专利名称：：用于故障恢复的网络转接的制作方法
技术领域：
：本发明涉及网络中用于恢复转换故障的自动保护转换系统和方法。
背景技术：
：现今用于从源向目标发送数据的通讯系统通常是处理许多不同类型用户服务的高速、高容量系统。这样的系统的一种实例就是用于电话话务或其他数据交换的光纤网络。这些先进的网络可以在给定的时间传输大量的信息。这种网络通常由与网络上向期望目的地传送信息的节点相连的链路组成。在现今配置的电信网络中，经常发生故障，并且有时伴随着严重的后果。对公共交换电话网络(PSTN)中故障的分析显示出人为过失、自然力、设备故障和过载是故障的主要原因。对于故障影响可以通过特殊故障的发生次数、故障持续时间、用户数目以及故障期间受影响的用户分钟数(用户分钟定义为故障时间乘以受影响的用户数目)来衡量。在1992四月到1994三月期间由于电缆断裂或电缆部件故障所影响的用户平均数目在216,690，耗费了2,643百万用户分钟。同样，由于设备故障所影响到的用户平均数目在1,836,910，耗费了3,544.3百万用户分钟。电缆断裂和设备故障大约占那期间网络中所发生的故障数的半数。近来对光纤网络恢复技术的关心正越来越多，这是因为光纤传输系统是基于电缆的技术，这种技术很容易频繁损坏。而且，由于在商业网络中的引入了波分多路复用器(WDM)，每根光纤可以承载巨大的通信量，并且这样的故障就会潜在地影响大量用户，引起对网络的破坏性影响。商业上可获得的光纤传输系统现今可以在每根光纤中使用2.5Gb/秒/信道，并且每根光纤可以有最大为64个信道。这种传输可以潜在达到160Gb/秒/光纤。考虑到每根电缆平均载有96根光纤，这样电缆断裂就会导致大约15Tb/秒的损失。这将依次转换为240百万话路的损失。这些数字在将来使用≥400光纤/电缆而每根光纤具有80个(可能更多)192(10Gb/秒)数据率的信道的网络中潜在地变得更大。这样，当WDM传输基础结构成为现实时，提前对可靠性问题进行研究和解决是必不可少的。最普遍的通讯故障形式是埋入的电信电缆的意外断裂。而架空断裂也受这个问题的困扰，但其频率不同于埋入的电缆。光纤断裂可能是由于，除其他原因外，尤其是建筑施工、闪电、啮齿动物破坏、火灾、火车出轨、破坏行为、撞车和人为过失。地下电信电缆那么容易发生故障的一个主要原因是它们是埋设在与其他公用传输媒体(水、煤气管、电视电缆等)的公共用地相同的用地中。因此，当一种公用事业公司工作人员试图对他们的传输媒体操作时，他们也经常会影响到其它埋设的传输媒体。严重影响网络运行的光纤断裂实例可以通过光纤光网络短暂的历史中发现。特别是在二十世纪80年代，当所有主要的电信公司将大多数电缆铺设在地下时，几乎每天都会发生电缆断裂。最具破坏性的电缆断裂事件之一发生在1987年，当时作为主要中枢承载设备(设备术语定义为用来传输光信号的光纤系统)的12光纤光波电缆被切断。由于这次断裂，估计有100,000连接立刻丢失。手工恢复物理上不同路线上的部分容量花费了几个小时，并且这次故障让电话公司损失了几百万美元。用于链路故障(和平面拓扑网络中节点故障类似)的故障恢复系统也在上述美国申请号09/331,437中提及。设备故障，即使不如电缆断裂频繁，也能引起对网络的毁灭性破坏。术语设备包含任何从发射机、接收机、简单网络转换器以及所有其他网络节点中的周边设备(例如保护转换器、电源设备、网络管理设备等)直到中央局的设备。通常，设备故障比电缆断裂所影响的用户多很多，因为所有通过故障节点的连接都会丢失。设备故障可以是因为自然现象(地震、洪水、火灾)、人为过失和硬件老化引起。著名的对网络有破坏性影响的设备故障包括1988年毁坏IllinoisBell’sHinsdale交换局的火灾、1987年毁坏N.Y.Telephone’sBrunswick交换局的火灾以及1987年AT&T在Dallas的交换计算机故障。1988年Illinois火灾被认为是美国历史上最严重的电信故障，因为它在1年中最繁忙的日子之一(母亲节)发生，并且花费了超过1个月的时间才完全修复。这3次故障让电话公司由于故障期间给用户带来的损失而在商业上花费了几百万美元，并且更为严重的是让用户对公司的服务丧失了信心。对这些网络的管理是非常重要的，但也是很困难的问题。即使故障是无法避免的，但迅速监测、识别和恢复故障可以让网络高可靠性地运作，使其变得稳健，并且最终会增加其所提供的服务的置信水平。特别是故障恢复是当今电信网络成功发展的关键环节。长期未被注意的网络故障会在提供服务的公司和其用户中引起有形和无形的损失。长期故障可能引起大量的企业收入和资产的损失，并且严重影响所提供的服务，并且因而损害了公司的可信度和声誉。长期故障在1992年受到高度重视，当时规定任何导致50,000或更多用户超过30分钟话务中断的故障必须向FCCI报告。然而长期故障虽然特别有危害的，但即使是短期故障也会引起麻烦。这不仅归咎于故障时间对经济的影响，也因为现今网络中所提供的服务的重要性。鉴于在从前的电话网络中故障意味着电话呼叫者必须挂起电话并稍后再次尝试，而现在的故障可能就具有破坏性的影响。这样，现在的趋势是为了提供更多实际上不间断的网络。故障恢复定义为如果发生影响通讯的故障状态，就在故障发生时，通过在不同的设备上重新选择路由来重建通讯连续性的处理。网络定义为生存力强，就是说如果发生故障状态具有故障恢复能力。网络的生命力由能够经受住网络转换设备故障的网络能力部分决定。为了让网络具有生存力，其必须使用允许重新选择路由来绕开故障状态的拓扑结构。提供一种能对转换故障进行校正使得原来通过故障转换发送的信息可以妥善地从源处传输到其目的地的网络故障恢复系统和方法是很有益的。而让故障恢复系统和方法应用在任何类型的网络拓扑结构(平面和非平面拓扑结构)将具有更多益处。
发明内容提供一种对在含有两个或更多由链路连接的节点的网络中的节点之一的中央切换机制中发生的故障，通过在网络中对每个节点提供至少一个保护转换器，来进行自动恢复系统和方法，其中的保护转换器具有将信息从工作(或正常操作)链路切换到与节点相连的多根保护光纤之一的能力。保护光纤随后通过一个或多个允许信息传输到其目的地的环路组来发送信息。也提供存储映像数据的存储器，该存储器包含的数据用来响应于给定传输的输入链路和传输输出链路的标识指示每个保护转换器选择适合的保持光纤。如果故障发生在中央转换器，那么保护转换器将把传输从工作光纤改道到确定的保护光纤。同时系统中也包括了检测中央转换器是否发生问题的故障检测器。该系统和方法同时应用于平面和非平面网络。对于非平面网络，保护环路和环路组使用包括有确定保护环路中回溯的可定向环路双重保护技术(OrientableCycleDoubleCovertechnique)来产生。所有查找表的映像数据可以先于网络运作计算，并且一旦存储映像数据，在不需要对整个网络进行中央路由控制的转换故障的情况下，每个节点的保护转换器会以分布方式自动回应。节点内部的保护光纤以信息能以双向方式通过其他链路端口的方法相连。映像数据随后确定哪个与环路组相关的保护光纤将接收传输，以便其能最终通过到输出链路。