电信网络中预计划电路的激活方法及与该方法协作的网络

摘要

一种在电信网络中电路激活的方法，其包括：第一步，电路在网络中被预先计划并且本地定义数据被分配给网络成员(NE)以与预计划电路的各部分相连。第二步，当想要激活一个预计划电路时，组成要被激活的预计划电路的各部分的连接的并由先前分配给网络成员的数据定义的激活信息被在网络中依靠网络中流通的帧的附加位在被预计划电路影响的网络成员之间逐级传送。所述数据由索引表和“索引”组成，该索引表定义了由“要被连接的下一个点(TP)”构成的对，该“索引”被为之后的交叉连接传送。此外还提出了与该方法相应的网络。

说明书

本发明涉及一种在例如SDH/SONET或OTN网络的电信网络中激活预计划电路尤其是时分复用电路的方法。

在电信网络中，定义电路的线路并将它的执行延迟到真正必要的时候是有益的。执行的延迟允许在同一资源环境中定义多个电路，并且由于共享，可导致频带带宽使用的最优化。

在本文中，从必要性检测到激活服务之间的时间间隔可以是临界的。

一个典型的应用，即使不是唯一的，是在一旦出现故障时的预计划共享重置。数个重置线路能在同一资源环境中被定义。当电路出现故障时，只有该电路的重置线路被执行并且不会产生冲突。自然地，重置线路的激活被要求尽可能最快以将服务中断减到最少。

分布在数据传输网络中的控制计划这一概念近来受到了许多关注(GMPLS，ASTN等等)。虽然这个功能有助于获得与中央管理系统相比更快的电路，它仍然要依赖于用软件函数实现的复杂的、灵活的协议。对于象临界电路重置激活这样的特殊目的，分布控制计划仍然是不够快的。

本发明的基本目的是通过构造有用的机构来克服上述缺陷，所述机构在对必要数据进行预计算和分配之后，允许利用网络中使用的帧的附加位中的的专用信号来快速激活电路。

应该注意，本发明并不限于电路重置，虽然将以此为例来阐述本发明。为了简单起见，下面将说明本发明用于重置电路的用途，但是，这仅仅是提供一种可选择的示例，在传输网络中执行的快速交叉函数也能被想到。对于了解到本发明的下述说明的本领域技术人员来讲，本发明的这个和其他的应用无论如何都是清楚并容易想到的。

由于这个目的，根据本发明寻求提供一种在电信网络中激活电路的方法，其包括如下步骤：在网络中预计划电路，为网络成员分配连接预计划电路的各部分的本地定义数据，当需要激活预计划电路时，依靠网络中流通的帧的附加位，在网络中在被预计划电路影响的网络成员之间逐级传送构成要被激活的预计划电路的各部分的连接的激活信息，并且其由先前分配给网络成员的数据来定义。

此外，根据本发明，寻求实现一种电信网络，该电信网络包含实现所述网络各部分之间的交叉连接的网络成员，以实现根据所述方法的预计划电路。

为了阐明本发明的创新的原理及其与现有技术相比的优点，下面将借助附图来说明作为应用所述原理的非限制性示例的可能实施方式。

图1示出了一个网络成员，例如传输网络中的交叉连接；

图2示出了根据本发明的一般(generic)数据表；

图3图示出了用于连接两个根据本发明实现的网络成员的第一结构；

图4图示出了用于连接两个根据本发明实现的网络成员的第二结构；

图5示出了描述源端接点的行为(behavior)的第一表；

图6示出了描述目的端接点的行为的第二表；

图7示出了描述双向端接点的行为的第三表；

图8图示出了应用本发明原理的简单重置示例的图；

图9图示出了应用本发明原理的较复杂重置示例的图；

图10示出了与图9的例子相关的支持(supporting)数据概要(summary)及交叉连接表。

参照附图，图1作为一个示例示出了在传输网络中的网络成员的功能图表。特别的，总体上由附图标记10来表示的所述成员是一个所谓的交叉连接。

在该成员中，基本功能由交换矩阵11来实现，其是一个专门用于实现交叉连接的快速电路。所述交换矩阵11与在端口14，15上复用的数据流12，13连接以构成网络标准电路。

正如所知，与用户数据流(用粗线画出)相关联的头数据(用细线画出)能被端口或交换矩阵处理。该头信息可以是例如警告、错误率指示器或保护交换协调协议。如下文所示，数据流被端接点表示在所述矩阵上。

端口14，15和矩阵11被已知的控制单元16控制，该控制单元大体上是一个基于适当编程多用途处理器的单元。所述控制单元16与中央处理系统和/或其他网络成员的控制单元(未示出)连接。它实现网络的控制和处理功能，此外还负责给交换矩阵发送命令。一个类似的结构已为该领域所知，例如，在已知的标准ITU-T系列G的介绍中所描述的概念的应用。

