СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ФУНКЦИЙ ОАМ В ПАССИВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ СЕТИ ETHERNET Российский патент 2005 года по МПК H04L12/24 G06F13/42 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к пассивной оптической сети (ПОС, PON) Ethernet, и более конкретно, к способу распознавания функций OAM (набор служебных функций эксплуатации, администрирования и обслуживания сети), который может быть реализован в пассивной оптической сети.

Предшествующий уровень техники

Стандартизация технологии Gigabit Ethernet (развитие сетевой технологии Ethernet, основанное на использовании специальных высокопроизводительных сетевых плат и высокоскоростных каналов) и технологии управления доступом к среде передачи (УДСП, MAC) для пассивных оптических сетей с поддержкой асинхронного режима передачи (ATM) завершена. В ПОС с поддержкой ATM (АТМ-ПОС) для связи используется передача кадров, каждый из которых состоит из заданного числа ячеек ATM, в восходящем или нисходящем направлении. В частности, оптическое линейное окончание (ОЛО, OLT) (при помощи ОЛО осуществляется подключение абонентов к сетям коммутации и передачи данных) вставляет в передаваемый кадр ячейки нисходящего потока данных, и затем ячейки нисходящего потока данных передаются на каждый узел оптической сети (УОС, ONU) в ПОС, имеющей древовидную структуру. Другие особенности Gigabit Ethernet и протоколов ATM-ПОС описываются в стандартах IEEE 802.3z и ITU-T G.983.1, которые включены в данное описание в качестве ссылки.

Фиг.1 представляет собой блок-схему, показывающую физическую структуру обычной пассивной оптической сети (ПОС). Как показано, ПОС включает в себя ОЛО 100 и множество УОС 110-1-110-3, подсоединенных к ОЛО 100. Фиг.1 представляет собой пример, в котором три УОС 110-1-110-3 подсоединены к одному ОЛО 100 в пассивной оптической сети Ethernet, которая передает кадры Ethernet стандарта 802.3 через сеть типа «от точки к множеству точек» («точка-многоточка»). Здесь многочисленные пользователи 120-1-120-3 (пользователи или устройства сети) могут подсоединяться к узлам УОС 110-1-110-3, соответственно, таким образом, что данные 131-1-133-1, передаваемые пользователями 120-1-120-3, могут быть переданы на ОЛО 100 через узлы УОС 110-1-110-3.

Как показано на фиг.1, в случае передачи данных в восходящем направлении, доступ ко всем данным узлам УОС осуществляется с помощью мультиплексирования с разделением по времени (МРВ,TDM). Оптическая распределительная сеть (ОРС, ODN), которая является пассивным элементом, позволяет избежать взаимных конфликтов данных за счет метода зондирования. В случае нисходящего потока передачи данных каждый из узлов УОС 110-1 - 110-3 принимает данные, широковещание которых выполнило ОЛО 100. Каждый кадр, передаваемый в нисходящем или восходящем направлении, имеет поле, расположенное в выделенной ячейке ATM или обычной ячейке ATM, с помощью которого сообщения могут посылаться или приниматься в заданных интервалах.

Однако, с развитием Интернет-технологии требуется большая пропускная способность на стороне абонентов, и в соответствии с этими потребностями используется передача от точки к точке с помощью Gigabit Ethernet, которая имеет относительно низкую стоимость и может обеспечивать большую пропускную способность по сравнению с технологией ATM. В этом отношении ATM имеет недостатки, связанные с тем, что для данной технологии требуется относительно дорогостоящее оборудование, она имеет ограниченную пропускную способность и требует сегментации пакетов протокола IP (IP-пакетов). По существу, даже в структуре ПОС абонентской сети технология Ethernet является более предпочтительной, чем технология ATM.

