專利名稱：帶有冗余交換矩陣的網(wǎng)絡(luò)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于數(shù)字傳輸網(wǎng)的帶有冗余交換矩陣的網(wǎng)絡(luò)單元。本發(fā)明尤其涉及保護(hù)交換以及冗余矩陣的控制。
背景技術(shù)：
諸如SDH(同步數(shù)字系列)網(wǎng)、SONET(同步光纖網(wǎng))或OTN(光傳送網(wǎng))等的數(shù)字傳輸網(wǎng)適用于傳送大量的類似話音和數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)字信息，而且由物理上互連的網(wǎng)絡(luò)單元構(gòu)成。這種網(wǎng)絡(luò)單元例如為數(shù)字或光交叉連接、插/分復(fù)用器以及終端復(fù)用器，它們由稱為線路的光纖互連。
待傳送的有用信息信號(hào)通常被映射到復(fù)用單元內(nèi)，并被根據(jù)預(yù)定的復(fù)用層次復(fù)用為較高比特率的信號(hào)。根據(jù)例如SDH的復(fù)用層次，有用信息信號(hào)被映射到所謂的虛容器VC-N(N＝11、12、2、3、4、4-4c、4-16c、4-64c、4-256c)，并被復(fù)用到稱為同步傳送模塊STM-N(N＝1、4、16、64、256)的傳輸幀內(nèi)。SDH的基本原理在ITU-T G.707(1996)內(nèi)定義，在此將其引入作為參考。虛容器VC-N對(duì)應(yīng)于路徑，而同步傳送模塊STM-N對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的段。
數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)非常重要的方面是甚至在故障情況下網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的可用性和抗毀性。例如，SDH提供了若干標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)制以實(shí)現(xiàn)諸如線路保護(hù)和路徑保護(hù)的保護(hù)。SDH內(nèi)的保護(hù)機(jī)制包括線性1n、11或1+1 MSP(復(fù)用段保護(hù))、SNCP(子網(wǎng)連接保護(hù))、帶有兩條(2F)或四條光纖(4F)的MS-SPRing(復(fù)用段共用保護(hù)環(huán))。對(duì)這些保護(hù)機(jī)制的概述可在Alcatel Electrical Communication 4thQuarter 1993，P339-348，J.Baudron等的文章“Availability and Survivability of SDHNetwork”內(nèi)找到，在此將其引入作為參考。
保護(hù)交換的原理是提供冗余傳輸資源，在故障情況下通過這種冗余傳輸資源能重新路由被保護(hù)業(yè)務(wù)。例如，1n MSP提供一條保護(hù)線路以保護(hù)n條工作線路。如果工作線路有一條故障，對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)將被切換到保護(hù)線路，從而該保護(hù)線路變成一條新的有效線路。
另外，大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)單元提供硬件冗余，例如I/O端口上的1n保護(hù)，以及在諸如矩陣、電源和時(shí)鐘脈沖發(fā)生器的某些關(guān)鍵子系統(tǒng)上的1+1保護(hù)。類似于數(shù)字交叉連接的典型網(wǎng)絡(luò)單元具有連接到各I/O端口的中央交換矩陣。該矩陣用于將所接收的傳輸信號(hào)或其部分(復(fù)用單元)從任一I/O端口交叉連接到任一I/O端口。I/O端口裝有1n保護(hù)，即交叉連接有n個(gè)工作I/O端口和一個(gè)保護(hù)I/O端口，而交換矩陣則被設(shè)置兩次，即一個(gè)工作矩陣和一個(gè)保護(hù)矩陣。控制系統(tǒng)(也可能被1+1保護(hù))控制這兩個(gè)交換矩陣的運(yùn)行與配置并在故障情況下引起從有效矩陣到保護(hù)矩陣的切換。
目前將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的冗余傳輸線路容量用于所謂的額外業(yè)務(wù)的低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)以提高資源使用率是可能的。在故障情況下，額外業(yè)務(wù)被立即放棄，而被保護(hù)業(yè)務(wù)則通過保護(hù)線路被重新路由。額外業(yè)務(wù)的引入遇到了這樣的問題，即類似于數(shù)字交叉連接的網(wǎng)絡(luò)單元的交換矩陣必須提供足夠的交換容量以處理常規(guī)業(yè)務(wù)和額外業(yè)務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能夠以有效方式支持額外業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)單元。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于在數(shù)字傳輸網(wǎng)內(nèi)交換被保護(hù)業(yè)務(wù)和額外業(yè)務(wù)的方法。
