专利名称：在数据传输系统中进行保护转换和监控的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1和5所述的、用于在数据传输系统中进行保护转换和监控的方法，以及按权利要求7和8所述的适用于该方法的装置。
在数据传输系统中，设置保护电路，用于提高传输安全性。在1+1保护时，将数据信号通过运行中的(Working)连接和第二次通过保护连接传输到进行接收的网络元件。在中断运行中的连接时，在接收侧被转换到通过保护连接所传输的保护信号上。
在同步的数据传输系统中，常常以很高的数据速率来传输复用信号。这样在“同步数字体系(Synchronen Digitalhierarchie)”SDH的此处示范性说明的系统中，通常传输复用信号，该复用信号含有至少一个称为虚容器(Container)的数据信号，可是在较高的数据速率时含有多个虚容器。这些VC-4容器中的每一个又可能包含较小粒度(较小数据速率)的多个虚容器。此外还可以通过其它的信号路径来传输虚容器，由此进一步提高了传输网的可靠性。在完整的复用信号之间、即在运行中的复用信号和保护复用信号之间可以实现保护转换。在“通道保护”时，在“运行中的通道信号”和“保护通道信号”之间转换。这里将“通道信号”理解为称为虚容器的数据信号，该数据信号作为复用信号的部分从一个用户被传输到另一个用户。
既在复用信号层上、又在通道层上持续地检验连接的性能。针对这些连接也生成报警信号。相应地，在复用层上和在通道层上设置分开的级联的保护转换设备。
本发明的任务是，给出一种用于进行保护转换和用于进行监控的有利的方法。此外还给出一种适用于该方法的装置。
按照在独立权利要求1和5中给出的针对两种监控方法的方法来解决该任务。在权利要求7和8中给出用于实现这些方法的合适的装置。
在从属权利要求中描述了本发明的有利的扩展方案。
本发明的特别的优点在于，只利用唯一的转换设备在复用信号层和通道层上实现保护转换功能。
在本发明中，给每一个运行中的通道信号和每一个保护通道信号分配监控设备。以低的数据速率可以传输所确定的监控值。
如此来构造现在位于该转换设备之前的性能监控和报警监控，以致这两种监控在功能方面基本上与在传统系统中被布置在该转换设备之后的监控装置的性能监控和报警监控一致。
借助附图来详细阐述本发明的实施例。
其中
图1示出环形网络，图2示出具有传统的保护转换的原理电路图，图3示出本发明的保护转换设备的原理电路图，图4示出用于性能监控的时间图，图5示出本发明的保护转换设备的扩展的原理电路图，图6示出用于报警监控的流程图。
图1示出具有不同网络元件NE1至NE3的环形网络。网络元件NE1和NE2通过(双向的)实线绘出的运行中的连接WV和虚线绘出的保护连接PV互相连接。复用信号STM-N既通过运行中的连接又通过保护连接从网络元件NE1传输到网络元件NE2。此处不需要考察反方向。用STM-NW来表示通过运行中的连接WV发送的运行中的复用信号，而用STM-NP来表示通过保护连接PV发送的保护复用信号。也还可能存在其它的保护连接PPV。
首先应借助图2中示出的原理电路图来阐述针对SDH系统的已知的保护转换设备和所属的性能监控的功能。这示出了，网络元件NE1的发送设备TR通过运行中的连接WV和保护连接PV与网络元件NE2的接收部分中的接收侧的保护转换设备PRS之间的连接。
此处为VC-4源的数据源13提供了“VC4通道信号”，该“VC4通道信号”与其它的VC-4通道信号共同汇总成复用信号STM-N(传送模块)，并且由STM-N源14来发出。在1+1保护时，该复用信号既作为运行中的复用信号STM-NW通过STM运行中的源15和运行中的连接WV、又作为保护复用信号STM-NP通过STM保护源16和保护连接PV被传输给接收部分。这里在运行中的时序安排设备17中检验运行中的复用信号STM-NW(也为STM-1信号)，而在保护时序安排设备18中检验保护复用信号STM-NP。与检验的结果有关地来控制复用信号转换开关24，该复用信号转换开关24接通更好的(或单独存在的)复用信号STM-NW或STM-NP。如果运行中的复用信号STM-NW取消，则转换到完整的保护复用信号STM-NP上。
