應用lcas協議實現業務保護的系統和方法
2023-12-02 21:37:01
專利名稱：應用lcas協議實現業務保護的系統和方法
技術領域：
本發明涉及同步數字體系傳輸網中業務保護的系統和方法，尤其涉及一種同步數字網中端到端業務保護的系統和方法。
背景技術：
同步數字體系(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)傳輸網作為一種傳送網絡，網絡的生存性一直受到人們的重視。早在二十世紀九十年代關於SDH網絡的保護已經在ITU-T(國際電信聯盟-電信標準化部門，InternationalTelecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector)進行了標準化。但是還是有大量的研究團體和公司在不斷的提出新的SDH網絡保護方法。ITU-T最新的傳送網通用保護倒換標準也在引入不少新的概念，力求使得關於傳送網以及SDH網絡的保護更加方便和科學。
傳統SDH保護方法在ITU-T的G.841和G.842標準中得到全面的描述。在上述兩個標準中給出了現行SDH網絡保護的體系框架和主要保護形式。它們分別是SDH的網絡保護體系和SDH跨網絡互通保護方法。在SDH網絡保護體系中SDH網絡的保護被分為蹤跡保護和子網連接保護。
以上兩個標準詳細的描述了SDH復用段蹤跡保護的分類、方法，同時描述了跨環的子網連接保護方法。但是對於VC(虛容器，Virtual Container)通道蹤跡和子網連接保護，這兩個協議僅僅描述了1+1不帶協議的保護方法。對於1∶1等其他需要協議才能實現的保護僅僅給出了目錄。這是因為在實現VC通道蹤跡和子網連接保護的過程中如果需要通過協議來實現保護需要詳細定義用於保護的通道開銷及使用相應開銷的交互協議。在上述兩個標準完成的時期這被認為是非常複雜也非常危險的事情。通道層開銷通常需要端到端的解析，不恰當的協議定義可能導致網絡運行癱瘓。另外一個因素是當時的傳送網組網簡單，在復用段層實現保護已經能滿足大多數應用的需要。
隨著SDH網絡應用的深入，SDH組網越來越複雜，格型網組網已經在越來越多的網絡建設中應用。同時SDH帶寬越來越大，單獨基於復用段層的業務已經越來越少。此時，對SDH端到端的保護和基于格型網的保護被提到了必要的高度。關於這方面的研究是現在SDH網絡保護研究的主要內容。新的標準草案為這些內容定義了很多框架。
但是在通道層增加協議畢竟是一個複雜的過程。當前使用協議來實現通道層保護還是沒有見到恰當的方法。更多的人也開始把注意力轉移到網絡恢復，特別是ASON(自動交換光網絡，Automatic Switched OpticalNetwork)網絡基於控制平面的網絡恢復。希望通過控制平面的協議運行來控制網絡故障後的行為。
儘管基於控制平面的ASON是網絡發展的必然。但是基於控制平面的網絡恢復需要解決很多與基於協議的通道保協相類似的問題。要保證控制平面可靠運行不是簡單的事情。因此，ASON的概念已經被提出了多年，但是離商用還有很大的距離，特別是在解決大業務量下網絡故障時常常會導致網絡不穩定的情況出現。
總結以往的通道層網絡保護/恢復的經驗是可以發現，以往的解決方法大都期望能在一個全新協議和全網範圍內來完全解決網絡保護/恢復這樣一個複雜的問題。這必然導致新協議制定的困難和協議運行過程中對網絡整體性能的考驗。本發明通過利用現在比較成熟的LCAS(鏈路容量調整方案，Link capacity adjustment scheme)通道層協議結合保護倒換的基本原則在通道層來實現基於協議的保護，不僅省略了保護過程中對通道層協議的全新定義，同時保證了網絡啟動基於協議的通道保護過程穩定性。
發明內容
本發明提供了一種應用LCAS協議實現業務保護的系統和方法，可以更有效的實現基於協議的端到端業務保護，並且在實現端到端業務保護的過程中不需要為網絡資源配置的交互過程定義更多的協議內容，也不需要額外再定義新的開銷字節。由於基於協議的端到端業務保護的實現，可以使SDH網絡實現1∶1、1∶n等多種形式的通道保護。