這些目的和下文中出現(xiàn)的其它目的可由一種網(wǎng)絡(luò)單元來實(shí)現(xiàn)，這種網(wǎng)絡(luò)單元具有第一交換矩陣，第二冗余交換矩陣，多個(gè)I/O端口，每個(gè)I/O端口都可可控地連接到兩個(gè)交換矩陣中的任何一個(gè)，以及控制系統(tǒng)。I/O端口接收并發(fā)送攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)。在正常運(yùn)行中，控制系統(tǒng)控制I/O端口將所接收的攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)路由到第一交換矩陣，而將攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)路由到第二交換矩陣。在第一交換矩陣發(fā)生故障的情況下，控制系統(tǒng)控制I/O端口將攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)重新路由到第二交換矩陣，而攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)可能會(huì)被丟棄。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，所述目的是通過一種用于在數(shù)字傳輸網(wǎng)內(nèi)交換傳輸信號(hào)或其部分的方法實(shí)現(xiàn)的，該方法具有下述步驟-接收攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的第一傳輸信號(hào)和攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的第二傳輸信號(hào)；-將第一傳輸信號(hào)路由到第一交換矩陣；-將第二傳輸信號(hào)路由到第二交換矩陣；-在第一交換矩陣發(fā)生故障的情況下將第一傳輸信號(hào)重新路由到第二交換矩陣。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，所述目的是通過一種方法和帶有兩個(gè)冗余交換矩陣拷貝A和拷貝B的網(wǎng)絡(luò)單元實(shí)現(xiàn)的，其中低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)僅通過這兩個(gè)交換矩陣中的一個(gè)來切換，而高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)可通過這兩個(gè)交換矩陣來永久地切換。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)單元的全部交換容量可得到更有效的使用，第一和第二交換矩陣可設(shè)計(jì)為比現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)容量更小，以及本發(fā)明在現(xiàn)有系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)施可僅通過控制系統(tǒng)的軟件更新來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明用于IP(網(wǎng)際協(xié)議)和數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)更佳，因?yàn)樵谶@些網(wǎng)絡(luò)內(nèi)支持各種各樣的業(yè)務(wù)層協(xié)定(SLA)很重要。這意味著支持高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)以及低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)是必要的。
在第一交換矩陣發(fā)生故障的情況下，低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)可能被放棄。第一和第二傳輸信號(hào)構(gòu)成線性11 MSP、線性1n MSP或MS-SPRing的一部分更佳。
本發(fā)明的其它有利改進(jìn)在從屬權(quán)利要求中公開。


現(xiàn)在參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)單元的原理框圖；圖2示出了在第一故障條件下圖1的網(wǎng)絡(luò)單元；圖3示出了在第二故障條件下圖1的網(wǎng)絡(luò)單元；圖4示出了在有雙故障的第三故障條件下圖1的網(wǎng)絡(luò)單元；
圖5示出了在也有雙故障的第四故障條件下圖1的網(wǎng)絡(luò)單元；以及圖6示出了僅在內(nèi)部保護(hù)高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的本發(fā)明的改進(jìn)。
本發(fā)明的詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)字交叉連接DXC如圖1所示包括輸入端口14、輸出端口15、第一交換矩陣12、第二交換矩陣13以及控制系統(tǒng)18。輸入端口14和輸出端口15分別連接到這兩個(gè)交換矩陣12、13。第一交換矩陣12表示為矩陣拷貝A且用作有效矩陣，而第二交換矩陣14表示為矩陣拷貝B且用作保護(hù)矩陣。如果發(fā)生故障，矩陣拷貝B將如下所述接管矩陣拷貝A的操作?？刂葡到y(tǒng)18配置并控制輸入端口14、輸出端口15以及交換矩陣12和13的運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)18如圖所示也被設(shè)置兩次，作為工作系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)。僅為清楚起見，輸入端口14和輸出端口15表示為獨(dú)立的設(shè)備。實(shí)際上，它們布置在若干集合I/O板上，每個(gè)I/O板都帶有一個(gè)或多個(gè)輸入和輸出端口。一個(gè)輸入端口與其對(duì)應(yīng)的輸出端口一起通常稱為I/O端口。
