СПОСОБ УВЕЛИЧЕНИЯ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНЕЙНОЙ СЕТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ БЕЗ ПРЕРЫВАНИЯ УСЛУГ
METHOD FOR INCREASE OF THROUGHPUT CAPACITY OF OPTIC LINEAR NETWORK OF DATA TRANSFER WITHOUT SERVICES INTERRUPTION

Область изобретения
Настоящее изобретение относится к области оптической передачи данных, в частности, к способу увеличения пропускной способности оптической линейной сети передачи данных.
Предпосылки изобретения
В настоящее время оптическая линейная сеть передачи данных уже широко применяется в телекоммуникационной области. В Предложении №ITU-TG.841 Международного телекоммуникационного союза "Классификация и характеристики структуры защиты сетей с синхронной цифровой иерархией (SDH)" представлено подробное описание функции самовосстановления оптической линейной сети передачи данных с синхронной цифровой иерархией/синхронной оптической сети (SDH/SONET), где защита линии мультиплексированного сегмента по типу 1+1 или 1:N является основным способом самовосстановления линейной сети.
Фиг.1 - основная структурная схема защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1+1. Обычно услугу между элементом А сети и элементом В сети передают одновременно и по рабочему каналу, и по каналу защиты, в то время, как элемент сети определяет, по какому из двух каналов будет принята услуга, как показано на Фиг.1(А); на Фиг.1(В) показана передача и прием услуги от элемента А сети к элементу В сети, причем услуга, передаваемая элементом А сети, поступает одновременно и в рабочий канал, и в канал защиты, а элемент В сети принимает решение о получении услуги по рабочему каналу; на Фиг.1(С) изображена схема, иллюстрирующая тот случай, когда в рабочем канале, проходящем от элемента А сети к элементу В сети, возникает сбой, и элемент В сети переключается на канал защиты для получения услуги, посылаемой от элемента А сети к В.
Фиг.2 - это основная структурная схема способа защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1:N. Услуги передаются по N рабочим каналам и по каналу защиты, сконфигурированными между элементом А сети и элементом В сети, как показано на Фиг.(2)(А). Обычно канал защиты между элементом А сети и элементом В сети выполняет функции резервного канала или служит для передачи дополнительных услуг;
если в рабочем канале возникает сбой, то данный канал защиты используется для того, чтобы передавать услуги вышедшего из строя рабочего канала. На Фиг.2(В) показаны передача и прием услуг между элементом А сети и элементом В сети в том случае, когда услуги передаются по N рабочим каналам от элемента А сети к элементу В сети, а элемент В сети получает соответствующие услуги от каждого из рабочих каналов. Фиг.2(С) - это структурная схема, представляющая ситуацию возникновения сбоя в рабочем канале №1 между элементами А и В сети:
услуга, первоначально передаваемая по рабочему каналу №1, передается элементом А сети по каналу защиты, а элемент В сети переключается на канал защиты для получения услуги.
Данную защиту линии мультиплексированного сегмента преимущественно применяют в оптической сети передачи данных с линейной физической топологией и, в частности, более часто ее применяют для сетей, имеющих скорость 155 М, 622 М и т.д., а в последние годы ее также иногда применяют и для высокоскоростных сетей, например сетей со скоростью 2,5 G.
Как можно видеть из патентной документации, например, из китайских патентных заявок №№02108373.8, 99126249.2, 00119485.2, 00122430.1 и американского патента №6 259 676, способы модернизации без перебоев или увеличения пропускной способности без прерывания услуг в сети привлекли к себе внимание в таких областях, как плотное мультиплексирование по длинам волн (ПМДВ (DWDM)), обмен данными, радиосвязь, передача данных и т.д.