本发明的其他目标、特性和优点将通过结合说明发明实施例的附图的详细描述而变得更加清楚，其中，图1A示出具有7个网络节点的平面网络；图1B示出具有4个双向连接链路的网络节点；图2A示出表示平面拓扑网络的平面图；图2B示出产生每个网络节点查找表的步骤的流程图；图3A示出网络节点保护环路的实例；图3B示出环路组的实例；图4示出具有两个合并的双向环路组节点；图5示出由两个环路组互连产生的一个合并双向环路组的实例；图6示出具有故障转换的节点图例；图7示出2×5保护转换器的图例；图8示出5×2保护转换器的图例；图9示出节点中使用的检测系统的实例；图10示出可定向环路双重保护(OCDC)技术的步骤流程图；图11示出应用在网络中的OCDC技术的操作实例；图12A示出应用在网络中的OCDC技术的第二操作实例；图12B示出应用在网络中的OCDC技术的第三操作实例；图13示出10个节点的非平面网络以及用于节点2和4的保护环路和环路组；图14示出指示节点2和4中的保护转换器是如何与图13的实例相连的表；图15示出图13的实例中节点2的查找表的实例；和图16示出4个环路组网络的查找表实例。具体实施例方式用于节点故障的自动保护转换(“APS”)需要从网络节点的任何故障中迅速恢复。网络节点是任意含有转换设备(包括保护转换器)并与一个或更多链路以及可能与终端用户设备相连的站点，其目的是为了在经过的相继链路和各中间节点的终端用户之间创建数据链路。链路可以由一个或多个用于传输数据(包括任意形式的信息)的数据管道组成。在本较佳实施例中，光纤将描述为管道，使得一条链路将由在相对方向上载有话务量的光纤对组成。节点中的中央转换器在本实施例中最好是光转换器。网络含有以特定配置的由链路选择性连接在一起的两个或以上的节点。在本较佳实施例中，网络中每条链路含有许多光纤，每根光纤沿链路长度的单一方向承载数据。光纤可以由任意传统类型的传输链路或数据管道来代替。每根光纤通过终止连接和/或终止到网络中的其他设备，例如光纤放大器，定向为在单一方向定向上承载数据。当节点中的转换光纤损坏或禁止，并且数据不能通过节点时，就发生节点故障。在本发明的APS中，节点故障可通过将信号从正常承载数据的工作光纤改道到所选择的保护光纤来避免，如果需要可在每条网络链路端点的节点中使用保护转换器，就可使保护光纤可用于承载数据。当在网络中检测到故障时，就可以立刻激活保护转换器。本发明使用冗余(保护光纤)来改善数据传输网络的可靠性能。转换器由节点中的监测系统进行监测，并且如果检测到故障，就用转换器将数据转换到所选中的保护光纤上。通常，检测故障和转换到保护光纤的时间数量级为几十毫秒，例如60毫秒。保护转换在各个转换节点执行而不要中央管理器的指令，并且因而APS处理是分布式和自主的。上述节点故障是指节点中的中央转换故障，因此没有信息可以通过转换器来处理。自动保护系统的目的是用快速有效方式来确定建立可以回避故障节点的有效数据路径。通常使用故障转换器的数据信号被改道到由保护光纤组成的路径，直到它们到达故障转换器中节点的另一侧。在那它们重新转换到工作光纤并继续向目的地前进。本发明的ASP处理可以通过自动将信息改道到绕过故障转换器来恢复故障信息流。本发明的系统和方法可以在平面和非平面网络中执行故障恢复。平面图的定义是如果其边可以画出在一个平面，而没有两条边能在除顶点之外的点相交。用于非平面网络的技术也可应用于平面网络。具有节点外部保护光纤的平面网络的描述首先从描述下述一般网络开始。图1A示出具有7个网络节点和随同每根双向工作光纤的双向保护光纤的平面网络。网络节点101、103、105、107、109、111和113如节点间的实线箭头所示由工作光纤有选择地连接。箭头表示数据的流向。在工作光纤115中，数据从网络节点107流向网络节点101，而在工作光纤117中，数据从网络节点101反向流动到网络节点107。保护光纤在网络中用虚线箭头表示。箭头也表示数据流过光纤的方向。例如，如果需要，保护光纤119将从网络节点101传输数据到网络节点107。另外，保护光纤121将从网络节点107传输数据到网络节点101。如网络100中所示，在两个网络节点之间的每条链路含有在相反方向上运作的两条工作光纤和在相反方向上运作的两条保护光纤。一条链路也可能含有附加的多对工作光纤和保护光纤。系统100中同时示出的有终端用户源S1123和对应的终端用户目的地D1125。网络100中源和目的地之间的数据路径在没有任何链路或节点故障下由实线箭头127和129所示工作。网络节点101中源S1123的数据流经工作光纤127、网络节点105、工作光纤129到达网络节点111中的目的地D1125。系统100中示出从源S2131到目的地D2133的第二传输路径。数据传输路径从网络节点111的源S2131流经工作光纤135到节点105到工作光纤137到达网络节点101中的目的地D2133。图1B示出具有保护光纤通过4条链路与网络中其他的网络节点相连的网络节点99。每条链路包括一对相反方向上传输数据的工作光纤。这些工作光纤与图1B中没有示出的其他网络节点和以相反方向传输数据的保护光纤对相连。参照图1B，链路85包括工作光纤对1、3和保护光纤对17、19。链路87包括工作光纤对5、7和保护光纤对21、23。链路89包括工作光纤对9、11和保护光纤对25、27。链路91包括工作光纤对13、15和保护光纤对29、31。这些保护光纤对也与图1B中没有示出的其他网络节点相连。在每条链路中，每个在相反方向上传输数据的工作和保护光纤对在保护转换器处终止。在图1B中，链路85中的工作光纤1和保护光纤对17在保护转换器33处终止，链路85中的工作光纤3和保护光纤对19在保护转换器35处终止，链路87中的工作光纤5和保护光纤对21在保护转换器37处终止，链路87中的工作光纤7和保护光纤对23在保护转换器39处终止，链路89中的工作光纤9和保护光纤对25在保护转换器41处终止，链路89中的工作光纤11和保护光纤对27在保护转换器43处终止，链路91中的工作光纤13和保护光纤对29在保护转换器45处终止，链路91中的工作光纤15和保护光纤对31在保护转换器47处终止。所有这些工作和保护光纤对也在与网络节点99相连但没有在图1B中示出的其他网络节点的保护转换器处终止。在光纤网络的较佳实施例中，保护转换器是光机械转换器，但也可根据保护的网络类型使用任意类型的传统转换设备。如图1B中保护转换器位置所示的网络中正常无故障工作的保护转换器状态定义为BAR状态。当检测到故障，如下所述，某些保护转换器进行相应地重新配置。网络节点99也含有将信息从其入口发送到出口的中央转换器49。在光纤网络的较佳实施例中，中央转换器49可以用光转换器实现，如Iqbal等人在政府微电子电路应用会议(GOMAC)’94，SanDiego，CA，1994.11提出“用于多波长可重新排列光纤网络的高性能光纤转换器”(“HighPerformanceOpticalSwitchesforMultiwavelengthRearrangeableOpticalNetwork”)中所描述的实例(在这里通过引用而加入)。也可是根据保护的网络类型而使用任意类型的传统转换设备。当网络在没有故障的情况下工作时，工作光纤通过保护转换器和工作互连光纤与中央转换器49相连。工作光纤1通过保护转换器33和工作互连光纤51与中央转换器49相连。工作光纤3通过保护转换器35和互连光纤53与中央转换器49相连。工作光纤5通过保护转换器37和互连光纤55与中央转换器49相连。工作光纤7通过保护转换器39和互连光纤57与中央转换器49相连。工作光纤9通过保护转换器41和互连光纤59与中央转换器49相连。