СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОПОЛОГИИ МЕЖУЗЛОВОЙ СВЯЗИ В СОВМЕСТНО ИСПОЛЬЗУЕМОМ РЕЗЕРВНОМ КОЛЬЦЕ ТРАНСОКЕАНСКОЙ МУЛЬТИПЛЕКСНОЙ СЕКЦИИ
METHOD AND APPARATUS FOR AUTOMATIC DETERMINATION OF INTER-NODE COMMUNICATION TOPOLOGY IN SHARED BACKUP RING OF TRANSOCEANIC MULTIPLEX SECTION

Область техники
[0001] Настоящее изобретение относится к технологии оптической синхронной цифровой иерархии, в частности к способу и устройству для автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции.
Уровень техники
[0002] Синхронная Цифровая Иерархия / Синхронная Оптическая Сеть (SDH / SONET) - это технология синхронных оптических сетей, которая объединена с функциями мультиплексирования, линейной передачи и коммутации и управляется единой системой управления сетью, значительно улучшающая коэффициент использования сетевых ресурсов, сокращающая расходы на управление и техническое обслуживание и реализующая гибкие, надежные и высокопроизводительные сети эксплуатации и связи, и которые могут широко применяться в области глобальных и частных сетей. Для подробного описания, относящегося к технологии оптической синхронной цифровой иерархии, можно сослаться на технический норматив ITU-T G.707 и др.
[0003] В технологии оптической синхронной цифровой иерархии предусмотрено резервное кольцо, то есть совместно используемое резервное кольцо мультиплексной секции (MSSPRING), которое может обеспечить возможность автоматического восстановления связи при возникновении сбоя в сети (например, повреждены оптические волокна и служебные сигналы передачи данных имеют коды ошибок). Это реализуется путем переключения всех высокоприоритетных связей в низкоприоритетный сервисный канал в узле, смежном с ошибкой в кольце, что позволяет высокоприоритетным связям обходить точку отказа и повторно передавать высокоприоритетные связи в узел назначения через кольцо. Для дополнительной информации о протоколах и взаимодействиях между узлами, обратитесь к ITU-T G.841. Совместно используемое резервное кольцо мультиплексной секции предъявляет строгие требования к производительности, поэтому время восстановления связи (включая время взаимодействия K байтов, связанных со всеми резервными переключениями и время завершения действия резервного переключения каждого узла) должно быть менее 50 мс, и, таким образом, пользователь не ощущает никакого влияния, вызванного резервным переключением в сессии.
[0004] Совместно используемое резервное кольцо мультиплексной секции дополнительно имеет специальный сценарий применения, то есть трансокеанское MS совместно используемое резервное кольцо. Особенность трансокеанского MS совместно используемого резервного кольца заключается в том, что физическое расстояние между узлами может быть очень большим (более 1500 км), и, следовательно, время передачи сигналов в оптическом волокне слишком велико, чтобы им пренебрегать. Во время резервной коммутации трансокеанского MS совместно используемого резервного кольца, если действия переключения выполняются для всех высокоприоритетных связей в соответствии с механизмом защиты совместно используемого резервного кольца общей мультиплексной секции, сигналы будут повторно передаваться по длинному пути при обходе точки отказа (сигналы будут проходить через большое расстояние трижды в тяжелых условиях), что приведет к ухудшению характеристик резервного переключения. Следовательно, совместно используемое резервное кольцо трансокеанской мультиплексной секции оптимизировано в механизме, действия резервного переключения не являются постоянными, выполняемыми для всех высокоприоритетных связей в узле коммутации, но являются действиями резервного переключения, выполняемыми только для высокоприоритетных связей, на которые влияют ошибки на сервисном узле ввода-вывода. По этой причине каждый узел в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции должен понимать все топологии межузловых связей в кольце, тем самым могут выполняться соответствующие операции переключения уровня связей во время резервного переключения.
[0005] Относительно понимания всех топологий межузловых связей, один способ заключается в том, чтобы пользователь вручную настраивал сетевые элементы узлов один за другим, а другой - чтобы сетевые элементы могли обмениваться информацией друг с другом и автоматически определять топологии связей посредством определенного автоматического механизма.
[0006] Ручная настройка имеет множество недостатков. Первый недостаток состоит в том, что операция является трудоемкой, то есть, когда число узлов сетевых элементов в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции и количество связей большое, операция ручной настройки топологий межузловых связей очень трудоемка; а второй недостаток состоит в большой вероятности возникновения ошибки, то есть, когда ошибки конфигурации связи возникают при переключении, то устранить неисправности достаточно трудно; третий недостаток состоит в том, что настройка не достаточно гибкая, то есть, когда сетевые элементы или связи добавляются в совместно используемое резервное кольцо мультиплексной секции, необходимо выполнить реконфигурацию, которая повлияет на связи.
