專利名稱：在對多協(xié)議分組標簽交換一分組進行路由的環(huán)形結構中為傳輸設備提供備用電路的電路裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如權利要求1的前序部分所述的一種電路裝置。
在德國專利申請DE 197 039 93.6中已經公開了一種用于在環(huán)形結構中給傳輸設備提供備用電路的電路裝置。
該已知的電路裝置涉及被用來按照異步傳輸模式(ATM)傳送信息的傳輸設備。在該情形下設立一種用于雙向地傳輸數(shù)字信號的傳輸設備，其中，兩個作用為終端站的交換設備通過多個工作鏈路和一個備用鏈路而彼此相連。所述的兩個終端站分別包含有用于確定傳輸干擾的監(jiān)視裝置。由一種用監(jiān)視裝置控制的電路裝置在第一電路狀態(tài)下把接收裝置連接到工作鏈路上，以及在第二電路狀態(tài)下將其連接到備用電路上。
該已知的電路裝置的缺點在于，它專門涉及ATM-傳輸設備。在因特網內，信息通過可以被構造為路由器的多個網絡節(jié)點被輸送給接收用戶。在路由器之間可以設置MPLS(多協(xié)議分組標簽交換)網絡。但在該已知的電路裝置中根本就沒有談到MPLS網絡。
本發(fā)明所基于的任務在于，如此地改進文章開頭所述類型的電路裝置，使得按照因特網協(xié)議傳輸?shù)男畔⒖梢砸愿叩目煽啃越浂鄠€網絡節(jié)點進行傳輸。
從權利要求1的前序部分給出的特征出發(fā)，本發(fā)明由其特征部分來解決。
對本發(fā)明尤其有利的是，由多個用MPLS交換設備構成的線性傳輸段合并成一個環(huán)形系統(tǒng)。此時，一個傳輸段由一個工作鏈路和/或一個備用鏈路構成。另外，兩個方向相反的、且分別連接了相同MPLS交換設備的單向MPLS連接在邏輯上彼此進行聯(lián)系，其中，工作鏈路和備用鏈路通過不同的物理路徑進行傳送。在該情形下，所述的MPLS交換設備被實施為標簽交換路由器。這是與以下優(yōu)點相聯(lián)系的，即MPLS連接在工作鏈路的干擾情形下可以以有效的方式在這種改進的環(huán)形系統(tǒng)中得到維持。
本發(fā)明的優(yōu)選改進方案由從屬權利要求給出。
下面借助實施例來詳細講述本發(fā)明。其中

圖1示出了接入因特網的MPLS網絡，圖2示出了用于以線性的1+1結構傳輸MPLS分組的配置，圖3示出了以線性的1∶1結構傳輸MPLS分組的配置，圖4示出了本發(fā)明的電路裝置。
在圖1中示例地繪出了信息怎樣從用戶TLN1出發(fā)輸入到用戶TLN2。在此，發(fā)射用戶TLN1被連接到因特網IP上，通過該因特網按照諸如IP協(xié)議等因特網協(xié)議來傳輸信息。該協(xié)議不是面向連接的協(xié)議。因特網IP具有許多可以互接的路由器R。接收用戶TLN2被連接到另一因特網IP上。在兩個因特網IP之間插入了一個MPLS網絡，通過該網絡面向連接地接通MPLS分組形式的信息。該網絡具有許多相互結網的路由器。在一個MPLS網絡中，這可以是所謂的標簽交換路由器(LSR)。一個路由器被標為發(fā)送設備W，另一個被標為接收設備E。
MPLS分組分別具有一個頭部和一個信息部分。所述的頭部被用于接收連接信息，而所述的信息部分被用于接收有用信息。IP分組被用作有用信息。包含在頭部內的連接信息被構造為MPLS連接號。但該MPLS連接號只是在MPLS網絡內有效。因此，當IP分組從因特網IP進入MPLS網絡時，便在該分組上加上所述在MPLS網絡內有效的頭部。其中包含了用于給定MPLS分組在MPLS網絡內的路徑的所有連接信息。如果MPLS分組離開該MPLS網絡，則再次去掉該頭部，并在與之相連的因特網-網絡IP內按照IP協(xié)議對該IP分組進行進一步的路由。
