Область техники

Изобретение относится к технологиям оптической транспортной сети, и, в частности, к способу переключения c совмещением группы резервирования, устройством управления и устройством оптической связи.

Описание предшествующего уровня техники

OTN (оптическая транспортная сеть, OTN) широко используется в магистральных транспортных сетях. OTN основывается на технологии спектрального мультиплексирования (WDM), является полностью обратно совместимой и может быть конвергирована с оптической синхронной цифровой иерархией (SDH) и устройствами WDM в существующей сети для осуществления мультиплексирования с большой степенью структурированности, кросс-соединения и конфигурирования, существенно увеличивая, таким образом, адаптацию к высокоскоростным данным и эффективность пропускания транспортной сети. При этом устройство OTN также обеспечивает гибкую функцию защиты трафика, основываясь на уровне электрического сигнала и уровне оптического сигнала, например, резервирование соединений подсети (SNCP) и резервирование совместно используемого кольца, базирующиеся на уровне блока данных оптического тракта порядка k (ODUk). Оптическое передающее устройство, поддерживающее функцию защиты трафика, может переключать трафик на резервный канал, если в сети происходит отказ оборудования (такой как разрыв оптической линии или сигнал рассогласования), обеспечивая, таким образом, возможность автоматического восстановления трафика.

Обширный трафик будет прерван, если разрушается оптическая линия сети OTN, несущая десятки гигабит или даже терабит в секунду. Поэтому необходимо улучшить живучесть оптической транспортной сети. Одним из показателей измерения живучести сети является быстродействие при переключении. В общем случае, в промышленности предусмотрено, что время восстановления трафика (в пределах которого завершается взаимодействие всех байтов APS, относящихся к переключению на резерв, и операция переключения на резерв каждого из узлов) должно составлять меньше 50 миллисекунд, для того, чтобы гарантировать, что пользователи не ощутят никакого воздействия от переключения на резерв во время вызова.

В реальной сетевой среде различные уровни резервирования обычно сконфигурированы для определенного важного трафика, и, если резервирование на одном уровне дает сбой, доступны другие каналы резервирования для защиты трафика, чтобы гарантировать отсутствие прерывания важного трафика. По этой причине несколько групп резервирования совмещаются. Рабочий канал или резервный канал одной группы резервирования может также быть рабочим каналом или каналом резервирования другой группы резервирования, и то, как правильно осуществить коммутацию трафика, становится проблемой. Кроме того, если несколько групп резервирования совмещены, то обработка переключения на резерв для групп резервирования на различных уровнях обычно выполняется последовательно для того, чтобы один отказ не вызывал одновременное подключение групп резервирования. Другими словами, вначале подключается основная группа резервирования и устанавливается время ожидания для других групп резервирования. В период времени ожидания отказ не запускает переключение на резерв для других групп резервирования. Видно, что, если основная группа резервирования дает сбой, за счет наличия времени ожидания суммарное время для переключения на резерв линейно возрастает по мере совмещения все большего числа уровней групп резервирования. Суммарное время для переключения на резерв является длительным, не позволяя удовлетворить требование о том, что время восстановления трафика должно составлять меньше 50 миллисекунд.

Краткое описание изобретения

С учетом недостатков существующего уровня техники, целью настоящего изобретения является обеспечение способа переключения с совмещением группы резервирования, устройством управления и устройством оптической связи для того, чтобы решить проблему существующего уровня техники.

Для достижения вышеизложенной цели и других связанных с ней целей настоящее изобретение предлагает способ переключения с совмещением группы резервирования, реализованный в программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA). FPGA присоединена с возможностью обмена информацией к чипу кросс-соединений и совокупности блоков оптической связи в устройстве оптической связи. Чип кросс-соединений сконфигурирован, чтобы выполнять кросс-соединения трафика для совокупности блоков оптической связи. Совокупность групп резервирования сформирована между совокупностью блоков связи и каждым из блоков связи других устройств оптической связи. Группы резервирования образуют группу резервирования высшего порядка и группу резервирования низшего порядка. Группа резервирования низшего порядка и группа резервирования высшего порядка совмещены для резервирования одного и того же трафика, причем группа резервирования высшего порядка имеет приоритет над группой резервирования низшего порядка. FPGA осуществляет связь с совокупностью резервных конечных автоматов, причем каждый резервный конечный автомат связан, по меньшей мере, с одной из групп резервирования. Способ включает: осуществляемую независимо каждым резервным конечным автоматом работу по протоколу автоматического переключения на резерв (APS), по меньшей мере, для одной группы резервирования, которая заранее связана с резервным конечным автоматом; обновление, в соответствии с результатом работы по протоколу APS, по меньшей мере, одной таблицы состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования, и обновление, в соответствии с таблицей состояний резервирования, таблицы кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи; и конфигурирование обновленной таблицы кросс-соединений в чипе кросс-соединений, таким образом, что чип кросс-соединений осуществляет кросс-соединение трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений.

В варианте осуществления настоящего изобретения таблица кросс-соединений сохраняет совокупность записей кросс-соединений, причем каждая запись кросс-соединения соответствует трафику из пункта-отправителя в пункт назначения. Пункт-отправитель и пункт назначения - это блоки связи. Запись кросс-соединения содержит поле пункта-отправителя и соответствующее поле пункта назначения. Содержание поля пункта-отправителя - это индексная информация пункта-отправителя, а содержание поля пункта назначения - это индексная информация пункта назначения. Таблица состояний резервирования сохраняет записи групп резервирования для групп резервирования высшего порядка и групп резервирования низшего порядка, относящихся к пунктам-отправителям и пунктам назначения, по меньшей мере, для части трафика. Каждая группа резервирования высшего порядка или низшего порядка содержит рабочий канал и резервный канал. Каждая запись группы резервирования содержит поле рабочего канала, поле резервного канала и поле состояния переключения резервирования для группы резервирования. Содержание поля рабочего канала и содержание поля резервного канала - это индексы блоков связи, относящихся к рабочему каналу и резервному каналу, соответственно. Содержание поля состояния переключения на резерв - это информация, которая соответствует группе резервирования, действующей на рабочем канале или на резервном канале.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ для обновления таблицы кросс-соединений включает: осуществление последующей обработки, соответствующей каждой записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений: шаг S10, проверку индекса пункта назначения в содержании поля пункта назначения в записи кросс-соединения; шаг S20, проверку, относится ли пункт назначения на шаге S10 к группе резервирования высшего порядка; шаг S30, если пункт назначения на шаге S10 не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения и переход к шагу S60 для продолжения обработки; шаг S40, если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункта назначения совпадает с содержанием поля рабочего канала группы резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения и переход к шагу S60 для продолжения обработки; шаг S50, если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группа резервирования высшего порядка, то установку блока связи, относящегося к рабочему каналу в группе резервирования высшего порядка как логического пункта назначения в соответствии с таблицей состояний резервирования и переход к шагу S60 для продолжения обработки; шаг S60, проверку, относится ли логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 к группе резервирования низшего порядка; шаг S70, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки; шаг S80, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с содержанием поля рабочего канала группы резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки; шаг S90, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группы резервирования низшего порядка, то установку блока связи, соответствующего рабочему каналу в группе резервирования низшего порядка, как логического пункта назначения, и переход к шагу S100 для продолжения обработки; шаг S100, проверку, является ли логический пункт назначения, заданный на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений; шаг S110, если логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 не является тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения, то возврат к шагу S10 для продолжения обработки следующей записи кросс-соединения без обновления таблицы кросс-соединений; шаг S120, если логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 является тем же, что и пункт назначения конкретной записи кросс-соединения, то установку пункта-отправителя в конкретной записи кросс-соединения как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S130 для продолжения обработки; шаг S130, проверку, относится ли логический пункт-отправитель на шаге S120 к группе резервирования низшего порядка; шаг S140, если логический пункт-отправитель на шаге S120 не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки; шаг S150, если логический пункт-отправитель на шаге S120 относится к группе резервирования низшего порядка и трафик группы резервирования низшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S120, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки; шаг S160, если логический пункт-отправитель на шаге S120 относится к группе резервирования низшего порядка, но трафик группы резервирования низшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S120, то установку блока связи, соответствующего рабочему каналу или резервному каналу, используемому в данный момент трафиком группы резервирования низшего порядка, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S170 для продолжения обработки; шаг S170, проверку, относится ли логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 к группе резервирования высшего порядка; шаг S180, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки; шаг S190, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 относится к группе резервирования высшего порядка, а трафик группы резервирования высшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю, заданному на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки; шаг S200, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 относится к группе резервирования высшего порядка, но трафик группы резервирования высшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то установка блока связи, соответствующего рабочему каналу или резервному каналу, на котором в настоящий момент работает группа резервирования высшего порядка, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S210 для продолжения обработки; и шаг S210, использование логического пункта-отправителя, заданного на шаге S180, шаге S190 или шаге S200 как фактического пункта-отправителя, относящегося к пункту назначения на шаге S10, и обновление соответствующей записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений в соответствии с фактическим пунктом-отправителем.

