专利名称：光数据单元环路共享保护控制方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光传送网(OTN，Optical Transport Network)中的环路共享保护控制 技术，尤其涉及一种OTN中的基于光数据单元(ODU，Optical Data Unit)环路共享保护控 制方法与装置。
背景技术：
随着网络业务对带宽的需求越来越大，运营商和系统制造商一直在不断地考虑改 进业务传送技术的问题。数字传送网的演化也从最初的基于T1/E1 ( 一种线路技术是脉码 调制(PCM，Pulse Code Modulation)技术中的一种速率表示，El是欧洲标准，我国也使用这 个标准，支持速率为2048kps ；Tl是北美标准，支持速率为1544kps)的第一代数字传送网， 经历了基于S0NET/SDH的第二代数字传送网，发展到了目前以OTN为基础的第三代数字传 送网。作为下一代传送网，OTN所面临的网络环路境更加复杂，其网络的生存性是OTN的一 个很重要的问题。从其功能上看，OTN在子网内可以以全光形式传输，而在子网的边界处采用 光-电-光转换。其包括了光层和电层的完整体系结构，各层网络都有相应的管理监控机 制，光层和电层都具有网络生存性机制。在光层环路网保护中，业界一般采用国际电信联 盟ITU-T的G841号建议《SDH网络保护体系结构的类型和特性》中的复用段共享环路保护 的原理，以及
公开日为2004年5月5日、公开号为CN1494250A发明名称为“全光网络二纤 双向环路通道共享保护装置”中国专利中介绍的利用光开关实现通道共享保护的方法和装 置。对于电层保护，业界一般采用ITU-T的G873. 1号《0ΤΝ线性保护》中介绍的0DUkl+l及 ODUkliN的处理建议。但目前为止，关于电层采用ODUk共享保护方式的保护倒换协议及标 准尚未制定。在光层通道共享保护方式中，由于波长一致性的限制——在倒换中不能改变业务 光通道的波长。图1为光层保护通道与工作通道中承载光信号波长的示意图，如图1所示， 在工作通道中配置了某一波长业务为λ 1的通道，在为该工作通道配置共享保护通道时， 反向保护通道上须预留同样波长λ 1的光通道，才能实现工作通道上光信号到共享保护通 道的倒换。一旦通道链路环路上某一跨段(相邻节点之间的链路)的λ 1被占用，就无法 实现对该波长对应的通道共享保护。图2为ODUk通道共享环路保护在ODUk链路中配置的 示意图，如图2所示，光通道(0CH，0ptical Channel)层当中的光数据单元ODUk子层，本身 具备波长无关性。只要在反向通道环路中存在一条空闲可用的ODUk通道，就可以建立起一 条跨越波长限制的对ODUk业务的环路共享保护。目前尚未出现电层通道共享保护方式的标准，如何在光层通道中实现共享保护， 解决方案不一而足，如前述公开号为CN1494250A的发明专利中提出的技术方案，如果针对 光信号的波长设置相应的环路保护通道，对环路通道保护的限制将相当大，使用过程中非 常不便。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光数据单元环路共享保护控制方法与 装置，能在ODU环路中很好地实现环路共享保护控制。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的一种光数据单元环路共享保护控制方法，包括在光数据单元ODU环路中设置两个虚拟通道环路，其中一个承载业务传输，另一 个用作虚拟保护通道环路；以及检测到承载业务的虚拟通道环路中出现告警或故障时，根据检测结果进行虚拟通 道环路保护控制。优选地，承载业务的虚拟通道环路与用作虚拟保护通道环路的环路方向不同。优选地，根据检测结果进行虚拟通道环路保护控制，包括检测到仅一个业务所经过的虚拟通道链路中出现告警或故障时，将所述业务桥接 或倒换到虚拟保护通道环路上。优选地，根据检测结果进行虚拟通道环路保护控制，包括检测到两个以上业务所经过的虚拟通道链路中均出现告警或故障时，或者检测到 源ODU及宿ODU均出现故障时，阻止所述业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路上。