专利名称：故障恢复方法，通信网络，网络单元，及通信接口模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及恢复通信网络中设备故障的方法。本发明还涉及其通信网络，网络单元，协议，网络单元的程序模块，及网络单元的通信接口模块。
背景技术：
在很短时间内从通信网络，尤其是同步数字网络中的故障恢复传输的能力对于服务提供商及其客户而言非常重要。因此，网络提供保护传输容量，其中在网络中出现一或多个故障的情况下，保护传输容量在短时间内，例如在50毫秒内将信号重新路由到其目的地，从而绕过故障位置。故障可能偶尔出现，或因网络中计划的活动而出现，例如在光纤路径上开展土建工程或在信号路径上进行节点设备升级，这暂时破坏了当前进行的服务。
尤其在诸如SDH(＝同步数字系列)或SONET(＝同步光网络)的同步数字网络中，已知提供了环结构，其中的环具有工作传输容量和保护传输容量。环包括连接成圆环的网络单元。各个网络单元与其相邻单元互连，并且包含在相邻网络单元之间的任意方向上进行传输的容量。例如SONET体系结构的双向线路交换环(BLSR)或SDH体系结构的多路复用段共享保护环(MS Spring)的线路交换环可以主动通过保护信道或线路重新路由传输。这种环的网络单元彼此通知关于故障位置的信息，例如通过所谓的自动保护切换(APS)协议(也被称作″K1/K2协议″)或所谓的BLSR协议。根据这个故障信息，网络单元在本地对恢复路径作出决定。可以非常快速地建立恢复路径。然而为各个环提供必要的保护传输容量的成本很高。
在网状网络拓扑中，理论上网络中的各个点具有到达网络中每个其它点的直接路径。于是，如果网状网络没有完全发挥其容量，则不需任何特殊措施便可得到必要的保护传输容量。一个绕过故障的可能方案是所谓的环绕故障节点和/或链接的p-环路。然而确定用于绕过故障位置的恢复路径，例如p-环路，需要消耗时间。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供恢复通信网络中设备故障的有效方法。此外，应当提供其适当的装置。
通过恢复通信网络中设备故障的方法达到这个目的，该通信网络具有第一环，以及与第一环相邻并且互连的至少一个第二环。所述各个环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量。通过传输段提供工作和保护传输容量。各个传输段通过2个网络单元端接。第一环和第二环至少部分地共享至少一个第一共享传输段提供的保护传输容量。该方法具有以下步骤-通过相应环的网络单元监视第一和第二环的设备故障。
-当检测到设备故障时，传送故障信息，故障信息包含关于所述设备故障范围的数据。故障信息通过环标识符标识受设备故障影响的环。
-根据故障信息确定恢复传输信道以恢复设备故障。这个恢复传输信道利用了受设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量，所述受设备故障影响的环由环标识符指示。
-最终，受所述设备故障影响的环的工作传输被切换到恢复传输信道。
在这个方面，本发明的一个原理是提供例如同步数字网络的通信网络，通信网络包括至少两个彼此相邻的互连环，例如第一环和至少一个第二环。各个环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量。通过传输段提供相应传输容量。各个传输段通过2个网络单元，例如交叉连接和/或多路复用系统端接。2个互连相邻环，例如第一和至少一个第二环，共享至少一个区段的保护传输容量。然而所述各个相邻环具有各自的环形工作传输容量。换言之尽管相邻环至少部分地共享共享区段的保护传输容量，然而各个环提供单独的环工作传输容量。
本发明的另一个方面是互连环的自恢复功能。网络单元监视相应环的设备故障，例如线路故障和/或网络单元的故障。设备故障可以包括多个线路故障和/或网络单元故障。在出现设备故障的情况下，网络单元传送关于这个设备故障的故障信息。网络单元彼此通知关于故障范围或位置的信息，例如端接到设备故障范围内的网络单元和受故障影响的环。必须理解，故障范围不只包括具体故障链路和/或具体故障网络单元。如果不能通过与具体故障设备相邻的工作链路或工作网络单元路由达到具体故障设备的工作传输，并且不能接着通过所述工作设备返回该工作传输，则将该工作链路或工作网络单元指定在故障范围内。
关于受故障影响的环的具体故障信息可以被包含在用于发送故障信息的协议中。协议可以包含标识受影响环的环标识符，即区分受影响环和未受影响相邻环的环标识符。分配给端接到设备故障范围内的网络单元的网络单元标识符可以标识受故障影响的环。这种网络单元标识符可以包括特定于网络单元和环的部分。
