專利名稱：鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種網(wǎng)絡(luò)通信鏈路的保護(hù)方法，特別是涉及一種采用鏈形組網(wǎng)方式的光傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法。
隨著現(xiàn)代數(shù)字通信技術(shù)和光傳輸技術(shù)的飛速發(fā)展，以光纖傳輸為主的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)正在獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。其中，采用鏈形組網(wǎng)方式的光纖接入網(wǎng)由于其成本和適應(yīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，更在諸如鐵路等許多系統(tǒng)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在該通信網(wǎng)絡(luò)中，一般采用主備鏈路的方法對(duì)重要的通信鏈路進(jìn)行保護(hù)。參見

圖1(a)所示，在采用主備鏈路保護(hù)機(jī)制的系統(tǒng)中，兩個(gè)相臨的通信節(jié)點(diǎn)之間一般保留了一條或多條備用鏈路(圖中虛線所示)，當(dāng)主用鏈路(圖中實(shí)線所示)中斷時(shí)，通信節(jié)點(diǎn)自動(dòng)將主用鏈路上的業(yè)務(wù)(雙箭頭直線所示)平滑轉(zhuǎn)移到備用鏈路上，參見圖1(b)所示，以確保重要通信鏈路傳輸?shù)目煽啃浴?br> 當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)數(shù)目較少、節(jié)點(diǎn)之間的距離較短時(shí)，上述主備方式可以提供穩(wěn)定可靠的保護(hù)機(jī)制。國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)規(guī)定的交換機(jī)(LE)和接入網(wǎng)(AN)之間的V5.2接口，對(duì)通信通道的保護(hù)，也主要是采用主備方式。但當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)數(shù)目較多，節(jié)點(diǎn)之間距離較長(zhǎng)的時(shí)候，采用主備方式對(duì)通信鏈路進(jìn)行保護(hù)，卻帶來(lái)了一些難以解決的問題。
以鐵路專網(wǎng)為例，由于其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較特殊，一般采用鏈形組網(wǎng)，上級(jí)模塊和下級(jí)模塊之間在地理上分布較散，鏈形網(wǎng)的長(zhǎng)度可達(dá)幾百公里，乃至上千公里，因此，傳輸一般采用光傳輸系統(tǒng)。各下級(jí)模塊光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的2M E1統(tǒng)一來(lái)自鐵路沿線鋪設(shè)的光纖傳輸通道，E1發(fā)生中斷的原因，最有可能是光傳輸設(shè)備故障或光纖物理?yè)p傷。由于ONU的主、備鏈路都在同一條光纖上，那么當(dāng)主用鏈路(圖中實(shí)線所示)中斷的時(shí)候，備用鏈路(圖中虛線所示)也可能一起中斷，從而備用鏈路不能起到保護(hù)作用，參見圖2(a)所示。由圖2(b)可以看出，如果ONU B和ONU C之間的光纖中斷，那么不僅造成鏈形網(wǎng)絡(luò)ONU B之后的所有ONU與上級(jí)模塊光纖線路終端(OLT)間的通信中斷，而且ONU B和ONU C之間的通信也同時(shí)中斷，這種情況下，ONU B和ONU C之間的備用E1，亦無(wú)法發(fā)揮保護(hù)作用。
上述問題究其原因就在于，在鏈形組網(wǎng)的鐵路專網(wǎng)中，ONU之間通過光傳輸系統(tǒng)通信，主、備E1都在同一條光纖之上，因此，備用E1的可靠性等級(jí)與主用E1相同，而且，主用E1中斷的時(shí)候，備用E1也極有可能是同時(shí)中斷。
因此，在以主備工作方式對(duì)通信鏈路進(jìn)行保護(hù)的系統(tǒng)中，要解決上述問題，必須提高備用鏈路的可靠性，比如1、獨(dú)立于現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)，另外鋪設(shè)備用光纖，備用鏈路通過備用光纖傳輸，避免主備鏈路在同一條光纖或同一個(gè)通信管道內(nèi)。2、備用鏈路通過其它可靠性更高的傳輸方式。但是，上面這兩種方式，都會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的投資成本大大增加，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不高。
