专利名称：传输网络的保护方法
技术领域：
本发明涉及传输网络，尤其涉及一种传输网络的保护方法。
背景技术：
随着全球向信息化社会的迈进，为了满足日益增长的带宽需求，特别是预期的Internet(互联网)大发展对网络带宽的要求，必须采用新技术、开发新型的网络结构。传输网络成为下一代网络的发展方向。随着用户和网络业务的不断变化，要求传输网为用户提供经济、迅速的电路和业务服务，并且要确保业务层信号在意外情况下具有保护能力。
传输网络包括SDH(同步数字传输系统)和OTN(光传送网络)。在SDH中，采用的保护方式包括SPRing(共享保护环)、1+1线路保护、SNCP(子网连接保护)和1∶1保护等；在OTN中，采用的保护方式有OMS-SPRing(光复用段共享保护环)，ODU-SPRing(光数据单元共享保护环)，ODU(光数据单元)的SNCP(子网连接保护)，ODU的1∶1保护，ODU的m∶n保护等。
在传输网络中，配置某种保护方式的网元以及这些网元间的工作通道和保护通道形成了应用该保护方式的保护系统。其中，工作通道用来在正常情况下传输业务数据，保护通道用作工作通道的备份，当工作通道发生故障时，通过倒换将发生故障的工作通道上传输的业务转换到对应的保护通道上，实现对业务的保护。
在现有技术中，这样的保护系统对系统内部的业务具有一定的故障恢复作用，但各个保护系统之间互相独立，一个保护系统不能控制其他保护系统内的交叉矩阵切换，因而不能利用其他保护系统的保护通道。
这样，就会出现以下情况当同时存在多个保护系统时，即使发生的故障用传输网络中现有的保护通道可以恢复，但由于要用到的保护通道属于不同的保护系统而导致业务无法恢复。而在实际组网中，同时应用多个保护系统的情况非常普遍，因而现有的保护方法无法对业务提供综合的保护，造成了网络资源的浪费。
发明内容
本发明要解决的技术问题是保护通道无法在保护系统间共享，网络中传输的业务在具有冗余资源的情况下得不到保护。
本发明所述传输网络的保护方法包括以下步骤a)保存传输网络中所有保护系统的配置信息，所述配置信息中包括保护系统的保护通道；b)传输网络中出现单个保护系统无法恢复的业务故障；c)确定保护系统中的处于空闲状态的保护通道；d)当多个保护系统的空闲保护通道能够形成可恢复所述业务故障的保护路径时，利用所述保护路径恢复业务传输。
优选地，所述步骤a)与步骤b)之间包括为传输网络中的各项业务设置保护优先级。
优选地，所述步骤b)与步骤c)之间包括bc)选择具有最高保护优先级的发生故障的业务作为当前待恢复的业务故障。
优选地，所述步骤d)之后包括e)判断是否仍有未经处理的单个保护系统无法恢复的业务故障，如果有，转步骤bc)；如果无，本次业务保护结束。
优选地，步骤a)所述配置信息还包括所述保护系统中各个保护通道的开销值，所述开销值代表业务通过该保护通道时的耗费程度。
优选地，步骤d)所述利用保护路径恢复业务传输具体为d1)判断所述保护路径是否超过1条，如果是，执行步骤d2；如果否，利用该保护路径恢复业务传输；d2)将形成每条所述保护路径的保护系统中保护通道的开销值相加，作为该条保护路径的权值；d3)根据权值选择业务耗费程度最低的保护路径恢复业务传输。
优选地，所述保护通道的开销值由用户设定。
优选地，所述步骤d)与步骤e)之间包括de1)判断多个保护系统中较低保护优先级的业务占用的保护通道和空闲保护通道是否能够形成可恢复所述业务故障的保护路径，如果有，执行步骤de2)；如果无，所述业务故障不能恢复，本次业务保护结束；所述较低保护优先级的业务为传输网络中保护优先级低于当前待恢复业务的其他业务；de2)以步骤de1)中形成的保护路径恢复当前业务故障。
优选地，所述步骤a)与步骤b)之间包括当传输网络中出现单个保护系统能够恢复的业务故障时，由所述单个保护系统恢复所述业务故障。
优选地，所述传输网络包括光传送网络和同步数字传输系统；在光传送网络中，所述保护系统包括光复用段共享保护环、光数据单元共享保护环、光数据单元的子网连接保护、光数据单元的1∶1保护和光数据单元的m∶n保护；在同步数字传输系统中，所述保护系统包括共享保护环、1+1线路保护、子网连接保护和1∶1保护。