此外，可以根据发送故障信息的方法针对相应的接收网络单元确定受影响环共同属于第一和第二环的网络单元的第一接收端口被分配给第一环，而第二接收端口被分配给第二环。如果网络单元在第一端口上接收到故障信息，则确定第一环受故障影响；如果故障信息到达第二端口，则第二环受故障影响。换言之，即使故障信息未标识环，即使故障信息不是特定于所述环的，网络单元也可以通过接收故障信息的相应入端口确定受故障影响的环。在这种情况下，故障信息只标识端接到故障范围内的网络单元。
必须注意，发送明确标识受故障影响的环的故障信息，例如环标识符的方法，与通过全部唯一分配给一个环的上述端口发送故障信息的适当方法的组合，可以构成唯一标识故障位置的基础。
根据关于故障位置的信息，网络单元确定恢复传输路径以恢复设备故障，所述网络单元最好只是受影响环的网络单元。恢复传输路径基于受设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量。为了完成自恢复处理，网络单元将受设备故障影响的环的工作传输切换到恢复传输路径。
尽管本发明优选使用预先分配的保护传输容量，然而本发明不局限于″保护″。根据ITU-T(ITU＝国际电信联盟)的定义，保护利用了网络单元和/或节点之间预先分配的容量。本发明也可以被应用于″恢复″，″恢复″利用了通信网络的网络单元之间的任何可用容量。例如可以为工作传输的重新路由保留一定比例的网络容量。换言之，基于本发明的″保护传输容量″是可以被用于恢复通信网络中的设备故障的任何空闲传输容量-无论是否预先分配。
发明的构思使有效快速的共享保护切换成为可能。显著降低了所需的空闲或保护带宽。例如，具有7个环、每个环具有6个节点并且被设计成多路复用段共享保护环(MS Spring)的传统网络通常需要42个保护信道+42个工作信道。然而基于本发明的网络具有例如30个保护信道和42个工作信道。于是在这个例子，只需要不到大约29％的保护传输容量。
本发明可以被概括如下通信网络包括相邻互连环。环提供环形工作和环形保护传输容量，它们被分成传输段。传输段通过2个网络单元端接。相邻环至少部分地共享共享传输段的保护传输容量。环的网络单元监视相应环的设备故障。在出现故障时，网络单元通过包含有关设备故障范围的数据的故障信息彼此通知关于设备故障的信息。此外，故障信息和/或发送故障信息的方法标识相应的受故障影响的环。根据故障信息，确定恢复传输信道以恢复故障。受故障影响的环的工作传输被切换到恢复传输路径。
通过相关权利要求书和说明书可以看到本发明的其它有利效果。
恢复传输路径最好包含相邻环共享的相应传输段的保护传输容量。
通信网络最好是或包括同步数字网络，尤其是SDH(＝同步数字系列)网络和/或SONET(＝同步光网络)。
本发明的适当实施例假定关于故障的信息包含标识相应受设备故障影响的环的环标识符。
环标识符最好是相对其它相邻环标识一个环的相对标识符。于是，如果不必直接彼此区分具有相同标识符的环，一个这样的相对标识符可用于标识通信网络的不止一个环。通过图论可知，对于二维地图，4个不同代码足够在地图的任一点上区分每个区域及其相邻区域。因此，对于上述相对标识符，2个数字位基本上足够区分每个环及其相邻环。根据可以包含在SDH/SONET中的开销信息内，例如可以包含在段开销(SOH)的RSOH(再生段开销)或MSOH(多路复用段开销)的所谓J0字节(也被称作段跟踪字节)或至少一个MD字节(MD＝介质相关)内的这2个位，环的任何网络单元(节点)均可以进行适当的切换判决，以便将工作传输从工作传输容量切换到保护传输容量，反之亦然。
然而也可以提供绝对标识符，绝对标识符在通信网络中唯一标识受设备故障影响的环。
最好通过预定协议发送故障信息。协议包括例如同步传送模块(STM)，或者基于这样的模块。
如果通信网络是或包括SDH网络，则协议可以基于所谓的自动保护切换(APS)协议。例如，包含关于范围和/或端接到设备故障范围内的网络单元的数据的故障信息，和/或标识受设备故障影响的环的故障信息被包含在同步传送模块(STM)的自动保护切换(APS)信道内，尤其是包含在K1字节，和/或K2字节，和/或诸如MD1和/或MD2字节的MD字节，和/或J0字节中。显然，协议的任何其他信息字段(最好迄今为止未被使用)均可以传递绝对或相对环标识符。必须注意，各个其它协议也可用于传递基于本发明的故障信息。
如果通信网络是或包括SONET，则上述故障信息可以被包含在例如BLSR协议中。
根据本发明排列的环最好是多路复用段共享保护环。然而必须注意，根据本发明可以互连任何其他提供环形工作传输容量和环形保护传输容量的环。
以下描述根据附图所示的例子说明了本发明的优点。
图1示出了使用根据本发明的通信网络CN执行根据本发明的方法的方案；通信网络CN包括环M1-M4。
图2示出了根据本发明的网络单元4；网络单元4包括根据本发明的通信接口模块IM1-IM3。
图3示出了根据本发明的程序模块PM。
图4示出了根据本发明的协议的传送模块ST。
图5示出了图1的详细(只部分图解了环M1、M3和M4)，其中具有恢复传输路径RP1、RP2。
