專利名稱：基于纖外數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術的自動交換光網(wǎng)絡節(jié)點通信結構組織方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于光傳輸?shù)淖詣咏粨Q光網(wǎng)絡，具體地說，涉及一種節(jié)點通信結構。
背景技術：
光傳送網(wǎng)技術由于其大容量和低成本而受到人們的高度重視并得到了超常規(guī)、大規(guī)模的發(fā)展。但是，在超常規(guī)、大規(guī)模發(fā)展的同時，如何有效地運行、管理、維護帶寬和物理結構都如此龐大的網(wǎng)絡已經逐漸被人們所關注；另一方面，隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的爆炸性增長，對網(wǎng)絡帶寬的需求不僅變得越來越大，而且由于IP業(yè)務量本身的不確定性和不可預見性，對網(wǎng)絡帶寬的動態(tài)分配要求也越來越迫切。因此，一種可以自動完成網(wǎng)絡連接[包括同步傳輸序列(SDH)和光傳送網(wǎng)(OTN)]的新型網(wǎng)絡——自動交換傳送網(wǎng)(ASTN)便應運而生，其中以SDH技術和OTN技術為基礎的ASTN又稱為自動交換光網(wǎng)絡(ASON)，ASON的實質就是在光傳輸網(wǎng)的基礎上加上智能控制，故也可稱其為智能光網(wǎng)絡(SON)。
我們知道，由于歷史的原因，傳送網(wǎng)和交換網(wǎng)在技術上的發(fā)展和演進都是相對獨立的，因此，在傳送網(wǎng)中引入智能控制的動態(tài)交換概念不僅是傳送網(wǎng)概念的重大歷史性突破，也是傳送網(wǎng)技術的一次重要突破。引入ASON的好處主要有一、流量工程，允許將網(wǎng)絡資源動態(tài)地分配給路由；二、恢復和復原能力，使網(wǎng)絡在出問題時仍能維持一定水準的業(yè)務，特別是分布式恢復能力，可以實現(xiàn)快速業(yè)務恢復；三、將光網(wǎng)絡資源與數(shù)據(jù)業(yè)務分布自動聯(lián)系在一起，可以形成一個響應快和成本低的光傳送網(wǎng)；四、可以提供新的業(yè)務類型，諸如按需帶寬業(yè)務和光虛擬專用網(wǎng)(OVPN)等。
可以說，ASON是IP技術與光傳輸技術融合的產物，采用類似Internet的結構來設計未來的ASON，實現(xiàn)光層上的自動交換，可以使未來的光網(wǎng)絡具有流量工程的能力，也即可以使網(wǎng)絡資源按照用戶的需求快速動態(tài)地分配，同時具有快速的網(wǎng)絡恢復和自愈能力，從而提高網(wǎng)絡運營商的業(yè)務收入，降低網(wǎng)絡運營商的運營成本。未來光通信網(wǎng)絡將向ASON的方向發(fā)展，其表現(xiàn)為兩種主要趨勢1)組網(wǎng)方式開始從簡單的點到點傳輸向光層聯(lián)網(wǎng)方式前進，改進組網(wǎng)效率和靈活性；2)光聯(lián)網(wǎng)將從靜態(tài)聯(lián)網(wǎng)開始向智能化動態(tài)聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，改進網(wǎng)絡響應和生存性是未來發(fā)展的一項主要任務。
ASON被認為是下一代光傳送網(wǎng)的發(fā)展方向，其顯著特點是1)具有提供動態(tài)連接的能力和故障條件下的自愈恢復能力；2)具有支持光傳送網(wǎng)的發(fā)展需求和網(wǎng)絡業(yè)務、網(wǎng)絡結構的多樣性，迅速地引入各種新的增值業(yè)務。以上特點對于運營商在競爭中推出與眾不同的服務，以及節(jié)省運營開支起著至關重要的作用。
因此，光通信技術一直是推動整個通信網(wǎng)絡發(fā)展的基本動力之一，而ASON代表了光通信的未來發(fā)展方向，它既滿足運營商的應用要求，也是技術發(fā)展的必然結果。

發(fā)明內容
依據(jù)國際電信聯(lián)盟電信標準局(ITU-T)對ASON體系結構的描述，管理平面的管理信息和控制平面的信令信息在ASON的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(DCN)中傳送，DCN用于ASON中支持分布式管理和信令通信，為無連接方式的網(wǎng)絡。
在ASON中，DCN按具體傳送的信息的不同，分為管理通信網(wǎng)(MCN)和信令通信網(wǎng)(SCN)，分別傳送管理信息和信令信息。
