专利名称：一种检测多框设备连接方式的方法
技术领域：
本发明涉及通信设备的组网技术，尤其涉及在通信网络中检测多框设备连接方式的方法。
背景技术：
随着电信业务的普及，用户数量的激增对通信设备提出了更高的要求。只有具有高可靠性、大容量、多种规格、可平滑扩容的通信设备才更有市场竞争力。
图1示出了一种多框设备连接方案的示意图。如图1所示，它采用一个主框连接若干从框的方式，从框的数量可以根据容量需要灵活配置。
主框与从框之间有两类业务连接。一类是消息业务，用于设备内各框间交互控制消息、运行状态、心跳等；一类是承载业务，用于承载用户的数据流。前者消息量相对较小，要求的可靠性高，通常使用分组交换的方式传递，对线路连接方式不敏感，可自动识别路由，只要有物理连接，消息即可顺利到达。同时又有心跳检测机制来检测连接的可靠性。所谓心跳检测机制是指，在分布式系统中，主控模块周期性地向各附属模块发送查询消息，附属模块收到查询消息后立即回应一个应答消息。若主控模块长时间没有收到附属模块的应答，则认为附属模块或到附属模块的通信链路已经发生异常，将采取故障处理措施。若附属模块长时间未收到主控模块的查询消息，也可以认为主框模块或到主控模块的通信链路异常，也会采取相应的故障处理。
对于承载业务，其特点是消息量大，实时性要求高，通常是采用电路交换的方式，对连接方式要求严格，需要指定连接关系。主框与从框之间承载业务采用多条大容量通信线路连接(如光纤)，同时为保证可靠性，线路采用主备用的方式。
这种设备内部组网方案较好地满足了前面描述的对通信设备的高可靠性、大容量、多种规格、平滑扩容的要求。但是，大量框间连接线路的配置和连接在实际使用中具有不小的困难。在开局或网络改造过程中，由于错接了连接线路造成承载业务不通的事故时有发生。
目前通常的做法是预先规划好用于框间承载业务连接的线路、端口的对应关系，并在设备上用配置命令输入设备。用在连接线路上粘贴标签等方法，标注线路走向。
上述方案存在的缺点是1.改网时需要删除原有配置，重新进行新的配置；2.连接的正确性仅依靠施工人员用人工方法保证；3.缺乏实时检测手段，不能对出现错误连接、漏连接、虚连接等情况给出及时的告警和足够的定位信息，难以指导技术人员及时纠正这些错误。
发明内容
为解决现有技术的上述问题，本发明的目的是提供一种检测多框设备的连接方式的方法，通过在业务承载线路的链路层数据帧结构中插入标识信息，使得设备能够实时对各框间连接线路进行检测和识别，并可进而判断连接关系的正确性和可用性。
为实现上述目的，本发明提供了一种检测多框设备连接方式的方法，所述多框设备包括主框连接单板、主框控制板，和从框连接单板，各所述连接单板上带有至少一个通信接口，所述方法包括1)各通信接口将自身信息发送到其对接通信接口，并接收其对接通信接口的信息；2)各所述连接单板把与其各自的通信接口和对接通信接口的连接相关的信息发送到所述主框控制板；3)所述主框控制板根据所收到的信息，对所述从框与主框之间的连接状态进行判断。
所述的方法可进一步包括使合法的连接关系生效的步骤。所述生效步骤为将符合下列条件的连接可用通信接口通过自动或手动方式生效，使之参与业务承载1)配置可用、且不存在从框配置连接冲突或可用连接冲突的从框上的配置可用且不存在配置连接冲突或可用连接冲突的单板以及连接可用单板上的所有连接可用光口；2)连接可用的从框的连接可用单板的所有连接可用光口。
优选地，各通信接口将自身位置和状态信息插入业务承载线路的链路层数据帧结构中的空闲位或扩展位中，发送到其对接通信接口，所述对接通信接口在数据帧中读取相应信息。
优选地，各单板通过消息业务的连接通道将各通信接口的位置信息、状态信息以及各通信接口所收到的对接的通信接口的位置信息发送到所述主框控制板。
优选地，各单板对发送到所述主框控制板(以下将单板对主框控制板的发送简称为“上报”)的各通信接口的位置信息、状态信息以及各通信接口所收到的对接的通信接口的位置信息，进行去抖处理。去抖处理可以是保留前两次由单板检测到的各通信接口连接信息及上次上报的连接信息，若本次检测到的连接信息与上次检测到的连接信息相同但与上上次检测到信息不同，且与上次上报的连接信息不同，则上报这一信息。