在图2中从STM-4信号出发。该STM-4信号通过在去复用设备19(简化地示出)中的去复用为四个通道信号，这些通道信号被称为VC-4信号或VC-4容器VC-4，1至VC4，N(N＝4)(如果在所传输的复用信号中例如涉及STM-16信号，则每个复用信号包含16个VC-4容器)。将通道信号输送给通道转换设备26(在该通道转换设备26中仅代表性地示出了一个转换开关)，并且在VC-4监控设备20(在这些VC-4监控设备20中同样仅示出了一个)中进行监控。
也可以将所示出的装置扩充用于多于一个的保护信号。通过通道保护连接PPV可以接收其它的VC-4信号VC-4PP。在其它的VC-4监控设备21中检验这些虚容器VC-4PP的质量。在该图中未示出的控制装置分析VC-4监控设备20和21的VC-4监控结果，并且控制通道转换开关26。所选出的VC-4通道信号在VC-4时序安排设备23上来安排时序，也就是免除开销(Overhead)，并且通过性能监控设备来监控。可以选择性地应用复用信号保护、通道保护或其混合形式。
在该已知的装置中，因此在第一转换设备24中的复用层中和在第二转换设备26中的通道层中实现保护转换。在选出通道监控设备23中的更好的通道信号之后，才实现通道层上的性能监控或报警监控。
性能监控用来持续地检验通道连接的状态，并且隔一定时间地来制定性能结果。尤其是应该针对所选出的和被输送给用户(客户)的信号(例如VC-4)做出质量陈述，其中，该信号是否通过运行中的连接或保护连接来传输是不重要的。例如奇偶差错或恶劣的接收质量的时间可以是合适的测量值。在SDH系统中，性能监控被公知为f31功能。
报警监控(故障管理(Fault Management))用来确定SDH系统的故障原因并且尤其是包含f3、f4功能。
图3以原理性的和强烈简化的示图示出了在网络元件NE2的接收部分中用于进行保护转换和用于进行监控的本发明的装置。只示出了最重要的功能单元。通过运行中的连接WV将由网络元件NE1发出的运行中的复用信号STM-NW输送给运行中的线路WL的运行中的终端1，而通过保护连接PV将保护复用信号STM-NP输送给保护线路PL的保护终端2。在运行中的去复用设备19和保护去复用设备25中，首先实现了将运行中的复用信号STM-NW和保护复用信号STM-NP划分成多个运行中的通道信号VC-4W1至VC-4WN以及多个保护通道信号VC-4P1至VC-4PN，这些信号通过独立的运行中的通道线路WL1至WLN和保护通道线路PL1至PLN被输送给转换设备11(同样划分成较小粒度的信号，也就是划分成还更小数据速率的信号，并且可能监控这些信号)。在该示图中，在信号输出12上输出了全部N个在所选出的复用信号STM-NW或STM-NP中含有的VC-4容器。
在复用信号层上，保护监控设备3的输入既被连接到运行中的线路WL上又被连接到保护线路PL上。现在应详细阐述这些输入的功能。如已经说明的那样，当通过运行中的连接接收到的信号STM-NW比通过保护连接PV接收到的信号具有更差的质量或甚至于运行中的连接被中断时，发生运行中的连接WV转换到保护连接PV上。通过转换设备11来实现运行中的信号STM-NW到保护信号STM-NP的转换，在这种情况下，该转换设备11在通道层上接通所选出的复用信号的所有虚拟的VC-4信号，并且由此引起在复用信号层上进行保护转换。
由保护监控设备3通过控制线路33来操作转换设备11。
除了复用信号之间的完整的转换之外，也可以执行在通道层上、也就是这里为单个VC-4通道信号或VC-4信号组的转换，该转换由VC-4监控设备20、21、22(图5)来触发。通过保护监控设备3或其它的控制装置来实现唯一的转换设备11的相应的控制。在图3中已选出所有的运行中的通道信号。
分别将分别用于监控VC-4通道信号的运行中的性能监控设备8和运行中的报警监控设备5或保护性能监控设备9和保护报警监控设备6连接到通道线路WL1至WLN和PL1至PLN中的每一个上。在这些监控设备中，分别针对通道线路WL1和PL1只示出了一个性能监控设备和一个报警监控设备。由保护监控设备3来控制性能监控设备8和9。性能监控设备8和9的输出被输送给输出合成的性能值PW的累加设备10。
针对通道层的报警监控设备5和6的输出被输送给发出报警信号AS的报警转换设备7。报警信号和性能信号通常包含多个单个信息。
由报警选择电路4来控制报警监控设备5、6和报警转换设备7，又由保护监控设备3给该报警选择电路4输送转换标准。