Для предоставления услуг с помощью пассивной оптической сети, основывающейся на Ethernet, необходим набор функций OAM, которого нет в существующем Ethernet. Набор функций OAM был определен недавно, при стандартизации ПОС Ethernet (EPON), но еще находится в стадии разработки в стандарте IEEE 802.3ah EFM TF, Draft v1.0. Набор функций OAM, определенный в Draft v1.0, вплоть до настоящего времени является набором основных функций, который поддерживает функцию Индикации Удаленного Сбоя (Remote Failure Indicating), функцию Удаленного Контроля Методом Обратной Передачи (Remote Loop-back) и функцию Мониторинга Линии Связи (Link Monitoring), как описано в IEEE 802.3ah EFM. Однако, так как процессы операций способа распознавания функций OAM подробно не определены в Draft v1.0, могут возникать некоторые проблемы при попытках эффективной реализации протоколов OAM. Другими словами, нет единообразного процесса распознавания функций OAM, доступного между ОЛО 100 и УОС 110. В результате, любые функции OAM, определяемые и используемые различными производителями, не будут взаимодействовать друг с другом, так как кадры могут оказаться нераспознаваемыми по отношению друг к другу.

Сущность изобретения

Соответственно, существует необходимость в новой схеме для предоставления способа распознавания функций ОАМ, который дает возможность ОЛО и УОС распознавать их наборы функций ОАМ.

Настоящее изобретение относится к способу распознавания функций ОАМ для эффективного осуществления ОАМ после установления функций ОАМ, которые могут поддерживаться как ОЛО, так и УОС.

В одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения обеспечивается способ распознавания функций ОАМ, в котором ОЛО реализует способ распознавания функций ОАМ для множества узлов УОС, подсоединенных к ОЛО в пассивной оптической сети Ethernet. Способ включает в себя этапы, на которых назначают посредством ОЛО идентификационные данные для идентификации каждого из узлов УОС в соответствии с запросами на регистрацию от узлов УОС, подсоединенных к ОЛО, инициируют посредством ОЛО операцию распознавания в отношении функций ОАМ узлов УОС посредством передачи первых информационных сообщений о наборе функций ОАМ и принимают посредством ОЛО вторые информационные сообщения о наборе функций ОАМ, предназначенные для информирования о функциях ОАМ узлов УОС, от узлов УОС, принявших первые информационные сообщения о наборе функций ОАМ.

Перечень фигур чертежей

Упомянутые выше признаки и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания, приводимого совместно с сопровождающими чертежами, на которых:

фиг.1 - блок-схема, показывающая физическую структуру сети обычной пассивной оптической сети;

фиг.2 - схема, которая соответствует процессу распознавания функций OAM, происходящему между ОЛО и УОС;

фиг.3 - схема, подробно показывающая этапы процесса распознавания функций OAM в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая рабочее состояние ОЛО в процессе распознавания функций OAM в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.5 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая рабочее состояние устройства УОС в процессе распознавания функций OAM в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.6 - схема, изображающая структуру поля данных модуля данных протокола (МДП, PDU) (протокольной единицы обмена) состояния OAM в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг.7 - схема, изображающая структуру битового кодирования поля Local_State/Far_End_State в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и

фиг.8 - схема, показывающая типы сообщений, классифицированные с помощью битового кодирования поля Local_State/Far_End_State в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

В следующем описании для целей объяснения, а не ограничения приводятся конкретные детали, такие как определенная архитектура, интерфейсы, способы и т.п. для того, чтобы обеспечить полное понимание настоящего изобретения. Однако, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано на практике с помощью других вариантов осуществления, которые отклоняются от этих конкретных деталей. С целью упрощения и ясности, подробные описания широко известных устройств, схем и способов опущены для того, чтобы не перегружать описание настоящего изобретения ненужными деталями.