所述主框控制板进行的连接合法性判断包括通信接口合法性判断，单板连接合法性判断，从框连接合法性判断，判断以从框单板上通信接口的角度进行。
本发明的方法允许用户用配置命令指定全部或部分连接关系，并对配置的连接关系与实际的连接关系进行校验。对于错误或不可用的或与配置不符的连接情况给出相应的告警提示，以指导工程技术人员及时纠正。对于正确可用的连接，则通知业务模块承载业务。减小了实际组网时的工作量，提高了设备连接的可靠性，消除网络连接隐患，减小了错误发生的几率，大幅提高了定位问题速度。
图1是常规的多框设备连接方案的示意图；图2是多框设备主框和从框承载业务连接的连接示意图；图3是本发明一个实施例的检测多框设备连接方式的方法的示意流程图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细说明。
图2是应用本发明的方法的多框设备的一个实施例的主框和从框承载业务连接的连接示意图。需要说明，本发明的实施和应用与何种通信无关，本发明的实质是用于大容量通信设备内部各模块之间业务流的连接，只要是用于设备内部模块间连接的大容量通信线路的链路层帧结构都可应用，相应的帧结构可以自行扩展。本发明并不限制通信设备对外提供何种业务，也没有涉及对通信设备之间连接的通信电路中的帧结构的改变和扩展。
为便于说明，本说明书中以光纤接口(以下简称光口)举例，但正如上文所说明的，本发明的应用不限于光口。在下文中以具体实施例方式说明的本发明的实质原理、构思和方案都可以相应地应用于其他大容量通信接口。
如图2所示，主框中有用于综合控制的相互备份的一对控制板，和用于连接的互为主备关系的单板A左和A右，C左和C右，从框中同样有用于被连接的且互为主备关系的单板B左和B右(互为主备的两块单板插在设备框中相邻的槽位上，所以用左右槽位来区分)多对通信接口(在本实施例中为光口)，连接光纤的数量可根据业务量需要增减。由于主框需要连接多个从框，所以可以插接多对连接单板，用不同的板号区分。业务框用框号区分。
图3是本发明一个实施例的检测多框设备连接方式的方法的示意流程图。如图3所示，在该优选实施例中，本发明的检测多框设备连接方式的方法包括各光口将自身位置和状态信息发送到对接光口并接收对接光口发送的信息(步骤301)、连接信息的定时检测和上报(步骤302)、主框控制板整理所收到的信息，形成连接关系信息(步骤303)、连接关系的合法性(也可称为可用性)判断(步骤304)以及使判断为合法的连接生效(步骤305)等几个步骤。
为实现本发明，各光口需要对与其对接的光口具备识别能力。这可以通过在光纤信号的帧结构中的空闲位或扩展位中插入各光口位置信息实现。
在步骤301中，在单板启动后，单板上的各光口将自己所在的框号、槽位号、光口号、主备用状态等位置信息插入链路层数据帧结构的空闲位或扩展位中并发送到其对接的光口。该对接光口从接收的数据帧中读取上述位置信息。应该理解，本发明在应用于除光纤通信外的其它用于设备内部模块间连接的大容量通信线路通信时，相应地要使用这些线路中的链路层帧结构。
在这种情况下，可进行连接信息的定时检测和上报(步骤302)。各单板正常运行后，各单板启动周期定时器定时读取各光口收到的对接光口的位置、状态信息，在信息发生改变时判断是否满足上报连接信息的条件，在满足上报条件后，将本光口位置信息、状态信息(连接正常与否)和检测到的对接光口位置信息一起通过消息业务的连接通道发送到主框主控制板汇总处理。