根据本发明，所述控制单元将所有的用于实现电路激活的必要数据预配置在所述交换矩阵逻辑上，所述电路激活随后被要求快速执行。

为了这个目的，网络控制器将被通过一个例如是已知的分配控制计划或中央处理系统来协调。该较高标准的控制行为是可以被本领域技术人员想象到的。它可以用很多的已知方法来实现，在此不再详述。

一个主要的要求是交换矩阵11能在数据流中读写附加数据。其实现方法已为本领域技术人员所知，此处不再详述。

下面将说明在附加位上交换信号的程序及新成员激活和灭活电路的行为。

为了避免冲突，共享同一资源环境的不同的交叉连接可被依靠所述控制单元预配置在交换矩阵上以在某时执行其中之一。

为了这个目的，所述矩阵的每个端接点都被记在索引表里。一个端接点在该表中记为许多行，因为存在来自于所述端接点的预配置交叉连接。

如图2所示，表中的每一行包含两个区域：

-必须被连接到上述端接点的端接点标识符，和

-下一个网络成员(下一个索引)中的端接点表中的行的索引。

在下面的例子中，为了便于理解，将示出在网络成员(图3和4)中的相应的端接点附近的表的一部分。

作为第一个示例，让我们考虑图3中的连接，图3中示出了两个网络成员NE 1和NE 2，其实现一个网络电路段。特别是，电路C穿过网络成员NE 1上的端接点TP 5和TP7以及网络成员NE2上的TP3和TP8。

如图3所示，在点TP5和TP3的两个表部分中，如果NE2上的TP3将与该电路相关的交叉连接存储在它的表的第四输入上，则NE1上的TP5必须将TP7存储为连接(它的本地交叉连接的端接点)并将4存储为下一个索引(在NE2上的TP3的表中的电路C的输入索引)。

为了激活电路C，必须在NE1:TP5(即：在网络成员NE1的端接点TP5上)上根据输入2的指示将激活信息接收到相应的表中。

在完成交叉连接之后，NE1传送来自于以4代替2的TP7的信息，依次，在NE2:TP3上的表的入口4的指示下接收激活信息，实现与TP8的交叉连接并因而传送信息。

应该注意存在某种标识符交换(tag commutation)。在两个相邻节点间的连接中，电路被一个标识符表示，该标识符也是与在下行节点中的端接点表中的电路相关的索引。因为在附加位上允许有减少的尺寸的数据，所以得到具有本地含义(此处称为‘索引’)的小标识符比全局标识符(例如单一电路名)更好。

这样就得到了用于通过网络发信号通知整个线路的索引序列。

显然，下行节点中的索引在完成输入上行节点表中之前必须为配置实体所已知。这对于控制计划或处理系统而言并不困难，并且，如上所述，对于那些熟悉该领域技术并且获悉本文所作的说明的技术人员来讲，这是容易想象的并且是在本发明的范围之外的。

网络成员中的电路插入节点中的表的使用实现了一个数据结构，其对于单向方式中的电路激活是有用的，因为该电路必须是强制地(obligatorily)沿上述方向的路径，以使要被连接的每个随后的部分的数据能够在需要时被找到。

为了允许通过在双方向发信号来激活双向电路，具有双数据的表必须要被编辑。如图3所示的成员连接的示例中，与同一电路相应的数据也必须如图4所示那样被置于NE1:TP7及NE2:TP8中。如此一来，路径可以被在两个方向上跟随。

如下所述，后取消操作对于在上行方向上除去失败的电路是有用的。在单向激活中，沿着电路部分地激活交叉连接是容易的。在网络的某些节点中，两种不同的电路可能会使用同一连接(即同一对端接点TP)。既然如此，同样的交叉连接必须由在那个节点的表中的两个截然不同的输入来表示。两电路可能彼此不同，每个都跟随它自己的路径，将任何一个输入使用到表中，会得到不同的结果。

在单向或双向数据结构的情况下，在网络中存在不同的系统行为。

基本地，在单向行为中，单向电路被沿着电路的一系列激活信息激活。所述激活信息与作为参量的适当的输入索引相关。信息和参量被写在附加字节上。

当分离节点决定取消电路时，它将激活信息改为无请求信息，该激活信息被从级联(沿着电路路径)中去除，并且所述电路被取消。

如果在电路激活过程中发生资源冲突，那么决定哪个电路应被中断是一个本地事件。被中断的电路被一个“清除”信息向后取消。该清除信息跟随电路路径。该清除信息总是支配它的相应的激活信息并且一直持续直到该激活信息变为无请求为止。

