專利名稱：一種寬帶通信設備上行保護方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種寬帶通信設備上行保護方法及系統。隨著互連網寬帶業務的普及，用戶對上網業務的要求不僅僅是優越的性能，更加希望上網業務的穩定，因此運營商對于寬帶通信設備的穩定性和自動保護能力的要求也越來越高。同時伴隨著寬帶接入設備承擔越來越多的服務，其自動恢復能力變的尤為重要。
目前，寬帶接入設備普遍采用主備機制保證業務的正常穩定，但是當上層設備的物理連接中斷導致業務中斷時，更換物理線路就會花費大量的時間，所以需要設備能夠自動啟用備用線路來承擔起用戶的上網業務，以保證業務能夠順速恢復。
為了防止主板物理鏈路中斷后導致業務中斷，現有技術主要是通過采用配置物理光纖鏈路的保護機制，即保證在主板物理鏈路中斷而備板物理鏈路正常情況下，備板自動升為主板承擔起整個上行業務。物理光纖鏈路保護機制不夠靈活，無法支持各種不同形式下的組網應用，同時該機制針對的是整個主、備板的所有端口，當主備板多個端口上行到多個不同的主備設備時，會存在以下問題(1)當主板部分端口物理鏈路中斷，主板鏈路正常的端口個數大于備板鏈路正常的端口個數時，不會自動進行倒換，這樣不可避免的會造成部分上網業務中斷；(2)當主板部分不涉及業務的端口物理鏈路中斷時，也會導致主板鏈路正常的端口個數小于備板鏈路正常的端口個數，此時備板也會升為主板，從而造成主干上網線路中斷；(3)如上行接入不支持主備保護的兩臺傳輸設備，則要求主備寬帶接入設備不能同時處于激活狀態，否則會造成路由混亂，對于此種情況，現有技術無法支持。本發明技術正是為了防止寬帶接入設備物理端口鏈路故障造成上行業務的中斷，針對目前方法的缺陷，采用建立保護對機制來實現主板物理端口鏈路故障后備板可以自動升為主板承擔起整個上行業務，并且保證網絡的穩定接入，使得在各種不同的組網形式下均能保證業務的穩定接入。
本發明提供一種寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于在寬帶接入設備的主用設備上選擇至少一個被保護的端口，在備用設備上選擇對應的保護端口設置成端口保護對，當系統檢測到保護對中的至少一個被保護端口發生鏈路故障時，會引發備用設備自動替換主用設備工作。
進一步地，所述方法只選擇主用設備上部分主干鏈路端口設置成被保護端口。
更進一步地，所述方法在一對主備設備之間，可設置一對或多對保護對。
更進一步地，所述方法只對主用設備端口中的被保護端口進行狀態檢測判斷。
更進一步地，所述狀態檢測判斷是通過系統對被保護端口進行定時自動查詢來實現的。
更進一步地，當寬帶接入設備的對接設備支持主備自動倒換功能時，采用基于端口狀態檢測的保護方法，具體步驟包括601、檢測到被保護端口鏈路故障后，立即通知主用對接設備關閉工作端口，如經過第一時間段之后，被保護端口和保護端口都沒有鏈接成功，則轉入步驟602602、通知主用對接設備打開工作端口，當被保護端口故障，保護板端口鏈接正常時，轉入步驟603執行。如經過第二時間段之后，被保護端口和保護端口都沒有鏈接成功，則繼續轉入步驟601執行；603、啟動自動倒換機制，備用設備升為主用設備，承擔起整個上行業務。
更進一步地，所述步驟601、602每一步驟執行期間如被保護端口鏈路恢復正常狀態，則繼續維持原來主備關系。
更進一步地，當寬帶接入設備的對接設備不支持主備自動倒換功能時，采用基于延時檢測的保護方法，具體步驟包括801、檢測到被保護端口鏈路故障后，通知主用設備的對接設備關閉工作端口，備用設備的對接設備打開工作端口，如果保護端口鏈接成功，則轉入步驟803執行，如第三時間段后，保護端口沒有鏈接成功，則轉入步驟802；802、通知備用設備的對接設備關閉工作端口、主用設備的對接設備打開工作端口。如被保護端口鏈接成功，則繼續維持原有主備關系，如第四時間段后，被保護端口沒有鏈接成功，則繼續轉入步驟801執行。
803、啟動自動倒換機制，主用設備的對接設備關閉工作端口、備用設備的對接設備打開工作端口，備用設備升為主用設備承擔起整個上行業務。
