在IP电信网系统中实现保护倒换技术的方法

摘要

本发明公开了一种在IP电信网系统中实现保护倒换技术的方法。该方法中，首先在IP电信网系统中设立主数据通道，并以预置方式或动态建立方式设立备用数据通道；在正常情况下，信息流走主数据通道，一旦主数据通道发生故障，信息流立即使用备用数据通道，从而实现保护倒换。在不面向连接的工作方式下，数据通道称为路由；在面向连接的工作方式下，数据通道称为虚电路。在资源预留的情况下，以预置方式设立备用数据通道；在资源动态申请的情况下，以动态建立方式建立数据通道。利用本发明，可以在IP电信网系统中实现保护倒换技术，从而进一步确保网络的高可靠性。

说明书

技术领域

本发明涉及IP电信网系统中实现保护倒换技术的方法，属于通信技术领域。

背景技术

电信业务的全IP化趋势已经确立，目前新增业务全部都属于IP业务，传统的电信业务也正在大规模进行IP化改造，从这些事实可以肯定地预测，未来的电信业务网将是一个完全IP化的业务网。业务网是要与承载网相适配的，业务网的完全IP化将要求承载网也是一个完全IP化的网络，但目前以Internet为代表的IP网是一个自由开放，没有统一管理机制的网络，无法满足电信业务发展的需要，因此必须要有一个全新结构的IP承载网来适应它，这个IP承载网就是IP电信网。

在专利号为ZL 200410037641.0的中国发明专利“IP电信网系统及其实现方法”(申请日：2004年4月28日，授权公告日：2006年4月12日)中，本发明人提出了实现IP电信网的完整技术解决方案。IP电信网包括至少一个复址无连接数据网、多数个IP网，以及多数个边缘关口设备，IP网通过边缘关口设备与复址无连接数据网相连接；每个复址无连接数据网中还包括至少一个地址映射设备；复址无连接数据网中的所有设备与边缘关口设备都分配有一个复址无连接数据网地址，IP网中的所有设备和边缘关口设备都分配有IP地址，IP地址和复址无连接数据网地址之间的映射关系保存在地址映射设备内的地址映射表之中；边缘关口设备经认证与地址映射设备之间建立连接。

在实现IP电信网的过程中，仍然存在许多具体的技术问题需要解决，其中一个问题就是如何实现链路资源的保护倒换技术。保护倒换技术源自传输网，功能是当传输网节点或者链路出现故障时，故障路径上的流量能够切换到事先指定的备用路径上，从而不影响业务运行。它在电信网中是一个重要的技术，尽管电信设备的可靠性均达到99.999％，但是实际使用的电信网所要求的可靠性比99.999％还要高，通信原则上是不能中断的，因此还要引入其它的保护机制，以确保电信网的高可靠性。到目前为止，SDH的环路保护倒换是成功的，可以在50ms内实现保护倒换。但也只解决环路保护问题，还不能解决非环路拓扑的保护倒换问题。

IP电信网作为一个高可靠的网络，也需要引入保护倒换技术，以确保网络的高可靠性。IP电信网是一个有序的、层次结构的、拥有复杂拓扑结构的网络，不可能是简单的环网结构，因此不能简单的采用SDH环网的保护倒换机制，需要有一套全新的完整有效的保护倒换机制。

发明内容

本发明的目的在于提供在IP电信网系统中实现保护倒换技术的方法。

为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种在IP电信网系统中实现保护倒换技术的方法，其特征在于：

在所述IP电信网系统中设立主数据通道，并以预置方式或动态建立方式设立备用数据通道；

在正常情况下，信息流走主数据通道，一旦主数据通道发生故障，信息流立即使用备用数据通道，从而实现保护倒换。

其中，在不面向连接的工作方式下，所述数据通道为确定的数据传输路由；在面向连接的工作方式下，所述数据通道为虚电路。

在资源预留的情况下，以预置方式设立备用数据通道；在资源动态申请的情况下，以动态建立方式设立备用数据通道。

可以使用数据链路层的链路状态报告监控主数据通道的状态，一旦数据链路层发现主数据通道发生故障，即通过环测命令或网管通告边缘关口设备，边缘关口设备由主数据通道转向备用数据通道，并打上相应的标记。

也可以使用网络层的环测命令监控主数据通道的状态，一旦发现主数据通道发生故障，边缘关口设备由主数据通道转向备用数据通道，并打上相应的标记。

本发明所提供的方法可以在IP电信网系统中实现保护倒换技术，从而进一步确保网络的高可靠性。

具体实施方式

一般而言，IP电信网系统中采用确定路由(虚电路)方式进行通信。但为了保证高可通达性，在实现保护倒换技术时，需要采用多路由(虚电路)方式进行通信。

由于IP电信网是一个既可以支持面向连接工作方式、也可以支持不面向连接工作方式的承载网，这一特点是目前任何一个其它数据网所不具备的。因此，IP电信网可以以多种方式实现保护倒换技术。这些方式从大类来分可以有两大类，资源预留类保护倒换技术和非资源预留(资源动态申请)类保护倒换技术。下面分别加以详细的说明。

