专利名称：同步数字分层体系传输通路的监测的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种监测沿同步数字分层体系传输数字通路的传输的方法并也涉及一种用于监测这种传输的系统。
在一个同步数字分层体系(SDH)网络中，通过多路复用器连接了通向主SDH传输通路的支路。这些支路及多路复用器将属于网络用户的终端设备连接到主传输通路。在主传输通路内，根据用户需要在网络用户之间分配带宽，并且这些需要随时间变化。因为主传输路径的带宽是有限的，在任何时刻可能发生一个特定用户的带宽需要未完全被满足。本发明的发明人已经认识到，一个特定的用户未必充分地使用分配给他的带宽，这点也是本专利申请的主题。因此，如果能够检测出分配的带宽的不足使用，就可以“说服”用户以减少其带宽需要。如果该需要未完全满足，则可对用户释放附加带宽。因此已理解到，需要找到一种监测主SDH传输通路的支路的利用的方法。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于监测主同步数字分层体系(SDH)传输通路的支路的利用的利用监测系统的操作方法，所述主传输通路被设置来传送一系列的数据帧，每个数据帧至少包括一个虚拟容器(virtual container)，每个虚拟容器具有一个通路开销(path overhead)及一个有效负荷，所述支路在多路复用器上与主传输通路相连接，多路复用器设置来将数据信号从所述支路加载到所述帧中的虚拟容器中，后者被保留用于传送来自所述支路的数据信号，所述方法包括以下步骤在所述主传输通路上的一点处检验被保留用于传送来自所述支路的数据信号的虚拟容器是否具有预定位组合；及由所述检验步骤的结果来估算指示所述支路的利用的参数。
本发明提供了一种监测主SDH传输通路的支路的利用的方法。它可被用来检测分配的用户所需带宽的利用不足，然后促使该用户减少其带宽需要。如上所述，以此方式释放出的带宽接着可用于带宽需要未被满足的用户。该方法也可用来监测支路的利用以检测何时带宽利用达到了应购买附加带宽的点。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于监测主同步数字分层体系(SDH)传输通路的支路的利用的系统，该系统包括用于在所述主SDH传输通路上的一点处检验在SDH数据帧中携带的并被保留用于传送主SDH传输通路的支路的虚拟容器是否具有预定位组合的装置；及响应所述检验装置以估算指示支路利用的参数的装置。
现在将参照附图以例子方式更详细地描述本发明，附图为
图1是包括实施本发明的监测系统的SDH网络中某些单元的框图；图2是SDH STM-1数据帧及VC-4虚拟容器在一起的示图；图3是SDH STM-1数据帧及以嵌套方式布置的虚拟容器在一起的示图；图4是图1所示计算机各单元的框图；图5及图6是表示图1中所示监测系统操作的流程图；及图7是表示由监测系统产生的显示的示图。
现在参照图1，它表示一个SDH网络中的某些单元。这些单元包括分插复用器(add/drop multiplexer)的一个环路10。在图中分别用标号12、13及14指示出这些复用器中的三个。数据在这些复用器12、13及14之间沿主传输通路15传送。在复用器12与13之间和复用器13与14之间，主传输部分用实线表示，这表示沿该传输通路部分不再设有复用器。在复用器12与14之间，传输通路用虚线表示，这表示沿该传输通路部分设有未示出的附加复用器。每个分插复用器12、13和14具有支路，它们分别用标号16、17及18表示。支路远离分插复用器的端部连接到属于SDH网络用户的终端设备。因此，支路及分插复用器将终端设备连接到主传输通路15。
