专利名称：一种级连单板主备连动倒换的方法
技术领域：
本发明涉及主备倒换技术，特别是指一种级连单板主备连动倒换的方法。
背景技术：
电信设备进行多框互连时，为了提高设备的可靠性，在中心框和级连框采用两组级连的单板互为备份。图1为两组级连的单板示意图，如图1所示，中心框的主用单板M1与级连单板S1通过业务线互联，M2与S2通过另一条业务线相连，形成的两组互为备份的级连单板。
正常情况下，中心框主用单板M1向级连框主用单板S1发送业务数据，当中心框M1和M2发生倒换时，中心框发送业务数据的通道也要随着M1、M2的主备倒换而发生倒换，M2倒换为主用状态，由M2向S2发送业务数据。中心框主备板倒换过程中，中心框各单板的主备状态信息必须立刻通知级连框的S1和S2单板，由级连框单板根据中心框的M1和M2的主备状态进行相应的主备倒换，使S2倒换为主用，保持与中心框单板的主备一致，以接收主用M2的业务数据。同理，若S1、S2的主备状态发生切换，也需要将主备信息通知中心框的M1、M2，使中心框单板及时主备切换，保持中心框与级连框级连单板的主备一致。
目前，单板的主备状态信息通过业务数据通道以外的通讯通道进行通信。因此，中心框与级连框除了有正常的两条业务数据通道传递业务数据外，中心框主备单板M1和M2分别还要和级连框主备单板S1和S2通过其他线路相连作为通讯通道来传递单板的主备状态信息。目前的实现方式是通过高速数据链路控制(HDLC)通道的标准串行数据格式传送单板主备状态信息，以实现中心框和级连框的级连单板的主备连动倒换，保持中心框与级连框级连单板的主备一致。
但是，在两框的级连单板M1和S1、M2和S2，交叉单板M1和S2、M2和S1之间，设置HDLC线路作为通讯通道传递以上所述的信息。这样不仅使单板结构复杂，而且由于单板状态信号走HDLC线路的通讯时延和业务数据走业务通道的时延相差可能比较大，不一定能够保证接收端的实时切换，容易形成反复倒换。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种级连单板主备连动倒换的方法，使通过已有的业务数据通道就可控制完成级连单板的主备连动倒换。
本发明中，中心框主备单板与级连框的主备单板进行级连，级连单板之间控制倒换的指令以小于业务通道数据字节的数字比特位表示，通过业务通道在相级连的单板之间进行传送，若中心框主用单板异常，则中心框单板进行主备倒换，并向级连框单板发送指令，控制级连框单板进行相应的主备倒换；若中心框主用单板正常，则中心框主备单板分别向级连单板发送查询指令，若与中心框主用单板所级连的级联框单板异常，则级连框单板进行主备倒换，并向中心框单板发送指令，控制中心框单板进行主备倒换；若级联框单板返回指令表示与中心框单板主备不一致，则中心框主备单板分别下发指令，控制级连框单板进行主备倒换；若与中心框主用单板所级连的单板主用正常，则结束本流程。
其中，该方法进一步包括将级连单板之间控制倒换的指令对应的比特数据与业务数据结合成一个字，通过业务通道在相级连的单板之间进行传送。
其中，该方法进一步包括将指令用3比特数据表示，数字比特放在业务传送字的指定位置与13比特业务数据组成一个字，通过业务通道在相级连的单板之间进行传送。其中，所述用3比特数据表示的指令包括000用于中心框的单板要求级连单板协议同步中心框单板的协议状态；100用于中心框的主用单板指示查询级连框级连单板状态；110用于中心框的备用单板指示查询级连框级连单板状态；011用于中心框的单板指示级连框级连单板进行主备倒换；111级连框单板协议与中心框级连单板的协议同步响应返回；101级连框单板设备异常状态响应返回；001级连框单板与中心框单板主备一致状态响应返回；010级连框单板与中心框单板主备不一致状态响应返回。
其中，该方法进一步包括中心框单板向级连框的级连单板发送000，级连单板协议同步中心框单板协议后返回111。
