专利名称：双重连接的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据传输系统中保护数据的一种方法，这是对现行传输网络，特别是(但不是唯独的)以SDH(同步数字体系)为基础的网络中保护电信通信联络的方法所作的一种改进。
本发明是就2，048千位/秒(＊2兆位/秒)的数字通信联络进行说明的，但也适用于任何调制方案或信息率的任何数据或其它通信，只要其特征与本发明中的那些特征类似即可。
其中一个必要特征是，数据具有一些其质量可以被检验的相关的信息，这些信息和数据一起传输。在极端的情况下，数据的总损失可以被视为质量事故，但在更常见的情况下，奇偶校验或其它类型数字检验序列的差错应当是如何鉴定质量。以SDH为基础的信号含有一种如此使用的奇偶校验数据(BIP，或“字节交织奇偶校验”)。
应用本发明的设备是一插入一引出(add-drop)多路复用器(也叫做ADM)。ADM给沿电信载体(例如光纤)通过的所有或部分通信联络提供了一条降低成本的途径。通过的通信联络是经由各“线路端口”而起这样的作用的，而取出的通信联络则经由各“辅助端口”通过的。传输网络中保护载体使其不致出故障的传统作法是另外配备一个或多个载体，这些载体可自动加以选择，也可以在操作人员的控制下选择。在前者的情况下，控制是根据故障或根据对所收到的信号的质量检验进行的。在后者的情况下，习惯上是根据这些情况传到中央控制点以便操作人员采取行动的报告进行控制的。回来方向的通信联络可以原封不动地进行，也可以在与出故障的通信联络的方向一致的各通路上转接，这为的是简化双工通信联络设备的维修过程。
自动控制的主要优点是保护作用通常较快，同时降低了操作费用。但主要缺点是，重新选择路由的灵活性通常会受到限制。若令其可以从许多可供选择的路由自动地灵活选择路由，则响应过程通常慢，这是因为受到了计算机处理能力的限制所致，结果在通信中断之后尚未修复之前，干扰持续的时间较长。
另一个选取路由的最简单实例是选择一备用通路，该备用通路可为在同样的一些终点之间的两条或多条工作通路所共享。另一个实例是采用一个环路来形成两条通路，通常取若干路由，且按需要选择这两个通路中的任一个。在大多数情况下，如上述刚举出的例子那样，各可替换的通路之间总存在相似性或对称性或其它起简化作用的特性，从而使控制系统的设计或操作过程不太复杂，因而可以快速操作。
即使对更为复杂的网络，也可以充分地简化选择另一个路由的规则，以便快速自动重新选择路由，通常是通过操作人员预先指定一个可能路由的分组，控制系统再从这些路由中选取合适的一个。然而，这些路由或通路还是有某些相似性或对称性，例如处于同样的数据率。
SDH的出现与环路使用的增加是同时发生的，目前有几种用于环路中的保护方案是大家都知道的。时至今日，已知的方案是将保护范围局限于环路内，或以通常对称的方式将其扩大到环路之外。
有这样一种情况，其中单网络节点。(“非独立”节点)需要与环路高度可靠地连接。虽然环路内的通信联络可以用如上述周知的方法加以保护，但进出环路的通信联络则只能自动地通过重复它与该环路上一个设备之间的连接来保护。其它的任何方案通常可能会产生前述困难，且自动保护会很慢。
如果不强制要求快速响应的话，则理想的情况是，该节点与环路上两个或两个以上设备之间应存在连接使得万一其中一个出故障，进出环路的通信联络仍然可以进行下去。这里我们称这种设备为原始设备，称下面即将说明的方案为双原始方案。本发明的目的是提供这种情况下的高速保护装置。
为全面理解本发明的内容，现在参看附图的7个图示进行说明。附图中，
图1至4示出了本发明网络实施例更详细的情况。
图1和2中示出了(a)和(d)之间的通信联络。图1示了出在(a)至(d)的方向上进行的通信联络，图2示出了在(d)至(a)相反的方向上进行的通信联络。
图3和4示出了如何在(a)与(d)之间的最短保护路径出故障之后形成另一条保护通路。就通信联络的方向而论，图3对应于图1，图4对应于图2。
图5中示出了环路内的通信联络。
图6示出了通过选择(a)处的各线路端口进行的保护。
图7示出了从(d)至(c)的通信联络路由。
图中，字母L表示线路，T表示分支，S表示从两个输入端进行的选择，B是从一个输入端至两个输出端的桥，X表示正常路径中的故障点，各方框则表示ADMXs。必须理解的是，本发明的关键步骤是就用了ADM中线路(L)与分支(T)端口之间的保护，现在更详细地加以说明。
现行已知的特别灵活的保护装置是将来自环路的两路径的两个输入信号之间的奇偶信息和其它信息加以比较，将失效的信号加以排除。具体地说，将两输入集合信号的各部分(例如各2兆位/秒信号加其在SDH中的附加位)一个个成对地加以比较，将各部分与其各自的奇偶信息和其它信息加以比较，以便从任一路径中选取各部分。(在SDH中，这些部分叫做“虚拟存储器”)。