优选地，所述告警包括客户层对应到承载业务的虚拟通道环路的告警或服务层对 应到承载业务的虚拟通道环路的告警；所述故障包括ODU故障或相邻ODU之间的链路故障。优选地，所述虚拟通道环路中能承载任意波长的光信号。一种光数据单元环路共享保护控制装置，包括设置单元，用于在光数据单元ODU环路中设置两个虚拟通道环路，其中一个承载 业务传输，另一个用作虚拟保护通道环路；检测单元，用于检测承载业务的虚拟通道环路中是否出现告警或故障；以及保护控制单元，用于根据检测结果进行虚拟通道环路保护控制。优选地，承载业务的虚拟通道环路与用作虚拟保护通道环路的环路方向不同。优选地，所述检测单元检测到仅一个业务所经过的虚拟通道链路中出现告警或故 障时，所述保护控制单元将所述业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路上。优选地，所述检测单元检测到两个以上业务所经过的虚拟通道链路中均出现告警 或故障时，或者检测到源ODU及宿ODU均出现故障时，所述保护控制单元阻止所述业务桥接 或倒换到虚拟保护通道环路上。优选地，所述告警包括客户层对应到承载业务的虚拟通道环路的告警或服务层对 应到承载业务的虚拟通道环路的告警；所述故障包括ODU故障或相邻ODU之间的链路故障。优选地，所述虚拟通道环路中能承载任意波长的光信号。本发明在电层中实现对ODU共享环路的保护控制，提高了网络资源利用率，增强 了对业务保护的可配置性；更加细化了 ODU共享环路的保护粒度，丰富了保护方式，为光数 据单元ODU提供了专用的共享保护。
图1为光层保护通道与工作通道中承载光信号波长的示意图2为ODUk通道共享环路保护在ODUk链路中配置的示意图；图3为本发明ODUk共享环路保护的结构示意图；图4为本发明源、宿节点检测到客户层告警后触发桥接或倒换到虚拟保护通道环 路上的示意图；图5为本发明被保护业务所经过节点检测到服务层告警后触发源、宿节点桥接倒 或换到虚拟保护通道环路上的示意图；图6为本发明被保护业务的经过节点故障触发源、宿节点桥接倒换到虚拟保护通 道环路上的示意图；图7为本发明虚拟工作通道环路多处故障而不触发业务桥接或倒换的示意图；图8为本发明被保护业务源、宿节点故障而不触发业务桥接或倒换的示意图；图9为本发明业务配置及保护组配置的结构示意图；图10为本发明共享环保护交叉单元外部接口示意图；图11为本发明一个ODUk共享环路保护网络配置示意图；图12为图11所示业务的ODUk共享环保护配置示意图；图13为本发明在共享环保护交叉单元中处于保护状态时对应的内部交叉示意 图；图14为本发明ODUk共享环保护触发保护倒换的示意图；图15为本发明光数据单元环路共享保护控制装置的组成结构示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是由于在光层中进行通道业务的保护时必须为不同波长的光 信号设置专用的保护通道，一旦对应波长的保护通道故障，将导致该波长的信号无法通过 保护通道传输，这将严重限制保护通道对业务的保护，本发明提出在电层中实现对ODU共 享环路的保护控制，提高了网络资源利用率，增强了对业务保护的可配置性；更加细化了 ODU共享环路的保护粒度，丰富了保护方式，为光数据单元ODU提供了专用的共享保护。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对 本发明进一步详细说明。图3为本发明ODUk共享环路保护的结构示意图，如图3所示，在环路形OTN网络 中，根据保护颗粒的需求，首先规划两个00证& = 0，1，2，3，...)虚拟通道环路，虚拟通道 环路没有波长的限制，只要相邻两点间能够预留足够的ODUk容量，就可以建立起虚拟通道 环路。指定其中一个方向环路(图中的逆时针内环路)为虚拟工作通道环路，另一个方向环 路(顺时针外环路)为虚拟保护环路，将工作业务0DUi(i ^ k)配置到虚拟工作通道环路 上，如图中的Tl业务被配置到A-E之间的虚拟工作通道环路上，T2业务被配置到E-D-C-B 的虚拟工作通道环路上，配置规则是每个跨段(相邻节点(ODU)间的链接)配置的业务容 量小于等于虚拟通道环路的容量。