本发明综合了整个网络中的所有保护系统的配置信息，当出现单个保护系统无法恢复的业务故障时，通过将分属多个保护系统的保护通道形成保护路径来对业务故障进行恢复，因而本发明能够更加有效地利用传输网络中的冗余资源，为网络中的传送业务提供更好的保护；本发明还可以对各项业务设置保护优先级，在发生故障时可以使保护优先级高的业务先得到恢复；同时，通过设置各个保护系统中保护通道的开销值，当有多条保护路径可以恢复一个工作故障时，可以选择开销最小的保护路径恢复业务。
图1所示为本发明所述方法的流程图；图2所示为图1中步骤S080优选的分解步骤；图3所示为本发明所述方法应用示例一的网络结构图；图4所示为本发明所述方法应用示例二的网络结构图；图5所示为本发明所述方法应用示例三的网络结构图；图6所示为本发明所述方法应用示例四的网络结构图。
具体实施例方式
以下结合图1，说明本发明的所述方法优选实施方式的流程。
在步骤S010，保存传输网络中所有保护系统的配置信息，包括保护系统的保护方式和组成该保护系统的网元。这些配置信息存储在现有的传输网络管理系统中。
用户还可以在配置信息中添加为各个保护系统中的保护通道设定的开销值。开销值代表该业务通过该保护通道时的耗费程度，例如可以根据光纤的长度来确定开销值，长度越大开销越大。这样当可以组合生成多条保护路径时，能够根据开销值选择业务耗费程度最低的保护路径。本发明中，保护路径是由属于多个保护系统的保护通道组成的能够使发生故障的业务恢复正常传输的路径。
在步骤S020，由用户为传输网络中的各项业务设置保护优先级。
业务的保护优先级信息可以通过传输网络的数据单元中较丰富的协议开销字节传送，也可以使用其他的未用开销字节，或者通过其他能传送信息的物理通道，如以太网等进行传送。
在步骤S030，传输网络出现业务故障。
在步骤S040，判断出现的业务故障是否能由某个保护系统独立恢复，如果能，则转步骤S050；如果不能，转步骤S060。
在步骤S050，由所述单个的保护系统恢复该业务故障，此时在该保护系统内发生保护倒换，使发生故障的业务得到恢复，本次业务保护结束。
在步骤S060，在未经处理的业务故障中选择具有最高保护优先级的业务故障作为当前待恢复的业务故障。传输网络中可能在同一时刻有多个单个保护系统无法恢复的业务故障等待处理，此时应按业务的保护优先级依次对其进行恢复。如果当前只有一个未经处理的业务故障，则这个业务故障当然具有最高的保护优先级，即以其作为当前待恢复的业务故障。
在步骤S070，根据故障在传输网络中发生的位置和各个保护系统的配置信息，查找分属不同保护系统的当前空闲的保护通道能否形成可以恢复故障的保护路径，如果不能，转步骤S090；如果能，则执行步骤S080。
现有传输网络的管理系统中，有各个工作通道和保护通道的相关业务告警信息，和各个保护系统的交叉连接情况。通过分析上述业务告警信息和保护系统的交叉连接情况，能够得到当前哪些保护通道处于空闲状态。在确定了保护系统中处于空闲状态的保护通道后，再尝试将多个保护系统的空闲保护通道组合生成可恢复业务故障的保护路径。
与步骤S020中业务的保护优先级信息相同，上述业务告警信息和保护系统的交叉连接情况可以通过传输网络的数据单元中较丰富的协议开销字节传送，也可以使用其他的未用开销字节，或者通过其他能传送信息的物理通道，如以太网等进行传送。
在步骤S080，用保护路径恢复业务传输，当前业务故障得到恢复，本次业务保护结束。
在步骤S090，查找是否有业务保护优先级低于当前待恢复业务的业务出现故障并发生了交叉矩阵切换，如果有则判断这些发生倒换的保护系统的保护通道和空闲保护通道能否形成可以恢复当前业务故障的保护路径，如果能则执行步骤S100；如果不能，则当前的业务故障无法恢复，本次业务保护结束。
在步骤S100，用较低保护优先级的业务占用的保护通道和空闲保护通道形成保护路径恢复当前业务故障。此时，原来使用形成该保护路径的保护通道的较低保护优先级业务中断。