Согласно фиг.2, процессы распознавания функций OAM в соответствии с замыслом настоящего изобретения осуществляются сразу после завершения процесса распознавания между ОЛО 100 и УОС 110. Более подробно, фиг.2 показывает этапы осуществления процесса распознавания функций OAM между ОЛО и УОС в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Вкратце, на этапе 10 ОЛО 100 осуществляет процесс распознавания, в котором назначает идентификатор (ID) для идентификации УОС 110 в соответствии с запросом на регистрацию со стороны присоединенного УОС 110. На этапе 20 ОЛО 100 и УОС 110 выполняют процедуру по распознаванию функций ОАМ друг друга, и затем на этапе 30 осуществляется ряд других последующих этапов.

Согласно фиг.3, процесс распознавания функций OAM в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения осуществляется на основе трехходового подтверждения установления соединения (three-way handshaking). Как показано, сообщения, передаваемые/принимаемые в соответствии с рабочей процедурой, включают информационное сообщение Initiate_OAM_Discovery (начать распознавание функций ОАМ) о наборе функций OAM ОЛО, информационное сообщение Report_OAM_Discovery (отчет о распознавании функций ОАМ) о наборе функций OAM УОС и сообщение Complete_OAM_Discovery (завершить распознавание функций ОАМ) о завершении распознавания функций OAM. Кроме того, для улучшения надежности при обмене всеми сообщениями время ожидания приема (время распознавания (discovery_time)) для ожидания сообщения, принимаемого в соответствии с передаваемым сообщением, в соответствии с настоящим изобретением устанавливается заранее.

Процесс, в котором ОЛО 100 и УОС 110 передают/принимают сообщения в соответствии с процессами распознавания функций OAM, описывается далее со ссылкой на фиг.3.

Как показано на фиг.3, ОЛО 100 начинает распознавание функций OAM путем передачи информации о наборе функций OAM ОЛО 100 на зарегистрированный УОС 110 посредством сообщения Initiate_OAM_Discovery на этапе 21. В рассматриваемом случае следовательно, если сообщение Report_OAM_Discovery не принято от УОС 110 в течение заранее заданного периода времени (discovery_time), то ОЛО 100 повторно передает сообщение Initiate_OAM_Discovery до тех пор, пока сообщение Report_OAM_Discovery не будет принято в течение заранее заданного интервала времени (discovery_time).

Устройство УОС 110, приняв сообщение Initiate_OAM_Discovery от ОЛО 100, передает информацию о наборе функций OAM УОС 110 к ОЛО 100 посредством сообщения Report_OAM_Discovery на этапе 23. В рассматриваемом случае, если сообщение Complete_OAM_Discovery не принято от ОЛО 100 в течение заранее заданного интервала времени (discovery_time), то устройство УОС 110 повторно передает сообщение Report_OAM_Discovery до тех пор, пока сообщение Complete_OAM_Discovery не будет принято в течение заранее заданного периода времени (discovery_time).

На этапе 25 ОЛО 100, приняв сообщение Report_OAM_Discovery от УОС 110, передает сообщение Complete_OAM_Discovery на УОС 110 и тем самым информирует о завершении распознавания функций OAM между ОЛО 100 и УОС 110.

Далее со ссылкой на Фиг.4 и 5 приведено подробное описание процессов работы каждого из устройств ОЛО 100 и УОС 110, соответствующих упомянутым выше этапам.

Сначала, со ссылкой на фиг.4 описывается работа ОЛО 100 в процессе распознавания функций OAM в соответствии с настоящим изобретением. На этапе 101 для того, чтобы начать распознавание функций OAM, ОЛО 100 передает на зарегистрированный УОС 110 сообщение Initiate_OAM_Discovery, в котором сохранена информация о наборе функций ОАМ ОЛО 100, и затем осуществляется этап 103. На этапе 103 ОЛО 100 ожидает приема сообщения Report_OAM_Discovery от УОС 110 в течение заранее заданного периода времени. Далее, на этапе 105, если сообщение Report_OAM_Discovery принято от УОС 110 в течение заранее заданного периода времени, то осуществляется этап 107. Если же сообщение Report_OAM_Discovery не принято от УОС 110 в течение заранее заданного периода времени, то этапы 101-105 повторяются. Окончательно, на этапе 107 ОЛО передает сообщение Complete_OAM_Discovery на УОС 110, и тем самым завершает процесс распознавания функций ОАМ.