图6示出了图1的与图5相同的详细，但是具有可选恢复传输路径RP3、RP4。
具体实施例方式
现在参照附图详细描述本发明的优选实施例。在描述本发明的优选实施例和应用时，为了清楚而使用特定的术语。然而本发明不限于选择的特定术语，应当理解，各个特定单元包含所有在技术上等价的、以类似方式工作以便达到类似目的的特征。
图1通过例子示出了图解方案。通信网络CN包括互连环M1-M4。通信网络CN包括例如光和/或电传输容量。环M1-M4是例如双向线路交换环(BLSR)，即ITU-T术语中所谓的多路复用段共享保护环(MSSpring)。环M1和M3均与环M2和M4相邻并且互连。因此，环M2和M4分别与相应的其它环M1、M3、M4以及M1-M3相邻并且互连。
环M1包括网络单元1-6，而环M3包括网络单元7-12。网络单元1-12，以及分配给环M4和M2的网络单元13、14和15、16也可以被表示成节点。为了简化，网络单元1-16此后被称作″节点1-16″。因此，环M1-M4也可以被称作多节点环。作为合并通过一个线路或光纤和/或交叉连接系统传递的若干信道的多路复用系统，各个节点1-16端接区段S1-S19中的至少两个。各个区段S1-S19包括通信连接(没有详细图解)，通信连接位于节点1-16之间以端接相应区段的两端。通信连接包括例如2个、4个或6个用于数据传输的光纤或电缆。
网络CN可以包括未图解的终端设备。网络CN可以连接一或多个未图解的其它网络。为了简化，附图中未图解进入网络CN，例如一或多个节点1-16的传输的入口线路或端口，或离开网络CN的传输的出口线路或端口。
环M1包括区段1-6。各个区段1-6被节点1-6中的2个端接。
因此，各个节点1-6端接区段1-6中的2个。例如，节点1端接区段6和1，节点2端接区段1和2，节点3端接区段2和3，等等。相同的顺时针命名系统适用于包括区段S7-S12的环M3节点7端接区段12和7，节点8端接区段7和8，等等。
环M2包括由分配给环M2的节点3、13、14、8、7、4端接的区段S13、S14、S18、S7、S19、S3。环M4包括端接环M4的区段S4、S19、S12、S15、S16、S17的节点5、4、7、12、15和16。
节点3、4、5、7、8、12分配给环M1-M4中的2个或(节点4和7)3个节点3和4分配给环M1和M2，节点7、8分配给环M2和M3，节点7、12分配给环M3和M4，而节点4和5分配给环M4和M1。因此，节点3、4之间的区段S3分配给环M1和M2，节点4和7之间的区段S19分配给环M2和M4。节点7和8之间的区段S7是环M2和M3的联合区段。节点12和7之间的区段S12属于环M3和M4，而节点4和5之间的区段S4是环M4和M1的公共区段。
各个区段S1-S19均提供工作传输容量和保护传输容量。通过虚线图解各个保护传输容量，并且通过实线图解工作传输容量。在已知的MS Spring体系结构中，环的各个区段的一半容量被用于工作传输，剩余一半在该环的任何区段出现故障时可用。这个构思基本上适用于环M1-M4，除了共享/联合区段S3、S4、S19、S7和S12中被各个相邻环M1、M2、M3和M4共享的保护传输容量之外。因此，环M1-M4基本上可以是例如2光纤或4光纤STM-N环(同步传送模块(层)N)。在2光纤STM-N环中，存在N/2个可用于工作的管理单元组(AUG)，和N/2个可用于保护的AUG。在每个光纤上，一半信道被定义成工作信道，而另一半信道被定义成保护信道。在4光纤STM-N环中，存在N个可用于工作的AUG，和N个可用于保护的AUG。在本实施例中，每个多路复用段S1-S19的总有效负载被平等分成工作和保护容量。然而可以在每个区段S1-S19的工作和保护传输容量之间定义其它的关系。
环M1-M4的各个工作传输容量和保护传输容量为环形各个环M1-M4的节点之间的通信链路L11-L16、L21-L26、L31-L36和L41-L46提供环M1-M4的环工作容量W1-W4。链路L11-L16分配给区段1-6，链路L21-L26分配给区段S13、S14、S18、S7、S19、S3，链路L31-L36分配给区段S7-S12，而链路L41-L46分配给区段S4、S19、S12、S15、S16、S17。
并且环M1-M4的保护传输容量为环形环M1-M4的环保护容量PM1-PM4包括区段S1-S6的保护连接P1-P6，区段S13、S14、S18、S7、S19、S3的保护连接P13、P14、P18、P7、P19、P3，区段S7-S12的保护连接P7-P12，和区段S4、S19、S12、S15、S16、S17的保护连接P4、P19、P12、P15、P16、P17。
