专利名称：一种光传送网设备自适应的实现方法
技术领域：
本发明涉及光传输技术，特别涉及一种光传送网(OTN)设备自适应的实现方法。
背景技术：
光网络技术的发展推动着整个网络向可支持更多业务的网络发展。在传输基础设施的建设中，服务供应商需要能够支持业务的快速增长，同时还要使成本尽可能低。在高速传输网络结构方面存在许多成帧技术和标准。其中，G.709标准能为大多数通用传输协议提供全面的性能监控功能，数字封装(DigitalWrapper)技术则提供了一种独立于协议的传输机制，可为光传送网络(OTN)提供有效的管理机制和纠错功能。
目前，在光传输系统中普遍采用前向纠错(FEC)技术，来消除系统性能曲线中的误码率平移现象，其编码增益也提供了一定的系统富余量，从而降低光链路中线性及非线性因素对系统性能的影响。尤其对光放大的系统，可以增加光放大器间隔，延长传输距离，提高信道速率，减少信道光功率。
国际电信联盟-电信标准部(ITU-T)G.709中推荐的FEC采用RS(255，239)编码，其优点是带外FEC的开销是外加，不受同步数字体系(SDH)帧格式限制，可以很方便的插入FEC开销，具有很大的灵活性。除了采用RS(200，239)编码算法外，不同的设备厂家还有不同的FEC编码算法，这些编码算法有RS(255，223)，RS(255，238)与RS(255，223)级联，BTC(BCH(128，113，6)2)等。随着对FEC算法的改进，还会开发出其它算法，为了兼容网络上已有的设备，新开发的OTN设备在支持新的FEC算法的同时，也会保留原有的算法。这些不同算法很难统一，因此不同厂家的设备不能互通。
要实现这些OTN设备的互通，需要根据互联端口的FEC算法进行正确的配置，目前，遇到不同配置的OTN设备对接时，只能通过手工配置达到互通要求。手工配置操作复杂，容易出错，尤其当OTN设备组网比较复杂时，还会大幅度增加设备的运营维护成本。
发明内容
本发明提供一种光传送网设备自适应的实现方法，以解决现有技术中在不同配置的光传送网设备对接时只能通过手工配置，从而导致操作复杂和容易出错的问题。
实现本发明的方法包括以下步骤A、从光传送网设备的一个端口发起自适应协议查询命令，使该命令遍历链路中各设备的端口并记录各端口的自适应能力信息；B、所述光传送网设备从所述自适应协议查询命令中提取整个链路的自适应能力信息，并根据配置策略确定各端口的配置参数；C、从发起自适应查协议查询命令的端口发送携带各端口配置参数的自适应协议控制命令，使该命令遍历链路中各设备的端口；D、所述自适应协议控制命令经过的各端口从该命令中获取本端口的配置参数并完成配置。
所述步骤A包括如下步骤A1从任一设备端口向下游设备端口发起自适应协议查询命令，并在该命令的自适应协议字节中记录本端口的自适应能力信息；A2收到所述查询命令的下游的设备端口在自适应协议字节中记录本端口的自适应能力信息，并继续传送给本端口的下游设备端口；A3在发起所述查询命令的设备的接收端口监测查询进程是否完成，并在完成时得到携带有端口自适应能力信息的自适应协议字段。
所述步骤C包括如下步骤C1从查询端口发起自适应协议控制命令，并在该命令的协议字段中携带各端口的配置参数；
C2接收到所述自适应协议控制命令的下游设备端口从协议字段中查找出本端口对应的配置参数，配置本端口并将命令继续传送给本端口的下游设备端口C3在发起所述控制命令的设备的接收端口接收到所述自适应协议控制命令并完成端口配置后结束自适应能力配置进程。
本发明采用自适应查询命令遍历链路中的各设备口来获取端口的自适应能力信息，并在确定各端口的配置参数后通过自适应协议控制命令来使各设备端口自动完成配置，因而避免了手工操作的复杂性和容易出错的问题，不仅使光传送网设备的运营维护变得简单和成本降低，同时使配置端口的可靠性提高。
图1为现有技术中光传送单元的组网示意图；图2为RES保留字节在G.709 OTUk开销中的位置；图3为本发明方法的流程图；图4为本发明中发送自适应协议查询命令持续时间示意图。
具体实施例方式
下面结合说明书附图对本发明的实现方案做进一步阐述。
光传送网(OTN)设备完成物理层的光缆连接后，由于配置(如编码算法等)的不同，设备之间并不能自动地建立通讯连接，因此需要首先进行配置。为了更好地说明本发明，本实施例以自适应前向纠错(FEC)编码类型为例。
OTN设备组网如图1所示，这些设备符合ITU-T G.709协议。在组网的链路中，信号Client1通过端口1/12所在的光波长转换单元(OTU)被复用到OCH层(依据G.709协议)，产生OTN信号，并依次经过端口1、2、3、4、5、6，最后由端口6/7所在的OTU从OTN信号中分解出信号Client1。信号Client2的传送过程与信号Client1类似，不同的是它通过端口7、8、9、10、11、12来完成。