Далее работа УОС 110 в процессе распознавания функций OAM в соответствии с настоящим изобретением описывается со ссылкой на фиг. 5. УОС 110 принимает сообщение Initiate_OAM_Discovery от ОЛО 100 на этапе 111, и затем осуществляется этап 113. На этапе 113 УОС 110 передает на ОЛО 100 сообщение Report_OAM_Discovery, в котором сохранена информация о наборе функций ОАМ УОС 110, и затем осуществляется этап 115. На этапе 115 УОС 110 ожидает приема сообщения Complete_OAM_Discovery от ОЛО 100 в течение заранее заданного периода времени. Далее, на этапе 117, если сообщение Complete_OAM_Discovery принято от ОЛО 100 в течение заранее заданного интервала времени, то УОС 110 завершает процесс распознавания функций OAM. Если же сообщение Complete_OAM_Discovery не принято от ОЛО 100 в течение заранее заданного интервала времени, то этапы 113-117 повторяются.

Со ссылкой на фиг.6-8 описывается структура поля данных каждого сообщения, передаваемого/принимаемого в ходе вышеописанного процесса распознавания функций OAM.

Фиг. 6 иллюстрирует структуру поля данных модуля данных протокола (МДП, PDU) состояния OAM, которая представляет собой структуру поля данных каждого сообщения, которое реально передается/принимается в ходе процессов распознавания функций OAM. Как показано, каждое сообщение, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, включает в себя не только поля данных, соответствующие общей структуре МДП состояния ОАМ, но также поле 203 Local_Allocated_channel размером в 1 байт, поле 209 Far_End_Allocated_channel размером в 1 байт, поле 205 Local_Topology, поле 211 Far_End_Topology, поле 201 Local_State и поле 207 Far_End_State.

Поле 203 Local_Allocated_channel и поле 209 Far_End_Allocated_channel являются полями, в которых хранится статическая информация о выделенной полосе пропускания для передачи информации о наборе функций OAM при осуществлении распознавания функций OAM. Кроме того, поле 205 Local_Topology и поле 211 Far_End_Topology являются полями для хранения информации о передаче, касающейся топологии сети, т.е. структуры сети «от точки к точке» («точка-точка») или структуры сети «от точки к множеству точек» («точка-многоточка») в ходе распознавания функций.

Поле 201 Local_State и поле 207 Far_End_State определяются по-новому, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и представляют собой поля, включающие в себя информацию, касающуюся типа сообщений, передаваемых/принимаемых в ходе процесса распознавания функций OAM. Структура битового кодирования поля 201 Local_State и поля 207 Far_End_State показана на фиг.7. Как показано, поле 201 Local_State и поле 207 Far_End_State представляют классификацию каждого сообщения, передаваемого/принимаемого в ходе процесса распознавания функций OAM, за счет нового определения бита D6 и бита D7 как поля CD_State (состояния распознавания функций) в структуре битового кодирования общепринятых полей Local_State и Far_End_State.

Типы сообщений, классифицируемых значениями поля CD_State, показаны на фиг.8. Как показано на фиг.8, значение поля CD_State, соответствующее сообщению Initiate_OAM_Discovery, составляет 01, значение поля CD_State, соответствующее сообщению Report_OAM_Discovery, составляет 10, и значение поля CD_State, соответствующее сообщению Complete_OAM_Discovery, составляет 11. Кроме того, значение поля CD_State, соответствующее сообщению OAM, которое использует МДП состояния OAM [0х00] после завершения распознавания функций OAM, равно 00.

