专利名称：多节点aps控制协议信令的系统和方法
技术领域：
本发明涉及通信网络中的自动保护切换(APS)，具体地涉及用于针 对多节点APS( MN-APS )而提供APS冗余对控制协议信令的系统和方法。
背景技术：
在为用户提供通信服务时，服务提供商尝试确保在服务的递送过程中 不会丢失数据并且具有最小的中断。用于确保数据传输服务的一种已知的 方法是自动保护切换(APS)。在SONET/SDH中，APS1+1典型地用于 单个机箱保护切换。
现在参考图IA讨论已知的单个机箱APS 1+1。具有其数据业务受到 保护的SONET线路端接设备(LTE )的近端(NE )机箱10具有NE工 作端口 21，该端口经由双向工作链路14耦合到具有SONET LTE的远端 (FE )机箱20的FE工作端口 23。 NE机箱10也通过双向保护链路16从 NE保护端口 25耦合到FE机箱20的FE保护端口 27。在这种配置中， NE机箱10受到具有工作电路和保护电路的APS组的保护，所述工作电路 是由NE工作端口21、工作链路14和FE工作端口 23组成的，所述保护 电路是由NE保护端口 25、保护链路16和FE保护端口 27组成的。
通常，工作电路承载待保护的数据业务。当电路正承载数据业务时， 称其为激活的，而当其不承载业务时，称其为非激活的。为了一致，激活 电路的链路和端口称作激活的，而非激活电路的链路和端口称作非激活的。 在自动保护切换中，如果未出现故障则工作电路通常是激活的。
在可能由于激活链路或激活端口出现故障或降级而造成激活电路的故 障或信号降级的情况下，APS l+l将数据业务从经过出故障或降级的电路切换成经过另一电路。该另一电路变成激活的，而出故障或降级的电路变 成非激活的电路。由于每个单个机箱都控制工作端口和保护端口，将数据 业务从工作电路切换至保护电路因而并不困难。
APS 1+1结构也使得保护电路和工作电流能够被配置成结束于两个不 同FE机箱。这种已知的配置除了链路和电路故障之外还防止节点或路由 器的故障。
参考图1B讨论已知的双机箱APS 1+1配置。具有其数据业务受到保 护的SONET线路端接设备(LTE )的近端(NE )机箱具有NE工作端口 (153 ),该NE工作端口经由双向工作链路114耦合到具有SONET LTE 的第一 FE机箱120 (在图IB中标记为"机箱A")的远端(FE )工作端 口 157。 NE机箱110也通过双向保护链路116从NE保护端口 155耦合到 具有SONET LTE的第二 FE机箱130 (图IB中标记为"机箱B")的 FE保护端口 159。第一和第二FE机箱120、 130经由控制链路140耦合在 一起。
在这种配置中，NE机箱受到具有工作电路和保护电路的APS组的保 护，所述工作电路是由NE工作端口 153、工作链路114和FE工作端口 157组成的，所述保护电路是由NE保护端口 155、保护链路116和FE保 护端口 159纟且成的。
第二 FE机箱130称作保护机箱或处于保护模式的机箱，并且它与第
一 FE机箱持续通信，该第一 FE机箱称作工作机箱或处于工作模式下的机
伊 相。
在可能由于激活链路(或者是激活端口或者是工作机箱)出故障或降 级而造成的激活电路的故障或信号降级的情况下，APS l+l将数据业务从 经过出故障或降级的电路切换成经过另一电路。由于FE机箱120、 130彼 此相距较远，FE机箱120、 130需要通过控制链路140来交换切换控制信 号以协调从工作电路至保护电路的切换。通过控制链路140交换切换控制 信号的FE机箱是冗余APS对的成员，每个都是该对中另一个的APS对等 体。在切换数据业务时，保护电路变成激活电路，而出故障或降级的工作电路变成非激活电路。
由于从工作电路至保护电路的切换不是本地进行的，因此为了协调切
换而通过控制链路140传送信号花费的时间较长，并且在新电路上恢复数 据传输之前存在延迟，这导致了关联的服务中断。从工作电路切换至保护
常重要的因素，其确定了服务中断的持续时间和程度。
发明内容
根据一个方面，本发明提出了一种自动保护切换系统，包括用于发送 待保护的第 一数据流的本地节点和冗余保护节点对，所述冗余保护节点对 包括耦合到所述本地节点的、用于从所述本地节点接收所述第一数据流的 第 一远端节点以及耦合到所述本地节点和所述第 一节点的第二远端节点， 所述第二节点用于从所述本地节点接收所述第一数据流，其中，所述第一
远端节点适于从所述第二远端节点接收周期活动性(liveliness)消息并且 向所述第二远端节点发送周期活动性消息，其中，被发送给所述第二远端 节点的每个活动性消息包括IHY (我听到你)消息以指示所述第一远端节 点是否在保持时期内接收到先前从所述第二远端节点发送的活动性消息， 并且其中，所述第二远端节点的保护切换行为取决于被发送给所述第二远 端节点的IHY消息。