与环工作容量W1-W4相反，环保护容量PM1-PM4部分基于全部分配给2个相邻环M1-M4的联合/共享区段S3、S4、S7、S12、S19所提供的共享保护传输容量。相邻环保护容量PM1和PM2共享共享区段S3的保护连接P3，而环保护容量PM1和PM4共享共享区段S4的保护连接P4。因此，环保护容量PM3、PM2和PM3、PM4分别共享共享区段S4和S12的保护连接P7和P12。环保护容量PM2和PM4共享共享区段S19的保护连接P19。在本实施例中，共享保护连接P3、P4、P7、P12、P19与非共享保护连接P1、P2、P5、P6、P8-P11、P13-P18具有相同的保护传输容量。然而能够为共享区段S3、S4、S7、S12、S19配备例如是非共享区段S1、S2、S5、56、S8-S11、S13-S18的保护传输容量的1.5倍的保护传输容量。
在区段和/或节点故障条件下，可以通过多节点环M1-M4的任何多路复用段访问环保护容量PM1-PM4。于是，在各个环M1、M2、M3或M4的多个多路复用段之间共享保护容量。在非故障条件下，保护容量可用于支持低优先级的″额外传输″。这个额外传输本身不受保护。在ITU-T建议G.841中提供了包含APS协议定义的多路复用段共享保护环详细描述，这里引证了该详细描述。
为了简化，节点1-16具有类似的设计，并且仅被图解成功能模块图。各个节点1-16可以包括一或多个印制电路板和/或集成电路。例如，图2示出了节点4的模块图，该模块图也可以表示端接3个区段的节点3、4、5、7、8、12。并且端接2个区段的其它节点1、2、6、9-11和13-16可以和图2的节点具有基本上相同的设计。
节点4拥有连接装置TR，连接装置TR包括通过连接/通信链路L13、P3、L26；L14、P4、L41和L25、P19、L42进行数据发送和接收的通信接口模块IM1-IM3。模块IM1-IM3可以发送和接收基于SDH的定义的数据。此外在本实施例中，模块IM1-IM3适于数据的多路复用和/或多路分解，例如将多个高阶路径层信号调整到多路复用段中，反之亦然。
交换矩阵模块MAT互连模块IM1-IM3。然而可以直接连接模块IM1-IM3。在这种情况下，模块IM1-IM3会至少部分地提供矩阵模块MAT的功能通过矩阵模块MAT，可以从模块IM1、IM2或IM3的输入端口向相同或另一个模块IM1、IM2或IM3的一或多个输出端口发送数据。
只端接2个区段的节点1、2、6、9-11和13-16可以配备例如2个模块，这2个模块的设计与模块IM1-IM3类似。
节点4拥有中央控制装置CC和存储器装置MEM，中央控制装置CC和存储器装置MEM彼此连接，并且通过未图解的连接与连接装置TR相连。例如，中央控制装置CC是处理器或处理器阵列，通过中央控制装置CC可以执行程序模块的程序代码，该程序代码被存储在存储器装置MEM中。中央控制装置CC控制和监视模块IM1-IM3。此外，节点4可以具有显示器装置，例如发光二极管(LED)、LCD(液晶显示器)等等。例如键盘和/或计算机鼠标的输入装置可以和节点4连接。例如，中央控制装置CC和模块IM1、IM2、IM3是分立的机架模块。
各个模块IM1、IM2、IM3拥有例如一或多个处理器的控制装置CON，控制装置CON执行例如基于本发明的程序模块PM的程序模块的程序代码，程序代码被存储在例如具有闪速存储器模块和/或RAM模块的形式的存储器装置MM中。为了能够执行，从存储器装置MEM将程序模块PM加载到控制装置CPU中。通过例如实时操作系统(RTOS)的操作系统运行模块IM1、IM2、IM3。接收装置RX和发送装置TX用于在各个模块IM1、IM2、IM3端接的连接上接收和发送数据。装置RX和TX通过模块IM1、IM2、IM3的未图解的内部连接与控制装置CON通信，并且受控制装置CON的控制。于是程序模块PM″控制″装置RX和TX。
为了简化，程序模块PM仅被图解成功能模块图。这些功能包括监视各个模块IM1、IM2、IM3端接的传输段的设备故障的功能MON。功能PG发送和接收关于设备故障(通过各个模块IM1、IM2、IM3本身或通过远程节点，例如如下所述的节点13或14检测的设备故障)的故障信息。功能DET根据功能PG接收的故障信息和/或功能MON检测的故障信息，确定例如路径RP1-RP4的恢复传输路径，以便恢复设备故障。响应设备故障，功能SWI将工作传输切换到恢复传输路径。功能SWI相应指示例如装置RX和TX。
尽管附图中没有详细图解，在本发明的一个最优实施例中，模块IM1、IM2、IM3是所谓的″硬件解决方案″，即包括执行程序模块PM的一或多个功能，例如功能MON、SWI、DET和PG的集成电路。因此，这种优选通信接口模块可以包括例如ASIC(专用集成电路)。这种ASIC可以配合控制装置CON提供程序模块PM的一或多个功能，并且在其它情况下，也可以不提供这些功能。在后一种情况下，没有必要提供程序模块PM。完全或至少基本上基于硬件的通信接口模块的优点在于其性能。在本文中，使用具有较少数值，例如只有4个数值的相对环标识符会比较有利。通过ASIC或任何其他适当的硬件可以非常快速地产生和/或评估较少的数值。