ASON節(jié)點中信令處理單元的承載平臺稱作ASON控制單元(ACU)，內嵌于設備的網(wǎng)絡管理單元稱作節(jié)點管理單元(NMU)。ACU和NMU可使用多種硬件平臺，如控制單板、工控機、電信服務器，等等。
在ASON中，DCN有各種組織方式，不同的方式對網(wǎng)絡節(jié)點有不同的要求，下面對此問題進行分析。
DCN的承載通道有如下方式◆帶內(in-band)；◆帶外(out-of-band)；◆纖外(out-of-fiber)。
其中帶內和帶外方式均使用嵌入式通信通道(ECC)技術實現(xiàn)，區(qū)別是帶內方式使用數(shù)據(jù)流中的開銷字節(jié)組成數(shù)據(jù)通信通道(DCC)網(wǎng)絡，如SDH網(wǎng)絡或光—電—光(O-E-O)方式的光交叉連接(OXC)設備組成網(wǎng)絡中的DCC；而帶外方式使用專用的信道傳送DCC，但和數(shù)據(jù)信道在同—光纖中傳輸，如密集波分(DWDM)網(wǎng)絡或光—光(0-0，全光)方式的OXC組成網(wǎng)絡中使用1510nm波長的光監(jiān)控信道(OSC)。纖外方式使用專用的DCN傳輸信令，屬于公共信令網(wǎng)方式，ASON節(jié)點將作為信令網(wǎng)的“末端”節(jié)點。
相對于基于ECC的組網(wǎng)技術，基于纖外DCN的組網(wǎng)技術主要有如下優(yōu)勢1)纖外DCN的服務質量和數(shù)據(jù)速率高。相對于ECC幾百K比特每秒的速率，纖外DCN的傳輸速率要高得多，一般在兆比特量級。另外纖外DCN一般使用專用的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，使用電信級路由器等設備組建，網(wǎng)絡服務質量也比ECC高的多。在ASON中，控制平面對DCN的要求比較高，它是整個網(wǎng)絡的中樞神經系統(tǒng)。
2)纖外DCN的可靠性高。由于使用專用的路由器設備組建，其可靠性比一般ECC高得多。
3)實現(xiàn)了控制平面和數(shù)據(jù)平面的完全分離，數(shù)據(jù)平面故障將不會影響控制平面信令的傳遞，對網(wǎng)絡的快速恢復具有重大意義。
4)使用纖外DCN，ASON的DCN網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)平面完全無關，因此可按DCN的特點來優(yōu)化和規(guī)劃ASON的DCN網(wǎng)絡，提高ASON的DCN網(wǎng)絡的性能。
5)纖外DCN可利用網(wǎng)絡建設者已有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，降低組網(wǎng)成本。
本發(fā)明的目的是提供一種基于纖外數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術的自動交換光網(wǎng)絡節(jié)點通信結構組織方法。
具體地說，是要在使用纖外DCN的情況下，如何組織ASON節(jié)點內部的通信，以及節(jié)點內部和節(jié)點外部(纖外DCN)如何配合，如何配置相關的協(xié)議。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的即提出了一種ASON的節(jié)點通信結構組織方法，用這樣的節(jié)點構建的ASON使用纖外DCN來傳送ASON的網(wǎng)管信息和信令信息。當使用纖外DCN作為管理信息和信令信息的傳輸通道時，ASON節(jié)點需實現(xiàn)纖外DCN的接入功能，ASON的DCN路由功能由纖外DCN實現(xiàn)。因此，本發(fā)明的核心內容就在于使用纖外DCN作為ASON的DCN時，同時考慮節(jié)點內部通信系統(tǒng)(ILAN)，即節(jié)點通信結構設計。