1.资源预留类保护倒换技术

资源预留类保护倒换技术的优点是：可以实现快速切换；但不足之处在于：①要全程节点都满足双连接的条件，②大量备用资源是空置的，只有0.001％的使用机会。

该类保护倒换技术有三种实现方案：预置主路由并同时预置备用路由；预置主虚电路并同时预置备用虚电路；预置主路由并同时预置备用虚电路。

预置路由技术是针对IP电信网采用不面向连接的工作方式而提出的。该技术方案中，首先预置主路由和备用路由，并为主路由和备用路由预置资源。在IP电信网中，主路由为前缀导向路由，即按目的地址的前缀走的路由，是网络节点中的前缀导向默认路由。备用路由为一条与主路由没有共同链路的路由，两个节点之间拥有主路由并同时拥有备用路由的条件是两个节点之间必须拥有双连接。

在正常情况下，信息流走主路由。一旦主路由发生故障，信息流将使用备用路由，从而实现保护倒换。实际使用时，可以通过两种途径来发现主路由的故障问题，第一种是通过数据链路层的链路状态报告，一旦数据链路层发现链路故障，即可通过OAM(环测)命令或网管通告边缘关口(ED)设备，边缘关口设备由主路由转向备用路由，并打上路由标记。第二种是通过网络层的OAM命令来发现故障，一旦发现故障，边缘关口设备由主路由转向备用路由。

预置虚电路技术是针对IP电信网采用面向连接的工作方式而提出的。首先，预置主虚电路和备用虚电路，并为主虚电路和备用虚电路预置资源。

在正常情况下，信息流走主虚电路，一旦主虚电路发生故障，信息流使用备用虚电路，从而实现保护倒换。实际使用时，可以通过两种途径来发现主虚电路的故障：第一种是通过数据链路层的链路状态报告，一旦数据链路层发现链路故障，即可通过OAM命令或网管通告边缘关口设备，边缘关口设备由主虚电路转向备用虚电路，并打上虚电路标记。第二种是通过网络层的OAM命令来发现故障，一旦发现故障，边缘关口设备立即由主虚电路转向备用虚电路。

还有一种实现保护倒换技术的方案是预置主路由并同时预置备用虚电路。在IP电信网中，主路由为前缀导向路由，即按目的地址的前缀走的路由，是网络节点中的前缀导向默认路由。备用虚电路为一条预先建立好的虚电路，并配置必要的资源。

首先，预置主路由和备用虚电路，并为主路由和备用虚电路预置资源。在正常情况下，信息流走主路由，一旦主路由发生故障，信息流使用备用虚电路，从而实现保护倒换。在这一过程中，由于主路由是自然路由，在网络节点设备中可以不存在或只有少量的路由表项。如果需要有资源备用的，则可以采用建立虚电路的方式来预留资源。

实际使用时，可以通过两种途径来发现主路由的故障：第一种是通过数据链路层的链路状态报告，一旦数据链路层发现链路故障，即可通过OAM命令或网管通告边缘关口设备，边缘关口设备由主路由转向备用虚电路，并打上虚电路标记。第二种是通过网络层的OAM命令来发现故障，一旦发现故障，边缘关口设备立即由主路由转向备用虚电路。

在实现保护倒换的过程中，使用数据链路层的链路状态报告可更快地实现保护切换。而使用网络层实现的保护切换速度则取决于环测的周期。

上述预置备用路由或预置备用虚电路来实现保护倒换技术的优点是可以实现快速保护倒换，利用数据链路层的链路报告或网络层的环测故障诊断能力，可以实现快速保护倒换(50ms～1s)。但缺点是浪费资源，特别是电信设备的高可靠性(99.999％)的条件下，资源在绝大多数时间是闲置的，因此所付出的代价比较大。

为了尽可能减少资源的浪费，还可以通过非资源预留的方式来实现保护倒换技术。

2.非资源预留(资源动态申请)类保护倒换技术

该技术的核心思想是通过预置主路由，动态建立保护虚电路来实现保护倒换。在使用该技术时，IP电信网本身必须有足够的资源余量，以便随时配置足够的通信资源，动态新建虚电路来替代发生故障的主路由。对于在这一过程中的资源管理机制，可以参考本发明人的在先专利申请“IP电信网系统中基于链路告警机制的资源管理方法”(专利申请号：200510008787.7，公开日：2006年9月6日)和“IP电信网系统中基于信令机制的资源管理方法”(专利申请号：200510008788.1，公开日：2006年9月6日)，在此就不赘述了。

上述基于资源动态申请实现保护倒换技术的方法具有资源利用率高的优点，但缺点是需要增加虚电路建立时间，因此反应慢。

上面对本发明所述的在IP电信网系统中实现保护倒换技术的方法进行了详细的说明，但显然本发明的具体实现形式并不局限于此。对于本技术领域的一般技术人员来说，在不背离本发明所述方法的精神和权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。