以下為簡(jiǎn)化起見僅描述一個(gè)方向，而實(shí)際上，輸入和輸出端口之間的交叉連接是雙向的。外部線路10、11和16、17在實(shí)踐中也是雙向的，但以下也僅描述一個(gè)方向。通過矩陣拷貝的雙向交叉連接的實(shí)施可通過兩條單向路徑實(shí)現(xiàn)。
在數(shù)字傳輸網(wǎng)的語境中，傳輸信號(hào)或其部分的交換通常也稱為“交叉連接”。傳輸信號(hào)的這種部分根據(jù)復(fù)用層次被復(fù)用到傳輸信號(hào)內(nèi)的復(fù)用單元。在ITU-T G.707規(guī)定的SDH(同步數(shù)字系列)的實(shí)例中，這些復(fù)用單元稱為虛容器。在ITU-T G.709規(guī)定的光傳送系列(OTH)中，這些復(fù)用單元稱為光信道(OCH)。
在常規(guī)的交叉連接系統(tǒng)中，矩陣拷貝A和拷貝B基本上執(zhí)行相同的功能。所接收的每個(gè)傳輸信號(hào)在輸入端口被復(fù)制并被廣播到這兩個(gè)矩陣拷貝。每個(gè)矩陣拷貝都將該信號(hào)的拷貝交換到同一輸出端口由其選擇這兩個(gè)信號(hào)拷貝中的優(yōu)者。在所建立的線路保護(hù)類似于1+1 MSP的情況下，同一傳輸信號(hào)在兩個(gè)輸入端口通過兩條獨(dú)立的線路被接收兩次。在輸入端口處選擇線路保護(hù)的兩個(gè)傳輸信號(hào)的優(yōu)者，將其廣播到兩個(gè)交換矩陣，并一式兩份地交換到對(duì)應(yīng)的輸出端口。對(duì)雙向連接的返回信號(hào)作同樣處理。
在支持額外業(yè)務(wù)時(shí)(這種情況稱為11 MSP)，線路保護(hù)的保護(hù)線路攜帶的不是與工作線路所攜帶的相同的傳輸信號(hào)，而是攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)。在此情況下，線路保護(hù)通過其兩條冗余線路攜帶被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)和額外業(yè)務(wù)信號(hào)。由于在兩個(gè)輸入端口處接收這兩個(gè)不同信號(hào)，因此每個(gè)信號(hào)都被廣播到兩個(gè)交換矩陣，并一式兩份地交換到各自的輸出端口。因此，共有四個(gè)信號(hào)通過這兩個(gè)交換矩陣交換。如果一條線路發(fā)生故障，額外業(yè)務(wù)信號(hào)被放棄，而被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)則通過保護(hù)線路被重新路由，由此替換了之前的額外業(yè)務(wù)信號(hào)。在無故障運(yùn)行期間，矩陣拷貝A和B因此交換同一信號(hào)的共兩個(gè)相同拷貝，即被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)的兩個(gè)拷貝和額外業(yè)務(wù)的兩個(gè)拷貝。
本發(fā)明的基本構(gòu)思是僅用矩陣拷貝B交換額外業(yè)務(wù)，以及僅用矩陣拷貝A交換被保護(hù)業(yè)務(wù)。這是考慮到交叉連接內(nèi)的元件相比網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的光纖線路非常可靠。矩陣元件的典型故障時(shí)間要比光跨度的典型故障時(shí)間短上百倍甚至上千倍。另外，通常位于中心局的網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)的故障元件的平均修復(fù)時(shí)間(MTTR)比室外光纖切斷的平均修復(fù)時(shí)間要短得多。本發(fā)明利用這一事實(shí)，并認(rèn)識(shí)到如果在線路故障情況下額外業(yè)務(wù)的丟失可接受，那么甚至在矩陣拷貝之一故障的情況下額外業(yè)務(wù)的丟失也可接受。根據(jù)本發(fā)明，線路保護(hù)的兩條冗余線路的傳輸信號(hào)由此通過該矩陣的兩個(gè)已存在拷貝分配，從而將交叉連接的總交換容量增大最多兩倍，或相比傳統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，允許在交叉連接交換矩陣內(nèi)僅使用一半交換容量。這對(duì)所需的交換元件數(shù)的影響是巨大的，因?yàn)閷?duì)于方矩陣來說，一半交換容量意味著連接點(diǎn)將減至原始連接點(diǎn)數(shù)量的平方根，而對(duì)于Clos型矩陣來說，也要減至原始連接點(diǎn)數(shù)量的一半。
因此可以說本發(fā)明實(shí)現(xiàn)并利用了標(biāo)準(zhǔn)化線路保護(hù)機(jī)制和專用設(shè)備保護(hù)之間的協(xié)同效應(yīng)。
這可借助圖1的實(shí)例來表示。輸入端口14終止兩條光路10、11，這兩條光路都是第一11復(fù)用段保護(hù)(11 MSP)的一部分。輸出端口15生成兩條光路16、17，這兩條光路都是第二11 MSP的一部分。工作線路10和16攜帶帶有稱為被保護(hù)業(yè)務(wù)的高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)，而保護(hù)線路11和17攜帶帶有低優(yōu)先權(quán)的額外業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)。如果外部線路發(fā)生故障，被保護(hù)業(yè)務(wù)根據(jù)MSP的原理被重新路由到保護(hù)線路11、17。