В варианте осуществления настоящего изобретения результат работы по протоколу APS содержит: состояние переключения резервирования каждой группы резервирования; передачу байта APS для посылки на устройство удаленного элемента сети и представление того, что состояние протокола байта APS устройства локального элемента сети было обновлено; и результат переключения в операции переключения на резерв, которую необходимо выполнить для трафика, где имел место отказ.

В варианте осуществления изобретения резервные конечные автоматы отдельно разыскивают одну или большее число из заранее сохраненных таблиц для результатов операции по протоколу APS, заранее связанных с условиями запуска переключения, которые, вероятно, влияют на соответствующие группы резервирования.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ переключения с совмещением группы резервирования содержит: детектирование, посредством FPGA, информации запуска переключения совокупности блоков связи, получение связанной информации трафика, если детектируется информация о запуске переключения, и посылку пакета по шине аппаратурных средств для информирования резервного конечного автомата, относящегося к группе резервирования, связанной с информацией трафика, таким образом, что резервный конечный автомат осуществляет операцию по протоколу APS путем использования условия запуска переключения, полученного в соответствии с информацией по запуску переключения.

В варианте осуществления изобретения информация по запуску переключения содержит: информацию о состоянии отказа или информацию байта APS, которая была изменена.

В варианте осуществления изобретения устройство оптической связи - это блок формирования кадров.

Настоящее изобретение предлагает устройство управления для переключения с совмещением группы резервирования, содержащее: FPGA. FPGA присоединена с возможностью обмена информацией к чипу кросс-соединений и совокупности блоков оптической связи в устройстве оптической связи. Чип кросс-соединений сконфигурирован, чтобы выполнять кросс-соединения трафика для совокупности блоков оптической связи. Совокупность групп резервирования сформирована между совокупностью блоков связи и каждым из блоков связи других устройств оптической связи. Группы резервирования образуют группу резервирования высшего порядка и группу резервирования низшего порядка. Группа резервирования низшего порядка и группа резервирования высшего порядка совмещены для резервирования одного и того же трафика, причем группа резервирования высшего порядка имеет приоритет над группой резервирования низшего порядка. FPGA осуществляет связь с совокупностью резервных конечных автоматов, причем каждый резервный конечный автомат связан, по меньшей мере, с одной из групп резервирования. Каждый резервный конечный автомат независимо осуществляет операцию по протоколу APS, по меньшей мере, для одной группы резервирования, которая заранее связана с резервным конечным автоматом; обновляет, в соответствии с результатом операции по протоколу APS, по меньшей мере, одну таблицу состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования, и обновляет, в соответствии с таблицей состояния резервирования, таблицу кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи; и конфигурирует обновленную таблицу кросс-соединений в чипе кросс-соединений, таким образом, что чип кросс-соединений осуществляет кросс-соединение трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений.

В варианте осуществления настоящего изобретения таблица кросс-соединений сохраняет совокупность записей кросс-соединений, причем каждая запись кросс-соединения соответствует трафику из пункта-отправителя в пункт назначения. Пункт-отправитель и пункт назначения - это блоки связи. Запись кросс-соединения содержит поле пункта-отправителя и соответствующее поле пункта назначения. Содержание поля пункта-отправителя - это индексная информация пункта-отправителя, а содержание поля пункта назначения - это индексная информация пункта назначения. Таблица состояний резервирования сохраняет записи групп резервирования для групп резервирования высшего порядка и групп резервирования низшего порядка, относящихся к пунктам-отправителям и пунктам назначения, по меньшей мере, для части трафика. Каждая группа резервирования высшего порядка или низшего порядка содержит рабочий канал и резервный канал. Каждая запись группы резервирования содержит поле рабочего канала, поле резервного канала и поле состояния переключения резервирования для группы резервирования. Содержание поля рабочего канала и содержание поля резервного канала - это индексы блоков связи, относящихся к рабочему каналу и резервному каналу, соответственно. Содержание поля состояния переключения на резерв - это информация, которая соответствует группе резервирования, действующей на рабочем канале или на резервном канале.