在本发明的一些实施例中，所述第一远端节点适于用作APS 1+1组的 保护节点，而所述第二远端节点适于用作所述APS 1+1组的工作节点。
在本发明的一些实施例中，所述第一远端节点适于用作APS 1+1组中 的工作节点，而所述第二远端节点适于用作所述APS l+l组中的保护节点。
在本发明的一些实施例中，所述第二远端节点适于如果来自所述第一 远端节点的IHY消息指示该第一远端节点未在保持时期内接收到先前从 该第二远端节点发送的活动性消息则保持为非激活。
在本发明的一些实施例中，每个被发送给所述第一远端节点的活动性 消息包括用于指示所述第二远端节点是否在保持时期内接收到先前从所述第一远端节点发送的活动性消息的IHY消息，并且其中，所述第一远端节 点的保护切换行为取决于被发送给该第一远端节点的IHY消息。
在本发明的一些实施例中，每个活动性消息的每个IHY消息都是单个 标志位。
在本发明的一些实施例中，所述第一远端节点适于作为APS 1+1组中 的保护节点而以第一模式操作并且作为APS 1+1组中的工作节点而以第二 模式操作，并且其中，所述第二远端节点适于当所述第一远端节点以第一 模式操作时作为APS 1+1组中的工作节点而以第二才莫式操作，并且当所述 第一远端节点以第二才莫式操作时作为APS 1+1组中的保护节点以第一模式 操作。
根据另一个方面，本发明提出了一种自动保护切换系统，包括用于发 送待保护的多个数据流的本地节点和冗余保护节点对，该冗余保护节点对 包括耦合到所述本地节点且用于从所述本地节点接收所述多个数据流的第 一远端节点以及耦合到所述本地节点和所述第 一节点且用于从所述本地节 点接收所述多个数据流的第二远端节点，其中，所述第一远端节点适于从 所述第二远端节点接收包括针对所述多个数据流中每个数据流的活动性消 息的周期活动性消息集合，并且其中，所述第一远端节点适于向所述第二 节点发送包括所述多个数据流中每个数据流的活动性消息的周期活动性消 息集合。
在本发明的一些实施例中，每个活动性消息包括IHY消息，该IHY 消息指示生成该活动性消息的节点是否从所述冗余保护节点对中的对等节 点接收到活动性消息。
根据另一个方面，本发明提出了一种自动保护切换系统，包括用于发 送待保护的多个数据流的本地节点和冗余保护节点对，该冗余保护节点对 包括耦合到所述本地节点且用于从所述本地节点接收所述多个数据流中的 第 一数据流子集的第 一远端节点以及耦合到所述本地节点和所述第 一节点 且用于从所述本地节点接收所述多个数据流中的所述第一数据流子集和第 二数据流子集的第二远端节点以及耦合到所述本地节点和所述第二节点且用于接收所述第二数据流子集的第三远端节点，其中，所述第二远端节点 适于从所述第一远端节点接收包括所述第一数据流子集中每个数据流的活 动性消息的第一周期活动性消息集合，并且其中，所述第二远端节点适于 从所述第三远端节点接收包括所述第二数据流子集中每个数据流的活动性 消息的周期活动性消息集合。
在本发明的一些实施例中，所述第一远端节点适于针对所述第一数据
流子集中的每个数据流而用作第一APS l+l组中的保护节点和工作节点中
的一个，并且其中，所述第二远端节点适于针对所述第一数据流子集中的
每个数据流而在所述第一远端节点用作工作节点的情况下用作所述第一
APS l+l组中的保护节点、或者在所述第一远端节点用作保护节点的情况
下用作所述第一 APS1+1组中的工作节点，并且其中，所述第二远端节点
适于针对所述第二数据流子集中的每个数据流而用作第二 APS 1+1组中的
保护节点和工作节点中的一个，并且其中，所述第三远端节点适于针对所 述第二数据流子集中的每个数据流而在所述第二远端节点用作工作节点的
情况下用作所述第二 APS 1+1組中的保护节点、或者在所述第二远端节点 用作保护节点的情况下用作所述第二 APS 1+1组中的工作节点。
在本发明的一些实施例中，每个周期活动性消息包括用于指示生成周 期活动性消息的远端节点是否在保持时期内接收到先前从接收周期活动性 消息的远端节点发送的活动性消息的IHY消息，其中，接收IHY消息的 远端节点的保护切换行为取决于被l送给接收该IHY消息的远端节点的 IHY消息。
根据另一方面，本发明提供了一种自动保护切换方法，包括从本地 节点向包括第 一远端节点和第二远端节点的冗余保护节点对发送待保护的 笫 一数据流，以及从所述第 一远端节点向所述第二远端节点并且从所述第 二远端节点向所述第一远端节点发送周期活动性消息，其中，每个被发送 给所述第二远端节点的活动性消息包括用于指示该第 一远端节点是否在保 持时期内接收到先前从所述第二远端节点发送的活动性消息的IHY消息。
本发明的一些实施例还提出了基于被发送给所述第二远端节点的IHY消息而在所述第二远端节点执行保护切换。
