專利名稱：一種光網絡保護倒換協議的實現方法
技術領域：
本發明涉及光纖通信領域，尤其是一種環網中保護倒換協議的實現方法。
在光纖通信技術的運用中，保護倒換是大家都已熟知的概念，凡是可靠性要求相當高的工作，都需要采用保護措施。APS(Automatic Protection Switching)協議是環網中實現自動保護倒換的標準。APS協議的完善與否直接影響到整個網絡運作性能的好壞，協議實現的難易程度又對協議的制定有著相當大的制約性。由于APS的協議規則在ITU-TG.841中有逐條的詳細的規定，所以現在大多的APS協議的實現都是依據ITU-TG.841的規定逐條地去編程，這樣至少需要幾萬行程序才能完成，實現非常復雜和繁瑣，調試就更不方便。此外協議本身雖然非常完善，但它畢竟是針對SDH環形網而提出的，所以對專用環形網絡而言，其全部的實現規則就顯得冗余，如果照往常的實現方法去做，就顯得非常麻煩，而且極容易造成偏差或者錯誤，調試過程中錯誤的定位也非常困難。對于現在的全光環形網絡而言，APS協議的保換在實現上就相當于SDH環形網中的復用段共享保護方式。而且由于光網自身的特點，協議本身也需作一定的修改。
本發明的目的就是要解決上述已有技術中存在的問題，提供一種可避免傳統的APS協議逐條編寫的繁瑣，同時又非常適用于專網協議使用的APS協議的實現方法-“狀態轉移表”協議描述法，這種方法便于調試和修改，直觀性強，相應的模擬軟件的可移植性強。
本發明的目的可以通過以下技術方案來實現。
一種光網絡保護倒換協議的實現方法，其具體步驟如下1、確定網絡的性質以及保護的范圍；2、按保護的優先級制定出相應的狀態轉移表；3、依最后的狀態，化簡和合并狀態轉移表；4、依據簡化后的狀態轉移表進行具體的字節定義和分配；5、依據化簡后的狀態轉移表進行編程和調試。
其中，狀態轉移表的制定按下述步驟完成
1、先分別查看節點兩側的網管命令；2、若節點兩側網管均無倒換請求，則轉向步驟10；3、若左側網管有倒換命令，則轉向步驟5；4、若右側網管有倒換命令，則轉向步驟8；5、再查看右側網管是否有倒換命令，若有則轉向步驟6，若沒有則轉向步驟7；6、本節點將被隔離，并向相鄰節點發送隔離信息及倒換原因；7、實施節點左側的保護倒換操作，并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因；8、再查看左側網管是否有倒換命令，若有則轉向步驟6，若沒有則轉向步驟9；9、實施節點右側的保護倒換操作并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因；10、檢查節點左右側復用段故障；11、若節點左側均出現故障，則轉向步驟13；否則，轉向步驟15；12、若節點右側均出現故障，則轉向步驟14；否則，轉向步驟16；13、再查看節點右側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟6；否則，轉向步驟7；14、再查看節點左側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟6；否則，轉向步驟9；15、再查看節點右側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟9；否則，轉向步驟17；16、再查看節點左側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟7；否則，轉向步驟17；17、查看APS協議有無倒換請求，若無，則執行步驟18，否則，執行步驟19；18、更改協議中目的地址與原地址，并向相鄰節點發送該信息；19、實施相應的保護倒換，并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因。
本發明的主要優點是1、簡單，可靠，便于操作，而且能夠保證協議的完整性。
2、可移植性強，同時也省去了已經在運轉程序出現毛病，調試的麻煩。
3、調試容易，各個狀態與協議表中每一列分別對應，所以定位非常方便。
4、“狀態轉移表”的協議描述方法，不僅有利于協議的制定和實現，而且增加了協議的可懂性。
5、使專網協議的制定變得相當的簡單和方便，同時使對特殊情況的處理顯得十分簡單，甚至可以借助于硬件來實現，便于升級和擴容。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
圖1是節點模型2是節點狀態轉移的原理示意3是狀態轉移表規范形式4是狀態轉移表實現的流程5是實施例中所示節點變化的流程圖參見圖1、圖2可知，圖1所示的節點模型完全攜帶了線路完成自動保護倒換所需的全部信息，即觸發條件、節點狀態、由節點處理和轉發的APS信令。圖2是針對圖1的節點模型而言的，它表述出了節點的狀態轉移過程及其狀態轉移表所需的輸出及輸入。其中，U-upstream(上游)，D-downstream(下游)，DI-defectidentification(缺陷指示)，NM-network managament(網管命令)，SW-switch(光開關)，APS-自動保護倒換信令。