为避免在光纤连接不稳定时，频繁上报连接信息，需要采用去抖处理。具体地说，可设置为在连续两次检测到相同信息时才认为是有效的连接信息。如果偶尔检测到一次错误信息，是不会上报的。在经过两个检测周期后，则该偶尔检测到的错误信息就成了上上次检测到信息，这个信息与上述的后两个周期检测到的信息是不一致的。另一方面，这后两个周期检测到的信息有可能与那次错误之前检测到的一致(也就是上次上报的)，也可能不一致，这就需要判断一下再上报。具体处理方法是各单板保留前两次检测到的光口连接信息及上次上报的连接信息，若本次检测到的连接信息与上次检测到的相同但与上上次检测到信息不同，且与上次上报的连接信息不同，则上报这一信息。
定时器的周期设定需要考虑两方面因素1)一般来说设备的连接关系一旦确定后就不轻易改变，太频繁的检测会引起不必要的资源浪费和抖动。
2)定时器太长又会降低对连接关系改变时感知的灵敏度。综合两方面因素，在本发明的优选实施例中设置为每5秒检测一次，去抖10秒后感知连接变化，在可以承受的范围内。
在步骤303中，主框上的主控制板在收集到单板上报的光口连接信息时，使用内存中的两个数据表格予以保存管理，并对主框连接单板和从框连接单板上报的信息分别处理。由于每根光纤是单向的，所以每个光口下又分为接收(RX)和发送(TX)两个方向的小光口，分别接一根光纤。由于是两根光纤，所以每个光口只能得到与本端接收光口相连的发送光口的位置信息，但并不能直接知道与本端发送光口相接的是哪一个光口的接收光口。只有等到那个光口的接收光口检测到本端插入的位置信息，并汇总到主控制板后才可知道这一信息。
对于从框上报的连接信息，根据其框号、左右槽位、光口号将其检测到的对端光口信息直接填入下表对应的Rx位置表一 从框光口连接信息表
对主框上报的连接信息(框号、槽位号、光口号、主备用状态)，用表1和下面表2的形式来管理。后面的判断处理主要是基于表1中以从框为对象进行的，所以对于主框连接单板接收到的位置信息，都要转换成从框发送光口的连接信息填入表1。但是只这样做会有一个问题在光纤连接改变时，同一光口会再次上报有效的连接信息，这样在收到新的上报的信息时，就需要除了将新的信息填入表1外，还需要将之前的信息从表1中删除。由于表1是以从框为索引对象的，如果直接查找并删除主框曾经上报的连接信息，会导致较低的效率。因此引入表2用来保存主框光口前次上报的连接信息。
在表2中，以主框连接板号为索引，当收到上报的信息后，首先根据左右槽位、光口找到光口之前上报的信息，并比较，若发生改变，则清除此前保存的与之对接的从框光口在表1中对应位置的Tx信息，再将新的信息写入表2。同时将表1中新检测到的对接的从框光口对应Tx位置的数据改变为该主框连接单板光口的位置信息。在光口上报故障时，需要在表1中清除此前写入的位置信息。
表2 交换框光口接收信息表
在连接单板发生故障时，为保证以上两个表内数据的有效性，对故障单板上的光口，需要清除两个表中对应的信息。
根据本发明，在步骤304中，对连接关系的合法性(或可用性)判断可以由设备管理员完成，设备管理员利用设备提供的维护终端(其通过网络或其他方式与设备相连，完成对设备的数据配置，状态查询等)以可视的查询方法查询表1中记录的连接关系，从而人工查看并修正设备的连接情况。另外，步骤304也可以由设备利用下面说明的自动的连接合法性判断方法来完成。
光口连接关系合法性的判断主要依据表1中的数据进行。在判断一个从框的光口连接是否合法可用(即可以承载业务)前，需要保证已有配置的连接关系的正确性，优选地，在合法性判断之前首先对已配置数据进行校验。
根据本发明的一个实施例，进行上述判断的约束条件可以是若有光口存在配置，则配置优先，本光口或其他光口的光纤实际连接方式与此冲突时，都将被认为是故障。
当用于主用连接的光纤或单板发生故障时，业务切换到备用连接的光纤或单板的时间越短，对业务的影响就越小。为便于发生故障时主用连接板上的承载业务能顺利移交到备用连接单板上，要求形成主备关系的连接线路呈镜像连接，既从框上某一连接单板上的光口必须连接在主框的相应侧(同为左侧或右侧)的单板光口上，与其形成主备关系的连接板也必须接在主框上形成主备关系的单板上，且连接位置相同。在承载能力满足要求的情况下，主框一对连接单板可连接多个从框。从框上的光口只能接在互为主备的一对主框连接板上。例如前面图2中B左单板的光口可以接在A左或C左单板上，不能接在A右或C右单板上；若B左接在A左上，那么B右也只能接在A右上；若B左单板1号光口接在A左2号光口上，那么B右单板1号光口也必须接在A右2号光口上。