圖2示例地繪出了線性配置的MPLS網絡的兩個節(jié)點，它們被分別構造為交換設備W、E。在本實施例中，假定該交換設備涉及MPLS交叉連接交換設備。但使用這種構造的交換設備并不意味對本發(fā)明的限制，同樣也可以使用諸如ATM交換設備等其它交換設備。在圖2中，此時把MPLS(多協(xié)議標簽交換分組)從被實施為標簽交換路由器W的交換設備傳輸?shù)奖粚嵤闃撕灲粨Q路由器E的交換設備。
圖2示出了一種線性的1+1結構。另外在此示出了一種雙向的傳輸情形。在MPLS網絡中傳輸MPLS分組是單向地定義的。為此，在雙向傳輸?shù)那樾蜗?，需要在標簽交換路由器W和標簽交換路由器E之間針對通信連接WT的有關MPLS分組的來回傳輸一共建立2個“通信連接”(一個用于去的方向，一個用于回來的方向)。MPLS網絡中的“通信連接”被稱為標簽交換路徑(LSP)。
所述的標簽交換路由器W、E通過工作鏈路WE(工作機構)和備用鏈路PE(保護機構)而彼此相連。工作鏈路WE也可以選擇性地由許多工作鏈路構成。另外還示出了接通裝置S(橋)，通過它來接收到來的MPLS分組，并將其經工作鏈路WE傳輸給標簽交換路由器E。圖2同樣還示出了選擇裝置SN，其任務在于把經工作鏈路WE傳輸?shù)腗PLS分組輸入到所述標簽交換路由器E的輸出端。根據(jù)本實施例，所述的選擇裝置SN被構造為耦合區(qū)。該耦合區(qū)SN既被布置在標簽交換路由器W中，又被布置在標簽交換路由器E中。
另外，在兩個標簽交換路由器W、E中還示出了監(jiān)視裝置E0、E1(保護區(qū)信宿，保護區(qū)信源)，由它們監(jiān)視經工作鏈路WE傳輸?shù)腗PLS分組的狀態(tài)或質量。譬如，對于號碼為1WT1的通信連接的MPLS分組，在它經工作鏈路WE被傳輸給標簽交換路由器E之前，在標簽交換路由器W的監(jiān)視裝置E1內被施加了控制信息，由進行接收的標簽交換路由器E的監(jiān)視裝置UE1來提取和檢驗該控制信息。于是，借助該控制信息可以測出MPLS分組的傳輸是否正確。在此，尤其可以測出工作鏈路WE的總故障(工作機構的信號故障)。但同樣也可以采用已知的方法來測出傳輸質量的變壞(信號下降)。
由監(jiān)視裝置E1在兩側端接所述的工作鏈路WE。其它的監(jiān)視裝置UE0被布置在備用鏈路PE的兩端。在故障情況下，該備用鏈路可以被用作所述已不工作的工作鏈路WE的傳輸鏈路。另外，還經此傳輸一種備用電路協(xié)議ES，以便使備用鏈路的完好性具有最高的優(yōu)先級。
此外，在每個標簽交換路由器W、E中還布置了中央控制設備ZST。該控制設備分別包含有本地的和全局的優(yōu)先級表，其中使用了本地的標簽交換路由器W的狀態(tài)和優(yōu)先級(本地優(yōu)先級表)和本地及其余的標簽交換路由器E的狀態(tài)和優(yōu)先級(全局優(yōu)先級表)。通過引入優(yōu)先級可以實現(xiàn)當同時出現(xiàn)多個備用電路請求時，可以在存在多個工作鏈路的情況下確定給哪一個工作鏈路提供備用電路。同樣，在優(yōu)先級表中對備用電路請求進行優(yōu)先化。因此譬如存在一個較高優(yōu)先級的用戶請求。因為該備用電路請求被分配了較高的優(yōu)先級，所以它將優(yōu)先地得到控制。從而可以排除由工作鏈路之一控制的、被分配了較低優(yōu)先級的備用電路請求。
由標簽交換路由器W、E的中央控制設備ZST交換備用電路協(xié)議ES中的信息。該協(xié)議通過備用鏈路PE進行傳輸，并由每次進行接收的標簽交換路由器的有關監(jiān)視裝置E0進行提取，并被輸入到有關的中央控制設備ZST中。另外，在中央控制設備ZST內還負責在故障情況下以相應的方式控制所述的接通裝置S。