從圖1、圖2還可知，所示的接收信號包括工作線路和保護線路兩個方向傳來的信號，此信號包括能夠觸發節點動作的任何條件。發送的信令僅包括APS信令，且其發送方向視節點和線路的狀態而定。不過無論是工作方向的信令還是保護線路方向的信令最后節點的動作都應以長通道方向的信令為依據，因為只有長通道方向傳來的信號才完整地攜帶了整個線路的狀態。據此抽象出節點模型后，進一步具體到協議實現的方法，為實現的方便，本發明提出了一種既利于面向編程又通俗易懂、簡單明了的協議原理的描述和實現方法--狀態轉移表描述法。
從圖1和圖2可以得知，APS協議的狀態轉移表至少需三個輸入，一個輸出，三個輸入即節點狀態變化的觸發條件，而一個輸出則根據由輸入信號和節點狀態決定的、由節點處理并轉發的在OSC信道中傳送的APS信令。
具體表示方法如表1所示 表1狀態轉移表示意圖A輸入信號，即觸發條件B輸出信號，即APS信令X節點初態Y節點下一態從表1可以看出節點狀態轉移法與節點模型相對應，是基于節點模型而考慮的一種協議的處理方法，就如數字電路中描述邏輯器件的性能一樣，可以很清楚地表示出節點在相應請求信號下的狀態變化。換句話說，狀態轉移表的表示方法可以直觀地表述出APS協議的實質和功能，很好地完成APS協議所要求達到的指標。
圖3為狀態轉移表具體實現的圖表規范形式。本來節點的實際狀態僅取決于節點兩側的光開關，而光開關無非兩種狀態，開或關，但在狀態轉移表具體的制定過程中定義了比較多的節點的狀態，這主要是考慮到在倒換的過程中節約時間，以及為故障的自動恢復、優先級的設定而考慮的。因為從狀態轉移表原理示意圖可以看出，節點的狀態或者說節點的光開關的動作取決于初態和觸發條件，而觸發條件一般為K1、K2字節表示的APS信令。由于信令及源和宿地址均要由這14個比特來表示，而源和目的地址理論上是必不可少的。所以為減小對K1、K2字節比特分配的“壓力”，應盡量減少APS信令的種類，因此就應多設定節點的狀態，讓節點多記憶一些狀態。這些狀態雖不一定會導致節點的光開關動作，但這些狀態可以清楚地“記憶”本節點及整個線路處于什么狀態，而且通過這些狀態，也可了解到是什么觸發條件導致他們處于此狀態。這樣，就非常有利于故障優先級的設置與處理，非常有利于故障修復后的逐級恢復(逐級恢復是為實現線路和業務的“盡量恢復”而采取的一種故障自動恢復的操作協定)。
圖4為狀態轉移表實現的流程圖，從節點狀態變化的流程圖可以清楚地看出一般而言能夠觸發節點動作的輸入條件是有優先級的，其中網管命令的優先級最高，本地故障其次，普通信令的優先級最低。當然不同信令的優先級也是不同的。圖1中提出的觸發節點轉移的條件是“最小完備的”。
從上述圖表所示可知，本發明所述實現光網絡保護倒換協議的具體方法，即某一節點是如何觸發保護倒換機制的，其具體步驟如下(1)、先分別查看節點兩側的網管命令；(2)、若節點兩側網管均無倒換請求，則轉向步驟10；(3)、若左側網管有倒換命令，則轉向步驟5；(4)、若右側網管有倒換命令，則轉向步驟8；(5)、再查看右側網管是否有倒換命令，若有則轉向步驟6，若沒有則轉向步驟7；(6)、本節點將被隔離，并向相鄰節點發送隔離信息及倒換原因；(7)、實施節點左側的保護倒換操作，并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因；(8)、再查看左側網管是否有倒換命令，若有則轉向步驟6，若沒有則轉向步驟9；(9)、實施節點右側的保護倒換操作并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因；(10)、檢查節點左右側復用段故障；(11)、若節點左側均出現故障，則轉向步驟13；否則，轉向步驟15；(12)、若節點右側均出現故障，則轉向步驟14；否則，轉向步驟16；(13)、再查看節點右側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟6；否則，轉向步驟7；(14)、再查看節點左側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟6；否則，轉向步驟9；(15)、再查看節點右側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟9；否則，轉向步驟17；(16)、再查看節點左側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟7；否則，轉向步驟17；(17)、查看APS協議有無倒換請求，若無，則執行步驟18，否則，執行步驟19；(18)、更改協議中目的地址與原地址，并向相鄰節點發送該信息；
(19)、實施相應的保護倒換，并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因。
當然，這些僅僅是說明了保護倒換時的必要的步驟，也就是說本發明中實現保護倒換的必要的操作規程，即僅僅說明了基本的思路，實際保護倒換操作的流程圖應該是比此流程圖復雜的多的一顆樹形圖，但是相比原來的逐條編寫程序的方法而言，本方法要簡潔明了的多。