在上述条件下，根据本发明的连接合法性的判断方法可按照光口、单板、从框的顺序从小到大依次进行判断一、光口判断首先对光口做检查，并标注各光口连接状态，光口的连接状态包括a.连接不可用b.光口接收不可用c.光口发送不可用d.光口双向不可用e.配置不可用f.配置可用g.连接可用具体判断过程如下1-1)检查光口的收发信息是否有一方未上报或不正常。如是，则判断光口接收、发送或双向不可用，发出告警；否则1-2)检查收发光口对应的是否是同一块主框上的连接单板的同一个光口，是否与本板同为左侧或右侧，若不是则该光口连接不可用，发出告警；否则1-3)查询该光口是否有配置存在，此时存在三种情况1-3-1)若有配置且与检测的信息(即前面描述的各单板各光口接收到并汇总上报到主框控制单板的与其连接的光口的位置信息)不一致，则光口配置不可用，发出告警；1-3-2)光口有配置且与用户设置的光口的连接关系相同，则认为该光口为配置可用；1-3-3)如光口无配置，则光口连接可用。换言之，在排除了1-1)和1-2)这两种情况之后，认为光口连接是好的。
二、单板判断根据光口检查结果，对单板做检查，并标注单板连接状态和冲突类型，冲突类型包括a.无冲突b.可用连接冲突，指连接可用光口之间存在冲突(如未接在同一块主框级联板上)，两个连接可用的光口都不能承载业务c.配置连接冲突，指连接可用光口和存在配置的光口(包括配置可用和配置不可用的光口)之间发生冲突(如未接在同一块主框级联单板上)，配置可用的光口可以承载业务，连接可用的光口不能承载业务判断过程2-1)若无已配置连接关系的光口，且所有连接可用的光口未接在同一块主框连接单板上，则认为此单板存在可用连接冲突，发出告警，转入2-5)2-2)若有已配置连接关系的光口和连接可用的光口，但连接可用的光口与有配置的光口未连在主框上的同一块单板上，则认为此单板存在配置连接冲突，发出告警；2-3)单板若有配置可用的光口，则认为单板配置可用，否则2-4)单板若无配置可用光口，有可用连接光口，且无连接冲突，则单板为连接可用，否则2-5)判断单板连接不可用。
在本说明书中，“配置可用的光口”指的是对于收发都正常的光口，用户在配置界面上指定了该光口的连接关系，如果这个连接关系与设备自动检测到的该光口的连接关系相吻合，称该光口为配置可用的光口。否则即称为“配置不可用的光口”。“配置可用的单板”指的是该单板上存在“配置可用的光口”。而“连接可用的光口”指的是，在没有指定该光口的连接关系时，设备检测到光口连接关系正常。“连接可用的单板”指的是，该单板不存在配置可用光口(可能有配置不可用光口)，但存在连接可用的光口，而且连接可用的光口与其它光口的连接关系或配置关系(针对配置不可用光口说的)不发生冲突，则认为是连接可用单板。否则称该单板存在“可用连接冲突”或“配置连接冲突”，该单板连接不可用。前文提到的在判断连接合法性时采用的“配置优先”原则体现为对于存在配置可用光口(即用户指定了连接关系且收发可用的光口)的单板，不管其上的配置可用光口连接关系是否与其他未配置的光口的连接关系发生冲突，都认为该单板是配置可用的。连接状态和冲突类型的关系表现为连接状态为配置可用的单板，可能存在配置连接冲突或可用连接冲突；而连接状态为连接可用的单板，冲突类型只能为无冲突。
例如，规定同一从框单板的光口必须和主框上相应的同一块连接单板相连接。如果检测到光口0(已配置)与连接单板A相接，这是与用户在配置界面配置的连接关系相符的，则认为光口0配置可用，也可以认为用户期望光口0所在的从框从连接单板A接入；如果检测到光口1与连接单板C相连接，与光口0相冲突，这与规定条件不符，也与用户原意不符，即单板存在配置连接冲突。对于整个单板来说，由于已经存在用户期望的、配置可用的光口，那么这个单板就可以参与业务，所以整个单板是配置可用的，只是光口1不能够承载业务。