而虚拟保护环路的容量被预留不用。这样ODUk共享环路保护将从如下失效场景中进行保护倒换。图4为本发明源、宿节点检测客户层告警后触发桥接或倒换到虚拟保护通道环路 上的示意图，如图4所示，当被保护业务检测到客户层对应到虚拟工作通道环路的ODUk告 警(图中节点A和节点E之间的虚拟工作通道环路告警)后，将启动通道共享保护控制，在业务的源、宿节点(节点E)将业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路上，并将虚拟保护环路 上非源、宿节点的保护通道连接直通，即将节点A至节点D之间通道连接。图5为本发明被保护业务所经过节点检测到服务层告警后触发源、宿节点桥接到 或换到虚拟保护通道环路上的示意图，如图5所示，当被保护业务仅检测到服务层对应到 虚拟工作通道环路的ODUk告警后，将告警传递到被保护业务的源、宿节点，启动在业务源、 宿节点的通道共享保护控制。在业务的源、宿节点将业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路 上，并将虚拟保护环路上被保护业务经过节点外的节点上的保护通道连接直通。图6为本发明被保护业务的经过节点故障触发源、宿节点桥接倒换到虚拟保护通 道环路上的示意图，如图6所示，当被保护业务经过的节点出现故障后，在故障节点两侧会 检测到服务层的ODUk告警，或者在业务源、宿节点检测到告警，启动业务源、宿节点的通道 共享保护控制，将业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路上。图7为本发明虚拟工作通道环路多处故障而不触发业务桥接或倒换的示意图，图 8为本发明被保护业务源、宿节点故障而不触发业务桥接或倒换的示意图，如图7、图8所 示，在承载被保护业务的虚拟工作通道出现多处故障后，或者业务的源节点及宿节点均出 现故障后，即使发生倒换也无法恢复业务，因此此时本发明阻止ODUk环路共享保护产生桥 接或者倒换的动作。本发明中，承载被保护业务的虚拟工作通道出现多处故障，是指承载被 保护业务的虚拟工作通道中的至少两个业务所经过的链路故障或出现告警，这里的告警指 的是客户层对应到承载业务的虚拟通道环路的告警，或服务层对应到承载业务的虚拟通道 环路的告警，故障指的是节点(ODUk)之间的链路故障或节点本身故障。以下通过具体的应用示例，进一步阐明本发明技术方案的实质。图9为本发明业务配置及保护组配置的结构示意图，如图9所示，集中式交叉的 ODUk系统中，客户信号通过支路侧接口单元汇聚成ODUk信号，通过ODUk交叉单元，交叉到 任意一个群路侧接口单元，由群路侧接口单元汇聚成OTU信号，复用到OTN系统中。在ODUk 共享环路保护中，基于上述的集中式ODUk交叉模型，形成基于电交叉矩阵的强大交叉功 能，可以将支路侧的ODUk交叉到任意方向任意波长的群路侧的光传输单元(OUT，Optical TransportUnit)OTUk中。从而实现本发明的技术方案。在具备电交叉矩阵的OTN网络中，在ODUk交叉单元中，增加虚拟共享环路保护交 叉单元(VSPR, Virtual Shared Protection Ring cross-unit)，图 10 为本发明共享环保 护交叉单元外部接口示意图，如图 ο所示，虚拟共享环路保护交叉单元vsra具备12个虚 拟OTUk通道(VOTUk)，将支路侧接口单元的背板侧ODUk关联映射到VSra的AA (西向上路 通道)，AD (西向下路通道)，BA (东向上路通道)，BD (东向下路通道)四个虚拟OTUk通道。 将群路侧接口单元的背板侧ODUk关联映射到vsra的AWI/0(西向工作输入/输出通道)， ΑΡΙ/0(西向保护输入/输出通道)，BWI/0(东向工作输入/输出通道)，ΒΡΙ/0 (东向保护 输入/输出通道)八个虚拟OTUk通道。根据前述的通道共享保护控制方案，定义的四种节 点状态空闲态(IDLE)，直通态(PASS)，A向倒换态(ASffITCH)，B向倒换态(BSffITCH)；定 义虚拟共享环路保护交叉单元VSra的四种节点状态的各个虚ODUk端口之间的交叉链接， 相当于图8所示的节点构成的环路。其中，虚拟共享环路保护交叉单元VSPR，可以设置在电 交叉矩阵的交叉单元中，也可以设置在自动保护系统(APS,Automatic ProtectionSystem) 控制器当中。