為更加清楚、完整地實現光網絡的保護倒換，協議的整個實現應采取以下步驟(1)、確定網絡的性質以及保護的范圍，例如保護倒換支持到哪一級(單區段還是雙區段)，是兩纖單向環，還是兩纖雙向環等等；(2)、在1的基礎上，按保護的優先級制定出相應的狀態轉移表；(3)、化簡和合并狀態轉移表；(4)、依據狀態轉移表進行具體的字節定義和分配，當然可以借用SDH環形網中的K1和K2字節；(5)、依據化簡后的狀態轉移表進行編程和調試。
為更詳細地說明本發明所述光網絡保護倒換協議的實現方法，請參見圖5所示實施例。
如圖5所示一個五節點環形網絡，原始時處于正常工作狀態，在某時刻如上圖區段處發生斷纖故障。各節點如上流程圖所示依據各自的輸入實施相應的動作。
節點1接受到本地故障，此時又無高級網管命令，所以最后應完成保護倒換的操作，并將倒換請求插入APS字節向相鄰節點傳去。
節點2同節點1的動作。
節點3既無高級網管命令，有無本地故障，所以當僅僅查看傳來的APS信令和本節點的狀態，本節點為空閑態，而且APS要求保護倒換信令中的目的地址與本節點不同，所以該節點直通信令和業務。
節點4以及節點0的動作以及查看過程與節點3類似。
從圖5所示的實施例可以得知，協議的實現中就應體現觸發節點動作的條件的優先級，即在狀態轉移表的編制時，位于第I列組合觸發條件應該由于位于第J列的組合觸發條件(I＞J)。這樣編制同時可以合并許多缺省的狀態，即只需高優先級的輸入即可以決定輸出的狀態，其他優先級較低的輸入并不必要在狀態轉移表中體現，這一點與硬件電路的狀態轉移表非常相似。
舉例來講，若某一系統僅僅為雙纖單向配置，而且初期建設系統的規模又不是很大。那么在協議的制定時就不必將所有的該系統的APS協議都做得象G.841那樣囊括所有情況，適應所有系統，而僅需作得既簡單適用而又便于以后的改造、升級和擴容即可。這樣就可以僅僅描述適應該系統狀態轉移表法，再利用狀態轉移表合理地進行分配字節和編碼。
權利要求
1.一種利用狀態轉移表協議描述法實現光網絡保護倒換協議的方法，其特征在于采用下列步驟(1)、確定網絡的性質以及保護的范圍；(2)、按保護的優先級制定出相應的狀態轉移表；(3)、依最后的狀態，化簡和合并狀態轉移表；(4)、依據簡化后的狀態轉移表進行具體的字節定義和分配；(5)、依據化簡后的狀態轉移表進行編程和調試。
2.根據權利要求1所述的利用狀態轉移表協議描述法實現光網絡保護倒換協議的方法，其特征在于狀態轉移表的制定按下列步驟完成(1)、先分別查看節點兩側的網管命令；(2)、若節點兩側網管均無倒換請求，則轉向步驟10；(3)、若左側網管有倒換命令，則轉向步驟5；(4)、若右側網管有倒換命令，則轉向步驟8；(5)、再查看右側網管是否有倒換命令，若有則轉向步驟6，若沒有則轉向步驟7；(6)、本節點將被隔離，并向相鄰節點發送隔離信息及倒換原因；(7)、實施節點左側的保護倒換操作，并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因；(8)、再查看左側網管是否有倒換命令，若有則轉向步驟6，若沒有則轉向步驟9；(9)、實施節點右側的保護倒換操作并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因；(10)、檢查節點左右側復用段故障；(11)、若節點左側均出現故障，則轉向步驟13；否則，轉向步驟15；(12)、若節點右側均出現故障，則轉向步驟14；否則，轉向步驟16；(13)、再查看節點右側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟6；否則，轉向步驟7；(14)、再查看節點左側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟6；否則，轉向步驟9；(15)、再查看節點右側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟9；否則，轉向步驟17；(16)、再查看節點左側復用段故障，若出現故障，則轉向步驟7；否則，轉向步驟17；(17)、查看APS協議有無倒換請求，若無，則執行步驟18，否則，執行步驟19；(18)、更改協議中目的地址與原地址，并向相鄰節點發送該信息；(19)、實施相應的保護倒換，并向相鄰節點發送倒換信息及倒換原因。
全文摘要
本發明公開一種光網絡保護倒換(APS)協議的實現方法,屬于光纖通信技術領域。本發明的特征在于提供一種適用于專網使用的APS協議的實現方法——“狀態轉移表”協議描述法,應用其編制模擬軟件來實現光網絡的保護倒換,從而克服現有技術中APS協議復雜繁瑣的缺陷。這種方法簡單,可靠,便于調試和修改,直觀性強,相應的模擬軟件的可移植性強,不僅有利于協議的制定和實現,而且增加了協議的可懂性,并保證協議完整性。
文檔編號H04B10/12GK1318911SQ0111556
公開日2001年10月24日 申請日期2001年4月29日 優先權日2001年4月29日
發明者紀越峰, 王健全, 張 杰, 顧畹儀, 葉兵, 趙勇 申請人:北京郵電大學, 深圳市中興通訊股份有限公司