在本发明的一些实施例中，被发送给所述第一远端节点的每个活动性 消息包括用于指示所述第二远端节点是否在保持时期内接收到先前从所述
第一远端节点发送的活动性消息的IHY消息。
本发明的一些实施例还提出基于被发送给所述第二远端节点的IHY 消息而在所述第 一远端节点执行保护切换。
在本发明的一些实施例中，所述第一远端节点适于用作APS 1+1组中 的保护节点，而所述第二远端节点适于用作所述APS l+l组中的工作节点。
在本发明的一些实施例中，所述第一远端节点适于用作APS1+1组中 的工作节点，而所述第二远端节点适于用作所述APS l+l组中的保护节点。
根据另一方面，本发明提出了一种自动保护切换方法，包括从本地 节点向包括第 一远端节点和第二远端节点的冗余保护节点对发送多个待保 护的数据流，以及从所述第 一远端节点向所述第二远端节点发送包括所述 多个数据流中每个数据流的活动性消息的周期活动性消息集合并且从所述 第二远端节点向所述第 一远端节点发送包括所述多个数据流中每个数据流 的活动性消息的周期活动性消息集合，其中，M送给所述第二远端节点 的每个活动性消息包括用于指示所述第一远端节点是否在保持时期内接收 到先前从所述第二远端节点发送的活动性消息的IHY (我听到你)消息。
根据另一方面，本发明提出一种自动保护切换方法，包括从本地节 点向包括第 一远端节点和第二远端节点的冗余保护节点对发送多个待保护 的数据流，以及从所述第 一远端节点向所述第二远端节点发送包括所述多 个数据流中每个数据流的活动性消息的周期活动性消息集合并且从所述第 二远端节点向所述第一远端节点发送包括所述多个数据流中每个数据流的 活动性消息的周期活动性消息集合，其中，,ic良送给所述第二远端节点的 每个活动性消息包括用于指示所述第一远端节点是否在保持时期内接收到 先前从所述第二远端节点发送的活动性消息的IHY (我听到你)消息。
根据另一方面，本发明提出一种自动保护切换方法，包括从本地节 点向包括第 一远端节点和第二远端节点的第 一 冗余保护节点对发送待保护
13的第 一 多个数据流，从本地节点向包括第二远端节点和第三远端节点的第 二冗余保护节点对发送待保护的第二多个数据流，从所述第 一远端节点向 所述第二远端节点发送包括所述第 一多个数据流中每个数据流的活动性消 息的笫 一周期活动性消息集合，以及从所述第二远端节点向所述第三远端 节点发送包括所述第二多个数据流中每个数据流的活动性消息的第二周期 活动性消息集合，其中，每个活动性消息包括用于指示发送活动性消息的 远端节点是否在保持时期内接收到先前从接收活动性消息的远端节点发送
的活动性消息的IHY消息。
参考附图，通过阅读下面对优选实施例的详细描述，本发明的特征和 优点将变得明显，其中
图1A是已知APS1+1单机箱配置的框图； 图1B是已知APS 1+1双机箱配置的框图2是根据本发明优选实施例的具有一个MN-APS组的多节点APS 1+1配置的框图3A是根据本发明优选实施例的活动性消息的框图3B是才艮据本发明优选实施例的活动性消息集合的实例的框图3C是根据本发明优选实施例的活动性消息集合的另一实例的框以及
图4是根据本发明优选实施例的具有五个MN-APS组的多节点APS 配置的框图。
应当指出，在附图中相同的部分用相同的参考标记表示。
具体实施例方式
优选实施例提供了一种多节点(MN) APS1+1系统结构和控制协i义。 所述协议是轻量的并且具有可减小由于机箱故障而造成的用户业务中断的 低开销，并且最小化系统CPU使用率。效率是特别重要的，因为MN-APS控制协议是高优先级CPU任务。这个任务的更高效率能够实现MN-APS 对等体间更短的通信时间间隔，这降低了响应于故障的切换时间，由此减 小了业务中断的持续时间和程度。
在MN-ASP 1+1结构中，MN-ASP组中的远端工作节点和远端保护节 点需要通过信令协议来同步它们的MN-APS状态和活动性。这种信令协议 理想地是高效且轻量的，以使得MN-APS节点能够以较低的系统CPU使 用率、以最小的业务损失来切换许多MN-APS组的业务。
参考图2，就其结构来讨论才艮据本发明的优选实施例的MN-APS 1+1 配置的实例。
具有其数据业务受到保护的SONET线路端接设备(LTE)的本地节 点210具有本地工作端口 253，该端口经由双向工作链路214耦合到具有 SONET LTE的第一远端节点220 (图2中标记为"节点A")的远端工 作端口 257。本地节点210也通过双向保护链路216从本地保护端口 259 耦合到具有SONET LTE的第二远端节点230 (图2中标记为"节点B") 的远端保护节点259。第一和第二远端节点220、 230通过包括前向控制链 路242和返回控制链路240的双向控制链路耦合在一起。
