PTN网络的无损切换方法、装置及无损切换PTN系统

摘要

本发明涉及一种PTN网络的无损切换方法、装置及无损切换PTN系统，其中方法包括步骤：通过第一传输线路和第二传输线路接收E1业务数据，监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态，若第一传输线路的线路质量优于第二传输线路的线路质量，则对第一传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理，若第二传输线路的线路质量优于第一传输线路的线路质量，则对第二传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理，将数据恢复处理后的E1业务数据发送至第二用户设备。上述PTN网络的无损切换方法，在其中一条传输线路故障时，切换到另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，实现了对E1业务数据的无损切换。

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种PTN网络的无损切换方法、装置及无损切换PTN系统。

背景技术

分组传送网(Packet Transport Network，PTN)支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，已被广泛应用于电力网络系统中，电网生产应用系统生产控制大区中继电保护系统业务和安全稳定控制系统业务，为对通信传输通道性能要求最为苛刻的两个业务。继电保护系统主要采用一次群(E1)线路的2M复用与光纤直连两种通信方式，其中2M复用采用时分复用(Time DivisionMultiplexing，TDM)协议，传输时延要求≤10ms，误码率≤10^-6，光纤直连传输时延要求≤8ms，误码率≤10^-6。安全稳定控制系统主要采用TDM协议，传输时延要求≤30ms，误码率≤10^-7。

目前继电保护系统业务和安全稳定控制系统业务主要采取传统同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)路径保护、复用段链保护、通道环保护、子网连接保护(Sub-network Connection Protection，SNCP)以保证传输通道的可靠性，但随着新一代继电保护、安稳控制等各类电网关键业务系统升级与组网，现有传统保护方式无法满足上述业务无损切换与恢复的需求。

发明内容

基于此，有必要针对传统保护方法无法实现无损切换的问题，提供一种PTN网络的无损切换方法、装置及无损切换PTN系统。

一种PTN网络的无损切换方法，包括如下步骤：

分别通过第一传输线路和第二传输线路接收E1业务数据；

监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态，比较第一传输线路的线路质量和第二传输线路的线路质量；

对第一传输线路和第二传输线路中线路质量更优的传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理；

将数据恢复处理后的E1业务数据发送至第二用户设备；

一种PTN网络的无损切换装置，包括：

数据接收模块，用于分别通过第一传输线路和第二传输线路接收E1业务数据；

接口监测模块，用于监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态，比较第一传输线路的线路质量和第二传输线路的线路质量；

数据恢复模块，用于对第一传输线路和第二传输线路中线路质量更优的传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理；

数据发送模块，用于将数据恢复处理后的E1业务数据发送至第二用户设备；

上述PTN网络的无损切换方法和装置，接收第一传输线路和第二传输线路的E1业务数据，对两条传输线路中线路质量更好的传输线路发送的E1业务数据进行数据恢复处理后发送给第二用户设备，在其中一条传输线路故障时，切换到另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的PTN网络的无损切换方法。

上述计算机设备，通过所述处理器上运行的计算机程序，在其中一条传输线路故障时，从另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的PTN网络的无损切换方法。

上述计算机存储介质，通过其存储的计算机程序，在其中一条传输线路故障时，从另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。

一种无损切换PTN系统，包括：

第一保护设备、第二保护设备、第一传输线路和第二传输线路；

所述第一保护设备与第二保护设备通过第一传输线路连接，第一保护设备与第二保护设备通过第二传输线路连接；

所述第一保护设备与第一客户设备连接，第二保护设备与第二客户设备连接；

其中，所述第一保护设备用于接收第一客户设备发送的E1业务数据，并对所述E1业务数据进行数据处理后将所述E1业务数据分别发送至第一传输线路和第二传输线路；所述第一传输线路和第二传输线路用于将接收的E1业务数据发送至第二保护设备；所述第二保护设备用于接收第一传输线路和第二传输线路的E1业务数据，监测第一传输线路和第二传输线路的传输质量，将传输质量更好的传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理后发送至第二用户设备。

上述无损切换PTN系统，第一保护装置将从第一用户设备接收的E1业务数据经过数据处理后分别发送至第一传输线路和第二传输线路，第二保护装置接收第一传输线路和第二传输线路的E1业务数据，对两条传输线路中线路质量更好的传输线路发送的E1业务数据进行数据恢复处理后发送给第二用户设备，在其中一条传输线路故障时，接收端的第二保护装置切换到另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。

附图说明

图1为PTN网络的无损切换方法流程图；

图2为PTN网络的无损切换装置结构示意图；

图3为一个实施例的接口监测模块结构示意图；

图4为一个实施例的数据恢复模块结构示意图；

图5为一个实施例的PTN网络的无损切换装置结构示意图；

图6为一个实施例的无损切换PTN系统结构示意图；

图7为一个实施例的无损切换PTN系统结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1所示，图1为PTN网络的无损切换方法流程图，本发明的PTN网络的无损切换方法，包括如下步骤：