下面说明网络单元(节点1-16)，即基于本发明的通信接口模块(例如配备程序模块PM的模块IM1-IM3)如何执行基于本发明的方法。然而必须注意，完全设计成硬件的接口模块的工作方式与″软件驱动″的通信接口模块IM1-IM3的工作方式基本上相同。
通过MS共享保护环可知，可以在各个环M1-M4上沿着2个不同方向中的任意一个，即围绕环的长路径或短路径路由服务。尽管短路径通常是优选的，然而有时在长路径上路由服务允许得到一定的负载均衡能力。然而当出现区段或节点故障时，故障区段被环绕环的另一侧的串联保护区段替代。
然而如果一或多个区段只有工作传输容量受到干扰并且保护传输容量可用，则不必在长路径上路由服务。例如，如果端接链路L22的节点13或14的接口模块的故障导致切断区段S14的工作通信链路L22，节点13、14可以通过保护连接P14路由工作传输。
然而如果区段S14完全受到干扰，例如如果传送工作和保护链路L22、P14的电缆被切断，则相应区段S14的保护连接P14不能工作。下面说明2个恢复这种″致命″故障的方法所谓的环绕或转向。
″环绕″意味着无论信号在环内的最终目的地如何，均在紧邻故障位置的节点上执行切换。故障位置可以包括一或多个区段。
″转向″意味着确定最短可能恢复路径。除了最短可能恢复路径涉及与故障位置相邻的节点的情况之外，传输通常不被路由到与故障位置相邻的节点。远离相邻节点的节点将工作传输切换(″转向″)到最短可能恢复路径。于是，与环绕相反，避免到达邻近故障位置的节点并且返回的额外(″双倍″)传输。因此，稍后将说明的改进″转向″方法具有适用于诸如海底网络的长距离网络的特殊优点。
根据本发明的方法可以更好地执行两个基本上已知的方法，即环绕和/或转向使用图5说明″环绕″的例子。例如，其相应接口模块端接区段14的连接的节点13、14监视区段S14，并且检测区段S14的致命故障FF例如工作和保护链路L22、P14被切断。于是，环工作传输容量W2受到干扰，通过节点3、13、14、8从节点2到节点9的工作传输路径WP1(反之亦然)遇到问题。在本例子中，工作传输路径WP1被用于节点2和9之间的双向传输。
因此，节点13，例如程序模块PM的功能DET，将保护连接P13确定成恢复传输路径RP1的第一区段，如实线箭头所示。因此，通过用于指示端接区段S13的接口模块的接收装置RX和发送装置TX的功能SWI，节点13将到达通信链路L21的工作传输绕(″环绕″)到保护连接P13。
节点14执行基本上相同的策略，其中节点14将到达通信链路L23的工作传输环绕到恢复传输路径RP2的保护连接P18，如虚线箭头所示。
另外，节点13、14向环M2的节点3、4、7、8通知关于设备故障范围，即故障区段S14的信息。因此，节点13、14使用包括同步传送模块ST的协议PROT发送故障信息消息I1和I2。在本例子中，故障信息消息I1和I2传递故障信息和工作传输的数据。在本实施例中，模块ST位于根据ITU的定义设计的STM模块中，并且包括有效负载PL，该有效负载PL传递例如工作传输的数据，和具有再生段开销RSOH和多路复用段开销MSOH的段开销SOH。例如，使用开销MSOH的K1和K2信息字段标识故障链路，即通信链路L22。例如，使用开销RSOH的J0信息字段和/或开销MSOH的MD信息字段标识故障环，即环M2。例如，字段J0和/或MD(例如附图中未图解的MD1和/或MD2字节)传递分配给环M2的相对环标识符RID或绝对环标识符AID。
也可以使用开销SOH的其它至少部分未使用的信息字段，例如字段UNU发送关于故障位置的信息。此外，还可以使用端接到故障范围内的节点的标识符，例如未图解的节点13、14的绝对或相对标识符标识故障位置。
在本实施例中，环标识符RID具有4个不同数值以区分各个环M1、M2、M3和M4和相应的相邻环M1、M2、M3和M4。4个数值是足够的，即使网络CN包括的环多于4个环M1、M2、M3和M4。在本实施例中，4个不同数值对于绝对环标识符AID也是足够的。然而如果网络CN包括的环多于4个，则绝对环标识符AID需要的数值多于4个。
节点3、4、7、8被共同分配给2个或3个环M1-M4。于是，为了建立恢复传输路径RP1和RP2，节点3、4、7、8需要知道受故障影响的环M1、M2、M3或M4。因此，节点3、4、7、8评估节点13、14发送的消息I1和I2，并且根据从消息I1和I2导出的故障信息确定恢复传输路径RP1和RP2。例如，由于环M2受区段S14而不是环M1上的故障的影响，节点3不将到达保护连接P13的传输切换到(环M1的)保护连接P2，而是切换到共同分配给环M2的保护连接P3。这同样适用于节点8，其中节点8根据包含环标识符RID的″故障″消息I2，不将恢复传输路径RP2延伸到环M3的节点9，而是通过分配给环M2的保护连接P7延伸到节点7。