虚拟共享环路保护交叉单元VSI3R中，需要管理平面通过网管配置AA、AD、BA、BD 虚拟OTUk通道与支路侧接口单元中ODUk关联，配置AWI/0、API/0、BWI/0、BPI/0八个虚拟 OTUk通道与群路侧接口接口单元中的ODUk关联。首先，网管将保护组的其他属性信息，配 置给APS控制器。然后配置全网节点中，ΑΡΙ/0、ΒΡΙ/0四个虚拟OTUk通道的关联到APS控 制器，由APS控制器校验是否全网保护ODUk通道可用，校验通过后将关联端口配置给虚拟 共享环路保护交叉单元VSPR。然后将工作ODUk经过的其他相关虚拟OTUk通道的关联到配 置APS控制器，由业务上下路节点的APS控制器进行校验，校验通过后，将关联端口配置给 虚拟共享环路保护交叉单元VSPR。当配置保护组及VSPR的虚拟OTUk通道关联后，可以由告警触发ODUk共享环路保 护倒换。告警检测由群路侧接口单元和支路侧接口单元来完成。告警检测点选择群路侧接 口单元的背板ODUk交叉输出端口，支路侧接口单元的背板ODUk交叉输入端口。当检测点 上报告警事件后，首先由APS控制器来匹配关联端口，如果为AWI和BWI端口的告警，则启 动通道共享保护控制。然后将计算的节点状态发送给虚拟共享环路保护交叉单元VSPR。再 由VSra执行交叉倒换，从而实现对ODUk的共享保护。下面将结合前述装置和一个具体的网络实例，对本发明的实施过程予以详细说 明。首先需要根据环路网中需要保护业务的颗粒大小以及预留的保护ODUk通道冗余 的颗粒大小，确定ODUk共享环路保护组的保护粒度(k)。图11为本发明一个ODUk共享环 路保护网络配置示意图，如图11所示，存在一条0DU2的保护通道(如虚线所示)，这条通道 不受跨段间波长一致性的限制，并且完整的贯穿整个环路网络；需要保护业务为AB间的1 条0DU2以及BC间的3条ODUl。因此确定这个ODUk共享环路保护组的保护粒度为0DU2 (k =2)。然后根据保护ODUk通道的网路连接及拓扑配置各节点vsra的虚拟OTUk通道 ΑΡΙ/0、ΒΡΙ/0，图12为图11所示业务的ODUk共享环保护配置示意图，如图12所示，虚线为 保护通道经过的路径，将保护通道经过的群路侧接口单元的背板侧ODUk输出端口根据方 向映射到VSra的API、BPI ；将保护通道经过的群路侧接口单元的背板侧ODUk输入端口根 据方向映射到VSra的APO、BPO ；在每个节点将此配置信息发送给APS控制器，APS控制器 根据全网的信息，校验保护的ODUk通道是否可用；校验通过后将虚拟OTUk通道的映射发送 给VSI3R单元。接下来，配置工作业务的vsra虚拟OTUk通道。根据通道共享保护中对光通道接 入OPCS光开关的原则，将节点东向业务客户侧连接到BA、BD ；将节点西向业务客户侧连接 到AA、AD ；将节点东向进出的工作业务线路侧连接到BWI、BW0 ；将节点西向进出的工作业务 线路侧连接到AWI、AW0。图13为本发明在共享环保护交叉单元中处于保护状态时对应的内 部交叉示意图，例如图13中在节点A，将支路侧接口单元的背板侧输出0DU2关联到VSI3R的 BA虚拟0TU2通道中，将支路侧接口单元的背板侧输入0DU2关联到VSI3R的BD虚拟0TU2通 道中；将业务经过的群路侧接口单元的背板侧输出0DU2关联到BWO虚拟0TU2通道中，将业 务经过的群路侧接口单元的背板侧输入0DU2关联到BWI虚拟0TU2通道中。在节点B，将业 务经过的群路侧接口单元的背板侧输入0DU2关联到AWI虚拟0TU2通道中，将业务经过的 群路侧接口单元的背板侧输出0DU2关联到AWO虚拟0TU2通道中；将支路侧接口单元的背板侧输入0DU2关联到VSra的AD虚拟0TU2通道中，将支路侧接口单元的背板侧输出0DU2 关联到VSI3R的AA虚拟0TU2通道中；同理将3个ODUl关联到VSI3R的BA、BD、BWI、BffO虚 拟0TU2通道中。将配置信息发送给APS控制器，由APS控制器校验后，配置给vsra单元。