[0007] Соответственно, существует необходимость в техническом решении автоматического определения топологии межузловых связей на каждом узле в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции, чтобы не только избежать проблем при ручной настройке топологии связи, но также автоматически получать новую топологию связи при добавлении нового устройства или новой связи, что повышает удобство в использовании и обслуживании, а также повышает надежность системы.
Сущность изобретения
[0008] В настоящем изобретении предлагается способ автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, множество устройств пользователей осуществляет доступ к совместно используемому резервному кольцу трансокеанской мультиплексной секции через узлы сетевого элемента, каждое пользовательское оборудование формирует узел сетевого элемента, каждый узел сетевого элемента генерирует широковещательное сообщение, широковещательное сообщение содержит идентификационную информацию связи узла сетевого элемента, идентификационная информация связи используется для идентификации потока связей, сконфигурированного для группы защиты, к которой принадлежит узел сетевого элемента, поток связей включает в себя служебный поток ввода-вывода и сквозной служебный поток; узел сетевого элемента отправляет широковещательное сообщение всем узлам сетевого элемента через совместно используемое резервное кольцо трансокеанской мультиплексной секции; каждый узел сетевого элемента, принимающий широковещательное сообщение, получает идентификационную информацию связей других узлов сетевого элемента из широковещательного сообщения и определяет топологию межузловых связей между узлами сетевого элемента; а когда происходит сбой сети в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, узел сетевого элемента ввода-вывода или сквозной узел сетевого элемента в потоке связей определяет защитное переключение для кольца уровня связей согласно топологии межузловых связей, типу неисправности и ее положению.
[0009] В способе автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, предусмотренном настоящим изобретением, идентификационная информация связи содержит метку связи, а широковещательное сообщение генерируется в соответствии со следующими этапами: сравнение информации о группе защиты и информации о потоке связей, сконфигурированной пользовательским оборудованием в текущем узле сетевого элемента, если информация о потоке связей не связана со всеми группами защиты, то происходит отказ от информации о потоке связей; а если информация о потоке связей принадлежит одной из групп защиты, то происходит преобразование информации о потоке связей в информацию идентификации локальной связи группы защиты; идентификационная информация классифицируется на разные потоки связей в соответствии с одной или любой комбинацией множества частей последующей информации, так что каждая часть информации идентификации связи соответствует одному локальному потоку связей: идентификационному номеру группы защиты, которой принадлежит поток связи, идентификационному номеру текущего узла сетевого элемента в группе защиты, таймслоту связи, в котором связь занимает интерфейсный порт, которому в свою очередь принадлежит связь, пропускной способности связи и информации о том, завершен ли поток связей в узле сетевого элемента, которому принадлежит поток связей.
[0010] В способе автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, предусмотренном настоящим изобретением, режимы для передачи широковещательного сообщения другим узлам сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции включают: передача данных через сеть, в которой канал передачи данных для передачи управляющей информации между устройствами в сети передачи с оптической синхронной цифровой иерархией используется в качестве физического канала; внеполосная связь, в которой интерфейсы Ethernet между узлами сетевого элемента используются в качестве физического канала, а содержимое информации идентификации связи включено в IP-сообщение и фрейм Ethernet; и временная передача или применение протокола точка-точка с подтверждением между узлами сетевого элемента, в которых широковещательное сообщение транслируется на все другие узлы только когда изменяется конфигурация потока связей.
[0011] В способе автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, предусмотренном настоящим изобретением, таблица отношений поддерживается на одном или нескольких других узлах сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции, а таблица отношений используется для записи узлов сетевых элементов и том, что потоки локальных связей принадлежат одной и той же межузловой связи.
[0012] В способе автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, предусмотренном настоящим изобретением, таблица отношений определяет топологию межузловых связей согласно сообщению, содержащему информацию идентификации связи и согласно следующим этапам:
[0013] после получения сообщения об обновлении, содержащего информацию идентификации связи, проверяют локальную связь каждого узла сетевого элемента в соответствии с последовательностью по часовой стрелке; и когда узел сетевого элемента является узлом связи ввода-вывода потока связи, отмечают узел сетевого элемента как корневой узел межузловой связи, а когда узел сетевого элемента является транзитным узлом потока связи, отмечают узел как транзитный узел межузловой связи; а также
[0014] если обнаружено, что локальные связи множества непрерывных узлов сетевых элементов соединены непрерывно, объединяют сквозные подключенные потоки локальных связей в одну межузловую связь, находят два корневых узла потока межузловых связей в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции в направлении по часовой стрелке и представляют поток межузловых связей посредством информации двух корневых узлов для получения топологии межузловых связей; а также
[0015] топологическая информация соответствует одному потоку межузловых связей посредством следующей топологической идентификационной информации: идентификации узла головного сетевого элемента потока межузловых связей, идентификации узла терминального сетевого элемента, таймслоту связи, в котором межузловая связь занимает интерфейсный порт, которому в свою очередь принадлежит межузловая связь, пропускной способности связи и информации о том, завершен ли поток межузловых связей в текущем узле сетевого элемента.