在交叉連接DXC內(nèi)，被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)被接收的輸入端口路由到矩陣拷貝A12，而額外業(yè)務(wù)信號(hào)被路由到矩陣拷貝B13。矩陣拷貝A12將被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)交換到與工作線路16相連的輸出端口，而矩陣拷貝B13將額外業(yè)務(wù)信號(hào)交換到與保護(hù)線路17相連的輸出端口。根據(jù)在所接收信號(hào)的開銷的K1和K2字節(jié)內(nèi)的MSP協(xié)議，在I/O段本身已經(jīng)知道關(guān)于所接收的信號(hào)哪些攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)哪些攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的信息。
圖1中的虛線指示設(shè)備保護(hù)交換功能EPS，它負(fù)責(zé)在故障情況下從工作資源交換到保護(hù)資源。如果必要的話，它將在控制系統(tǒng)18的控制之下啟動(dòng)，以下將參照?qǐng)D2至5對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)解釋，這幾個(gè)圖示出了可能發(fā)生在外部網(wǎng)絡(luò)和交叉連接內(nèi)部的若干種故障。
如圖2所示出的第一故障影響矩陣拷貝A12。在這種硬件故障的情況下，到達(dá)輸出端口15的經(jīng)交換的被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)被干擾。接收到該有誤信號(hào)的輸出端口利用常規(guī)校驗(yàn)和測(cè)試、標(biāo)識(shí)符或內(nèi)部信令檢測(cè)出該故障，并將該故障通知控制系統(tǒng)18。為恢復(fù)被保護(hù)業(yè)務(wù)，控制系統(tǒng)18通過控制受影響的輸入端口14重新路由經(jīng)線路10接收的被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)到矩陣拷貝B，以及控制受影響的輸出端口15從矩陣拷貝B接收被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)立即啟動(dòng)設(shè)備保護(hù)交換功能EPS。重新路由可利用如圖所示的簡(jiǎn)單硬件交換或任何其它方式實(shí)現(xiàn)。
切換的結(jié)果是，被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)通過矩陣拷貝B恢復(fù)，而額外業(yè)務(wù)信號(hào)在輸入端口處被丟棄。如果矩陣拷貝B有空閑資源，也可以考慮為額外業(yè)務(wù)信號(hào)通過矩陣拷貝B建立新路徑而不是將其丟棄。盡管如此，這仍應(yīng)當(dāng)僅在被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)成功交換之后再執(zhí)行，以確保為1+1 MSP定義的50ms的目標(biāo)恢復(fù)時(shí)間。
圖3示出了位于矩陣拷貝B的故障。額外業(yè)務(wù)信號(hào)的故障被檢測(cè)，并被通過與保護(hù)線路17相連的輸出端口15通知控制系統(tǒng)18。由于拷貝B在正常運(yùn)行中僅交換額外業(yè)務(wù)，因此被保護(hù)業(yè)務(wù)并不受該故障的影響。因此不必進(jìn)行切換。
圖4示出了帶有雙故障的情形。在交叉連接內(nèi)部，矩陣拷貝B有故障，而在外部，被保護(hù)線路10受干擾。首先，在對(duì)應(yīng)的輸入端口14處檢測(cè)到被保護(hù)線路10有故障。根據(jù)MSP協(xié)議，通過在保護(hù)線路11的相反方向上發(fā)送的段開銷內(nèi)的K1、K2字節(jié)，該故障被傳遞到使用MSP協(xié)議的發(fā)送節(jié)點(diǎn)。這是在控制系統(tǒng)18的控制之下發(fā)生的。MSP協(xié)議包括，交叉連接在保護(hù)線路11的相反方向，向位于故障光纖10的遠(yuǎn)端的發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)回一個(gè)橋路請(qǐng)求。響應(yīng)于接收到該橋路請(qǐng)求，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)將被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)的傳輸從故障線路10交換到保護(hù)線路11，并放棄先前通過保護(hù)線路攜帶的額外業(yè)務(wù)。對(duì)應(yīng)的輸入端口14因此從線路11接收被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)。
矩陣拷貝B13的故障在與保護(hù)線路17相連的輸出端口17處被檢測(cè)出。該故障被通知到控制系統(tǒng)18。由于被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)從工作線路到保護(hù)線路的切換已發(fā)生，而且由于拷貝B的故障因此影響被保護(hù)業(yè)務(wù)，所以控制系統(tǒng)18啟動(dòng)設(shè)備保護(hù)功能EPS以使與線路11相連的輸入端口14重新路由接收的業(yè)務(wù)信號(hào)到矩陣拷貝A。因此，被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)從保護(hù)線路11通過矩陣拷貝A 12被交換到工作線路16。這樣的話，即使在雙故障情況下也可恢復(fù)被保護(hù)業(yè)務(wù)。