在图2所示的配置中，本地节点210由具有工作电路和保护电路的 MN-APS组的保护，所述工作电路由本地工作端口 253、工作链路214和 远端工作端口 257组成，所述保护电路由本地保护端口 255、保护链路216 和远端〗呆护端口 259组成。
如图2所示，MN-APS组将本地节点210耦合到两个远端节点220、 230，其中第一远端节点220将其端口之一分配成远端工作端口 257，而另 一远端节点230将其端口之一分配成远端保护端口 259。
参考图2，就其功能来讨论MN-APS 1+1的系统结构。
为了图2所示的MN-APS組，第二远端节点230以保护模式运转，而 第一远端节点220以工作模式运转。
在优选实施例中，通过在每个冗余节点对的节点之间传送周期的活动 性消息来维持MN-APS状态同步，所述节点称作冗余对的对等节点或MN-APS组的对等节点。在优选实施例中，在对等节点220和230之间通 过前向和返回控制链路242和240、利用UDP/IP发送周期活动性消息。每 个活动性消息表示从每个冗余节点至其对等体的"问候"。这个消息由接 收该消息的节点检查以评估发送节点的活动性。
为了同步MN-APS状态，作为周期活动性信号的一部分来传送状态信 息，而不是利用分别的基于确认的消息传送协议来传送。由于活动性消息 传送是周期性的消息传送，因此状态信息保证是持续且重复的递送。
状态信息包括状态和指示消息。指示消息包括例如"激活"和"去激 活"的消息，并且活动性消息当从保护模式下的节点230净皮发送至其工作 模式对等节点220时被置于活动性消息中，而状态消息包括例如"信号失 败"、"信号降级"和"信号OK"的消息，并且从工作模式节点220被 发送至其保护模式的对等节点230。
现在讨论根据本发明优选实施例的活动性消息的发送和接收。在图2 中，第一节点220以工作模式工作，从以保护模式工作的节点230接收指 示消息。保护模式节点230利用这些指示消息来指示工作模式节点220 "激 活"或"去激活"工作电路。然后，工作模式的远端节点220返回指示工 作电路物理状态的状态消息。这些状态消息可以包括"信号失败"、"信 号降级，，和"信号OK"。保护模式的第二节点230从工作模式下的节点 220接收这些状态消息。
在优选实施例中，保护模式的远端节点230判定远端节点(220、 230) 中的每一个应当处于哪种状态(激活或非激活)。这个判定是基于与通信 网络的功能性有关的信息的。
在APS 1+1协议中，关于保护切换的重要信息是SONET/SDH (同步 数字体系)开销中的Kl和K2字节。这些Kl/K2字节也存在于MN-APS 1+1 协议中并且通过保护电路从本地节点210被发送至处于保护模式的远端节 点230。因此，在MN-APS1+1中，处于保护模式的节点230根据其本地 保护电路状态以及其对等节点220的工作电路状态、基于接收自本地节点 210的Kl/K2字节中的信息来做出保护切换判定。因此，保护模式的MN-APS节点230检查其处于工作模式的对等节点 220的活动性，以便在对等节点220出故障的情况下，处于保护模式的节 点230可以发起保护切换以接管数据业务并且因而提供节点冗余。
在优选实施例中，活动性消息也包含要在节点对220、 230间交换的确 认信息。具体地，接收确认或"我听到你"(IHY)消息包含于每个由节 点对中每个节点发送的每个活动性消息中，用以指示已从节点对中的另一
节点接收了上一个活动性消息。
如果活动性消息不包括接收确认型的消息，控制链路中的单向故障， 例如前向控制链路242中的故障或返回控制链路240中的故障，可能会导 致不一致性，该不一致性是由于认为控制链路的一个节点已出故障而认为 控制链路的另一节点可用而造成的。这种不一致性会导致数据重复。
例如，如果前向控制链路242是不可用的并且在工作电路上存在信号 降级，则来自本地节点210的Kl/K2字节将指示所述信号降级并且以保护 才莫式工作的节点230应当将业务从经过工作电路切换至经过保护电路。保 护才莫式的节点230然后将变为激活并且开始转发/路由它通过保护电路接收 的数据业务，同时在活动性消息中发送例如"去激活，，的指示消息以使得 工作模式的节点220停止发送它通过工作电路接收的数据业务。保护模式 的节点230接收来自工作模式的节点220的活动性消息并且因而考虑启动 控制链路242、 240，而工作模式的节点220不从保护模式的节点230接收 任何消息并认为控制链路242、 240出故障。由于控制链路和工作模式节点 220对于保护模式节点230来说看上去工作正常，因此假设工作模式节点 可以接收指示它应当"去激活"数据业务的转发的活动性消息。假设工作 模式节点220已停止发送数据业务，则保护才莫式节点230开始发送数据业 务以完成保护切换过程。在这种情况下，对于一段时间而言，两个节点都 将发送相同的数据业务并且将导致数据重复。这可能持续相当长的时间直 到管理员或操作者发现并干预，该时间肯定大于发送-接收活动性消息周期 的持续时间。