因此，节点3、4、7、8根据节点13、3、4、7、8和14传送的消息I1、I2沿着环M2完成恢复传输路径RP1、RP2。必须注意，节点3、4、7、8可以至少部分地修改消息I1、I2。例如，节点3、4、7、8可以修改MSOH。例如，它们可以改变源或目的地址等等。最终，节点13、3、4、7、8和14将工作传输完全切换到恢复传输路径RP1、RP2上。
路径RP1可以包括在节点13、14上″环绕″的保护连接P13、P3、P19、P7和P18。路径RP1也可以不包括保护连接P18。这种仅在节点13上″环绕″的情况也可以被称作环绕和转向的组合。因此，路径RP2只包括保护连接P18、P7、P19、P3，或者在更常见的情况下，包括P18、P7、P19、P3以及P13(在节点13、14上″环绕″)。图5为了简化只部分示出恢复传输路径RP1、RP2。
节点3、4、7、8通过其相应的接口模块，例如节点4通过端接保护连接P3的模块IM1接收关于故障范围的信息，即消息I1、I2。
使用图6说明″转向″的例子。基本情况与上面的例子相似端接区段S14的节点13和14在监视连接P14、L22的同时检测到区段S14上的致命差错FF。于是，节点13和14使用如上所述的协议PROT分别向节点3和8发送故障信息消息I3和I4。消息I3和I4类似于消息I1和I2。消息I3和I4将区段S14标识成故障范围，并且将环M2标识成受故障影响的环。节点3和8转发消息I3和I4，接着节点7和8也转发消息I3和I4，等等。最终，向环M2的各个节点3、13、14、8、7、4通知关于区段14上的故障的信息，具体地，环M2是受故障影响的环。
根据这个信息，环M2的各个节点3、13、14、8、7、4能够沿着远离区段14的相反方向切换先前通过区段14发送的传输。因此，节点3、4、7、8发现恢复传输路径RP3、RP4替代了工作传输路径WP1。分别如实线箭头和虚线箭头所示的路径RP3、RP4包括保护连接P3、P19和P7。端接故障区段14的节点13、14不受路径RP3、RP4的影响。恢复传输路径RP3、RP4短于恢复传输路径RP1、RP2。
尽管最好使用例如SOH的MD或J0信息字段发送明确标识受故障影响的环的故障信息，然而也可以使用根据本发明的信令方法标识故障环，下面会详细说明。通过使用这个方法，可以使用未修改的协议，例如标准的APS协议。然而可以结合现在说明的信令方法使用明确标识故障环的协议(如上所述)。
根据这个信令方法，环M2的节点3、13、14、8、7、4通过环M2的未受干扰的环工作传输容量W2，即通过通信链路L21、L26、L25、L24、L23传送消息I5、I6(参见图6)，反之亦然。消息I5、I6可以是例如使用开销MSOH的K1和K2信息字段标识故障区段14和/或端接这个区段14的节点13、14的标准APS消息。节点3、13、14、8、7、4在其分配给环M2，例如环M2的工作传输容量W2的入端口上发送和/或接收消息I5、I6。节点4分别通过接口模块IM1和IM3的接收装置RX的入端口IN1、IN2接收消息I5、I6。因此，节点4通过接口模块IM1和IM3的发送装置TX的出端口(未图解)向相邻节点7和3转发消息I5、I6。这些出端口被分配给链路L25和L26。根据在分配给环M2的入端口上接收到消息I5、I6这一事实，节点4和节点3、13、14、8、7得知环M2受故障FF的影响。因此如上面结合图5和6所述，节点3、4、7、8可以确定恢复传输路径RP1-RP4，并且将工作传输切换到这些路径，从而完成如上所述的环绕和/或转向。
本领域的技术人员理解，在不偏离本发明如权利要求书所限定的宗旨和范围的前提下，可以改变优选实施例。
例如，网络CN可以包括具有多于或少于6个的网络单元的互连环。即使3或4网络单元也可以构成能够通过根据本发明的至少一个3节点环或4节点环互连的环。
对于根据本发明的网络的所有环，每个环的节点数量不必相等。例如可以互连5节点环和6节点环。
已知保护切换可以是单向或双向的。上述描述涉及在两个传输方向上完成切换动作的双向保护切换，即使在故障是单向时也是如此。然而必须注意，本发明也可以被应用于在出现单向故障的情况下仅针对受影响的传输方向进行切换动作的单向保护切换。
节点1-16可以配备具有与模块IM1-IM3类似的设计的模块，然而这样的一个模块不仅端接一个区段，而且端接两个或更多区段。
节点可以是没有分立模块IM1-IM3的″集成解决方案″。例如，节点4的中央控制装置CC可以执行一或多个程序模块PM的程序代码，并且直接控制配备适当的发送和接收装置的连接装置TR。
类似于程序模块PM的程序模块可以只包括发送和接收关于设备故障的故障信息的功能PG。这个程序模块最好还包括用于监视端接传输段的功能MON。最好具有确定恢复传输路径并且将工作传输切换到这个路径的功能DET和SWI，但是不必包括在这个程序模块中。
权利要求