该SDH网络还包括一个监测系统20，该系统包括位于主传输通路15上分插复用器13和14之间的光服务单元21及一个计算机22。光服务单元21是由GRC国际公司(8310 Guildford Road,Suit A,哥伦比亚市，马里兰州，美国)制造的型号为OSU 155的光服务单元，但其操作修改成如这里所描述的。光服务单元21及计算机22通过通信线路23相连接。正如下面要详细描述的，该监测系统20的功能是监测主传输通路15的支路的利用。
在分插复用器之间，数据在STM-1数据帧(用于同步传输模式的STM标准)中传送。STM-1帧以125微秒的间隔被时钟定时。SDH标准规定了以更高频率定时的更高级数据帧。在此例中将不描述更高级的数据帧。虽然未表示出来，该SDH环路10可通过交叉连接与另一SDH环路相连接，并在该另一SDH环路中数据可以用更高级STM模式传送。
STM-1帧30的一个例子表示在图2中。如本技术领域熟练技术人员所公知的，一个STM-1帧包括一个段开销31及一个有效负荷32。段开销31包括控制信息，而有效负荷32包括待被传输的数据。每个STM-1帧为2430字节长，其中81字节在段开销31中及2349字节在有效负荷32中。
在每个STM-1帧中，有效负荷保持一个或多个虚拟容器，它们容纳待被传输的数据。SDH标准规定了一组可变字节长度的虚拟容器。在图2中表示出一个VC-4虚拟容器，它是能由STM-1帧携带的最大容器。每个虚拟容器具有一个包含控制信息的通路开销和一个包含待传输数据的有效负荷。在图2中所示的虚似容器33中，通路开销用标号32表示而有效负荷用标号35表示。
在STM-1帧包含较小虚拟容器的地方，较小的容器将以嵌套方式载于较大容器中。图3表示一个STM-1帧40，其中VC-12虚拟容器41被嵌套在VC-3虚拟容器42中，而VC-3虚拟容器42被嵌套在VC-4虚拟容器43中。
在一个分插复用器上，一个支路可被加载到由沿主传输通路传送的数据帧所携带的虚拟容器中。支路中的数据信号被加载到一种虚拟容器中，该虚拟容器具有合适的字节长度并因此具有接收以支路位速率传送的数据的合适位速率容量。来自支路的数据信号被加载到每个数据帧中的单个虚拟容器中。数据也可从虚拟容器卸载到支路中。对于STM-1帧，VC-12虚拟容器具有2.3Mbit/s的位速率容量，由此可以用2.048Mbit/s的位速率接收准同步数字分层体系(PDH)的数字信号。每种虚拟容器的位速率容量相应于以下表1中所示的一个或多个PDH位速率。
表1
在本例中，支路16、17及18以2.048Mbit/s的位速率传送PDH数据信号。分插复用器12、13、14被设置来将来自支路16、17、18的PDH数据信号加载到VC-12容器中。但是，可以理解，本发明可用于监测以不同位速率操作并加载到不同类型的虚拟容器中的支路。
为了对网络10的用户提供分配给该用户的一带宽，在每个STM-1帧中保留一个或多个虚拟容器，以为该用户传送数据。例如，如果其终端设备通过八个支路16及分插复用器12连接到该网络上的用户需要在所有八个支路上传送数据信号的足够带宽，该带宽需要可通过在每个STM-1帧中保留8个VC-12虚拟容器来满足。
如果该用户需要传送仅来自一个支路的数据信号的足够带宽，则该需要可通过在每个数据帧中保留单个VC-12虚拟容器来满足。
每个连到SDH网络的支路可以是接有设备或未接设备的。如果它未接设备，则它未使用并因此不能传送有用数据，它可被解释为“空载”。如果支路接有设备，则它能传送有用数据，及它或为占用或为空载。如果它为占用则它正在传送数据，而如果它未占用则它不传送数据。
监测系统20被设置来监测一个或多个支路的利用。为了监测支路的利用，它检验被保留来传送来自该支路的数据信号的虚拟容器中的字节。监测系统20以三种不同方式估算支路的使用，每种方式各基于一个具体条件。现在将描述这些条件。
