专利名称：一种基于g.709的多级复用路由控制方法和网关网元的制作方法
技术领域：
本发明涉及属于光网络传输领域，尤其涉及一种光传送网自动交换光网络中，基于G. 709的多级复用路由控制方法和网关网元。
背景技术：
光传送网(OTN)是在1999 年为解决高速 TDM(Time DivisionMultiplexing，时分复用)信号的大容量传送问题而提出的一种“数字包封”技术。2003版定义的OTN可以为客户层信号提供传送、复用、保护和监控管理等功能，所支持的客户层信号主要是STM-N(同步传输模式)、ATM(异步传输模式)和通过GFP(通用组帧程序)映射支持的以太网信号， 其定义的速率等级为2. 5GU0G和40G。随着传送网络承载信号的IP化以及IOG LAN接口的普及，IOGE (万兆以太网)在OTN上的承载成为一个重要问题，因此ITU-T于2007年开发了 G. sup43标准，定义了 OTN传送IOGE信号的方式。传统OTN的复用体系非常简单，速率等级为2. 5G，IOG和40G，分别对应光通道数据单元0DU1，0DU2和0DU3。CBR(Constant Bit Rate，固定码率)的业务采用异步映射(AMP) 或者比特同步映射(BMP)方式映射到相应的ODUk，Packet (分组)业务采用GFP方式映射到0而k，这些OOTk再映射到相应的光通道传输单元OTOk中。当然，低速率等级的ODU也可复用到高速率等级的ODU中，如图1所示。为了适应多业务，OTN引入了新的概念HO (High Order,高阶)ODU和LO (Low Order,低阶)0DU，如图2所示，图2中从左边数起，第一列是LO 0DU,每个框中的速率等级， 比如0DU3，都标示为0DU3(L)，L即是Low Order ；第二列是高阶，每个框中的速率等级，比如 0DU3，都标示为0DU3 (H)，H即是High Order。H0/L0与SDH中的高阶/低阶容器的概念是一致的，LO ODU相当于业务层用于适配不同速率和不同格式的业务，H00DU相当于隧道层用于提供一定带宽的传送能力，这种层次化的结构支持业务板卡与线路板卡分离，从而可为网络部署带来更大的灵活性和经济性。G. 709 Amendment3和G. sup 43相对于2003年的G. 709，发生了很大的变化，它引入了新的信号类型，包括0DU0、0DU2e、0DU3el、0DU3e2、ODUflex以及0DU4。首先引入了一个速率为1. 244Gb/s的新的光通道数据单元0DU0，0DU0可以独立进行交叉连接，也可映射到高阶ODU中(如0DU1、0DU2、0DU3和0DU4)。为了适应将来100GE业务的传送，引入了 0DU4，速率为 104. !355Gb/s。ODUl映射到0DU2、0DU3以及0DU2映射到0DU3保持原G. 709版本的2. 5G支路时序映射复用方式，增加ODUl映射到0DU2和0DU3的1. 25G支路时序，增加0DU2映射到0DU3 的 1. 25G 支路时序；其他新的速率(0DU0、0DU2e、ODUflex)映射到 ODUl、0DU2、0DU3、0DU4 都采用1. 25G支路时序映射复用方式。根据G. sup 43，0DU2e可以映射到0DU3el的2. 5G 支路时序，0DU&还可以映射到0DU3el的1. 25G支路时序。大多数的低阶ODU在高阶里具有相同的支路时序个数；然而0DU&例外，0DU2e在0DU3需要占用9个1. 25G支路时序或者5个2. 5G支路时序，而ODUk在0DU4需要占用8个1. 25G支路时序。图3是G. 709标准以及G. sup43标准的详细映射复用路径结构。Flexible ODU的思想最初在2008年9月份ITU-T Q11/SG15中间会议和2008年 12月份ITU-T SG15全会上被广泛讨论。Flexible ODU的最初想法是为任意比特速率的客户信号提供OTN的比特透明传输。ODUflex目前被期望用来支持那些不能很有效地映射到 0DU2、0DU3或者0DU4的新的比特速率。ODUflex被当作一个低阶ODU ；—个ODUflex占用高阶OOTk任意整数倍的支路时序个数。ODUflex带宽可动态地被调整。目前推荐 Packet ODUflex 大小为nX 1. 24416Gbit/s士20ppm(l 彡 η 彡 80)，而 CBR ODUflex大小为客户信号速率的239Λ38倍。新定义的ODUflex不再为已经映射到 ODUO, ODUU 0DU2和0DU3的客户信号提供映射。对于CBR客户信号，首选通过BMP将客户信号映射到ODUflex，ODUflex速率为客户信号速率的239/238倍(客户信号速率2. 5G以上)，对于分组业务客户信号，目前讨论使用GFP将客户信号映射到ODUflex ；ODUflex = n*l. M416G，其中1彡η彡80 ；ODUflex比特速率为高阶OOTk的支路时序个数的整数倍。在2003年版本G. 709标准发布后，经过几年的发展，OTN设备被大量地部署，而最新的G. 709标准又发生了很大的变化，新部署的OTN设备加载控制平面后，一条端到端的标签交换路径可能同时控制很多旧设备与新设备，旧设备只能支持2. 5G支路时序单元，而新设备既可以支持2. 