В варианте осуществления настоящего изобретения способ для обновления таблицы кросс-соединений включает: осуществление последующей обработки, соответствующей каждой записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений: шаг S10, проверку индекса пункта назначения в содержании поля пункта назначения в записи кросс-соединения; шаг S20, проверку, относится ли пункт назначения на шаге S10 к группе резервирования высшего порядка; шаг S30, если пункт назначения на шаге S10 не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения и переход к шагу S60 для продолжения обработки; шаг S40, если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункта назначения совпадает с содержанием поля рабочего канала группы резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения и переход к шагу S60 для продолжения обработки; шаг S50, если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группа резервирования высшего порядка, то установку блока связи, относящегося к рабочему каналу в группе резервирования высшего порядка как логического пункта назначения в соответствии с таблицей состояний резервирования и переход к шагу S60 для продолжения обработки; шаг S60, проверку, относится ли логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 к группе резервирования низшего порядка; шаг S70, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки; шаг S80, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с содержанием поля рабочего канала группы резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки; шаг S90, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группы резервирования низшего порядка, то установку блока связи, соответствующего рабочему каналу в группе резервирования низшего порядка, как логического пункта назначения, и переход к шагу S100 для продолжения обработки; шаг S100, проверку, является ли логический пункт назначения, заданный на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений; шаг S110, если логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 не является тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения, то возврат к шагу S10 для продолжения обработки следующей записи кросс-соединения без обновления таблицы кросс-соединений; шаг S120, если логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 является тем же, что и пункт назначения конкретной записи кросс-соединения, то установку пункта-отправителя в конкретной записи кросс-соединения как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S130 для продолжения обработки; шаг S130, проверку, относится ли логический пункт-отправитель на шаге S120 к группе резервирования низшего порядка; шаг S140, если логический пункт-отправитель на шаге S120 не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки; шаг S150, если логический пункт-отправитель на шаге S120 относится к группе резервирования низшего порядка и трафик группы резервирования низшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S120, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки; шаг S160, если логический пункт-отправитель на шаге S120 относится к группе резервирования низшего порядка, но трафик группы резервирования низшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S120, то установку блока связи, соответствующего рабочему каналу или резервному каналу, используемому в данный момент трафиком группы резервирования низшего порядка, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S170 для продолжения обработки; шаг S170, проверку, относится ли логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 к группе резервирования высшего порядка; шаг S180, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки; шаг S190, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 относится к группе резервирования высшего порядка, а трафик группы резервирования высшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю, заданному на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки; шаг S200, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 относится к группе резервирования высшего порядка, но трафик группы резервирования высшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то установка блока связи, соответствующего рабочему каналу или резервному каналу, на котором в настоящий момент работает группа резервирования высшего порядка, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S210 для продолжения обработки; и шаг S210, использование логического пункта-отправителя, заданного на шаге S180, шаге S190 или шаге S200 как фактического пункта-отправителя, относящегося к пункту назначения на шаге S10, и обновление соответствующей записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений в соответствии с фактическим пунктом-отправителем.

В варианте осуществления настоящего изобретения результат работы по протоколу APS содержит: состояние переключения резервирования каждой группы резервирования; передачу байта APS для посылки на устройство удаленного элемента сети и представление того, что состояние протокола байта APS устройства локального элемента сети было обновлено; и результат переключения в операции переключения на резерв, которую необходимо выполнить для трафика, где имел место отказ.

В варианте осуществления изобретения резервные конечные автоматы отдельно разыскивают одну или большее число из заранее сохраненных таблиц для результатов операции по протоколу APS, заранее связанных с условиями запуска переключения, которые, вероятно, влияют на соответствующие группы резервирования.

В варианте осуществления настоящего изобретения FPGA детектирует информацию о запуске переключения совокупности блоков связи, получает соответствующую информацию трафика, когда детектируется информация о запуске переключения, и посылает пакет по шине аппаратурных средств для информирования резервного конечного автомата, относящегося к группе резервирования, связанной с информацией трафика, таким образом, что резервный конечный автомат осуществляет операцию по протоколу APS путем использования условия запуска переключения, полученного в соответствии с информацией по запуску переключения.

В варианте осуществления изобретения информация по запуску переключения содержит: информацию о состоянии отказа или информацию байта APS, которая была изменена.

В варианте осуществления изобретения устройство оптической связи - это блок формирования кадров.

Данное изобретение также предлагает устройство оптической связи, которое использует способ, описанный выше.

В соответствии с приведенным выше описанием в способе переключения с совмещением группы резервирования, устройство управления и устройство оптической связи соответствуют настоящему изобретению, а несколько резервных конечных автоматов реализуются с использованием FPGA. Каждый резервный конечный автомат независимо осуществляет операцию по протоколу APS, по меньшей мере, для одной группы резервирования, которая заранее связана с резервным конечным автоматом. По меньшей мере, одна таблица состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования обновляется в соответствии с результатом операции по протоколу APS, а таблица кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи обновляется в соответствии с таблицей состояний резервирования; причем обновленная таблица кросс-соединений сконфигурирована в чипе кросс-соединений, так что чип кросс-соединений осуществляет кросс-соединения трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений. В настоящем изобретении функция совмещения при переключении на резерв на аппаратурных средствах реализуется за счет использования FPGA, а в процессе кросс-соединения трафика чип кросс-соединений может использовать пункт назначения как индекс для считывания таблицы состояний резервирования и таблицы кросс-соединений, таким образом, что время переключения уменьшается до нескольких миллисекунд, существенно улучшая, таким образом, быстродействие при переключении резервирования.

Краткое описание графических материалов

Фиг. 1 - это схематическое изображение, демонстрирующее направления рабочих каналов и резервных каналов между устройствами OTN в варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг. 2 - это структурная схема, показывающая, что трафик между устройствами OTN в варианте осуществления настоящего изобретения проходит через рабочий канал.

Фиг. 3 - это структурная схема в варианте осуществления изобретения, демонстрирующая, что трафик проходит через резервный канал высшего порядка после возникновения отказа рабочего канала между устройствами OTN.

Фиг. 4 - это структурная схема в варианте осуществления изобретения, демонстрирующая, что трафик проходит через резервный канал низшего порядка после того, как рабочий канал и резервный канал резервирования высшего порядка между устройствами OTN детектируют неисправность.

Фиг. 5 - это схематическое топологическое изображение потока услуг с совмещением резервирования 4-уровня в варианте осуществления изобретения.

Фиг. 6 демонстрирует модель мостового соединения и избирательного тракта приема, используемая картой кросс-соединений для реализации совмещения резервирования 4-уровня в варианте осуществления изобретения.

Фиг. 7 - это схематическое структурное изображение системы аппаратного обеспечения в варианте осуществления изобретения для реализации способа переключения с совмещением группы резервирования.

Фиг. 8 - это блок-схема способа переключения в варианте осуществления изобретения с совмещением группы резервирования.

Фиг. 9 - это структурная схема таблицы кросс-соединений в варианте осуществления изобретения.

Фиг. 10 - это структурная схема таблицы резервирования низшего порядка в варианте осуществления изобретения.

Фиг. 11 - это структурная схема таблицы резервирования порядка в варианте осуществления изобретения.

Фиг. 12 - это структурная схема операции обновления таблицы кросс-соединений в варианте осуществления изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Реализации настоящего изобретения показаны ниже с помощью конкретных вариантов осуществления изобретения. Специалисты в рассматриваемой области техники легко представят себе преимущества и эффективность настоящего изобретения в соответствии с содержанием, раскрытым в этом описании. Настоящее изобретение также может быть осуществлено или применено посредством других конкретных реализаций. Различные модификации или изменения также могут быть сделаны в отношении элементов в этом описании, на основании различных мнений и применений в пределах объема изобретения. Следует отметить, что, при отсутствии взаимного конфликта, варианты осуществления изобретения, приведенные ниже, и отличительные признаки в этих вариантах осуществления изобретения могут использоваться совместно.

Следует отметить, что, рисунки, приведенные в представленных ниже вариантах осуществления изобретения, всего лишь схематически иллюстрируют основную концепцию изобретения. Поэтому рисунки только показывают компоненты, относящиеся к настоящему изобретению, но не выполнены в соответствии с количеством, формами и размерами компонент во время фактической реализации изобретения. Структура, количество и соотношение компонент при фактической реализации могут быть произвольно изменены, а схема расположения компонент может быть более сложной.

Изобретение реализует техническое решение для улучшения характеристики переключения резервирования с совмещением для OTN, таким образом, что функция совмещения для переключения на резерв осуществляется аппаратурными средствами и характеристика переключения на резерв существенно улучшается, увеличивая, таким образом, живучесть сети.