根据本发明，不再执行所选出的通道信号的性能监控，而是由运行中的性能监控设备8独立地执行针对运行中的容器VC-4W1的监控，而由保护性能监控设备9独立地执行针对保护容器VC-4P1的监控。如果接通了运行中的信号STM-NW，则只有例如累加故障或恶劣接收的时间的、所属的运行中的性能监控设备8工作，而所属的保护性能监控设备9休息。
借助图4来更准确地阐述在故障测量时的性能监控的作用方式。首先，在测量周期开始时t0接通了运行中的信号，并且对由运行中的性能监控设备8所测量的故障值(性能值FW)求和。
如果现在在时刻t1被转换到保护信号STM-NP上，则存储运行中的性能监控设备8的测量结果，激活了保护性能监控设备9，并将保护信号STM-NP的故障累加为第二性能信号FP，也就是在接通之前只监控分别接通的信号。
在时刻t2转换回该运行中的信号上；现在保护性能监控设备9再度休息，并且继续累加运行中的信号的故障。在监控周期结束时t3，在累加设备10中将所累加的性能值FW和FP相加成合成的性能值PW，该性能值PW对应于所选出的通道信号的性能值。合成的性能信号PW被提供给用户或管理系统来使用。在相应地实施性能监控设备8、9或累加设备10时，也可能持续地既监控运行中的连接又监控保护连接，并且确定合成的性能信号。
图5再次以更详细的示图示出本发明的装置，在发送侧该装置与图2中示出的公知的装置没有区别。在接收侧，除了图3中示出的装置以外，可是对应于图2分别存在针对运行中的信号STM-NW的时序安排设备17和针对保护信号STM-NP的其它的时序安排设备18。由这些时序安排设备17和18进行复用信号的监控。在运行中的去复用设备19中实现划分为运行中的通道信号VC-4W1至VC-4WN，在保护去复用设备25中实现划分为保护通道信号VC-4P1至VC-4PN。
只存在只含有通道转换开关的转换设备11。示出该转换开关中的一个。
在完整的运行中的信号STM-NE和完整的保护复用信号STM-NP之间转换时，现在通过转换设备11的开关来实现复用信号转换开关24(图2)的开关功能，其方式是从运行中的复用信号的所有的VC-4容器转换到保护复用信号的VC-4容器上。一般由时序安排设备17和18以及保护监控设备3来促成该完整的转换。
在这种情况下，在用于选出信号STM-NW或STM-NP的各自所选出的开销的时序安排设备17和18的范围内，也可以设置一种其它的未示出的转换可能性。
通过转换设备11也可能，分别在单个通过运行中的连接WV和通过保护连接PV或通过附加的保护连接PPV所传输的通道信号VC-4PP之间来选择。这样可以分别选择VC-4层上的更好质量的通道信号。通过VC-4监控设备20、21、22、…来促成单个VC-4子信号的转换。在该图中，只示出了一个保护通道信号VC-4P，N的选出。
通过位于转换设备之前的VC-4监控设备20和22来分别监控两个互相对应的VC-4信号。在现有技术(图2)中，只设置被布置在复用开关24之后的监控装置20。
除了性能监控之外还设置报警监控，该报警监控在SDH系统中被称为故障管理，并且借助功能f1-f8来描述。在图3中标入了主要的功能f3和f4。如在性能监控时那样，在通道层上设置运行中的报警监控设备5和保护报警监控设备6。如果仅可能应用一个报警监控设备，则必须给该报警监控设备分别(类似于迄今通常的性能监控)输送所选出的复用信号。通过f3滤波器分别监控出现的故障，并且对其进行相关，以及确定这些故障的原因，而f4滤波器进行时间上的积分，并且仅转交持续地存在的故障。按照所选出的信号STM-NW或者STM-NP或所选出的通道信号，选出所属的报警监控5或者6的报警信号ASW或者ASP，并且因此输出通常由不同的单个信号组成的报警信号AS。但是，为了避免由于报警信号的快速相继变化引起的刺激，不是立即在运行中的信号和保护信号之间进行转换之后来转交新选出的信号的报警信号。更确切地说，应该按照时间条件来转交报警信号，这些时间条件在很大程度上对应于在所选出的通道信号的报警监控时的时间条件。
