專利名稱：最高優(yōu)先權(quán)電纜故障時(shí)先占最低優(yōu)先權(quán)電纜的優(yōu)先權(quán)的方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及越洋電纜通信系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及一種系統(tǒng)以及安裝通信網(wǎng)絡(luò)的方法。
2.相關(guān)技術(shù)的描述一種形式的越洋通信涉及沿海底敷設(shè)電纜，電纜包括電導(dǎo)體或光纖，并將電纜端接于陸地的設(shè)備站點(diǎn)上電纜的任一端。通過(guò)利用在每片陸地上不同的點(diǎn)端接的兩條電纜通?？筛纳圃窖笸ㄐ畔到y(tǒng)的可靠性。這就提供某種空間分集，使電纜中斷或影響一條電纜的設(shè)備故障不太可能影響另一電纜。
通常要求1∶1的業(yè)務(wù)保護(hù)率。這種冗余度水平是必要的，因?yàn)橐宰畲髱捁ぷ鞯囊粭l電纜的故障必然要求另一電纜完全用來(lái)恢復(fù)全部業(yè)務(wù)。因此，由于所要求的冗余度水平，因此增加了安裝和維護(hù)給定帶寬系統(tǒng)的成本。
此外，在每片陸地上，陸地站點(diǎn)相互鏈接，使業(yè)務(wù)可以在整個(gè)鏈路的任一端進(jìn)行轉(zhuǎn)移或切換，以阻止故障的發(fā)生。在某些配置中，兩條海底電纜和兩條陸地對(duì)陸地的連接的組合被看作是線路切換環(huán)路，以完成快速簡(jiǎn)便的保護(hù)切換。
附

圖1說(shuō)明了包含兩條獨(dú)立電纜的傳統(tǒng)越洋電纜系統(tǒng)。所示的光纖電纜170和172跨越海洋102，但它們也可以跨越在其構(gòu)造和/或維護(hù)中存在經(jīng)濟(jì)或物理限制的任何區(qū)域。埋設(shè)在海底深處的電纜難以靠近，但仍然可能出現(xiàn)故障。在這樣的環(huán)境中，沿電纜安裝設(shè)備站點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)其供電，以允許例如在海上形成能改善越洋跨越的穩(wěn)固性的多條路徑的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是不切實(shí)際的?？深A(yù)知一種類似情況嘗試通過(guò)干預(yù)空氣或空間從一個(gè)區(qū)域到另一區(qū)域進(jìn)行通信，或跨越諸如叢林、森林、高山及沙漠等惡劣環(huán)境或大面積未開(kāi)發(fā)地區(qū)。要跨越的干預(yù)地區(qū)可能處于政治紛亂，例如作戰(zhàn)區(qū)或敏感地區(qū)，從而阻礙了甚至例行維護(hù)的進(jìn)行。
信息電纜本身可以采用電纜或光纜的形式，或者可以是射頻通信路徑。在所有這些情況中，通過(guò)冗余但多條路徑的跨越來(lái)彌補(bǔ)相當(dāng)難以靠近的長(zhǎng)跨越，可以實(shí)現(xiàn)可靠通信。一種眾所周知的環(huán)路結(jié)構(gòu)被用于每個(gè)區(qū)域中，以提供陸地站點(diǎn)分集，并且為跨越超長(zhǎng)難以靠近的干預(yù)區(qū)域特別提供了環(huán)路之間的互連。
再參照?qǐng)D1，跨越提供了陸地A和陸地B之間的通信。在電纜170或172由于損壞或設(shè)備故障而發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)利用保護(hù)性切換方案，采用另一條電纜來(lái)防止故障的發(fā)生，從而輕松地恢復(fù)越洋連接?？梢圆捎靡环N眾所周知的自恢復(fù)環(huán)路設(shè)計(jì)來(lái)便利這種保護(hù)切換。它的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)分別在電纜170和172的每對(duì)陸地端接點(diǎn)之間，即站點(diǎn)144和146、以及152和158之間提供兩個(gè)額外光纖跨越174和176。通過(guò)在各端接點(diǎn)使用分插復(fù)用器(Add-Drop Multiplexer，ADM)，這種配置構(gòu)成自恢復(fù)環(huán)路結(jié)構(gòu)，例如雙向線路切換環(huán)路，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和操作已備有許多證明文件并且是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所理解的。