5G支路时序单元又可以支持1. 25G支路时序单元；一条端到端标签交换路径经过旧设备与老设备时，管理端到端业务时所涉及到的互联互通，成为一个现实存在的技术问题。如图4所示，该网络已经部署的OTN网络，OTN网络中的所有节点设备实现都基于 2003年发布G. 709标准版本，网络里的每个节点不支持ODUO和ODUflex，而且基于2. 5G支路时序。随着数据业务的大量应用，运营商需要在现有网络里引入ODUO和ODUflex应用，将 ODUO和ODUflex应用引入现有网络时，存在支持1. 25G TS的网络与已经部署的支持2. 5G TS网络互通的问题，如果没有其他技术引入，运营商不得不升级现有网络中的所有节点以支持ODUO和ODUflex，这将势必破坏运营商已经投资的OTN网络。一条端到端的0而k业务可能同时经过很多旧设备与新设备，旧设备只能支持 2. 5G支路时序单元，而新设备既可以支持2. 5G支路时序单元又可以支持1. 25G支路时序单元；一条端到端OP而k经过旧设备与老设备时，管理端到端业务时所涉及到的互联互通，成为一个现实存在的技术问题。同时，还存在将0DU0和ODUflex业务引入OTN网络，并与已经部署的网络进行互联互通问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是光传送网自动交换光网络中，基于G. 709的多级复用路由控制方法和网关网元。为了解决上述问题，本发明提供了一种基于G. 709的多级复用路由控制方法，包括网关网元在链路状态广播数据包中携带其多级复用能力，通过路由协议将其多级复用能力广播到其所在的路由域或路径计算实体。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述网关网元的多级复用能力为所述网关网元根据自身节点的单板和端口信息生成的多级复用能力；或者为网关网元接收管理平面的配置所得的多级复用能力。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述网关网元接收管理平面的配置的多级复用能力时，还校验数据平面是否支持管理平面所配置的多级复用能力。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议或者基于流量工程的中间系统与中间系统(0SPF-TE或IS-IS-TE)。进一步地，上述方法还可具有以下特点，对所述路由协议进行扩展，使其支持携带多级复用能力，在link(链路)类型的链路状态广播数据包的高层类型长度值(Top Level TLV)里增加一个多级复用约束子类型长度值(Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV)，使用所述 Multi StagesMultiplex Constraints Sub-TLV 携带所述网关网元的多级复用能力，所述MultiStages Multiplex Constraints Sub-TLV包括类型字段、长度字段、多级复用能力信息字段，其中所述类型字段，用于指示该子类型长度值的类型；所述长度字段，用于指示多级复用能力信息字段的长度；所述多级复用能力信息字段，用于指示所支持的具体的多级复用能力。进一步地，上述方法还可具有以下特点，所述多级复用能力信息字段中包括M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力个数，其中所述多级复用层数信息字段，用于指示多级复用的层数；所述多级复用信号类型信息字段，用于指示多级复用的各信号类型。本发明还提供一种网关网元，所述网关网元，用于在链路状态广播数据包中携带其多级复用能力，通过路由协议将其多级复用能力广播到其所在的路由域或路径计算实体。进一步地，上述网关网元还可具有以下特点，所述网关网元，用于根据自身节点的单板和端口信息生成所述多级复用能力；或者接收管理平面的配置得到多级复用能力。进一步地，上述网关网元还可具有以下特点，所述网关网元，还用于接收管理平面的配置的多级复用能力时，校验数据平面是否支持管理平面所配置的多级复用能力。进一步地，上述网关网元还可具有以下特点，所述路由协议为OSPF-TE或 IS-IS-TE。进一步地，上述网关网元还可具有以下特点，所述网关网元，用于使用link类型的链路状态广播数据包的Top Level TLV里新增的多级复用约束子类型长度值(Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV)携带所述网关网元的多级复用能力，所述Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV包括类型字段、长度字段和多级复用能力信息字段，其中类型字段，用于指示该子类型长度值的类型；长度字段，用于指示多级复用能力信息字段的长度；多级复用能力信息字段，用于指示所支持的具体的多级复用能力。进一步地，上述网关网元还可具有以下特点，所述多级复用能力信息字段中包括M 个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力个数，其中