有鑒于此，本發(fā)明的目的就在于提供鏈形組網(wǎng)方式的光傳輸網(wǎng)絡(luò)中一種新型的通信鏈路保護(hù)方法，其可充分利用現(xiàn)有設(shè)備、不增加投資成本，簡(jiǎn)單、方便地解決以光纖傳輸為主的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)中投資成本和系統(tǒng)可靠性之間的矛盾。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法，其特征在于該方法包含以下步驟按照鏈形網(wǎng)的東西走向確定入向通信鏈路和出向通信鏈路，光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的通信鏈路至少具有入主用鏈路、入備用鏈路和出主用鏈路、出備用鏈路四種，其中，起始端光纖網(wǎng)絡(luò)單元無(wú)入主用鏈路，末端光纖網(wǎng)絡(luò)單元無(wú)出主用鏈路；將起始端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的入備用鏈路和末端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的出備用鏈路分別引出，并通過一長(zhǎng)距離通信通道建立互連；將光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的出備用鏈路和入備用鏈路通過傳輸線互相連接，在光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部建立入備用鏈路和出備用鏈路的固定連接，再結(jié)合所述的起始端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的入備用鏈路和末端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的出備用鏈路之間的長(zhǎng)距離通信通道，從而組成一個(gè)備用鏈路的環(huán)路；通過光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部的保護(hù)切換及所述的備用鏈路環(huán)路，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間任何一條主用鏈路的保護(hù)。
根據(jù)上述技術(shù)方案，所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部建立的入備用鏈路和出備用鏈路的固定連接是在網(wǎng)片上通過半永久連接的方式實(shí)現(xiàn)的。
根據(jù)上述技術(shù)方案，所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部的保護(hù)切換包含以下步驟當(dāng)?shù)谝还饫w網(wǎng)絡(luò)單元(ONU B)和第二光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU C)發(fā)生中斷時(shí)，第一光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU B)的出主用鏈路通過一保護(hù)切換單元的切換控制，內(nèi)部連接到該第一光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU B)的出備用鏈路；第二光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU C)的入主用鏈路通過一保護(hù)切換單元的切換控制，內(nèi)部連接到該第二光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU C)的入備用鏈路。
所述的保護(hù)切換單元可以通過現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)根據(jù)上述技術(shù)方案，所述的長(zhǎng)距離通信通道可以通過衛(wèi)星通信鏈路實(shí)現(xiàn)，也可以通過光傳輸干線等方式實(shí)現(xiàn)。
由于以上技術(shù)方案，在鏈形組網(wǎng)方式的光傳輸系統(tǒng)中，通過一長(zhǎng)距離通信通道、各光纖網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)部、外部建立的連接，從而組成了一個(gè)備用鏈路的保護(hù)環(huán)路。當(dāng)傳輸線路中任何一點(diǎn)發(fā)生中斷時(shí)，由中斷處兩端的光纖網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)部分別作主用鏈路到備用鏈路的保護(hù)切換，藉由上述的備用鏈路的保護(hù)環(huán)路迂回傳輸，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鏈形網(wǎng)光傳輸系統(tǒng)中的任何一條主用鏈路的保護(hù)。
采用本發(fā)明方法，除了起始端ONU和末端ONU各占用一條其它傳輸方式的通信鏈路之外，無(wú)需添加任何設(shè)備，也無(wú)需埋設(shè)備用光纖，直接利用接入網(wǎng)現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)，就可以組成備用鏈路保護(hù)環(huán)，對(duì)鏈形網(wǎng)上任何兩個(gè)相臨ONU之間的主用鏈路進(jìn)行保護(hù)，可以確保在光纖全部中斷的情況下，ONU之間的業(yè)務(wù)不發(fā)生中斷。所述的其它傳輸方式的通信鏈路，例如，可以是光傳輸干線、衛(wèi)星通信鏈路等，亦皆為現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)，因此本發(fā)明確為一種投資少、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的通信鏈路保護(hù)方法。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1為一般的通信鏈路保護(hù)方法。