1.恢复通信网络中设备故障的方法，所述通信网络包括第一环和至少一个与所述第一环相邻并且互连的第二环，每个所述的环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量，由传输段提供所述工作和保护传输容量，每个传输段被2个网络单元端接，所述第一环和所述至少一个第二环至少部分地共享至少一个第一共享传输段提供的所述保护传输容量的一部分，所述方法包括的步骤有-通过相应环的网络单元监视所述第一环和所述至少一个第二环的设备故障，-当检测到设备故障时，传送故障信息，该故障信息包含关于所述设备故障的范围的数据，并且通过环标识符标识受所述设备故障影响的环，-根据所述故障信息确定恢复传输信道以恢复所述设备故障，所述恢复传输信道使用受所述设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量，所述受所述设备故障影响的环由所述环标识符指示，并且-将受所述设备故障影响的环的工作传输切换到所述恢复传输信道。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述环标识符是相对其它相邻环标识所述受影响环的相对标识符。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述环标识符是唯一标识所述通信网络中所述受影响环的绝对标识符。
4.如权利要求1所述的方法，其中关于所述设备故障的范围的数据标识端接到该范围的网络单元。
5.如权利要求1所述的方法，其中通过预定协议发送所述故障信息。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述预定协议包括同步传送模块。
7.如权利要求6所述的方法，其中同步传送模块的自动保护切换信道被用来发送所述故障信息，所述自动保护切换信道使用K1字节，K2字节和至少一个MD字节或J0字节发送所述故障信息，所述故障信息包含关于所述设备故障的范围的数据，并且标识受所述设备故障影响的环。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述恢复传输信道包含所述至少一个第一共享传输段的所述保护传输容量。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述网络单元将线路故障和/或一个网络单元的故障检测成所述设备故障。
10.如权利要求1所述的方法，其中所述通信网络是或包括同步数字网络。
11.如权利要求1所述的方法，其中所述第一环和所述至少一个第二环是多路复用段共享保护环。
12.恢复设备故障的通信网络，所述通信网络包括第一环和至少一个与所述第一环相邻并且互连的第二环，每个所述的环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量，由传输段提供所述工作和保护传输容量，每个传输段被2个网络单元端接，所述第一环和所述至少一个第二环至少部分地共享至少一个第一共享传输段提供的所述保护传输容量的一部分，所述第一环和所述至少一个第二环的所述网络单元适于执行步骤-通过相应环的网络单元监视所述第一环和所述至少一个第二环的设备故障，-当检测到设备故障时，传送故障信息，该故障信息包含关于所述设备故障的范围的数据，并且通过环标识符标识受所述设备故障影响的环，-根据所述故障信息确定恢复传输信道以恢复所述设备故障，所述恢复传输信道使用受所述设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量，所述受所述设备故障影响的环由所述环标识符指示，并且-将受所述设备故障影响的环的工作传输切换到所述恢复传输信道。
13.通信网络的第一环的网络单元，用于恢复设备故障，所述通信网络还包括至少一个与所述第一环相邻并且互连的第二环，每个所述的环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量，由传输段提供所述工作和保护传输容量，每个传输段被2个网络单元端接，所述第一环和所述至少一个第二环至少部分地共享至少一个第一共享传输段提供的所述保护传输容量的一部分，所述网络单元端接所述第一环和/或所述至少一个第二环的至少两个所述传输段，所述网络单元包括用于执行以下步骤的装置-通过相应环的网络单元监视所述第一环和所述至少一个第二环的设备故障，-当检测到设备故障时，传送故障信息，该故障信息包含关于所述设备故障的范围的数据，并且通过环标识符标识受所述设备故障影响的环，-根据所述故障信息确定恢复传输信道以恢复所述设备故障，所述恢复传输信道使用受所述设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量，所述受所述设备故障影响的环由所述环标识符指示，并且-将受所述设备故障影响的环的工作传输切换到所述恢复传输信道。