圖5示出了同樣的雙故障情況，不過是矩陣拷貝A故障，而不是矩陣拷貝B故障。在此情況下，與工作線路16相連的輸出端口15檢測(cè)到有信號(hào)丟失并通知控制系統(tǒng)18，控制系統(tǒng)18通過使輸出端口從矩陣拷貝B13接收被保護(hù)業(yè)務(wù)信號(hào)來啟動(dòng)設(shè)備保護(hù)交換功能。如圖4所示，被保護(hù)業(yè)務(wù)因而被恢復(fù)。
應(yīng)當(dāng)指出，在以上的任何一個(gè)實(shí)例中，都不必重新配置交換矩陣12、13，因?yàn)榍袚Q發(fā)生在I/O段，而且使用已存在路徑通過非故障交換矩陣。然而，如果例如額外業(yè)務(wù)在無故障情況下被交換到不同于被保護(hù)業(yè)務(wù)的板或架子上，那么重新配置非故障交換矩陣是必要的。矩陣重新配置可通過提供帶有兩個(gè)用于其配置的查詢表的冗余交換矩陣實(shí)現(xiàn)，其中一個(gè)表用于無故障情況，而另一個(gè)用于矩陣拷貝A故障的情況。這使得能在這兩種配置之間快速切換。
然而，對(duì)于類似于SNCP(子網(wǎng)連接保護(hù))的其它種類的路徑級(jí)保護(hù)交換來說，以常規(guī)方式重新配置非故障交換矩陣以恢復(fù)被保護(hù)業(yè)務(wù)也是可能的。在路徑保護(hù)情況下，時(shí)間約束并不嚴(yán)格，因此原則上允許重新配置交換矩陣。
上面提及，如果矩陣仍剩余有空閑資源，不用放棄額外業(yè)務(wù)就能建立新路徑通過無故障矩陣拷貝以再次連接保護(hù)線路的I/O端口將是可能的。
在SDH網(wǎng)絡(luò)單元的實(shí)例中，I/O段接收的輸入信號(hào)也可能是包含攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)部分和攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)部分的復(fù)用信號(hào)。這種復(fù)用信號(hào)的實(shí)例是包含16個(gè)單獨(dú)VC-4的STM-16信號(hào)。在此情況下，接收接口可能將該復(fù)用信號(hào)分解為其構(gòu)成的STM-1等效物，即帶有等效于STM-1幀的某種內(nèi)部幀結(jié)構(gòu)的VS-4，并將16個(gè)STM-1等效物通過16條并行連接獨(dú)立轉(zhuǎn)發(fā)到兩個(gè)交換矩陣。根據(jù)本發(fā)明，攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的STM-1等效物將在控制系統(tǒng)的控制下被路由到第一交換矩陣，而攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的STM-1等效物將被路由到第二交換矩陣，而且在第一交換矩陣發(fā)生故障的情況下，攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的STM-1等效物將被重新路由到第二交換矩陣，而攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的STM-1等效物可被丟棄。
波長(zhǎng)復(fù)用的OTN信號(hào)也可通過類似方式分解為它們的組成部分，并依據(jù)其攜帶的業(yè)務(wù)的優(yōu)先權(quán)通過這兩個(gè)矩陣獨(dú)立分配。
被映射到多個(gè)虛擬鏈接VC-nv信號(hào)內(nèi)的以太網(wǎng)信號(hào)(10M、100M、GE、10GE)，例如傳輸一個(gè)GE的8×VC-4v，其中4×VC-4V具有高優(yōu)先權(quán)而4×VC-4v具有低優(yōu)先權(quán)，也可通過類似方式分解為它們的組成部分，并依據(jù)其攜帶的業(yè)務(wù)的優(yōu)先權(quán)通過這兩個(gè)矩陣獨(dú)立分配。類似的映射可能用于IP或ATM有效負(fù)荷。
與常規(guī)交叉連接相比，本發(fā)明的實(shí)施首先需要改變控制設(shè)備保護(hù)交換的控制系統(tǒng)。另外，常規(guī)交叉連接系統(tǒng)可能在每個(gè)I/O端口和兩個(gè)交換矩陣之間執(zhí)行了硬件廣播功能，該功能復(fù)制每個(gè)信號(hào)，并將它們分配給矩陣的兩個(gè)拷貝。根據(jù)本發(fā)明，要求每個(gè)I/O端口都可可控連接到這兩個(gè)矩陣拷貝中的任何一個(gè)。這可以通過布置在I/O板上的類似于轉(zhuǎn)接開關(guān)的硬交換，或通過布置在I/O段和矩陣板之間的一個(gè)或多個(gè)專用保護(hù)交換板，通過交換矩陣的前置級(jí)，或通過任何其它種類的交換設(shè)施來實(shí)現(xiàn)。
控制系統(tǒng)是常規(guī)設(shè)計(jì)的軟件驅(qū)動(dòng)處理設(shè)備，而且在該處理設(shè)備上運(yùn)行的控制軟件包括控制I/O段和交換矩陣的運(yùn)行的控制命令。根據(jù)本發(fā)明，控制軟件依據(jù)故障的性質(zhì)在故障情況下啟動(dòng)從工作線路到保護(hù)線路以及從矩陣拷貝A到矩陣拷貝B的切換。
根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)優(yōu)選由若干模塊化子系統(tǒng)組成。如果交叉連接的若干元件布置在隔離架內(nèi)將特別有利。第一子系統(tǒng)分配給由布置在第一架的多個(gè)I/O板構(gòu)成的I/O段。第一子系統(tǒng)控制所有I/O板，并負(fù)責(zé)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備保護(hù)交換。第二子系統(tǒng)分配給由布置在第二架的多個(gè)矩陣板構(gòu)成的交換矩陣。第二子系統(tǒng)控制并配置交換矩陣以適當(dāng)?shù)鼗ミB各個(gè)I/O端口。第三高級(jí)子系統(tǒng)控制第一和第二子系統(tǒng)的操作，并負(fù)責(zé)諸如運(yùn)行和維護(hù)事項(xiàng)的高級(jí)功能。本發(fā)明的實(shí)施因而將主要影響第一子系統(tǒng)，但在交換矩陣的重新配置的情況下也將影響第二和第三子系統(tǒng)。