В области оптической передачи данных из-за постоянно увеличивающегося числа услуг сети SDH/SONET время от времени осуществляют увеличение пропускной способности путем добавления элемента сети. Для того чтобы гарантировать нормальную передачу услуг, провайдер услуг обычно требует, чтобы в процессе увеличения пропускной способности сети не возникало прерывания услуг. Хотя в уровне техники уже существует решение по увеличению пропускной способности без прерывания услуг для кольцевой сети, состоящей из мультиплексированных сегментов, тем не менее, к настоящему времени не предложено ни одного способа обеспечения увеличения пропускной способности для линейной сети без прерывания услуг. Поскольку на практике часто осуществляют увеличение пропускной способности путем добавления элемента сети или замены оригинального элемента ретрансляционной сети линейной сети, в частности в высокоскоростной сети, такой как 2,5 G и т.п., увеличение пропускной способности без прерывания услуг особенно важно.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является обеспечение способа увеличения пропускной способности оптической линейной сети передачи данных без прерывания услуг таким образом, чтобы осуществить увеличение пропускной способности линейной сети без прерывания услуг
Основная идея данного изобретения состоит в следующем: основываясь на свойствах защиты линии мультиплексированного сегмента предварительно конфигурируют временные интервалы услуги добавленного нового элемента сети, перенаправляют услугу рабочего канала на канал защиты, далее переконфигурируют оптоволокно рабочего канала на добавленный новый элемент сети, затем перенаправляют услугу канала защиты на рабочий канал и, в конце концов, переконфигурируют оптоволокно канала защиты на добавленный новый элемент сети и, таким образом, осуществляют поэтапное увеличение пропускной способности.
Настоящее изобретение обеспечивает способ увеличения пропускной способности линейной сети без прерывания услуг, содержащий следующие действия:
шаг 1: согласно требованиям увеличения пропускной способности определяют взаимосвязь соединения оптоволокна между добавленным новым элементом сети и двумя соседними элементами в том сегменте, где увеличивают пропускную способность;
шаг 2: согласно взаимосвязи передачи услуг оптоволокна в сегменте, где увеличивают пропускную способность, конфигурируют временные интервалы услуги добавленного нового элемента сети, а затем распределяют на добавленный новый элемент сети;
шаг 3: перенаправляют услугу, передаваемую по рабочему каналу в сегменте, где увеличивают пропускную способность, на канал защиты;
шаг 4: после подтверждения корректного завершения перенаправления переконфигурируют оптоволокно рабочего канала, где выполняют перенаправление услуги, на оптическое соединение, состоящее из добавленного нового элемента сети и двух соседних элементов сети, которое образует новый рабочий канал;
шаг 5: перенаправляют услугу канала защиты на новый рабочий канал;
шаг 6: если в линейной сети применяют защиту мультиплексированного сегмента по типу 1:N, и N>1, то шаги 3-5 выполняют повторно для других рабочих каналов до тех пор, пока эти шаги не будут выполнены для всех рабочих каналов;
шаг 7: перенастраивают оптоволокно канала защиты на оптическое соединение, состоящее из добавленного нового элемента сети и двух соседних элементов сети;
шаг 8: в соответствии с взаимосвязью соединения между добавленным новым элементом сети и соседним элементом сети, осуществляют конфигурирование защиты и другое соответствующее конфигурирование для добавленного нового элемента сети.