[0016] Настоящее изобретение дополнительно предусматривает устройство для автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, отличающееся тем, что устройство содержит:
[0017] модуль оптической передачи и приема, поддерживающий сетевые протоколы передачи оптической синхронной цифровой иерархии, соединенный с множеством устройств сетевых элементов для формирования совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции, а также приема и передачи потока связей;
[0018] модуль конфигурации, поддерживающий простые протоколы управления сетью или интерфейсы командной строки, используемые для приема конфигурации связи и группы защиты, созданной пользователем, на текущий сетевой узел; а также
[0019] модуль автоматического определения топологии межузловой связи, связанный с модулем оптической передачи и приема и модулем конфигурации, используемый для группировки конфигурации, созданной пользователем, для текущего узла сетевого элемента в широковещательное сообщение, содержащее информацию идентификации связи текущего узла, передающий широковещательное сообщение другим узлам сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции через канал передачи данных в оптическом модуле передачи и приема или интерфейсы Ethernet между узлами сетевого элемента, извлечение сообщения, содержащего идентификационную информацию связей других узлов, полученного из канала передачи данных или интерфейсов Ethernet, и вычисление топологии межузловых связей посредством способа определения топологии, топология межузловых связей содержит топологическую идентификационную информацию, которая способна однозначно идентифицировать поток межузловых связей.
[0020] В устройстве, предусмотренном настоящим изобретением, модуль оптической передачи и приема расположен на плате линии и содержит модуль передачи SDH, модуль сервисных процессоров, модуль обработки протокола защиты, перекрестную матрицу данных, аппаратный канал APS и универсальный процессор; данные сети передачи оптической синхронной цифровой иерархии поступают в модуль оптической передачи и приема через оптоволокно, модуль передачи SDH выполняет фотоэлектрическое преобразование оптического сигнала в электрический сигнал, модуль обработки данных отделяет служебные данные и байты заголовка от электрического сигнала, байты заголовка, необходимые для протоколов защиты, передаются для расчета защиты в модуль обработки протокола защиты через аппаратный канал APS, а служебные данные поступают в перекрестную матрицу данных для переключения.
[0021] В устройстве, предусмотренном настоящим изобретением, модуль конфигурации расположен на системной плате управления и содержит клиент SNMP, поддерживающий простые протоколы управления сетью, модуль обработки интерфейса командной строки, модуль конфигурации пересечения SDH и модуль конфигурации защиты; конфигурация текущего узла сетевого элемента, выданная пользователем, передается в модуль конфигурации на системной плате управления через сообщение SNMP или интерфейс командной строки, параметры конфигурации извлекаются после обработки протокола и передаются в соответствующий модуль конфигурации, модуль конфигурации пересечения сохраняет все конфигурации пересечения связей текущего сетевого узла, а модуль конфигурации защиты сохраняет всю информацию о конфигурации производственной группы совместно используемого резервного кольца мультиплексной секции текущего узла сетевого элемента.
[0022] В устройстве, предусмотренном настоящим изобретением, модуль автоматического определения топологии межузловой связи извлекает сообщения, содержащие информацию идентификации связи, передаваемую другими узлами сетевого элемента, из байтов заголовков сетевой связи передачи синхронной цифровой иерархии, топология пересечения межузловых связей вычисляется с помощью способа определения топологии, модуль обработки протокола защиты регистрирует, если топология изменилась, а модуль обработки протокола защиты пересчитывает состояние защиты на основе новой топологии, чтобы решить, следует ли перенастроить защитную коммутацию.
[0023] Конкретные значения технических терминов, включенных в настоящее изобретение, следующие:
[0024] Информация о группе защиты относится к информации группы защиты совместно используемого резервного кольца мультиплексной секции, сконфигурированной пользователем на каждом узле сетевого элемента, и включает в себя идентификационный номер текущей группы защиты, восточный сервисный порт и западный сервисный порт, занимаемый текущей группой защиты на текущем сетевом узле, и идентификацию узла сетевого элемента текущего сетевого узла в текущей группе защиты.
[0025] Информация о потоке связей относится к сервисной информации, сконфигурированной пользователем на каждом узле сетевого элемента, и включает в себя идентификационный номер потока связей, точку доступа головной связи и точку доступа терминальной связи.
[0026] Идентификация узла сетевого элемента соответствует определенной идентификации узла сетевого элемента, которая относится к каждому из узлов сетевого элемента, образующие совместно используемое резервное кольцо мультиплексной секции, причем идентификаторы узла сетевого элемента последовательно располагаются от 1 до 15 в направлении по часовой стрелке кольца.
[0027] Таймслот связей, поскольку сеть передачи оптической синхронной цифровой иерархии представляет собой механизм передачи с мультиплексированием и временным разделением, относится к временному интервалу или каналу сервисного порта, занятого во время передачи потока связей, сконфигурированного пользователем. Например, связь занимает первый таймслот VC4 порта STM4 сетевого элемента.