S101，分别通过第一传输线路和第二传输线路接收E1业务数据。

在此步骤中，本保护装置分别通过第一传输线路和第二传输线路，接收第一传输线路的E1业务数据和第二传输线路的E1业务数据。

其中，所述第一传输线路的E1业务数据为第一保护装置从第一用户设备接收并发送至第一传输线路的E1业务数据，所述第二传输线路的E1业务数据为第一保护装置从第一用户设备接收并发送至第二传输线路的E1业务数据。

S102，监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态，比较第一传输线路的线路质量和第二传输线路的线路质量。

在此步骤中，本保护装置通过检测第一传输线路和第二传输线路的接口的告警状态，通过接收的告警信号的优先级，来比较第一传输线路的线路质量和第二传输线路的线路质量。

在实际应用中，第一传输线路和第二传输线路可设置一条是主线路，另一条是备线路，主线的传输质量高于备线路，系统接收端默认优先接收主线路的E1业务数据，当主线路出现故障，主线路线路质量比备线路差时，则切换到备线路接收E1业务数据，保证E1业务数据的传输。

以第一传输线路为主线路，第二传输线路为备线路为例，则在一个实施例中，所述监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态，比较第一传输线路的线路质量和第二传输线路的线路质量的步骤包括：

监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态；

若第一传输线路的接口发出严重告警信号且第二传输线路的接口未发出严重告警信号，或第一传输线路的接口发出次要告警信号且第二传输线路的接口未发出告警信号，则判定第二传输线路的线路质量优于第一传输线路的线路质量；

否则，判定第一传输线路的线路质量优于第二传输线路的线路质量；

其中，所述告警信号包括严重告警信号和/或次要告警信号，所述严重告警信号包括信号丢失告警信号、帧失步告警信号、告警指示信号和/或误码率超过10^-3告警信号，所述次要告警信号包括误码率超过10^-6告警信号。其中，误码率超过10^-3告警信号和误码率超过10^-6告警信号可由循环冗余校验(Cyclic>

S103，对第一传输线路和第二传输线路中线路质量更优的传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理；

上述步骤中，当根据传输线路的接口接收的告警信号判断得第一传输线路的线路质量较优，则接收第一传输线路的E1业务数据，对该E1业务数据进行数据恢复处理。相应的第二传输线路的E1业务数据则可标记无效弃置。

同理的，当根据传输线路的接口接收的告警信号判断得第二传输线路的线路质量较优，则切换至接收第二传输线路的E1业务数据，对该E1业务数据进行数据恢复处理。相应的第一传输线路的E1业务数据则可标记无效弃置。

具体的，E1业务数据的传输帧模式可有成帧和非成帧模式，对于不同模式下的E1业务数据，可采取不同的方法进行数据恢复处理，在一个实施例中，所述对第一传输线路和第二传输线路中线路质量更优的传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理的步骤包括：获取第一传输线路和第二传输线路中线路质量更优的传输线路的E1业务数据的传输帧模式；若所述E1业务数据为成帧模式，则对该E1业务数据进行时标恢复处理和数据恢复处理；若所述E1业务数据为非成帧模式，则对该E1业务数据进行数据恢复处理。

在一个实施例中，所述E1业务数据为第一保护设备对E1业务数据经过数据处理后的E1业务数据；

其中，所述第一保护设备对E1业务数据经过数据处理包括步骤：获取E1业务数据的传输帧模式；若所述E1业务数据为成帧模式，则对该E1业务数据进行数据流处理插入时标，并进行帧处理；若所述E1业务数据为非成帧模式，则在数据旁路插入时标和成帧器模块，对E1业务数据进行数据流处理。

通过发送端第一保护设备的数据处理，到接收端本设备的数据恢复处理，可消除数据传输过程中产生的时延，降低数据传输损耗，达到无损切换的效果。

S104，将数据恢复处理后的E1业务数据发送至第二用户设备。

在此步骤中，将前述步骤获取的经过数据恢复处理的E1业务数据发送给第二用户设备，完成对E1业务数据的传输。

上述PTN网络的无损切换方法，接收第一传输线路和第二传输线路的E1业务数据，对两条传输线路中线路质量更好的传输线路发送的E1业务数据进行数据恢复处理后发送给第二用户设备，在其中一条传输线路故障时，切换到另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。在PTN网络传输线路倒换过程中，业务不丢包，不影响业务的运行。

