通信設備以及信號劣化監測系統和方法

2023-05-17 08:04:11

專利名稱：通信設備以及信號劣化監測系統和方法
技術領域：
本發明涉及通信設備以及信號劣化監測系統和信號劣化監測方法，具體涉及能夠檢測分組網絡上的信號劣化的通信設備以及信號劣化監測系統和信號劣化監測方法。本申請要求2010年7月30日遞交的日本專利申請No. 2010-172476的優先權和權益，其公開被併入於此作為參考。
背景技術：
近年來，在ITU-T (國際電信聯盟-電信標準化部門)中，將建議Y. 1731規定為維護功能(0AM(操作、管理和維護)功能)。此外，為了將現有MPLS(多協議標籤交換)應用於承載網，IETF和ITU-T都在進行作為OAM功能擴展的MPLS-TP (多協議標籤交換傳輸簡 檔)的標準化。在現有MPLS-TP或建議Y. 1731的OAM功能中，在網絡中任意兩點中的每個點中定義MEP (維護端點)，並且這些MEP間發送和接收各種OAM幀，從而監測兩點間的路徑等。LM (丟失測量)功能是OAM功能的一個示例。該LM功能是以下功能在LM幀上加載在發送和接收側的MEP中計數的發送和接收幀的數目，將幀互換，從而藉助在發送側MEP中計數的發送幀的數目和在接收側MEP中計數的接收幀的數目之差來檢測幀丟失。可以使用LM功能來監測MEP間的線路質量。以下，將描述作為現有技術的藉助LM功能來檢測信號劣化的機制。首先，在試圖監測線路質量的通信設備間設置ME(維護實體)。ME是要使用OAM功能監測的單元，並且可以針對每個要監測的流、段、路徑等設置ME。ME的兩端是上述MEP。設置在發送側通信設備中的MEP稱為發送源MEP，設置在接收側的通信設備中的MEP稱為目的地MEP。此外，發送側通信設備稱為發送源節點，接收側通信設備稱為目的地節點。發送源MEP對發送源節點向目的地節點發送的與ME相關聯的OAM幀和數據幀的數目進行計數。此外，目的地MEP對接收到的與ME相關聯的OAM幀和數據幀的數目進行計數。在作為LM消息周期性發送和接收的OAM幀(CCM (連續性檢查消息)幀)上加載在MEP中計數的幀數目，並將其從目的地MEP發送至發送源MEP。通過傳輸接收到在目的地MEP中計數的幀的發送源MEP藉助下式計算丟失幀的數目。[發送幀的數目(當前值)_發送幀的數目(先前值)]_[接收幀的數目(當前值)_接收幀的數目(先前值)]此外，根據建議G. 8021中建議的信號劣化定義，當發送幀的數目超過預設閾值(發送幀的最小數目)且根據丟失幀的數目計算得到的丟失幀的比率超過信號劣化閾值時，認為檢測到信號劣化狀態。
S卩，當發送幀的數目不超過發送幀的最小數目時，不可能檢測信號劣化狀態。通過以該方式監測線路質量，可以在發生幀丟失的線路中發出信號劣化警告並繞過故障位置，從而向網絡提供高可靠性。此外，在ITU-T規定的建議G. 8021中，還定義了信號劣化檢測(對線路質量的測量)。圖7是示出了在發送側通信設備和接收側通信設備間發送和接收的數據幀的圖。如圖所示，在建議G. 8021中定義了 對夾在在發送側通信設備和接收側通信設備間發送和接收的CCM幀之間的數據幀的數目進行計數；以及根據這些計數值來測量線路質
量。 特別地，在建議G. 8021中，必須使發送幀的數目大於規定的閾值，並且必須在特定時段內發送和接收幀數目以測量信號劣化。此外，專利文獻I描述了連接丟失檢測方法，其中，該方法使用變為能夠以3比特規定7種周期信息中的任一種的ETH-CCM的消息作為與檢查數據幀的流速率的期限有關的消息，來檢測L2交換機何時周期性地接收ETH-CCM，以檢查管理點間的連接在至少比周期信息中指示的周期長3. 5倍的持續時間未接收到ETH-CCM。此外，在專利文獻2中，作為用於交換分組的設備，公開了一種系統，用於準備具有發送功能單元和接收功能單元的通信設備，作為執行分組交換的設備；當接收功能單元的數據幀接收電路已從相對通信設備接收到統計信息時，使統計信息累積電路將本地站的通信設備的統計信息與相對通信設備的統計信息比較；以及確定發送路徑中是否丟失了數據幀。此外，在專利文獻3中公開了一種系統，其中，測量節點有規律地或周期性地測量路由器的業務狀態，並經由專用的通信路徑向外部網絡監測設備發送指示通信質量的測量分組。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本未審專利申請，首次公開No. 2009-130474專利文獻2 :日本未審專利申請，首次公開No. 2009-130786專利文獻3 :日本未審專利申請，首次公開No. 2009-22494