更進一步地，基于權利要求1所述保護方法的一種上行保護系統包括主用板，主用寬帶接入設備；備用板，備用寬帶接入設備；其特征在于還包括端口保護對，指定了主用設備的被保護端口和備用設備的保護端口，實現主備設備之間端口保護對應關系；仲裁倒換定時器，用來輪詢檢測主備端口狀態。
更進一步地，所述系統還包括保護對檢測定時器，用于檢測保護對是否存在。
通過本發明所提供的保護方法及系統，在通信主用鏈路故障后，可將備用鏈路自動升為主用鏈路，承擔上行業務。同時本方法只對處在保護對中的主備端口狀態進行檢測處理，實現了對主干端口的靈活保護，另外采用兩種檢測方法，可解決不同組網方式下的鏈路穩定性問題。
圖1是端口狀態保護對組網應用示意圖。
圖2是端口狀態檢測處理機制示意圖。
圖3端口延時保護對組網應用示意圖。
圖4是端口延時檢測處理機制示意圖。結合附圖和實施例，對本發明做進一步詳細說明針對目前對主備設備上所有端口進行板級保護方式的缺陷，本發明提供的寬帶通信設備上行保護機制，通過建立保護對來實現對DSLAM(數字用戶線多路復用器)的主板端口進行保護。保護對指定了主板的被保護端口和備板的保護端口，在對主備板的物理端口狀態判斷時，只對已經建立了保護對關系的被保護端口和保護端口進行判斷處理。對于未建立相應保護關系的主備板端口，系統將不做處理判斷。組網應用的時候，我們可以靈活的配置端口保護對，比如為了防止主干線路的鏈路中斷，只為重要的主干線路配置主備保護對。
建立保護對時，我們設立了兩種工作方法基于端口狀態檢測方法和基于延時方法，這兩種方法對保護端口的檢測、處理方式都是不同的，我們可以在各種不同的組網應用中靈活的使用這兩種不同工作方法。
(1)基于端口狀態檢測方法這種機制必須應用在寬帶接入設備和對接設備均支持自動倒換功能時。
如圖1所示，OSN6(傳輸設備開放存儲網絡)的主用EMS7(網絡部件管理系統)與DSLAM1的主用主控板2相連，備用EMS8與DSLAM1的備用主控板3相連，DSLAM1的主板端口4、備板端口5之間已經配置為基于端口狀態的保護對，即主板端口4為被保護端口，備板端口5為保護端口。DSLAM1的被保護端口4鏈路故障、保護端口5處于鏈路正常狀態時，將會觸發DSLAM1主備倒換，同時會引發對接設備OSN6的主用EMS7上對應端口鏈路中斷、備用EMS8上對應端口鏈路正常，從而觸發OSN6的主備倒換，可使上行備用設備升為主用設備承擔起整個上行業務，原先的主用設備降為備用設備。
這種機制的具體實現方法為組網配置時將DSLAM的主備板與OSN設備相連的端口配置為基于端口狀態檢測保護對。
保護對配置成功后，系統就啟動一個100MS的仲裁倒換定時器，用于輪詢檢測主備端口的狀態，仲裁倒換定時器伴隨著第一個保護對的出現而啟動，最后一個保護對的刪除而終止，整個系統只存在一個仲裁倒換定時器；同時啟用一個1S的保護對檢測定時器，用于檢測保護對是否還存在，保護對檢測定時器伴隨著每個保護對的出現而出現，每個保護對均會分配一個保護對檢測定時器，用于判斷保護對自身的存在與否；采用90S關/7S開機制來實現對主用主控板上保護端口的反復循環查詢處理，90S關/7S開機制的時間判斷也通過1S定時器實現。
對于不存在保護對關系的端口，系統不會處理控制其狀態。
如圖2所示，端口狀態檢測處理機制的工作步驟如下1、備用主控板的TX和RX將一直處于打開狀態，系統根據仲裁倒換定時器不停輪詢檢測保護端口狀態，一旦保護端口鏈路故障后，進入T2時間態；2、T2時間態是鏈路故障處理態。該時態內對保護端口TX啟用90S關/7S開處理機制，即將保護端口的TX端先關閉90S，RX一直處于打開狀態，從而促使對端設備OSN的主用EMS端口鏈路中斷90S。與此同時，系統根據100MS仲裁倒換定時器不停檢測保護端口和被保護端口的狀態，90S超時后如果保護端口和被保護端口均未鏈路正常，則進入T1時間態；3、T1時間態是指鏈路故障恢復態。該時間態內將被保護端口TX端開啟7S，促使對端設備OSN主用EMS端口鏈路恢復正常7S；7S過后若保護端口和被保護端口部沒有恢復鏈路正常狀態，則又回到第2步開始執行。
T1、T2時間態內，系統對被保護端口進行如此反復循環處理過程中，會利用100MS的仲裁倒換定時器的控制，每隔100MS對保護端口和被保護端口進行鏈路檢測，若檢測到被保護端口先恢復正常，即恢復主板正常態，則繼續維持原來得主備關系；如檢測到保護端口鏈路先恢復正常，即恢復備板正常態，則立即啟用自動倒換機制，備用主控板升為主用，同時承擔起整個上行業務，從而促使對接OSN設備主用EMS端口鏈路中斷，備用EMS端口鏈路正常，進而引發OSN設備主備倒換，從而使得備用設備升為主用設備承擔起整個上行業務。
(2)基于端口延時的檢測機制在對接端設備不支持自動倒換功能時，需采用基于端口延時的檢測機制。
在對接端設備不支持自動倒換功能的情況下，我們無法通過基于端口狀態檢測方法來實現上行保護，因為基于端口狀態檢測方法在處理時備用板的TX端口一直處于打開狀態，那么業務正常的情況下，主備主控板端口的TX均可以發光，這樣就會造成對接設備接口一直處于鏈路開通狀態，造成上層設備路由混亂。鑒于上述原因，我們需要保證主備主控板端口的TX端口不能同時處于激活狀態。
如圖3所示，將DSLAM1的主用主控板2的端口與主用BAS9(寬帶接入服務器)相連，備用主控板端口3的與備用BAS10相連，主用BAS9與備用BAS10接入上層網絡中，此時主用BAS9與備用BAS10兩者端口不能同時處于正常鏈路態，否則會造成上層網絡到DSLAM設備的路由混亂。在此種組網情況下，我們將主用主控板2上主用端口4、備用主控板3上備用端口5配置為基于端口延時的保護對，即主用端口4為被保護端口、備用端口5為保護端口。被保護端口4鏈路正常情況下，接入業務通過主用主控板4接入主用BAS9，路由到上層網絡中，而保護端口5的TX端將處于關閉狀態，從而備用BAS10的接口處于鏈路中斷狀態，防止路由的混亂。
基于端口延時的檢測機制的實現方法為采用3S開/3S關開機制來實現對被保護端口的反復循環查詢處理。系統也會分配一個100MS的仲裁倒換定時器和1S的保護對檢測定時器。仲裁倒換定時器的作用與端口狀態處理機制一致，是用于檢測保護對中的端口鏈路狀態，只要系統中存在保護對就會產生仲裁倒換定時器，整個系統中只會有一個仲裁倒換定時器；保護對檢測定時器同樣也是用于檢測保護對的存在與否，同時也將用于3S開/3S關的輪詢機制中的時間判斷。
如圖4所示，基于端口延時的檢測機制的工作步驟如下1、系統根據仲裁倒換定時器不停輪詢檢測被保護端口狀態，一旦被保護端口鏈路故障后，進入T3時間態；2、T3時間態內，系統會將被保護端口的TX端關閉，同時將保護端口的TX端開啟，這樣做是為了讓對接的主用BAS接口鏈路中斷，備用BAS接口鏈路正常。與此同時保護端口和被保護端口的RX端將一直處于打開狀態，該階段維持3S時間，若3S后該保護端口鏈路沒有正常鏈接，則進入T4時間態；3、T4時間態內，系統將被保護端口的TX端開啟，同時將保護端口的TX端關閉，這樣做是為了讓對接的主用BAS接口鏈路正常鏈接，備用BAS接口鏈路中斷。該階段同樣會維持3S時間，在這3S時間內會等待被保護端口鏈路的恢復正常。若3S后被保護端口鏈路未恢復正常，則又轉到第二步開始執行。
系統不停的在T3時間態和T4時間態中切換，每個時間態維持3S時間。若T4時間態內被保護端口鏈路恢復正常，即恢復主板正常態，則維持原有主備關系，若T3時間態內保護端口鏈路恢復正常，即恢復備板正常態，則啟用主備倒換機制操作，同步充分后，原備用主控板升為主用，原主用主控板降為備用，同時引起主用BAS接口鏈路中斷，備用BAS接口鏈路正常，接入業務切換到新主用主控板上行，經過對接BAS接入上層網絡中。
權利要求
1.一種寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于在寬帶接入設備的主用設備上選擇至少一個被保護的端口，在備用設備上選擇對應的保護端口設置成端口保護對，當系統檢測到保護對中的至少一個被保護端口發生鏈路故障時，會引發備用設備自動替換主用設備工作。
