专利名称：一种同步数字体系带宽升级方法和控制流程的制作方法
技术领域：
本发明涉及数字信息的传输，尤其涉及一种同步数字体系带宽升级方法和控制流程。
背景技术：
随着IP业务的快速发展，对SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)网络进行带宽升级的需求也越来越多，如对原有STM-16的SDH网络改造升级至STM-64的SDH网络，以及电信运营商在网络建设初期因为业务量较小，为了节省投资，希望先采用低速率如STM-4的线路板，待到业务量增加时再更换成更高速率级别的线路板等，都要求可以方便地进行带宽升级，且升级对原有业务的影响越小越好。
目前大多数SDH设备都不支持带宽的在线升级，如将一个STM-16的环完全升级至STM-64的环，升级后不保留STM-16的环，只能先另外组建一个STM-64的环，然后将原有STM-16上的业务割接到STM-64环上，再拆除原先的STM-16的环。
这种升级方法有两个明显的缺陷1、创建新的STM-64的环不能使用原先STM-16环所使用的槽位，如果没有空闲的槽位资源可用，则无法完成升级，而STM-16环所使用的槽位最终是要释放的，但却不可以为升级后的STM-64环所使用。
2、这种升级方式需要在新的STM-64环上重新配置STM-16环的业务，如果原有业务较多、较复杂，业务重配置的工作量较大，另外在业务割接时，对业务的损伤也较大。总之，现有的升级方法操作复杂且业务损失大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种操作简便且业务损失小的同步数字体系带宽升级方法和控制流程，以克服现有技术的缺陷。
本发明所采用的同步数字体系带宽升级方法为利用同步数字体系网路中的复用段保护，在线升级网元中的线路单板；对于环形网路，网元之间发生复用段倒换保护时，即时更换倒换保护所涉及的线路单板；所述的复用段倒换通过强制倒换产生。
对于线形网路，即时更换保护通道线路单板后，发生复用段倒换保护时更换工作通道线路单板。
对于线形网路，发生复用段倒换保护时，更换工作通道线路单板，恢复工作通道，更换保护通道线路单板。
所述的线路单板被更换后，线路单板速率升级的信息告知APS倒换协议；所述的线路单板被更换后，相应的网元自动识别所述的速率升级，将此信息通知本网元的APS倒换协议模块；所述的线路单板被更换后，通过网管下发速率升级的命令，相应的网元收到该命令后更新内部的数据，将此信息通知本网元的APS倒换协议模块。
一种根据上述方法的同步数字体系带宽升级控制流程，其特征在于它采用如下步骤A1、在环形网路中，触发一个线路段的复用段倒换保护；A2、更换所述倒换保护所涉及的线路单板；
A3、取消步骤A1中所述线路段的复用段倒换，恢复工作通道；A4、重复上述步骤A1-A3，直到其它线路段的所有线路单板更换后速率升级。
所述的步骤A1中，所述的被触发复用段倒换保护的线路段体现为一个或一个以上相邻网元区段；另一种根据上述方法的同步数字体系带宽升级控制流程，其特征在于它采用如下步骤B1、在线形网路中，更换保护通道线路单板；B2、触发复用段倒换保护；B3、更换工作通道线路单板；B4、取消复用段倒换，恢复工作通道。
另一种根据上述方法的同步数字体系带宽升级控制流程，其特征在于它采用如下步骤C1、在线形网路中，触发复用段倒换保护；C2、更换工作通道线路单板；C3、取消复用段倒换，恢复工作通道；C4、更换保护通道线路单板。