保护组配置成功后，由VSI^R单元将节点空闲状态(如图13所示)的交叉信息(AA 连接到AWO、BPO ；AffI连接到AD ；BA连接到BWO、APO ；BWI连接到BD)发送给ODUk交叉单 元，交叉建立成功业务联通。保护组进入工作状态。 当网络中出现故障，告警检测点——群路侧接口单元的背板ODUk输出端口，支路 侧接口单元的背板ODUk输入端口实时监测ODUk的信号质量——根据子网保护的配置上 报信号失效(SF，Signal Fail)或者信号裂化(SD，Signaldegrade)告警。图14为本发明 ODUk共享环保护触发保护倒换的示意图，如图14所示，AB跨段间光纤断裂，B节点的告警检 测点会检测到信号失效，将检测点位置及告警类型上报APS控制器。B节点的APS控制器将 告警位置转换为本节点VSPR的虚拟0TU2通道，并与VSPR配置的虚拟0TU2通道相匹配；匹 配后判断如果告警发生在VSra的AWI或者BWI虚拟0TU2通道，则触发通道共享保护协议。 通过APS控制器所在的控制平面，将故障及协议状态发送给环路网内其他节点。当协议稳 定后，得到各节点的保护状态，A节点B向倒换，B节点A向倒换，C节点直通，D节点直通。 各节点的APS控制器，将计算的节点状态发送给VSPR，VSPR将各个状态确定的0DU2交叉配 置给ODUk交叉模块。例如A向倒换的交叉信息——AA连接到AW0，BP0 ；BPI连接到AD ；BA 连接到BWO，APO ；BWI连接到BD。B向倒换的交叉信息——AA连接到AWO，BPO ；AffI连接到 AD ；BA连接到BWO，APO ；API连接到BD.直通状态的交叉信息——AA连接到AWO ；AffI连接 到AD ；BA连接到BWO ；BffI连接到BD ；API连接到ΒΡΟ,ΒΡΙ连接到ΑΡ0。ODUk交叉模块接收 到0DUk<->0DUk的交叉信息，执行交叉倒换，完成ODUk共享环路保护的倒换动作，业务中断 50ms内重新联通。图15为本发明光数据单元环路共享保护控制装置的组成结构示意图，如图15所 示，本发明光数据单元环路共享保护控制装置包括设置单元150、检测单元151和保护控制 单元152，其中，设置单元150用于在光数据单元ODU环路中设置两个虚拟通道环路，其中一 个承载业务传输，另一个用作虚拟保护通道环路；检测单元151用于检测承载业务的虚拟 通道环路中是否出现告警或故障；保护控制单元152用于根据检测结果进行虚拟通道环路 保护控制。承载业务的虚拟通道环路与用作虚拟保护通道环路的环路方向不同。所述告警 包括客户层对应到承载业务的虚拟通道环路的告警或服务层对应到承载业务的虚拟通道 环路的告警；所述故障包括ODU故障或相邻ODU之间的链路故障。所述虚拟通道环路中能 承载任意波长的光信号。检测单元151检测到仅一个业务所经过的虚拟通道链路中出现告警或故障时，保 护控制单元152将所述业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路上。或者，检测单元151检测到两个以上业务所经过的虚拟通道链路中均出现告警或 故障时，或者检测到源ODU及宿ODU均出现故障时，保护控制单元152阻止所述业务桥接或 倒换到虚拟保护通道环路上。本领域技术人员应当理解，图15所示的光数据单元环路共享保护控制装置是为 实现前述的光数据单元环路共享保护控制方法而设置的，图15所示的装置中各处理单元 可参照前述图3至图14中的相关描述而理解，其功能可通过运行于处理器上的程序而实现，也可通过具体的逻辑电路而实现。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
权利要求