圖2為鐵路專網(wǎng)的組網(wǎng)方式示意圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例鐵路專網(wǎng)中的備用E1保護(hù)環(huán)示意圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例鐵路專網(wǎng)中，通過備用E1保護(hù)環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)ONU間主用E1保護(hù)的示意圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)切換單元(FPGA)的保護(hù)切換電路示意圖。
在一具體應(yīng)用實(shí)例鐵路專網(wǎng)中，為了保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，在中心調(diào)度局，一般都具有衛(wèi)星通信通道，以保證在意外情況下，如鐵路沿線通信中斷時(shí)，中心調(diào)度局之間的通信不會(huì)中斷。因此，參照?qǐng)D3所示，將本發(fā)明應(yīng)用到這一具體實(shí)例中，即在鐵路專網(wǎng)的組網(wǎng)設(shè)計(jì)中，只要在其鏈形網(wǎng)的起始端ONU和末端ONU各引出一條E1，并且通過中心調(diào)度局的衛(wèi)星通信通道(圖中點(diǎn)線所示)互連，就可以結(jié)合ONU之間的備用E1，組成一個(gè)備用E1的保護(hù)環(huán)路，稱為E1保護(hù)環(huán)。利用E1保護(hù)環(huán)，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)ONU之間任何一條主用E1的保護(hù)功能。圖中以實(shí)線表示主用E1，以虛線區(qū)別主用E1表示備用E1。
在E1保護(hù)環(huán)中，長(zhǎng)距離的衛(wèi)星通信通道是關(guān)鍵，必須保證這條通信通道的可靠安全，在實(shí)際組網(wǎng)中，也可以考慮采用其它高可靠性的通信方式，實(shí)現(xiàn)起始端ONU和末端ONU之間的2M E1互連。
按照鏈形組網(wǎng)的東西走向，定義入向E1(由西向東接入ONU)和出向E1(由西向東引出ONU)。對(duì)于每個(gè)ONU而言，ONU之間的E1鏈路有四種入主用E1、入備用E1、出主用E1和出備用E1。其中，起始端ONU無(wú)入主用E1，末端ONU無(wú)出主用E1。除起始端ONU的入備用E1和末端ONU的出備用E1是衛(wèi)星鏈路外，其余的ONU間備用E1都通過現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)傳輸，可以和主用E1共用一條光纖。
ONU之間的出備用E1和入備用E1通過傳輸系統(tǒng)互相連接，組成一個(gè)備用E1的環(huán)路，在ONU內(nèi)部，入備用E1和出備用E1通過半永久連接的方式實(shí)現(xiàn)互連。
參見圖4所示，假設(shè)ONU B和ONU C之間的光纖全部中斷時(shí)，ONU B的出主用E1通過FPGA的控制切換，內(nèi)部連接到ONU B的出備用E1；ONU C的入備用E1通過FPGA的控制切換，內(nèi)部連接到ONU C的入主用E1。
通過上面兩步的控制切換動(dòng)作，ONU B的出主用E1，經(jīng)由E1保護(hù)環(huán)，迂回連接到ONU C的入主用E1，從而保證了在光纖全部中斷的情況下，仍然為ONUB和ONU C之間提供了一條可靠的E1鏈路，而且主用E1的邏輯連接關(guān)系不變，確保了ONU B和ONU C之間主用E1上的重要業(yè)務(wù)不發(fā)生中斷。
上述的控制切換功能，由ONU內(nèi)部的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGAFieldProgrammable Gate Arrays)的控制邏輯實(shí)現(xiàn)，做ONU的出入主備用E1之間的保護(hù)切換，通過內(nèi)部的切換及外部的E1保護(hù)環(huán)，實(shí)現(xiàn)E1的傳輸保護(hù)。
FPGA能夠?qū)⒋罅窟壿嫻δ芗捎谝粋€(gè)單片IC中，具有結(jié)構(gòu)靈活、可靠性高、開發(fā)工具先進(jìn)、開發(fā)費(fèi)用低廉等優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)現(xiàn)E1保護(hù)切換的FPGA中，二選一數(shù)據(jù)選擇器是基本單元。二選一數(shù)據(jù)選擇器在兩個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)中，可以由控制信號(hào)決定輸出哪個(gè)信號(hào)。如果在FPGA中要實(shí)現(xiàn)兩路E1的保護(hù)切換，那么需要兩個(gè)數(shù)據(jù)選擇器。邏輯電路圖參見圖5所示。