[0028] По сравнению с предшествующим уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующие преимущества:
[0029] 1) Упрощение операции. Когда количество узлов сетевых элементов и межузловых связей в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции большое, операция ручной настройки топологий межузловых связей очень трудоемка, а в процессе настройки может легко возникнуть путаница, что приводит к несогласованности межузловых связей на разных узлах сетевого элемента и, как следствие, неправильная конфигурация сервисного переключения при защитном переключении. Настоящее изобретение предоставляет способ автоматического определения топологии межузловых связей и позволяет избежать ошибок при ручной настройке.
[0030] 2) Снижение количества ошибок. После того, как топология связи настроена вручную, весьма затруднительно устранить неполадки в конфигурации несовместимых межузловых связей на разных узлах сетевых элементов, поскольку на связь не влияет даже то, что происходит неправильная конфигурация, а неправильная конфигурация может быть обнаружена только в том случае, если выполняется защитное переключение, что требует надежности системы. Кроме того, поскольку резервное кольцо введено, канал защиты обычно включает в себя множество потоков связей множества сетевых элементов, и определить источник ошибки очень трудно. Корректность вывода топологии по настоящему изобретению гарантируется алгоритмом, разные узлы сетевых элементов используют один и тот же механизм, а результат вывода гарантированно будет соответствующим и предсказуемым.
[0031] 3) Обеспечение гибкости настройки. С увеличением объема связей новые устройства сетевых элементов или новые связи будут добавлены в совместно используемое резервное кольцо мультиплексной секции. При принятии ручной настройки необходимо перенастроить топологии межузловых связей других узлов сетевых элементов в кольце. Настоящее изобретение предлагает способ широковещательной передачи сообщения, содержащего идентификационную информацию связи в определенное время, изменение топологии или связи любого элемента сети будет своевременно обновлено для всех элементов сети в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции и инициирован перерасчет топологии межузловой связи, что весьма удобно использовать и поддерживать.
Краткое описание фигур
[0032] На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства фреймового типа для автоматического определения топологии межузловых связей в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции в соответствии с настоящим изобретением.
[0033] На фиг. 2 показана принципиальная схема генерации широковещательного сообщения, содержащего информацию идентификации связи текущего узла из конфигурации локальной связи в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0034] На фиг. 3 показана принципиальная схема, на которой модуль автоматического определения топологии связей передает сообщение, содержащее информацию идентификации связи текущего узла в определенное время другим элементам сети, используя канал передачи данных (DCC) между устройствами сетевых элементов в качестве физического канала.
[0035] На фиг. 4 показана принципиальная схема вывода топологии межузловых связей согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0036] На фиг. 5 показана принципиальная схема таблицы отношений, которые поддерживаются модулем автоматического определения топологии в соответствии с принятым широковещательным сообщением в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, причем таблица отношений используется для записи узлов сетевых элементов и том, что потоки локальных связей принадлежат одной и той же межузловой связи.
[0037] На фиг. 6 показана блок-схема слияния трактов и вычисления связности, принятого модулем автоматического определения топологии в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения.
[0038] На фиг. 7 показана принципиальная схема, на которой модуль автоматического определения топологии выводит результат после обработки таблицы отношений по фиг. 5 согласно блок-схеме по фиг. 6, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.
[0039] На фиг. 8 (a) показан нормальный сервисный тракт совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции; на фиг. 8 (b) показана схема механизма существующего общего защитного механизма в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции; на фиг. 8 (c) показана схема механизма совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления
[0040] Настоящее изобретение будет подробно описано ниже в сочетании со следующими конкретными вариантами осуществления и со ссылкой на чертежи. За исключением содержимого, которое упомянуто ниже, для реализации настоящего изобретения процессы, условия, методы эксперимента и тому подобное являются общими знаниями и широко известными в данной области техники, а настоящее изобретение не имеет ограничивающего содержания.
[0041] Основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, и цель может быть достигнута посредством следующего технического решения: множество устройств пользователей осуществляет доступ к совместно используемому резервному кольцу трансокеанской мультиплексной секции через узлы сетевого элемента, каждый узел сетевого элемента генерирует широковещательное сообщение, содержащее идентификационную информацию связи узла сетевого элемента, идентификационная информация связи используется для идентификации потоков связей, принадлежащих конфигурации группы защиты, причем потоки связей могут быть связями, которые входят и выходят из текущего узла, а также могут быть связями, которые проходят через текущий узел; а, по меньшей мере, на одном из других узлов, определяют топологию пересекающихся межузловых связей согласно сообщению, содержащему информацию идентификации связи. При возникновении сбоя в сети узел связи ввода-вывода может выполнить корректное защитное переключение кольца уровня связей (AU-4) в соответствии с топологией узлов сетевых элементов в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, типом сбоя и положением возникновения сбоя, так что время прерывания защиты связи, проходящей по большему пути передачи, уменьшается. В техническом решении настоящего изобретения топология связи определяется путем передачи сообщения в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции. По сравнению с существующим режимом кольцевой защиты, в котором не требуется определять топологию связей, после того, как топология связей установлена, действия защитного переключения не являются постоянными, выполняемыми для всех высокоприоритетных связей в узле коммутации, но являются действиями резервного переключения, выполняемыми только для высокоприоритетных связей, на которые влияют ошибки на сервисном узле ввода-вывода.