為解決上述技術問題，本發明提供了一種應用LCAS協議實現業務保護的系統和方法，系統包括網絡中的多個源端節點和宿端節點，所述節點包括故障檢測單元，保護倒換協議處理單元，交叉連接單元和LCAS協議處理單元，其中所述故障檢測單元，用於檢測網絡中設備的故障，並將檢測到的故障信息發送保護倒換協議處理單元；所述保護倒換協議處理單元，用於建立源端節點和宿端節點的工作通道和保護通道，根據故障信息和保護倒換協議的要求分配保護資源，配置LCAS協議處理單元；所述LCAS協議處理單元，用於根據建立的工作通道、保護通道或分配的保護資源完成LCAS相關協議處理，並將處理結果發送交叉連接單元；所述交叉連接單元，用於根據LCAS相關協議處理的處理結果完成交叉連接，實現保護倒換過程中資源的切換保護。
所述保護倒換協議處理單元，可以進一步用於，獲取業務的帶寬需求，根據需求選擇即將建立的時隙成員，通過交叉連接單元配置交叉連接電路的連接狀態，為選擇的時隙成員配置通路，建立工作通道。
所述保護倒換協議處理單元，可以進一步用於，獲取保護方式和業務帶寬需求，在保護路由經過的節點上確定保護路由使用的時隙資源，確認保護關係，在保護路由經過的所有節點上運行保護倒換協議，建立保護通道。
所述保護倒換協議處理單元，可以進一步用於，接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要將工作路由上的業務切換到保護路由上，是否需要將保護路由上的業務中斷。
所述保護倒換協議處理單元，可以進一步用於，接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要更新路由，如果需要更新路由，在源端節點和宿端節點上使用保護路由上的時隙資源選擇新的虛級聯方式，並通知LCAS協議處理單元處理虛級聯的變化。
所述LCAS協議處理單元，可以進一步用於，根據分配的保護資源和LCAS協議的要求，協商保護連接上的資源，執行使用虛級聯變化，處理時隙變化的過程，並通知交叉連接單元完成交叉連接過程。
所述保護倒換協議處理單元，可以進一步用於，完成保護後，上報保護倒換事件。
應用LCAS協議實現業務保護的方法包括以下步驟(1)在網絡的空閒時間或配置過程中通過保護倒換協議處理單元分配資源，建立源端節點和宿端節點的工作通道和保護通道；(2)根據建立的工作通道、保護通道，LCAS協議處理單元完成LCAS相關協議處理；(3)故障檢測單元檢測故障，並將檢測到的故障信息發送保護倒換協議處理單元；(4)保護倒換協議處理單元根據保護倒換的協議指令LCAS協議處理單元和交叉連接單元調整業務的路徑，實現業務保護。
所述方法可以進一步包括(5)保護倒換協議處理單元完成保護後，上報保護倒換事件。
所述步驟1可以進一步包括保護倒換協議處理單元獲取業務的帶寬需求，根據需求選擇即將建立的時隙成員，通過交叉連接單元配置交叉連接電路的連接狀態，為選擇的時隙成員配置通路，建立工作通道。
所述步驟1可以進一步包括保護倒換協議處理單元獲取保護方式和業務帶寬需求，在保護路由經過的節點上確定保護路由使用的時隙資源，確認保護關係，在保護路由經過的所有節點上運行保護倒換協議，建立保護通道。
所述步驟4可以進一步包括保護倒換協議處理單元接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要將工作路由上的業務切換到保護路由上，是否需要將保護路由上的業務中斷。
所述步驟4可以進一步包括保護倒換協議處理單元接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要更新路由，如果需要更新路由，在源端節點和宿端節點上使用保護路由上的時隙資源選擇新的虛級聯方式，並通知LCAS協議處理單元處理虛級聯的變化。