工作光纤11通过保护转换器43和互连光纤61与中央转换器49相连。工作光纤13通过保护转换器45和互连光纤63与中央转换器49相连。工作光纤15通过保护转换器47和互连光纤65与中央转换器49相连。保护光纤通过保护转换器和保护互连光纤在它们自身之间互连。例如，保护光纤17通过保护转换器33、保护互连光纤67和保护转换器47与保护光纤31相连。保护光纤19通过保护转换器35、保护转换器37和保护互连光纤69与保护光纤21相连。保护光纤23通过保护转换器39、保护转换器41和保护互连光纤71与保护光纤25相连。保护光纤27通过保护转换器43、保护转换器45和保护互连光纤73与保护光纤29相连。保护互连光纤92、93、94和95分别与节点公共侧上的保护转换器互连。发送器81和接收器83通过访问光纤77和75分别与中央转换器49相连。如果需要，也可连接其他终端用户设备。在网络中，保护光纤组成许多保护环路。保护环路是单向光纤闭合环路。每根保护光纤是自动保护转换系统中某一且仅是某一环路的部分。保护环路不含有在相同链路中指向相反方向的两根保护光纤，除非保护环路包括网桥。保护环路由保护光纤和保护互连光纤组成，并且先于网络激活而预先决定并建立。在网络中节点故障情况下必须用保护光纤来重定向数据的集中判定处理就不需要了。这就允许对节点故障进行快速、直接地保护。当网络节点通过单一链路与网络中剩余部分连接时就出现网桥。而且，当链路是网络别的未连接部分之间唯一连接点时也会出现网桥。如果网桥切断，网络就分成两个不相连的部分，并且如果不恢复链路就不可能在这两个部分之间传输数据，因为无替代路径可供使用。保护环路，用于保护网络避免链路和节点故障，通过用表示网络节点的顶点和表示网络中保护光纤的有向边将网络模拟为有向图来预先决定。本发明的一个实施例具有平面拓扑结构的网络，因此其对应的图也是平面的。图是平面的定义是如果其边可以在平面上绘制，而没有两条边能在除顶点之外的其他点相交。当这样绘制时，图就称为平面图。图2A所示为具有经计算的有向环路的平面拓扑网络的平面图表示。代表网络节点201、203、205、207、209、211、213、215、217、219和221的顶点在图2A中由黑点示出。有向环路223、225、227和229以相同的方式在平面图内面中进行方向取向，例如逆时针。平面图的内面是指三条或以上的边连在一起所形成的闭合空间的内侧。在相反方向取向的有向环路231，在本实例中是顺时针，环绕平面图的外侧(外面)放置。在网络的有向图表示中计算合适的有向环路后，网络中的保护转换器与保护互连光纤互连，因此所得的保护光纤有向闭合路径与平面情况的相应有向图中存在的有向环路相对应。例如，图2A中的有向边233、235、237和239形成有向环路223。有向边233、235、237和239与相应网络中的保护光纤相对应。网络节点211(在相应的图中模拟为顶点211)中终止保护光纤233的保护转换器与同在网络节点211中的终止保护光纤235的保护转换器互连。这种互连由保护互连光纤构成。类似地，这种互连在用于终止网络节点205中的保护光纤235和237的保护转换器处、用于终止网络节点201中的保护光纤237和239的保护转换器处和用于终止网络节点209中的保护光纤239和233的保护转换器处构成，所有这些创建了保护环路223。这种用于平面拓扑结构的自动保护转换系统的配置达到了在不同保护环路中用于两个网络节点之间的每条链路都具有两条相反方向取向的保护光纤的条件，除非预先定有网桥。它也达到了每条保护光纤在某一并且仅在某一保护环路中出现的条件。顶点203和221(表示网络节点)附着在网桥链路上，因为它们仅通过一条链路与图(代表网络)的剩余部分相连。如果将相对应的网络节点203与网络节点205相连的链路被切断，就不可能在没有修复有故障的链路情况下在保护环路中传送必要的信息。如果网络中发生网桥链路故障，也没有对网桥链路合适的保护。网桥另一侧的网络节点就只能从网桥链路自身接收数据。因而，在设计网络时为了通过使用保护环路来最大限度地增加工作保护，就应该尽可能减少网桥链路的数量。如果网络拓扑在最初网络活动后通过增加或删除网络节点或链路来进行修改，保护环路就可以很容易地重新计算来给予整个网络完善的保护。这种避免平面拓扑结构中节点故障的保护在上述美国申请号09/331,437中也提及过。上述的讨论集中在平面拓扑网络；然而，本发明技术同样也能延伸用于非平面拓扑网络。非平面无桥图具有可定向环路双重保护，也就是说网络中的每条双向边恰好会在两个有向环路中出现，每个方向上有一条。对应于网络(任意拓扑结构)的图具有对应于网络中保护光纤的双向边。每条双向边由相反方向上的一对有向边组成。这样这些边就可以分给有向环路，以便每条有向边正好出现在一个有向环路中，并且单一双向边的两个方向不在同一有向环中出现。因而，具有先前所定义特性的保护环路也总能在非平面拓扑网络中建立。在非平面图中的有向环路可以通过结合下面图10中描述的检查和确信在上述有向环路上施加的约束得到遵从的技术和应用传统的称为回溯的算法(也称为分支定界算法)来确定。回溯已为本领域中技术人员熟知。(参考例如T.C.Hu的组合算法，第四章节，138-161页，AddisonWesleyPublishingCompany，1982；在这里作为通过引用加入)。然而回溯在计算上是复杂的，保护环路可以在网络实际使用之前确定，以便不用涉及大量计算时间。其他确定有向环路的传统方法也能使用。网络节点和链路的网络配置可以通过使用本领域熟知的平面测试来测试确定网络是否是平面拓扑结构。(参照例如AlanGibbons的算法图论，85-93页，剑桥大学出版，1985；在这里通过引用而加入)。一旦确定网络是否是平面拓扑，用于特定网络类型的保护环路就可以在网络中建立和实施。本发明的自动保护转换系统避免了网络中的转换故障。在光纤网络的较佳实施例中，中央转换器是光转换器。其也可以是依据保护的网络类型的任意类型的传统转换设备。为了达到对非平面网络中央转换器的保护，如图1B所示的网络节点中的保护转换器进行了修改。本发明的转换故障恢复方法可以在平面和非平面拓扑结构中应用。非平面恢复的方法学也适用于平面拓扑。对比平面情况中每次仅有一条(优先)双向节点连接能恢复，对非平面方法可以使用更大的保护转换器来形成能有超过一条的双向节点连接通过故障网络转换器的恢复。同时能恢复的节点连接实际数字取决于优先节点连接和通过故障转换器的剩余节点连接的输入链路、输出链路对。非平面技术网络中的网络转换器的恢复包括至少对一条通过故障网络转换器的优先双向节点连接的恢复。图2B根据本发明的转换故障恢复技术步骤的流程图。步骤253是通过使用传统技术(例如上述技术)来识别网络拓扑是平面还是非平面。步骤253随后判定网络是否是非平面结构。如果是非平面，处理在步骤257继续。如果网络是平面，技术就在步骤255继续。步骤255(平面网络)识别保护环路作为具有嵌入网络节点的平面中各个面。这种方法在图2和其对应文中有讨论。步骤257(非平面网络)使用回溯技术识别保护环路。这种方法在下图10和其对应文中有详细介绍。随后步骤259找出了如图10和其对应文所述的用于网络中每个节点的环路组。下面将对环路组进行更详细的描述。步骤261确定互连来在每个网络节点中在保护互连光纤之间建立每个环路组。环路组通过与保护转换器相连的保护互连光纤进行互连。