上述實(shí)例的交叉連接是SDH(同步數(shù)字系列)交叉連接。其矩陣拷貝A和B可能是類似Clos型交換矩陣或方矩陣的任何類型矩陣，但通常具有相同設(shè)計(jì)。然而，本發(fā)明并不局限于SDH，而是可根據(jù)相同原理在不僅帶有電交換矩陣還帶有光交換矩陣的其它種類的傳輸網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，類似例如SONET(同步光纖網(wǎng))或在ITU-T G.709規(guī)定的OTN(光傳送網(wǎng))。
在本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)中，如果所接收的信號(hào)或其組分?jǐn)y帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)則將它們廣播到兩個(gè)交換矩陣，而將攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的接收信號(hào)或其組分僅路由到這兩個(gè)交換矩陣中的一個(gè)也將是可能的。這意味著通過將高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)經(jīng)這兩個(gè)矩陣拷貝交換并在輸出端口處選擇這兩個(gè)信號(hào)中的優(yōu)者，可從內(nèi)部保護(hù)高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)，而低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)不能從內(nèi)部保護(hù)。圖6示出了這種實(shí)例。
在圖6中，交叉連接DXC在輸入I/O卡614處接收一個(gè)攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的信號(hào)610和兩個(gè)攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的信號(hào)611、621。接收的所有三個(gè)信號(hào)都未在外部保護(hù)，即MSP或MS-SPRing都未應(yīng)用于它們中的任何一個(gè)。
設(shè)備保護(hù)交換功能620、619(EPS)在該實(shí)施例中包括于I/O段614、615內(nèi)。每個(gè)I/O端口都可在控制系統(tǒng)618的控制之下連接到兩個(gè)交換矩陣612、613中的任何一個(gè)。這些矩陣將信號(hào)轉(zhuǎn)換到輸出端口段615。
由于所接收信號(hào)610攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)，所以必須對(duì)它施加內(nèi)部保護(hù)。該信號(hào)因此在I/O端口614被復(fù)制并分配給交換矩陣的兩個(gè)拷貝。這兩個(gè)拷貝612、613將同一信號(hào)的拷貝轉(zhuǎn)換到同一輸出端口615，輸出端口615選擇這兩個(gè)信號(hào)拷貝中的優(yōu)者并將它們作為輸出信號(hào)616發(fā)送到外部網(wǎng)絡(luò)。選擇由EPS功能619執(zhí)行。
所接收的另兩個(gè)信號(hào)611和621僅攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)。因此，對(duì)這些信號(hào)無需內(nèi)部保護(hù)。每個(gè)低優(yōu)先權(quán)信號(hào)因此僅被轉(zhuǎn)發(fā)到矩陣拷貝612、613中的一個(gè)。信號(hào)611被交換矩陣612轉(zhuǎn)換到對(duì)應(yīng)的輸出端口615，而信號(hào)621則被交換矩陣613轉(zhuǎn)換。對(duì)應(yīng)的輸出端口615將被交換的信號(hào)分別作為輸出信號(hào)617和627發(fā)送。
由于冗余矩陣拷貝613僅保護(hù)高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)以防內(nèi)部故障這一事實(shí)，用于低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的交換容量得以增大。兩個(gè)矩陣拷貝關(guān)于低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的配置是不對(duì)稱的。
這種保護(hù)機(jī)制考慮到，類似于常規(guī)IP業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)常以所謂的最大努力途徑來發(fā)送，而攜帶例如數(shù)字化語音信號(hào)的其它業(yè)務(wù)則通常要求更好的服務(wù)質(zhì)量。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商或客戶可選擇它們是否想通過保護(hù)這些傳輸信號(hào)來保證服務(wù)質(zhì)量。因此被保護(hù)業(yè)務(wù)的傳輸相比低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的未保護(hù)傳輸可按更高價(jià)格收費(fèi)，因?yàn)槲幢Ｗo(hù)傳輸使用的網(wǎng)絡(luò)單元的資源較少。