此外，為了提供對(duì)陸地故障的某種保護(hù)，以及為了使陸地和海底故障相互獨(dú)立，因此在陸地兩端使用了所謂的“迂回環(huán)路”，以便將業(yè)務(wù)耦合到越洋環(huán)路。圖1中給出了這樣一個(gè)迂回環(huán)路，其中包括站點(diǎn)142、144、146以及148，它們通過(guò)一系列的鏈路或電纜相互連接。這些鏈路為電纜、光纖、無(wú)線系統(tǒng)等。由兩條電纜162和174構(gòu)成的跨越190又被稱作“連環(huán)”跨越，傳統(tǒng)上包括一條屬于越洋環(huán)路的一部分的鏈路(如電纜174)以及一條屬于迂回環(huán)路一部分的鏈路(如電纜162)。越洋環(huán)路由電纜170和172、陸地A和B上的站點(diǎn)144、152、158、146以及連環(huán)跨越190、192(更具體地說(shuō)是電纜174和176)組成。最終結(jié)果是三個(gè)環(huán)路結(jié)構(gòu)，其中各迂回環(huán)路的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)連接到越洋環(huán)路的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。
節(jié)點(diǎn)或站點(diǎn)是環(huán)路上的一個(gè)點(diǎn)，在這點(diǎn)上可以添加、減少業(yè)務(wù)或者僅僅通常通過(guò)ADM傳遞業(yè)務(wù)。在某些情況下，當(dāng)實(shí)現(xiàn)了光纖技術(shù)時(shí)，節(jié)點(diǎn)還可以包括無(wú)源光學(xué)開(kāi)關(guān)。根據(jù)節(jié)點(diǎn)在環(huán)路結(jié)構(gòu)中的特定用途，它們可以具有兩個(gè)或三個(gè)輸入/輸出端口。例如，如圖2所示，節(jié)點(diǎn)148是2端口節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)進(jìn)入ADM 118并傳遞給節(jié)點(diǎn)146的ADM116。圖2所示的另一2端口節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)154。但節(jié)點(diǎn)142則是包含ADM112的3端口節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)經(jīng)輸入端口180進(jìn)入節(jié)點(diǎn)142的ADM 112，并且根據(jù)ADM 112的開(kāi)關(guān)配置，該數(shù)據(jù)可以傳送到節(jié)點(diǎn)144或節(jié)點(diǎn)148。圖2所示的其它3端口節(jié)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)144、146、152、156以及158。
在陸地迂回節(jié)點(diǎn)與越洋節(jié)點(diǎn)(即節(jié)點(diǎn)144、146、152及158)連接的每個(gè)站點(diǎn)，業(yè)務(wù)以支流速率從一個(gè)ADM落線并以支流速率進(jìn)入相鄰節(jié)點(diǎn)ADM。術(shù)語(yǔ)“支流”表示沿電纜的數(shù)據(jù)速率是實(shí)際在該電纜傳送的合計(jì)速率的一部分。例如，如果ADM 114接收到以10千兆比特每秒傳送的OC-192光信號(hào)，則該信號(hào)可以被復(fù)用為四個(gè)約2.5千兆比特每秒的支流數(shù)據(jù)流，每個(gè)數(shù)據(jù)流均通過(guò)鏈路連接164進(jìn)行傳送。如圖2所示，支流連接164承載由ADM 114從迂回環(huán)路110提取的數(shù)據(jù)，并將所提取的數(shù)據(jù)傳遞給ADM 124，以便由越洋環(huán)路120承載。