本发明的有益效果为，在本发明中，利用同步数字体系网路中的复用段保护，在线升级网元中的线路单板，这种方法在速率升级的过程中，不需要重新配置原有的业务，显然，根据复用段倒换保护的特性可知，升级的过程中对业务的损伤小，业务的中断时间小于50ms，使用户感觉不到业务曾经中断过，可以说是一种无缝升级，而且，本发明在原低速率单板所在的槽位上，直接将原有速率较低的单板更换成速率较高的单板，不需要使用其它槽位，操作简便，因此，本发明的速率升级操作简便且业务损失小；本发明通过强制倒换产生复用段倒换，有助于提高工作可靠性，由于强制倒换的优先级高，而且，它的倒换速率快，业务中断时间短，相对于自动倒换如拔单板、拔光纤等，自动倒换的倒换时间要加上软件上检测故障的时间，所以自动倒换时，业务中断的时间相对较长，而且自动倒换后，如果故障消失了，软件也会自动地恢复，当故障反复消失又出现时，会导致倒换以及恢复来回抖动，当强制倒换时，只有通过取消强制倒换才会恢复，所以采用强制倒换可靠性更好。
图1为两纤双向复用段保护倒换在故障前、后的对比示意图；图2为两纤双向的STM-16级别的SDH环升级至STM-64级别的SDH环的示意图；图3为线形网路中1+1复用段保护示意图；图4为环形网路升级的基本流程示意图；图5为线形网路升级的基本流程示意图；图6为线形网路升级的另一基本流程示意图。
具体实施例方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明在实际的SDH组网中，常用的是环形网路和线形网路，复杂的网络一般也是由这两种组网形态进行组合及变化实现的，本发明就针对环形网路和线形网路，分别进行详细的说明。
在环形网路中，为了提高网络的可靠性，一般都配置复用段环保护。复用段环保护是指借助开销中的复用段中的K字节完成一系列协议握手过程，进行APS(Automatic Protection Switching，自动保护倒换)倒换，使得原先在受损光纤上传输的业务信号转移到保护通道(一般是环上故障路由的反方向)上进行传递，从而使得原先的业务继续进行传送而不至于中断。
如图1所示，A-B-C-D四个节点组成一个SDH环，在故障前，业务在B节点穿通，A节点和C节点上下。当将这四个节点配置成复用段环保护时，若A与B间的路由发生故障(最常见的是断纤)，通过APS协议，业务将自动倒换到环上反方向的保护通道上，倒换时间即业务中断的时间可以小于50ms。
本发明利用这种同步数字体系网路中的复用段保护，在线升级网元中的线路单板，当网元之间发生复用段倒换保护时，即时更换倒换保护所涉及的线路单板，直至所有的线路单板被更换。
下面以一个两纤双向的STM-16级别的SDH环升级至STM-64级别的SDH环为例，如图2上部升级前的SDH环所示，四个网元1#、2#、3#、4#构成一个STM-16级别的SDH环，每个网元的两个方向均为STM-16级别的线路单板，为了便于说明，将每个网元的两个方向的线路单板统一规化为西向和东向线路单板，现需要将所有STM-16级别的线路单板替换成STM-64级别的线路单板，从而将STM-16级别的SDH环升级成STM-64级别的SDH环，在升级的过程中，业务的中断时间小于50ms。线路单板升级的具体控制流程如下步骤一如图2所示，创建一个两纤双向复用段环保护，如果该STM-16级别的SDH环已经配置了复用段环保护，则此步骤可省略。
步骤二检查全环状态，确保复用段环保护处于空闲态，环路正常，查看是否因故障发生复用段环保护倒换，如果环路上有故障，应排除故障。
步骤三如图2和图4所示，触发一个线路段的复用段倒换保护，例如，让网元1#与网元2#之间发生复用段保护倒换，使经过1#网元与2#网元之间的业务切换到环上的另一方向，参考图1，为该相邻网元区段速率级别的升级做准备，在这里，被触发复用段倒换保护的线路段体现为一个相邻网元区段。