本發(fā)明節(jié)點通信結構如圖1所示，其連接關系是節(jié)點600包含(ACU+NMU)100、接口盤200、子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400；(ACU+NMU)100通過子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400與實現(xiàn)ASON傳送平面功能的實體接口盤200連接，使接口盤200通過子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400接收和發(fā)送網(wǎng)絡管理信息和控制平面信令信息，建立數(shù)據(jù)平面的連接；(ACU+NMU)100通過其上的DCN接口與纖外DCN900連接，使節(jié)點600內部需要傳送的網(wǎng)絡管理信息和控制平面信令信息通過子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400經(ACU+NMU)100接入到纖外DCN900上傳送；網(wǎng)管工作站500與纖外DCN900連接，使網(wǎng)管工作站500送出的網(wǎng)絡管理信息和控制平面信令信息首先經過(ACU+NMU)100的接收，分別通過不同的端口接入到ASON節(jié)點600內部的管理應用層和控制信令應用層進行處理；子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400組成ASON節(jié)點內部的高速通信局域網(wǎng)(ILAN)，提供節(jié)點內部各部件間的高速、大容量通信平臺；將ACU和NMU集成在同一硬件平臺上實現(xiàn)，主要基于如下考慮1)設備系統(tǒng)更加緊湊。在ASON中，控制平面需要實現(xiàn)呼叫和連接的控制，以及連接路由計算，分布式恢復的相關計算和控制，因此對處理能力的要求比較高；同時，還應考慮控制平面信息的永久存儲，如網(wǎng)絡拓撲信息、鄰接狀態(tài)、呼叫狀態(tài)、連接狀態(tài)，等等；因此ACU中應配備硬盤或磁盤陣列(RAID)，支持文件系統(tǒng)。而NMU相對簡單，沒有復雜的計算和處理，其需要永久保存的信息也不多，而且在上層網(wǎng)元管理系統(tǒng)/子網(wǎng)管理系統(tǒng)(EMS/SNMS)上有保存，只需要保持同步即可。因此在ACU高性能的平臺上增加NMU的功能，對控制系統(tǒng)的性能不會造成大的影響，而減少系統(tǒng)中連接的部件，則系統(tǒng)可靠性和集成度都增加了。
2)將ACU和NMU集成，還可在該處理單元上集成更多種DCN接口。因為運營商可提供用來構建ASON的DCN的外部數(shù)據(jù)網(wǎng)可能有多種技術選擇。一般說來，可支持DCN功能的通信技術有電路交換(circuit switch)、包交換(packet switch)、局域網(wǎng)技術(LAN)、異步轉移模式技術(ATM)、SDH和OTN等等；三層技術有IP技術或開放系統(tǒng)互連(OSI)體系的第三層技術。將ACU和NMU集成后，在節(jié)點設計時可考慮選用支持多種二層接口和三層技術的平臺，這樣對運營商提供的數(shù)據(jù)網(wǎng)具有更好的適應性，非常有利于ASON的部署。
在本方案中，節(jié)點600內部通信網(wǎng)傳輸?shù)墓芾硇畔⒑托帕钚畔⒔K結于ACU。要求ACU配置雙網(wǎng)口，網(wǎng)口上綁定的三層網(wǎng)絡(IP地址或網(wǎng)絡服務接入點(NSAP)地址)地址分別屬于不同的子網(wǎng)，同時關閉ACU操作系統(tǒng)中的三層轉發(fā)功能。
由于目前基于IP技術的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術處于主流地位，因此ASON網(wǎng)絡的DCN協(xié)議體系優(yōu)先選用IP協(xié)議，DCN網(wǎng)絡接口也優(yōu)先提供IP接口。下面的敘述以三層技術為IP技術的方式為例，基于OSI的三層技術的方式依此類推。
基本工作方式為纖外CDN900提供基于IP的數(shù)據(jù)傳送功能，管理信息和信令信息分別在纖外CDN900上傳送，它們的分離在傳送層或應用層完成。假定在傳送層分離，例如使用用戶數(shù)據(jù)報(UDP)協(xié)議的不同端口Port1和Port2分別傳送和接收管理信息和信令信息。則(ACU+NMU)100在Port1端口上接收的信息送本單元管理應用層處理，在Port2端口上接收的信息送本單元信令應用層處理。節(jié)點600要發(fā)送的管理信息由(ACU+NMU)100在Port1端口上發(fā)送，要發(fā)送的信令信息由(ACU+NMU)100在Port2端口上發(fā)送。節(jié)點600內部的(ACU+NMU)100和(接口盤)200單元間的通信通過子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400組成的節(jié)點內部局域網(wǎng)進行。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點和積極效果1)使用纖外DCN作為ASON網(wǎng)絡的DCN，即使用共路信令技術，極大提高了其服務質量(QoS)、信息傳輸率、選路能力。