其中，所述根据该协议进行主备倒换的方法进一步包括若中心框单板接收到111，则首先查询该单板是否正常，若正常，且处于主用状态则下发100，若处于备用状态下发110；若该单板异常，且处于主用状态则下发011，并倒换为备用，若处于备用状态则下发110；若中心框单板接收到001，则结束；若中心框单板接收到010，则向级连的单板发送011；若中心框单板接收到101，若单板处于主用状态则倒换为备用，结束；若单板处于备用状态，结束；若级连框单板接收到011，若单板处于主用状态，则倒换为备用，结束；若单板处于备用状态，结束；若级连框单板接收到100，则首先查询该单板是否正常，若正常，且处于主用状态则发送001，若处于备用状态发送010；若该单板异常，且处于主用状态则发送101，并倒换为备用，若处于备用状态，则发送101；若级连框单板接收到110，则首先查询该单板是否正常，若正常，且处于主用状态则发送010，若处于备用状态发送001；若该单板异常，且处于主用状态则发送101，并倒换为备用，若处于备用状态，则发送101。
其中，所述若中心框单板接收到010时，进一步包括在中心框单板设置计数器1进行累加，若未累加到计数器1的阀值时，该单板若处于主用状态则下发100，若处于备用状态，则下发110；若累加到计数器1的阀值时，该单板则向级连的单板发送011。
其中，所述若中心框单板接收到101时，进一步包括在中心框单板设置计数器2进行累加，若未累加到计数器2的阀值时，该单板若处于主用状态则下发100，若处于备用状态，则下发110；若累加到计数器2的阀值时，若单板处于主用状态则倒换为备用，结束；若单板处于备用状态，结束。
其中，计数器2的阀值小于计数器1的阀值。
由上述方法可以看出，本发明将单板状态信息以及指令信息和业务数据组合到一起，通过框间互连业务线提供的业务数据通道进行框间的通讯，业务通道同时传送业务数据和这些非业务数据，不需要额外的通讯通道，省去了原有的HDLC线路及相应的接口，节约了系统成本，降低了单板结构的复杂性。另一方面，通过业务数据通道传递信息，与传递业务数据的时延相同，因此，保证主备连动倒换的实时性与快速，避免出现单板的主备状态的反复倒换。
图1为现有技术下中心框与级连框连接示意图。
图2为本发明逻辑状态机原理图。
具体实施例方式
本发明在级连单板之间自定义一套倒换协议，通过单板之间的业务线和业务数据一起传递，使用该倒换协议控制单板的倒换，实现中心框和级连框的级连单板的主备连动倒换。一旦中心框主备单板M1、M2发生倒换各板分别通过协议通知级连框的S1、S2，控制级连单板主备连动倒换，保证倒换后主备一致；同理，若级连框S1和S2发生倒换，S1和S2分别通过协议通知M1、M2，使中心框单板进行相应倒换。
级连单板之间的倒换协议包括查询单板状态、响应指令、指示倒换等指令。这里用3个比特位表示8个协议指令，将3个比特置于业务数据中，占用原业务数据16比特字的指定3比特位置，剩下13比特位仍然用来传送业务数据。在数据传送中，中心框单板将该指令数据与业务数据结合后的16比特信息，发送到业务数据通道发向级连的单板，级连单板通过业务数据通道接收该16比特信息后，再从指定位置读出3比特的协议指令，级连的单板间通过这8个协议指令进行信息交互和控制倒换。
以下用3个比特位000到111表示的8个协议指令为例对本发明详细说明。所述的3比特协议指令所表示的内容，具体表示如下000用于中心框的单板要求级连单板协议返回初始状态，使级连单板协议状态同步中心框单板的协议状态；100用于中心框的主用单板指示查询级连框级连单板状态；110用于中心框的备用单板指示查询级连框级连单板状态；011用于中心框的单板指示级连框级连单板进行主备倒换；111级连框单板协议返回初始状态响应返回，表示与中心框级连的单板的协议状态实现同步；101级连框单板设备异常状态响应返回；001级连框单板与中心框单板主备一致状态响应返回；010级连框单板与中心框单板主备不一致状态响应返回。