活动性消息中的IHY消息确保对控制链路242、 240的"单向"通信故障的检测，并且确保在几个活动性消息传送周期内检测到它。在优选实
施例中，工作模式的节点220和保护模式的节点230都不登记控制链路 242、 240的故障，直到上一个活动性消息被接收之后经过一持续时间或控 制链路故障保持时期。 一旦经过该保持时期，在该时期内还未从另一节点 收到活动性消息的冗余节点对就开始生成反映这个事件的IHY消息。这个 保持时期可以与单个活动性消息周期一样短，并且典型地持续几个活动性 消息周期的持续时间。由于活动性消息的发送和接收是周期性的，在活动 性消息中包括IHY消息因而使得节点对中的每个节点能够持续且重复性 地^C告知该对中的另 一节点接收活动性消息的能力。
在上述故障的情况下，来自处于工作^^莫式的节点220的活动性消息中 的IHY消息在前向控制链路242出故障后的保持时间之后开始指示处于工 作^t式的节点220不从保护模式节点230接收消息。在收到活动性消息中 的这个指示后，保护模式节点230在保持时间后(优选地比单个活动性消 息传送周期长不太多)知道前向控制链路242不再可用并且将变成非激活， 则使得工作模式的远端节点220能够继续保持激活从而不会造成重复。保 护^^式的节点230然后可以与本地节点通信以请求在保护对附近进行重新 路由从而弥补信号降级。
通过本发明的优选实施例而解决的不一致性的另一实例是针对APS 组的对等节点中的每一个是否存在不适当设置的不一致的切换保持时间。 如果例如在工作节点中存在100秒的切换保持时间而在保护节点中存在3 秒的切换保持时间，则在出故障的情况下会出现97秒的不一致行为，在该 97秒期间 一个节点表现出故障已发生而另 一个节点表现出故障未发生。通 过使用活动性消息，对等节点可在较短的控制链路故障保持时间(如上所 述，优选地大约一个活动性消息周期)之后、基于所交换的状态、指示消 息和IHY消息来协调它们的行为，由此在远远早于上面实例中的97秒的 时间帧内实现对等节点的一致行为。这个方法还避免两个节点都需要进行 协商以具有相同的最小切换延迟或切换保持时间。
在另 一示例性情形中，管理员或操作者希望使得工作电路变成非激活以例如在工作电路或处于工作模式的远端节点上执行网络维护。
在这种情况下，如果前向控制链路242不可用而返回控制链路240可 用，则工作模式的节点220不能从保护模式的节点230接收周期活动性消 息。工作模式的节点220将继续保持为激活并且发送/转发数据业务，这是 因为保护模式的节点230的状态对于它来说是未知的。
在不具有IHY标志的已知实现中，保护模式简单地通过变成激活并发 送"去激活"消息给工作节点，将数据传输从经过工作电路切换成经过保 护电路。保护模式的节点将无法获知"去激活"信号未到达其对等节点， 这会造成数据重复。
根据优选实施例，保护模式的节点230在保持时间(优选地为大约一 个活动性消息周期)之后知道工作模式的节点未接收"去激活消息"，并 且因此如果保护模式的节点变成激活则会发生数据重复。在这种情况下， 保护模式的节点不变成激活，并且本地节点、管理员或操作员会被告知从 工作电路至保护电路的切换可能没有发生。
参考图3A讨论活动性消息的实例500。活动性消息500包括MN-APS 組ID 502、 IHY消息504和状态/指示消息506。在优选实施例中，IHY消 息504简单地是指示生成IHY消息504的节点是否仍从其对等节点接收活 动性消息的1比特标志。
假设前向和返回控制电路242、240正常工作，在可能由于激活链路(或 者是激活端口或者是工作模式下的节点220)出故障或降级而造成的激活 电路的故障或信号降级的情况下，MN-APS l+l将数据业务从经过出故障 或降级的工作电路切换成经过保护电路。由于该切换，保护模式下的节点 230向工作才莫式下的节点发送活动性消息以指示它应当"去激活，，对数据 业务的转发。工作模式下的节点220停止发送数据业务，而保护模式下的 节点230开始发送数据业务以完成保护切换过程。
由于每个MN-APS 1+1组在远端节点仅具有两个冗余端口 ，在多数部 署中，冗余节点对服务于不止一个MN-APS1+1组。事实上，冗余对的每 个节点关于一个MN-APS 1+1组能够用作保护模式节点，而关于另一个MN-APS 1+1组能够用作工作才莫式节点。