在協(xié)議ES內存放有信息K1、K2。第一種信息涉及關于所產生的備用電路請求的信息，而后一種信息涉及關于接通裝置當前狀態(tài)的信息。每次在產生備用電路請求時，便在兩個標簽交換路由器W、E之間交換所述的協(xié)議ES。在本發(fā)明的一種特殊改進方案中規(guī)定，在兩個標簽交換路由器W、E之間循環(huán)地傳輸所述的協(xié)議ES。
在圖3中示出了另一種線性的結構，利用它可以給MPLS分組提供備用電路。此處涉及一種1∶1結構。與圖2所示的1+1結構的區(qū)別在于，此處所示的橋裝置S被構造為接通裝置S0、S1。選擇裝置SN在此同樣被實施為耦合區(qū)，正如圖2所示的一樣。經備用鏈路PE傳送的MPLS分組被輸入到所述的耦合區(qū)。在此，此時從分組頭部提取邏輯MPLS連接號，并對其進行分析和經耦合區(qū)進行接通。因此在該情形下，在進行接收的交換設備內取消了對接通裝置的控制。在圖3所示的兩個標簽交換路由器W、E內，同樣包含有-未示出的-具有本地和全局優(yōu)先級表的中央控制設備。
備用鏈路PE在此時間內是不使用的。但在某些情況下也可以在此時間內把特殊的數(shù)據(jù)(特殊通信)輸入給所述的標簽交換路由器E。
在此，協(xié)議ES是以不同于第一種情形的方式進行構造的。因此此處除了已在第一種情形中所講述的、關于所產生的備用電路請求的信息之外，還存放了其它的信息。此處涉及關于接通裝置S0、S1的當前狀態(tài)的信息。在故障情況下，必須以相應的方式控制所述的接通裝置S0、S1。每次在產生所述的備用電路請求時在兩個標簽交換路由器W、E之間交換所述的協(xié)議。在本發(fā)明的一種特殊改進方案中規(guī)定，循環(huán)地在兩個標簽交換路由器W、E之間傳輸所述的協(xié)議ES。
在圖4中示出了本發(fā)明的電路裝置(專用保護)。專用保護意味著既在工作鏈路WE上，也在備用鏈路PE上為每個MPLS交換路徑固定地預留帶寬。標簽交換路由器被如此地接通，使得產生一個閉合環(huán)。根據(jù)該實施例，此處的環(huán)由線性的連接段構成，正如圖2或圖3所示的一樣。根據(jù)該在圖4所示的實施例，所述的環(huán)可以由圖2所示的線性1+1結構組成，因而不需要再示出該結構的優(yōu)點。
在圖4中示出了標簽交換路由器NA、NB、NC及ND。在此，由兩個標簽交換路由器分別端接了一些傳輸段。以標簽交換路由器NA及ND為例，這里是連接段WEA-D和WED-A。以標簽交換路由器NA及NB、NB及NC、NC及ND為例，這里是連接段PEA-D和PED-A。
如圖4所示，每個這種標簽交換路由器具有一個橋裝置S和一個選擇裝置SN。該標簽交換路由器需要被如此地接通，使得在標簽交換路由器NA和ND之間布置均為有效的工作鏈路WEA-D和WED-A。然后，通過該工作鏈路傳送經鏈路WTA-D和WTD-A而輸入的MPLS分組。相反，備用鏈路是從標簽交換路由器NA經另一標簽交換路由器NB、NC通向標簽交換路由器ND。MPLS分組在那兒離開所述的環(huán)，以便輸入到其它的設備中。
另外，在圖4中還雙向地示出了由標簽交換路由器構成的環(huán)。連接WTA-D的相反方向由連接WTD-A構成。為了能更好地理解，許指出的是，盡管涉及雙向的連接，但兩個連接是分開地處理的。重要的是，每個工作鏈路分別恰好被分配一個備用鏈路。因此，工作鏈路WEA-D被分配了備用鏈路PEA-D，作用為反方向的工作鏈路WED-A被分配了備用鏈路PED-A。另外，圖4所公開的配置的改進方案也可以是單向的傳輸情況。