2)由于DCN和ASON傳送平面沒有依存性，所以當ASON傳送平面出現(xiàn)失效時，DCN不會隨之出現(xiàn)失效。這就從根本上保證了故障的快速發(fā)現(xiàn)與定位，信令傳遞也不受影響，使ASON的快速恢復成為可能。


圖1-本發(fā)明的節(jié)點信息結構圖；圖2-本發(fā)明組成圖。
其中100-ACU+NMU；ACU為ASON節(jié)點中信令處理單元的承載平臺，稱作ASON控制單元；NMU為內嵌于設備的網(wǎng)絡管理單元，稱作節(jié)點管理單元；ACU和NMU可使用多種硬件平臺，如控制單板、工控機、電信服務器等；(ACU+NMU)100其功能是提供各種DCN適配接口，接入纖外DCN；處理ASON控制信令，并根據(jù)信令要求控制接口盤200，建立連接；同時實現(xiàn)節(jié)點的網(wǎng)管代理功能。
200-接口盤，是一種向ASON節(jié)點中接入SDH、OTN以及其它各種業(yè)務信號(千兆以太網(wǎng)，等等)的接口單元，也稱作線卡；接口盤200其功能是接收控制指令，建立數(shù)據(jù)平面的連接。
300-子框內通信網(wǎng)，組成ASON節(jié)點內部的高速通信局域網(wǎng)(ILAN)。
400-節(jié)點內通信網(wǎng)，提供節(jié)點內部各部件間的高速、大容量通信平臺。
500-網(wǎng)管工作站，實現(xiàn)對ASON網(wǎng)絡的網(wǎng)絡管理功能；可以是網(wǎng)元管理系統(tǒng)(EMS)，也可以是子網(wǎng)管理系統(tǒng)(SNMS)。
600-節(jié)點，601-節(jié)點1，602-節(jié)點2，……60N-節(jié)點N，均是ASON節(jié)點；實現(xiàn)ASON的各項功能。
700-DCN接入鏈路，將ASON節(jié)點和網(wǎng)管工作站接入纖外DCN網(wǎng)絡的鏈路；可使用5類雙絞線對絞直連接入。
800-傳送網(wǎng)鏈路，傳送網(wǎng)的業(yè)務承載鏈路；是各類SDH和OTN的光鏈路。
900-纖外DCN，傳送ASON網(wǎng)管信息和控制信令信息專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)；可使用基于IP技術的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，由路由器組建。
SX-鏈路失敗，傳送網(wǎng)鏈路的一種故障情況；它可能是光纖鏈路被切斷，也可能是中繼器故障。
具體實施例方式
圖2為本發(fā)明的一個實施案例。
如前述，節(jié)點600包含(ACU+NMU)100、接口盤200、子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400；(節(jié)點1)601到(節(jié)點6)606通過傳送網(wǎng)鏈路800連接組成ASON傳送平面，用來傳送網(wǎng)內的各種業(yè)務；為突出(ACU+NMU)100與纖外DCN900的連接關系，將(ACU+NMU)100從節(jié)點600中分離了出來，通過節(jié)點內通信網(wǎng)400與節(jié)點600連接(ACU+NMU)100通過DCN接入鏈路700與纖外DCN900連接；纖外DCN900通過DCN接入鏈路700與網(wǎng)管工作站500連接。
纖外DCN900用于傳送網(wǎng)絡管理信息(簡稱網(wǎng)管信息)和控制平面的信令信息(簡稱信令信息)，是網(wǎng)絡建設者提供的已有專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，其帶寬、性能和可靠性均很高，保證了ASON網(wǎng)管信息和信令信息傳遞的性能；其工作原理如下ASON節(jié)點600的網(wǎng)管信息和信令信息終止于(ACU+NMU)100，節(jié)點600內部需要傳送的網(wǎng)管信息通過節(jié)點600內通信網(wǎng)400經(ACU+NMU)100接入到纖外DCN900上傳送，節(jié)點600內部需要傳送的信令信息也是通過節(jié)點600內通信網(wǎng)400經(ACU+NMU)100同時接入到纖外DCN上傳送，如果網(wǎng)管消息和信令信息的分離是在傳送層分離，則網(wǎng)管信息與信令分別通過(ACU+NMU)100的不同端口接入到纖外DCN900上傳送。網(wǎng)管工作站500送出的網(wǎng)管信息和信令信息首先經過(ACU+NMU)100的接收，網(wǎng)管信息和信令信息分別通過不同的端口接入到ASON節(jié)點600內部，分別送至節(jié)點600內部的管理應用層和控制信令應用層進行處理。