При этом указанный шаг 8 "осуществление конфигурирования защиты и другого соответствующего конфигурирования для добавленного нового элемента сети" может также быть выполнен перед шагом 3, а следовательно, техническое решение согласно заявленному изобретению может быть следующим:
Способ увеличения пропускной способности оптической линейной сети передачи данных без прерывания услуг, содержащий следующие шаги:
шаг 1: согласно требованиям увеличения пропускной способности определяют взаимосвязь соединения оптоволокна между добавленным новым элементом сети и двумя соседними элементами в том сегменте, где увеличивают пропускную способность;
шаг 2: согласно взаимосвязи передачи услуг оптоволокна в том сегменте, где увеличивают пропускную способность, конфигурируют временные интервалы услуги в добавленном новом элементе сети, а затем распределяют на добавленный новый элемент сети;
шаг 3: в соответствии с взаимосвязью соединения между добавленным новым элементом сети и соседним элементом сети, осуществляют конфигурирование защиты и другое соответствующее конфигурирование для добавленного нового элемента сети;
шаг 4: перенаправляют услугу, передаваемую по рабочему каналу в сегменте, где увеличивают пропускную способность, на канал защиты;
шаг 5: после подтверждения корректного завершения перенаправления перенастраивают оптоволокно рабочего канала, где выполняют перенаправление услуги, на оптическое соединение, состоящее из добавленного нового элемента сети и двух соседних элементов сети, которое образует новый рабочий канал;
шаг 6: перенаправляют услугу канала защиты на новый рабочий канал;
шаг 7: если в линейной сети применяют защиту мультиплексированного сегмента по типу 1:N, и N>1, то шаги 3-5 выполняют повторно для других рабочих каналов до тех пор, пока эти шаги не будут выполнены для всех рабочих каналов;
шаг 8: переконфигурируют оптоволокно канала защиты на оптическое соединение, состоящее из добавленного нового элемента сети и двух соседних элементов сети.
Из раскрытого выше технического решения видно, что в течение всего процесса увеличения пропускной способности рабочего канала оптоволокно, где находится канал защиты, все время поддерживает режим присоединения исходного сегмента для защиты услуг, передаваемых по исходному рабочему каналу; и, хотя в некоторые моменты в процессе переконфигурирования оптоволокна возникают прерывания в оптоволокне, прерывания услуг не происходит, поскольку услуга уже перенаправлена на канал защиты. Кроме того, конфигурирование временных интервалов услуги добавленного нового элемента сети уже было произведено и передано в нисходящем направлении до того, как начинают перенаправление услуги, таким образом, после перенаправления услуги на рабочий канал прерывания услуг также не возникает. Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает увеличение пропускной способности для оптической линейной сети передачи данных без прерывания услуг, а сам технологический процесс прост и эффективен.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - структурная схема режима защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1+1.
Фиг.2 - структурная схема защитного режима линии мультиплексированного сегмента по типу 1:N.
Фиг.3 - структурная схема добавления нового элемента сети в линейную сеть, защищенную посредством линии мультиплексированного сегмента;
Фиг.4 - структурная схема увеличения пропускной способности линейной сети с режимом защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1+1;
Фиг.5 - блок-схема увеличения пропускной способности линейной сети с защитой линии мультиплексированного сегмента по типу 1+1;
Фиг.6А и 6В - структурные схемы увеличения пропускной способности линейной сети с режимом защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1:N;
Фиг.7 - блок-схема увеличения пропускной способности линейной сети с режимом защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1:N.
Подробное раскрытие предпочтительного варианта изобретения
Ниже настоящее изобретение будет раскрыто подробно с приведением чертежей и вариантов исполнения.
Фиг.1 и 2 были описаны в разделе "Предпосылки изобретения", поэтому здесь повторно описаны не будут.
Фиг.3 - структурная схема добавления нового элемента сети в линейную сеть, защищенную линией мультиплексированного сегмента. Добавление нового элемента сети обычно предполагает следующие ситуации: 1) данный элемент сети уже эксплуатируется в сети, однако изначально элемент не принадлежит к данной линии мультиплексированного сегмента, в этом случае он добавляется к данной линии мультиплексированного сегмента путем добавления новой отдельной платы, замены отдельной платы или использования изначально зарезервированного оптического порта; 2) данный элемент сети уже эксплуатируется в сети, но изначально принадлежит элементу ретрансляционной сети; 3) добавляется новый элемент сети. На Фиг.3 (А) элемент сети D относится к ситуациям 1) и 3), в то время как (В) относится к ситуации 2). Настоящее изобретение применимо ко всем указанным ситуациям.