每路E1信號(hào)包括收、發(fā)兩端。適合遠(yuǎn)距離傳送的E1信號(hào)，在本地轉(zhuǎn)換為PCM信道(HW信號(hào))進(jìn)行處理。其中PUHW1表示1#E1的上行HW信號(hào)，對(duì)應(yīng)1#E1的接收端。
PDHW1表示1#E1的下行HW信號(hào)，對(duì)應(yīng)1#E1的發(fā)送端。
PUHW2表示2#E1的上行HW信號(hào)，對(duì)應(yīng)2#E1的接收端。
PDHW2表示2#E1的下行HW信號(hào)，對(duì)應(yīng)2#E1的發(fā)送端。
UHW1表示網(wǎng)片上1#E1對(duì)應(yīng)的上行HW。
DHW1表示網(wǎng)片上1#E1對(duì)應(yīng)的下行HW。
UHW2表示網(wǎng)片上2#E1對(duì)應(yīng)的上行HW。
DHW2表示網(wǎng)片上2#E1對(duì)應(yīng)的下行HW。
S1第一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的控制信號(hào)。
S2第二個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的控制信號(hào)。
第一個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的輸入信號(hào)為1#E1的上行HW信號(hào)PEUHW1，和網(wǎng)片送給2#E1的下行HW信號(hào)PDHW2。輸出信號(hào)為1#E1上行HW信號(hào)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)片上行HW信號(hào)UHW1。
第二個(gè)數(shù)據(jù)選擇器的輸入信號(hào)為2#E1的上行HW信號(hào)PEUHW2，和網(wǎng)片送給1#E1的下行HW信號(hào)PDHW1。輸出信號(hào)為2#E1上行HW信號(hào)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)片上行HW信號(hào)UHW2。
正常時(shí)S1、S2為‘0’(低電平)，PUHW1和UHW1直通，PUHW2和UHW2直通，這種情況下僅相當(dāng)于增大了兩路E1上行HW到網(wǎng)片的傳輸延時(shí)，需要注意的是根據(jù)所選器件確定最大允許延時(shí)。
在FPGA保護(hù)切換時(shí)，S0、S1為‘1’(高電平)，此時(shí)PUHW1被PDHW2替換，PDHW2和UHW1連通，相當(dāng)于2#E1的下行HW(發(fā)送端)與1#E1的上行HW(接收端)互連；同時(shí)PUHW2被PDHW1替換，PDHW1和UHW2連通，相當(dāng)于1#E1的下行HW(發(fā)送端)與2#E1的上行HW(接收端)互連。此時(shí)，1#E1和2#E1的收發(fā)端交叉連接，在FPGA內(nèi)實(shí)現(xiàn)了兩路E1的保護(hù)切換。
如果1#E1為主用鏈路，2#E1為備用鏈路，那么保護(hù)切換后，原來(lái)1#E1承載的業(yè)務(wù)，被轉(zhuǎn)移到2#E1上，2#E1再通過網(wǎng)片預(yù)連接的備用E1保護(hù)環(huán)，將原來(lái)1#E1上的業(yè)務(wù)，切換到E1保護(hù)環(huán)上，實(shí)現(xiàn)了主用E1業(yè)務(wù)的安全切換。
在鐵路專網(wǎng)中，采用E1保護(hù)環(huán)方式對(duì)ONU之間的E1進(jìn)行保護(hù)，是一種投資少、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的E1保護(hù)方法。除了起始端ONU和末端ONU各占用一條其它傳輸方式的E1鏈路之外，無(wú)需添加任何設(shè)備，也無(wú)需埋設(shè)備用光纖，直接利用接入網(wǎng)現(xiàn)有的光傳輸系統(tǒng)，就可以組成E1保護(hù)環(huán)，對(duì)鏈形網(wǎng)上任何兩個(gè)相臨ONU之間的主用E1進(jìn)行保護(hù)，可以確保在光纖全部中斷的情況下，ONU之間的業(yè)務(wù)不發(fā)生中斷。
本發(fā)明方法并不局限于鐵路專網(wǎng)，但凡鏈形組網(wǎng)的光傳輸系統(tǒng)，皆可采用本發(fā)明方法，以充分利用現(xiàn)有設(shè)備、不增加投資成本，簡(jiǎn)單、方便地解決光纖傳輸網(wǎng)中投資成本和系統(tǒng)可靠性之間的矛盾。
權(quán)利要求