本发明通过从光传送网设备的一个端口发起自适应协议查询命令，使该命令经过链路中各设备的端口来得到整个链路的自适应能力信息，然后根据配置策略确定各端口的配置参数，再通过发送携带各端口配置参数的自适应协议控制命令，使各设备端口从该命令中获取本端的配置参数并完成配置。
OTN设备之间进行自适应协议利用OTN开销中的字节来传送，设备可以利用任意的OTN开销字节进行协议传送，只要足够传送自适应协议字节即可，既可以是光传送单元(OTUk)层的，也可以是光数据单元(ODUk)层和光净负荷单元(OPUk)层的开销字节，但要保证有足够的传送自适应协议字节，并且在不同的OTN配置下开销能接收正常，所以一般定义在OTUk层。
因为自适应协议要记录多个端口的信息，需要的字节较多，所以建议利用OTN开销中的复帧字节功能(如64复帧)。例如，可以通过G.709中定义的OTUk层的两个RES保留字节完成，RES保留字节在OTUk开销中的位置如图2所示。G.709中规定了每一个OTN帧中RES(以64复帧计算)总共有2×64＝128字节。本自适应协议将以这128个字节为传送载体，其中RES1的复帧字节作为自适应协议的开销字节，RES2的复帧字节作为自适应协议的内容字节，它们的含义分别为表1 RES1自适应协议的开销字节定义
表2 RES2自适应协议的内容字节定义
自适应操作的启动条件包括1、设备重新上电时。当OTN设备重新上电时，由于该设备默认的配置不能保证与网络上的上下游端口互通，所以必须自动启动自适应的操作进程，保证上电的设备能够自动地在网络上进行适应配置。
2、设备任何一个端口硬复位时。所谓“硬复位”(Hard Reset)是指清除了设备配置的复位，类似于设备的重新上电。只是设备的硬复位一般是通过远程的命令进行控制。而重新上电一般是通过现场拔插设备的电源产生。设备任何一个端口硬复位时，因为配置被清除，所以必须自动启动自适应的操作进程，保证设备复位运行后能够自动地在网络上进行适应配置。
3、有重新自适应的请求。重新自适应是操作人员通过设备的管理通道启动的自适应，例如一个链路已经自动适应完毕，这时通过控制台改变链路中设备的配置将需要重新启动自适应(Renegotiation)进程。
参阅图3所示，实现自适应能力配置的主要过程如下步骤1、从任意一个OTN设备端口发起自适应协议查询命令进程，并根据表1的定义在开销字节中编辑相关的字段，生成开销字节发送给下游OTN端口。
步骤2、下游的OTN端口收到自适应协议查询命令后，在自适应协议的开销字节中编辑相关的字段，并继续向下游的OTN端口进行传播。同时要记住本次编辑时的自适应编号ID与端口ID号。
每个OTN端口每隔一段时间(例如10ms)监测一次自适应协议开销字节，根据自适应编号ID，命令类型，端口数目信息，判断是否需要编辑自适应协议字节，并向下游传送。
步骤3、在发起查询命令的设备的接收端口负责监测与判断自适应协议查询命令的进程是否结束，并在结束时提取整条链路的自适应能力信息。结束的判断依据为等待超时。
步骤4、从所述自适应协议查询命令中提取整个链路的自适应能力信息，并根据配置策略确定各端口的配置参数。
步骤5、从发起查询命令的设备的端口发起自适应协议控制命令，并在该命令的协议字段中携带各端口的配置参数。
步骤6、自适应协议控制命令经过的设备端口从协议字段中查找出本端口对应的配置参数，配置本端口并将命令继续传送给本端口的下游设备端口；发起控制命令的设备的接收端口(即发起所述控制命令端口的上游端口)接收到所述自适应协议控制命令并完成端口配置后结束自适应能力配置进程，整个自适应配置过程完成。
下面，以一个实例对上述过程进行详细说明如图1的网络结构，从OTN端口5发起查询进程。
1、根据自适应协议开销字节(表1)的定义，生成开销字节Flag＝1；CharacterStr＝“AutoNegotiation”；ID＝0x00000001；CmdType＝1；Port Number＝1；Port Block Size＝1；Res＝All Zero(全0)。
并且在自适应协议的内容字节(表2)中填写端口1的自适应协议内容，端口5记住在本次进程中的端口标识(Port ID)应当为1。
2、通过将自适应协议开销字节映射到OTU层的RES1中，自适应协议的内容字节映射到OTU层的RES2中，并由OTN端口5向端口6传播。
端口5发送RES的持续时间为下游端口的两个接收周期，例如每个接收周期为10ms，那端口5持续发送RES 20ms后停止发送。这是考虑到现行的OTN设备在处理OTN协议接收时，一般都采用任务(Task)轮循的方式进行。如果上游端口发送协议持续时间仅有下游端口的一个接收周期，那么下游端口的任务有可能会轮循不到OTN协议字节，所以必须要求上游端口发送协议的持续时间至少为下游端口的两个接收周期。