發明內容
本發明要解決的問題然而，在背景技術中描述的現有技術的監測分組網絡中的信號劣化的方法中，當發送幀的數目不超過發送幀的最小數目時，不可能檢測信號劣化狀態。例如，在符合建議G8021中建議的信號劣化定義的情況下，如上所述，當發送幀的數目超過預設閾值(發送幀的最小數目)同時計算得到的丟失幀的比率超過信號劣化閾值時，認為檢測到信號劣化狀態。相應地，在該定義下，當發送幀的數目不超過發送幀的最小數目時，不能檢測信號劣化狀態。圖8是示出了在發送側通信設備和接收側通信設備間發送和接收的其他數據幀的圖。
如圖8所示，當存在極少的或不存在要發送的數據時，數據幀不一定構成流，並且不可能根據建議G. 8021中規定的方法來監測或檢測信號劣化。圖9是示出了插入了啞幀的在發送側通信設備和接收側通信設備間發送和接收的數據幀的圖。在專利文獻(日本專利申請No. 2009-266344)中描述的技術中，公開了估計傳輸路徑質量以迅速測量分組傳輸網絡中誤比特率的方法。該方法是以下方法監測發送流速率，並且當不存在要發送的數據分組時產生並發送如圖9所示的啞分組。相應地，在專利文獻(日本專利申請No. 2009-266344)中描述的技術中，當不存在要發送的分組時必須插入啞分組。因此，當監測相鄰節點間的段的質量時，該方法是適合的方法。然而，當監測經由多個通信設備的路徑時，該方法不是監測路徑的適合方法，這是由於頻帶被啞分組佔用並且因此影響其他路徑。 考慮到現有技術的上述問題作出了本發明，並且本發明的目的是提供即使當在分組網絡上流動的數據幀的數目較小或數據幀不在分組網絡中流動時也能夠檢測信號劣化的通信設備、信號劣化監測系統和信號劣化監測方法。解決問題的方案為了解決上述問題，本發明的通信設備提供了 接收單元，被配置為經由所連接的分組網絡接收幀；發送單元，被配置為向所述分組網絡發送接收到的幀以及自身發起的幀；監測單元，被配置為監測所發送的幀的流速率；發送周期設置單元，被配置為在所述幀的所述流速率大於或等於預定閾值時使自身發起的OAM幀的發送周期為針對正常情況設置的預定發送周期；以及發送周期計算單元，被配置為計算能夠補償所發送的幀的數目短缺的所述OAM幀的發送周期；所述發送周期計算單元被配置為在所述幀的所述流速率小於所述預定閾值時使所計算的發送周期為所述自身發起的OAM幀的發送周期。此外，本發明的信號劣化監測系統提供了 用於監測發送和接收的幀的流速率的裝置；用於在所述幀的所述流速率等於或大於預定閾值時使OAM幀的發送周期為針對正常情況設置的預定發送周期的裝置；以及用於計算能夠補償所發送的幀的數目短缺的所述OAM幀的發送周期並且在所述幀的所述流速率小於所述預定閾值時使所計算的發送周期為所述OAM幀的所述發送周期的裝置。此外，本發明的信號劣化監測方法包括監測發送和接收的幀的流速率；在所述幀的所述流速率等於或大於預定閾值時，使OAM幀的發送周期為針對正常情況設置的預定發送周期；以及計算能夠補償所發送的幀的數目短缺的所述OAM幀的發送周期，並且在所述幀的所述流速率小於所述預定閾值時使所計算的發送周期為所述OAM幀的所述發送周期。此外，本發明的概述是以下方案，其中(I)通過比較發送和接收幀的數目來監測分組網絡中通信設備間的線路質量，(2)監測通信設備間數據幀的流速率，以及(3)當相應流速率小於可用於測量線路質量的閾值時，改變OAM幀(CCM幀)的發送周期，使得給出特定量的流速率(業務)。相應地，專利文獻I中描述的技術指示檢測連接丟失的方法，因此與本發明的目的不同。此外，專利文獻2和3中描述的技術不包括以上在本發明的概述中描述的項(3)作為構成要素。本發明的效果如上所述，根據本發明的通信設備，當用戶的數據幀的流速率較小時增大OAM幀(CCM幀)的發送周期，並且從而即使在該情況下也可以檢測信號劣化。此外，將建議Y. 1731或MPLS-TP標準化中規定的幀(即，OAM幀)用作用於傳輸分組網絡中的維護所需的信息的幀，並且因此可以使使 用本發明的情況與不對應於本發明的設備形成對照。