参考图4讨论具有多个MN-APS 1+1组和多个冗余节点的实现。本地 节点310具有五个MN-APS 1+1组用于保护其数据传输。组1由与第一远 端节点320 (图4中标记为"远端节点A)相连的工作电路314a组成。如 上面讨论的那样，每个电路由本地端口、链路和远端端口组成。尽管这些 没有在图4中明确标记出来，然而它们是存在的并且它们的行为与图2所 讨论的方式相似。组1也由与第二远端节点330 (图4中标记为"远端节 点B )相连的保护电路316b组成。组2由与第一远端节点320相连的工作 电路314b和与第二远端节点330相连的保护电路316c组成。组3由与第 一远端节点320相连的保护电路316a和与第二远端节点330相连的工作电 路314c组成。组4由与第二远端节点330相连的保护电路316d和与第三 远端节点340 (图4中标记为"远端节点C，，)相连的工作电路314e组成。 组5由与第二远端节点330相连的工作电路314d和与第三远端节点340 相连的《呆护电路316e组成。
第二远端节点330通过前向控制链路342和返回控制链路344而耦合 到第一远端节点320。第三远端节点340通过前向控制链路346和返回控 制链路348而耦合到第二远端节点330。
如图4所示，第一远端节点320用作MN-APS 1+1组1和2的工作模 式节点并且用作MN-APS 1+1组3的4呆护才莫式节点，而第二远端节点330 用作MN-APS 1+1组1和2的保护模式节点并且用作MN-APS 1+1组3的 工作模式节点。第二远端节点330也用作MN-APS 1+1组4的保护模式节 点并且用作MN-APS 1+1組5的工作才莫式节点，而第三远端节点340用作 MN-APS 1+1组4的工作才莫式节点并且用作MN-APS 1+1组5的保护才莫式 节点。
以与上面讨论类似的方式，在每个MN-APS 1+1组中，其冗余节点对 发送活动性消息给其对等体。同样，关于组l、 2和3的活动性消息穿过第 一远端节点320和第二远端节点330之间的前向和返回控制链路342、344， 并且关于组4和5的活动性消息穿过第二远端节点330和第三远端节点340之间的前向和返回控制链路346、 348。
为了减轻冗余节点的设备上的处理负栽，在相同节点之间发送的活动 性消息被组合在一起并且在图3B和3C中显示出来。对于第一和第二远端 节点320、 330，关于组l、 2和3的活动性消息,皮交换，并且因此械i且合 在一起并在相同的UDP分组中被发送。第一远端节点320和第二远端节点 330的活动性消息集合510具有关于组1的活动性消息512、关于組2的活 动性消息514和关于组3的活动性消息515。如所示，每个活动性消息包 括MN-APS组ID、 IHY消息和状态/指示消息。IHY消息针对组1、 2和3 而显示为IHY1，其表示IHY消息标志是真值，该真值在优选实施例中表 示为比特值1。状态/指示消息当从保护模式节点净议出时指示或指明所假 设的工作模式节点的工作状态。在图3B中，用"A-Active"来表示指示第 一远端节点320关于组1和2保持为激活模式，并且用"B-Active"来表 示指示第二远端节点330关于组3保持为激活模式。当状态/指示消息从工 作才莫式节点衫波出时，它们^L告工作^^式节点的状态。在图3B中，"状 态OK"这一状态关于组1和2而4皮才艮告^床护才莫式节点，并且表示为 "A-Active"。"状态OK"这一状态关于组3而被报告给保护模式节点， 并且表示为"B-Active"。通过在一个分组中将活动性消息组合在一起， 减少了分组生成并且节约了处理功率，因为生成和转发多个分组需要比生 成和转发具有更多信息的单个分组更多的处理。
图3C示出了相似的活动性消息集合520。然而，在这种情况下，从第 二远端节点330至第三远端节点340的返回控制链路348出故障(图4中 显示为"X" 345)。集合520是由第三远端节点340生成的集合的实例。 由于第三远端节点340不能从第二远端节点330接收活动性消息，因此它 生成的关于组4的活动性消息522和关于组5的活动性消息524每个都具 有IHY消息标志IHYO，其表示IHY标志的假值，该假值在优选实施例中 以具有"0"值的单个比特被传送。如上面讨论的那样，这指示第二远端节 点330第三远端节点340不能"听到，，它发送的活动性消息。
尽管图4所示的配置实例仅具有5个组并且消息集合的大小仅为3个
21和2个MN-APS组，然而通过组合用于对等机箱的不同MN-APS组的活 动性消息而提供的效率随着路由器端口数增加而提高。通常，许多MN-APS 组可以在冗余节点对之间被配置，这大大受益于对它们之间的活动性消息 的组合。
在优选实施例中，为了确保快速检测到冗余对的故障，以适当的频率 发送周期活动性消息，例如每几百毫秒。
如上面结合图2所讨论的那样，在工作电路或工作模式下的节点的故 障或信号降级的情况下，MN-APS l+l将数据业务从经过出故障或降级的 电路切换成经过另一电路。在切换数据业务时，保护电路变成激活电路， 而出故障或降级的工作电路变成非激活电路。
根据本发明的优选实施例，通过使用IHY消息和活动性消息传送协议 所提供的优点之一是通过两个对等节点检测"单向"控制链路故障，这可 以被用来确保仅有一个电路保持激活从而避免了业务重复。