在第一条件中，光服务单元21检验虚拟容器的有效负荷中的每个字节是否全是“1”，或换句话说，是否为二进制值“11111111”。如果虚拟容器的有效负荷的每个字节全是二进制“1”，则满足该条件。该条件将被称为“ALWAYS”条件。这时被保留用于传送特定支路的数据信号的虚拟容器的有效负荷的每个字节为全部二进制“1”的值，这表示，对于相应于虚拟容器的时间段，该支路是空载，无论该虚拟容器是否接有设备。因此，当在整个帧系统中被保留用于特定支路的虚拟容器中满足“ALWAYS”条件时，则对于相应于该帧系列的时间段中该支路完全为空载。如果“ALWAYS”条件仅对一半的帧能被满足，则该支路被利用了50％。
仅当“ALWAYS”条件是利用的可靠标志时，基于“ALWAYS”条件的利用估算才将是精确的。因为在虚拟容器的有效负荷内字节易于漂移，可能发生对于特定支路“ALWAYS”条件不能被满足，而不管该支路是空载的事实。
在测量利用的第二条件中，对虚拟容器有效负荷的字节检验其是否至少存在一个字节全部为二进制“1”的值，或换言之，为二进制值“11111111”。该条件将被称为“ONCE”条件。因此当虚拟容器中的字节漂移时，基于“ONCE”条件的利用估算比基于“ALWAYS”条件的估算更精确。
每个VC-12虚拟容器的通路开销包含一个被称为“V5”字节的字节。如果在V5字节中，位5、6及7被设成二进制值“000”，它指示为其保留虚拟容器的支路未接设备。在测量利用的第三条件中，对被保留用于特定支路的虚拟容器的通路开销的V5字节检验是否在位5、6及7中存在二进制数“000”。如果能找到该值，则可满足该条件。该条件被称为“UNEQUIPPED”条件。该“UNEQUIPPED”条件识别未使用的、即空载的支路。因此，如果在帧系列的每个帧中被保留用于特定支路的虚拟容器中满足“UNEQUIPPED”条件时，则对应于该帧系列的时间段中该支路是“UNEQUIPPED”(未接设备)。如果对于这些虚拟容器中的任何虚拟容器该未接设备的条件未满足，则相应于该帧系列的时间段中支路接有设备。
应该指示，用于测量利用的这三个条件共享检验虚拟容器的字节是否存在预定位组合的共同特征。这三个条件的区别在于检测的实际位组合。
光服务单元21对沿主传输路径15传送的帧的字节进行抽取及监测，以便提供网络管理信息。除了提供常规的网络管理信息外，光服务单元21也对被保留用于至多8个支路的虚拟容器监测是否存在“ALWAYS”条件，“ONCE”条件及“UNEQUIPPED”条件。光服务单元15在一系列的轮询时间间隔上监测虚拟容器是否存在这三个条件，每个轮询时间间隔有125毫秒的长度。因此，每个轮询时间间隔相当于1000个STM-1帧。在每个轮询间隔期间，光服务单元21监测每个支路的虚拟容器。
在每个轮询间隔期间，光服务单元21对被保留用于特定支路的每个虚拟容器检测是否存在“ALWAYS”条件。在轮询间隔结束时，光服务单元21记录下能满足“ALWAYS”条件的虚拟容器数目。
类似地，在每个轮询间隔期间，光服务单元21对被保留用于特定支路的每个虚拟容器检测是否存在“ONCE”条件。在轮询间隔结束时，它记录下在间隔中能满足“ONCE”条件的虚拟容器的总数目。
在每个轮询间隔期间，对被保留用于特定支路的虚拟容器监测是否存在“UNEQUIPPED”条件。在每个轮询间隔结束时，它记录下已被检测“UNEQUIPPED”条件并满足该条件的虚拟容器的数目。
在每个测量周期结束时光服务单元21作出一个报告，在本例中该测量周期为5秒。对于每个被监测的支路，该报告说明轮询间隔的数目(通常为40)、满足“ALWAYS”条件的虚拟容器数目、满足“ONCE”条件的虚拟容器数目、及能满足“UNEQUIPPED”条件的虚拟容器数目。该报告被产生出来并经通信线路23传送到计算机22。