圖1是示出了當在發送側通信設備和接收側通信設備間發送的用戶的數據幀的流速率較小時的通信狀態的圖。圖2是示出了根據本發明實施例的通信設備的總體配置的配置圖。圖3是示出了通信設備的幀發送功能單元的方框配置圖。圖4是示出了通信設備的幀接收功能單元的方框配置圖。圖5A是示出了多個根據本發明的通信設備連接至的網絡的示例的圖。圖5B是示出了上述網絡的示例中的數據流速率的另一示例的圖。圖6是示出了事先預期的幀的數目短缺與能夠適當地處理所述幀的數目短缺的OAM幀的發送周期彼此關聯的關係的圖。圖7是示出了在發送側通信設備和接收側通信設備間發送和接收的數據幀的圖。圖8是在發送側通信設備和接收側通信設備間發送和接收的數據幀的另一狀態的圖。圖9是示出了插入了啞幀的在發送側通信設備和接收側通信設備間發送和接收的數據幀的圖。
具體實施例方式本發明使分組網絡中的通信設備能夠通過監測所發送的數據幀的流速率、改變OAM幀(CCM(連續性檢查消息)幀)的發送周期、並在流速率小於可用於檢測信號劣化的閾值時使得給出特定或更多的業務量來檢測信號劣化。此外，在建議Y. 1731中，針對CCM針的發送周期定義從3. 33毫秒的周期到10分鐘的周期的7種周期，並且以I秒的周期發送CCM幀以在正常狀態下驗證連接。在本發明中，當用戶的數據幀的流速率較小且難以在相對側檢測信號劣化時，控制CCM幀的發送周期來增加業務的流速率，並且在相對側的通信設備中將CCM幀與用於線路質量測量的數據幀一起使用。因此，由於能夠監測線路質量，在本發明中即使當數據幀的流速率較小時也可能檢測信號劣化。以下，將參照附圖詳細描述本發明的通信設備、信號劣化監測系統和信號劣化監測方法的實施例。
圖1是示出了當在發送側通信設備和接收側通信設備間發送的用戶的數據幀的流速率較小時的通信狀態的圖。當不發送用戶的數據幀或所發送的用戶的數據幀的流速率較小(如圖1所示)時，可以通過改變以陰影線標記的CCM幀的發送周期並補償最低要求量的幀以在相對側的通信設備中檢測信號劣化來執行對信號劣化的監測和檢測。圖2是示出了根據本發明實施例的通信設備的總體配置的配置圖。在該圖中，本實施例的通信設備I具有經由分組交換機13連接的一個或多個接口卡(在該情況下，接口卡11和接口卡12)。在該情況下，接口卡11具有發送埠 111、接收埠 112、幀發送功能單元113和中貞接收功能單元114。在該情況下，接口卡12具有發送埠 121、接收埠 122、幀發送功能單元123和中貞接收功能單元124。然而，圖2所示的通信設備I的配置僅僅是根據本發明的通信設備的示例，並且根據本發明的通信設備的配置不限於圖2所示的配置。例如，本發明甚至適用於具有接口卡11和12以及分組交換機13集成在一起的配置的通信設備。此外，此處每個接口卡具有一對發送埠和接收埠。然而，一般地，根據本發明的通信設備可以具有多個埠。圖3是示出了通信設備I的幀發送功能單元的方框配置圖。如該圖中所示，根據本發明的通信設備的幀發送功能單元(在該情況下，幀發送功能單元113和123)具有發送控制單元31、OAM控制單元32和流速率監測單元33。發送控制單元31控制數據幀或OAM幀的發送。OAM控制單元32執行OAM功能的處理。即，OAM控制單元32執行對ME和MEP的管理，OAM幀的產生、OAM幀的插入等。流速率監測單元33監測從發送控制單元31發送的OAM幀和數據幀的流速率(即，數據幀和OAM幀每一項中流入本地站的通知設備的幀的數目與源自本地站的通信設備的幀的數目之和)。