此外，在各個標簽交換路由器內還布置了-在圖4未示出的-監(jiān)視裝置。該監(jiān)視裝置分別端接了工作鏈路WEA-D和WED-A以及備用鏈路PEA-D和PED-A。另外，所有經相同物理路徑輸送的MPLS“連接”(標簽交換路徑)在邏輯上被組合成一個組，其中給該組編制兩個備用電路連接。第一個備用電路連接經工作鏈路WE輸送(MPLS-備用電路-LSP；LSP＝標簽交換路徑)，由此它經過相同的物理路徑在所述的標簽交換路由器W和E之間輸送，就象所有所屬的單個連接一樣。第二個備用電路連接經備用鏈路PE建立。
此時，在所述的組備用電路方法中，只是還要在監(jiān)視裝置E0、E1內監(jiān)視所述兩個備用電路連接的失效和干擾。不再監(jiān)視單個連接。在出現(xiàn)備用電路請求的情況下，象迄今一樣在本地優(yōu)先級邏輯中進行所述的按優(yōu)先級控制的備用電路判斷。但在提供備用電路的情況下，屬于一個組的單個連接共同地通過接通裝置SN來進行切換。在此，只須經備用鏈路PE展開單個的備用電路協(xié)議。
有利的是，許多的單個連接可以通過單個的備用電路連接和單個的備用電路協(xié)議來進行監(jiān)視和提供備用電路，以便由此能合適地對在實際工作中最頻繁地出現(xiàn)的故障情況作出反應。另外，在本地優(yōu)先級表中只錄入一個備用電路協(xié)議。這具有如下優(yōu)點，即所述的備用電路協(xié)議在工作鏈路的干擾情況下只需傳輸一次。此處的出發(fā)點是否則每個MPLS路徑號都需要傳輸一個備用電路協(xié)議。但這會因許多MPLS連接而導致所述環(huán)路的動態(tài)負荷。然而，由于許多具有相同MPLS連接號的連接使用了相同的傳輸段，而且可能的干擾通常會涉及整個傳輸段，所以把MPLS連接號用邏輯組合成一個邏輯束號是有利的。
下面以如下方面為出發(fā)點，即連接WTA-D請求經標簽交換路由器NA把所屬的MPLS分組輸送到所述的環(huán)，并經標簽交換路由器ND再次離開該環(huán)。因此在該情形下，屬于連接WTA-D的MPLS分組被輸入到所述布置在標簽交換路由器NA中的橋裝置S。因為該橋裝置是固定地設置的，所以MPLS分組既經工作鏈路WEA-D也經備用鏈路PEA-D被輸入到標簽交換路由器ND，并在那兒離開所述的環(huán)。
在無干擾的情形下，也即當在有效工作鏈路上沒有運行干擾時，所述的MPLS分組從標簽交換路由器NA直接被傳送給標簽交換路由器ND。但如果此處產生運行干擾，則可以由布置在進行接收的標簽交換路由器內的監(jiān)視裝置測出該情況。在該情形下是標簽交換路由器ND。據(jù)此，從該路由器立即把備用電路協(xié)議經所屬的備用鏈路PEA-D輸入到進行發(fā)送的標簽交換路由器，也即標簽交換路由器NA。與此同時，選擇裝置SN被控制成所述的工作狀態(tài)以經備用鏈路PEA-D接收MPLS分組。
監(jiān)視裝置同樣還檢驗備用鏈路上的工作狀態(tài)。如果譬如MPLS分組經工作鏈路WEA-D進行傳輸，并且此時由進行接收的標簽交換路由器、也即標簽交換路由器ND測出所屬備用鏈路PEA-D上的干擾情形，則通過存放在備用電路協(xié)議中的信息將此告訴給所述進行發(fā)送的標簽交換路由器NA。由此避免了在有效工作鏈路WEA-D上存在附加干擾的情況下切換到有干擾的備用鏈路PEA-D上。
根據(jù)本發(fā)明，所述的備用電路協(xié)議ES僅在出現(xiàn)干擾時進行交換，但同時也可以控制循環(huán)的交換。同樣，備用電路協(xié)議的交換也可以連接專用地按每個MPLS連接號來進行。但此時必須考慮在該情形下會使所述的環(huán)產生動態(tài)的附加負荷。然而此時有利的是，可以就MPLS連接號利用這種方案來處理連接專有的干擾。利用所述的組備用電路的優(yōu)選實施方案，可以只處理在線路上出現(xiàn)最頻繁的干擾情況。
