光傳輸網絡中的自動發現方法和裝置的制作方法

專利名稱：光傳輸網絡中的自動發現方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電信領域，并且更具體地涉及光傳輸網絡中的自動發現方法以及相關
直O
背景技術：
光傳輸網絡(OTN)是以非常高的速率O、5、10以及40(ibit/S)傳輸光數據信號的網絡技術。OTN依賴于恒定速率傳輸信號到甚至更高速率傳輸信號的時分復用，而且也支持波分復用。光傳輸網絡的信號結構和接口已經在ITU-T G. 709(03/2003)中定義，其通過引用合并于此。已經引入了基于GMPLS協議族的控制平面技術，以便能夠通過網絡來自動建立路徑。傳統上，創建通過一系列的網絡元件的業務路徑包括配置每個網絡元件上的各個交叉連接。在自動交換(光)傳輸網絡(ASTN或者AS0N)中，只有起點、終點以及所需的帶寬需要由用戶具體指定，并且網絡的控制平面將自動地分配通過網絡的路徑、提供業務路徑、建立交叉連接、以及根據用于客戶端信號的路徑來分配帶寬。為了支持通過控制平面信令的這種自動路徑建立，在傳輸平面中自動發現層鄰接的協議已經在ITU-T G. 7714.1(04/2003)中定義，其通過引用合并于此。層鄰接發現(LAD) 描述了發現鏈路連接端點關系并且驗證它們的連通性的過程。上下文中所使用的術語“發現”是指“發現”和驗證。G. 7714. 1描述了兩種可替代的方法一種是在客用端層使用測試集，另一種是在服務器層使用帶內開銷。具體而言，G. 7714. 1在第6章中定義了可適用于OTN層網絡的下述機制^OTOk層在OTOk層內，SM段監視字節和GCCO可以用來支持OTOk鄰接發現。特別地，SM內的SAPI子字段用來承載發現消息。· ODUk層在ODUk層內，PM路徑監視字節以及GCCl和GCC2字節可以用來支持 0而k鄰接發現。特別地，PM內的SAPI子字段用來承載發現消息。本發明的目的在于改進這一自動發現機制。

發明內容
發明人發現了如G. 7714. 1中所定義的層鄰接發現協議存在兩個主要的問題其中所定義的第一方法使用開銷字段，特別是服務器層的傳輸幀(被稱為光傳輸單元(OTU)) 的開銷中的段監視字節(也被稱為路徑蹤跡識別符(TTI))。當發現過程中需要互相通信的兩個光交叉連接之間的連接通過整個WDM區段并且OTU開銷在中間的WDM設備處終止時， 問題就產生了。在這種情況下，兩個光交叉連接無法使用OTU層來進行LAD。可替代地，根據G. 7714. 1，層鄰接發現可以使用更高復用層(也即在服務器層OTU幀內作為客戶端層信號傳輸的光數據單元k(OOTk))的開銷中的TTI字段。然而，這需要存在0而k路徑終止功能，而該功能并不總是可用的。因此，在OTN中的基于路徑蹤跡的鏈路鄰接發現的適用性是有限的。
發明人提出了該問題的解決方案，即利用串聯連接監視(TCM)子層來進行自動發現。具體而言，提供了一種在光傳輸網絡中執行自動層鄰接發現的方法及相關網絡節點。第一網絡節點具有第一發現代理，第二網絡節點具有第二發現代理。發現消息從第一網絡節點的第一接口通過一個或多個后續的網絡鏈路向第二網絡節點的第二接口傳輸。所述發現消息包括指示與所述第一發現代理相關聯的發現代理識別符的信息以及指示與所述第一接口相關聯的終止連接點識別符的信息。為了傳輸所述發現消息，所述第一接口配置為使用將被傳輸的信號幀中的開銷部分中的預留字段來執行串聯連接源功能。所述第二接口被配置為在接收到的信號幀的相同的預留字段上執行串聯鏈路監視功能。所述發現消息使用所述預留字段中的可用的路徑蹤跡識別符字節來發送。。


現在將參照附圖來描述本發明的優選實施方式，其中圖1示出了使用當前定義的OTOk TTI的層鄰接發現的示例；圖2示出了使用通過中間WDM設備互連的兩個光交叉連接之間的TCM子層的層鄰接發現；圖3示出了圖2的抽象(abstraction)；以及圖4示出了 OTN中使用的幀結構。