这里要给出单向形为的正式说明。在该说明中，源端接点的特征在于：

-它的连接状况(已连接，未连接)，

-它发出的请求信息(无请求，激活(电路))，和

-另外提到的接收到的响应信息(无响应，清除)

目的端接点的相应特征在于：

-它的连接状况(已连接，未连接)，

-它接收到的请求信息(无请求，激活(电路))，和

-另外提到的发送的响应信息(无响应，清除)

事实上，在所有的实际应用中，源端接点总是发送数据，而目的端接点也总是接收它们。然而，从目的端接点接收的响应对于与它相应的源接点的对话来说是重要的，反之亦然，由源端接点发送的响应对于相应的目的接点的对话来说是重要的。为了简单起见，自此以后，简而言之，词语“源端接点接收响应”将意味着“源端接点在与它相应的目的接点上接收响应”，并且在其他情况下也将使用类似的简化方式。

网络成员根据它接收到的整个响应信息(在源接点上)及请求信息(在目的接点上)来决定它自己的行为。在某些情况下，可能有多种选择。例如，网络成员能仅满足向同一分离点发出的一组交叉连接激活请求中的一个，在在这些情况下，该决定是一个本地事件，并且其能被一些已知系统管理，该已知系统为本领域技术人员所容易想象，并且其不在本发明的范围之内。

图5中的表说明了源端接点的行为。

为了避免对信息传送的不便注释，当一个具有参数的信息被考虑时(见激活信息)，一个表示电路的符号被用于代替表索引。所述符号“-”表示没有值或没有动作。

类似地，目的端接点的行为被图6中的表定义。

在双向的情况下，其与单向的情况之间的主要区别在于电路可以被从两个方向激活。这要求更复杂的机构来调整网络。

为了依靠简单的“无请求”信息来取消电路，后者必须出现在双方向上。仅仅在一个方向上的一个“激活”足够激活一个电路。

如果在电路激活过程中发生资源冲突，则决定哪个电路应被中断又是一个本地问题。被中断的电路通过一个“清除”信息被向后取消。该清除信息跟随电路路径。

清除信息可与同一路径上的不同电路的激活请求(激活信息)结合。这对部分重叠电路激活来讲是有用的。

像双向的情况那样，这里要给出双向行为的正式说明。

双向端接点的特征如下所示：

-它的连接状况(已连接，未连接)

-在源端发送的请求信息(无请求，激活(电路))

-在源端接收的响应信息(无响应，清除)

-在目的端接收的请求信息(无请求，激活(电路))以及

-在目的端发送的响应信息(无响应，清除)

根据它接收的响应信息及请求的总数，网络成员决定它自己的行为。在某些情况下，可以有多个选择，例如，网络成员能够仅满足向同一分离点发出的一组交叉连接激活请求中的一个。在这种情况下，该决定是一个本地事件，并且其不在本发明的范围之内。

与所述单向情况同理，图7的表描述了允许双向端接点的行为。

在双向或单向的情况下，会发生所有的可选择电路激活在某节点上共享同一交叉连接的现象。在该节点上，旁路行为能被有利地应用以使激活更快。

简而言之，当一个正常的交叉连接被执行时(优先宣布“正常”)，附加位被直接从输入端接点复制到输出端接点。正如本领域技术人员在这点上容易想到的那样，附近节点上的表的执行必须要考虑到这点以正确填写表的输入。依照前述解释，其可以立即实现，而无需进一步解释。

上述说明定义了穿过多个中间节点的电路的激活机构。显然，为了使用这些机构，最终节点的行为必须要被定义。这种行为在一种应用中会与在另一种应用中不同，并且在本文所作的说明的基础上，其能够被本领域技术人员直接地、容易地想到。