分别在两组级连单板之间各自使用该协议指令，进行倒换控制。若检测的中心框与级连框级连的单板有任一块处于主用状态异常、主备不一致状态时，根据本发明协议，控制单板进行相应主备倒换，保持主用单板为正常单板且级连的单板主备状态一致。图2为本发明的使用该协议进行倒换控制的状态机，状态机是指发出端发出协议后根据返回的协议改变自身当前状态的一种机制，参照附图2，对使用本发明协议进行倒换控制的原理进一步详细说明。
其中，在初始状态时，以及在固定的时钟周期，即在开始使用该协议时，首先要实现中心框与级连框之间协议的同步，中心框主备单板分别向级连单板发送000，级连框单板收到000后，协议返回初始状态，并向中心框单板返回111，表示已经与中心框单板的协议实现同步。在级连的单板同步后，状态机工作如下中心框单板接收001，010和101，并根据单板的状态进行倒换，或向级连的级连框单板下发011，100或110协议指令。
中心框与级连框级连的单板同步后，首先分别查询中心框主备单板是否正常，若正常，且该单板处于主用状态则下发100；若该单板处于备用状态则下发110。若当前单板异常，且该单板处于备用状态，则下发110；若该单板处于主用状态则下发011，并通过中心框内两单板的主备互锁电路，与备用单板进行倒换，倒换为备用状态。
当单板接收到001，表示所级连的单板与中心框接收该协议的单板主备状态一致，则清该单板的计数器1和2，所述计数器将在后面进行说明。
当单板接收到010，说明所级连的单板与中心框接收该协议的单板主备状态不一致，根据计数器1的阀值再次向级连单板发送查询指令，若该单板处于备用状态，则向级连单板下发110；若该单板处于主用状态则下发100。当达到计数器1阀值以后，当前单板向级连的单板发送011，要求级连单板进行主备倒换。
当单板接收到101，说明所级连的单板状态异常，根据计数器2的阀值再次向级连单板发送查询指令，若该单板处于备用状态，则向级连单板发送110；若单板处于主用状态则向级连单板发送100。当达到计数器2阀值以后，若该单板为主用状态，则通过中心框内两单板的主备互锁电路，该主用单板与备用单板进行倒换，倒换为备用状态，结束；若该单板为备用状态，则不动。
级连框单板接收011，100和110，并根据单板的状态进行倒换，或向级连的中心框单板发送001，010或101协议指令。
当单板接收到011，若该单板处于主用状态，则通过级连框内两单板的主备互锁电路，该主用单板与备用单板进行倒换，倒换为备用状态，结束；若单板处于备用状态，则不动。
当单板接收到100，则首先查询该单板是否正常，若正常，且该单板处于主用状态则向级连的中心框单板发送001；若该单板处于备用状态则发送010。若该单板异常，且该单板处于主用状态则向级连的中心框单板发送101，并通过级连框内两单板的主备互锁电路，该主用单板与备用单板进行倒换，倒换为备用状态；若该单板处于备用状态，则不动，发送101。
当单板接收到110，则首先查询该单板是否正常，若正常，且处于主用状态则向级连的中心框单板发送010；若该单板处于备用状态则发送001。若该单板异常，且该单板处于主用状态则向级连的中心框单板发送101，并通过级连框内两单板的主备互锁电路，该主用单板与备用单板进行倒换，倒换为备用状态；若该单板处于备用状态，则不动，发送101。
以上8个协议指令同时分别在两组级连的中心框单板与级连单板间传递，根据所述的状态机进行级连框单板的主备连动倒换控制，保证在某单板主备倒换后，相级连的单板进行连动倒换，保持中心框与级连框相级连的单板的主备一致。设当前单板状态如下A1、A2为中心框主备板，B1、B2为级连框主备板，A1级连B1，A2级连B2。设在当前时刻，B1出现故障，以此为例，对本发明级连单板主备连动倒换的过程进一步详细说明。
首先在这次时钟周期，A1、A2同时分别向级连的B1、B2下发000，A1和A2并接收到返回的111协议，实现中心框与级连框单板协议的同步，而后，倒换过程如下步骤1，A1读取自身单板状态信息确认自身单板状态，A1单板正常，因此A1通过业务数据通道向级连框的级连单板B1发送协议100，查询B1状态；同时，A2读取自身单板状态信息确认自身单板状态，A2单板正常，因此A2通过业务数据通道向级连框的级连单板B2发送协议110，查询B2状态。
