的各節點)的專用虛擬子網。在電話網的情況下，分配給每個節點一個電話號碼用以區分各節點；在INTERNET網的情況下，分配給每個節點一個地址號。數據網上多業務管理以及節點收發數據所需要的控制信息，在各節點終端的控制下，通過控制網傳送。
數據網的網絡系統是在網絡管理軟體的控制下進行的，管理軟體用於起動數據網中節點間的線路建立，線路拆除，並啟動發送、接收單元工作以及在環網情況下完成自愈功能。
具有發送和接收功能的節點，其控制終端管理過程簡述如下網絡中某一節點2需要發送數據給節點6時，如圖1所示，先由節點2的控制終端通過控制通道查詢節點6控制終端的狀態，即節點6是否正在收數據。以下處理分兩種情況。
1，若節點6接收空閒，則節點2立即通知節點6接收節點2的數據，節點6控制其數據接受單元的可調諧接收機，調諧到節點2的波長，準備接受數據，同時網絡管理程序修改節點6的狀態參數，表示節點6接收「忙」。節點2發送據完畢，節點6檢測到數據終止標誌，即改變其節點的狀態參數，使之置接收「閒」，即節點6節點可以接收數據信息。
2，若節點6忙，節點2的控制終端就不斷查詢節點6節點的狀態，直到節點6接受數據完畢，其接受處於空閒狀態。再進行上述「1」的操作。
如果數據網的拓撲結構為環形，如圖1、圖2所示，雙向環可以有自愈的功能。完成自動倒向功能相應的管理程序需要做到在網絡某一段出現故障時，通過運行自愈管理程序來發現故障位置，並啟動故障位置兩端的節點的光開關動作，使原來的雙環成為單環，使網絡能夠繼續正常工作。
根據下面兩種方式，確定線路上存在斷路故障，並執行自愈程序。在本系統情況下，假設數據線路某處斷裂時，控制網通訊仍然完好。
方式1如圖1所示，節點6接收節點2的數據時，信號非法中斷，即沒有收到表示數據發送結束的標誌碼。
節點6首先向控制網的交換中心提出會議功能，即若干節點可以同時通信。然後節點6向正向本節點發送數據的節點2到6間的各節點——節點2、節點1、節點8和節點7(按數據信息發送方向)請發測試信號。各節點通過可調諧接收機接收數據網上的各節點的測試信號，並將接收情況通過控制通道4通知節點6，節點6通知其中收到零個(如圖1中的節點7)和前面所有節點測試信號的節點(如圖1中的節點8)，通過光開關器件完成自愈聯接操作。
方式2節點2請求節點6接收數據請求被節點6接受，但節點6不能得到節點2傳來的數據信息，即節點2與6之間的數據線路有斷點。
節點6的控制處理步驟與「方式1」相同。
下面介紹用電話網和INTERNET網管理數據網的兩個實施例1，採用電話網作控制網情況下的雙重網絡結構形式，如圖3所示。
以具有八個節點的網絡為例，數據網可以組成多種拓撲結構。控制網組成方式如下分配給每個節點一個電話號碼，用於區分各節點。每個節點的智能控制終端通過數據機連接於一臺小型程控交換機上，形成一獨立於數據網的控制網。也可以由電信網中的虛擬子網代替控制網，從而實現長距離的聯網。該交換機有摘機，撥號，振鈴，掛機，忙音，遇忙請留和會議電話功能。這些功能被用來實現數據網上兩節點間的線路建立，拆除、以及在環網情況下的自愈功能等。整個網絡採用分布控制的方式，各節點的地位均等。管理數據網的控制信息的發出和接收，以及相應的控制操作，都在網絡管理軟體的控制下實現，控制信息通過電話網傳送。網絡管理的運行過程見上述「網絡控制通道部分」。
2，採用INTERNET網作控制網情況下的雙重網絡結構形式，如圖4所示。
以具有八個節點的網絡為例，數據網可以組成多種拓撲結構，其結構未在圖上畫出。控制網組成方式如下分配每個節點一個地址號碼，用於區分各節點。每個節點的智能控制終端通過網卡連接於8用戶集線器上，形成一獨立於數據網的控制網。也可以通過在INTERNET網上租用一個數據通道，構成一個為網絡上節點用戶專用的虛擬網，這種方式可以實現長距離的聯網。數據網中的線路建立、拆除以及在環網時的自愈功能，都通過在INTERNET網上各終端之間直接傳送命令實現。整個網絡採用分布控制的方式，各節點的地位均等。管理數據網的控制信息的發出和接收以及相應的控制操作，都在網絡管理軟體的控制下實現，控制信息通過INTERNET網傳送。網絡管理的運行過程見上述「網絡控制通道部分」。
本發明採用現有成熟的技術，將兩種不同物理傳輸媒介組成的、有不同傳輸數據能力的網絡組合構成一個全新的網絡，它使得高速數據網的運行更加穩定可靠，同時優化了網絡的性能價格比，並且使網絡具有靈活便利的擴展功能。本發明是網絡技術領域的一個創新，它適應當今高速網絡發展的要求，為目前廣泛建立的高速數據網絡提供了一個很好的建網方案。
說明書
圖1環形數據網絡結構及自愈功能示意圖1-主用數據通道2-網絡節點3-備用數據通道4-控制通道5-網絡斷點位置圖2環形數據網中節點N數據終端結構示意圖6-雷射器7-2*2光耦合器8-可調諧接收機9-自愈聯接裝置圖3採用電話網作為控制網的結構形式圖4採用INTERNET網作為控制網的結構形式
權利要求
1.一種波分復用型多業務數據網管理方法，其特徵在於將傳送高速率數據信息的數據通道與傳送低速率控制信息的控制通道分開，組成雙重網絡的結構形式，採用電話網、無線電話網或者INTERNET網或者三種網絡中的虛擬子網作為網絡控制通道，傳送控制信息，管理多個節點組成的多波長復用形式的數據網。
2.根據權利要求1所述的網絡管理方法，其特徵在於A，數據網中的多個節點可以組成星形、環形、樹形、總線形以及這四種基本拓撲結構組成的混合形數據網；B，數據網的物理傳輸媒介可以是有線的光纖、電纜或無線數據網，傳送信息的載波可以是光波或電磁波；C，數據網中的節點可以分配一個或幾個波長，或者只能接收數據信息，而沒有發送數據信息功能的節點不分配波長；D，接收數據信號採用固定或可調諧的濾波器。
全文摘要
使用有線電話網、無線電話網或者INTERNET網，或者三種網絡中的虛擬子網作為控制網，管理由多個節點組成的、多波長復用形式的數據網。這種結構具有以下特點數據網具有靈活的、超大容量的數據傳輸功能；控制網獨立於數據網；控制網可以根據數據網中節點的變化以及網上業務變化的要求，通過控制終端就能夠方便地拓展網絡管理功能；控制網可以利用現有的電話網或INTERNET網構成，網絡管理的技術複雜性大大降低，但控制網的工作更加穩定可靠。
文檔編號H04L12/00GK1146108SQ96105249
公開日1997年3月26日 申請日期1996年5月24日 優先權日1996年5月24日
發明者謝麟振, 韓乃騫 申請人:北京大學