一种SONET/SDH网络线路用无告警切换的方法及监控设备

摘要

本发明的SONET/SDH网络线路用无告警切换的方法及监控设备，线路的切换通过专用芯片成帧器FRMAER或可编程芯片FPGA完成，不会再因为线路切换产生误码数据，而这些误码数据会导致网络线路上的端接路由器产生告警信号。在FRAMER/FPGA中进行SDH帧解帧、信息净负荷（Payload）传输和封装成帧，通过更改信息净负荷传输通路的配置来实现线路切换，使得SDH帧解帧和成帧不受线路切换的影响，从而避免产生误码数据，线路上的端接路由器也就不再产生告警信号。

说明书

技术领域

本发明涉及Internet领域，尤其是一种线路切换的实现方法，具体地说是一种SONET/SDH网络线路用无告警切换的方法及监控设备。

背景技术

目前，随着Internet应用的爆炸性增长，对IP网络的高安全、可管理也提出了更高的要求。IP网络不仅要能够提供正常的用户业务，而且要具备可控性，能够在Internet上对非法信息进行监控。监控设备嵌入到一条Internet线路中，Internet线路上的所有数据都经过监控设备处理后再进行转发，如图1所示。对线路上的两个路由器来说，监控设备主要转发接收到的报文，对符合设定条件的报文进行丢弃，对不符合设定条件的报文透传。

从功能上分析，监控设备由数据流过滤模块和线路切换模块构成，如图2所示。数据流过虑模块根据设定条件对Internet线路数据流进行过虑。线路切换模块提供阻断Internet线路数据流和透传Internet线路数据流两个通路。目前在现有的监控设备上，均是采用光开关来提供两个通路，方案如图2所示。

光开关是具有一个或多个可选的传输端口，图2的方案中采用的是1*2的光开关，提供三个端口，通过改变驱动电压，可以在选定的通路上传输光信号。也可以采用2*2的光开关（即提供四个端口）。

在图2中，实线为阻断通路，路由器1发送的数据经光开关1到数据流过虑模块，过虑后的数据经光开关2到路由器2。路由器2接收的数据是路由器1发送的数据经过数据流过虑模块处理后的结果；虚线为透传通路，路由器1发送的数据经光开关1和2，直接到达路由器2，路由器2接收的数据与路由器1发送的数据完全一致。

在监控设备的工作过程中，两个通路之间需要切换。该种方案在Ethernet网络的线路中完全可以胜任要求。但对于SONET/SDH网络线路，由于有丰富开销字节来监视线路传输性能，使得该种方案存在如下缺点：

1) 线路的切换不可避免会出现光路瞬断，瞬断时间由采用的光开关器件决定。目前，光开关的切换时间从10ms到10us不等。两端的路由器会感知这个瞬断过程，出现端口状态UP/DOWN翻转。

2) 光路的瞬断产生的误码远远超过SONET/SDH网络光纤传输的误码性能指标要求。在两端的路由器上，无法区别处理线路切换产生的误码与Internet线路故障导致的误码，因此无法实现透明监控。

3) 在线路多、端口多的情况下，对线路监控不利。

发明内容

本发明的目的是针对SONET/SDH网络线路中，线路切换时产生误码告警的问题，提出一种SONET/SDH网络线路用无告警切换的方法及监控设备。

本发明的技术方案是：

一种SONET/SDH线路用无告警切换的监控设备，它包括线路切换模块和数据流过滤模块，其特征是所述的线路切换模块包括光纤耦合器、光开关、第一光模块、至少一个FRAMER/FPGA和第二光模块，所述的光纤耦合器用于实现光信号的分路，将从路由器接收的光信号从一条光纤中分至两条光纤中，其一路光信号输出至光开关的一输入端，另一路光信号通过第一光模块转换为电信号，并输出至FRAMER/FPGA ，进行SDH帧解帧、信息净负荷传输和封装成帧，FRAMER/FPGA处理后的电信号经第二光模块转换为光信号后输出至数据流过滤模块，数据流过滤模块过滤后的数据通过第二光模块转换为电信号后输出到FRAMER/FPGA， 再次进行SDH帧解帧、信息净负荷传输和封装成帧，FRAMER/FPGA的数据输出通过第一光模块转换为光信号后输出至光开关的另一输入端，光开关的输出端连接至对端路由器的信号输入端。

本发明的设备还包括分光探测器，所述的分光探测器包括分光耦合器和光电二极管，分光探测器位于光纤耦合器输出和光开关输入之间，监控光纤耦合器的输出情况。

本发明的光开关采用单稳态1*2光开关。

本发明的FRAMER/FPGA在高速率的STM-64/OC-6网络中为两个器件，第一FRAMER/FPGA和第二FRAMER/FPGA均串接在第一光模块和第二光模块之间，均用于对信号进行SDH帧解帧和封装成帧，并提供信息净负荷的传输通路；而在低速的STM-1/OC-3、STM4/OC-4和STM-16/OC-5的网络中是一个器件，为叙述方便，下文以采用一个器件的STM-16/OC-5网络为例进行描述。