在步骤S110，判断是否仍有未经处理的业务故障，如果有，转步骤S060；如果无，则本次业务保护结束。
步骤S020、S060、S090、S100和S110都是可选步骤，当传输网络中传输多项业务时，用户可以根据各项业务对传输中断的容忍程度设定业务的保护优先级，先保护优先级高的业务故障。
如果在步骤S010中用户对各个保护系统中的保护通道设定了开销值，则步骤S080可以对应地扩展为以下步骤，请参阅图2在步骤S081，判断步骤S070中查找到的保护路径是否超过1条，如果是，执行步骤S083；如果否，执行步骤S082，用该条保护路径恢复当前业务故障。
在步骤S083，分别计算每条保护路径的权值，计算方法是将形成该保护路径的每个保护通道的开销值相加。
在步骤S084，根据权值选择一条保护路径恢复当前业务故障。对应于用户对保护通道开销值的设定方式，选择业务耗费最少的保护路径进行故障恢复。
这样，用户可以根据实际组网情况进行保护路径的选择，以尽可能地降低整个网络系统的开销。
在SDH网络和OTN网络中，各种保护系统都可以应用在本发明中。如SDH网络中的共享保护环、1+1线路保护、子网连接保护和1∶1保护等，再如OTN网络中的光复用段共享保护环、光数据单元共享保护环、光数据单元的子网连接保护、光数据单元的1∶1保护、光数据单元的m∶n保护等。
以下以由4个网元A、B、C和D形成的简单OTN网络为例，说明本发明的应用情况。
图3所示为本发明的应用示例一的网络结构图。图3中，用户配置了两个光数据单元共享保护环包括网元A、网元D和网元B的ODU-SPRing-1和包括网元C、网元D和网元B的ODU-SPRing-2。
对ODU-SPRing-1，其工作通道按顺时针方向依次为ODU-W-DB1、ODU-W-BC和ODU-W-CD；其保护通道按逆时针方向依次为ODU-P-DC、ODU-P-CB和ODU-P-BD1；网元D和网元B之间存在一条业务通道S-DB1。
对ODU-SPRing-2，其工作通道按顺时针方向依次为ODU-W-DA、ODU-W-AB和ODU-W-BD；其保护通道按逆时针方向依次为ODU-P-DB2、ODU-P-BA和ODU-P-AD。网元D和网元B之间存在一条业务通道S-DB2。
在配置的时候，用户可设定各个保护通道的开销值。例如将ODU-P-DC、ODU-P-CB和ODU-P-BD1的开销值分别设为20、20和20；将ODU-P-DB2、ODU-P-BA和ODU-P-AD的的开销值分别设为30、30和30。
在发生ODU-SPRing-1或ODU-SPRing-2保护系统能够恢复的业务故障时，两个ODU-SPRing保护系统利用ODU中的开销字节和成熟的保护协议进行业务故障恢复，此处不再累述。
假设在ODU-SPRing-1中发生了网元D和网元B之间、网元D和网元C之间的工作通道和保护通道都失效。相当于对ODU-SPRing-1来说，节点D失效，网元B和网元D之间的业务S-DB1通过单个的保护系统是无法保护的。
此时根据网络管理系统的告警，OTN网络中出现了单个的保护系统无法保护的业务故障，开始查找保护路径；通过对管理系统的告警信息和保护系统的交叉连接情况进行分析发现当前下述保护通道空闲ODU-P-DB2、ODU-P-DA和ODU-P-AB；由此可知存在ODU-P-DB2，及ODU-P-DA+ODU-p-AB两个保护路径可对业务S-DB1进行恢复。
之后计算两个保护路径的权值，由用户已设置的各条保护通道的开销值可得到保护路径ODU-P-DB2的权值为30。保护路径ODU-P-DA+ODU-p-AB的权值为两个保护通道的开销值相加，即30加30为60。如果用户以较小的开销值代表业务耗费程度低，则选择权值小的保护路径ODU-P-DB2；如果用户以较大的开销值代表业务耗费程度低，则选择权值较大的保护路径ODU-P-DA+ODU-P-AB。
选定了保护路径后，网元D和网元B根据指令进行交叉矩阵切换，从而使业务S-DB1切换到选定的保护路径上恢复正常传输。