Фиг. 1 - это структурная схема принципа для реализации резервирования с совмещением в варианте осуществления настоящего изобретения. Как показано на рисунке, настоящее изобретение реализует защиту важного трафика OTN за счет использования совмещения нескольких способов резервирования. Конкретно, трафик передается по рабочему тракту между устройствами оптической связи A и B, когда OTN находится в нормальном состоянии. Когда рабочий канал отказывает, трафик автоматически переключается на резервный канал #1 между A и B. Если рабочий канал и резервный канал #1 между A и B отказывают одновременно, то трафик переключается на резервный канал #2, который проходит через устройство оптической связи C. Соответственно, резервирование высшего порядка и резервирование низшего порядка совмещаются для защиты одного трафика, улучшая, таким образом, надежность системы.

Фиг. 2 демонстрирует вариант осуществления структуры связи, которая содержит устройства оптической связи (которые могут упоминаться в этом варианте осуществления изобретения как блочные устройства) D и E, реализованные, основываясь на решении чипа кросс-соединений. Каждое блочное устройство содержит совокупность плат: карту трафика, карту кросс-соединений и линейные карты. D в OTN используется как устройство локального элемента сети, а E используется как устройство удаленного элемента сети. Локальный трафик устройства D локального элемента сети, присоединяется к системе с помощью карты трафика, переключается на линейную карту посредством карты кросс-соединений и передается на устройство удаленного элемента сети E через оптоволокно. Карта кросс-соединений содержит чип кросс-соединений трафика и резервный конечный автомат. Как конфигурация кросс-соединений трафика, так и вычисление переключения выполняются в карте кросс-соединений. Каждая линейная карта содержит блок оптической связи, такой как блок формирования кадров OTN. Трафик OTN поступает в блок формирования кадров OTN через оптоволокно, таким образом, что оптический сигнал преобразуется в электрический сигнал. Байты заголовка, требуемые протоколом резервирования, передаются в резервный конечный автомат для расчета резервирования, а данные трафика поступают в сервисную матрицу кросс-соединений для переключения. В этом варианте осуществления изобретения каждая линейная карта используется как блок связи устройства элемента сети. Совокупность групп резервирования может быть размещена между совокупностью линейных карт устройств локальных и удаленных элементов сети, причем группы резервирования могут быть совмещены. Например, линейная карта 1 и линейная карта 2 на Фиг. 2 образуют группу резервирования высшего порядка, а трафик на линейной карте 1 резервируется резервным каналом #1 на линейной карте 2. Линейная карта 1 и линейная карта 3 образуют группу резервирования низшего порядка, а трафик на линейной карте 1 также может быть защищен резервным каналом #2 на линейной карте 3. Направление маршрута трафика, когда в сети отсутствуют отказы, показано на Фиг. 2. Если группа резервирования высшего порядка и группа резервирования низшего порядка совместно обеспечивают резервирование 1+1, то трафик передается с карты трафика на линейные карты 1, 2 и 3 в направлении передачи и принимается через рабочий канал на линейную карту 1 в направлении приема.

Когда рабочий канал отказывает, то направление маршрута трафика такое, как показано на Фиг. 3. В направлении передачи трафик передается с карты трафика на линейные карты 1, 2 и 3, в направлении приема трафик автоматически переключается на резервный канал #1 высшего порядка на линейной карте 2 для приема трафика.

Когда рабочий канал и резервный канал #1 отказывают совместно, направление маршрута трафика такое, как показано на Фиг. 4. В направлении передачи трафик передается с карты трафика на линейные карты 1, 2 и 3, в направлении приема трафик автоматически переключается на резервный канал #2 низшего порядка на линейной карте 3 для приема трафика.

Фиг. 5 демонстрирует другой вариант осуществления структуры совмещения группы резервирования высшего порядка с группой резервирования низшего порядка, предложенный в изобретении. Для однонаправленного трафика точка A -это пункт-отправитель, точка B - это пункт назначения. Точка A резервируется группой резервирования низшего порядка (рабочий канал A, резервный канал a); точка A рабочего канала и точкa резервного канала в группе резервирования низшего порядка резервируются соответствующими группами резервирования высшего порядка: (рабочий канал A, резервный канал A') и (рабочий канал a, резервный канал a'). Аналогично, точка B резервируется группой резервирования низшего порядка (рабочий канал B, резервный канал b); точка B рабочего канала и точка b резервного канала в группе резервирования также резервируются группами резервирования высшего порядка, соответственно: (рабочий канал B, резервный канал B'), и (рабочий канал b, резервный канал b').

На Фиг. 5 видно, что, для однонаправленного трафика, трафик из пункта-отправителя A передается в четыре пункта назначения: точку B, точку B', точку b и точку b', причем трафик имеет четыре потенциальных пункта-отправителя: точку A, точку A', точку a и точку a'. Один логический пункт-отправитель должен быть выбран как сторона-источник трафика в соответствии с фактическим состоянием переключения каждой группы резервирования.

Фиг. 6 - это структурная схема, демонстрирующая, что структура совмещения группы резервирования высшего порядка с группой резервирования низшего порядка, предложенная в настоящем изобретении, реализует решение по его внедрению на карте кросс-соединения в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 2. Пользователь создает двунаправленное кросс-соединение с OTU-2 порт 2ODU1#2 в направлении OTU-2 порт 4ODU1#4 и создает следующие группы резервирования:

группу резервирования #1 высшего порядка для ODU2 (рабочий канал: OTU-2 порт 2, резервный канал: OTU-2 порт 1);

группу резервирования #2 высшего порядка для ODU2 (рабочий канал: OTU-2 порт 4, резервный канал: OTU-2 порт 3);

группу резервирования #3 высшего порядка для ODU2 (рабочий канал: OTU-2 порт 6, резервный канал: OTU-2 порт 5); и

группу резервирования #4 высшего порядка для ODU2 (рабочий канал: OTU-2 порт 8, резервный канал: OTU-2 порт 7).

Пользователь также создает следующие группы резервирования:

группу резервирования #1 низшего порядка для ODU1 (рабочий канал: OTU-2 порт 2ODU1#2, резервный канал: OTU-2 порт 6ODU1#4); и

группу резервирования #2 низшего порядка для ODU1 (рабочий канал: OTU-2 порт 4ODU1#4, резервный канал: OTU-2 порт 8ODU1#4).

Фиг. 7 - это схематическое структурное изображение устройства управления для оптической связи для конкретной реализации процесса расчета переключения с совмещением для описанных ниже групп резервирования. Устройство управления для оптической связи может быть более конкретным вариантом осуществления изобретения, реализованным на устройстве оптической связи в варианте осуществления изобретения, показанном на Фиг. 2.

В этом варианте осуществления изобретения устройство управления для оптической связи содержит FPGA, соединенную с возможностью обмена информацией с чипом кросс-соединений и одним или большим числом блоков оптической связи в устройстве оптической связи. Чип кросс-соединений сконфигурирован для выполнения кросс-соединения трафика для блоков оптической связи (таких как блоки формирования кадров). Разумеется, кросс-соединения трафика также могут быть осуществлены посредством других решений в других вариантах осуществления изобретения, которые не ограничены этим вариантом осуществления изобретения.