具體實施例方式在S0NET/SDH網絡中，再生器大多已經不存在，這意味著S0NET/SDH交叉連接無需再生器而直接互連，從而不再有再生段開銷(RS-OH)。基于此，有可能利用如G. 7714. 1所定義的現有的基于JO段蹤跡的LAD。在OTN看來，OTU層是與S0NET/SDH網絡中的段層(MS/RS)相對應的層。如G. 709 所定義，OTN包括數字(電)層以及光層。OTU層是在OTN體系中最低的數字(電)層，并且“提供ODU客戶端信號通過OTN的3R點之間的OTU路徑的傳輸”。如果如圖1所示兩個 OTN交叉連接通過(單跳)0TU路徑相互連接，則可以應用現有的基于OTU-TTI的LAD，并且可以如G. 7714. 1所定義的對相應的OTU連接點(CP)進行推斷。傳輸網絡中的基本網絡元件被稱為交叉連接，其提供電和/或光交換操作，以建立通過該網絡的互連。圖1示出了第一 OTN交叉連接11，其在雙向光鏈路13上連接到第二 OTN交叉連接12。交叉連接11具有帶相關聯的OTOk終止功能112的第一接口 111和帶相關聯的OTOk終止功能114的第二接口 113。交換矩陣115在0而k層與接口 111、112互連。在OTN交叉連接11的控制器上運行的發現代理116對OTUk終止功能112進行配置， 以將合適的發現消息14插入到OTOk開銷的TTI字段中，并對在相反方向上在來自OTN交叉連接12的TTI字段中接收到的發現消息14進行分析。同樣地，OTN交叉連接12具有接口 122、123，相關聯的OTUk終止功能，在ODU層與接口 122、IM互連的交換矩陣125，以及控制OTU終止功能122、124的發現代理126。可替代地，還可以對高階(HO) ODU CP進行推斷，這是因為由于OTU和HO ODU層之間存在矩陣或交換功能，所以在OTU CP和該HO ODU CP之間產生了固定的1 1的關系。
在當前的OTN中，光功能通常從電功能中分離，并且相關功能位于不同類型的設備中。這意味著OTN典型地包括主要提供用于不同ODU層的電交換功能的OTN交叉連接、以及主要提供光傳輸和交換功能(例如轉發器、波長復用器/解復用器和波長選擇開關)的 WDM設備，此外還可以具有電HO ODU交換功能。基于這種功能分離，OTN典型地通過WDM鏈路或者WDM網絡和它的對端互連，并且OTN交叉連接和相鄰WDM設備之間的互連通過OTU路徑來實現。這意味著甚至在只有兩個WDM設備通過單個WDM鏈路與兩個OTN交叉連接互連的最簡單的情形中，三個OTU路徑也不得不交叉一個在OTN交叉連接(OXC)和近端的WDM 設備中的轉發器之間，一個在兩個WDM設備中的兩個轉發器之間，以及另一個在遠端WDM設備中的轉發器和遠端CKC之間。這種情形示意性地描繪在圖2中。上述情形對于OTN中的鏈路鄰接發現(LAD)有一些暗示。由于WDM設備中的OTU 層終止，上述兩個OTN交叉連接不能使用OTU層來進行LAD，并且將必須進入到OTN層級中的下一個更高層，即高階(HO) ODU層。然而，只有HO ODU層在兩個相鄰ODU交叉連接處終止，也即，HO ODU層只用作兩個相鄰OTU交叉連接之間的LO ODU連接的復用層，基于TTI的LAD才可以在HO ODU層應用。在其他情形下，例如當HO ODU層沒有終止時，就不能應用現有的基于TTI的LAD。這意味著基于HO ODU層TTI的LAD可以在某些情形中應用，并且在某些其他情形中一定不能應用。因此，期望一種總是能夠應用的解決方案。在下面的討論中，描述了基于HO ODU串聯連接監視(TCM)功能的解決方案，其解決了上述的LAD問題。圖2圖示了兩個OTN交叉連接(O)(C) 21、22通過WDM網絡互連的場景。0)(C 21具有用于光傳輸信號的兩個接口。