保护设备在运行过程中，可能由于某些原因发生掉电等重大故障，为避免因增加2M通道保护装置而增加2M通道故障点，在一个实施例中，本发明的PTN网络的无损切换方法还包括步骤：当本端设备掉电时，将第一传输线路的接收接口短接到第二用户设备接口，直接将2M通道静态保护到第一传输线路上，使得第一传输线路将E1业务数据发送至第二用户设备，保证第一传输线路与第二用户设备在保护设备掉电时的业务传输。

在一个实施例中，所述将第一传输线路的接收接口短接到第二用户设备接口的步骤之后，还包括步骤：监测本端设备的通电状态，若本端设备上电，则断开第一传输线路的接收接口与第二用户设备接口的短接状态，在本端设备重新上电时，恢复本端保护设备的正常运行。

参见图2所示，图2为PTN网络的无损切换装置结构示意图，本发明的PTN网络的无损切换装置包括：

数据接收模块201，用于分别通过第一传输线路和第二传输线路接收E1业务数据；

接口监测模块202，用于监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态，比较第一传输线路的线路质量和第二传输线路的线路质量；

数据恢复模块203，用于对第一传输线路和第二传输线路中线路质量更优的传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理；

数据发送模块204，用于将数据恢复处理后的E1业务数据发送至第二用户设备；

上述PTN网络的无损切换装置，接收第一传输线路和第二传输线路的E1业务数据，对两条传输线路中线路质量更好的传输线路发送的E1业务数据进行数据恢复处理后发送给第二用户设备，在其中一条传输线路故障时，切换到另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。在PTN网络传输线路倒换过程中，业务不丢包，不影响业务的运行。

参见图3所示，图3为一个实施例的接口监测模块结构示意图，在一个实施例中，所述接口监测模块包括：

告警监测模块202a，用于监测第一传输线路的接口的告警状态和第二传输线路的接口的告警状态；

第一判定模块202b，用于若第一传输线路的接口发出严重告警信号且第二传输线路的接口未发出严重告警信号，或第一传输线路的接口发出次要告警信号且第二传输线路的接口未发出告警信号，则判定第二传输线路的线路质量优于第一传输线路的线路质量；

第二判定模块202c，用于若第一传输线路的接口未发出告警信号，或第一传输线路的接口发出次要告警信号且第二传输线路的接口发出告警信号，或第一传输线路的接口发出严重告警信号且第二传输线路的接口发出严重告警信号时，则判定第一传输线路的线路质量优于第二传输线路的线路质量；

其中，所述告警信号包括严重告警信号和/或次要告警信号，所述严重告警信号包括信号丢失告警信号、帧失步告警信号、告警指示信号和/或误码率超过10^-3告警信号，所述次要告警信号包括误码率超过10^-6告警信号。

参见图4所示，图4为一个实施例的数据恢复模块结构示意图在一个实施例中，所述数据恢复模块包括：

模式获取模块203a，用于获取第一传输线路和第二传输线路中线路质量更优的传输线路的E1业务数据的传输帧模式；

第一恢复模块203b，用于若所述E1业务数据为成帧模式，则对该E1业务数据进行时标恢复处理和数据恢复处理；

第二恢复模块203c，用于若所述E1业务数据为非成帧模式，则对该E1业务数据进行数据恢复处理。

在一个实施例中，所述E1业务数据为第一保护设备对E1业务数据经过数据处理后的E1业务数据；其中，所述第一保护设备对E1业务数据经过数据处理包括步骤：

获取E1业务数据的传输帧模式；若所述E1业务数据为成帧模式，则对该E1业务数据进行数据流处理插入时标，并进行帧处理；若所述E1业务数据为非成帧模式，则在数据旁路插入时标和成帧器模块，对E1业务数据进行数据流处理。

参见图5所示，图5为一个实施例的PTN网络的无损切换装置结构示意图，在一个实施例中，本发明的PTN网络的无损切换装置还包括：掉电短接模块205，用于当本端设备掉电时，将第一传输线路的接收接口短接到第二用户设备接口，使得第一传输线路将E1业务数据发送至第二用户设备。

在一个实施例中，所述掉电短接模块之后，还包括：上电恢复模块206，用于监测本端设备的通电状态，若本端设备上电，则断开第一传输线路的接收接口与第二用户设备接口的短接状态。

本发明的PTN网络的无损切换装置与本发明的PTN网络的无损切换方法一一对应，在上述PTN网络的无损切换方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于PTN网络的无损切换装置的实施例中，特此声明。

一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上任意一项所述的PTN网络的无损切换方法。

上述计算机设备，通过所述处理器上运行的计算机程序，在其中一条传输线路故障时，从另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上任意一项所述的PTN网络的无损切换方法。

上述计算机存储介质，通过其存储的计算机程序，在其中一条传输线路故障时，从另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。