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所述多级复用层数信息字段，用于指示多级复用的层数；所述多级复用信号类型信息字段，用于指示多级复用的各信号类型。本发明网关网元通过路由协议将其多级复用能力广播到其他网元。
图1是2003年出版的G. 709标准所具有的映射复用结构；图2是G. 709 Amendment3和G. sup 43标准所具有的映射复用结构；图3是G. 709标准以及G. sup43标准的详细映射复用结构；图4是运营商已经投资部署完毕的OTN网络，该网络里的每个节点设备实现都基于2003年发布的G. 709标准，网络里的每个节点不支持ODUO和ODUf lex，而且基于2. 5G支路时序；图5是为了将支持ODUO和ODUflex信号的OTN设备加入到图4所示的现有的网络时，引入网关网元，网关网元支持多级复用的网络结构。由于引入网关网元，从而无需更新现有网络里的每个节点；图6是基于隧道的网络设计的一个OTN网络结构图，引入网关网元(Gateway)，将 ODUO和ODUflex首先复用到0DU2或者0DU3以最小化需要在中间节点创建的连接数量；图7是为了将支持ODUO和ODUflex信号的OTN设备加入到图4所示的现有的网络时，引入网关网元，网关网元支持多级复用的网络结构。每个网关网元支持的多级复用能力不相同；图 8 是本发明提出的一种 Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV 的编码图；图9是为了将支持ODUO和ODUflex信号的OTN设备加入到图4所示的现有的网络时，引入网关网元后的网络架构图；图10是(Gateway 1通过0SPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV 的编码示意图；图11是(Gateway 3通过0SPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV 的编码示意图；图12是(Gateway 4通过0SPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV 的编码示意图；图13是运营商又投资建设了一个10G、一个40G和一个100G0TN网络，与基于图9 的OTN网络进行互联而组成的一个OTN网络示意图；图14是(Gateway 5通过0SPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里的编码示意图；图15是(Gateway 7通过0SPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里的编码示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。OTN标准一直都支持单级ODU复用。在OTN vl里的后续结果就是ODUl直接映射到0DU3的一个支路时序，无需先映射到0DU2。该体系架构的动机是减少复杂性。在该体系架构的正常演进过程中，新增加的OTN功能被期望更高的速率，因而单级复用概念将更容易地往前被推进。(也就是说，如果速率都是往上增加的话，单级复用可能很容易继续在 OTN体系架构里被使用)。将ODUO和ODUflex引入OTN层次架构里，使得新增加的OOTk信号速率都比现有速率低得多，而且新增加的速率可以是现有速率的客户。将ODUO和ODUflex引入OTN层次架构里，使得新增加的0而k信号速率都比现有速率低得多，这将带来一些不同的挑战，因为新增加的速率可以是现有速率的客户。因此，存在很清晰的应用，两级复用被期望辅助将ODUO和ODUflex信号引入到现有的网络，从而无需更新现有网络里的每个节点。在一个域里使用两级复用能够允许运营商将新速率限制应用到只有需要支持这些新速率的那些节点上。两级复用被期望用来辅助将ODUO和ODUflex 信号引入到现有的网络，从而无需更新现有网络里的每个节点。但需要引入(Gateway网元， 支持多级复用。本发明提出在现有网络里引入网关(Gateway)网元或者将现有某些网元升级为网关网元，在这些网关网元上实现多级复用(Multi StageMultiplexing)，以能够将ODUO 和ODUflex应用引入已经部署的网络里，并解决1. 25G TS的网络与已经部署的支持2. 5G TS网络互联互通，完成1.25GTS信号与2. 5G TS信号之间的转换。既保护运营商已有的OTN 网络投资，又能够将新的OOTk应用引入到已投资的OTN网络中。对图4所示网络进行升级得到图5所示网络，其中包含的网关网元支持两级复用， 从而允许在已经部署的网络里支持ODUO/ODUf lex。ODUO/ODUf Iex先映射到ODUl或者0DU2， 紧跟着0DU1/0DU2映射到0DU3 ；节点4，5，6，7无需见到ODUO/ODUf lex，而直接交换ODUl或者0DU2，从而保护了运营商的已有投资，又能够引入新的应用和业务，对运营商已有网络投资进行了增值。除了网络升级场景以外，第二个潜在的二级复用应用是基于隧道的网络设计。在一个0DU4网络里，每个0DU4有80个支路时序。假设大量的0DU0和ODUflex需要3_4个支路时序。