每個接口具有OTOk終止功能212、214和用于終止OOTk開銷中的串聯連接層的終止功能OOTkT 217、218。交換矩陣215在0而k層與接口互連。發現代理216配置ODUkT終止功能。同樣地，0XC22具有帶OTUk終止功能222、2M和ODUkT終止功能227、2觀的接口，在ODUk層與接口互連的交換矩陣225，以及用于配置ODUkT終止功能的發現代理226。在硬件方面，終止功能典型地由CKC線卡上可用的開銷處理器來執行。可替代地， 開銷終止功能可以在公共開銷服務器上執行，公共開銷服務器通過交換矩陣或專用總線架構與多種線卡互連。發現代理將典型地為在對應的網絡節點的控制器上運行的軟件實現過程，但是也可以實現為專用控制器。雖然圖中只示出了兩個接口，但是應清楚，真實的網絡節點具有大量的這些接口。交換矩陣將典型地執行空間和時間交換功能。OXC 21通過光鏈路25連接到第一 WDM節點23。通過WDM鏈路27，WDM節點23連接到WDM節點24，WDM節點M繼而通過光鏈路沈連接到OXC 22。WDM節點23在其輸入端具有用于從0XC21接收信號的OTOk終止功能232，以及在其朝向WDM節點M的輸出端具有一系列終止功能，具體是OTUk終止功能234、光通道(OCh) 終止功能235、0Ch連接功能236、光復用段(OMS)終止功能237和光傳輸段(OTS)終止功能。 在WDM節點M中也存在相同的終止功能242到M8。這些功能本身是已知，并且在G. 709 中進行了詳細的定義和解釋，從而不需在此進一步討論。然而，關鍵方面是WDM節點23J4終止了接收到的信號向上發往OTOk層，并且只將HO ODU信號透明地傳遞到轉發器235J45，轉發器235、245生成OCH以及隨后的具有特定波長的光信號。在某些情況中，可能需要再生成光信號，并且在這種情況下，3R-再生器也可以在一些中間點處終止OTOk信號。結果，多個OTU路徑可以連接在一起，并且HO ODUk 鏈路連接是在OTN層網絡中存在于兩個OXC 21、22之間的第一實體。因此，圖3示出了在 WDM節點23J4只作為更復雜WDM子網絡30的邊緣節點的意義下圖2的抽象，其中OXC 21 和OXC 22之間的連接可以通過多個OTUk路徑。結果是OTUk層對于OXC 21和OXC 22之間的鏈路鄰接發現(LAD)不可用。在G. 7714中規定的另一種選擇是在0而k層網絡執行LAD，并且使用OOTk TTI來承載發現消息。如上面已經討論的，如圖2和3所示，可能不存在HO ODU路徑終止功能， 因為OOTk需要在0XC21和0XC22中透明地連接。具體而言，HO ODU信號表示服務層，并且 ODUk CP連接到同一 CKC的不同端口上的另一個ODUk CP。因此，ODUk層TTI不能用于LAD。因此，如圖2和3所示，提出了在網絡節點21、22中增加串聯連接監視(TCM)源 (source)功能和宿(sink)功能 217、227。G. 709定義了可以存在于HO 0而k層網絡下的六個TCM子層。該提議當前是使用六個TCM子層中的一個來建立串聯連接，并且如在G. 7714. 1中所定義的使用該TCM功能的 TTI字段來進行LAD。TCM終止功能OOTkT 217,227提供了用于承載發現消息210、220透明地通過WDM網絡的裝置，使得這些發現消息210、220可以在兩個CKC之間進行交換。該解決方案的另一個優點在于，串聯連接可用于管理HO ODU鏈路連接的完整性，以及發出可以用作隨后的動作(例如復位)的觸發的警報。所提出的基于HO ODUk TTI的LAD使得能夠發現HO ODU CP,而包括自己的TTI的 0而k信號是現有的。本方法可以在HO ODU信號被終止時應用，并且承載在CKC中互連或者可以終止的LO ODU信號。根據G. 709，圖4顯示了在OTN中傳輸信號的幀結構。所顯示的幀包括38M列4 行。