2.根據權利要求1所述的寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于所述方法只選擇主用設備上部分主干鏈路端口設置成被保護端口。
3.根據權利要求1所述的寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于所述方法在一對主備設備之間設置一對或多對保護對。
4.根據權利要求1所述的寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于所述方法只對主用設備端口中的被保護端口進行狀態檢測判斷。
5.根據權利要求4所述的寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于所述狀態檢測判斷是通過系統對被保護端口進行定時自動查詢來實現的。
6.根據權利要求1所述的寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于當寬帶接入設備的對接設備支持主備自動倒換功能時，采用基于端口狀態檢測的保護方法，具體步驟包括601、檢測到被保護端口鏈路故障后，立即通知主用對接設備關閉工作端口，當被保護端口故障，保護板端口鏈接正常時，轉入步驟603執行；如經過第二時間段之后，被保護端口和保護端口都沒有鏈接成功，則轉入步驟602；602、通知主用對接設備打開工作端口，當被保護端口故障，保護板端口鏈接正常時，轉入步驟603執行；如經過第一時間段之后，被保護端口和保護端口都沒有鏈接成功，則繼續轉入步驟601執行；603、啟動自動倒換機制，備用設備升為主用設備，承擔起整個上行業務。
7.根據權利要求6所述的寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于所述步驟601、602每一步驟執行期間如被保護端口鏈路恢復正常狀態，則繼續維持原來主備關系。
8.根據權利要求1所述的寬帶通信設備上行保護方法，其特征在于當寬帶接入設備的對接設備不支持主備自動倒換功能時，采用基于延時檢測的保護方法，具體步驟包括801、檢測到被保護端口鏈路故障后，通知主用設備的對接設備關閉工作端口，備用設備的對接設備打開工作端口；如果保護端口鏈接成功，則轉入步驟803執行，如第三時間段后，保護端口沒有鏈接成功，則轉入步驟802；802、通知備用設備的對接設備關閉工作端口、主用設備的對接設備打開工作端口，如被保護端口鏈接成功，則繼續維持原有主備關系。如第四時間段后，被保護端口沒有鏈接成功，則繼續轉入步驟801執行。803、啟動自動倒換機制，主用設備的對接設備關閉工作端口、備用設備的對接設備打開工作端口，備用設備升為主用設備承擔起整個上行業務。
9.一種寬帶通信設備上行保護系統，包括主用板，作為系統中的主用寬帶接入設備；備用板，作為系統中的備用寬帶接入設備；其特征在于還包括端口保護對，指定了主用板的被保護端口、備用板的保護端口，確定主用板和備用板之間端口對應保護關系；仲裁倒換定時器，用來輪詢檢測主用板和備用板保護對端口的狀態。
10.根據權利要求9所述系統，其特征在于還包括保護對檢測定時器，用于檢測端口保護對是否存在。
全文摘要
本發明提供一種寬帶通信設備上行保護方法，在寬帶接入設備的主用設備上選擇至少一個被保護的端口，在備用設備上選擇對應的保護端口設置成端口保護對，當系統檢測到保護對中的被保護端口發生鏈路故障時，會引發備用設備自動替換主用設備工作。基于所述保護方法的一種寬帶通信設備上行保護系統包括主用板、備用板和端口保護對，用于實現主備設備之間端口保護對應關系，還包括仲裁倒換定時器，用來檢測主備端口狀態。在通信主用鏈路故障后，通過該方法可將備用鏈路自動升為主用鏈路，承擔上行業務。同時本方法只對保護對中的主備端口狀態進行檢測處理，實現了對主干端口的靈活保護，另外采用兩種檢測方法，可解決不同組網方式下的鏈路穩定性問題。
文檔編號H04L29/10GK101043354SQ20061006056
公開日2007年9月26日 申請日期2006年4月28日 優先權日2006年4月28日
發明者徐迎輝 申請人:華為技術有限公司