步骤263随后创建对应于环路组互连的所有网络节点保护转换设定(将使用哪个互连保护光纤)表。这就通过互连保护光纤和外部环路组创建了合并的环路组。步骤265生成所有网络节点的查找表，该表具有通过每个节点所有优先连接的保护转换设定。优先连接是从输入链路到输出链路中具有最高恢复优先级的连接。每个保护转换器将具有多个互连保护光纤，并且将依据对应于当前恢复优先连接的查找表中的记录为每个保护转换器选出一根保护光纤。环路组将详细进行描述。图3示出用度数Δ表示的网络节点保护环路的实例。度数表示进入转换节点的链路数。节点可以是平面或非平面网络的一部分。所示的网络节点301具有部分地用与该节点相连的链路所定义的多个保护环路。示出了保护环路C1303，C2305和到CΔ308为止的附加保护环路。也示出了保护环路Cm和Cm-1。示出的每条边(或链路对)组成有向对。Pe+表示传输入节点的信息，而Pe-表示向节点外传输的信息。图3A示出不同的有向链路Pe1+307和Pe1-309，313、Pem+315、Pem-317和Pem+1319。图3B示出节点301的保护环路组成的环路组实例。如果每个保护链路的边对如图3B所示互连，就会创建一个或多个环路组。每个新环路的边属于同一环路组。这样，如果保护环路C1m-303…Cm-1的边构成由标签333所示的一个环路组，该环路组的边将形成允许消息通过每个与该特定环路组中节点附着的保护链路进行传输的保护环路。从环路组CGi中的边集合中，两对边被标记为CGi的末端链路。这两对边可以是环路组CGi中任意的边对。例如，对于标签333表示的环路组1，末端链路可以由Pe1307、309和Pem+1319确定。另一个实例是对于环路组i，末端链路可以定义为Pe2311和Pem315、317。当两个或以上的环路组与节点连结在一起时，形成并合环路组。图4示出具有由6个独立环路组互连得到的双向并合环路组的节点。图4示出节点400、以及位于节点400和环路组1(CG1)403、环路组2(CG2)405、环路组3(CG3)407、环路组4(CG4)409、环路组5(CG5)411和环路组6(CG6)413内侧的中央转换器401。虚线箭头指出位于节点中的互连保护光纤。和外部连接一起与所选环路组相连的内部实点互连保护光纤包括并合环路组1。和某一外侧线一起与所选环路组相连的内部细点保护光纤表示并合环路组2。图例415描述了图中所示的箭头。通过转换器401的工作(正常)互连没有在图中示出。并合环路组1可以通过节点400的输入/输出端口来追踪经过每个环路组的轨迹。已示出每个环路组的末端链路，这样数据可以从节点400发送入或发送出。示出作为实例的CG1403的末端链路417。如果正常处理输入/输出端口之间的传输话务的中央转换器401由于什么原因不能工作，传输就可以转换到并合环路组中的一个上。例如，如果传输进入输入端口419，并且传输转换到并合环路组1，随后，传输如图所示将通过其他环路组改道绕过故障中央转换器，直到其到达它的目的地。如果需要到达替换的定向端口，传输可以改道到并合环路组2，该环路组同样将传输绕过节点端口和环路组而发送到达其目的地。为了改变传输方向(例如将从CG5到CG4的传输重新定向为从CG5到CG6的传输)，传输同样可以在保护转换器处的环路组之间转换。图5示出从两个环路组互连得到的并合环路组实例。图5示出节点500、正常在节点输入/输出端口之间转换消息的中央转换器501，与节点500的输入/输出端口相连的环路组503和也与节点500的部分输入/输出端口相连的环路组505。图例507示出并合环路组1由节点中的粗点虚线保护光纤和节点500外部保护线路环路组来表示。并合环路组2由节点中的粗实线保护光纤和节点外部保护线路环路组来表示。围绕并合环路组1的传输历程将依照下面当从输入/输出(保护)端口508开始直到到达其目的地时，当转换器801发生故障时从保护互连光纤509、环路组2、保护光纤511、保护互连光纤513和到最终的环路组1保护光纤515的路径进行。每个保护环路(回到一个节点不超过1次的基本环路)都属于很多与每个节点相关的环路组(更大的环路)。如果故障节点连接的开始和结束链路属于同一环路组，就通过横越过环路组直到到达故障的另一侧来实现恢复。如果节点连接的开始和结束链路属于不同的环路组，可以通过穿越很多互连环路组(并合环路组)直到到达输出节点连接链路来实现恢复。不同环路组的穿越可以使用绕过含有故障转换器的节点的末端链路来实现。图6示出具有故障转换器的节点601的实例。如果中央转换器603没有故障，并且具有输入给I/O(保护)端口609处节点的需要发送到I/O(保护)端口631的消息，那么消息将通过具有定向向I/O端口631传输的转换器603进行传输。这个传输轨迹由线605表示。与节点601相连的许多节点随同它们对应的输入输出链路一起示出。如果I/O端口607处的传输沿环路组在节点外发送，传输将返回到部端口613。相对应地，如果传输向端口611外传送，传输将返回到端口609。在转换器603故障的情况下，为了将传输发送到预定接收方，传输必须在并合保护环路组上重定向。在这个实例中，在保护I/O转换器在合并环路组上发送完信号之后，传输将从端口609发送到端口615。其随后将在环路组641上的节点外侧传输。传输将在端口627接收，并且其将沿内部保护光纤643传输到端口627。传输将发送给环路组645来返回到端口625。从端口625，传输将发送到作为传输预定接收端口的端口631。信号随后可以发送到其传输路径中的下一个节点。这样即使中央节点转换器不能工作，传输不用通过重新计算路径就可以改道到目的链路。环路组可以在平面和非平面中存在，并且这种技术适用于所有类型的网络配置。其他可以依据要传输的消息的开始和结束以及方向来用作并合环路组部件的保护转换器和端口在图6中示出(包括端口639、633、635、637、617、619、623和629)。节点故障的故障保护包括恢复一个使用故障转换器的优先(双向)节点连接。图7示出当保护节点所有转换器免于故障时，用来实现不同环路组必要互连的2×5保护转换器701的图。标号702表示转换器的类型。2×5保护转换器701包括工作光纤输入703、工作光纤输出705、保护光纤输入707和4根保护光纤输出709、711、713和715。图例715示出工作光纤用实线表示，而保护光纤用虚线表示。图8示出当保护节点所有转换器免于故障时，用来实现不同环路组必要互连的5×2保护转换器701的图。标号732表示转换器的类型。5×2转换器731包括工作光纤输出733、工作光纤输入735、保护光纤输出737和4根保护光纤输入739、741、743和745。图8中保护转换器的端口Pp1715(输入/输出)是配置用来与相同转换节点中另一链路的保护转换器的另一Pp1端口(输出/输入)相连。图7中的保护转换器的端口Pp2713(输出)是指定为用于与相同转换节点中同一链路(反向)的保护转换器的端口Pp2(输入)相连。图7中保护转换器的端口Pp3711和Pp4709(输出)是指定为用于与相同转换节点中的另一链路的保护转换器的端口Pp3和Pp4(输入)相连。在正常的运行期间，工作端口输入Pwi703与工作端口输出Pwo705相连，并且保护端口Pp1(输出)与端口Pp1(输入)相连。包括端口Pp1715和745以某种方式连接在一起，以创建出一簇保护环路。这些最好预先在网络运行前计算好。