當(節(jié)點4)604和(節(jié)點5)605間的傳送平面鏈路失效SX時，而纖外DCN900工作正常，則(節(jié)點4)604和(節(jié)點5)605間的MCN和SCN數(shù)據(jù)傳輸絲毫不受影響，保證了用于網(wǎng)絡恢復的信令的傳輸。
權利要求
1.一種基于纖外數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術的自動交換光網(wǎng)絡節(jié)點通信結構組織方法，其特征在于(ACU+NMU)(100)通過其上的DCN接口與纖外DCN(900)連接，使節(jié)點(600)內部需要傳送的網(wǎng)絡管理信息和控制平面信令信息通過子框內通信網(wǎng)(300)和節(jié)點內通信網(wǎng)(400)經(ACU+NMU)(100)接入到纖外DCN(900)上傳送；網(wǎng)管工作站(500)與纖外DCN(900)連接，使網(wǎng)管工作站(500)送出的網(wǎng)絡管理信息和控制平面信令信息首先經過(ACU+NMU)(100)的接收，分別通過不同的端口接入到ASON節(jié)點(600)內部的管理應用層和控制信令應用層進行處理；子框內通信網(wǎng)(300)和節(jié)點內通信網(wǎng)(400)組成ASON節(jié)點內部的高速通信局域網(wǎng)，提供節(jié)點內部各部件間的高速、大容量通信平臺。
2.按權利要求1所述的一種基于纖外數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術的自動交換光網(wǎng)絡節(jié)點通信結構組織方法，其特征在于節(jié)點600包含(ACU+NMU)100、接口盤200、子框內通信網(wǎng)300和節(jié)點內通信網(wǎng)400；節(jié)點1(601)到節(jié)點N(60N)通過傳送網(wǎng)鏈路(800)連接組成ASON傳送平面，用來傳送網(wǎng)內的各種業(yè)務；為突出(ACU+NMU)(100)與纖外DCN(900)的連接關系，將(ACU+NMU)(100)從節(jié)點(600)中分離了出來，通過節(jié)點內通信網(wǎng)(400)與節(jié)點(600)連接；(ACU+NMU)(100)通過DCN接入鏈路(700)與纖外DCN(900)連接；纖外DCN(900)通過DCN接入鏈路(700)與網(wǎng)管工作站(500)連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于纖外數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術的自動交換光網(wǎng)絡節(jié)點通信結構組織方法，涉及一種用于光傳輸?shù)淖詣咏粨Q光網(wǎng)絡，具體地說，涉及一種節(jié)點通信結構。節(jié)點包含(ACU+NMU)、接口盤、子框內通信網(wǎng)和節(jié)點內通信網(wǎng)；節(jié)點通過傳送網(wǎng)鏈路連接組成ASON傳送平面，節(jié)點內部接口盤通過子框內通信網(wǎng)和節(jié)點內通信網(wǎng)與(ACU+NMU)連接；(ACU+NMU)通過DCN接入鏈路與纖外DCN連接，纖外DCN通過接入鏈路與網(wǎng)管工作站連接。本發(fā)明最大限度利用了專用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)在服務質量(QoS)、信息傳輸率、選路能力等方面的優(yōu)越性；由于DCN和ASON傳送平面沒有依存性，所以當ASON傳送平面出現(xiàn)失效時，DCN不會隨之出現(xiàn)失效。
文檔編號H04B10/00GK1476257SQ03128260
公開日2004年2月18日 申請日期2003年7月2日 優(yōu)先權日2003年7月2日
發(fā)明者王志峰, 魏學勤, 雷榮華, 朱冰, 吳兵波, 孫俊, 謝秋紅 申請人:烽火通信科技股份有限公司