图4所示为本发明的应用示例二的网络结构图。用户配置了两个光数据单元共享保护环包括网元A、网元D和网元B的ODU-SPRing-1和包括网元C、网元D和网元B的ODU-SPRing-2，并且在网元A和网元B之间配置了ODU的m∶n保护。
在图4的OTN网络中传输着从网元A经网元D到网元C的业务S-ADC。当ODU-SPRing-2中网元A与网元D之间、网元A与网元B之间工作通道和保护通道都失效时，相当于网元A在ODU-SPRing-2中节点失效，配置的3个保护系统无法独立恢复这一故障。
应用本发明所述保护方法后，如果网元A与网元B之间的m∶n保护系统有空闲保护通道，ODU-SPRing-1中网元B与网元C之间有空闲保护通道ODU-P-CB，这两条空闲保护通道可以形成保护路径，则网元A、网元B和网元C在接收指令后进行交叉矩阵切换，使业务S-ADC得到保护。
图5所示为本发明的应用示例三的网络结构图，网元A与网元C之间的业务A-D-C具有1+1 SNCP保护。根据1+1 SNCP双发选收的特性，在保护通道上将复制生成一条备份的业务A-B-C。当工作通道发生故障时，网元C将发生倒换，倒换到A-B-C接收业务，使业务得到保护。在倒换状态下，如果业务所经过的通道SNCP-AB发生故障，则网元A与网元C之间的业务将无法通过单个保护系统得到保护。
应用本发明所述方法后，此时检测网元A与网元B之间的m∶n保护系统是否有空闲的保护通道，如果有，网元A和网元B将根据指令发生倒换，将业务切换到当前m∶n保护系统中可用的空闲保护通道，使备份业务A-B-C能得到保护，这样即使在1+1 SNCP保护系统失效的情况下，也使网元A与网元C之间的业务能得到保护。
图6所示为本发明的应用示例四的网络结构图，网元A与网元C之间的业务A-D-C具有1+1 SNCP保护。根据1+1 SNCP双方选收的特性，在保护通道上将复制生成一条备份的业务A-B-C。用户同时还配置了保护系统ODU-SPRing-2，包括网元A、网元D和网元B。
在保护通道ODU-P-BA上有额外业务S-E-AB，另外两条保护通道ODU-P-DB2和ODU-p-AD上没有额外业务。
在1+1 SNCP保护系统中，当工作通道发生故障，网元C将发生倒换，倒换到A-B-C接收业务。在倒换状态下，如果业务所经过的通道SNCP-AB发生故障，则网元A与网元C之间的业务将无法由单个保护系统得到保护。
如果ODU-SPRing-2的保护通道上没有额外业务，ODU-SPRing-2中存在空闲保护通道ODU-P-BA，此时网元A和网元B将发生倒换，将业务切换到ODU-P-BA，使备份业务A-B-C能得到保护，这样在1+1 SNCP保护系统失效的情况下，也能使网元A与网元C之间的业务得到保护。
在本例中保护通道ODU-P-BA有额外业务S-E-AB，但另外两条保护通道ODU-P-DB2和ODU-P-AD上没有额外业务。在发现ODU-SPRing-2中存在空闲保护通道ODU-P-DB2和ODU-P-AD后，会用ODU-P-DB2和ODU-P-AD形成保护路径，使备份业务A-B-C能得到保护，这样在1+1 SNCP保护系统失效的情况下，不仅保护了网元A与网元C之间的业务，并且同时不影响ODU-SPRing-2中的额外业务S-E-AB。
上述四个应用示例中被保护的业务都可灵活地设定保护优先级，OTN网络将根据保护优先级选择是否进行交叉矩阵的切换。例如在应用示例一中用户设定ODU-SPRing-2内所有业务的保护优先级高于S-DB1，在应用示例一发生倒换的情况下，如果ODU-SPRing-2工作通道发生故障，在故障恢复时需要用到ODU-P-DB2，则会抢占ODU-P-DB2，使业务S-DB1中断。
在应用示例二中，对于m∶n的保护除了可在m∶n保护系统内设定业务的保护优先级外，还可设定S-ADC保护系统与m∶n保护系统中业务的保护优先级，以及ODU-SPRing-1保护系统中业务的保护优先级。OTN网络将根据用户配置的保护优先级，在充分利用网络中保护通道资源的情况下，使保护优先级高的业务尽可能地得到保护。