同样是上面的情况，若光口0没有配置，则因为无法确定用户原意是通过从连接单板A接入还是通过连接单板C接入，所以单板无配置可用端口且存在可用连接冲突，整个单板连接不可用，不能参与业务。
三、从框判断根据单板检查结果，检查从框的左右两个单板，并标注从框连接状态和冲突类型3-1)若两块单板的同一位置的连接可用的光口未接在具有主备关系的主框上的连接单板上的相同位置的端口，则该从框存在可用连接冲突(告警)；3-2)若两块单板至少有一块配置可用，则该从框配置可用，否则转入3-5)；3-3)若配置可用的单板存在单板的配置连接冲突，则判断该从框存在配置连接冲突；否则3-4)若配置可用的单板存在若干“连接可用的光口”，“连接可用的光口”之间存在冲突，从而使得该“单板”存在“可用连接冲突”，则判断该从框存在可用连接冲突；
3-5)若两块单板至少有一块连接可用，且该从框不存在可用连接冲突，则该从框连接可用，否则3-6)判断该从框为连接不可用。
根据本发明，在进行了上述判断后，可以进一步使判断为合法的连接关系的生效(步骤305)。所谓的生效是指经过合法性检测后，使检测到的连接可用的光口参与业务承载的过程(配置可用的光口都参与业务承载)。这个处理过程有两种方法可以选择自动生效经过检测并满足条件后，连接可用的光口就自动可以参与业务承载，在连接不可用时退出业务承载。
手动生效满足条件的可用光口并不马上参与业务承载，需要等到设备管理人员在配置界面上用配置命令使其生效，这种方式生效的光口将存入配置数据库中，成为用户配置数据的一部分，连接可用的光口也就升级为配置可用光口。同样也需要用户在配置界面上用配置命令才能解除生效。
根据本发明的一个实施例，通过自动或手动方式，使以下任何一类光口生效，并参与业务承载1)配置可用、且不存在从框配置连接冲突或可用连接冲突的从框上的配置可用且不存在配置连接冲突或可用连接冲突的单板以及连接可用单板上的所有连接可用光口；2)连接可用的从框的连接可用单板的所有连接可用光口。
以上为说明的目的对本发明的优选实施例进行了详细的描述，但本领域的普通技术人员应该意识到，在本发明的范围和精神内，各种改进、添加和替换都是可能的，并且都在本发明的权利要求所限定的保护范围内。
权利要求
1.一种检测多框连接设备连接状态的方法，所述多框连接设备包括主框连接单板、主框控制板，和从框连接单板，各所述连接单板上带有至少一个通信接口，所述方法包括1)各通信接口将自身信息发送到其对接通信接口，并接收其对接通信接口的信息；2)各所述连接单板把关于其各自的通信接口和所述对接通信接口之间的连接信息发送到所述主框控制板；3)所述主框控制板根据所收到的信息，对所述从框与主框之间的连接状态进行判断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信接口的信息包括自身的位置和连接状态信息，所述通信接口将所述信息插入业务承载线路的链路层数据帧结构中的空闲位或扩展位中，发送到所述对接通信接口。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括使连接关系生效的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生效步骤为将符合下列条件之一的连接可用通信接口通过自动或手动方式生效，使之参与业务承载1)配置可用、且不存在从框配置连接冲突或可用连接冲突的从框上的配置可用且不存在配置连接冲突或可用连接冲突的单板以及连接可用单板上的所有连接可用光口；或2)连接可用的从框的连接可用单板的所有连接可用通信接口。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各单板向所述主框控制板发送的信息包括其各自通信接口的位置信息、连接状态信息以及各通信接口所收到的对接的通信接口的位置信息，各单板通过消息业务的连接通道将所述信息发送到所述主框控制板。