触发复用段发生倒换的方法有几种，如自动倒换、人工倒换、强制倒换等。
拔线路单板、拔光纤触发的倒换属于故障发生时的自动倒换，当故障排除时，也会自动进行倒换恢复；而人工倒换与强制倒换是由用户下发的外部倒换命令触发的。人工倒换的优先级比自动倒换的优先级低，只能用于环路正常的情况下，当环路发生故障时会被自动倒换替换掉。强制倒换的优先级比自动倒换的优先级高，在强制倒换状态下，即使环路上有触发自动倒换的故障发生，也不会进行自动倒换，而维持强制倒换状态不变。
向网元#1的东方向或网元#2的西方向下发强制倒换命令，使全环处于强制倒换状态，网元1#的东方向和网元2#的西方向工作通道上的业务发生倒换，网元3#和网元4#的保护通道进行业务的穿通，强制倒换时，业务中断时间小于50ms。
步骤四如图2和图4所示，上述线路段的复用段倒换保护所涉及的线路单板是网元1#的东方向和网元#2西方向的线路单板，因此，网元1#的东方向和网元2#西方向的STM-16级别线路单板被安全拆除，更换为STM-64级别的线路单板，在两块新插上的STM-64级别的单板之间正确地连接STM-64G速率级别的光纤，步骤五如图2和图4所示，不同速率级别的单板，在复用段环保护中，工作通道对应保护通道是不一样的，如两纤双向复用段环保护时，STM-16级别线路单板的通道1对应的保护通道是通道9，而STM-64级别线路单板的通道1对应的保护通道是通道33，所以线路单板速率级别的升级需要告知APS倒换协议。
对于即插即用的系统，网元1#和网元2#在将STM-16级别的单板替换成STM-64级别的单板时，可自动识别出该速率升级，网元内部自动将此信息通知本网元的APS倒换协议模块；对于非即插即用系统，有逻辑单板和物理单板的区别，逻辑单板是用户创建的单板，而物理单板是槽位上实现所插的单板，只有逻辑单板与物理单板一致时，此单板上的配置才有效，所以对于这种系统，更换物理单板后，还要更改逻辑单板，逻辑单板的修改需要用户操作，则用户通过网管直接下发一个逻辑单板速率升级的命令完成，具体的命令参数可以包括槽位号、升级前的单板类型、升级后的单板类型等，网元收到用户下的命令后自动更新内部的数据，再将此信息通知本网元的APS倒换协议模块。
步骤六如图2和图4所示，向网元1#下发取消东方向的强制倒换命令，或向网元2#下发取消西方向的强制倒换命令，使复用段环处于空闲状态，业务从保护通道恢复到网元1#和网元2#的工作通道上传输，倒换恢复时，业务中断时间小于50ms。
这样，如图2中部的SDH环所示，网元1#的东方向和网元#2西方向的线路单板由上部的空心圆变为实心圆，相应的线路段已在线升级为STM-64级别。
步骤七如图2和图4所示，重复步骤三到步骤六的操作，直到其它线路段的所有线路单板更换后速率升级，即，每个区段的速率都升级至STM-64级别，如图2的下部的SDH环所示，整个SDH环的速率升级为STM-64级别。
步骤八如果对此升级后的SDH环不需要进行复用段保护，则删除复用段保护即可，如果还需要复用段环保护，则本步骤可略去。
值得注意的是，在上述步骤七的重复步骤三至步骤六的过程中，每一次倒换和倒换恢复都会使经过升级区段上的业务发生小于50ms瞬断，如果环上的第一个网元上都有业务上下，则这是无法避免的。而如果其中有些网元对环上的业务仅仅是穿通，并不需要上下，则可以对上述的操作简化，以减少业务瞬断的次数。例如网元2#仅仅对该SDH环上的业务进行穿通，则执行步骤三时可以同时对网元1#的东方向和网元3#的西方向下发强制倒换命令，一次将网元1#与网元2#之间、和网元2#与网元3#之间两个相邻网元区段升级至STM-64级别，即，被触发复用段倒换保护的线路段体现为两个相邻网元区段，换句话说，该倒换保护所涉及的线路单板包括网元1#的东方向、网元2#的西方向、网元2#的东方向和网元3#的西方向的线路单板，这样可以减少一次倒换和一次倒换恢复，使业务受损的影响更小；同样，被触发复用段倒换保护的线路段还可体现为两个以上相邻网元区段。