圖4是示出了根據本實施例的通信設備I的幀接收功能單元的方框配置圖。如該圖所示，根據本發明的通信設備的幀接收功能單元(在該情況下，幀接收功能單元114和124)具有接收控制單元41和OAM控制單元42。接收控制單元41執行對從接收埠接收到數據幀和OAM幀的處理。當接收控制單元接收到OAM幀時，接收控制單元將該OAM幀轉發至OAM控制單元42。此外，接收控制單元41可以具有未示出的計數器，以對數據幀和OAM幀每一項中的接收幀的數目進行計數。還將計數結構發送至OAM控制單元42。OAM控制單元42根據接收到的OAM幀的功能執行處理。OAM控制單元基於接收控制單元41計數的接收幀的數目，計算要丟棄的幀的數目。雖然與數據幀的發送處理相關聯的功能塊在圖2至4所示的通信設備的配置中是必須的，但該功能塊與本發明不直接相關，並且因此省去其詳細配置。與數據幀的發送處理相關聯的功能塊是數據幀的目的地搜索處理塊、QoS (服務質量)功能處理塊等。
圖5A和5B是示出了多個根據本發明的通信設備連接至的網絡的示例的圖。以下，將參照圖5A和5B描述根據本發明實施例的分組網絡中的信號劣化監測系統的操作。在圖5A和5B所示的網絡中，當作為根據本發明實施例的通信設備I的通信設備A、B和C連接在網絡上時，在通信設備A和C間設置ME。在該情況下，將通信設備A設置為發送節點，將所設置的MEP設置為發送源MEP，將通信設備C設置為接收節點，將所設置的MEP設置為圖5A和5B中的目的地MEP (通信設備B使與ME相關聯的OAM幀通過)。此外，圖5A和5B中所述的數據幀和OAM幀都被設置為與在通信設備A至C之間的ME相關聯的幀。事實上，雖然還在通信設備A至C之間復用和發送其他幀，此處省去了這些其他幀。 通信設備A的發送控制單元31對與ME相關聯的OAM幀和數據幀的發送幀的數目進行計數。在該情況下，將數據幀的發送幀的數目設置為N_Tx_DATA，並將OAM幀的發送幀的數目設置為N_Tx_0AM。此外，通信設備A的流速率監測單元33執行與在通信設備C中檢測信號劣化所需的閾值(發送幀的最小數目)的比較。在該情況下，將檢測信號劣化所需的閾值設置為TH_Dego可以將TH_Deg設置為針對每個ME具有唯一值，以在監測ME單元中設置所要確保的質量。如圖5A所示，當數據幀的流速率較大且為N_Tx_DATA+N_Tx_OAM ^ TH_Deg時，將針對正常狀態設置的發送周期用於OAM幀(CCM幀)的發送周期。另一方面，如圖5B所示，當數據幀的流速率較小且變為N_Tx_DATA+N_Tx_OAM< TH_Deg時，通信設備A的流速率監測單元33計算可以補償發送幀的數目的短缺的OAM幀的發送周期，並且類似地向OAM控制單元32通知發送周期的改變請求。通信設備A的OAM控制單元32在接收到OAM幀的發送周期的改變請求後，響應於改變請求，改變OAM幀(CCM幀)的發送周期。圖6是示出了事先預期的幀的數目短缺與能夠適當地處理所述幀的數目短缺的OAM幀的發送周期彼此關聯的關係的圖。可以通過在流速率監測單元33中根據(TH_Deg-N_Tx_DATA_N_Tx_OAM)計算補償短缺的幀數目，來執行發送周期的計算。然而，如圖6所示，可以藉助事先確定的幀的數目短缺，來適當地確定相應的發送周期。由於通信設備B不具有與ME相關聯的監測點，也使數據幀和OAM幀通過。通信設備C對與ME相關聯的OAM幀的接收幀和接收到的數據幀的數目進行計數。如以上描述顯而易見的，即使當數據幀的流速率較小時根據本實施例的信號劣化監測系統也可以檢測信號劣化。此外，由於使用OAM幀(CCM幀)來檢測號劣化,不必添加新產生單獨幀的功能。此外，由於具有CCM功能的OAM幀的發送周期在OAM功能(如正在進行標準化的MPLS-TP或ITU-T建議Y. 173)中可變的，實現OAM功能的通信設備必須具有改變OAM幀的發送周期的功能塊。