链路和网络转换器故障恢复都需要保护端口Pp1。附加端口(Pp2、Pp3和Pp4)仅需要来保护网络转换器免于故障(Pp2是平面拓扑转换器故障需要的，而Pp3和Pp4是非平面拓扑网络中的转换器故障所需要的)。图9示出节点中能够用来自动检测和修正网络转换器故障的检测和恢复系统实例。系统安置在允许分布自动恢复的节点中。图9示出的节点901中包括有保护转换器903、转换控制器905、光转换器907、检测控制器909、APLS控制911、查找表913、工作光纤输入915、保护光纤输出917和工作光纤输出919。节点901可以是例如5×2转换器或任何其他需要的配置。是检测控制器909的一部分或与其相连的检测器(例如光电二极管)与每个网络转换端口输出连接。如果网络转换器发生故障，至少在通过该转换器的光网络的较佳实施例中有一条光路径将起作用，并且有一个检测器将检测到信号状态的丢失。因此，检测器909将故障告知本地APLS控制器，并且本地控制器将向受影响的网络节点中的所有保护转换器发出合适的恢复指令。为了在网络转换故障之后恢复对信号的恢复，本地APLS控制器911发送指令。指令最好包括以下指令清除(C)这条指令清除LP、ASP和MSP指令并允许转换器回复到其缺省状态；保护锁定(LP)这条命令阻止转换进行任何对保护光纤的操作；自动转换到保护(ASP)这条指令自动从工作状态转换到保护光纤直到预先发出LP指令。对于保护转换器，这意味着从端口piw转换到端口pop和从端口pip转换到端口pow；自动转换到工作(ASW)这条指令自动从保护光纤转换到工作光纤；手控转换到保护(MSP)这一指令手控从工作状态光纤到保护光纤；手控转换到工作(MSW)这条指令手控从保护光纤转换到工作光纤。指令也最好包括下述指令(1)ASP2-自动转换到保护2将保护光纤从缺省设定(端口Pp2输出/输入分别与端口Pp2输入/输出相连)转换到端口p2；(2)ASP3-自动转换到保护3将保护光纤从缺省设定(端口Pp3输出/输入分别与端口Pp3输入/输出相连)转换到端口p3；(1)ASP4-自动转换到保护4将保护光纤从缺省设定(端口Pp4输出/输入分别与端口Pp4输入/输出相连)转换到端口p4。指令ASP3和ASP4仅用于在非平面拓扑网络中的转换故障恢复。在非平面拓扑网络中，当由检测控制器909告知保护转换器关于网络转换故障，中止优先节点连接的保护转换器(例如903)接收到指令ASP，并用选中的保护光纤互连工作光纤。告知故障节点处其余的保护转换器将从它们的缺省状态(端口Ppi输出/输入分别与端口Ppi输入/输出相连)转换到保护端口Pp1(输入/输出)与端口Pp2、Pp3或Pp4(输出/输入)相连的状态(通过指令ASP2、ASP3或ASP4)。依据优先节点连接链路的位置，本地控制器使用查找表913来确定受影响网络节点中每个保护转换器的设定，并发送合适的指令。查找表913的列表示与网络节点相关的所有保护转换器，而行表示所有可能通过该节点的节点连接。表中的记录是对每个可能节点连接的保护转换器设定。这样，在发生故障之后，本地控制器911读取特定优先级的节点连接的行，并向对应的保护转换器发送合适的指令。在所有保护转换器对于优先节点连接上的信号转换到合适的设定之后，从工作光纤到保护光纤的转换确保信号不会进入故障转换器中。信号会保留在保护光纤上，直到它们到达受影响的网络节点的另一侧，并且随后将信号转换回到工作光纤。这样，如在平面网络中的情况一样，网络中其他转换器就不需要响应转换器故障进行重置。有两种不同的情况与优先节点连接相关。当优先节点连接的输入和输出链路都属于同一环路组时，具有故障转换器的网络节点中的环路相关的其余保护转换器将从它们的缺省状态(端口Pp输出/输入分别与端口Pp输入/输出相连)转换到保护端口Pp(输入/输出)与端口Pp2(输出/输入)相连的状态(通过指令ASP2)。因为与不包含在优先节点连接中的链路相关的保护转换器从端口Pp(输入/输出)转换到端口Pp2(输出/输入)，如果载有优先节点连接的保护环路偶然再次进入故障网络节点，它将通过端口Pp2绕过。因为优先链路属于同一环路组，在优先节点连接上的信号将使用环路组的保护光纤总是进入优先链路，并随后经过横跨部分或所有环路组继续其路径来回复到工作光纤上，如同从来没有发生过故障。当优先节点连接的输入和输出链路属于不同环路时，所有的保护转换器将从它们的缺省状态(端口Pp1输出/输入分别与的端口Pp输入/输出相连)转换到保护端口Pp(输入/输出)与端口Pp2、Pp3或Pp4(输出/输入通过指令ASP2、ASP3或ASP4)相连的状态。与优先链路相同的环路组相关的保护转换器将转换到端口Pp2。如果载有优先信号的保护环路偶然再次进入故障网络节点，它将通过端口Pp2绕过。同样地，与不同环路组的末端链路相关的保护转换器将转换到端口Pp3或Pp4(依据查找表)来形成并合环路组。随后信号可以从某一环路组传送到另一环路组直到其到达与输出优先链路相关的环路组(称为目的环路组)。随后信号将穿过目的环路组，并使用保护光纤进入优先链路，并随后回复到工作光纤继续其路由，就像故障从没有发生。为了填充查找表，首先需要用映射函数来确定优先链路如何映射到它们各自环路组的末端链路。根据确定的末端链路，需要在相应的末端链路之间建立延续路径。该路径将提供给保护转换器网络节点中每个可能的节点连接设置。每个网络节点将具有自身不同的查找表。如果对于特定的连接有多个保护转换器状态的选择，那么某个、一些或全部选择都能进入查找表。可定向环路双重保护(OCDC)技术可以用来在非平面网络中查找保护环路。依据获得的保护环路，另一种技术可以识别与每个网络节点相关的环路组。附加技术可以计算在每个节点的保护转换器之间的互连配置(产生并合环路组)，并获得每个网络节点的查找表记录。图10示出用来确定非平面图的保护环路的可定向环路双重保护(OCDC)技术的步骤流程图。一个图是非平面图，如果其边不能映射在一个平面上，使得没有两条边能相交(在除顶点之外没有公共点)。下面的定义说明了这种技术的应用。(1)定义由网络中所有边组成的边集E(N)(双向)；(2)定义由网络中所有节点组成的节点集V(N)；(3)定义由所有电流环路选中边组成的边集CCCE(N)。这些是用于当前构造的环路的边；(4)定义由所有选中边组成的边集CE(N)。这些边是选中用于其他环路的边。这些边不能用于任何其他环路；(5)定义环路集C。这个集合最终含有包括有可定向环路双重保护的一簇环路；和(6)定义了把选择了多条输出边的所有节点放置在其中的堆栈。在当前环路构造期间，技术需要从其做出的选择回溯的情况下，这些节点将以先进后出的方式从节点中取出。下面是本技术在图10的步骤1001中执行的较佳初始化(1)CCCE(N)＝{}。当前环路的边集为空；(2)CE(N)＝{}。选中边集初始为空；(3)C＝{}。环路集初始为空；(4)E(N)＝所有网络中的边；(5)V(N)＝网络中所有节点；和(6)m＝0。在初始化执行之后，技术在步骤1003继续。在步骤1003中，从集合V(N)中随机选中节点i。随后确保在集合E(N)-CE(N)中有输出边入射到i。如果没有，随机选取另一个节点i，并重复执行这个步骤。另外在该步骤中，设定以下参数开始节点＝先前节点＝当前节点。