图6示出用于说明报警过程的流程图，在报警监控设备5和6(图2)中并行地运行该报警过程。在(由保护转换信号PSW触发的)每次进行保护转换时，使两个实现在有效的报警监控设备的f4功能中的定时器(所谓的引发(RAISE)定时器RT和清除(CLEAR)定时器CT)复位。只有当f3功能和f4功能的输出信号一致时，才改变已有的报警信号。此外，改变报警信号的前提是，(至少当运行中的通道信号和所属的保护通道信号的报警信号是不同的信号时)称为引发时间和清除时间的监控时间结束(elapsed)。
首先例如询问，是否存在f3故障信号和f4故障信号“f3∧f4被引发？”。如果这符合情况，则检验，引发时间是否已结束。如果也满足了该条件，则输出报警信号“引发报警”。当不存在f3故障信号和f4故障信号时，询问，f3和f4两者是否未发出故障信号“f3∧f4被清除？”。如果满足了该条件，则检验清除定时器CT的状态。如果“清除时间”结束，则将报警“清除报警”消除。将两个故障信号“引发报警”和“清除报警”用于通常的报警处理“报警处理”。如果未满足该时间条件，则再度实现f3∧f4询问。
即使代替1+1保护而设置1∶1保护或1∶N保护，其中仅在干扰情况下发出保护信号，也可以应用同一电路装置。
权利要求
1.用于在数据传输系统中进行保护转换和监控的方法，其中，在网络元件(NE1，NE2)之间通过运行中的连接(WV)来传输运行中的复用信号(STM-NW)，而通过保护连接(PV)来传输保护复用信号(STM-NP)，并且在接收侧，在这些复用信号(STM-NW，STM-NP)之间实现复用信号保护转换，和/或在其中含有的通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)之间实现通道保护转换，以及实现所选出的通道信号的性能监控，其特征在于，所述运行中的复用信号(STM-NW)被划分为运行中的通道信号(VC-4W1至VC-4WN)，而所述保护复用信号(STM-NP)被划分为保护通道信号(VC-4P1至VC-4PN)，所述运行中的通道信号(VC-4W1至VC-4WN)和保护通道信号(VC-4P1至VC-4PN)只被输送给既用于进行复用信号保护转换又用于进行通道保护转换的转换设备(11)，通过转换所有通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)来执行所述的复用信号保护转换，在所述开关设备(11)之前实现所述运行中的通道信号(VC-4W1)和保护通道信号(VC-4P1)的性能监控，以及累加所述分别选出的运行中的通道信号(VC-4W1)或者所属的保护通道信号(VC-4P1)的性能值(FW，FP)，并且在一个监控周期结束时(t3)确定合成的性能值(PW)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，分别针对运行中的性能监控设备(8)中的运行中的通道信号(VC-4W1)以及针对独立的保护性能监控设备(9)中的相应的保护通道信号(VC-4P1)实现所述性能监控。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检验多个保护连接(PV，PPV)。
4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，只有一定部分的更小粒度的所述复用信号(STM-NW，STM-NP)或者所述通道信号(VC-4W，VC-4P)被检验。
5.用于在数据传输系统中进行保护转换和监控的方法，其中，在网络元件(NE1，NE2)之间，通过运行中的连接(WV)来传输运行中的复用信号(STM-NW)，而通过保护连接(PV)来传输保护复用信号(STM-NP)，并且在接收侧，在这些复用信号(STM-NW，STM-NP)之间实现复用信号保护转换，和/或在其中含有的通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)之间实现通道保护转换，以及实现所选出的通道信号的报警监控，其特征在于，所述运行中的复用信号(STM-NW)被划分为运行中的通道信号(VC-4W1至VC-4WN)，而所述保护复用信号(STM-NP)被划分为保护通道信号(VC-4P1至VC-4PN)，所述运行中的通道信号(VC-4W1至VC-4WN)和保护通道信号(VC-4P1至VC-4PN)只被输送给既用于进行复用信号保护转换又用于进行通道保护转换的转换设备(11)，通过转换所有通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)来执行所述的复用信号保护转换，分别执行所述运行中的通道信号(VC-4W1)和所属的保护通道信号(VC-4P1)的报警监控(f3，f4)，以及转发所述分别选出的信号(VC-4W1或VC-4P1)的报警标准(ASW，ASP)。