计算机22使用来自光服务单元21的报告，以估算被监测支路的利用。该计算机22是传统结构的，它的主要部分表示在图4中。如图4中所示，计算机22的各部分包括中央处理单元50、可视显示单元(VDU)51、存储器52、键盘53及输入和输出端口54。存储器52由硬盘存贮器、随机存取存储器及只读存储器组成。存储器52包括控制计算机22的操作用的程序，并也包括用于估算支路利用的程序。
对于每个测量周期，计算机22对每个被监测支路估算指示支路利用的三个参数UA、UO及UE。这三个参数UA、UO及UE分别基于“ALWAYS”条件、“ONCE”条件及“UNEQUIPPED”条件。对于每个测量周期，计算机22也计算用于被监测支路平均利用的三个参数UAA、UAO及UAE。用于对每个单独支路计算三个参数UA、UO及UE的程序部分的流程图表示在图5中，及用于估算三个支路的平均的三个参数的程序部分的流程图表示在图6中。现在将描述这两个流程图。
现在参照图5，在步骤60上，计算机22使用下面等式来估算参数UA，它代表基于“ALWAYS”条件的被监测支路的利用UA=(1-IA)式中(1)IA=PA/QAPA=在测量周期中检验的、能满足“ALWAYS”条件的被保留用于支路的虚拟容器数目，QA=在测量周期中检验的、被保留用于支路的虚拟容器的总数目。
通过将测量周期中轮询间隔数目乘以1000就获得了代表在测量周期中检测的、被保留用于支路的虚拟容器总数目的值QA。在每个轮询间隔中具有1000个帧。
在步骤61中，计算机使用类似于上述等式1的但修改用于“ONCE”条件的等式来估算参数UO，它代表基于“ONCE”条件的被监测支路的利用。
在步骤62中，计算机22使用类似于上述等式1的、但修改用于“UNEQUIPPED”条件的等式来估算参数UE，它代表基于“UNEQUIPPED”条件的被监测支路的利用。
现在参照图6，在步骤65中，用下列等式2来估算参数UAA，它代表基于“ALWAYS”条件的被监测支路的平均利用UAA=[1-Σn=1NIAnN]---------(2)]]>式中IAn=PAn/QAnPAn=在测量周期中检验的、能满足ALWAYS条件的被保留用于被监测支路n的虚拟容器数目，QAn=在测量周期中检验的、被保留用于被监测支路n的虚拟容器的总数目，N=被监测支路的数目。
在本例中，被监测支路的数目N具有最大到8的值。
在步骤66中，根据类似于上述等式2的、但修改用于“ONCE”条件的等式来估算参数UAO，它代表基于“ONCE”条件的被监测支路的平均利用。
最后在步骤67中，根据类似于上述等式2的、但修改用于“UNEQUIPPED”条件的等式来估算参数UAE，它代表基于“UNEQUIPPED”条件的被监测支路的平均利用。
可以使用条形图在持续的时间周期中在VDU51上显示出代表支路利用的各参数。条形图的一个例子表示在图7中。可以看出，对于每个测量周期该参数以百分比利用率来显示。
步骤60至62及65至67可实际上在每个测量周期结束时同时地执行，并可接着同时地显示出这六个参数。
因此，通过使用监测系统20，操作人员可以监视到被监测支路的单独利用及平均利用这两者。通过根据三个不同条件估算其利用，可以改善估算的可靠性。如果操作人员发现单个支路或一组被监测支路的利用不足，他就可以建议该支路或这些支路的用户减少用户的带宽需要将是合适的。如果该用户减少了其带宽需要，则该空闲的带宽就可以分配给需要附加带宽的另外用户。并且，如果操作人员发现，单个支路或一组被监测支路的带宽利用接近应该购买附加带宽的点时，他将会建议该支路或这些支路的用户购买附加的带宽将是合适的。
虽然本发明是针对其中支路以2.048Mbit/s的PDH位速率操作的SDH环路的支路监测来描述的，但可理解，本发明也可用来监测以其他位速率操作的支路的利用。并且，本发明也可用于监测设置成沿一条线而非形成环路的SDH传输通路的支路的利用。