FPGA реализует совокупность резервных конечных автоматов на картах кросс-соединений. Каждый резервный конечный автомат связан, по меньшей мере, с одной из групп резервирования. Предпочтительно, FPGA встроена на карте кросс-соединений устройства оптической связи. Поэтому, в других вариантах осуществления изобретения, основанных на устройстве оптической связи, в соответствии с вариантом осуществления изобретения, показанном на Фиг. 2, настоящее изобретение также может предлагать вариант осуществления устройства оптической связи, которое совмещает FPGA с картой кросс-соединений.

Фиг. 8 демонстрирует способ переключения с совмещением группы резервирования, в варианте осуществления изобретения, реализованный на основе FPGA. Способ содержит следующие шаги:

Шаг S1: Каждый резервный конечный автомат независимо осуществляет операцию по протоколу APS, по меньшей мере, для одной группы резервирования, которая заранее связана с резервным конечным автоматом.

В варианте осуществления изобретения результат операции по протоколу APS содержит: состояние переключения на резерв каждой группы резервирования; передачу байта APS для посылки на устройство удаленного элемента сети и представление того, что состояние протокола байта APS устройства локального элемента сети было обновлено; и результат переключения в операции переключения на резерв, которую необходимо выполнить на трафике, где имел место отказ.

При рассмотрении Фиг. 7 в совокупности можно увидеть, что FPGA детектирует информацию запуска переключения блоков связи (то есть, блоков формирования кадров) посредством шины аппаратурных средств HAPS. Информация запуска переключения содержит информацию о состоянии отказа или информацию байта APS, которая была изменена. Когда детектируется информация запуска переключения, FPGA может знать информацию трафика, относящуюся к информации запуска переключения, и посылает по шине аппаратурных средств пакет, чтобы проинформировать резервный конечный автомат, относящийся группе резервирования, соответствующей информации трафика, таким образом, что резервный конечный автомат осуществляет операцию по протоколу APS посредством использования условия запуска переключения, полученного в соответствии с информацией запуска переключения, получая, таким образом, результат операции по протоколу APS. Условием запуска переключения может быть информация о состоянии отказа рабочего порта или резервного порта локального или удаленного элемента сети.

В варианте осуществления настоящего изобретения результат операции по протоколу APS может быть вычислен резервным конечным автоматом или достигнут посредством поиска таблицы. Способ поиска таблицы, например, может быть следующим:

a) Предоставление первой таблицы поиска для сравнения с условием запуска переключения устройства локального элемента сети. Первая таблица поиска может представлять собой двумерную матрицу с состояниями отказа локального рабочего порта и резервного порта и внешней командой в качестве координат при сравнении приоритетов в соответствии с последовательностью, предусмотренной в протоколе, а результат на выходе - это локальный запрос на высший приоритет.

b) Предоставление второй таблицы поиска для сравнения с условием запуска переключения, относящимся к устройствам локальных и удаленных элементов сети (то есть, устройства оптической связи в OTN используются как элементы сети). Вторая таблица поиска - это двумерная матрица с локальным запросом на высший приоритет, поступающим на выход на шаге a и дистанционным запросом от удаленного элемента сети ка координат, причем критерий сравнения тот же, что и на шаге a. Если локальный запрос и удаленный запрос имеют идентичные приоритеты и идентичные номера каналов, то удаленный запрос имеет приоритет, а результат на выходе - это текущий запрос на высший приоритет резервного конечного автомата.

c) Предоставление третьей таблицы поиска для результата переключения резервного конечного автомата. Состояние на входе третьей таблицы поиска - это текущий запрос на высший приоритет, который поступает на выход на шаге b посредством поиска второй таблицы поиска, удаленный запрос номера канала и локальный запрос номера канала. Если номера каналов для двух запросов одинаковые, то переключение на резервный канал; в противном случае, переключение на рабочий канал. Результат переключения - это состояние, в которое должна войти группа резервирования.

d) Последующее предоставление четвертой таблицы поиска и пятой таблицы поиска, которые аналогичны третьей таблице поиска. Четвертая таблица поиска использует текущий запрос на высший приоритет, выданный на выход второй таблицей поиска в качестве ввода и используемый для поиска резервного конечного автомата, дающего результат. Пятая таблица поиска используется для поиска с целью передачи байта APS.

В соответствии с полученным условием запуска переключения поиск первой таблицы поиска сравнивается с локальным условием на входе для получения локального запроса на высший приоритет; затем поиск второй таблицы поиска сравнивается с локальным и дистанционным условиями на входе для получения текущего запроса на высший приоритет; затем, отдельный поиск третьей таблицы поиска для резервного конечного автомата, дающего результат, четвертой таблицы поиска - для результата переключения, и пятой таблицы поиска - для передачи байта APS, чтобы получить все результаты на выходе.

Шаг S2: FPGA обновляет, в соответствии с результатом операции по протоколу APS, по меньшей мере, одну таблицу состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования и обновляет, в соответствии с таблицей состояний резервирования, таблицу кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи.

В варианте осуществления настоящего изобретения таблица кросс-соединений сохраняет совокупность записей кросс-соединений, причем каждая запись кросс-соединения соответствует трафику из пункта-отправителя в пункт назначения. Пункт-отправитель и пункт назначения - это блоки связи. Запись кросс-соединения содержит соответствующее поле пункта-отправителя и соответствующее поле пункта назначения. Содержание поля пункта-отправителя - это индексная информация пункта-отправителя, а содержание поля пункта назначения - это индексная информация пункта назначения.

Например, Фиг. 9 - это структурная схема таблицы кросс-соединений в варианте осуществления изобретения. Кросс-соединение трафика из точки A в точку B - это строка записей кросс-соединения в таблице кросс-соединений; поле записи кросс-соединения пункта-отправителя заполняется индексом точки A, а поле пункта назначения заполняется индексом точки B.

Таблица состояний резервирования сохраняет записи групп резервирования для групп резервирования высшего порядка и групп резервирования низшего порядка, относящихся к пунктам-отправителям и пунктам назначения, по меньшей мере, для части трафика. Каждая группа резервирования высшего порядка или группа резервирования низшего порядка содержит рабочий канал и резервный канал. Каждая запись группы резервирования содержит поле рабочего канала, поле резервного канала и поле состояния переключения резервирования для группы резервирования. Содержание поля рабочего канала и содержание поля резервного канала - это индексы блоков связи, относящихся к рабочему каналу и резервному каналу, соответственно. Содержание поля состояния переключения резервирования - это информация рабочего канала или резервного канала, на котором в настоящий момент работает соответствующая группа резервирования.

В варианте осуществления настоящего изобретения таблица состояний резервирования высшего порядка может быть создана только для записи информации состояния групп резервирования высшего порядка; а таблица состояний резервирования низшего порядка может быть создана только для записи информации состояния групп резервирования низшего порядка. Установка таблиц резервирования по отдельности позволяет уменьшить расчеты для поиска таблицы. Разумеется, что в других вариантах осуществления изобретения в соответствии с фактическими условиями таблица резервирования может быть только одной.