最后須指出的是，雖然所述的環(huán)在本實施例中是由線性的1+1結構構成的。但采取圖3所示的1∶1結構可以帶來進一步的優(yōu)點。盡管所述的備用電路協(xié)議在此處的構造比較復雜，但在此也可以經備用鏈路在無干擾的時間內在工作鏈路上傳輸特殊數(shù)據(jù)。在該情形下可以采用一般類型的控制數(shù)據(jù)作為特殊數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，該特殊數(shù)據(jù)也可以被構造為特殊的通信數(shù)據(jù)。
作為特殊數(shù)據(jù)，也可以經備用鏈路傳輸優(yōu)先級較低的通信，只有當存在足夠的資源時才在網絡內傳輸該通信。于是在該情形下，所述低優(yōu)先級的通信將自動地被高優(yōu)先級通信的提供備用電路來進行置換。在該情形下，特殊數(shù)據(jù)的置換在提供備用電路的情況下不是通過切換圖2的接通裝置S0來實現(xiàn)的，而是通過高優(yōu)先級的通信相對于低優(yōu)先級的特殊數(shù)據(jù)的優(yōu)先化而在每個傳輸設備內實現(xiàn)。
所述的工作和備用鏈路WE和PE必須在投入運行之前裝入。為此，必須在標簽交換路由器W和E之間，以及必要時在位于其間的傳輸設備上安裝(配置)一些通信連接。
該連接的建立通常是通過TMN(電信網絡管理)來實現(xiàn)的，但也可以借助MPLS信令協(xié)議來實現(xiàn)。為此，在該情形下通過信令來確定工作或備用鏈路的路徑。此外，還通過該信令協(xié)議在傳輸設備內預留帶寬，以確保經工作或備用鏈路傳輸所述的信息。
權利要求
1.用于給傳輸設備提供備用電路的電路裝置，具有至少兩個交換設備(NA，ND)，它們分別端接了一個由工作鏈路(WEA-D，WED-A)和/或備用鏈路(PEA-D，PED-A)構成的傳輸段，并且在它們之間經該傳輸段交換信息，其中，在有關的傳輸段上存在干擾的情況下，此時經該傳輸段傳輸?shù)男畔凑諆?yōu)先級判據(jù)和邏輯連接信息在必要時被轉移到所述的備用鏈路上，其特征在于所述的信息被插入到MPLS分組中；兩個方向相反的單向MPLS連接在邏輯上彼此進行聯(lián)系，其中所述的兩個方向相反的MPLS連接分別連接了相同的交換設備；如此地合并多個線性的傳輸段，使得形成一個環(huán)形線路系統(tǒng)，其中工作鏈路和備用鏈路通過不同的物理路徑進行傳送。
2.如權利要求1所述的電路裝置，其特征在于，一個單向的環(huán)形線路系統(tǒng)通過使用多個單向的交換設備構成，由此取消兩個方向相反的單向MPLS連接的邏輯聯(lián)系。
3.如權利要求1、2所述的電路裝置，其特征在于，給所述的工作鏈路(WEA-D，WED-A)分配一個備用鏈路(PEA-D，PED-A)，并給兩個鏈路分別分配一個優(yōu)先級。
4.如權利要求1、2或3所述的電路裝置，其特征在于，在提供備用電路的情形下產生一個被分配了其它優(yōu)先級的備用電路請求。
5.如權利要求1、2或4所述的電路裝置，其特征在于，所述的邏輯連接信息為MPLS連接號(標簽值)。
6.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，MPLS連接的邏輯連接信息為一個MPLS連接組的號，該連接組由許多MPLS連接組成。
7.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，設立本地的和全局的優(yōu)先級表，其中規(guī)定了優(yōu)先級的等級。
8.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，當備用電路請求到達進行接收的交換設備內時產生一個備用電路協(xié)議，該協(xié)議只是一次性地經所述的備用鏈路(PE)被傳送給所述進行發(fā)送的交換設備。