一种SONET/SDH网络线路用无告警切换方法，应用SONET/SDH网络线路用无告警切换的监控设备，其特征是透传线路数据通路和阻断线路数据通路切换通过FRMAER/FPGA进行，由FRMAER/FPGA完成SDH帧解帧、信息净负荷传输通路的配置和封装成帧，消除误码数据即消除告警。

本发明的有益效果：

本发明的线路监控对线路完全透明，两端路由器无感知无告警；通过规则服务器即网管控制切换或者自动切换；附加的光路透传路径，增强Internet传输线路的可靠性；附加实时设备自检功能，确保监控设备正常运行。

附图说明

图1是传统的监控系统结构示意图。

图2是传统的监控系统原理框图。

图3是本发明的监控系统原理框图。

图4-a是本发明的阻断线路数据通路示意图。

图4-b是本发明的透传线路数据通路示意图。

图5是本发明的光路透传路径示意图。

图6是本发明的具体实施方案框图。

图7是本发明的光路检测示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

一种SONET/SDH线路用无告警切换的方法及监控设备，实现线路的无告警切换。如图3所示：光纤耦合器（Coupler）是实现光信号分路功能的无源元件，将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中，方案中采用的为双分支的标准耦合器，将一个输入光讯号分成两个功率分别输出。光模块（optical transceiver）主要是实现光电/电光变换，包括光功率检测等一些功能，方案中光模块左侧为光接口，右侧为电接口。在SONET/SDH线路上，三层的用户数据包含在信息净负荷区域（Payload）中，附加上一些段开销(SOH)区域和管理单元指针（AUPTR）区域，组成SDH帧。SDH帧解帧、信息净负荷传输和封装成帧由专用芯片成帧器FRAMER或可编程芯片FPGA来完成。光开关（1*2）提供一条光路透传路径。

该方案提供透传线路数据和阻断线路数据两种数据传输通路，数据流分别如图4所示

其中，阻断线路数据流时，数据流通路如图a）实线箭头所示：路由器1→光纤耦合器→第一光模块→FRAMER/FPGA→第二光模块→数据流过虑模块→第二光模块→FRAMER/FPGA→第一光模块→光开关→路由器2。路由器2接受的数据是路由器1发送的数据经过数据流过虑模块处理后的结果。

透传线路数据流时，数据流的通路如图b）实线箭头所示：路由器1→光纤耦合器→第一光模块→FRAMER/FPGA→第一光模块→光开关→路由器2。路由器2接受的数据与路由器1发送的数据完全一致。

透传线路数据和阻断线路数据两个线路的切换，在 FRAMER/FPGA中进行。

在SDH帧结构中，开销字节B1、B2、B3、V5分别用于监视再生段、复用段、高阶通道和低阶通道的误码。误码监视采用比特间插奇偶校验方式（BIP）的偶校验，即通过校验码保证发送内容中“1”的个数为偶数个。在该方案中，透传线路数据和阻断线路数据之间的切换，通过更改信息净负荷传输通路的配置来实现，即对SDH帧解帧和成帧不受线路切换的影响，也就没有了开销字节 B1、B2、B3、V5的错误统计，从而实现线路的透明监控。

此外，该方案通过光开关提供一条光路透传路径，数据流的通路是：路由器1→光纤耦合器→光开关→路由器2，如图5中虚线箭头所示。路由器2接受为路由器1直接发送的光信号。在系统掉电时，会被自动启用。

具体实施时：

透传线路数据和阻断线路数据的切换，通过更改FRMAER/FPGA数据通路配置来实现。这两个通路的切换，可以通过面板的按钮切换，用户的命令切换，也可以根据设定条件自动切换。

光开关采用单稳态1*2光开关（NO LATCHING），即在引脚上加连续稳定的驱动电压，在指定光路上传输光信号，驱动电压消失，改在另一个通路上传输光信号。通过采用单稳态的光开关，使得在线路切换模块出现掉电等严重故障时，光路透传路径自动被启用，不影响Internet传输线路的正常运行，增强系统的可靠性。

该方案中，利用光模块自身带的光功率检测功能，可以对数据流通路光功率情况进行检测。分光探测器（TAPD）集成了分光耦合器和高敏感度的光电二极管。在图6、7的实施方案中，添加了分光探测器，用于检测光路，进一步增强系统的可靠性。

1）第二光模块检测的光路：数据流过虑模块→第二光模块。检测告警，说明数据过虑模块故障，若正在进行阻断线路数据，就要切换到透传线路数据；

2）第一光模块检测的光路：路由器1→光纤耦合器→第一光模块。检测告警，就要启动光路透传路径；

3）分光探测器检测光路：路由器1→光纤耦合器→光电探测器。检测告警，说明光路透传路径有故障。

该方案与CISCO、 JUNIPER等多家主流路由器的多种速率端口进行对接试验，效果非常理想。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。