如图4所示，上游端口发送查询命令持续T1/T2，20ms时间。下游端口协议发送进程描述的是与上游端配合最临界的情况，即在上游端发送协议之前下游端进行了一次接收操作，并且下游端的接收任务在略大于10ms后(例如接收任务被高优先及的任务被抢占)才进行第二次接收操作。如果上游端协议发送进程持续时间只有T1＝10ms，那么这种临界的情况下将导致下游端不能收到上游端的协议字节。因此，建议上游端发送协议必须持续下游端口的两个接收周期，以保证下游端在最临界的状态下也能接收到协议。
3、因为每个OTN端口每隔一段时间(例如10ms)监测一次自适应协议开销字节，所以端口6会在端口5持续发送自适应协议的时间内收到协议开销与内容。OTN端口6根据收到的协议开销字节，判断是否需要进行编辑并向下游传播。
因为收到的ID是新的协议ID，与上次处理的ID不同，可以判断是新一次的进程；同时Port Number＝1；依据端口编号连续的原则，端口6记住在本次进程中的Port ID应当为2。端口6根据自适应协议开销字节(表1)的定义，修改开销字节Port Number＝2；并且在自适应协议的内容字节(表2)中填写端口2的自适应协议内容。
4、由于端口6/7位于同一设备上，并且OTN的信号并不是从端口6传送到端口7的，所以端口7只是端口6的逻辑下游端口，设备应当自动模拟OTN的信号流，使端口7识别它的上游端口是6。端口7修改协议字节内容，并向下游端口8传播。
5、由于中继的设备对于OTN的开销是透传的，如端口2/3，4/5，8/9，10/11。所以端口7发出的OTN开销，8与10端口将几乎同时收到，因此，OTN端10需要控制端口的先后错序。当信号经过端口8/9处理后修改了协议的内容，端口10将收到新的协议。这时端口10应当根据前一次的端口标识(PortID)与协议中的端口数量(Port Number)进行比较，如果Port Number＞＝PortID，表明端口10前次处理的是超前的，应当重新修改协议内容，并再次向下游传播。
6、查询命令从OTN端口11到OTN端口3的过程与上述相同，不再赘述。
7、OTN端口4负责监测与判断自适应协议查询命令的进程是否结束。进程是否结束的判断依据是超时判断，即从OTN端口5发协议信息开始进行超时计数，当超时事件产生时，OTN端口4可以提取当前收到自适应协议信息。超时时间的大小根据自适应协议查询命令经过链路中各OTN端口所需要的时间设定定时器设定。
8、OTN端口4获取到整个链路端口的自适应信息后，根据自适应策略算法确定各端口的配置。
配置策略算法，因各厂商的应用出发点不同，允许自行定义。在FEC与超强FEC混合组网的OTN网络中，由于超强FEC能带来更大的编码增益，当上下游端口同时具备FEC与超强FEC时，厂商的自适应策略往往会选择超强的FEC。如图1中，如果查询到端口3/4同时具有FEC与超强FEC能力，那么自适应的策略应当选择端口3/4配置成超强FEC。
例如收到的自适应信息中指示具备超强FEC的端口为1/2/3/10/11/12，具备FEC的端口为1/2...11/12(所有端口都具备)。
根据自适应策略算法，生成自适应控制指令为需配置为超强FEC的端口1/2/11/12，需配置为FEC的端口3/4/5/6/7/8/9/10。
根据自适应协议开销字节(表1)的定义，生成开销字节Flag＝1；CharacterStr＝“AutoNegotiation”；ID＝0x00000002；CmdType＝2；
Port Number＝12；Port Block Size＝1；Res＝All Zero(全0)。
9、从OTN端口5发起自适应控制指令进程。端口5将配置改为FEC模式，同时发出自适应控制指令，持续时间为两个时间单元20ms。
自适应控制指令的进程处理与自适应协议查询命令进程类似，不同的是自适应控制指令进程协议在传播过程中是只读的，各端口只能读取协议内容，不能对协议内容进行修改。各端口根据收到的控制指令，调整自己的配置，并且保证协议信号能向下游传播。
10、端口6接收到自适应协议，根据协议要求，将配置改为FEC模式。
11、控制协议陆续被端口7/8/9/10/11/12/1/2/3/4接收到，并且根据协议要求，分别将各端口配置成FEC或超强FEC。
12、发起自适应控制指令进程的OTN端口5，结束发送协议的条件是，端口4已经收到自适应控制指令。
本自适应方法的耗时，取决于自适应的OTN端口数目规模，端口数目越多，自适应需要耗费的时间越长，并且自适应的耗时与OTN设备检测OTN开销的频率也直接相关。
表2中支持的最大端口数Pmax取决于n，即表1中的Port Block Size，它们的关系为Pmax＝64/n；所以当n＝1时，Pmax＝64，即最大支持64个端口的OTN网络。如果OTN设备检测OTN开销的每个时间单元为10ms。那么自适应能力查询进程的耗时最长是64×10×2＝1280ms。