Фиг.4 - структурная схема увеличения пропускной способности линейной сети со способом защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1+1. Ниже подробно описан конкретный процесс реализации настоящего изобретения в сети с защитой линии мультиплексированного сегмента по типу 1+1.
Прежде всего, в соответствии с требованиями увеличения пропускной способности устанавливают взаимосвязь соединения между добавленным новым элементом С сети и элементами А и В сети на уровне управления сетью, т.е. взаимосвязь соединения между платой добавленного нового элемента С, оптическим портом и двумя соседними элементами А и В сети. Далее, исходя из ситуации передачи услуг по оптоволокну исходного сегмента между элементом А сети и элементом В сети конфигурируют временные интервалы услуг элемента С сети, каждый из которых является прямым временным интервалом от оптического порта в направлении, в котором элемент С сети является соседним с элементом А сети, к оптическому порту в том направлении, где элемент С сети является соседним с элементом В сети; далее идет распределение на элемент С сети, как показано на Фиг.4(А).
Далее, уровень управления сети отдает команды управления сетью, такие как обязательное перенаправление или регулируемое вручную перенаправление для перенаправления услуги рабочего канала между элементами А и В сети на канал защиты. Если в перенаправлении произошел сбой, то процесс увеличения пропускной способности завершают. Если перенаправление произошло успешно, далее переконфигурируют оптоволокно, где рабочий канал находится между элементами сети А<->В, на два новых оптических соединения элемента сети А<->С и С<->В, здесь рабочий канал между элементами А и В сети завершает увеличение пропускной способности в рабочих каналах между элементом А сети и элементом С сети, и между элементом С сети и элементом В сети. Далее команду перенаправления, отданную управлением сети, удаляют, и перенаправляют услуги между элементами А<->В сети с канала защиты обратно на рабочий канал, пропускная способность которого была увеличена, как показано на Фиг.4(В).
Переконфигурируют оптоволокно, где канал защиты находится между элементами сети А<->В, на два новых оптических соединения для элемента А<->С и С<->В сети. Далее, исходя из ситуации соединения между элементом С сети и элементами А и В сети осуществляют конфигурирование защиты, а также другое соответствующее конфигурирование элемента С сети на уровне управления сетью, как показано на Фиг.4 (С). Таким образом, завершают процесс увеличения пропускной способности.
Из раскрытых выше шагов процесса, можно видеть, что увеличение пропускной способности канала защиты между элементами А<->В сети выполняют в конце процесса, т.к. в ходе процесса увеличения пропускной способности рабочего канала между элементами А и В сети на новые рабочие каналы между элементами А и С сети и между элементами С и В сети, канал защиты передает услуги, изначально передаваемые по рабочему каналу между А и В, чтобы удостовериться в отсутствии прерывания услуг;
распределение конфигурирования временных интервалов услуг элемента С сети завершают до перенаправления услуги, так что в конце процесса модернизации канала защиты, несмотря на то, что услуги перенаправляют с канала защиты обратно на рабочий канал, услуга не будет прервана.
Кроме того, в раскрытом выше варианте исполнения шаг конфигурирования защиты, а также другого соответствующего конфигурирования, выполняют в конце, что фактически также может быть выполнено после шага конфигурирования временных интервалов услуги в элементе С сети, потому что для протокола защиты линии мультиплексированного сегмента отсутствует необходимость в информации об идентификации элементами сети друг друга, и подобная операция не повлияет на защитное перенаправление в процессе увеличения пропускной способности.
Фиг.6А и 6В - структурные схемы увеличения пропускной способности линейной сети со способом защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1:N, где между элементами А и В сети необходимо добавить новый элемент С сети;
Фиг.7 - блок-схема увеличения пропускной способности линейной сети со способом защиты линии мультиплексированного сегмента по типу 1:N. Ниже будет подробно раскрыт конкретный процесс реализации настоящего изобретения для сети с защитой линии мультиплексированного сегмента по типу 1:N.