[0042] Предпочтительно, в вышеупомянутом способе идентификационная информация связи содержит метку связи, а широковещательное сообщение генерируется в соответствии со следующими этапами: сравнение информации о группе защиты и информации о потоке связей, сконфигурированной пользовательским оборудованием в текущем узле сетевого элемента, если информация о потоке связей не связана со всеми группами защиты, то происходит отказ от информации о потоке связей; а если информация о потоке связей принадлежит одной из групп защиты, то происходит преобразование информации о потоке связей в информацию идентификации локальной связи группы защиты; идентификационная информация классифицируется на разные потоки связей в соответствии с одной или любой комбинацией множества частей последующей информации, так что каждая часть информации идентификации связи соответствует одному локальному потоку связей: идентификационному номеру группы защиты, которой принадлежит поток связи, идентификационному номеру текущего узла сетевого элемента в группе защиты, таймслоту связи, в котором связь занимает интерфейсный порт, которому в свою очередь принадлежит связь, пропускной способности связи и информации о том, завершен ли поток связей в узле сетевого элемента, которому принадлежит поток связей.
[0043] Предпочтительно, в вышеупомянутом способе сообщение, содержащее информацию идентификации связи, может передаваться другим узлам сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции следующими двумя режимами: передача данных через сеть, в которой канал передачи данных (DCC) для передачи управляющей информации между устройствами в сети передачи с оптической синхронной цифровой иерархией используется в качестве физического канала; и внеполосная связь, в которой интерфейсы Ethernet между узлами сетевого элемента используются в качестве физического канала, а содержимое информации идентификации связи включено в IP-сообщение и фрейм Ethernet. Более предпочтительно, если расстояние между узлами сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции велико, обычно для передачи информации идентификации локальной связи каждого узла используется канал передачи данных. Режим передачи может быть передачей по времени, который прост в реализации и может быть легко адаптирован к различным топологиям сети. Однако широковещательные сообщения, которые повторно отправляются множеством узлов в течение короткого времени, увеличат нагрузку на сеть канала передачи данных. Более предпочтительно, может быть принят протокол точка-точка с подтверждением между узлами сетевого элемента, в котором широковещательное сообщение транслируется на все другие узлы только когда изменяется конфигурация потока связей. Следовательно, может быть эффективно уменьшено количество широковещательных сообщений в канале передачи данных.
[0044] Предпочтительно, в вышеупомянутом способе таблица отношений поддерживается на одном или нескольких других узлах сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции, таблица отношений используется для записи узлов сетевых элементов и том, что потоки локальных связей принадлежат одной и той же межузловой связи, таблица отношений определяет топологию межузловых связей согласно сообщению, содержащему информацию идентификации связи и согласно следующим этапам: после получения сообщения об обновлении, содержащего информацию идентификации связи, проверяют локальную связь каждого узла сетевого элемента в соответствии с последовательностью по часовой стрелке; и когда узел сетевого элемента является узлом связи ввода-вывода потока связи, отмечают узел сетевого элемента как корневой узел межузловой связи, а когда узел сетевого элемента является транзитным узлом потока связи, отмечают узел как транзитный узел межузловой связи; если обнаружено, что локальные связи множества непрерывных узлов сетевых элементов соединены непрерывно, объединяют сквозные подключенные потоки локальных связей в одну межузловую связь, находят два корневых узла потока межузловых связей в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции в направлении по часовой стрелке и представляют поток межузловых связей посредством информации двух корневых узлов для получения топологии межузловых связей. Топологическая информация соответствует одному потоку межузловых связей посредством следующей топологической идентификационной информации: идентификации узла головного сетевого элемента потока межузловых связей, идентификации узла терминального сетевого элемента, таймслоту связи, в котором межузловая связь занимает интерфейсный порт, которому в свою очередь принадлежит межузловая связь, пропускной способности связи и информации о том, завершен ли поток межузловых связей в текущем узле сетевого элемента.
[0045] Другая цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство для автоматического определения топологии межузловой связи в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции. Для достижения цели настоящего изобретения вышеупомянутое устройство содержит:
[0046] модуль оптической передачи и приема, поддерживающий сетевые протоколы передачи оптической синхронной цифровой иерархии, соединенный с множеством устройств сетевых элементов для формирования совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции, а также приема и передачи потока связей; модуль конфигурации, поддерживающий простые протоколы управления сетью или интерфейсы командной строки, используемые для приема конфигурации связи и группы защиты, созданной пользователем, на текущий сетевой узел; и модуль автоматического определения топологии межузловой связи, связанный с модулем оптической передачи и приема и модулем конфигурации, используемый для группировки конфигурации, созданной пользователем, для текущего узла сетевого элемента в широковещательное сообщение, содержащее информацию идентификации связи текущего узла, передающий широковещательное сообщение другим узлам сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции через канал передачи данных в оптическом модуле передачи и приема или интерфейсы Ethernet между узлами сетевого элемента, извлечение сообщения, содержащего идентификационную информацию связи других узлов, полученного из канала передачи данных или интерфейсов Ethernet, и вычисление топологии межузловых связей посредством способа определения топологии. Топология межузловых связей содержит топологическую идентификационную информацию, которая способна однозначно идентифицировать поток межузловых связей. Когда происходит сбой в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, модуль защиты в узле сетевого элемента может решить, какие действия защитного переключения предпринять на основе информации о топологии межузловых связей, чтобы восстановить прерванную связь как можно скорее.
[0047] Предпочтительно, в вышеупомянутом устройстве модуль оптической передачи и приема расположен на плате линии и содержит модуль передачи SDH, модуль сервисных процессоров, модуль обработки протокола защиты, перекрестную матрицу данных, аппаратный канал APS и универсальный процессор. Данные сети передачи оптической синхронной цифровой иерархии поступает в модуль оптической передачи и приема через оптоволокно, модуль передачи SDH выполняет фотоэлектрическое преобразование оптического сигнала в электрический сигнал, модуль обработки данных отделяет служебные данные и байты заголовка от электрического сигнала, байты заголовка, необходимые для протоколов защиты, передаются для расчета защиты в модуль обработки протокола защиты через аппаратный канал APS, а служебные данные поступают в перекрестную матрицу данных для переключения.
[0048] Предпочтительно в вышеупомянутом устройстве модуль конфигурации расположен на системной плате управления и содержит клиент SNMP, поддерживающий простые протоколы управления сетью, модуль обработки интерфейса командной строки, модуль конфигурации пересечения SDH и модуль конфигурации защиты. Конфигурация текущего узла сетевого элемента, выданная пользователем, передается в модуль конфигурации на системной плате управления через сообщение SNMP или интерфейс командной строки, параметры конфигурации извлекаются после обработки протокола и передаются в соответствующий модуль конфигурации, модуль конфигурации пересечения сохраняет все конфигурации пересечения связей текущего сетевого узла, а модуль конфигурации защиты сохраняет всю информацию о конфигурации производственной группы совместно используемого резервного кольца мультиплексной секции текущего узла сетевого элемента.
[0049] Предпочтительно, в вышеупомянутом устройстве модуль автоматического определения топологии межузловой связи извлекает сообщения, содержащие информацию идентификации связи, передаваемую другими узлами сетевого элемента, из байтов заголовков сетевой связи передачи синхронной цифровой иерархии. Топология пересечения межузловых связей вычисляется с помощью способа определения топологии, модуль обработки протокола защиты регистрирует, если топология изменилась, а модуль обработки протокола защиты пересчитывает состояние защиты на основе новой топологии, чтобы решить, следует ли перенастроить защитную коммутацию.
[0050] На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства фреймового типа для автоматического определения топологии межузловых связей в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции в соответствии с настоящим изобретением. Устройство фреймового типа включает в себя множество плат: системная плата управления, плата пересечения данных, интерфейсная плата западной линии и интерфейсная плата восточной линии. Клиент SNMP, поддерживающий простые протоколы управления сетью, модуль обработки интерфейса командной строки, модуль конфигурации связи, модуль конфигурации защиты и модуль автоматического определения топологии межузловой связи, находится на системной плате управления, конфигурация элемента текущей сети, предоставленная пользователем, передается в модуль конфигурации на системной плате управления через сообщение SNMP или интерфейс командной строки, модуль конфигурации связи сохраняет все конфигурации пересекающихся связей текущего узла сети, а модуль защиты сохраняет всю информацию конфигураций производственной группы совместно используемого резервного кольца мультиплексной секции текущего узла сетевого элемента. На плате пересечения данных расположены перекрестная матрица данных и автомат защиты, и конфигурация пересечения определенных связей и вычисление состояния защиты здесь завершаются. На интерфейсной плате линии расположены модуль передачи SDH, модуль обработки связей, модуль служебных данных и модуль обработки данных протокола. Плата линии # 1 на фиг. 1 - интерфейсная плата восточной линии, плата линии # 2 - интерфейсная плата западной линии, данные сети передачи оптической синхронной цифровой иерархии поступают в модуль оптической передачи и приема через оптоволокно, вначале выполняется фотоэлектрическое преобразование модулем передачи SDH для преобразования оптического сигнала в электрический сигнал, затем блок обработки данных разделяет служебные данные и байты заголовка от электрического сигнала, байты заголовка, необходимые для протоколов защиты, передаются в автомат защиты для расчета защиты через аппаратный канал APS, а определенные сервисные данные поступают в перекрестную матрицу данных для переключения.
[0051] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения локальные потоки связей узлов сетевого элемента могут быть классифицированы в соответствии со следующими правилами классификации: идентификация интерфейсного порта, в котором расположена головная точка потока связей, идентификация интерфейсного порта, в котором расположена терминальная точка, таймслот связи, в котором связь занимает интерфейсный порт, которому принадлежит связь, и информация о пропускной способности связи. Модуль автоматического определения топологии связи может генерировать широковещательное сообщение, содержащее информацию идентификации связи текущего узла, из конфигурации локальной связи согласно следующим способам: когда пользователь устанавливает новую группу защиты или конфигурацию связи, каждая конфигурация локального потока связи последовательно проверяется, если только один из идентификаторов интерфейсного порта, в котором расположена головная точка потока связей, и идентификация интерфейсного порта, в котором расположена терминальная точка, принадлежит информации, сконфигурированной для определенной группы защиты, текущий узел сетевого элемента в межузловом потоке связей группы защиты принадлежит узлу связи ввода-вывода; если и идентификация интерфейсного порта, в котором расположена головная точка потока связей, и идентификация интерфейсного порта, в котором расположена терминальная точка, принадлежат информации, сконфигурированной для определенной группы защиты, текущий узел сетевого элемента в межузловом потоке связей группы защиты принадлежит к сквозному узлу связи; а если ни идентификация интерфейсного порта, в котором расположена головная точка потока связей, ни идентификация интерфейсного порта, в котором расположена терминальная точка, не относится к информации, сконфигурированной для какой-либо определенной группы защиты, текущий поток связей принадлежит к связи, не связанной с группой защиты, текущий поток связей будет пропущен, и будет обработан следующий поток связей. После того, как все конфигурации локальных потоков связей запрошены, широковещательное сообщение, содержащее идентификационную информацию связи текущего узла, заполняется и транслируется на другие узлы сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции, и широковещательное сообщение включает следующее содержание: идентификационный номер группы защиты, идентификационный номер текущего узла сетевого элемента в группе защиты, информацию о текущем узле сетевого элемента в потоке межузловых связей группы защиты, принадлежащем транзитному узлу или узлу ввода-вывода, таймслот связи, в котором поток связи занимает интерфейсный порт, которому в свою очередь принадлежит поток связей, и пропускную способность, как показано на фиг. 2.
[0052] Внутриполосная связь, т.е. канал передачи данных, принятый в соответствии с настоящим изобретением, в основном играет роль обеспечения транспортной платформы общего назначения для каждой профессиональной системы управления сетью, то есть обычно передаваемое сообщение является информацией управления и информацией о состоянии. между системой управления сетью и узлом сетевого элемента. Широковещательное сообщение, используемое по настоящему изобретению, является сообщением, содержащим информацию идентификации связи узла сетевого элемента, передаваемой между узлами сетевого элемента, причем существуют следующие отличия от обычного информационного сообщения управления:
[0053] 1. источники-адресаты различны: сообщение с общей информацией управления отправляется из системы управления сетью на узел сетевого элемента; а широковещательное сообщение, используемое в настоящем изобретении, отправляется из узла сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце мультиплексной секции в другие узлы сетевого элемента в кольце.
[0054] 2. различны форматы: общее информационное сообщение управления соответствует протоколам SNMP; а широковещательное сообщение, используемое в настоящем изобретении, является обычным сообщением TCP / UDP.
[0055] 3. содержимое различно: сообщение с общей информацией управления содержит информацию управления конфигурацией пользователя; а широковещательное сообщение, используемое в настоящем изобретении, содержит информацию идентификации связи узла сетевого элемента.
[0056] 4. различно время передачи: сообщение с общей информацией управления отправляется, когда пользователь выдает команду управления через систему управления сетью; а широковещательное сообщение, используемое в настоящем изобретении, отправляется, когда конфигурация связи изменяется либо в определенное время.
[0057] В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения модуль автоматического определения топологии связей передает сообщение, содержащее информацию идентификации связи текущего узла в определенное время, другим элементам сети с использованием канала передачи данных (DCC) между устройствами сетевых элементов в качестве физического канала, как показано на фиг. 3. Через канал передачи данных передаются байты заголовка D1-D2 SDH-сигнала по оптическому волокну, каждый узел сетевого элемента в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции соединен через оптическое волокно вместе с транспортными связями и благодаря каналу передачи данных, как и в локальной сети, узел сетевого элемента принимает широковещательные сообщения, отправленные другими сетевыми элементами через порт оптического интерфейса, а затем перенаправляет широковещательные сообщения в модуль автоматического определения топологии межузловых связей на системной плате управления текущего сетевого элемента для выполнения последующей обработки.
[0058] Согласно варианту осуществления настоящего изобретения потоки межузловых связей в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции могут быть классифицированы в соответствии со следующими правилами классификации: идентификация группы защиты совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции, в которую входит поток межузловых связей, идентификация головного узла элемента сети, идентификация терминального узла элемента сети, таймслот связи, в котором межузловая связь занимает интерфейсный порт, которому принадлежит межузловая связь, пропускная способность и принадлежит ли информация о текущем узле сетевого элемента в межузловом потоке связей группы защиты транзитному сервисному узлу или сервисному узлу ввода-вывода, как показано на фиг. 4. Модуль автоматического определения топологии связей может генерировать топологию пересечения межузловых связей из принятых сервисных идентификационных информационных сообщений, передаваемых другими узлами, согласно следующим шагам: во-первых, модуль автоматического определения топологии поддерживает таблицу отношений в соответствии с принятыми широковещательными сообщениями, и записывает потоки локальных связей, узлы сетевых элементов которых принадлежат одной и той же межузловой связи, как показано на фиг. 5; и затем последующая обработка выполняется для каждой связи в таблице отношений в соответствии с блок-схемой, показанной на фиг. 6: тип узла сетевого элемента по каждой связи проверяется в соответствии с последовательностью по часовой стрелке, причем, если узел сетевого элемента является сервисным узлом ввода-вывода, то узел становится корневым узлом потока межузловых связей и используется как головной узел потока межузловых связей; если узел сетевого элемента является сквозным узлом, потоки связей объединяются в один поток межузловых связей, и непрерывно следующий узел проверяется в соответствии с последовательностью по часовой стрелке, пока не будет найден и использован следующий сервисный узел ввода-вывода в качестве терминального узла потока межузловых связей; а головной узел, терминальный узел, таймслот порта и пропускная способность могут однозначно идентифицировать поток межузловых связей, как показано на фиг. 6, направление от головного узла к терминальному узлу является направлением по часовой стрелке совместно используемого резервного кольца мультиплексной секции. На фиг. 7 показана принципиальная схема вывода после обработки таблицы отношений по фиг. 5 согласно блок-схеме по фиг. 6 в вышеупомянутом варианте осуществления, причем после определения межузловой связи, текущий узел сетевого элемента маркируется в соответствии с информацией о том, принадлежит ли связь связи ввода-вывода, сквозной связи или независимой связи, для выполнения определенных действий по переключению резервного кольца сервисного уровня при возникновении ошибки в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции.
[0059] На фиг. 8 показано три примера применения совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции, где фиг. 8 (a) иллюстрирует нормальный сервисный тракт совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции. Относительно применения совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции, то физическое расстояние между узлами может быть очень большим, например, между узлом сетевого элемента 2 и узлом сетевого элемента 3, а также между узлом сетевого элемента 5 и узлом сетевого элемента 6, которые разделены океаном, как показано на фиг. 8 (a), время передачи сигнала в оптическом волокне между узлами сетевого элемента слишком велико, чтобы им пренебрегать. На фиг. 8 (b) показана схема механизма существующего общего защитного механизма в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции. Во время защитного переключения, если действия переключения выполняются в соответствии с механизмом защиты общего совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции, сигналы будут повторно передаваться по длинному пути, когда сигналы обходят точку отказа, как показано линиями и стрелками на фиг. 8 (b), сигналы будут проходить большое расстояние три раза в тяжелых условиях, что приведет к ухудшению характеристик защитного переключения. На фиг. 8 (c) показана схема механизма совместно используемого резервного кольца трансокеанской мультиплексной секции в соответствии с настоящим изобретением. По настоящему изобретению совместно используемое резервное кольцо трансокеанской мультиплексной секции оптимизируется в механизме, действия резервного переключения не являются постоянными, выполняемыми для всех высокоприоритетных связей в узле коммутации, но являются действиями резервного переключения, выполняемыми только для высокоприоритетных связей, на которые влияют ошибки на сервисном узле ввода-вывода, как показано линиями и стрелками на фиг. 8 (c), сигналы проходят большое расстояние не более одного раза. По этой причине каждый узел в совместно используемом резервном кольце трансокеанской мультиплексной секции должен понимать все топологии межузловых связей в кольце, таким образом могут выполняться определенные операции переключения уровня связей во время защитного переключения. После того, как топология связи установлена, действия резервного переключения не являются постоянными, выполняемыми для всех высокоприоритетных связей в узле коммутации, но являются действиями резервного переключения, выполняемыми только для высокоприоритетных связей, на которые влияют ошибки на сервисном узле ввода-вывода.
[0060] Описание, защищенное настоящим изобретением, не ограничено вышеупомянутыми вариантами осуществления. Варианты и преимущества, которые могут быть понятны специалистом в данной области техники без отклонения от сущности и объема настоящего изобретения, должны быть включены в настоящее изобретение и должны охватываться объемом защиты, определяемым прилагаемой формулой изобретения.