所述步驟4可以進一步包括LCAS協議處理單元根據分配的保護資源和LCAS協議的要求，協商保護連接上的資源，執行使用虛級聯變化，處理時隙變化的過程，並通知交叉連接單元完成交叉連接過程。
本發明可以實現基於協議的端到端業務保護，不需要定義更多的協議內容和新的開銷字節，使格型網保護的過程中更加節約資源，本發明實現簡單，能夠在現有網絡中平滑升級。
圖1為根據本發明實施例所述的保護系統框架圖；圖2為根據本發明實施例所述的保護系統工作原理圖；圖3為根據本發明實施例所述的保護系統網絡示意圖；圖4為根據本發明實施例所述的保護方法流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，為根據本發明實施例所述的保護系統框架圖，業務保護系統由以下幾部分組成故障檢測單元101、保護倒換協議處理單元102、LCAS協議處理單元103、交叉連接單元104。
其中所述的故障檢測單元101與傳統SDH設備故障檢測單元一致，用於檢測網絡中設備的故障。
所述的保護倒換協議處理單元102用於根據保護倒換協議的要求分配保護資源，並採用正確的方式配置LCAS協議處理單元103，使LCAS協議處理單元103在按照LCAS協議要求處理故障時達到保護的目標。此外保護倒換協議處理單元102還完成保護的一些後續處理，例如上報倒換事件。
所述的LCAS協議處理單元103完成LCAS相關的協議處理。將處理結果用於交叉連接單元104進行資源切換動作。
所述的交叉連接單元104用於實現交叉連接動作，也就是保護倒換過程中資源的切換動作。
如圖2所示，為根據本發明實施例所述的保護系統工作原理圖，描述了本發明系統的四個組成部分在故障處理過程中的工作步驟步驟201，故障檢測單元從SDH信號特點判斷設備工作狀態，進行故障檢測；步驟202，故障檢測單元檢測到設備(網絡)存在故障後通知保護倒換協議處理單元；步驟203，保護倒換協議處理單元根據保護倒換協議判斷需要使用什麼樣的備用路由對業務實施保護，並進行相關保護倒換協議處理；步驟204，保護倒換協議處理單元將通知LACS協議處理單元將業務從原有的工作路由切換到保護路由；步驟205，所述LCAS協議處理單元，用於根據分配的保護資源完成LCAS相關協議處理；步驟206，LCAS協議處理單元則根據LCAS協議自身的要求將處理結果發送交叉連接單元；步驟207，交叉連接單元根據LCAS相關協議處理的處理結果完成交叉連接，實現保護倒換過程中資源的切換保護。
本發明實施例利用以下現有技術SDH成幀技術，SDH映射技術，SDH交叉連接技術，SDH開銷處理技術和LCAS技術。
如圖3所示，為根據本發明實施例所述的保護系統網絡示意圖，圖中包括10個由本發明系統的構成節點。分別是節點A、B、C、D、E、F、G、H、I、J。同時在圖中還給出了一條業務(業務1)A→B→H→C，其中源端節點為A節點，宿端節點為C節點；及相應的保護路由A→G→F→I→C，其中源端節點為A節點，宿端節點為C節點。在本發明實施例中保護路由是在指配業務的過程中專門為業務1指配的。目的是當網絡發生故障的時候業務能經過備用的保護路由進行保護。
當網絡中節點H發生故障的時候，業務1將中斷。此時節點C將會檢測到業務中斷的故障。這個故障信息也會通過LCAS協議傳遞到節點A。此時節點A也將檢測到故障信息。當節點A也檢測到故障信息後，故障信息將會傳遞到節點A的保護倒換處理單元。節點A和節點C的保護倒換處理單元此時將知道需要通過保護路由來替換原來的工作路由。於是節點A和節點C的保護倒換處理單元通知其上的LCAS協議處理單元改變虛級聯關係，從而實現保護倒換。
如圖4所示，為根據本發明實施例所述的保護方法流程圖，圖中描述了通過本發明的系統和方法實現業務保護首先進行業務通道的建立，然後故障檢測單元實時監測網絡狀態。當檢測到網絡發生故障後啟動LCAS協議處理實現保護倒換，最後上報處理結果。