在本说明书中，术语“同步数字分层体系网络”意图包括以同步光网络(SONET)标准操作的网络。这些标准可考虑作为SDH标准的子标准。
权利要求
1.一种用于监测主同步数字分层体系(SDH)传输通路的支路的利用的利用监测系统的操作方法，所述主传输通路被设置来传送一系列数据帧，每个数据帧至少包括一个虚拟容器，每个虚拟容器具有一个通路开销及一个有效负荷，所述支路在多路复用器上与主传输通路相连接，多路复用器被设置来将数据信号从所述支路加载到所述帧中的虚拟容器中，后者被保留用于传送来自所述支路的所述信号，所述方法包括下列步骤在所述主传输通路上的一点处检验被保留用于传送来自所述支路的数据信号的虚拟容器是否具有预定位组合；及由所述检验步骤的结果来估算指示所述支路的利用的参数。
2.根据权利要求1的利用监测系统的操作方法，其中，在所述估算步骤中，根据以下等式对于一系列测量周期中的每个周期估算所述参数UU=(1-I)，式中I=P/QP=在测量周期中检验的具有所述位组合的虚拟容器的数目，Q=在测量周期中检验的虚拟容器的总数目。
3.根据权利要求1或2的利用监测系统的操作方法，其中所述预定位组合是在虚拟容器的有效负荷的每个字节中存在全部二进制数“1”。
4.根据权利要求1或2的利用监测系统的操作方法，其中所述预定位组合是在虚拟容器的有效负荷的至少一个字节中存在全部二进制数“1”。
5.根据权利要求1或2的利用监测系统的操作方法，其中所述预定位组合是在虚拟容器的通路开销中具有指示支路未接设备的位组合。
6.一种用于监测主同步数字分层体系(SDH)传输通路的支路的利用的系统，所述系统包括用于在所述主SDH传输通路上的一点处检验在SDH数据帧中携带的并被保留用于传送主SDH传输通路的支路的虚拟容器是否具有预定位组合的装置；及响应所述检验装置以估算指示支路利用的参数的装置。
7.根据权利要求6的用于监测主SDH传输通路的支路利用的系统，其中所述估算装置被设置来根据下列等式对于一系列测量周期中的每个周期估算所述参数UU=(1-I)，式中I=P/QP=在测量周期中检验的具有所述位组合的虚拟容器的数目，Q=在测量周期中检验的虚拟容器的总数目。
8.根据权利要求6或7的用于监测主SDH传输通路的支路利用的系统，其中所述预定位组合是在虚拟容器的有效负荷的每个字节中存在全部二进制数“1”。
9.根据权利要求6或7的用于监测主SDH传输通路的支路利用的系统，其中所述预定位组合是在虚拟容器的有效负荷的至少一个字节中存在全部二进制数“1”。
10.根据权利要求6或7的用于监测主SDH传输通路的支路利用的系统，其中所述预定位组合是在虚拟容器的通路开销中具有指示支路未接设备的位组合。
11.根据权利要求6至10中任一项的用于监测主SDH传输通路的支路利用的系统，还包括用于显示所述参数的装置。
全文摘要
公开了一种用于监测主SDH传输通路(15)的支路(17)的利用的系统。该主SDH传输通路被设置来传送一系列数据帧,每个数据帧包含虚拟容器。来自支路(17)的数据信号被加载到被保留用于数据信号的虚拟容器中。监测系统(20)包括一个光服务单元(21)及一个计算机(22)。光服务单元(21)监测被保留用于传送支路的虚拟容器的字节是否具有预定位组合并将包括监测结果的报告传送给计算机(22)。在计算机(22)中,使用包含在该报告中的数据来估算支路利用。被监测的位组合的一个例子是在虚拟容器的有效负荷的每个字节中存在全部二进制数“1”。
文档编号H04J3/14GK1214827SQ97193409
公开日1999年4月21日 申请日期1997年3月18日 优先权日1996年3月29日
发明者保罗·克里斯琴·赫尔希 申请人:英国电讯有限公司