Прежде всего, в соответствии с требованиями увеличения пропускной способности определяют взаимосвязь соединения между добавленным новым элементом С сети и элементом А сети, а также элементом В сети на уровне управления сетью, т.е. взаимосвязь соединения между платой и оптическим портом добавленного нового элемента С и двумя соседними элементами А и В сети. Далее, исходя из ситуации передачи услуг по оптоволокну в исходном сегменте между элементом А сети и элементом В сети конфигурируют временные интервалы услуг элемента С сети, каждый из которых - прямой временной интервал от оптического порта в направлении, в котором элемент С сети является соседним с элементом А сети, к оптическому порту в направлении элемента С сети, соседнего с элементом В сети; далее идет распределение на элемент С сети, как показано на Фиг.6А (А).
Далее уровень управления сетью отдает команды управления сетью, такие как обязательное перенаправление или регулируемое вручную перенаправление, чтобы перенаправить услугу с рабочего канала с заданным номером между элементами А и В сети на канал защиты и зарегистрировать номер текущего рабочего канала. Если при перенаправлении произошел сбой, то процесс увеличения пропускной способности завершают. Если перенаправление произошло успешно, то далее переконфигурируют оптоволокно, где рабочий канал с заданным номером находится между элементами А<->В сети, на два новых оптических соединения элементов А<->С и С<->В сети, таким образом завершают увеличение пропускной способности рабочего канала с заданным номером между элементами А и В сети в рабочих каналах между элементом А сети и элементом С сети и между элементом С сети и элементом В сети. Затем команду перенаправления, отданную системой управления сети, удаляют, и перенаправляют услуги между элементами А<->В сети с канала защиты обратно на рабочий канал с заданным номером.
Проверяют, не осталось ли какого-либо рабочего канала между элементами А и В сети, предназначенного для увеличения его пропускной способности;
если такой канал есть, то последовательно выполняют указанные выше шаги перенаправления услуги, переконфигурирования оптоволокна и обратного перенаправления услуги; таким образом увеличивают пропускную способность для всех рабочих каналов, как показано на Фиг.6А (В) и 6В (С).
Переконфигурируют оптоволокно, где канал защиты находится между элементами А<->В сети, на два новых оптических соединения для элементов А<->С и С<->В сети. Далее, в соответствии с положением соединения между элементом С сети и элементами А и В сети осуществляют конфигурирование защиты, а также другое соответствующее конфигурирование элемента сети С на уровне системы управления сетью, как показано на Фиг.6(D). Таким образом, процесс увеличения пропускной способности завершают.
Из раскрытых выше шагов процесса можно видеть, что все увеличение пропускной способности у N рабочих каналов в данном варианте исполнения проводят в такой последовательности: сначала перенаправление, а затем увеличение пропускной способности. Увеличение пропускной способности канала защиты между элементами А<->В сети выполняют в конце процесса; это объясняется тем, что в процессе увеличения пропускной способности рабочего канала между элементами сети А и В на новые рабочие каналы между элементами А и С сети и между элементами С и В сети, канал защиты передает услуги, изначально передаваемые по рабочему каналу между А и В, чтобы удостовериться в отсутствии прерывания услуги; распределение конфигурирования временных интервалов услуг элемента сети С завершают до перенаправления услуги, так что во время модернизации канала защиты, в конце процесса, несмотря на то, что услуги перенаправляют с канала защиты на рабочий канал, услуга не будет прервана.
Таким же образом, шаг конфигурирования защиты и другого соответствующего конфигурирования выполняют в конце процесса, что, фактически, может быть выполнено после шага конфигурирования временных интервалов услуг элемента С сети.
В заключение нужно отметить, что вышеизложенные варианты осуществления приведены только в иллюстративных целях и ни в коей мере не ограничивают технического решения настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылками на предпочтительные варианты реализации изобретения, специалисту в данной области понятно, что относительно данного изобретения допустимы модификации или равноценные замены, отвечающие духу и объему технического решения настоящего изобретения.