幀傳輸是從左至右地逐行進行的。列1到16包含開銷。行1在字節1到7中承載幀定位字，并且在字節8到14承載OTOk開銷。在OTOk開銷中，字節8、9和10可用于段監視 (SM)，其中字節8是OTUk的TTI字段。行2到4包含OOTk開銷，其中行3的字節10、11和12可用于路徑監視(PM)。此夕卜，行3中的字節10是OOTk的TTI字段。一字節TTI承載64字節超幀，也即64個連續幀的TTI字節形成完整的TTI字段， 其中各字節是從0到63編號的。在這一 64字節TTI超幀中，字節0到15為源接入點識別符SAPI預留，字節16到31為目的接入點識別符DAPI預留，字節32到63可為運營商專用。 在TTI之后的字段中的BIP-8是先前的幀的字節交錯奇偶校驗，用于錯誤檢測的目的。提出了使用一個TCM字段來相應地代替OTOk或者OOTk開銷中的SM或PM字段。 在沿著OOTk所表示的路徑進行TCM源和TCM宿之間的配置和激活時，TCM字段的六個子層是可用的。六個TCM字段TCM 1到TCM 6在此用粗線標出，并且與PM字段具有相同的結構和定義。因此提出在這六個TCM字段中的一個字段(特別是其SAPI字段)中使用TTI字段，以用于如G. 7714. 1所定義的鏈路鄰接發現(LAD)。由于TCM功能需要配置于TCM源和TCM宿之間，所以一種選擇將是預配置TCM子層中的一個作為默認的用于LAD的TCM。例如，OXC 21然后將使用該默認TCM子層的TTI 來交換在G. 7714. 1中所定義的LAD消息，并且OXC 22將監視用于LAD消息的該默認于層。
然而，還可能有一種情形，該預配置的子層已經在特定OOTk路徑中由在前的節點使用，從而不能由LAD中斷。因此，首先使用非介入TCM監視在OXC 21中監視預期的TCM 子層，并且僅在其表現為未使用時才使用它，將是有利的。EP 1372288中更加詳細地描述了這種技術，其通過引用合并于此。OXC 22然后將監視或“掃描”用于LAD消息的所有TCM 子層。可以定義將對TCM子層進行嘗試的默認次序。TTI提供傳輸16字節長度的消息的機制。每個蹤跡字節包括一個消息起始比特， 以及用于“有效載荷”的7個比特。對于該消息中的第一字節，設置消息的起始比特，該消息中的所有其余的字節都清零。根據G. 7714. 1，將在LAD中使用以下屬性-區分字符字符“ + ”用作該區分字符，其目的在于避免OTN路徑蹤跡字符串的格式與一些其他可選格式混淆。-發現代理(DA)識別符(ID)DA ID在被發現的鏈路的上下文中必須是唯一的。DA ID存在兩種不同表示DA地址和DA名稱。-發現代理地址定義了兩種屬性來支持DA地址· DCN (數據通信網絡)上下文ID其表示一個已分配的號碼(期望是全球分配的號碼)。這一屬性可以與DCN地址屬性結合地使用以保證DA ID的唯一性。如果在該鏈路的每一端的發送發現代理和接收發現代理在不同的DCN上下文中，但是使用了相同的DCN地址，則它們可能無法進行通信。參 DA DCN 地址其表示用來識別發現代理的地址。-發現代理名稱其為可以被解析為DA地址的名稱。-TCP-IDTCP-ID包含被發現的TCP (終止連接點)的標識符。其僅在DA的范圍內具有本地
眉、ο在LAD期間，發起發現代理向響應發現代理發送它的發現代理ID和TCP-ID。該信息可以被直接包含在消息中或者可以通過外部過程(例如名稱服務器)從消息中導出。 發現消息可以包含TCP名稱，其可以通過名稱服務器唯一地解析為發現代理數據通信網絡 (DCN)地址以及TCP-ID。發現消息還可以包含具有實際的發現代理ID和TCP-ID值的DA DCN地址。發現代理ID包括DCN上下文ID以及發送發現代理的DCN地址。該消息的剩余部分包含對傳輸發現消息的發現代理具有本地意義的TCP-ID。在第三種變形中，發現消息可以承載包含發現代理ID和TCP-ID值的DA DCN名稱。然而，和DCN地址格式不同，發現代理ID采用DCN名稱的格式。因此，必須使用名稱服務器來將該DCN名稱翻譯成發現代理的DCN地址。層鄰接發現的流程如下發起發現代理發送具有適當屬性的發現消息。
在接收到發現消息后，響應DA進行檢查，以通過使用區分字符來驗證該發現消息而確定該消息的可用性。在確定該接收到的消息是發現消息后，響應發現代理隨后確定所接收到的值對于已經發現的鄰居是否是唯一的。3. 1.如果格式ID = 1，那么需要名稱服務器確定DA DCN地址和TCP-ID。3. 2.如果格式ID = 2，那么不需要進一步的地址翻譯。3. 3.如果格式ID = 3，那么需要用于DA DCN名稱的地址翻譯。生成發現響應消息。響應消息可以例如使用控制平面協議通過該控制平面而傳輸到發現消息中所提供的DA地址。可替代地，還可以在相反方向上使用相同的TCM TTI字段來傳輸。當該發現代理第一次接收到發現消息時，它可以通知發起發現代理該消息在與特定的TCP相關聯的路徑終止上接收了。該TCP (稱為發現同步TCP)在該響應中使用當前正在該TCP上發送的發現信息來標識。如在G. 7714. 1中所定義的，可以包括其他的可選屬性作為實施方式的一部分。一旦發現消息已經在資源上接收，并且描述相同資源的發現響應消息在DCN上接收，則可以將這些消息相關聯，并且確定是否存在雙向鏈路。如果與鏈路連接的遠端端點相對應的TCP-ID在兩個消息中并不相同，則存在錯誤連接的情況。如果TCP-ID相同，則發送 /接收信號對已經正確地連接了。這在G. 7714. 1的附錄II中有更加詳細的描述。一旦已經發現了雙線鏈路，則將對照提供管理策略對其進行檢查，以確定正確的 TCP鏈路連接端點是否已經被正確地連接。如果該策略表明TCP鏈路連接端點可能沒有配對而構成鏈路，則存在錯誤連接的情況。本領域技術人員容易理解，上面描述的各種方法的步驟可以由已編程的計算機來執行。在此，一些實施方式也意在涵蓋程序存儲設備，例如，數字數據存儲介質，其為機器或者計算機可讀的，并且對機器可執行或者計算機可執行的指令程序進行編碼，其中所述指令執行所述方法的一些或者所有步驟。程序存儲設備例如可以是數字存儲器、磁性存儲介質(例如磁盤、磁帶)、硬盤驅動器、或者可選地是可讀數字數據存儲介質。這些實施方式也意在涵蓋編程為執行上述方法的所述步驟的計算機。說明書和附圖只示例了本發明的原理。因此應當理解，本領域技術人員將能夠設計出盡管沒有明確描述或者顯示于此、但是體現了本發明的原理并且包含在本發明的精神及范圍之內的不同的布置。此外，在此闡述的所有示例原理性地并且明確地僅旨在于說明性的目的，以幫助讀者理解本發明的原理和發明人為推動本領域所貢獻的概念，并且應被解釋為不限于這些具體闡述的示例和條件。此外，本文闡述本發明的原理、方面、實施方式以及它們的具體示例的所有陳述都意在涵蓋它們的等同方式。
權利要求
1.一種在光傳輸網絡中在具有第一發現代理016)的第一網絡節點和具有第二發現代理(226)的第二網絡節點0 之間的自動層鄰接發現方法，所述方法包括從所述第一網絡節點0 的第一接口通過所述光傳輸網絡的一個或多個后續的網絡鏈路0546、 27)向所述第二網絡節點02)的第二接口傳輸發現消息010)，所述發現消息010)包括指示與所述第一發現代理(216)相關聯的發現代理識別符的信息以及指示與所述第一接口相關聯的終止連接點識別符的信息，其中所述方法進一步包括-配置所述第一接口，以使用將被傳輸的信號幀的開銷部分中的預留字段 (TCM1-TCM6)來執行串聯連接源功能017)；-配置所述第二接口，以在接收到的信號幀的相同的預留字段(TCM1-TCM6)上執行串聯連接監視功能027)；以及-使用所述預留字段(TCM1-TCM6)中的可用的路徑蹤跡識別符(TTI)字節來傳輸所述發現消息010)。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一發現代理(216)配置所述第一接口，以在所述開銷中提供的用于串聯連接監視的六個可用字段(TCM1-TCM6)中的一個預先確定的字段上執行所述串聯連接源功能。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一發現代理(216)配置所述第一接口，以在激活所述串聯連接源功能(217)之前監視所述預留字段，以確定所述字段中是否已經存在串聯連接監視信號，如果是，則使用在所述開銷中提供的用于串聯連接監視的所述六個可用字段(TCM1-TCM6)中的另一個字段。
4.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二發現代理(226)配置所述第二接口，以在所述開銷中提供的用于串聯連接監視的六個可用字段(TCM1-TCM6)中的一個預先確定的字段上執行所述串聯連接監視功能027)。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二發現代理(226)配置所述第二接口，以監視在所述開銷中提供的用于串聯連接監視的所有六個字段(TCM1-TCM6)，以確定所述發現消息的存在。
6.一種在光傳輸網絡中使用的第一網絡節點(21)，其包括發現代理016)，用于在所述光傳輸網絡中執行自動層鄰接發現，以及至少一個接口，其使用發現消息010)與所述光傳輸網絡連接，所述發現消息(210)包括指示與所述發現代理(216)相關聯的發現代理識別符的信息以及指示與所述接口相關聯的終止連接點識別符的信息，其中所述發現代理(216)適用于配置所述接口以使用將被傳輸的信號幀的開銷部分中的預留字段 (TCM1-TCM6)來執行串聯連接源功能017)，并且適用于使用所述預留字段(TCM1-TCM6)中的可用的路徑蹤跡識別符(TTI)來向鄰接的第二網絡節點02)傳輸所述消息010)。
7.一種在光傳輸網絡中使用的第二網絡節點(22)，其包括至少一個接口，其連接到所述光傳輸網絡，以及發現代理026)，用于在所述光傳輸網絡中使用發現消息(210)來執行自動層鄰接發現，所述發現消息(210)包括指示與鄰接的第一網絡節點的發現代理 (216)相關聯的發現代理識別符的信息以及指示與所述第一網絡節點的接口相關聯的終止連接點識別符的信息，其中所述發現代理(226)適用于配置所述接口以使用接收到的信號幀的開銷部分中的預留字段(TCM1-TCM6)來執行串聯連接監視功能027)，并且適用于使用所述預留字段(TCM1-TCM6)中的可用的路徑蹤跡識別符(TTI)來從所述第一網絡節點接收所述發現消息010)。
全文摘要
為了對光傳輸網絡中的鏈路鄰接發現進行改進，提供了一種方法和相關的網絡節點。第一網絡節點(21)具有第一發現代理(216)，第二網絡節點(22)具有第二發現代理(226)。發現消息(210)從所述第一網絡節點(21)的第一接口通過一個或多個后續的網絡鏈路(25、26、27)向所述第二網絡節點(22)的第二接口傳輸。所述發現消息(210)包括指示與所述第一發現代理(216)相關聯的發現代理識別符的信息以及指示與所述第一接口相關聯的終止連接點識別符的信息。為了傳輸所述發現消息(210)，所述第一接口被配置為使用將被傳輸的信號幀的開銷部分中的預留字段來執行串聯連接源功能(217)。所述第二接口被配置為在接收到的信號幀的相同的預留字段上執行串聯鏈路監視功能(227)。所述發現消息使用所述預留字段中的可用的路徑蹤跡識別符(TTI)字節來發送。
文檔編號H04L12/26GK102498683SQ201080040819
公開日2012年6月13日 申請日期2010年8月13日 優先權日2009年9月14日
發明者D·貝勒 申請人:阿爾卡特朗訊