Например, Фиг. 10 - это структурная схема таблицы состояний резервирования в варианте осуществления изобретения для визуализации информации состояния для групп резервирования низшего порядка. Группа резервирования, сформированная точкой A рабочего канала и точкой a резервного канала - это строка записи в таблице состояний резервирования; содержание поля рабочего канала этой записи - это индекс точки A, и содержание поля резервного канала - это индекс точки a. Запись также имеет поле состояния переключения, которое представляет текущее состояние переключения группы резервирования на резерв. Содержанием этого поля может быть «рабочий канал» или «резервный канал», и оно заполняется резервным конечным автоматом в соответствии с результатом операции по протоколу APS. Если трафик группы резервирования в текущий момент времени работает на рабочем канале, то резервный конечный автомат изменяет состояние переключения в таблице состояний резервирования на «рабочий канал». Если трафик группы резервирования в текущий момент времени работает на резервном канале, то резервный конечный автомат изменяет состояние переключения в таблице состояний резервирования на «резервный канал» и затем обновляет фактическую таблицу кросс-соединений в соответствии с описанными ниже шагами.

Аналогично, Фиг. 11 - это структурная схема таблицы состояний резервирования высшего порядка, которая демонстрирует информацию состояния четырех групп резервирования высшего порядка.

Процесс в способе для обновления таблиц кросс-соединений со ссылкой на таблицу состояний резервирования описан ниже. Способ включает:

выполнение описанной ниже обработки для каждой записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений:

Шаг S10: Проверку индекса пункта назначения в содержании поля пункта назначения в записи кросс-соединения.

Шаг S20: Проверку, относится ли пункт назначения на шаге S10 к группе резервирования высшего порядка.

Шаг S30: Если пункт назначения на шаге S10 не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения, и переход к шагу S60 для продолжения обработки.

Шаг S40: Если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункт назначения совпадает с содержанием поля рабочего канала группы резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения, и переход к шагу S60 для продолжения обработки.

Шаг S50: Если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группы резервирования высшего порядка, то установку блока связи, относящегося к рабочему каналу в группе резервирования высшего порядка, как логического пункта назначения в соответствии с таблицей состояний резервирования, и переход к шагу S60 для продолжения обработки.

Шаг S60: проверку, относится ли логический пункт назначения, заданный на шаге S30, шаге S40 или шаге S50, к группе резервирования низшего порядка.

Шаг S70: Если логический пункт назначения, заданный на шаге S30, шаге S40 или шаге S50, не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки.

Шаг S80: Если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с полем рабочего канала группа резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки.

Шаг S90: Если логический пункт назначения, заданный на шаге S30, шаге S40 или шаге S50, относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группы резервирования низшего порядка, то установку блока связи, относящегося к рабочему каналу в группе резервирования низшего порядка как логического пункта назначения, и переход к шагу S100 для продолжения обработки.

Шаг S100: проверку, является ли логический пункт назначения, заданный на шаге S70, шаге S80 или шаге S90, тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений.

Шаг S110: Если логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 не является тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения, то возврат к шагу S10 для перехода к следующей записи кросс-соединения без обновления таблицы кросс-соединений.

Шаг S120: Если логический пункт назначения, заданный на шаге S70, шаге S80 или шаг S90, совпадает с пунктом назначения конкретной записи кросс-соединения, то установку пункт-отправителя в конкретной записи кросс-соединения, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S130 для продолжения обработки.

Шаг S130: проверку, относится ли логический пункт-отправитель на шаге S120 к группе резервирования низшего порядка.

Шаг S140: Если логический пункт-отправитель на шаге S120 не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки.

Шаг S150: Если логический пункт-отправитель, заданный на шаге S120, относится к группе резервирования низшего порядка, а трафик группа резервирования низшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, относящийся к логическому пункту-отправителю, заданному на шаге S120, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки.

Шаг S160: Если логический пункт-отправитель, заданный на шаге S120, относится к группе резервирования низшего порядка, но трафик группы резервирования низшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, относящийся к логическому пункту-отправителю на шаге S120, то установку блока связи, относящегося к рабочему каналу или резервному каналу, используемому в настоящий момент трафиком группы резервирования низшего порядка, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S170 для продолжения обработки.

Шаг S170: проверку, относится ли логический пункт-отправитель, заданный на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, к группе резервирования высшего порядка.

Шаг S180: Если логический пункт-отправитель, заданный на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки.

Шаг S190: Если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 относится к группе резервирования высшего порядка, а трафик группы резервирования высшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, относящийся к логическому пункту-отправителю на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки.

Шаг S200: Если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 относится к группе резервирования высшего порядка, но трафик группы резервирования высшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, относящийся к логическому пункту-отправителю на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то установку блока связи, относящегося к рабочему каналу или резервному каналу, на котором в настоящее время работает группа резервирования высшего порядка, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S210 для продолжения обработки.

Шаг S210: Использование логического пункта-отправителя на шаге S180, шаге S190 или шаге S200 как фактического пункта-отправителя, относящегося к пункту назначения на шаге S10, и обновление соответствующей записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений в соответствии с фактическим пунктом-отправителем.

Принцип вышеизложенного способа для обновления таблицы кросс-соединений затем описан со ссылкой на Фиг. 12.

Из таблицы кросс-соединений можно видеть, что однонаправленное кросс-соединение имеет пункт-отправитель B и пункт назначения A.

Вначале таблица состояний резервирования высшего порядка прежде всего разыскивает группу резервирования высшего порядка, включающую в себя пункт назначения A. Результат состоит в том, что имеется группа резервирования высшего порядка #1, в которой точка A - это рабочий канал; поэтому логический пункт назначения - это А.

Затем таблица состояний резервирования низшего порядка разыскивает группу резервирования низшего порядка, включающую в себя логический пункт назначения A. Результат состоит в том, что имеется группа резервирования низшего порядка #1, в которой точка A - это рабочий канал; поэтому логический пункт назначения - это все еще точка А.

Таблица кросс-соединений разыскивает запись кросс-соединения, содержащую логический пункт назначения A. Результат состоит в том, что имеется трафик #2, который использует точку А как пункт назначения; точка B установлена как логический пункт-отправитель.

Таблица состояний резервирования низшего порядка разыскивает группу резервирования низшего порядка, содержащую логический пункт-отправитель B. Результат состоит в том, что имеется группа резервирования низшего порядка #2, в которой трафик в настоящий момент времени работает на резервном канале b; поэтому точка b установлена как логический пункт-отправитель.

Таблица состояний резервирования высшего порядка разыскивает группу резервирования высшего порядка, содержащую логический пункт-отправитель B. Результат состоит в том, что имеется группа резервирования высшего порядка #4, в которой трафик в настоящий момент времени работает на рабочем канале b; поэтому логический пункт-отправитель - это все еще точка b.

Поэтому для однонаправленного кросс-соединения пункт назначения - это точка A, а пункт-отправитель - это точка b. Таблица кросс-соединений обновляется с этим результатом операции.

Можно видеть, что в процессе поиска таблицы в целом индекс пункта назначения кросс-соединения или группы резервирования используется как индекс кросс-соединения или группа резервирования. Операция поиска в алгоритме выполняет операцию считывания таблицы с использованием пункта назначения как индекса. Операция считывания таблицы может быть завершена за счет использования одной команды адресации. Время, которое она занимает, не связано с длиной содержания таблицы и имеет постоянную величину на уровне микросекунд.

Вышеизложенный способ реализует функцию совмещения для переключения на резерв на аппаратурных средствах и может существенно улучшить характеристику переключения на резерв с совмещением. Время переключения уменьшается до нескольких миллисекунд, увеличивая, таким образом, быстродействие переключения на резерв.