9.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，一個工作鏈路的總故障和變壞可以在所述進行接收的交換設備內的監(jiān)視裝置內測出。
10.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述的交換設備被構造為MPLS-交叉連接-電路裝置。
11.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述的備用電路在必要時通過控制在所述進行發(fā)送的交換設備內所包含的電路裝置(S0，S1)和通過使用布置在所述進行接收的交換設備內的選擇裝置(SN)來實現(xiàn)。
12.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，經所述的備用鏈路(PE)在元運行干擾的時間內傳輸特殊數(shù)據(jù)。
13.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述的特殊數(shù)據(jù)被實施為低優(yōu)先級的通信，它在給高優(yōu)先級的通信提供備用電路的情況下自動地被置換。
14.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述的選擇裝置(SN)被實施為耦合區(qū)和/或簡單的開關元件。
15.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述被布置在進行發(fā)送的交換設備內的接通裝置(S)是可以固定地設置的。
16.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述的備用電路協(xié)議循環(huán)地在所述進行發(fā)送的交換設備和所述進行接收的交換設備之間進行交換。
17.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，通過把所有經相同的物理路徑傳送的MPLS連接用邏輯組合成一個組，來設立一種組備用電路，并且為如此形成的組編制至少兩個備用電路連接，其中，這種備用電路連接中的一個總是經一個工作鏈路(WE)建立，而該備用電路連接中的另一個則經所述的備用鏈路(PE)建立。
18.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，在設立組備用電路的情況下，由所述的監(jiān)視裝置(E0...En)只監(jiān)視至少兩個備用電路連接。
19.如前述權利要求之一所述的電路裝置，其特征在于，所述經至少一個工作鏈路(WE)傳送的連接和所述經備用鏈路(PE)傳送的連接的建立是通過MPLS信令協(xié)議來實現(xiàn)的，該協(xié)議還在傳輸設備內預留了帶寬，并規(guī)定了所述一個或多個工作鏈路(WE)以及備用鏈路(PE)的路徑。
全文摘要
在現(xiàn)有技術中，環(huán)形結構的ATM信元的備用電路是通過使用線性的結構來有效地控制的。根據(jù)本發(fā)明，這通過如下方式轉用到環(huán)形的MPLS網絡結構上，即由線性的MPLS結構構成一個環(huán)形的MPLS結構，而且兩個方向相反的、且分別連接了相同交換設備的單向MPLS連接在邏輯上彼此進行聯(lián)系，其中，工作鏈路和備用鏈路通過不同的物理路徑進行傳送。
文檔編號H04L12/56GK1618211SQ01805778
公開日2005年5月18日 申請日期2001年1月12日 優(yōu)先權日2000年2月29日
發(fā)明者J·克林克 申請人:西門子公司