将用于相同对等节点的不同MN-APS组的活动性消息组合在一起的 优点之一是降低了系统处理使用率，这还支持更频繁的活动性检查消息的 发送。这进而实现了对节点故障的更快速检测并且因而实现了更短的业务 中断时间，特别是当每冗余节点对的大量MN-APS组被配置时。
适配APS 1+1协议与MN-APS 1+1协议的优点是用于开发/测试 MC-APS控制协议信令工作的时间和资源远低于完全新型的APS协议。
应当指出，尽管优选实施例针对冗余节点对之间的活动性消息的分组 递送而使用UDP，然而也可以使用其他信息交换协议。
所描述的实施例仅是示例性的，并且本领域技术人员应当认识到，可 以在不背离本发明精神的前提下实现上述实施例的各种变型。本发明的范 围仅有所附的权利要求来限定。
权利要求
1. 一种自动保护切换系统，包括本地节点，用于发送待保护的第一数据流，和冗余保护节点对，包括第一远端节点，其耦合到所述本地节点并且用于从所述本地节点接收所述第一数据流，和第二远端节点，其耦合到所述本地节点和所述第一节点并且用于从所述本地节点接收所述第一数据流，其中，所述第一远端节点适于从所述第二远端节点接收周期活动性消息，并且发送周期活动性消息给所述第二远端节点，其中，被发送给所述第二远端节点的每个活动性消息包括用于指示所述第一远端节点是否在保持时期内接收到先前从所述第二远端节点发送的活动性消息的IHY(我听到你)消息，并且其中，所述第二远端节点的保护切换行为取决于被发送给所述第二远端节点的IHY消息。
2. 根据权利要求1所述的自动保护切换系统，其中，所述第 一远端节点适于用作APS 1 + 1组的保护节点，而所述第二远端节 点适于用作所述APS 1 + 1组的工作节点。
3. 根据权利要求1所述的自动保护切换系统，其中，所述第 一远端节点适于用作APS 1 + 1组的工作节点，而所述第二远端节 点适于用作所述APS 1 + 1组的保护节点。
4. 根据权利要求3所述的自动保护切换系统，其中，所述第 二远端节点适于如果来自所述第一远端节点的IHY消息指示该第 一远端节点未在所述保持时期内接收到先前从所述第二远端节点 发送的活动性消息则保持为非激活。
5. 根据权利要求1所述的自动保护切换系统，其中，被发送 给所述第一远端节点的每个活动性消息包括用于指示所述第二远端节点是否在所述保持时期内接收到先前从所述第一远端节点发送的活动性消息的IHY消息，并且其中，所述第一远端节点的保 护切换行为取决于被发送给所述第一远端节点的IHY消息。
6，根据权利要求5所述的自动保护切换系统，其中，每个活 动性消息的每个IHY消息是单个比特标志。
7. 根据权利要求5所述的自动保护切换系统，其中，所述第 一远端节点适于作为APS 1 + 1组的保护节点而以笫一模式操作，和 作为APS 1 + 1组的工作节点而以第二模式操作，并且其中，所述笫二远端节点适于当所述第一远端节点以所述第一才莫式操作时，作为APS 1 + 1组的工作节点而以第二模式搮作，和当所述第一远端节点以所述第二模式操作时，作为APS 1 + 1 組的保护节点而以第一模式操作。
8. —种自动保护切换系统，包括 本地节点，用于发送待保护的多个数据流，和 冗余保护节点对，包括第一远端节点，其耦合到所述本地节点并且用于从所述 本地节点接收所述多个数据流，和第二远端节点，其耦合到所述本地节点和所述第一节点 并且用于从所述本地节点接收所述多个数据流， 其中，所述第一远端节点适于从所述第二远端节点接收包括所述 多个数据流中每个数据流的活动性消息的周期活动性消息集合， 并且其中，所述第一远端节点适于向所述第二远端节点发送包括 所述多个数据流中每个数据流的活动性消息的周期活动性消息集 合。
9. 根据权利要求8所述的自动保护切换系统，其中，每个活 动性消息包括用于指示生成活动性消息的节点是否从所述冗余保护节点对中的对等节点接收到活动性消息的IHY消息。
10. —种自动保护切换系统，包括 本地节点，用于发送待保护的多个数据流，和 冗余保护节点对，包括第一远端节点，其耦合到所述本地节点并且用于从所述 本地节点接收所述多个数据流中的第一数据流子集，第二远端节点，其耦合到所述本地节点和所述第 一 节点 并且用于从所述本地节点接收所述多个数据流中的所述第一 数据流子集以及从所述本地节点接收所述多个数据流中的第 二数据流子集，和第三远端节点，其耦合到所述本地节点和所述第二节点 并且用于接收所述第二数据流子集， 其中，所述第二远端节点适于从所述第一远端节点接收包括所述 第 一 数据流子集中每个数据流的活动性消息的第 一 周期活动性消 息集合，并且其中，所述第二远端节点适于从所述第三远端节点 接收包括所述第二数据流子集中每个数据流的活动性消息的周期 活动性消息集合。