无论如何，下面将介绍两个示例，其中甚至会介绍到最后一个节点。在两个示例中，被考虑的应用是快速双向重置。如上所述，本发明并不限于这类应用。

例1

如图8所示的第一个示例中示出了一个简单的重置结构。在对该例子的说明中，既包括正常激活也包括一些例外情况以表明清除信息的使用。

如图8所示，有两个电路(用粗线表示的ABC和GHI)被部分共享路径(分别用虚线表示的路径ADEFC及GDEFI)保护。所述共享存在于DEF部分中。

节点E能实施任何旁路交叉连接，因为该实施对于两个保护路径来说必须是相同的。在该例中，假设存在双向行为。

如果BC连接失败，并且节点C在电路ABC上检测到故障，则节点C根据传播的激活参数的指示完成保护路径的分叉。这样保护就被及时实现了。

如果节点A也检测到电路故障，它就同时从相反的方向激活相同的保护电路。这样的话，就不会引起冲突，因为相同的保护也被实施了。

如果BC和GH连接同时出现故障并且节点C和G检测到了电路故障，则两个激活请求从C发到F，从G发到D。在D和F实现了它们的连接之后两个冲突的请求在D和F之间相遇。

为了作出正确的选择并避免出现停止的状况，必须要事先设定一个选择标准。

简单的选择标准可以是在端接点上设置一个优先顺序。根据该例子中的特定情况下的标准，在由D到F及由F到D的端接点中记录着来自于D的信息比来自于F的信息的优先级高。因此，来自于D的激活信息胜出并继续。此时GDEFI电路被执行。

在另一端，F发送一个“清除”信息以取消开始于C并在相遇时“丢失”的部分实施保护。

自然地，本领域技术人员很容易想到根据网络管理员的需求和偏好来预先决定多种其他的选择标准。

例2

如图9所示的第2个例子示出了一个更复杂的快速重置结构。为了简单起见，仅描述正常激活。

在该例中，每个连接均被假设具有与连接同一带宽的特征数据的节点的所有矩阵一致的能力。

这意味着在端口和端接点之间的一个依次的映射。

为了方便，在朝向普通节点Y的普通节点X上的端接点由标志Xy来表示。

用户接入点由整个网络中唯一的希腊字母来表示，但是为了便于参考，它们仍然和它们相应的节点一起被表示在表中，例如Dγ表示节点D上的接入点γ。

图9中用虚线表示的保护路径也被与相应的正常工作路径相关联地记录在下面的表中。

  工作路径  保护路径  BCD  BFGD  HIJ  HFGJ  AEH  ABFH

所述保护路径被假定按照所述表所示的顺序来配置，这意味着，TMN或控制计划已经按这个顺序配置了节点的数据支持结构，并且事实上已经导致在各个表中出现输入。相同的数据能被以不同的方式插入，假如它们能被通过网络以一致的方式提供的话。

图10示出了交叉连接及快速重置预设置(分别用粗体和斜体表示)，其中本例中的重要节点表的数据被概括了出来。

假设现在在HI连接上发生故障并且节点H检测到了在端接点Hi上的连接HIJ的故障。由于该故障，端接点Hε的服务被影响。

图10的表中显示出了存储在节点H的矩阵中的数据，Hε-Hf部分必须被执行以进行保护，激活信息(1)必须被注入到附加位中。

节点F接收发送到节点Fh的附加位上的激活请求(1)。图10中的表表明在节点F上接收激活(1)时，Fh-Fg连接必须被执行，并且激活信息(2)必须被传送到Fg中。

节点G在Gf上接收激活信息(2)。依据图10中的表，Gf-Gj被执行并且激活(1)被传送到附加的Gj上。

最后，节点J在附加的Jg上接收激活(1)，其是图10的表中的Jg-Jζ连接。这样就闭合了重置路径HFGJ。

由于上面提到的连接是双向的，所以仅有一个信号传输方向是必需的。假设附加的数据总是被在中间节点上终止，则两个信号传输方向产生一致的结果，并且两个终端上的故障检测平分重置时间。

现在就明白了，可以通过利用一种方法和一种网络来达到预定的目的。该方法和网络在对必要数据进行预计算和分配后，允许依靠网络中使用的帧的附加字节上的专用信号进行电路的快速激活。

由于有本发明所述的系统，使得预处理大量的数据成为可能。这样，要被执行以激活电路的操作(程序)就可以被做得足够简单来在固件中实现。

这里所述的发明允许预编程重置的激活时间达到几十毫秒，其能在专用的保护计划中通过将分布式控制算法(例如GMPLS)与附加字节上的那些快速协议(例如APS)的好处进行结合来被典型地经历。

本发明既能用于基于TMN的传统环境中，又能用于更加革新的分布式控制系统中，因为它不会干扰其他计划并且可以被任何脱机的机构配置。

附加位的使用保证了一个专用的信号传输信道，以及因此产生的更快速并且可预知的信号传输时间。此外，直接在交换矩阵上进行的这些比特的信号译释允许跨过软件控制器，这样就允许很短的交换时间。

自然地，上述对于采用本发明的创新原理的实施方式的说明是为了给出在本文所要求的专有权范围内的所述原理的非限制性示例。能想到通过采用普通的解决方案来进行变形和补充，该解决方案用于使用附加位的传统的应用。例如，为了达到最高的速度，甚至可以在要激活的电路的附加位上使用专用的信号传输路径。此外，可以选择在附加位中进行不同的信息编码。