Шаг S3: FPGA конфигурирует обновленную таблицу кросс-соединений в чипе кросс-соединений, таким образом, что характеристика переключения на резерв осуществляет кросс-соединение трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений.

На Фиг. 7 FPGA конфигурирует таблицу кросс-соединений в чипе кросс-соединений, создавая, таким образом, физический маршрут кросс-соединения трафика на аппаратурных средствах.

В заключение, в соответствии со способом переключения с совмещением группы резервирования, устройством управления и устройством оптической связи, предлагаемым в изобретении, совокупность резервных конечных автоматов реализуется за счет использования FPGA. Каждый резервный конечный автомат независимо осуществляет операцию по протоколу APS, по меньшей мере, для одной группы резервирования, которая заранее связана с резервным конечным автоматом. По меньшей мере, одна таблица состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования обновляется в соответствии с результатом операции по протоколу APS, а таблица кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи обновляется в соответствии с таблицей состояний резервирования; причем обновленная таблица кросс-соединений сконфигурирована в чипе кросс-соединений, так что чип кросс-соединений осуществляет кросс-соединения трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений. В раскрытии сущности настоящего изобретения функция совмещения для переключения на резерв на аппаратурных средствах реализуется за счет использования FPGA, и в процессе кросс-соединения трафика чип кросс-соединений может использовать пункт назначения как индекс для считывания таблицы состояний резервирования и таблицы кросс-соединений, так что время переключения уменьшается до нескольких миллисекунд, увеличивая, таким образом, быстродействие переключения на резерв.

Настоящее изобретение эффективно устраняет различные недостатки в существующем уровне техники и, таким образом, имеет высокую ценность в промышленном использовании. Описанные выше варианты осуществления изобретения приведены только для того, чтобы продемонстрировать принцип и эффективность настоящего изобретения на примерах, и не ограничивают настоящее изобретение. Любой специалист среднего уровня в рассматриваемой области техники может реализовать модификации или изменения в описанных выше вариантах осуществления изобретения без отступления от сущности и объема изобретения. Соответственно, все эквивалентные модификации или изменения, выполненные специалистами среднего уровня в рассматриваемой области техники без отступления от сущности и технического представления, приведенного в настоящем раскрытии изобретении, должны попадать в объем формулы изобретения.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в обеспечении переключения c совмещением группы резервирования, устройством управления и устройством оптической связи. Для этого несколько резервных конечных автоматов внедряются за счет использования программируемой пользователем вентильной матрицы (FPGA). Каждый резервный конечный автомат независимо осуществляет операцию по протоколу автоматического переключения на резерв (APS), по меньшей мере, для одной группы резервирования, которая заранее связана с резервным конечным автоматом. По меньшей мере, одна таблица состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования обновляется в соответствии с результатом операции по протоколу APS, а таблица кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи обновляется в соответствии с таблицей состояний резервирования; причем обновленная таблица кросс-соединений сконфигурирована в чипе кросс-соединений, так что чип кросс-соединений осуществляет кросс-соединения трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений. 2 н. и.14 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ переключения c совмещением группы резервирования, реализуемый на программируемой пользователем вентильной матрице (FPGA), отличающийся тем, что FPGA соединена с возможностью обмена информацией с чипом кросс-соединений и совокупностью блоков оптической связи в устройстве оптической связи; чип кросс-соединений сконфигурирован, чтобы осуществлять кросс-соединение трафика для совокупности блоков оптической связи; совокупность групп резервирования сформирована между совокупностью блоков связи и каждым из блоков связи других устройств оптической связи; группы резервирования содержат группу резервирования высшего порядка и группу резервирования низшего порядка; группа резервирования низшего порядка и группа резервирования высшего порядка совмещены для резервирования одного и того же трафика, причем группа резервирования высшего порядка имеет приоритет над группой резервирования низшего порядка; FPGA обменивается информацией с совокупностью резервных конечных автоматов, а каждый резервный конечный автомат связан, по меньшей мере, с одной группой резервирования; способ включает:

независимо осуществляемую каждым резервным конечным автоматом операцию по протоколу автоматического переключения на резерв (APS), по меньшей мере, для одной группы резервирования, заранее связанной с резервным конечным автоматом;

обновление, в соответствии с результатом операции по протоколу APS, по меньшей мере, одной таблицы состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования и обновление, в соответствии с таблицей состояний резервирования, таблицы кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи; и

конфигурирование обновленной таблицы кросс-соединений в чипе кросс-соединений, таким образом, что чип кросс-соединений осуществляет кросс-соединение трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений.

2. Способ переключения c совмещением группы резервирования по п. 1, отличающийся тем, что таблица кросс-соединений сохраняет совокупность записей кросс-соединений, а каждая запись кросс-соединения соответствует трафику из пункта-отправителя в пункт назначения; пункт-отправитель и пункт назначения - это блоки связи; запись кросс-соединения содержит поле пункта-отправителя и соответствующее поле пункта назначения; содержание поля пункта-отправителя - это информация об индексе пункта-отправителя, а содержание поля пункта назначения - это информация об индексе пункта назначения; и

таблица состояний резервирования сохраняет запись группы резервирования для групп резервирования высшего порядка и групп резервирования низшего порядка, относящихся к пункту-отправителю и пункту назначения, по меньшей мере, для части трафика; каждая группа резервирования высшего порядка или низшего порядка содержит рабочий канал и резервный канал; каждая запись группы резервирования содержит поле рабочего канала, поле резервного канала и поле состояния переключения на резерв группы резервирования; содержание поля рабочего канала и содержание поля резервного канала - это индексы блоков связи, соответствующих рабочему каналу и резервному каналу, соответственно; содержание поля состояния переключения на резерв-это информация о том, что соответствующая группа резервирования в настоящий момент времени работает на рабочем канале или резервном канале.

3. Способ переключения c совмещением группы по п.1, отличающийся тем, что способ для обновления таблицы кросс-соединений включает:

выполнение описанной ниже обработки, соответствующей каждой записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений:

шаг S10, проверку индекса пункта назначения в содержании поля пункта назначения в записи кросс-соединения;

шаг S20, проверку, относится ли пункт назначения на шаге S10 к группе резервирования высшего порядка;

шаг S30, если пункт назначения на шаге S10 не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения и переход к шагу S60 для продолжения обработки;

шаг S40, если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункта назначения совпадает с содержанием поля рабочего канала группы резервирования высшего порядка, то установку пункта назначения как логического пункта назначения, и переход к шагу S60 для продолжения обработки;

шаг S50, если пункт назначения на шаге S10 относится к группе резервирования высшего порядка, а индекс пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группы резервирования высшего порядка, то установку блока связи, соответствующего рабочему каналу в группе резервирования высшего порядка, как логического пункта назначения в соответствии с таблицей состояний резервирования, и переход к шагу S60 для продолжения обработки;

шаг S60, проверку, относится ли логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 к группе резервирования низшего порядка;

шаг S70, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки;

шаг S80, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с содержанием поля рабочего канала группы резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта назначения неизменным и переход к шагу S100 для продолжения обработки;

шаг S90, если логический пункт назначения на шаге S30, шаге S40 или шаге S50 относится к группе резервирования низшего порядка, а индекс логического пункта назначения совпадает с содержанием поля резервного канала группы резервирования низшего порядка, то установку блока связи, соответствующего рабочему каналу в группе резервирования низшего порядка, как логического пункта назначения, и переход к шагу S100 для продолжения обработки;