Как описано выше, настоящее изобретение может эффективно осуществлять обмен информацией о характеристиках OAM путем определения процедуры распознавания функций ОАМ, основывающейся на трехходовом подтверждении установления соединения. Кроме того, настоящее изобретение может обеспечивать высокую надежность для сообщений (Initiate_OAM_Discovery, Report_OAM_Discovery, Complete_OAM_Discovery), передаваемых/принимаемых, когда осуществляется распознавание функций OAM путем задания времени распознавания (discovery_time), которое представляет собой период времени ожидания приема для ожидания сообщения.

Хотя изобретение было показано и описано со ссылкой на определенные предпочтительные варианты его осуществления, специалисту в данной области техники понятно, что могут осуществляться различные изменения в форме и деталях, не выходя за рамки сущности и объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.

Изобретение относится к пассивной оптической связи. Его использование позволяет распознавать функции OAM (набор служебных функций эксплуатации, администрирования и обслуживания сети) в оптическом линейном окончании (ОЛО) и узлах оптической сети (УОС), подсоединенных к ОЛО. Этот результат достигается благодаря тому, что назначают посредством ОЛО идентификационные данные для идентификации узлов УОС в соответствии с их запросами на регистрацию и инициируют посредством ОЛО операцию распознавания в отношении функций OAM узлов УОС посредством передачи первых информационных сообщений о наборе функций ОАМ; принимают посредством ОЛО от узлов УОС вторые информационные сообщения о наборе функций OAM, предназначенные для информирования о функциях ОАМ узлов УОС, принявших первые информационные сообщения о наборе функций OAM. 2 н. и 10 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Способ распознавания посредством оптического линейного окончания (ОЛО) функций ОАМ (служебных функций эксплуатации, администрирования и обслуживания сети) множества узлов оптической сети (УОС), подсоединенных к ОЛО в пассивной оптической сети Ethernet, причем способ содержит этапы, на которых назначают посредством ОЛО идентификационные данные для идентификации каждого из упомянутых узлов УОС в соответствии с запросами на регистрацию, исходящими от упомянутых узлов УОС, подсоединенных к ОЛО, и инициируют посредством ОЛО операцию распознавания в отношении функций OAM упомянутых узлов УОС посредством передачи первых информационных сообщений о наборе функций ОАМ; принимают посредством ОЛО вторые информационные сообщения о наборе функций OAM, предназначенные для информирования о функциях ОАМ узлов УОС, от узлов УОС, принявших первые информационные сообщения о наборе функций OAM.2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором передают посредством ОЛО третье информационное сообщение о наборе функций ОАМ для информирования о завершении операции распознавания функций OAM, на заранее заданный УОС из упомянутого множества УОС, если ОЛО приняло второе информационное сообщение о наборе функций OAM от упомянутого заранее заданного УОС.3. Способ по п. 1, в котором структура поля данных, образующая каждое из вышеупомянутых сообщений, содержит первое поле и второе поле, которые добавлены к общей структуре поля данных модуля данных протокола (МДП) состояния ОАМ, при этом первое поле хранит статическую информацию о выделенной полосе пропускания для передачи информации о функциях ОАМ при выполнении операции распознавания функций ОАМ, а второе поле хранит информацию, касающуюся топологии сети.4. Способ по п. 2, в котором первое, второе и третье информационные сообщения о наборе функций OAM включают в себя поле, предназначенное для представления рабочего состояния для информационного сообщения о наборе функций ОАМ.5. Способ по п. 4, в котором поле, предназначенное для представления рабочего состояния для информационного сообщения о наборе функций ОАМ, включает в себя одно из первого заданного значения, предназначенного для представления того, что ОЛО инициирует операцию распознавания в отношении функций ОАМ узлов УОС; второго заданного значения, предназначенного для представления информации о функциях ОАМ узлов УОС; третьего заданного значения, предназначенного для