在步骤1005中，在节点i处从输出边集合选出入射到属于集合(E(N)-CE(N)-CCCE(N))的节点i的输出边(i，j)(边仍然是可供使用，但没有在当前环路中使用)，因此(a)边(i，j)不是本技术的进入节点i的相反方向的边，除非节点i是叶节点(叶节点是通过网桥与网络中其余部分连接的信号节点)，(b)如果在本技术选取边(i，j)之后，仅有两条入射到节点i的边，它们就不在相同链路的反方向上(例如边(i，l)和(l，i))。这说明如果本技术具有从几条输出边的一种选择，它就选择一个使得如果只有两条边保持入射到节点i的话这两条边不是(i，l)和(l，i)对，的那个选择，以及(c)除非边(i，j)和(j，i)构成网桥，否则边(j，i)就不会在当前环路(CCCE(N))的选中集中。如果存在经步骤1007检验的满足步骤1005中(a)-(c)标准的单一输出边，就进入步骤1009。如果存在许多具有步骤1005中标准(a)、(b)和(c)所述特性的边，将节点j放入堆栈中，随机选择一个属于集合E(N)-CE(N)的边，并进入步骤1009。在步骤1009中，下面的参数设定为先前节点＝当前节点，当前节点＝下一节点。同样在节点1009中，选中的边放入集合CCCE(N)中。在步骤1011中，检查当前节点是否等于开始节点(再次到达节点i)。如果步骤1011检验的条件为真，例如使用不是来自于叶节点的边到达开始节点，进入步骤1013。如果步骤1011检验的条件为假，进入步骤1005。如果在步骤1005中确定没有这样的边存在，本技术就在步骤1015中回溯到所存在的满足约束的边的多个选择中的最后一个节点(堆栈顶部节点)。如果在步骤1021的检查中堆栈为空，进入步骤1023。如果堆栈非空，在步骤1019中将节点从堆栈顶部弹出，在节点从集合CCCE(N)中弹出之后，在步骤1017中移除所有先前选择的后续边，并随后返回到步骤1005。如果在步骤1021中检查到堆栈为空(程序已经用完了回溯跟踪机制)，当前环路就被“阻塞”。现在通过执行步骤1023到1033来从集合CCCE(N)中移除所有边。堆栈中取出的最后一个节点定义为“阻塞节点”并且从C中第一环路开始，找出出现阻塞节点的第一环路(环路Ci)。如果在当前环路创建期间堆栈总是为空，找到的没有输出边的节点就定义为阻塞节点。如步骤1025、1027、1029、1031和1033中所示从环路C集合中移去环路Ci。步骤1023中设定参数节点等于先前节点。步骤1025初始化i为0。步骤1027获得环路(i)。步骤1029确定参数节点是否在环路(i)中。如果它在环路(i)中，那么在步骤1031中移去环路(i)。如果它不在环路(i)中，在步骤1033中将i加1，并在步骤1027中获得下一节点。节点必须在先前识别的某个环路中。C中剩余环路相应地重新编号，并且Ci中的边从CE(N)中移除。随后执行函数m＝m-1，将环路计数减去1。本技术随后返回到步骤1003。如果在步骤1011中当前节点等于开始节点，那么本技术在步骤1013继续。步骤1013通过执行下述步骤从没有使用的边列表中删除所形成的环路现在环路m是Cm＝CCCE(N)；m＝m+1；CE(N)＝CE(N)+CCCE(N)；清空堆栈；并将环路加入到环路集合C。在步骤1015中，检查未使用边列表来确定其是否为空。检测如下进行如果CE(N)＝E(N)那么本技术完成；否则，设定CCCE(N)＝{}，并进入步骤1003。如果未使用列表为空，那么本技术完成，并且识别的环路C就是输出。在步骤1005中出现的选择输出边的约束条件(a)、(b)和(c)确保了边的选择不会破坏环路双重保护的特性。步骤1005中的约束条件确保所有边使用在环路分解中，每条边仅用在某一环路中(总从一组未使用的边中选取)，并且边的双向不同时在某一环路中使用，除非边是网桥。而且，为确保附着到环路的网桥加入到这些环路中采用了附加的预防措施，并且也不允许那些仅有双向网桥组成的环路存在。步骤1017的回溯跟踪方法使得如果本技术到达具有任何选择的输出边都会破坏步骤1003约束条件的节点时，允许本技术重新构造当前环路。这个过程如下实现在当前环路构造期间，本技术将具有存在多个不会破坏步骤1005约束条件的输出边的所有节点保存在列表(堆栈)中。在列表的顶部是这种情况发生的最近节点。如果本技术到达具有任何选择的输出边都会破坏约束条件的节点时，它就从列表中将具有多个“可行”输出边选择的最后一个节点取出。本技术就从中选取另一条不会破坏约束条件的边，并从该点建立新的环路。图11示出OCDC技术操作实例。假设由图例1121表示的实线环路C1已经创建。当前环路的建立从节点1104出发，并且CCCE(N)＝(1104，1107)、(1107，1108)、(1108，1105)、(1105，1106)、(1106，1109)、(1109，1108)。在节点1108仅有一条会破坏图10中步骤1005约束条件c的输出边选择(边(1108，1107))。这样，本技术从列表中取出最近一个具有多个可获得选择的节点(节点1105)。在那个节点上本技术选择另一条边(例如(1105、1104))并创建环路C2＝(1104，1107)、(1107、1108)，(1108，1105)、(1105，1104)。最后，图10的步骤1023-1033确定环路是否已经建立但没有获得环路双重保护图，该技术将消除这些环路并重复处理过程来寻求可以作为环路双重保护图的一部分。为了做到这点，本技术尝试识别问题发生的最近节点，例如不能找到输出边选择的最近节点。本技术随后消除使用这个节点的先前环路，并重复处理过程来获得新环路。这与上述的回溯跟踪方法相同，但在这种情况下，技术回溯到先前环路而不是边。这样，本技术就可以遍历所有具有合适特征的环路组合直到其找出构成CDC的一簇环路。图12A示出用于没有叶节点的网络1223的OCDC技术操作实例。假设由图例1221表示的环路C1、C2和C3如图所示已经建立。并且假设第四次运行随机地从节点1201开始。本技术为了不破坏步骤1005的约束条件b选择边(1201，1202)，并且随后是边(1202，1203)(仅有一条输出边)。在节点1203本技术选择边(1203，1204)(仅有一条输出边)，并且在1204为了不破坏步骤1005的约束条件b选择边(1204，1205)。具有节点(1205，1206)和(1206，1201)后，环路就完成了。节点1206放置在堆栈中，因为在两条适合的输出边之间有任选顶。如果本技术另外选择边(1206，1202)，随后就会发现在节点1202没有满足所有约束条件的输出边。本技术随后回溯到节点1206，从CCCE(N)中除去边(1206，1202)，并选择边(1206，1201)。在确定环路C4后，就仅剩下可轻易获得的环路C5＝〔(1201，1205)(1205，1204)(1204，1206)(1206，1202)(1202，1201)〕。得到的环路C1，…，C5构成图12A中的环路双重保护(CDC)图。图12B示出说明需要图10的步骤1023-1033的第二实例。网络1251由14个节点示出。假设环路C1＝〔(4，12)(12，9)(9，6)(6，10)(10，7)(7，2)(2，1)(1，3)(3，13)(13，14)(14，12)(12，11)(11，8)(8，4)〕以及C2＝〔(10，9)(9，12)(12，14)(14，7)(7，1)(1，5)(5，4)(4，8)(8，3)(3，1)(1，2)(2，7)(7，10)〕已经选定。