在目前传输网络已有保护方式的基础上，本发明支持网元级别的灵活组网，同时能充分利用网络中的保护通道，使所有保护通道在各保护系统间能够共享，根据网络的实际情况，可使网络中的业务得到更大程度的保护。同时对被保护业务可设定优先级，使优先级高的业务优先得到保护。保护通道可设定开销值，当有多条可选保护路径时，选择最合适的保护路径进行故障恢复。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种传输网络的保护方法，其特征在于，包括以下步骤a)保存传输网络中所有保护系统的配置信息，所述配置信息中包括保护系统的保护通道；b)传输网络中出现单个保护系统无法恢复的业务故障；c)确定保护系统中的处于空闲状态的保护通道；d)当多个保护系统的空闲保护通道能够形成可恢复所述业务故障的保护路径时，利用所述保护路径恢复业务传输。
2.按照权利要求1所述传输网络的保护方法，其特征在于，所述步骤a)与步骤b)之间包括为传输网络中的各项业务设置保护优先级。
3.按照权利要求2所述传输网络的保护方法，其特征在于，所述步骤b)与步骤c)之间包括bc)选择具有最高保护优先级的发生故障的业务作为当前待恢复的业务故障。
4.按照权利要求3所述传输网络的保护方法，其特征在于，所述步骤d)之后包括e)判断是否仍有未经处理的单个保护系统无法恢复的业务故障，如果有，转步骤bc)；如果无，本次业务保护结束。
5.按照权利要求1至4任意一项所述传输网络的保护方法，其特征在于步骤a)所述配置信息还包括所述保护系统中各个保护通道的开销值，所述开销值代表业务通过该保护通道时的耗费程度。
6.按照权利要求5所述传输网络的保护方法，其特征在于，步骤d)所述利用保护路径恢复业务传输具体为d1)判断所述保护路径是否超过1条，如果是，执行步骤d2；如果否，利用该保护路径恢复业务传输；d2)将形成每条所述保护路径的保护系统中保护通道的开销值相加，作为该条保护路径的权值；d3)根据权值选择业务耗费程度最低的保护路径恢复业务传输。
7.按照权利要求6所述传输网络的保护方法，其特征在于所述保护通道的开销值由用户设定。
8.按照权利要求4所述传输网络的保护方法，其特征在于，所述步骤d)与步骤e)之间包括de1)判断多个保护系统中较低保护优先级的业务占用的保护通道和空闲保护通道是否能够形成可恢复所述业务故障的保护路径，如果有，执行步骤de2)；如果无，所述业务故障不能恢复，本次业务保护结束；所述较低保护优先级的业务为传输网络中保护优先级低于当前待恢复业务的其他业务；de2)以步骤de1)中形成的保护路径恢复当前业务故障。
9.按照权利要求1所述传输网络的保护方法，其特征在于，所述步骤a)与步骤b)之间包括当传输网络中出现单个保护系统能够恢复的业务故障时，由所述单个保护系统恢复所述业务故障。
10.按照权利要求9所述传输网络的保护方法，其特征在于所述传输网络包括光传送网络和同步数字传输系统；在光传送网络中，所述保护系统包括光复用段共享保护环、光数据单元共享保护环、光数据单元的子网连接保护、光数据单元的1:1保护和光数据单元的m:n保护；在同步数字传输系统中，所述保护系统包括共享保护环、1+1线路保护、子网连接保护和1:1保护。
全文摘要
本发明公开了一种传输网络的保护方法，包括以下步骤保存传输网络中所有保护系统的配置信息，所述配置信息中包括保护系统的保护通道；传输网络中出现单个保护系统无法恢复的业务故障；确定保护系统中的处于空闲状态的保护通道；当多个保护系统的空闲保护通道能够形成可恢复所述业务故障的保护路径时，利用所述保护路径恢复业务传输。通过将分属多个保护系统的保护通道形成保护路径来对业务故障进行恢复，本发明能够更加有效地利用传输网络中的冗余资源，为网络中的传送业务提供更好的保护。
文档编号H04J3/08GK1855845SQ20051006814
公开日2006年11月1日 申请日期2005年4月27日 优先权日2005年4月27日
发明者易其亮 申请人:华为技术有限公司