本發明實施例的步驟如下步驟401，建立工作通道和保護通道，具體又分為以下幾個步驟第一步，建立工作通道。
1、保護倒換協議處理單元獲取業務的帶寬需求。
2、保護倒換協議處理單元根據需求建立工作通道虛級聯組選擇即將建立的時隙成員，通過交叉連接單元配置交叉連接電路的連接狀態，為這些時隙成員配置通路。
3、在連接經過的節點間運行LCAS協議，使得工作連接正常工作。
第二步，建立保護通道。
1、保護倒換協議處理單元獲取保護方式和業務帶寬需求。
2、在保護路由經過的節點上實現確定保護路由使用的時隙資源。
3、保護倒換協議處理單元確認保護關係，在保護路由經過的所有節點上運行保護倒換協議。
步驟402，進行故障檢測。
在此階段，宿端節點的故障檢測單元根據SDH的開銷字節判斷時隙通道的告警狀態，如果沒有故障產生，則一直進行故障檢測，一旦檢測到故障就通知保護倒換協議處理單元。
步驟403，實現業務保護，具體又分為以下幾個步驟第一步，保護倒換協議處理單元檢測到故障後，根據協議判斷是否需要更新路由，這包括將工作路由上的業務切換到保護路由上，將保護路由上的業務中斷等動作。
第二步，如果需要更新路由，源端和宿端保護倒換協議處理單元使用保護路由上的時隙資源選擇新的虛級聯方式，並通知LCAS協議處理單元處理虛級聯的變化。
第三步，保護路由節點上的LCAS協議處理單元根據LCAS協議的要求協商保護連接上的資源使用並執行虛級聯變化。
第四步，在LCAS協議處理單元按照LCAS協議要求處理時隙變化的過程中通知交叉連接單元完成交叉連接過程。
步驟404，上報保護倒換事件。
上述本發明實施例給出了實現保護倒換的幾種方法，在具體運用保護倒換協議時本發明處理的具體流程上可能會存在一些差異，這些差異不需要由本領域技術人員付出創造性勞動產生，因此，本發明的系統和方法同樣適用於這些情況。
權利要求
1.一種應用LCAS協議實現業務保護的系統，包括網絡中的多個源端節點和宿端節點，其特徵在於，所述節點包括故障檢測單元，保護倒換協議處理單元，交叉連接單元和LCAS協議處理單元，其中所述故障檢測單元，用於檢測網絡中設備的故障，並將檢測到的故障信息發送保護倒換協議處理單元；所述保護倒換協議處理單元，用於建立源端節點和宿端節點的工作通道和保護通道，根據故障信息和保護倒換協議的要求分配保護資源，配置LCAS協議處理單元；所述LCAS協議處理單元，用於根據建立的工作通道、保護通道或分配的保護資源完成LCAS相關協議處理，並將處理結果發送交叉連接單元；所述交叉連接單元，用於根據LCAS相關協議處理的處理結果完成交叉連接，實現保護倒換過程中資源的切換保護。
2.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述保護倒換協議處理單元，進一步用於，獲取業務的帶寬需求，根據需求選擇即將建立的時隙成員，通過交叉連接單元配置交叉連接電路的連接狀態，為選擇的時隙成員配置通路，建立工作通道。
3.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述保護倒換協議處理單元，進一步用於，獲取保護方式和業務帶寬需求，在保護路由經過的節點上確定保護路由使用的時隙資源，確認保護關係，在保護路由經過的所有節點上運行保護倒換協議，建立保護通道。
4.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述保護倒換協議處理單元，進一步用於，接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要將工作路由上的業務切換到保護路由上，是否需要將保護路由上的業務中斷。