步骤2，B1收到中心框的主用单板查询级连单板指令100时，读取自身单板状态信息确认自身单板状态，因为B1设备不正常，因此B1向A1返回101；同时B1与B2根据主备互锁电路，进行主备状态倒换，倒换为备用状态；同时，B2收到中心框的备用单板查询级连单板指令110时，读取自身单板状态信息确认自身单板状态，由于B2设备正常，则返回001。之后，B2和B1根据主备互锁电路，进行主备状态倒换，B2倒换为主用状态。
步骤3，A1接收到B1返回的101时，根据计数器2设定的查询级连框次数，A1会再次发送100查询从框设备B1以确认状态；同时，A2收到001，清A2上的计数器1和计数器2，不再动作。
步骤4，B1接收到100后，读取自身单板状态信息确认自身单板状态，因为B1设备不正常，因此B1向A1返回101；此时B1已经处于备用状态，保持状态不变。
步骤5，A1接收到B1返回的101时，查询A1上的计数器2，若达到了计数器2的阀值，即设定的查询级连单板的次数，则中心框的A1与A2根据主备互锁电路进行倒换，A1倒换为备用状态，A2倒换为主用状态。结束一次仲裁倒换，实现主备一致。并在下一次的查询中，由于主备一致，将A1和A2上的计数器清0。若未达到计数器2的阀值，则重复步骤3到5。
其中通过计数器1和计数器2来再次查询级连单板状态次数的目的是避免两组级连单板同时发送倒换指令，出现反复倒换。其中，计数器2的阀值要小于计数器1的阀值，原因是同一框的B2和B1的主备倒换也许会发生在B2收到A1发送的110查询单板状态之前或之后，以上所举例是认为B2与B1的倒换发生在B2收到110查询单板状态之后。当倒换动作发生在B2收到110查询单板状态之前时，则在上例的步骤2中，B2收到中心框的备用单板查询级连单板指令110时，读取自身单板状态信息，因为B1和B2已经倒换，则B2设备此时为主用，因此B2向A2返回010指示主备不一致。
相应的，在步骤3中，A2接收到010，根据A2上的计数器1设定的查询级连框次数，A2会再次发送110查询从框设备B2状态；A1的处理情况与上例相同。
在步骤4中，B2接收到100后，读取自身单板状态信息确认自身单板状态，因为B2为主用，因此B2向A2返回010；A1的处理情况与上例相同。
由于计数器2的阀值小于计数器1的阀值，因此在步骤5中A1和A2会首先由计数器2的原因引起主备倒换，A2倒换为主用，而此时A2的计数器1尚未累加到阀值。A2在收到B2当前发送的010后，由于A2已经为主用状态，则向B2发送100，而不再是110，B2收到100后检测自身正常且主用，则返回001表示主备一致，A2收到001后清计数器1和计数器2，完成一次主备倒换。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种级连单板主备连动倒换的方法，中心框主备单板与级连框的主备单板进行级连，其特征在于该方法包括级连单板之间控制倒换的指令以小于业务通道数据字节的数字比特位表示，通过业务通道在相级连的单板之间进行传送，若中心框主用单板异常，则中心框单板进行主备倒换，并向级连框单板发送指令，控制级连框单板进行相应的主备倒换；若中心框主用单板正常，则中心框主备单板分别向级连单板发送查询指令，若与中心框主用单板所级连的级联框单板异常，则级连框单板进行主备倒换，并向中心框单板发送指令，控制中心框单板进行主备倒换；若级联框单板返回指令表示与中心框单板主备不一致，则中心框主备单板分别下发指令，控制级连框单板进行主备倒换；若与中心框主用单板所级连的单板主用正常，则结束本流程。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括将级连单板之间控制倒换的指令对应的比特数据与业务数据结合成一个字，通过业务通道在相级连的单板之间进行传送。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括将指令用3比特数据表示，数字比特放在业务传送字的指定位置与13比特业务数据组成一个字，通过业务通道在相级连的单板之间进行传送。
4.根据权利要求3所述的方法，该方法所述用3比特数据表示的指令进一步包括000用于中心框的单板要求级连单板协议同步中心框单板的协议状态；100用于中心框的主用单板指示查询级连框级连单板状态；110用于中心框的备用单板指示查询级连框级连单板状态；011用于中心框的单板指示级连框级连单板进行主备倒换；111级连框单板协议与中心框级连单板的协议同步响应返回；101级连框单板设备异常状态响应返回；001级连框单板与中心框单板主备一致状态响应返回；010级连框单板与中心框单板主备不一致状态响应返回。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于该方法进一步包括中心框单板向级连框的级连单板发送000，级连单板协议同步中心框单板协议后返回111。
6.根据权利要求4所述的方法，所述根据该协议进行主备倒换的方法进一步包括若中心框单板接收到111，则首先查询该单板是否正常，若正常，且处于主用状态则下发100，若处于备用状态下发110；若该单板异常，且处于主用状态则下发011，并倒换为备用，若处于备用状态则下发110；若中心框单板接收到001，则结束；若中心框单板接收到010，则向级连的单板发送011；若中心框单板接收到101，若单板处于主用状态则倒换为备用，结束；若单板处于备用状态，结束；若级连框单板接收到011，若单板处于主用状态，则倒换为备用，结束；若单板处于备用状态，结束；若级连框单板接收到100，则首先查询该单板是否正常，若正常，且处于主用状态则发送001，若处于备用状态发送010；若该单板异常，且处于主用状态则发送101，并倒换为备用，若处于备用状态，则发送101；若级连框单板接收到110，则首先查询该单板是否正常，若正常，且处于主用状态则发送010，若处于备用状态发送001；若该单板异常，且处于主用状态则发送101，并倒换为备用，若处于备用状态，则发送101。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述若中心框单板接收到010时，进一步包括在中心框单板设置计数器1进行累加，若未累加到计数器1的阀值时，该单板若处于主用状态则下发100，若处于备用状态，则下发110；若累加到计数器1的阀值时，该单板则向级连的单板发送011。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述若中心框单板接收到101时，进一步包括在中心框单板设置计数器2进行累加，若未累加到计数器2的阀值时，该单板若处于主用状态则下发100，若处于备用状态，则下发110；若累加到计数器2的阀值时，若单板处于主用状态则倒换为备用，结束；若单板处于备用状态，结束。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，计数器2的阀值小于计数器1的阀值。
全文摘要
本发明公开了一种级连单板主备连动倒换的方法，级连单板之间控制倒换的指令通过业务通道在相级连的单板之间传送，包括以下步骤若中心框主用单板异常，则中心框单板进行主备倒换，并向级连框单板发送指令，控制级连框单板进行相应的主备倒换；若中心框主用单板正常，则中心框主备单板分别向级连单板发送查询指令，若与中心框主用单板所级连的级联框单板异常，则级连框单板进行主备倒换，并向中心框单板发送指令，控制中心框单板进行主备倒换；若级联框单板返回指令表示与中心框单板主备不一致，则中心框主备单板分别下发指令，控制级连框单板进行主备倒换。应用本发明的方法，可实现通过已有的业务数据通道控制完成级连单板的主备连动倒换。
文档编号H04L29/06GK1592132SQ0315649
公开日2005年3月9日 申请日期2003年9月1日 优先权日2003年9月1日
发明者廖健行 申请人:华为技术有限公司