这种周知方法的好处在于，个别部分的损失(可能由于特定器件故障引起的)无需从另一路径选取整个集合信号。这类在选择上的改变通常会因两路径之间传播延迟上的不同而对通信过程产生干扰，从而使数字系统在它们所收到的数据中发生突然时移之后暂时失调。为使出故障的部分恢复运行，总不希望将这种干扰加到通信联络没有故障的部分。
刚谈到的那种方案应用在一环路的两条路径之间，也可以扩大到任意两条路径。然而，为易于控制或快速控制，一般在路径上仍然要求对称性或相似性。特别是，ADM的各线路端口和分支端口通常在许多方面是不同的。举例说，由于分支通常总是有好几条的，因而ADM的作用意味着各分支的数据率必须小于线路集合频率。
(例外的情况是，有一个分支端口采用的时钟频率高于其所包括的数据的时钟频率时，这相应于集合分支信号中只有一部分时隙加载。这可以称之为“耗尽”状态，它表明只存在集合信号的某些部分。这种方案容许线路与各分支端口的特性之间存在某些相似性，而ADM在线路与各分支端口之间的结构基本上不对称的。)本发明给不同集合位速率的各端口之间提供保护，具体作法是在各集合信号内有效负载的各部分之间进行选择，每对相互保护部分具有相同的标称通信能力。
ADM中分支端口与线路端口之间的各种差异(其中位速率上的差异就是一个例子)意味着目前保护并不是通过对各类端口的其中一个配对来支持另一些彼此之间采用快速自动保护的路径进行的。原则上，可按这种方式进行保护的，但据我们所知，这种方案显然既复杂又显然没有必要，因而使它一直未能实现。
在本发明的一个可以接受的实施方案中，对每个输入信号各部分的每个部分的附加位进行检查，是否有过量的奇偶校验差错或其它错误的迹象。对每一个不符合其预定的性能准则的出错部分产生指示标记，这些标记在各专用的处理器中成对加以比较。然后根据各比较结果对各部分进行通信选择转换动作。在这种方案中，线路与各分支端口之间在功能上的差别对保护方案设计的影响可以忽略不计，且各不同线路之间的保护和线路与各分支端口之间的保护都不难付诸实施。
为在非独立节点与环路之间进行双重连接，本发明在这种方法中使用了不同类型的端口，其好处如下。参看图1。在本发明中，节点(d)采用经第二原始ADM(b)并沿环路至第一ADM(a)(通常在环路中取最短路径)的直接路径与原始ADM(a)连接起来。
举例说，本发明的一个显著优点是，原始ADM(a)正常建立非独立节点(d)与原始ADM(a)的一个分支之间的通信联络。
为了提供保护，图2中的第一原始ADM(a)必须能从两个输入信号(一个在环路上，另一个在其与非独立节点(d)连接的分支上)进行选择，然后将所选取的通信信号传给分支(T)上的客户。由于在现行设计上不可能这样做，因而只能在现行周知的各ADM从两个线路端口(即从环路的两条通路)中进行选择。再参看图6。从图中可以看出，从(d)想通过(T)进行的通信联络必须先经(a)和(b)送入环路中，然后通过环路以便从环路的两条路径进入第一ADM(a)。
比较一下图6和图2，可以看出，图6浪费了环路的能力，特别是当客户在(a)处准备与节点(d)进行通信联络时，其业务量显然与环路的总业务量成比例，往往就是有这种情况。之所以可能发生这种情况是因为该节点可能就是市区网络中心，而各原始ADM，由于在环路上极靠近该节点，因而也可能处在市区，从而其各客户对通信联络的要求高。在此情况下，为使非独立节点可靠接入环路中，而要求所有这些通信联络全部带到整个环路中，这种情况可能会大大增加环路中需要的总通信能力，从而可能增加其费用。
这种情况不应与为了在环路中形成另外一些通路而需要将所有环路内的通信业务都带进整个环路中的情况(如图5所示)混淆起来。现在参看图5。这是对通信联络一旦经ADM进入环路之后的独立要求。本发明的目的是不须要另外的节点至原始通信联络，使其环绕整个环路进行，而不只在两原始ADM(a)与(b)之间的最短路径上进行。
本发明的好处在于，对各信号来说双工通信的两个方向可以沿同一路由通过。这样维修人员就可以在维护中不使用设备(通常在公用装置上注明两个传输方向的)而不致使通信中断。在有本发明之前，只能利用现行的选择装置让各双工信号的两通信方向沿环路中的不同路径行进来尽量减少环路中能力的浪费。先有的这种解决办法往往为了保持两方向路由的公用性而令通信环绕整个环路进行从而导致浪费。