5.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述保護倒換協議處理單元，進一步用於，接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要更新路由，如果需要更新路由，在源端節點和宿端節點上使用保護路由上的時隙資源選擇新的虛級聯方式，並通知LCAS協議處理單元處理虛級聯的變化。
6.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述LCAS協議處理單元，進一步用於，根據分配的保護資源和LCAS協議的要求，協商保護連接上的資源，執行使用虛級聯變化，處理時隙變化的過程，並通知交叉連接單元完成交叉連接過程。
7.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述保護倒換協議處理單元，進一步用於，完成保護後上報保護倒換事件。
8.一種應用LCAS協議實現業務保護的方法，其特徵在於，包括以下步驟(1)在網絡的空閒時間或配置過程中通過保護倒換協議處理單元分配資源，建立源端節點和宿端節點的工作通道和保護通道；(2)根據建立的工作通道、保護通道，LCAS協議處理單元完成LCAS相關協議處理；(3)故障檢測單元檢測故障，並將檢測到的故障信息發送保護倒換協議處理單元；(4)保護倒換協議處理單元根據保護倒換的協議指令LCAS協議處理單元和交叉連接單元調整業務的路徑，實現業務保護。
9.根據權利要求8所述方法，其特徵在於，進一步包括(5)保護倒換協議處理單元完成保護後，上報保護倒換事件。
10.根據權利要求8所述方法，其特徵在於，所述步驟1進一步包括保護倒換協議處理單元獲取業務的帶寬需求，根據需求選擇即將建立的時隙成員，通過交叉連接單元配置交叉連接電路的連接狀態，為選擇的時隙成員配置通路，建立工作通道。
11.根據權利要求8所述方法，其特徵在於，所述步驟1進一步包括保護倒換協議處理單元獲取保護方式和業務帶寬需求，在保護路由經過的節點上確定保護路由使用的時隙資源，確認保護關係，在保護路由經過的所有節點上運行保護倒換協議，建立保護通道。
12.根據權利要求8所述方法，其特徵在於，所述步驟4進一步包括保護倒換協議處理單元接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要將工作路由上的業務切換到保護路由上，是否需要將保護路由上的業務中斷。
13.根據權利要求8所述方法，其特徵在於，所述步驟4進一步包括保護倒換協議處理單元接收到故障檢測單元發送的故障信息後，根據保護倒換協議判斷是否需要更新路由，如果需要更新路由，在源端節點和宿端節點上使用保護路由上的時隙資源選擇新的虛級聯方式，並通知LCAS協議處理單元處理虛級聯的變化。
14.根據權利要求8所述方法，其特徵在於，所述步驟4進一步包括LCAS協議處理單元根據分配的保護資源和LCAS協議的要求，協商保護連接上的資源，執行使用虛級聯變化，處理時隙變化的過程，並通知交叉連接單元完成交叉連接過程。
全文摘要
本發明提供了一種應用LCAS協議實現業務保護的系統和方法，系統包括網絡中的多個源端節點和宿端節點，所述節點包括故障檢測單元，保護倒換協議處理單元，交叉連接單元和LCAS協議處理單元。方法包括(1)在網絡的空閒時間或配置過程中分配資源，建立源端節點和宿端節點的工作通道和保護通道；(2)完成LCAS相關協議處理；(3)故障檢測單元檢測故障；(4)保護倒換協議處理單元指令LCAS協議處理單元和交叉連接單元調整業務的路徑，實現業務保護。本發明可以實現基於協議的端到端業務保護，不需要定義更多的協議內容和新的開銷字節，使格型網保護的過程中更加節約資源，本發明實現簡單，能夠在現有網絡中平滑升級。
文檔編號H04L1/22GK101051931SQ20061007267
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月7日 優先權日2006年4月7日
發明者劉建國, 段瑞, 王加瑩 申請人:中興通訊股份有限公司