环形网路的有三种类型两纤单向、两纤双向和四纤双向，以上所述虽然针对于两纤双向类型复用段保护的SDH环，由于各种类型的保护原理相似，三种不同类型的复用段保护对于带宽在线升级的操作是相同或相似的，此处不再赘述。
在线形网路中，为了提高可靠性，一般都配置成线性复用段保护。线性复用段保护作为复用段保护的一种，从保护方式上可分为1+1和1:N两种，如图3所示，在1+1保护方式中，每一工作系统都由一个专用的备用系统进行保护，在1:N保护方式中，则由N个系统共用一个保护系统，系统正常时，保护系统还可用来传送额外业务，因而可获得较1+1系统更高的效率。线性复用段也是利用复用段开销中的K1、K2字节完成一系列的协议握后过程，来完成APS倒换的。
下面以将STM-16级别的1+1线性复用段升级至STM-64级别的线性复用段为例进行详细说明，如图3所示，网元A和网元B采用STM-16级别的1+1线性网路，网元A和网元B由各自的通道选择器由外部输入或向外部输出信号，线路单板升级的具体控制流程如下步骤1如图3和图5所示，在线性复用段未倒换的状态下，将保护通道所在的槽位上的线路单板由STM-16级别的单板替换成STM-64级别的线路单板。
步骤2如图3和图5所示，保护通道线路单板速率升级的信息告知APS倒换协议，对于即插即用或非即插即用系统的不同处理，与前述步骤五所述相同。
步骤3如图3和图5所示，执行强制倒换，将在工作通道上的业务倒换至已经升级的保护通道上，强制倒换时，业务中断时间小于50ms；同样，可采用人工倒换或自动倒换触发复用段发生倒换。
步骤4如图3和图5所示，将工作通道所在的槽位上的线路单板由STM-16级别的线路单板替换成STM-64级别的线路单板。
步骤5如图3和图5所示，工作通道线路单板速率升级的信息告知APS倒换协议，对于即插即用或非即插即用系统的不同处理，与前述步骤五所述相同。
步骤6如图3和图5所示，取消强制倒换，业务从保护通道上恢复到已经升级的工作通道上，倒换恢复时，业务中断时间小于50ms。
对于线形网路，另一种线路单板升级的具体控制流程如下步骤I如图3和图6所示，执行强制倒换，将在工作通道上的业务倒换至保护通道上，强制倒换时，业务中断时间小于50ms；同样，可采用人工倒换或自动倒换触发复用段发生倒换。
步骤II如图3和图6所示，将工作通道所在的槽位上的线路单板由STM-16级别的线路单板替换成STM-64级别的线路单板。
步骤III如图3和图6所示，工作通道线路单板速率升级的信息告知APS倒换协议，对于即插即用或非即插即用系统的不同处理，与前述步骤五所述相同。
步骤IV如图3和图6所示，取消强制倒换，业务从保护通道上恢复到已经升级的工作通道上，倒换恢复时，业务中断时间小于50ms。
步骤V如图3和图6所示，将保护通道所在的槽位上的线路单板由STM-16级别的单板替换成STM-64级别的线路单板。
步骤VI如图3和图6所示，保护通道线路单板速率升级的信息告知APS倒换协议，对于即插即用或非即插即用系统的不同处理，与前述步骤五所述相同。
要升级1N线性复用段的带宽，和升级1+1线性复用段带宽类似，升级了保护通道线路单板后，然后逐步升级各个工作通道所在的单板，此处不再赘述。
在线形网路的在线升级方法中，工作通道和保护通道连于不同的线路单板上。