如果大量的电路业务共享相同的终端点(或者甚至整条路径的一部分)，从管理角度来看，引入网关网元((Gateway)，将0DU0和ODUflex首先复用到0DU2或者0DU3以最小化需要在中间节点创建的连接数量。0DU2/0DU3很有效地创建一条ODUO/ODUf Iex所使用的穿过0DU4网络的隧道。如图6所示的0DU4网络，ODUO/ODUfIex只对非网关网元可见。虽然二级复用增加了网关网元的复杂性，但它减少了需要在其他非网关网元节点配置交叉连接的数目。管理平面和控制平面利用现有技术获得OTN网络中，每条链路的详细信息，包括链路支持的支路时序粒度大小、支持的支路时序最大个数(也就是链路的最大带宽)、当前链路可用的支路时序个数以及链路所能够支持的低阶信号类型。但对于图7中，位于 Gateway 1与4节点以及(Gateway 3与7节点之间的链路，因为0DU0能够通过两级复用映射到0DU3 Network 2网络中(也就是0DU0可映射到ODUl或者0DU2，再将ODUl或0DU2映射到0DU3里)，所以，如果仅仅知道这些链路所支持的低阶信号是不足够用于路径计算实体计算路由，还需要知道0DU0通过什么方式映射到ODU 3Network 2网络中，也就是(Gateway 1和4节点以及(Gateway 3和7节点之间的链路支持的多级复用能力必须让路径计算实体知道。所以，在管理平面或者控制平面计算一条端到端的0而k业务前，必须获得网络里的网关网元的多级复用能力约束信息。另外，控制平面里的路径计算实体可通过扩展自动发现协议或者路由协议获得网元的多级复用能力。因此，本发明提出了路径计算实体获取网关网元支持多级复用能力信息的路由控制方法，以便将网关网元引入现有OTN网络时，端到端OOTk业务的路径计算实体能够为端到端OOTk业务确定所经过的网关为网元，以及在网关网元上选择恰当的多级复用能力。本发明提供一种基于G. 709的多级复用路由控制方法，包括网关网元在链路状态广播数据包中携带其多级复用能力，通过路由协议将其多级复用能力广播到其所在的路由域或路径计算实体。所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议或者基于流量工程的中间系统与中间系统(0SPF-TE或IS-IS-TE)。其中，所述网关网元的多级复用能力为所述网关网元根据自身节点的单板和端口信息生成的多级复用能力；或者为网关网元接收管理平面的配置所得的多级复用能力。其中，所述网关网元接收管理平面的配置的多级复用能力时，还校验数据平面是否支持管理平面所配置的多级复用能力。其中，对所述路由协议进行扩展，使其支持携带多级复用能力，在link(链路)类型的链路状态广播数据包的高层类型长度值(Top Level TLV)里增加一个多级复用约束子类型长度值(Multi Stages Multiplex ConstraintsSub-TLV)，使用所述 Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV携带所述网关网元的多级复用能力，所述Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV包括类型字段、长度字段、多级复用能力信息字段，其中所述类型字段，用于指示该子类型长度值的类型；所述长度字段，用于指示多级复用能力信息字段的长度；所述多级复用能力信息字段，用于指示所支持的具体的多级复用能力，所述多级复用能力信息字段中包括M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力个数，其中所述多级复用层数信息字段，用于指示多级复用的层数；所述多级复用信号类型信息字段，用于指示多级复用的各信号类型。下面通过具体实施例进一步说明本发明。实施例1为了能够通过路由协议(0SPF-TE或者IS-IS-TE，基于流量工程的开放最短路径优先协议或者基于流量工程的中间系统与中间系统)将网关网元的多级复用能力信息广播到所在的路由域里，本发明对路由信息进行了扩展。根据现有技术和标准，rfc2370定义了 Opaque LSA (Link StateAdvertisement, 路状态广播)，它根据Opaque LSA可洪泛的范围，定义了三种Opaque LSA类型，分别是9， 10,11类型的1^々。11类型的OpaqueLSA可在整个AS (Autonomous System，自治系统)范围内洪泛；10类型的Opaque LSA洪泛范围不能超越该LSA所关联的Area边界；9类型的 OpaqueLSA只能在本地网络或者子网内洪泛。rfc3630对Opaque LSA进行了扩展，定义一种新类型的LSA，以支持流量工程的LSA，rfc3630定义的TE LSA是一种Opaque LSA,并且只能在Area范围内洪泛。rfc4203向rfc3630定义link(链路)类型的数据包的iTop Level TLV (高层类型长度值)里增加了 4个子TLV (Type Length Value，类型长度值)，用于支持 GMPLS(Generalized Multiprotocol Label Switching，通用多协议标签交换)，包括 Link Local/Remote Identifiers (本地 / 远程链路标识)；LinkProtection Type (链路保护类型)；Interface Switching Capability Descriptor(接□交换能力描述)；Shared Risk Link Group (共享风险链路组)。原有rfc4203的定义如下表1所示，但rfc4203并没有加入新的 iTop Level TLV。表 1 rfc4203 中定义的 iTop Level TLV