自适应能力控制指令进程的耗时一般来说小于自适应能力查询进程的耗时，因为自适应能力控制进程的结束不需要用超时来判断。总之，即使在较大的OTN网络(如64个端口)下进行本发明的自适应方法，只需要3秒以下的耗时。
以上仅以较佳实施例进行说明，但本发明并不限于此，本发明同样适用于对于端口的其他参数配置。
权利要求
1.一种光传送网设备自适应的实现方法，其特征在于，该方法包括以下步骤A、从光传送网设备的一个端口发起自适应协议查询命令，使该命令遍历链路中各设备的端口并记录各端口的自适应能力信息；B、所述光传送网设备从所述自适应协议查询命令中提取整个链路的自适应能力信息，并根据配置策略确定各端口的配置参数；C、从发起自适应协议查询命令的设备端口发送携带各端口配置参数的自适应协议控制命令，使该命令遍历链路中各设备的端口；D、所述自适应协议控制命令经过的各端口从该命令中获取本端口的配置参数并完成配置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A包括如下步骤A1从任意设备的端口向下游设备端口发起自适应协议查询命令，并在该命令的自适应协议字节中记录本端口的自适应能力信息；A2收到所述查询命令的下游设备端口在自适应协议字节中记录本端口的自适应能力信息，并继续传送给本端口的下游设备端口；A3在发起所述查询命令的设备的接收端口监测查询进程是否完成，并在完成时得到携带有端口自适应能力信息的自适应协议字段。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，各设备端口向下游设备端口发送自适应协议查询命令的持续时间不少于该下游设备端口的两个接收周期。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据自适应协议查询命令遍历链路中各端口所需要的时间设定定时器的时长，在查询进程开始时启动该定时器，当定时超时则确定查询进程完成。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C包括如下步骤C1从发起查询命令的设备端口发起自适应协议控制命令，并在该命令的协议字段中携带各端口的配置参数；C2接收到所述自适应协议控制命令的下游设备端口从协议字段中查找出本端口对应的配置参数，配置本端口并将命令继续传送给本端口的下游设备端口；C3在发起所述控制命令的设备的接收端口接收到所述自适应协议控制命令并完成端口配置后结束自适应能力配置进程。
6.如权利要求1到5任一项所述的方法，其特征在于，每次发送自适应协议查询命令时采用不同的自适应协议标识，在每次发起自适应协议查询命令的进程中按该查询命令经过的设备端口进行连续编号，各端口接收到自适应协议查询命令时将命令中携带的端口数进行累加得到本端口的端口标识并记录。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当设备端口连续两次接收到相同自适应协议标识的自适应协议查询命令时，根据前次记录的端口标识与后次命令中的端口数进行比较来进行错序控制。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，采用光传送网络中任意的开销字节传送所述自适应协议查询命令和自适应协议控制命令。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述能力信息包括但不限于设备端口的前向纠错编码类型。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当光传送网络设备重新上电、光传送网络链路上设备的任一设备端口硬复位或重新启动自适应操作时开始执行步骤A。
全文摘要
本发明公开了一种光传送网设备自适应的实现方法，以解决现有技术中在不同配置的光传送网设备对接时只能通过手工配置，从而导致操作复杂和容易出错的问题。该方法为从光传送网设备的一个端口发起自适应协议查询命令，使该命令遍历链路中各设备的端口并记录各端口的自适应能力信息；从所述自适应协议查询命令中提取整个链路的自适应能力信息，并根据配置策略确定各端口的配置参数；从发起自适应协议查询命令的端口发送携带各端口配置参数的自适应协议控制命令，使该命令遍历链路中各设备的端口；自适应协议控制命令经过的设备端口从该命令中获取本端的配置参数并完成配置。
文档编号H04L29/06GK1791010SQ20041010330
公开日2006年6月21日 申请日期2004年12月14日 优先权日2004年12月14日
发明者廖振钦 申请人:华为技术有限公司