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，各单板在向所述主框控制板发送所述信息之前，进行去抖处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述去抖处理包括保留前两次检测到的通信接口连接信息及上次上报的连接信息；对本次检测到的信息进行判断，如果本次检测到的信息与上次检测到的信息相同但与上上次检测到信息不同，且与上次向所述主框控制板发送的信息不同，则向所述主框控制板发送本次检测到的信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，检测通信接口连接信息的间隔时间为5秒。
9.根据权利要求1到8任一项所述的方法，其特征在于，所述主框控制板所整理形成的连接关系信息提供给设备管理员，由管理员进行连接关系的合法性判断；或者所述主框控制板自动对连接合法性进行判断。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述主框控制板自动进行的连接合法性判断包括对从框连接单板通信接口合法性判断、从框连接单板连接合法性判断、和从框连接合法性判断；所述通信接口连接合法性判断包括a)检查通信接口的收发信息是否有一方未上报或不正常，如是则判断通信接口接收、发送或双向不可用，否则b)检查收发通信接口对应的是否是同一块主框上的连接单板的同一个端口，是否与本板为同侧单板，若不是则判断该通信接口连接不可用，否则c)查询该通信接口是否有配置存在，若有配置且与检测的信息不一致，则通信接口配置不可用，否则d)通信接口有配置且与配置相同，则认为该通信接口为配置可用，否则e)如果通信接口无配置则通信接口连接可用；所述单板连接合法性判断包括f)若无已配置连接关系的通信接口，且所有连接可用的通信接口未接在同一块主框连接单板上，则认为单板可用连接冲突，判断为单板连接不可用，否则g)若有已配置连接关系的通信接口和连接可用的通信接口，但连接可用的通信接口与有配置的通信接口未连在主框上的同一块单板上，则认为此单板存在配置连接冲突，否则h)单板若有配置可用的通信接口，则认为单板配置可用，否则i)单板无配置可用通信接口，有可用连接通信接口，且无连接冲突，则单板为连接可用，否则j)判断单板连接不可用；所述从框连接合法性判断包括k)若从框主备关系的两块单板的同一位置的连接可用的通信接口未接在主备关系的主框上的连接单板上的相同位置的端口，则该从框可用连接冲突，l)若所述从框的两块单板至少有一块配置可用，则该从框配置可用，否则转入o)m)若配置可用的单板存在配置连接冲突，则该从框存在配置连接冲突，否则n)若配置可用的单板存在可用连接冲突，则该从框存在可用连接冲突；o)若所述从框的两块单板至少有一块连接可用，且不存在可用连接冲突，则该从框连接可用，否则p)该从框连接不可用。
全文摘要
本发明公开了一种检测多框连接设备连接状态的方法，所述多框连接设备包括主框连接单板、主框控制板和多个从框连接单板，各单板上带有多个光口，所述方法包括1)各光口将自身信息发送到对接光口，并读取收到的对接光口的信息；2)各单板将各光口的位置信息、状态信息以及各光口所收到的对接的光口的相应信息发送到所述主框控制板；3)所述主框控制板整理所收到的信息，形成连接关系信息；4)根据步骤3)所形成的连接关系信息，对连接关系的合法性进行判断。本发明的方法可减小实际组网时的工作量；提高了设备连接的可靠性，消除隐患，减小了错误发生的几率，大幅提高定位问题的速度。
文档编号H04B10/20GK1728609SQ20041005466
公开日2006年2月1日 申请日期2004年7月27日 优先权日2004年7月27日
发明者许磊 申请人:华为技术有限公司