参见图6所示，图6为一个实施例的无损切换PTN系统结构示意图，本发明的无损切换PTN系统包括：第一保护设备、第二保护设备、第一传输线路和第二传输线路；所述第一保护设备与第二保护设备通过第一传输线路连接，第一保护设备与第二保护设备通过第二传输线路连接；所述第一保护设备与第一客户设备连接，第二保护设备与第二客户设备连接；

其中，所述第一保护设备用于接收第一客户设备发送的E1业务数据，并对所述E1业务数据进行数据处理后将所述E1业务数据分别发送至第一传输线路和第二传输线路；所述第一传输线路和第二传输线路用于将接收的E1业务数据发送至第二保护设备；所述第二保护设备用于接收第一传输线路和第二传输线路的E1业务数据，监测第一传输线路和第二传输线路的传输质量，将传输质量更好的传输线路的E1业务数据进行数据恢复处理后发送至第二用户设备。

上述无损切换PTN系统，第一保护装置将从第一用户设备接收的E1业务数据经过数据处理后分别发送至第一传输线路和第二传输线路，第二保护装置接收第一传输线路和第二传输线路的E1业务数据，对两条传输线路中线路质量更好的传输线路发送的E1业务数据进行数据恢复处理后发送给第二用户设备，在其中一条传输线路故障时，接收端的第二保护装置切换到另一条传输线路接收E1业务数据，经过数据恢复处理，无损地将接收的E1业务数据传输给第二用户设备，实现了对E1业务数据的无损切换，提供高可靠、高性能的E1保护传输通路，保障PTN网络业务在网络发生故障时能够无损伤传送。

下面再以一个具体的应用示例来阐述本发明的PTN网络的无损切换方法。

在此应用示例中，本发明的PTN网络的无损切换方法可以应用于图7所示的一个实施例的无损切换PTN系统中。该实施例的无损切换PTN系统包括保护设备A、保护设备B，以及连接于保护设备A和保护设备B之间的光纤主线路A和光纤备线路B；

用户设备A和用户设备B之间分别通过光纤主线路A和光纤备线路B的PTN组网建立业务连接，保护设备A连接于用户设备A与两条光纤线路之间，保护设备B连接于用户设备B与两条光纤线路之间。

在本应用示例中，保护设备A和保护设备B均同时具有收发功能，如图7所示，光纤主线路A的业务发送标记为TxA，光纤主线路A的业务接收标记为RxA，光纤备线路B的业务发送标记为TxB，光纤备线路B的业务接收标记为RxB，用户设备A的业务发送标记为TxU1，用户设备A的业务接收标记为RxU1，用户设备B的业务发送标记为TxU1，用户设备B的业务接收标记为RxU1。保护设备A与保护设备B其中一个作为发送端的第一保护设备时，另一个即作为接收端的第二保护设备。以用户设备B需要传输E1业务数据至用户设备A为例，保护设备A为发送端的第一保护设备，本应用示例的无损切换PTN系统的工作流程如下：

a)保护设备A接收来自用户设备A的1个E1业务数据，对该E1业务数据进行数据处理；

具体的，在成帧模式下，经过数据流处理插入时标，然后经过帧处理从2条线路发送出去；对于非成帧模式，在数据旁路插入时标和成帧器模块，经过数据流处理直接发送出去。

b)保护设备A将处理后的E1业务数据分别发送到光纤主线路A和光纤备线路B上。

c)在目的端，保护设备B实时监测2条线路的工作状态，从质量好的线路上恢复该E1业务数据，并从用户侧接口发送至用户设备B。

具体的，对于成帧模式，来自2条传输线路的E1业务数据，经过时标恢复和数据恢复处理后，系统根据传输线路端口检测出的状态，从2路恢复的数据中选择质量较好的1路作为有效数据，经线路接口单元处理发送到用户侧接口；对于非成帧模式，系统直接根据传输线路端口检测出的状态选择通道，从该通道恢复数据并发送到用户侧接口。

此外，在保护设备A或保护设备B掉电时，系统将来自光纤主线路A的信号直接短接到该保护设备连接的用户侧接口，形成掉电直通，使用户设备A或用户设备B与光纤主线路A直接业务连通，保证用户设备A或用户设备B侧保护设备掉电时的业务传输；当保护设备A或保护设备B上电后，系统会自动断开用户侧E1业务与线路侧E1业务的连接，保证E1业务数据从用户设备A到用户设备B的无损传输。

当用户设备B需要传输E1业务数据至用户设备A时，相应的，保护设备A为第二保护设备，保护设备B为第一保护设备，具体的系统工作流程与上述流程同理。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行装置、装置或设备(如基于计算机的装置、包括处理器的装置或其他可以从指令执行装置、装置或设备取指令并执行指令的装置)使用，或结合这些指令执行装置、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行装置、装置或设备或结合这些指令执行装置、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。