雖然在使用外部段保護(hù)的第一個(gè)實(shí)施例中，關(guān)于所攜帶業(yè)務(wù)是具有高優(yōu)先權(quán)還是低優(yōu)先權(quán)的信息，因所接收信號(hào)的開銷中K1和K2字節(jié)內(nèi)的保護(hù)協(xié)議而為I/O段知曉，但對(duì)后一實(shí)施例來說該信息本身再也不能得到。因此需要使用保留開銷比特或網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的附加信令將業(yè)務(wù)優(yōu)先權(quán)通知I/O段。在我們的例子中，控制系統(tǒng)618控制I/O段處理所接收信號(hào)為或高或低優(yōu)先權(quán)信號(hào)并施加適當(dāng)保護(hù)。由中心網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通知控制系統(tǒng)618每個(gè)接收信號(hào)的優(yōu)先權(quán)級(jí)別。然而，如果優(yōu)先權(quán)信息包含在留作內(nèi)部或?qū)ｉT使用的任一開銷字節(jié)內(nèi)，這種區(qū)別也可在I/O段本身判定，作為選擇，這也可在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
由于在后一實(shí)施例中所接收信號(hào)的優(yōu)先權(quán)類型本身并不知道，然而交叉連接具有例如控制系統(tǒng)或在I/O段直接運(yùn)行的協(xié)議數(shù)據(jù)自適應(yīng)鑒定監(jiān)視器(daemon)的裝置，以區(qū)別所接收的攜帶高優(yōu)先權(quán)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的信號(hào)很重要。所述后一實(shí)施例的基本構(gòu)思是依據(jù)任一接收信號(hào)攜帶的業(yè)務(wù)的優(yōu)先權(quán)級(jí)別施加局部保護(hù)，并對(duì)攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的信號(hào)不對(duì)稱地配置交換矩陣。如果存在若干優(yōu)先權(quán)級(jí)別，本發(fā)明根據(jù)相對(duì)優(yōu)先權(quán)安排和處理這些信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種用于數(shù)字傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)單元，包括-用于接收和發(fā)送傳輸信號(hào)的兩個(gè)或多個(gè)I/O端口，每個(gè)所述傳輸信號(hào)攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或它們的組合；-第一交換矩陣，用于將所接收的傳輸信號(hào)或其部分從任何一個(gè)I/O端口隨機(jī)交換到任何一個(gè)I/O端口；-第二冗余交換矩陣，所述第二矩陣提供用于在故障情況下接管第一交換矩陣的操作；-用于控制所述I/O端口以及所述第一和第二交換矩陣的配置的控制系統(tǒng)；其中每個(gè)所述I/O端口都可可控連接到所述兩個(gè)交換矩陣中的任何一個(gè)，而且所述控制系統(tǒng)適合于控制所述I/O端口-路由攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)或其部分到所述第一交換矩陣，-路由攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)或其部分到所述第二交換矩陣，以及-在所述第一交換矩陣發(fā)生故障的情況下，重新路由攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)到所述第二交換矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)單元，其中在故障情況下，所述控制系統(tǒng)控制所述I/O端口放棄攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)或其部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的網(wǎng)絡(luò)單元，其中所述1/O端口布置在第一架上而所述矩陣布置在第二架上，而且其中所述控制系統(tǒng)包括-適合于控制所述I/O端口的第一子系統(tǒng)，-適合于控制所述交換矩陣的第二子系統(tǒng)，-以及控制所述第一和第二子系統(tǒng)的第三高級(jí)子系統(tǒng)。
4.一種用于在數(shù)字傳輸網(wǎng)交換傳輸信號(hào)或其部分的方法，所述方法包括步驟-接收第一傳輸信號(hào)和第二傳輸信號(hào)，所述信號(hào)攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或它們的任何組合；-路由攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的所述第一傳輸信號(hào)或其部分到第一交換矩陣；-路由攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的所述第二傳輸信號(hào)到第二交換矩陣；-在所述第一交換矩陣故障的情況下，重新路由所述第一傳輸信號(hào)或其部分到所述第二交換矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，包括用于在所述第一交換矩陣故障的情況下放棄所述