11. 根据权利要求10所述的自动保护切换系统，其中，所迷第一远端节点适于针对所述第一数据流子集中的 每个数据流用作第一 APS 1 + 1组的保护节点和第一 APS 1 + 1组的 工作节点中的一个，并且其中，所述第二远端节点适于针对所述第一数据流子集 中的每个数据流、在所述第一远端节点用作工作节点的情况下用 作所述第一 APS 1 + 1组的保护节点或者在所述第一远端节点用作 保护节点的情况下用作所述第一 APS 1 + 1组的工作节点，并且其中，所述第二远端节点适于针对所述第二数据流子集 中的每个数据流用作第二 APS 1 + 1组的保护节点和第二 APS 1 + 1 組的工作节点中的一个，并且其中，所述第三远端节点适于针对所述第二数据流子集 中的每个数据流、在所述第二远端节点用作工作节点的情况下用作所述第二 APS 1+1组的保护节点或者在所述第二远端节点用作 保护节点的情况下用作所述第二 APS 1 + 1组的工作节点。
12. 根据权利要求10的自动保护切换系统，其中，每个周期 活动性消息包括用于指示生成周期活动性消息的远端节点是否在 保持时期内接收到先前从接收周期活动性消息的远端节点发送的 活动性消息的IHY消息，其中，接收所述IHY消息的远端节点的 保护切换行为取决于被发送给接收所述IHY消息的远端节点的 IHY消息。
13. —种自动保护切换方法，包括从本地节点向包括第一远端节点和第二远端节点的冗余保护 节点对发送待保护的第一数据流，从所述第一远端节点向所述第二远端节点以及从所述第二远 端节点向所述第一远端节点发送周期活动性消息，其中，被发送给所述第二远端节点的每个活动性消息包括用 于指示所述第一远端节点是否在保持时期内接收到先前从所述第 二远端节点发送的活动性消息的IHY消息。
14. 根据权利要求13所述的自动保护切换方法，还包括 基于被发送给所述第二远端节点的所述IHY消息，在所述第二远端节点执行保护切换。
15. 根据权利要求13所述的自动保护切换方法，其中，被发 送给所述第一远端节点的每个活动性消息包括用于指示所述第二 远端节点是否在保持时期内接收到先前从所述第一远端节点发送 的活动性消息的IHY消息。
16. 根据权利要求15所述的自动保护切换方法，还包括 基于被发送给所述第二远端节点的所述IHY消息，在所述第一远端节点执行保护切换。
17. 根据权利要求13所述的自动保护切换方法，其中，所述 第一远端节点适于用作APS l + l组的保护节点，而所述第二远端 节点适于用作所述APS 1 + 1组的工作节点。
18. 根据权利要求13所述的自动保护切换方法，其中，所述 第一远端节点适于用作APS 1 + 1组的工作节点，而所述第二远端 节点适于用作所述APS 1 + 1组的保护节点。
19. 一种自动保护切换方法，包括从本地节点向包括第一远端节点和第二远端节点的冗余保护 节点对发送待保护的多个数据流，从所述第一远端节点向所述第二远端节点发送包括所述多个 数据流中每个数据流的活动性消息的周期活动性消息集合，并且 从所述第二远端节点向所述第一远端节点发送包括所述多个数据 流中每个数据流的活动性消息的周期活动性消息集合， 其中，被发送给所述第二远端节点的每个活动性消息包括用于指 示所述笫一远端节点是否在保持时期内接收到先前从所述第二远 端节点发送的活动性消息的IHY (我听到你)消息。
20. —种自动保护切换方法，包括从本地节点向包括第一远端节点和第二远端节点的第一冗余 保护节点对发送待保护的第一多个数据流，从本地节点向包括第二远端节点和第三远端节点的第二冗余 保护节点对发送待保护的第二多个数据流，从所述第一远端节点向所述第二远端节点发送包括所述第一 多个数据流中每个数据流的活动性消息的第 一 周期活动性消息集 合，以及从所述第二远端节点向所述第三远端节点发送包括所述第二 多个数据流中每个数据流的活动性消息的第二周期活动性消息集 合，其中，每个活动性消息包括用于指示发送活动性消息的远端节点是否在保持时期内接收到先前从接收活动性消息的远端节点发送的活动性消息的IH Y消息。
全文摘要
提供了用于针对多节点APS(MN-APS)而提供APS(自动保护切换)冗余对控制协议信令的系统和方法。周期活动性消息在冗余对的每个节点之间被交换。每个活动性消息包括IHY(我听到你)消息，该IHY消息指示活动性消息的发送方是否在保持时期内接收到先前从接收方发送的活动性消息。当在两个冗余节点之间设置不止一个MN-APS组时，将活动性消息组合在一起以减小处理负载。
文档编号H04J3/14GK101427499SQ200780014034
公开日2009年5月6日 申请日期2007年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者K·萨哈, N·D·哈特, T·格里戈留 申请人:阿尔卡特朗讯公司