这就有两个环路遵守图10中步骤1005的所有约束条件，而这两个环路的建立迫使边(7，10)和(9，12)在双向上都被使用，并且这就孤立了边(5，6)。在两个不同的环路中没有办法追踪边(5，6)。这样如果图10的步骤1023-1037没有包含在本技术中，环路分解就将最终失败。显而易见，图10的步骤1023-1033需要确定如果所选定的环路在随后的环路分解中发生问题，其还能“回溯”跟踪，即去除某些引起问题的环路并选择其他环路重新进行环路分解。图13示出具有10个节点的完全(非平面)网络实例，也称为K10图1301。图13也示出图1301中出现的21个保护环路1303。这些环路是通过上述的OCDC技术生成。同时也示出对应于节点2的环路组(框1305)以及对应于节点4的环路组(框1307)。节点2的环路组1对应于路径从节点开始和结束的保护环路1、4、11和17的串接。包括有节点2的剩余保护环路在环路组2或环路组3中表现出来。参照框1307，节点4的环路组1包括下面的保护环路2、17、4、11、7、20、18、15和6。在环路组节点之间的路径从确定的保护环路中表现出来。图14示出图13中网络节点2和4中的保护转换器如何互连的表1401实例。表中的记录i表示中断从邻节点i进入节点的链路或离开节点到邻节点i的链路的保护转换器。传统的技术可以用来生成图14。为了在表中生成互连，一种可以应用的技术利用以下定义的条件这些新环路中每个的边属于同一环路组(CG)。这样，如果保护环路C1，…，Ck构成一个环路组CGi，这个环路组的边E(CGi)＝∪i＝1kE(Cj)，其中，E(Cj)表示属于保护环路Cj的边。从环路组CGi的边集开始，两对边表示为CGi的末端链路，{EL(1)i+，EL(1)i-}，和{EL(2)i+，EL(2)i-}。这两对边可以是环路组CGi中的任意边对。加符号(+)表示末端链路的输入边，而减(-)符号表示末端链路的输出边。对于顶点j的同一边的相对方向上的互连产生环路组CG0j，…，CG1j，…，CGN-1j。环路组CG1j末端链路与环路组CG(i-1)modNj和CG(i+1)modNj(其中i＝0，…，N-1并且N表示与顶点相关的环路组总数)的末端链路的合理互连产生两个更大(双向)的互连，定义为顶点j的并合环路组，MCG1j和MCG2j。使用上述定义的条件产生互连的技术是基于下述方法。如果(1)可找到一族环路来覆盖网络以便所有(保护)边正好使用一次，并且在任何有向环路中，(保护)边对没有在双向同时使用，(2)每个找到的环路是基本的，并且(3)环路组i的末端链路与一顶点中的环路组(i+1)modN和(i-1)modN环路组i互连，图中顶点(其中i＝0，…，N-1并且N表示与每个顶点相关的环路组总数)如下所示(每一对{ELi，ELj}表示末端链路ELi与末端链路ELj相连)(3a){EL(1)i+，EL(2)(i-1)modN-}，{EL(2)i-，EL(1)(i+1)modN+}，{EL(2)i+，EL(1)(i+1)modN-}，{EL(1)i-，EL(2)(i-1)modN+}，(3b)情况I与顶点相关的环路组数(N)是偶数(N＝Neven)Fori＝1，3，5，…，Neven-1{EL(1)i-，EL(1)(i-1)modNeven-}，{EL(2)i-，EL(2)(i-1))modNeven+}，{EL(2)i+，EL(2)(i-1)modNeevn-}，{EL(1)i-，EL(1)(i-1)modNeven+}.(3c)情况II与顶点相关的环路组数(N)是奇数(N＝Nodd)Fori＝o{EL(1)i-，EL(2)(i-1)modNodd-}，{EL(2)i-，EL(2)(i-1)modNodd-}，{EL(2)i-，EL(2)(i-1)modNodd-}，{EL(1)i-，EL(2)(i-1)modNodd+}.Fori＝0{EL(1)i-，EL(2)(i-1)modNodd-}，{EL(2)i-，EL(2)(i-1)modNodd-}，{EL(2)i-，EL(2)(i-1)modNodd-}，{EL(1)i-，EL(2)(i-1)modNodd+}.Fori＝1{EL(1)i-，EL(1)(i+1)modNodd-}，{EL(1)i-，EL(1)(i+1)modNodd-}.Fori＞1，i=3，5，…，(Nodd-2){EL(1)i-，EL(1)(i-1)modNodd-}，{EL(2)i-，EL(2)(i-1)modNodd+}，{EL(2)i-，EL(2)(i-1)modNodd-}，(EL(1)i-，EL(1)(i-1)modNodd-}.这种方法也适用于完全网络节点故障的恢复(例如当网络节点中的所有设备发生故障时)。例如这个实例，可以考虑使用逆时针保护环路的平面图。发生度数Δ≥2的节点的完全故障。当发生完全故障时，与该节点相关的所有边也出故障。假设边(l，m)在优先路径上，在发生故障之后，邻近节点的保护转换器现在将互连工作光纤和保护光纤。APLS协议将具有与先前相同的影响，即每个保护环路在邻近故障节点的节点处断开，并且被串接来创建从工作光纤Wel+到Wem-的延续路径。同样的技术应用在从Wem+到Wel-的单向连接上。在这种情况下使用的信号机制能使邻近网络节点识别发生的完全网络节点故障，并采取相应的措施。图15示出网络节点2的查找表1501实例。表中最左边的列1503表示在该节点中所有可能的优先传输。在最上端行1505中的值i代表终止来自邻近节点i的进入节点的链路和离开节点到邻近节点i的链路。表中的记录对应于每个保护转换器的设定。网络节点2具有3个与之联系的环路组。这样，属于相同环路组的链路优先节点连接在它们的相应行中仅具有记录p1和p2，然而，属于不同环路组的链路优先节点连接在它们的相应行中也具有记录p3和/或p4。在节点4的情况下，仅有1个环路组，所以在节点4的查找表中仅有记录p1和p2。查找表可以通过传统技术产生。在非平面拓扑的网络中(以及平面拓扑)，倘若可以找到不同节点连接之间的(保护)不相交边的连续路径，通过故障转换器的多个节点连接就可以同时恢复。图的环路组数与每个节点i的度数Δ(已连接链路数)相关。环路组的最大数目是Δ/2」，并且这也是同时能恢复的节点连接的最大数目。图16示出与4个环路组相关的部分填充的网络节点查找表1601。假设节点连接(1，3)、(7，9)、(12，4)和(3，7)在故障发生之前通过节点，一个目标是在于能够在故障情况下使同时可以恢复的网络节点数达到最大值。从图16中看出，节点连接(1，3)和(7，9)(或(1，3)和(12，4))可以同时恢复(它们对应的行记录的交集为空集)。然而节点连接(3，7)的恢复将排除其他节点连接的恢复的可能性，因为必须在不同的环路组之间有节点连接的重叠。上面的叙述仅仅是说明了本发明的原理。本领域的熟练技术人员可以设计出许多包含本发明原理的系统，设备和方法(虽然没有在这里直接讨论)，并且这些都在由其权利要求所定义的本发明的精神和范畴中。权利要求1.