权利要求
1.一种基于G. 709的多级复用路由控制方法，其特征在于，包括网关网元在链路状态广播数据包中携带其多级复用能力，通过路由协议将其多级复用能力广播到其所在的路由域或路径计算实体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关网元的多级复用能力为所述网关网元根据自身节点的单板和端口信息生成的多级复用能力；或者为网关网元接收管理平面的配置所得的多级复用能力。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述网关网元接收管理平面的配置的多级复用能力时，还校验数据平面是否支持管理平面所配置的多级复用能力。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议或者基于流量工程的中间系统与中间系统(0SPF-TE或IS-IS-TE)。
5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，对所述路由协议进行扩展，使其支持携带多级复用能力，在link(链路)类型的链路状态广播数据包的高层类型长度值 (Top Level TLV)里增加一个多级复用约束子类型长度值(Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV)，使用所述 Multi StagesMultiplex Constraints Sub-TLV 携带所述网关网元的多级复用能力，所述MultiStages Multiplex Constraints Sub-TLV包括类型字段、长度字段、多级复用能力信息字段，其中所述类型字段，用于指示该子类型长度值的类型；所述长度字段，用于指示多级复用能力信息字段的长度；所述多级复用能力信息字段，用于指示所支持的具体的多级复用能力。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多级复用能力信息字段中包括M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力个数，其中所述多级复用层数信息字段，用于指示多级复用的层数；所述多级复用信号类型信息字段，用于指示多级复用的各信号类型。
7.一种网关网元，其特征在于，所述网关网元，用于在链路状态广播数据包中携带其多级复用能力，通过路由协议将其多级复用能力广播到其所在的路由域或路径计算实体。
8.如权利要求7所述的网关网元，其特征在于，所述网关网元，用于根据自身节点的单板和端口信息生成所述多级复用能力；或者接收管理平面的配置得到多级复用能力。
9.如权利要求8所述的网关网元，其特征在于，所述网关网元，还用于接收管理平面的配置的多级复用能力时，校验数据平面是否支持管理平面所配置的多级复用能力。
10.如权利要求7所述的网关网元，其特征在于，所述路由协议为OSPF-TE或 IS-IS-TE。
11.如权利要求7或10所述的网关网元，其特征在于，所述网关网元，用于使用link类型的链路状态广播数据包的Top Level TLV里新增的多级复用约束子类型长度值(Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV)携带所述网关网元的多级复用能力，所述Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV包括类型字段、长度字段和多级复用能力信息字段，其中类型字段，用于指示该子类型长度值的类型； 长度字段，用于指示多级复用能力信息字段的长度； 多级复用能力信息字段，用于指示所支持的具体的多级复用能力。
12.如权利要求11所述的网关网元，其特征在于，所述多级复用能力信息字段中包括 M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力个数，其中 所述多级复用层数信息字段，用于指示多级复用的层数； 所述多级复用信号类型信息字段，用于指示多级复用的各信号类型。
全文摘要
本发明提供了一种基于G.709的多级复用路由控制方法，包括网关网元在链路状态广播数据包中携带其多级复用能力，通过路由协议将其多级复用能力广播到其所在的路由域或路径计算实体。本发明还提供一种网关网元。本发明实现了将网关网元的多级复用能力广播到其他网元。
文档编号H04Q11/00GK102201973SQ20101014350
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月25日 优先权日2010年3月25日
发明者付锡华, 张新灵 申请人:中兴通讯股份有限公司