6.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在进行保护转换之后，在检查时间结束之后才改变新选出的运行中的通道信号(VC-4W1)或者保护通道信号(VC-4P1)的报警标准(ASW，ASP)。
7.用于在数据传输系统中进行保护转换和监控的装置，其中，在网络元件(NE1，NE2)之间，通过运行中的连接(WV)来传输运行中的复用信号(STM-NW)，和/或通过保护连接(PV)来传输保护复用信号(STM-NP)，并且在接收侧，在这些复用信号之间或在其中含有的通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)之间实现保护转换，以及实现所选出的通道信号的性能监控，其特征在于，只设置一个开关设备(11)，通过运行中的通道线路(WL1至WL4)给该开关设备(11)输送所述运行中的通道信号(VC-4W1至VC-4WN)，而通过保护通道线路(PL1至PL4)给该开关设备(11)输送所述保护通道信号(VC-4P1至VC-4PN)，其中，通过转换所有通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)来执行所述的复用信号保护转换，将运行中的性能监控设备(8)连接到所述运行中的通道线路中的每一条线路(WL1)上，而将保护性能监控设备(9)连接到所述保护通道线路中的每一条线路(PL1)上，以及将累加设备(10)连接到所述确定所述合成的性能值(PW)的监控设备(8，9)上。
8.用于在数据传输系统中进行保护转换和监控的装置，其中，在网络元件(NE1，NE2)之间，通过运行中的连接(WV)来传输运行中的复用信号(STM-NW)，和/或通过保护连接(PV)来传输保护复用信号(STM-NP)，并且在接收侧，在这些复用信号之间实现保护转换，或者在其中含有的通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)之间实现保护转换，以及实现所选出的通道信号的报警监控，其特征在于，只设置一个开关设备(11)，通过运行中的通道线路(WL1-WL4)给该开关设备(11)输送所述运行中的通道信号(VC-4W1至VC-4WN)，而通过保护通道线路(PL1至PL4)给该开关设备(11)输送所述保护通道信号(VC-4P1至VC-4PN)，其中，通过转换所有通道信号(VC-4W1至VC-4WN；VC-4P1至VC-4PN)来执行所述的复用信号保护转换，将运行中的报警监控设备(5)连接到所述运行中的通道线路中的每一条线路(WL1)上，而将保护报警监控设备(6)连接到所述保护通道线路中的每一条线路(PL1)上，分别由运行中的报警监控设备(5)将所述运行中的报警信号(ASW)，以及由所属的保护报警监控设备(6)将所述保护报警信号(ASP)输送给报警转换设备(7)，在检查时间结束之后，给其输送保护转换信号(PSW)的报警控制设备(4)才通过所述报警转换设备(7)接通新选出的通道信号(VC-4W1或者VC-4P1)的报警信号(ASW，ASP)。
全文摘要
在唯一的开关设备(11)中，既在复用层(STM－N)上又在通道层(VC－4)上执行保护转换。在网络元件中，在独立的性能监控设备(8，9)中检验运行中的通道信号(VC－4W1)和保护通道信号(VC－4P1)的性能。激活属于所选出的通道信号(VC－4W1或VC－4P1)的监控设备，而将另一个监控设备去激活。在监控周期结束时，将两个监控设备的所确定的性能值(FW，FP)相加，并且确定对应于所选出的通道信号的合成的监控结果(PW)。通过相应的报警监控设备(5，6)进行通道信号的报警监控。
文档编号H04J3/08GK1778059SQ200480010696
公开日2006年5月24日 申请日期2004年4月2日 优先权日2003年4月23日
发明者A·卡尔马, W·－M·普洛茨 申请人:西门子公司