一种用于对含有由链路连接的多个节点的网络进行恢复的方法，其中，所述节点包括至少一个与工作光纤连接的中央转换器，其特征在于，该方法包括下述步骤提供至少一个含有用于至少一个节点的多根内部保护光纤连接的保护转换器，其中所述保护转换器能将信息从工作光纤转换到一根保护光纤；提供映射数据，来指示在响应所述中央转换器故障时，所述至少一个保护转换器应该转换到多根保护光纤中的哪一根上；和如果所述中央转换器发生故障，将使所述至少一个保护转换器将所述信息从所述工作光纤转换到由所述数据确定的保护光纤上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个节点与含有输入链路和输出链路的所述多个链路相连，并且所述映射数据是由用于所述信息传输的输入链路和输出链路的响应来编制。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述映射数据依据所述输入链路和输出链路的同一性来确定用于每个所述保护转换器的连接。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射数据先于所述网络操作生成。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信息到所述确定的保护光纤的转换恢复了所述节点的所述操作。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射数据作为表来存储。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射数据通过对所述网络的确定环路组的响应来计算。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述环路组包括至少一个确定用于所述网络的保护环路。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络是非平面。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络是平面。11.一种用于恢复网络的系统，其特征在于，包括多个由链路相连的节点，其中所述每个节点包括一个与至少一根用于在所述链路之间传送信息的工作光纤相连的中央转换器；至少一个含有用于至少一个节点的多个保护内部光纤连接的保护转换器，其中所述保护转换器能将信息从工作光纤转换到保护光纤；在所述至少一个节点中用来存储映射数据的存储器，映射数据是指示在响应所述中央转换器的故障时，应该转换到多根保护光纤中的哪一根上；和检测是否在所述中央转换器中发生故障的故障检测器。12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个节点与含有输入链路和输出链路的所述多个链路相连，并且所述映射数据是由用于所述信息传输的输入链路和输出链路的响应来编制。13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述映射数据依据所述输入链路和输出链路的同一性来确定用于每个所述保护转换器的连接。14.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述映射数据先于所述网络的所述操作生成。15.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述信息转换到确定的保护光纤的转换恢复了所述节点的所述操作。16.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述映射数据作为表来存储。17.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述映射数据通过对所述网络的确定环路组的响应来计算。18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述环路组包括至少一个确定用于所述网络的保护环路。19.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述网络是非平面。20.如权利要求11所述的系统，其特征在于，所述网络是平面。21.一种用于恢复网络的设备，其特征在于，所述网络包括多个通过链路相连的节点，其中所述每个节点包括与至少一根用于在所述链路之间传送信息的工作光纤相连的中央转换器，该设备包括；至少一个含有多个保护内部光纤连接的保护转换器，其中所述保护转换器能将信息从工作光纤转换到保护光纤；与所述节点耦合的存储器，用来存储指示在响应所述中央转换器故障时，应该转换到所述多根保护光纤中的哪一根上的数据；和检测是否在所述中央转换器中发生故障的故障检测器。22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述至少一个节点与含有输入链路和输出链路的所述多个链路相连，并且所述映射数据是由用于所述信息传输的输入链路和输出链路的响应来编制。23.如权利要求22所述的设备，其特征在于，所述映射数据依据所述输入链路和输出链路的同一性来确定用于每个所述保护转换器的连接。24.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述映射数据先于所述网络操作生成。25.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述信息转换到所述保护光纤恢复了所述节点的操作。26.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述映射数据作为表来存储。27.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述映射数据通过对所述网络的确定环路组的响应来计算。28.如权利要求27所述的设备，其特征在于，所述环路组包括至少一个确定用于所述网络的保护环路。29.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述网络是非平面。30.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述网络是平面。31.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述映射数据记录是对至少一个含有多个环路组的并合环路组的响应。32.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述保护转换器位于除了所述故障中央转换器之外的一个节点。全文摘要一种用于自动恢复含有故障转换器节点网络的系统和方法。保护环路为了网络的恢复而生成,并且从保护环路中生成环路组。每个节点配置了通过互连保护光纤将输入/输出内部互连到连接链路的保护转换器(105)。转换传输信息到哪根内部保护光纤上的选择允许配置节点来创建并合环路组。这样如果检测到中央转换器故障,传输信息就转向对应的并合环路组的选定保护光纤,因此信息可以通过保护光纤自动绕过故障节点通过。每个保护转换器具有与之相联系的映射数据,该数据依据用于需要通过节点发送的传输的输入和输出链路来定义了应该转换到哪根保护光纤。该系统和方法适用于非平面网络和平面网络。文档编号H04B10/12GK1379936SQ00808331公开日2002年11月13日申请日期2000年3月27日优先权日1999年4月1日发明者G·埃林纳斯,T·E·斯特恩申请人:纽约市哥伦比亚大学托管会