以上所述对于环形网路和线形网路的带宽在线升级方法进行了详细说明，对于任何SDH网络，无论其复杂与否，其拓扑结构都可表示为环形网路、线形网路或两种网路的简单组合，而且SONET网络也可根据以上的说明等同替换得到，因此，本领域技术人员勿需创造性劳动、根据以上所述就可完成任意SDH/SONET网络带宽的在线升级。
权利要求
1.一种同步数字体系带宽升级方法，其特征在于利用同步数字体系网路中的复用段保护，在线升级网元中的线路单板。
2.根据权利要求1所述的同步数字体系带宽升级方法，其特征在于对于环形网路，网元之间发生复用段倒换保护时，即时更换倒换保护所涉及的线路单板。
3.根据权利要求2所述的同步数字体系带宽升级方法，其特征在于所述的复用段倒换通过强制倒换产生。
4.根据权利要求1所述的同步数字体系带宽升级方法，其特征在于对于线形网路，即时更换保护通道线路单板后，发生复用段倒换保护时更换工作通道线路单板。
5.根据权利要求1所述的同步数字体系带宽升级方法，其特征在于对于线形网路，发生复用段倒换保护时，更换工作通道线路单板，恢复工作通道，更换保护通道线路单板。
6.根据权利要求2或3或4或5所述的同步数字体系带宽升级方法，其特征在于所述的线路单板被更换后，线路单板速率升级的信息告知APS倒换协议。
7.根据权利要求6所述的同步数字体系带宽升级方法，其特征在于所述的线路单板被更换后，相应的网元自动识别所述的速率升级，将此信息通知本网元的APS倒换协议模块。
8.根据权利要求6所述的同步数字体系带宽升级方法，其特征在于所述的线路单板被更换后，通过网管下发速率升级的命令，相应的网元收到该命令后更新内部的数据，将此信息通知本网元的APS倒换协议模块。
9.一种根据权利要求1所述方法的同步数字体系带宽升级控制流程，其特征在于它采用如下步骤A1、在环形网路中，触发一个线路段的复用段倒换保护；A2、更换所述倒换保护所涉及的线路单板；A3、取消步骤A1中所述线路段的复用段倒换，恢复工作通道；A4、重复上述步骤A1-A3，直到其它线路段的所有线路单板更换后速率升级。
10.根据权利要求9所述的同步数字体系带宽升级控制流程，其特征在于所述的步骤A1中，所述的被触发复用段倒换保护的线路段体现为一个或一个以上相邻网元区段。
11.一种根据权利要求1所述方法的同步数字体系带宽升级控制流程，其特征在于它采用如下步骤B1、在线形网路中，更换保护通道线路单板；B2、触发复用段倒换保护；B3、更换工作通道线路单板；B4、取消复用段倒换，恢复工作通道。
12.一种根据权利要求1所述方法的同步数字体系带宽升级控制流程，其特征在于它采用如下步骤C1、在线形网路中，触发复用段倒换保护；C2、更换工作通道线路单板；C3、取消复用段倒换，恢复工作通道；C4、更换保护通道线路单板。
全文摘要
一种涉及数字信息传输的同步数字体系带宽升级方法和控制流程，利用同步数字体系网路中的复用段保护，在线升级网元中的线路单板；对于环形网路，网元之间发生复用段倒换保护时，即时更换倒换保护所涉及的线路单板；对于线形网路，即时更换保护通道线路单板后，发生复用段倒换保护时更换工作通道线路单板；对于线形网路，发生复用段倒换保护时，更换工作通道线路单板，恢复工作通道，更换保护通道线路单板；所述的线路单板被更换后，线路单板速率升级的信息告知APS倒换协议，本发明的速率升级操作简便且业务损失小。
文档编号H04L12/24GK1756106SQ20041007908
公开日2006年4月5日 申请日期2004年9月30日 优先权日2004年9月30日
发明者杜志华, 涂敏海, 崔秀国 申请人:华为技术有限公司