总之，在SDH网络中，不仅是环路内的通信，而且节点与各原始ADM之间的通信都取SDH的形式。这就是说，这种通信含有所要求的奇偶信息和其它信息，供在两条路径之间进行比较之用。在本发明中，图2中的原始ADM(a)在两个名义上完全相同的部分之间选择，一个部从节点经分支直接来，另一部分则经环路而来。至于通信的另一个方向，节点(d)在其两个输入信号之间进行选择，如图1中所示。
作为改进方案，网络管理人员可以自动利用(如(a)与(b)之间的)故障检测提出另一种方案，如图3和4所示。现在参看图3和4。为了使保持通信联络的可能性最大，必须确保，存在两条彼此之间可以自动复原的可造路径。这种网络的变化通常不会如在(a)处那样由单个ADM进行的最初的复原那么快，这是因为复接ADM的指令极复杂所致，但这可能会提高通信联络的平均使用率。
本发明也适用于交叉连接，一般来说，这种连接在通信路由的选择方面比ADM更为灵活，但通常不具备在环路中工作所需要的持有的特征。
ADM可能会具有交叉连接的一些特点。在一真正交叉连接的极端情况下，所有的端口内部可以按类似的方式处理。在这样的两个端口之间自动选择输入的通信业务并不是什么新发明。(实际上，这种自动选择的应用通常由于一更灵活方案在控制方面的复杂性而局限于每次仅应用到有限的几个端口群，以便可以快速自动选择。)然而，就所知，这种在交叉连接内的快速自动选择/保护方案，目前通过在各端口之间的简单选择只应用到各端口上的整个有效负载信号上，而不是应用到各有效负载信号逐一控制的各部分上。(这里“有效负载”一词是指集合信号准备继续传输的部分;其余的一般由一些与集合信号有关的附加部分组成，且通常加以终接和改造，以便进一步传输。)在本发明中，选择过程可以唯一地用于信号在节点与原始ADM之间流通的每个各部分，这是因为在节点和原始ADM之间的SHD线路也可以载送回路上其它ADM的通信部分，且为了最好地利用环路的能力，它们所需要的详细路由选择方案和保护交换方案不同。现在参看图7，从图中可以看到，从(d)至(c)的通信无需引用(a)或(b)处的保护性交换，也无需使用环路(a)在与(b)之间的短接部分。
另一个好处源于ADM与交叉连接之间存在的显著的差别。在一环路内的定时弹性变换要求环内的设备具有具体特征，迄今，还不知道交叉连接具有这样的特征。英国专利申请9106101.0(公开号2253973)介绍了它们在具某些交叉连接能力的ADM中的个别实例。只有ADM的线路(环路)端口需要这些特点，因此并不是交叉连接上的所有端口将来都需要具备这些特点。
在环路内工作的交叉连接(即作为ADM)中，其中可能具备这些环路工作特点的任何端口群，除非按本发明那样工作，在保护作用上是与ADM功能上用作分支的其它端口无关的。因此目前在两个端口群之间是不会应用保护性倒换的。
若保护是用在交叉连接中的这两类端口之间，则无论保护性交换选择拟应用到整个集合信号或各集合信号的一部分，都属于本发明的范围内。
权利要求
1.数据传输系统中保护数据的一种方法，该系统中的数据是以多路复用的形式在系统的各端口之间传输的，其特征在于，保护加于各端口之间，具体作法是在各集合信号内有效负载的各部分之间进行选择，且每对相互保护部分具有相同的标称通信能力。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对每个输入信号各部分的每个部分的附加位进行检查，是否有过量的奇偶校验差错或其它错误指示。
3.根据权利要求1或2所述的方法，在不符合其预定性能准则的各部分中产生指示标记，然后将该标记成对或在整个场上有选择地加以比较，使各部分转换。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，只对信号在一节点与一原始ADM之间流通的每个个别部分进行选择。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，节点与原始ADM之间的SDH链路还用以传输环路上其它ADM通信的各部分。
6.如以上任一权利要求所述的方法，其特征在于，进入线路和分支端口的集合率是相同的。
7.如1至5任一权利要求所述的方法，其特征在于，进入线路和分支端口的集合率是不同的。
全文摘要
在同步数字体系上工作的数据传输系统中的一种数据保护方式。数据以多路复用的形式在系统的各端口之间传输，保护是在各端口之间以不同的集合比特率进行的，具体作法是在各集合信号内有效负载的各部分之间进行选择，且各对相互保护的部分的标称通信能力都相同。通过双工制，形成了另一个信号通路，从而确保系统内其中一个通路出故障时通信的连续性。
文档编号H04J3/08GK1092575SQ93112768
公开日1994年9月21日 申请日期1993年12月1日 优先权日1992年12月1日
发明者S·P·费古森 申请人:Gpt有限公司