шаг S100, проверку, является ли логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаг S90 тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений;

шаг S110, если логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 не является тем же, что и пункт назначения какой-либо записи кросс-соединения, то возврат к шагу S10 для продолжения обработки следующей записи кросс-соединения без обновления таблицы кросс-соединений;

шаг S120, если логический пункт назначения на шаге S70, шаге S80 или шаге S90 является тем же, что и пункт назначения конкретной запись кросс-соединения, то установку пункта-отправителя в конкретной записи кросс-соединения, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S130 для продолжения обработки;

шаг S130, проверку, относится ли логический пункт-отправитель на шаге S120 к группе резервирования низшего порядка;

шаг S140, если логический пункт-отправитель на шаге S120 не относится к какой-либо группе резервирования низшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки;

шаг S150, если логический пункт-отправитель на шаге S120 относится к группе резервирования низшего порядка, а трафик группы резервирования низшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S120, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S170 для продолжения обработки;

шаг S160, если логический пункт-отправитель на шаге S120 относится к группе резервирования низшего порядка, но трафик группы резервирования низшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, соответствующий логическому пункту-отправителю на шаге S120, то установку блока связи, соответствующего рабочему каналу или резервному каналу, используемому в данный момент времени трафиком группы резервирования низшего порядка, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S170 для продолжения обработки;

шаг S170, проверку, относится ли логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 к группе резервирования высшего порядка;

шаг S180, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 не относится к какой-либо группе резервирования высшего порядка, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки;

шаг S190, если логический пункт-отправитель, заданный на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, относится к группе резервирования высшего порядка, а трафик группы резервирования высшего порядка проходит через рабочий канал или резервный канал, относящийся к логическому пункту-отправителю на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то сохранение логического пункта-отправителя неизменным и переход к шагу S210 для продолжения обработки;

шаг S200, если логический пункт-отправитель на шаге S140, шаге S150 или шаге S160 относится к группе резервирования высшего порядка, но трафик группы резервирования высшего порядка не проходит через рабочий канал или резервный канал, относящийся к логическому пункту-отправителю на шаге S140, шаге S150 или шаге S160, то установку блока связи, относящегося к рабочему каналу или резервному каналу, на котором группа резервирования высшего порядка работает в настоящее время, как логического пункта-отправителя, и переход к шагу S210 для продолжения обработки; и

шаг S210, использование логического пункта-отправителя, заданного на шаге S180, шаге S190 или шаге S200, как фактического пункта-отправителя, относящегося к пункту назначения на шаге S10, и обновление соответствующей записи кросс-соединения в таблице кросс-соединений в соответствии с фактическим пунктом-отправителем.

4. Способ переключения c совмещением группы резервирования по п. 1, отличающийся тем, что результат операции по протоколу APS содержит:

состояние переключения на резерв каждой группы резервирования;

передачу байта APS для пересылки на устройство удаленного элемента сети и представления того, что состояние по протоколу байта APS устройства локального элемента сети было обновлено; и

результат переключения операции переключения на резерв, которую необходимо было выполнить для трафика, где имел место отказ.

5. Способ переключения c совмещением группы резервирования по п. 1 или 4, отличающийся тем, что резервные конечные автоматы отдельно разыскивают одну или большее число заранее сохраненных таблиц для результатов операции по протоколу APS, заранее связанных с условиями запуска переключения, которые, вероятно, влияют на соответствующие группы резервирования.

6. Способ переключения c совмещением группы резервирования по п. 1 или 4, включающий: детектирование, посредством FPGA, информации о запуске переключения совокупности блоков связи, получение соответствующей информации о трафике, когда детектируется информация запуска переключения, и передачу пакета по шине аппаратных средств для информирования резервного конечного автомата, относящегося к группе резервирования, связанной с информацией о трафике, таким образом, что резервный конечный автомат осуществляет операцию по протоколу APS путем использования условия запуска переключения, полученного в соответствии с информацией о запуске переключения.

7. Способ переключения c совмещением группы резервирования по п. 6, отличающийся тем, что информация о запуске переключения содержит информацию о состоянии отказа или информацию байта APS, которая была изменена.

8. Способ переключения c совмещением группы резервирования по п. 1, отличающийся тем, что устройство оптической связи - это блок формирования кадров.

9. Устройство управления для переключения c совмещением группы резервирования, содержащее:

программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA);

отличающееся тем, что FPGA присоединена с возможностью обмена информацией к чипу кросс-соединения и совокупности блоков оптической связи в устройстве оптической связи; чип кросс-соединений сконфигурирован для выполнения кросс-соединения трафика для совокупности блоков оптической связи; совокупность групп резервирования сформирована между совокупностью блоков связи и каждым из блоков связи других устройств оптической связи; группы резервирования содержат группу резервирования высшего порядка и группу резервирования низшего порядка; группа резервирования низшего порядка и группа резервирования высшего порядка совмещены для резервирования одного и того же трафика, причем группа резервирования высшего порядка имеет приоритет над группой резервирования низшего порядка; FPGA обменивается информацией с совокупностью резервных конечных автоматов, причем каждый резервный конечный автомат связан, по меньшей мере, с одной из групп резервирования; и

каждый резервный конечный автомат независимо осуществляет операцию по протоколу автоматического переключения на резерв (APS), по меньшей мере, для одной группы резервирования, которая заранее связана с резервным конечным автоматом; обновляет, в соответствии с результатом операции по протоколу APS, по меньшей мере, одну таблицу состояний резервирования для записи состояния каждой группы резервирования, и обновляет, в соответствии с таблицей состояний резервирования, таблицу кросс-соединений для кросс-соединения трафика между блоками связи; и конфигурирует обновленную таблицу кросс-соединений в чипе кросс-соединений, таким образом, что чип кросс-соединений осуществляет кросс-соединения трафика в соответствии с обновленной таблицей кросс-соединений.

10. Устройство управления для переключения c совмещением группы резервирования по п. 9, отличающееся тем, что таблица кросс-соединений сохраняет совокупность записей кросс-соединений, и каждая запись кросс-соединения соответствует трафику из пункта-отправителя в пункт назначения; пункт-отправитель и пункт назначения -это блоки связи; запись кросс-соединения содержит поле пункта-отправителя и соответствующее поле пункта назначения; содержание поля пункта-отправителя - это информация об индексе пункта-отправителя, а содержание поля пункта назначения - это информация об индексе пункта назначения; и

таблица состояний резервирования сохраняет запись группы резервирования для групп резервирования высшего порядка и групп резервирования низшего порядка, относящихся к пункту-отправителю и пункту назначения, по меньшей мере, для части трафика; каждая группа резервирования высшего порядка или низшего порядка содержит рабочий канал и резервный канал; каждая запись группы резервирования содержит поле рабочего канала, поле резервного канала и поле состояния переключения на резерв группы резервирования; содержание поля рабочего канала и содержание поля резервного канала - это индексы блоков связи, соответствующих рабочему каналу и резервному каналу, соответственно; содержание поля состояния переключения на резерв-это информация о том, что соответствующая группа резервирования в настоящий момент времени работает на рабочем канале или резервном канале.

11. Устройство управления для переключения c совмещением группы резервирования по п. 10, отличающееся тем, что способ для обновления таблицы кросс-соединений содержит: