СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ОТКАЗОВ ОДИНОЧНОГО ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА
METHOD AND DEVICE FOR PROCESSING SINGLE OPTICAL FIBRE FAILURES

Область техники
Настоящее изобретение относится к области технологий связи, а более конкретно, к способу и устройству для обработки отказов одиночного оптического волокна.
Предпосылки создания изобретения
Резервирование секции линейного мультиплексирования определено в документе G.841 ITU-T (International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector, отдел стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи) и служит для обеспечения резервирования на уровне секции мультиплексирования в сети SDH (Synchronous Digital Hierarchy, синхронная цифровая иерархия), при этом оно представляет собой выделенный или совместно используемый механизм резервирования, подходящий для физических сетей типа «точка-точка». Одна секция мультиплексирования может использоваться для резервирования нескольких рабочих секций мультиплексирования, однако это не позволяет обеспечить защиту от отказа узла, при этом секции мультиплексирования могут функционировать на одном конце или на обоих концах, и, кроме того, когда резервирование находится в состоянии бездействия, могут запускаться дополнительные службы, не требующие резервирования.
На фиг. 1 показана традиционная группа резервирования секции мультиплексирования одного узла, при этом группа резервирования секции мультиплексирования одного узла развернута между узлом А и узлом В для резервирования линии связи между узлом А и узлом В. При отказе рабочей секции мультиплексирования узел, обнаруживший отказ линии связи, выполняет операцию протокола переключения на резерв, взаимодействует с узлом на противоположном конце при помощи информации К-байта, инициирует действие по переключению на резерв в группе резервирования секции мультиплексирования и переключает трафик на резервную секцию мультиплексирования, реализуя резервирование линии связи между узлом А и узлом В.
С развитием сетевых технологий в их практических приложениях было предложено требование резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы. На фиг. 2а проиллюстрирована схема резервирования с участием двух сетевых элементов, в которой имеется линия связи между узлом В и узлом С для реализации штатной связи двух узлов, при этом два различных сетевых элемента, узел В и узел С, образуют группу резервирования через сетевые элементы для реализации функции резервирования линии связи между узлом С и узлом А для линии связи между узлом В и узлом А.
Один из узлов в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, который принимает решения в соответствии с протоколом и обменивается информацией К-байта с узлом группы резервирования на противоположном конце, называется в настоящем документе узлом, принимающим решение, а остальные сетевые элементы называются узлами, не принимающими решение. Обычно в группе резервирования через сетевые элементы имеется один и только один узел, принимающий решение, а все остальные узлы являются узлами, не принимающими решение. В нормальных условиях в каждом из узлов, не принимающих решение, требуется установление линии связи с узлом, принимающим решение, а узел, принимающий решение, должен использовать эту линию связи для уведомления узлов, не принимающих решение, о результате принятия решения для исполнения, при этом узлы, не принимающие решение, должны информировать узел, принимающий решение, о своем последнем состоянии, которое учитывается при принятии решений. При отказе линии связи разрывается также и соединение между узлом, принимающим решение, и узлом, не принимающим решение.
Сущность изобретения
При отказе линии связи группа резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, где расположена эта линия связи, не может осуществлять связь должным образом, если в это время возникает отказ в рабочей секции мультиплексирования, при этом узлы, не принимающие решение, не могут передать информацию об отказе в узел, принимающий решение, группа резервирования секции мультиплексирования через устройства не может изначально среагировать на отказ или выполнить переключение на резерв. Если группа резервирования на противоположном конце не получит информации о необходимости операции переключения с помощью информации К-байта, то произойдет отказ резервирования и разрыв связи.
Кроме того, поскольку оптоволоконный кабель содержит два оптических волокна, приемное и передающее волокна, то при отказе одного из оптических волокон, смежный порт будет иметь только один конец, способный быстро обнаружить отказ по характеристикам передачи оптического волокна. Тогда в случае отказа одиночного оптического волокна, возникает сценарий, в котором трафик прерывается и резервирование группы резервирования не является эффективным.
Для примера рассмотрим группу резервирования через сетевые элементы, включающие два сетевых элемента, например, как показано на фиг. 2, где секция мультиплексирования между узлом А и узлом В является рабочей секцией, а линия связи между узлом С и узлом А является резервной секцией, при этом узел С является узлом, принимающим решение, в группе резервирования через сетевые элементы, а узел В и узел С образуют сеть. Если линия связи между узлом В и узлом С имеет отказы, и рабочая секция мультиплексирования между узлом А и узлом В также находится в состоянии отказа одиночного оптического волокна, как это проиллюстрировано на фиг. 2b, то, во-первых, узел А не может обнаружить отказ линии связи и не может выполнить никаких действий по переключению на резерв, и, во-вторых, узел В, в качестве приемной стороны для пакетов, может обнаружить отказ, но не обладает возможностью принятия решений, поэтому должен передать информацию о состоянии отказа в узел С, принимающий решение, чтобы инициировать принятие им решения, но поскольку линия связи между узлом В и узлом С имеет в это время отказ и связь нарушена, то в результате информация о состоянии отказа не может быть передана в узел С, принимающий решение. При таком сценарии группа резервирования, включающая узлы В и С, не может выполнить действия по переключению на резерв, и переключение трафика нарушается.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагаются способ и устройство для обработки отказа одиночного оптического волокна, позволяющие решить проблему прерывания трафика при отказе одиночного оптического волокна линии связи.
Способ обработки отказа одиночного оптического волокна, предлагаемый в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, включает:
определение, является ли состояние линии связи между узлом, не принимающим решение, и узлом, принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы исправным или нет, когда узел, не принимающий решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, обнаруживает информацию предупреждения, которая инициирует переключение группы резервирования секции мультиплексирования, и, если линия связи является неисправной, отображение информации предупреждения на передающий конец оптического волокна, который функционирует в качестве группы резервирования противоположного конца.
Предпочтительно, способ также включает:
после обнаружения отказа в резервируемой секции мультиплексирования в соответствии с упомянутой информацией предупреждения, инициирование, группой резервирования противоположного конца, выполнения узлом, принимающим решение, группы резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы вычисления в соответствии с протоколом переключения на резерв.
Предпочтительно, способ также включает:
если определено, что состояние упомянутой линии связи с узлом, принимающим решение, является исправным, передачи узлом, не принимающим решение, который обнаружил информацию предупреждения, узлу, принимающему решение, этой информации предупреждения;
при приеме упомянутой информации предупреждения, выполнение узлом, принимающим решение, операции протокола переключения на резерв.
Предпочтительно, способ также включает:
при обнаружении информации предупреждения, которая инициирует переключение группы резервирования секции мультиплексирования, выполнение узлом, принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы операции протокола переключения на резерв и действия по переключению на резерв группы резервирования секции мультиплексирования.
Предпочтительно, каждый узел в упомянутой группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы обнаруживает упомянутую информацию предупреждения путем обнаружения информации поля служебной информации в структуре кадра, переданной противоположным концом.
Устройство для обработки отказа одиночного оптического волокна, предлагаемое в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, применяется в узле в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, при этом упомянутое устройство включает:
блок обнаружения информации предупреждения, сконфигурированный для обнаружения информации предупреждения, которая инициирует переключение группы резервирования секции мультиплексирования;
блок определения роли, сконфигурированный для определения, является ли данный узел узлом, принимающим решение, или узлом, не принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, при обнаружении информации предупреждения, которая инициирует переключение группы резервирования секции мультиплексирования, и
блок обработки отказов, сконфигурированный для определения, является ли состояние линии связи между данным узлом и узлом, принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы исправным или нет, когда упомянутый блок определения роли определяет, что данный узел является узлом, не принимающим решение, и, если линия связи является неисправной, для отображения информации предупреждения на передающий конец оптического волокна, который функционирует в качестве группы резервирования противоположного конца.
Предпочтительно, упомянутый блок обработки отказов также сконфигурирован для выполнения операции протокола переключения на резерв, взаимодействия с узлом на противоположном конце при помощи информации К-байта в структуре кадра и инициирования действия по переключению на резерв группы резервирования секции мультиплексирования, когда упомянутый блок определения роли определяет, что данный узел является узлом, принимающим решение.
Предпочтительно, упомянутый блок обработки отказов также сконфигурирован для передачи узлу, принимающему решение, упомянутой информации предупреждения, когда упомянутый блок определения роли определяет, что данный узел является узлом, не принимающим решение, и состояние линии связи между данным узлом и узлом, принимающим решение, является исправным.
Предпочтительно, упомянутый блок обработки отказов также сконфигурирован для инициирования, на противоположном конце, выполнения вычисления в соответствии с протоколом переключения на резерв, при приеме информации предупреждения, переданной группой резервирования противоположного конца, после обнаружения отказа в резервируемой секции мультиплексирования в соответствии с упомянутой информацией предупреждения.
Предпочтительно, упомянутый блок обнаружения информации предупреждения сконфигурирован для обнаружения информации предупреждения путем обнаружения информации поля служебной информации в структуре кадра, переданной противоположным концом.
В данном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ переключения на резерв, применяемый при отказе одиночного оптического волокна в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, для обеспечения переключения на резерв в случае наличия отказов линии связи через сетевые элементы, благодаря чему обеспечивается качество резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 представляет собой схему сетевой организации группы резервирования секции мультиплексирования одного сетевого элемента.
Фиг. 2а представляет собой схему сетевой организации группы резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы.
Фиг. 2b представляет собой схему отказа одиночного оптического волокна в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы.
Фиг. 3 представляет собой блок-схему способа обработки отказа одиночного оптического волокна в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 4 представляет собой блок-схему обработки резервирования через сетевые элементы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 5 представляет собой схему сетевой организации группы резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы и группы резервирования секции мультиплексирования одного сетевого элемента в одном из примеров применения настоящего изобретения.
Фиг. 6 представляет собой схему сетевой организации группы резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы и другой группой резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы в соответствии с одним из примеров применения настоящего изобретения.
Фиг. 7 представляет схему, иллюстрирующую структуру устройства для обработки отказа одиночного оптического волокна в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Ниже, в комбинации с приложенными чертежами, будут более подробно описаны варианты осуществления настоящего изобретения. Следует отметить, что в случае отсутствия противоречий варианты осуществления настоящего изобретения и их технические признаки могут комбинироваться друг с другом произвольным образом.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается способ обработки отказа одиночного оптического волокна, главным образом с использованием следующей схемы:
узел, не принимающий решение, который обнаруживает, что имеется отказ линии связи, соответствующей резервному порту, определяет состояние линии связи с узлом, принимающим решение, отображает соответствующую информацию предупреждения на передающий конец одиночного оптического волокна в случае отказа линии связи и вынуждает противоположный конец обнаружить отказ.
Рассмотрим фиг. 3, где проиллюстрирован способ обработки отказа одиночного оптического волокна, предлагаемый в одном из вариантов осуществления настоящего изобретения и применяемый в системе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, при этом способ включает следующие шаги:
S301, каждый сетевой элемент в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы обнаруживает поле служебной информации в принятой структуре кадра;
S302, если сетевой элемент в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы обнаруживает информацию предупреждения, которая инициирует переключение группы резервирования секции мультиплексирования, выполняют переход к шагу S303;
S303, определяют роль узла, который обнаружил информацию предупреждения в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, при этом если узел является узлом, принимающим решение, то выполняют переход к шагу S304, а если узел является узлом, не принимающим решение, то выполняют переход к шагу S305;
S304, в случае, когда узел, обнаруживший отказ линии связи, является узлом, принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, учитывают отказ линии связи в вычислениях в соответствии с протоколом и выполняют действие по переключению на резерв;
S305, узел, не принимающий решение и обнаруживший отказ линии связи, должен определить состояние линии связи с узлом, принимающим решение, при этом если линия связи с узлом, принимающим решение, неисправна, то выполняют переход к шагу S306, а если линия связи с узлом, принимающим решение, исправна, то выполняют переход к шагу S307;
S306, в случае, когда линия связи между узлом, не принимающим решение, и узлом, принимающим решение, неисправна, обнаруженную информацию предупреждения, которая может инициировать переключение группы резервирования секции мультиплексирования, отображают на передающий конец оптического волокна, например, выполняют вставку информации предупреждения и другие действия, позволяющие группе резервирования на противоположном конце передающего оптического волокна обнаружить отказ линии связи и выполнить действие по переключению на резерв;
S307, узел, не принимающий решение, должен только передать узлу, принимающему решение, соответствующую информацию предупреждения для выполнения вычисления в соответствии с протоколом.
Фиг. 4 представляет собой блок-схему отказа одиночного оптического волокна в секции мультиплексирования через сетевые элементы в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, которая включает следующие основные шаги:
шаг 401, каждый сетевой элемент в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы обнаруживает информацию поля служебной информации в структуре кадра, переданной противоположным концом;
шаг 402, сетевые элементы в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы обнаруживают информацию предупреждения;
шаг 403, узел, обнаруживший отказ, должен определить свою роль в группе резервирования и определить, является он узлом, принимающим решение, в группе резервирования или нет;
шаг 404-а, если данный узел является узлом, не принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, он должен определить состояние линии связи между ним и узлом, принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы;
шаг 404-b, линия связи между данный узлом и узлом, принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, находится в неисправном состоянии, и узел, не принимающий решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы отображает обнаруженную информацию предупреждения, которая может инициировать переключение группы резервирования секции мультиплексирования, в передающую секцию мультиплексирования, чтобы противоположный конец обнаружил эту информацию предупреждения;
шаг 405, узел, принимающий решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы обнаруживает отказ линии связи, выполняет операцию протокола и инициирует действие по переключению на резерв.
На шаге 404, после того как группа резервирования противоположного конца обнаруживает отказ в данной резервируемой секции мультиплексирования, в группе резервирования противоположного конца будет инициировано выполнение вычисления в соответствии с протоколом, при этом согласно положениям протокола G841, как только один из концов группы резервирования с двумя концами обнаруживает отказ линии связи, выполняют переключение, а взаимодействие, позволяющее выполнить переключение, осуществляют при помощи байтов К1 и К2 в структуре кадра. Поэтому даже если группа резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы не принимает информацию об отказе линии связи, обнаруженную узлом, не принимающим решение, информация в байтах К1 и К2, переданная противоположным концом, инициирует действия по переключению, позволяющие обеспечить нормальный трафик в линии связи.
Далее варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны более подробно в комбинации с конкретными примерами их применения.
На фиг. 5 показана схема сети с резервированием, содержащей группу резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, включающей два сетевых элемента, и группы резервирования секции мультиплексирования одного сетевого элемента, где узлы А и В образуют группу резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, причем узел В является узлом, принимающим решение, а узел А является узлом, не принимающим решение, и между узлами А и В имеется линия связи; при этом в узле С сконфигурирована группа резервирования секции мультиплексирования одного сетевого элемента.
В нормальных условиях линия связи между узлом А и узлом В является исправной, при этом когда узел А обнаруживает отказ линии связи между узлами А и С, он передает узлу В, принимающему решение, информацию предупреждения, и в узле В выполняют протокол G841, и для завершения действия по переключению на резерв при помощи байтов К1 и К2 происходит обмен информацией о переключении с группой резервирования одного узла на одном и том же противоположном конце. Аналогично, если узел С первым обнаруживает отказ линии связи между узлами А и С, он также передает байты К1 и К2 и выполняет действие по переключению вместе с группой резервирования через сетевые элементы на противоположном конце.
При отказе линии связи между узлами А и В узел А обнаруживает отказ линии, но не может уведомить узел В, принимающий решение, через линию связи между узлами А и В, а группа резервирования через сетевые элементы не может инициировать действие по переключению, и также узел С на противоположном конце не может обнаружить отказ, следовательно, трафик будет нарушен, в этом случае узел А может перенаправить обнаруженный отказ на передающий конец и вынудить узел С обнаружить отказ и инициировать переключение на резерв.
На фиг. 6 проиллюстрирован случай с двумя группами резервирования через сетевые элементы, каждая из которых имеет два взаимосвязанных друг с другом сетевых элемента, при этом в случае отказа линии связи в группе резервирования на одном из концов и при обнаружении предупреждения выше уровня секции мультиплексирования резервного порта в узле, не принимающем решение, он должен отобразить информацию предупреждения на передающий конец, чтобы гарантировать обнаружение нарушения трафика группой резервирования противоположного конца и инициировать действие по переключению на резерв.
Таким образом, в данном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ переключения на резерв, применяемый при отказе одиночного оптического волокна в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, для обеспечения переключения на резерв в случае отказа линии связи через сетевые элементы, благодаря чему обеспечивается качество резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы.
Кроме того, в данном варианте осуществления настоящего изобретения предлагается устройство для обработки отказа одиночного оптического волокна, применяемое в системе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, как показано на фиг. 7, при этом устройство содержит:
блок обнаружения информации предупреждения, сконфигурированный для обнаружения информации предупреждения, которая инициирует переключение группы резервирования секции мультиплексирования;
блок определения роли, сконфигурированный для определения, является ли данный узел узлом, принимающим решение, или узлом, не принимающим решение, в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, при обнаружении информации предупреждения, которая инициирует переключение группы резервирования секции мультиплексирования;
блок обработки отказов, сконфигурированный для определения, является ли состояние линии связи с узлом, принимающим решение, исправным или нет, когда упомянутый блок определения роли определяет, что данный узел является узлом, не принимающим решение, и если линия связи является неисправной, то для отображения информации предупреждения на передающий конец оптического волокна, который функционирует в качестве группы резервирования противоположного конца.
Предпочтительно, упомянутый блок обработки отказов сконфигурирован для выполнения операции протокола переключения на резерв, взаимодействия с узлом на противоположном конце при помощи информации К-байта в структуре кадра и инициирования действия по переключению на резерв группы резервирования секции мультиплексирования, после того, как упомянутый блок определения роли определяет, что данный узел является узлом, принимающим решение.
Предпочтительно, упомянутый блок обработки отказов сконфигурирован для передачи узлу, принимающему решение, упомянутой информации предупреждения, когда упомянутый блок определения роли определяет, что данный узел является узлом, не принимающим решение, и состояние линии связи между данным узлом и узлом, принимающим решение, является исправным.
Предпочтительно, упомянутый блок обработки отказов также сконфигурирован для инициирования, на противоположном конце, выполнения вычисления в соответствии с протоколом переключения на резерв после приема информации предупреждения, переданной группой резервирования противоположного конца, и обнаружения отказа в резервируемой секции мультиплексирования в соответствии с упомянутой информацией предупреждения.
Предпочтительно, упомянутый блок обнаружения информации предупреждения сконфигурирован для обнаружения информации предупреждения путем обнаружения информации поля служебной информации в структуре кадра, переданной противоположным концом.
Выше было представлено описание только предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, при этом оно не ограничивает настоящее изобретение. Настоящее изобретение может также иметь множество других вариантов его осуществления, и специалист в данной области техники может выполнить различные соответствующие изменения и модификации в соответствии с настоящим изобретением в пределах сущности настоящего изобретения, при этом все такие соответствующие изменения и модификации должны находятся в пределах приложенной формулы изобретения.
Очевидно, специалисты в данной области техники должны понимать, что каждый из описанных выше модулей или шагов настоящего изобретения может быть реализован с использованием вычислительных устройств общего назначения, причем они могут быть интегрированы в одно вычислительное устройство или распределены по сети, включающей множество вычислительных устройств. Альтернативно, они могут быть реализованы с использованием программных кодов, исполняемых вычислительными устройствами, соответственно, они могут храниться в средствах хранения информации и исполняться вычислительными устройствами. В некоторых случаях проиллюстрированные или описанные в настоящем документе шаги могут исполняться в другом порядке или могут быть выполнены в виде соответствующих модулей интегральных схем, или же часть этих модулей или схем могут, для их реализации, выполнены в одном модуле интегральной схемы. Соответственно, настоящее изобретение не ограничено конкретной комбинацией аппаратного и программного обеспечения.
Промышленная применимость
В варианте осуществления настоящего изобретения предлагается способ переключения на резерв, применяемый при отказе одиночного оптического волокна в группе резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы, для обеспечения переключения на резерв в случае отказа линии связи через сетевые элементы, благодаря чему обеспечивается качество резервирования секции мультиплексирования через сетевые элементы.