1.一種鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法，其特征在于該方法包含以下步驟按照鏈形網(wǎng)的東西走向確定入向通信鏈路和出向通信鏈路，光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的通信鏈路至少具有入主用鏈路、入備用鏈路和出主用鏈路、出備用鏈路四種，其中，起始端光纖網(wǎng)絡(luò)單元無(wú)入主用鏈路，末端光纖網(wǎng)絡(luò)單元無(wú)出主用鏈路；將起始端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的入備用鏈路和末端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的出備用鏈路分別引出，并通過一長(zhǎng)距離通信通道建立互連；將光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的出備用鏈路和入備用鏈路通過傳輸線互相連接，并在光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部建立入備用鏈路和出備用鏈路的固定連接，再結(jié)合所述的起始端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的入備用鏈路和末端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的出備用鏈路之間的長(zhǎng)距離通信通道，從而組成一個(gè)備用鏈路的環(huán)路；通過光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部的保護(hù)切換及所述的備用鏈路環(huán)路，實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間任何一條主用鏈路的保護(hù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法，其特征在于所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部建立的入備用鏈路和出備用鏈路的固定連接是在網(wǎng)片上通過半永久連接的方式實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法，其特征在于所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)內(nèi)部的保護(hù)切換包含以下步驟當(dāng)?shù)谝还饫w網(wǎng)絡(luò)單元(ONU B)和第二光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU C)發(fā)生中斷時(shí)，第一光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU B)的出主用鏈路通過一保護(hù)切換單元的切換控制，內(nèi)部連接到該第一光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU B)的出備用鏈路；第二光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU C)的入主用鏈路通過一保護(hù)切換單元的切換控制，內(nèi)部連接到該第二光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU C)的入備用鏈路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法，其特征在于所述的保護(hù)切換單元可以通過現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)實(shí)現(xiàn)
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法，其特征在于所述的長(zhǎng)距離通信通道可以通過衛(wèi)星通信鏈路實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法，其特征在于所述的長(zhǎng)距離通信通道可以通過光傳輸干線實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鏈形組網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路保護(hù)方法:將起始端光纖網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的入備用鏈路和末端光纖網(wǎng)絡(luò)單元的出備用鏈路分別引出,并通過一長(zhǎng)距離通信通道建立互連;將光纖網(wǎng)絡(luò)單元之間的出備用鏈路和入備用鏈路通過傳輸線互相連接,并在其內(nèi)部建立入備用鏈路和出備用鏈路的固定連接,再結(jié)合長(zhǎng)距離通信通道,組成一個(gè)備用鏈路的環(huán)路;通過光纖網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)部的保護(hù)切換及所述的備用鏈路環(huán)路,實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖網(wǎng)絡(luò)單元之間任何一條主用鏈路的保護(hù)。
文檔編號(hào)H04B10/12GK1274210SQ99107339
公開日2000年11月22日 申請(qǐng)日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月17日
發(fā)明者王正安, 谷懷龍, 沈曉軍 申請(qǐng)人:深圳市華為技術(shù)有限公司