一种光数据单元环路共享保护控制方法，其特征在于，包括在光数据单元ODU环路中设置两个虚拟通道环路，其中一个承载业务传输，另一个用作虚拟保护通道环路；以及检测到承载业务的虚拟通道环路中出现告警或故障时，根据检测结果进行虚拟通道环路保护控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，承载业务的虚拟通道环路与用作虚拟保 护通道环路的环路方向不同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据检测结果进行虚拟通道环路保护控 制，包括检测到仅一个业务所经过的虚拟通道链路中出现告警或故障时，将所述业务桥接或倒 换到虚拟保护通道环路上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据检测结果进行虚拟通道环路保护控 制，包括检测到两个以上业务所经过的虚拟通道链路中均出现告警或故障时，或者检测到源 ODU及宿ODU均出现故障时，阻止所述业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述告警包括客户层对应到 承载业务的虚拟通道环路的告警或服务层对应到承载业务的虚拟通道环路的告警；所述故 障包括ODU故障或相邻ODU之间的链路故障。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述虚拟通道环路中能承载任意波长的 光信号。
7.一种光数据单元环路共享保护控制装置，其特征在于，包括设置单元，用于在光数据单元ODU环路中设置两个虚拟通道环路，其中一个承载业务 传输，另一个用作虚拟保护通道环路；检测单元，用于检测承载业务的虚拟通道环路中是否出现告警或故障；以及保护控制单元，用于根据检测结果进行虚拟通道环路保护控制。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，承载业务的虚拟通道环路与用作虚拟保 护通道环路的环路方向不同。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述检测单元检测到仅一个业务所经过 的虚拟通道链路中出现告警或故障时，所述保护控制单元将所述业务桥接或倒换到虚拟保 护通道环路上。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述检测单元检测到两个以上业务所经 过的虚拟通道链路中均出现告警或故障时，或者检测到源ODU及宿ODU均出现故障时，所述 保护控制单元阻止所述业务桥接或倒换到虚拟保护通道环路上。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的装置，其特征在于，所述告警包括客户层对应 到承载业务的虚拟通道环路的告警或服务层对应到承载业务的虚拟通道环路的告警；所述 故障包括ODU故障或相邻ODU之间的链路故障。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述虚拟通道环路中能承载任意波长 的光信号。
全文摘要
本发明公开了一种光数据单元环路共享保护控制方法，包括在光数据单元ODU环路中设置两个虚拟通道环路，其中一个承载业务传输，另一个用作虚拟保护通道环路；检测到承载业务的虚拟通道环路中出现告警或故障时，根据检测结果进行虚拟通道环路保护控制。本发明同时公开了一种光数据单元环路共享保护控制装置，包括设置单元，用于在光数据单元ODU环路中设置两个虚拟通道环路，其中一个承载业务传输，另一个用作虚拟保护通道环路；检测单元，用于检测承载业务的虚拟通道环路中是否出现告警或故障；保护控制单元，用于根据检测结果进行虚拟通道环路保护控制。本发明细化了ODU共享环路的保护粒度，丰富了保护方式。
文档编号H04B10/20GK101998178SQ20091009045
公开日2011年3月30日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者富森, 董均 申请人:中兴通讯股份有限公司