第二傳輸信號(hào)或其部分的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第一和第二傳輸信號(hào)構(gòu)成了11復(fù)用段保護(hù)的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第一和第二傳輸信號(hào)構(gòu)成了1n復(fù)用段保護(hù)的一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述第一和第二傳輸信號(hào)構(gòu)成了復(fù)用段共用保護(hù)環(huán)的一部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，還包括復(fù)制攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的所述第一傳輸信號(hào)或其部分，并將信號(hào)拷貝路由到第二交換矩陣，同時(shí)僅將攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的第二傳輸信號(hào)或其部分路由到交換矩陣中的一個(gè)的步驟。
10.一種用于在數(shù)字傳輸網(wǎng)交換傳輸信號(hào)或其部分的方法，所述方法包括步驟-接收第一傳輸信號(hào)和第二傳輸信號(hào)，所述信號(hào)攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或它們的任何組合；-復(fù)制攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的所述第一傳輸信號(hào)或其部分，并將這兩個(gè)信號(hào)拷貝路由到第一交換矩陣和第二交換矩陣；-僅將攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的所述第二傳輸信號(hào)路由到所述交換矩陣中的一個(gè)；以及-通過交換矩陣將信號(hào)交換到預(yù)定輸出端口。
11.一種用于數(shù)字傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)單元，包括-用于接收和發(fā)送傳輸信號(hào)的兩個(gè)或多個(gè)I/O端口，每個(gè)所述傳輸信號(hào)攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或它們的組合；-第一交換矩陣，用于將所接收的傳輸信號(hào)或其部分從任何一個(gè)I/O端口隨機(jī)交換到任何一個(gè)I/O端口；-第二冗余交換矩陣，所述第二矩陣提供用于在故障情況下接管第一交換矩陣的操作；-用于控制所述I/O端口以及所述第一和第二交換矩陣的配置的控制系統(tǒng)；其中每個(gè)所述I/O端口都可可控連接到所述兩個(gè)交換矩陣中的任何一個(gè)，所述網(wǎng)絡(luò)單元包括用于區(qū)別攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的接收信號(hào)的裝置，而且所述控制系統(tǒng)適合于控制所述I/O端口-復(fù)制攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)或其部分，并將這兩個(gè)信號(hào)拷貝路由到所述兩個(gè)交換矩陣以及-僅將攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的傳輸信號(hào)或其部分路由到所述交換矩陣中的一個(gè)。
全文摘要
一種數(shù)字傳輸網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)單元(DXC)有第一交換矩陣(12)，第二冗余交換矩陣(13)，多個(gè)I/O端口(14、15)，每個(gè)端口都可可控連接到這兩個(gè)交換矩陣中的一個(gè)，以及控制系統(tǒng)(18)。I/O端口(14、15)接收并發(fā)送攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)(10)或低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)(11)的傳輸信號(hào)。在正常運(yùn)行中，控制系統(tǒng)(18)控制I/O端口(14、15)將所接收的攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)(10)的傳輸信號(hào)路由到第一交換矩陣(12)，以及將攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)(11)的傳輸信號(hào)路由到第二交換矩陣(13)。在第一交換矩陣(12)發(fā)生故障的情況下，控制系統(tǒng)(18)控制I/O端口(14、15)將攜帶高優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)(10)的傳輸信號(hào)重新路由到第二交換矩陣(13)，而攜帶低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)(11)的傳輸信號(hào)可被丟棄。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1400781SQ0212705
公開日2003年3月5日 申請(qǐng)日期2002年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月27日
發(fā)明者沃爾克瑪·修爾 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司