представления завершения ОЛО операции распознавания функций ОАМ; четвертого заданного значения, предназначенного для представления МДП состояния ОАМ после завершения операций распознавания функций ОАМ.6. Способ распознавания посредством оптического линейного окончания (ОЛО) функций ОАМ (служебных функций эксплуатации, администрирования и обслуживания сети) множества узлов оптической сети (УОС), подсоединенных к ОЛО в пассивной оптической сети Ethernet, причем способ содержит этапы, на которых назначают посредством ОЛО идентификационные данные для идентификации каждого из упомянутых узлов УОС в соответствии с запросами на регистрацию, исходящими от упомянутых узлов УОС, подсоединенных к ОЛО, и передают посредством ОЛО на упомянутые узлы УОС первые информационные сообщения о наборе функций OAM для инициирования операции распознавания функций ОАМ для упромянутых узлов УОС; ожидают приема посредством ОЛО вторых информационных сообщений о наборе функций ОАМ, предназначенных для информирования о функциях ОАМ, от упомянутых узлов УОС в течение первого заранее заданного периода времени после передачи первых информационных сообщений о наборе функций ОАМ; передают посредством ОЛО третьи информационные сообщения о наборе функций OAM для информирования о завершении ОЛО операции распознавания функций OAM, на узлы УОС, передавшие вторые информационные сообщения о наборе функций ОАМ, если вторые информационные сообщения о наборе функций ОАМ приняты от этих узлов УОС.7. Способ по п. 6, дополнительно содержащий этап, на котором повторно передают посредством ОЛО первые информационные сообщения о наборе функций OAM для инициирования операции распознавания функций ОАМ для упомянутых узлов УОС согласно первому этапу, если вторые информационные сообщения о наборе функций OAM не приняты от упомянутых узлов УОС в первый заранее заданный период времени, в течение которого ОЛО ожидает приема вторых информационных сообщений о наборе функций ОАМ.8. Способ по п. 6, в котором каждый из упомянутых узлов УОС принимает от ОЛО первое информационное сообщение о наборе функций ОАМ, предназначенное для инициирования операции распознавания функций ОАМ, передает ОЛО второе информационное сообщение о наборе функций ОАМ для информирования о функциях ОАМ, и ожидает от ОЛО третье информационное сообщение о наборе функций ОАМ, предназначенное для информирования о завершении операции распознавания функций ОАМ для этого УОС, в течение второго заранее заданного периода времени.9. Способ по п. 8, в котором УОС повторно передает второе информационное сообщение о наборе функций OAM для информирования о функциях ОАМ этого УОС, если третье информационное сообщение о наборе функций ОАМ, предназначенное для информирования о завершении операции распознавания функций ОАМ для этого УОС, не принято от ОЛО в течение второго заранее заданного периода времени.10. Способ по п. 6, в котором структура поля данных, образующая каждое из вышеупомянутых сообщений, содержит первое поле и второе поле, которые добавлены к общей структуре поля данных модуля данных протокола (МДП) состояния ОАМ, при этом первое поле хранит статическую информацию о выделенной полосе пропускания для передачи информации о функциях ОАМ при выполнении операции распознавания функций ОАМ, а второе поле хранит информацию, касающуюся топологии сети.11. Способ по п. 6, в котором первое, второе и третье информационные сообщения о наборе функций ОАМ включают в себя поле, предназначенное для представления рабочего состояния для информационного сообщения о наборе функций ОАМ.12. Способ по п. 11, в котором поле, предназначенное для представления рабочего состояния для информационного сообщения о наборе функций ОАМ, включает в себя одно из первого заданного значения, предназначенного для представления того, что ОЛО инициирует операцию распознавания в отношении функций ОАМ узлов УОС; второго заданного значения, предназначенного для представления информации о функциях ОАМ узлов УОС; третьего заданного значения, предназначенного для представления завершения ОЛО операции распознавания функций ОАМ; четвертого заданного значения, предназначенного для представления МДП состояния ОАМ после завершения операций распознавания функций ОАМ.