14.恢复通信网络中设备故障的协议，所述通信网络包括第一环和至少一个与所述第一环相邻并且互连的第二环，每个所述的环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量，由传输段提供所述工作和保护传输容量，每个传输段被2个网络单元端接，所述第一环和所述至少一个第二环至少部分地共享至少一个第一共享传输段提供的所述保护传输容量的一部分，所述第一环和所述至少一个第二环的网络单元监视相应环的设备故障，所述网络单元在检测到设备故障时通过所述协议发送关于所述故障的故障信息，所述协议包含关于所述设备故障的范围的数据，和标识受所述设备故障影响的环的环标识符，所述数据和所述环标识符允许所述网络单元确定恢复传输信道以便恢复所述设备故障，并且将受所述设备故障影响的环的工作传输切换到所述恢复传输信道，所述恢复传输信道使用受所述设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量，受所述设备故障影响的环由所述环标识符指示。
15.通信网络的第一环的网络单元的程序模块，用于恢复设备故障，所述通信网络还包括至少一个与所述第一环相邻并且互连的第二环，每个所述的环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量，由传输段提供所述工作和保护传输容量，每个传输段被2个网络单元端接，所述第一环和所述至少一个第二环至少部分地共享至少一个第一共享传输段提供的所述保护传输容量的一部分，所述网络单元端接所述第一环和/或所述至少一个第二环的至少两个所述传输段，所述程序模块包含适于被网络单元的控制装置执行的程序代码，所述程序模块的执行使得所述网络单元执行以下步骤-发送和/或接收关于所述第一环和/或所述至少一个第二环的设备故障的故障信息，所述故障信息包含关于所述设备故障的范围的数据，并且通过环标识符标识受所述设备故障影响的相应第一和/或至少一个第二环。
16.如权利要求15所述的程序模块，其中所述程序模块使得所述网络单元执行以下步骤监视所述相应第一环和/或所述至少一个第二环的所述至少两个传输段中的至少一个的设备故障。
17.如权利要求16所述的程序模块，其中所述程序模块使得所述网络单元执行步骤-根据所述故障信息确定恢复传输信道以恢复所述设备故障，所述恢复传输信道使用受所述设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量，所述受所述设备故障影响的环由所述环标识符指示，并且-将受所述设备故障影响的环的工作传输切换到所述恢复传输信道。
18.程序存储设备，具体为计算机磁盘，数字通用光盘或硬盘，在其上记录了如权利要求15所述的程序模块。
19.通信网络的第一环的网络单元的通信接口模块，用于恢复设备故障，所述通信网络还包括至少一个与所述第一环相邻并且互连的第二环，每个所述的环提供环形工作传输容量和环形保护传输容量，由传输段提供所述工作和保护传输容量，每个传输段被2个网络单元端接，所述第一环和所述至少一个第二环至少部分地共享至少一个第一共享传输段提供的所述保护传输容量的一部分，所述通信接口端接所述第一环和/或所述至少一个第二环的所述传输段中的至少一个，所述通信接口模块包括执行以下步骤的装置-发送和/或接收关于所述第一环和/或所述至少一个第二环的设备故障的故障信息，所述故障信息包含关于所述设备故障的范围的数据，并且通过环标识符标识受所述设备故障影响的相应第一和/或至少一个第二环。
20.如权利要求19所述的通信接口模块，还包括监视所述相应第一环和/或所述至少一个第二环的所述至少一个传输段的设备故障的装置。
21.如权利要求19所述的通信接口模块，还包括执行以下步骤的装置-根据所述故障信息确定恢复传输信道以恢复所述设备故障，所述恢复传输信道使用受所述设备故障影响的环的未受干扰的保护传输容量，所述受所述设备故障影响的环由所述环标识符指示，并且-将受所述设备故障影响的环的工作传输切换到所述恢复传输信道。
全文摘要
本发明涉及恢复通信网络(CN)中的设备故障(FF)的方法，所述通信网络(CN)包括相邻的互连环(M1－M4)。环提供环形工作(W1－W4)和环形保护传输容量(PM1－PM4)，并且被分成传输段(S1－S19)。传输段通过2个网络单元(1－16)端接。相邻环至少部分地共享共享传输段(S3、S4、S19、S7、S12)的保护传输容量。环的网络单元监视相应环的设备故障。在出现故障时，网络单元通过包含有关设备故障范围的数据的故障信息(I1－I6)彼此通知关于设备故障的信息。此外，故障信息和/或发送故障信息的方法标识相应的受故障影响的环。根据故障信息，确定恢复传输路径(RP1－RP4)以恢复故障。受故障影响的环的工作传输被切换到恢复传输路径。
文档编号H04L12/46GK1444361SQ0312021
公开日2003年9月24日 申请日期2003年3月7日 优先权日2002年3月8日
发明者格特·格拉美尔 申请人:阿尔卡塔尔公司