此外，實現OAM功能的通信設備一般還具有對收發幀的數目進行計數的功能塊。因此，執行本發明所需的附加電路僅是用於比較發送幀數目的電路，從而使得能夠在不顯著增加成本的情況下檢測信號劣化。根據本實施例，當用戶的數據幀的流速率較小時，增加CCM幀的發送周期，並且從而即使在該情況下也可以檢測信號劣化。此外，由於將MPLS-TP標準化或建議Y. 1731中規定的幀(0AM幀)用作用於傳輸分組網絡中的維護所需的信息的幀，可以使使用本發明的情況與不對應於本發明的設備形成對照。此外，由於改變OAM幀的發送周期的功能是必要功能，能夠在不添加大量結構元 件(如電路)的情況下將本發明應用於現有技術的通信設備。此外，由於通過根據本地站的通信設備所發送的數據幀的數目進行測量來測量信號劣化，即使在經由多個通信設備間監測路徑的情況下，也通過僅添加最低要求量的OAM幀來測量信號劣化，並且可以減小對其他路徑的影響。工業實用性如上所述，根據本發明的通信設備，當用戶的數據幀的流速率較小時增加OAM幀(CCM幀)的發送周期，並且從而即使在該情況下也可以檢測信號劣化。附圖標記說明I通信設備11、12 接口卡13分組交換機31發送控制單元320AM控制單元33流速率監測單元41接收控制單元420AM控制單元111、121 發送埠112、122 接收埠113、123幀發送功能單元114、124幀接收功能單元
權利要求
1.一種通信設備，包括接收單元，被配置為經由所連接的分組網絡接收幀；發送單元，被配置為向所述分組網絡發送通過所述接收單元接收到的所述幀以及自身發起的幀；監測單元，被配置為監測所發送的幀的流速率；發送周期設置單元，被配置為在所述幀的所述流速率大於或等於預定閾值時，使自身發起的OAM幀的發送周期是為正常情況設置的預定發送周期；以及發送周期計算單元，被配置為計算能夠補償所發送的幀的數目的短缺的所述OAM幀的發送周期；所述發送周期計算單元被配置為在所述幀的所述流速率小於所述預定閾值時， 使所計算的發送周期為所述自身發起的OAM幀的發送周期。
2.根據權利要求1所述的通信設備，還包括表單元，被配置為包括數據表，在所述數據表中，事先預期的幀的數目的短缺與能夠適當地處理所述幀的數目的短缺的所述OAM幀的發送周期彼此關聯，其中，當計算所述OAM幀的所述發送周期時，參照所述數據表。
3.一種信號劣化監測系統，包括監測單元，被配置為監測發送和接收的幀的流速率；發送周期設置單元，被配置為在所述幀的所述流速率等於或大於預定閾值時，使OAM 幀的發送周期是為正常情況設置的預定發送周期；以及發送周期計算單元，被配置為計算能夠補償所發送的幀的數目的短缺的所述OAM幀的發送周期；並且在所述幀的所述流速率小於所述預定閾值時，使所計算的發送周期為所述 OAM幀的所述發送周期。
4.一種信號劣化監測方法，包括監測發送和接收的幀的流速率；在所述幀的所述流速率大於或等於預定閾值時，使OAM幀的發送周期是為正常情況設置的預定發送周期；以及計算能夠補償所發送的幀的數目的短缺的所述OAM幀的發送周期；並且在所述幀的所述流速率小於所述預定閾值時，使所計算的發送周期為所述OAM幀的所述發送周期。
全文摘要
一種通信設備，包括接收單元，被配置為經由所連接的分組網絡接收幀；發送單元，被配置為向所述分組網絡發送接收到的幀以及自身發起的幀；監測單元，被配置為監測所發送的幀的流速率；發送周期設置單元，被配置為在所述幀的所述流速率大於或等於預定閾值時使自身發起的OAM幀的發送周期為針對正常情況設置的預定發送周期；以及發送周期計算單元，被配置為計算能夠補償所發送的幀的數目短缺的所述OAM幀的發送周期；所述發送周期計算單元被配置為在所述幀的所述流速率小於所述預定閾值時使所計算的發送周期為所述自身發起的OAM幀的發送周期。
文檔編號H04L1/00GK103026651SQ20118003660
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月22日 優先權日2010年7月30日
發明者岡崎浩平, 櫻井曉 申請人:日本電氣株式會社