下面是圖2所示的傳統(tǒng)三環(huán)路網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)在正常環(huán)境下的數(shù)據(jù)通信實(shí)例。待傳遞的信息通過(guò)數(shù)據(jù)輸入180提供，并通過(guò)節(jié)點(diǎn)142的ADM 112進(jìn)入迂回環(huán)路110。信息沿電纜160進(jìn)入節(jié)點(diǎn)144，在此節(jié)點(diǎn)中，ADM 114通過(guò)支流連接164將數(shù)據(jù)傳遞給ADM 124。該數(shù)據(jù)沿越洋電纜170傳送，到達(dá)節(jié)點(diǎn)152的ADM 122。在ADM 122，該信息從越洋環(huán)路120“落線”，并經(jīng)ADM 132耦合到迂回環(huán)路130中。信息經(jīng)節(jié)點(diǎn)154的ADM 134穿過(guò)迂回環(huán)路130的電纜180，通過(guò)電纜182，并到達(dá)其目的地節(jié)點(diǎn)156的ADM 136，在這里它在輸出端口182發(fā)出。如圖2所示以及如上所述，圖中的虛線表示數(shù)據(jù)的路由選擇通路。圖2中還給出了ADM 126、ADM 128、ADM 138以及電纜161、171、188和184。
表1列出了各電纜所承載的標(biāo)準(zhǔn)帶寬(“BW”)和傳統(tǒng)三環(huán)路網(wǎng)絡(luò)的安裝過(guò)程中可用的保護(hù)方案。
表1
所示帶寬只作為例示，并不意味著限制本發(fā)明的范圍。所示的各電纜承載5.12Tbps。表1表明，通常在運(yùn)行的第一年中安裝的第一電纜是無(wú)保護(hù)的。這表示它在第一年可以承載業(yè)務(wù)，但如果電纜被切斷，則所有業(yè)務(wù)將毫無(wú)補(bǔ)救地被切斷。表1還表明，通常在第二年安裝了第二電纜之后，可以形成環(huán)路結(jié)構(gòu)或類似保護(hù)配置，從而，通過(guò)使用另一電纜就可以阻止一條電纜的損壞，并且將會(huì)保持業(yè)務(wù)流量。
圖3說(shuō)明了一種先有技術(shù)變型，它也采用兩條深海電纜311-312，但在各陸地上采用了三個(gè)陸地站點(diǎn)(未示出)和多個(gè)受到嚴(yán)格保護(hù)以防止損壞的淺水電纜301-308。這種“雙分”設(shè)計(jì)的動(dòng)機(jī)在于淺水處電纜故障的較高發(fā)生率。由于波浪作用和其它自然現(xiàn)象，以及由于諸如船務(wù)運(yùn)輸和建設(shè)工程之類的人為因素，電纜的淺水部分自然更易受到損壞。雙分配置采用了兩條深海電纜311-312，每條電纜具有四端或淺水電纜301-308。淺水電纜的各端連接到陸地站點(diǎn)，而每片陸地上的一個(gè)陸地站點(diǎn)與第二端連接。每端承載電纜總帶寬中的一定百分比。再來(lái)看圖3，平均的百分比2.56Tbps分布在各端上。這就使得每片陸地上連接兩端的一個(gè)站點(diǎn)承載總共5.12(2.56+2.56)Tbps。所示百分比可以隨系統(tǒng)設(shè)計(jì)的不同而變。
表2列出了各電纜承載的標(biāo)準(zhǔn)帶寬(“BW”)以及雙分設(shè)計(jì)的安裝過(guò)程中可用的保護(hù)方案。
表2
表2表明，各電纜承載5.12Tbps的帶寬。表2還表明，在第一年中安裝的第一電纜將在淺水端受到保護(hù)。這就表示主電纜可以在第一年承載業(yè)務(wù)。如果一端被切斷，則該支線的業(yè)務(wù)可以通過(guò)另一淺水支線來(lái)改線。不過(guò)，如果主電纜被切斷，則所有業(yè)務(wù)將毫無(wú)補(bǔ)救地被切斷。表2還表明，在第二年期間安裝了第二電纜之后，可以實(shí)現(xiàn)環(huán)路結(jié)構(gòu)或類似的保護(hù)切換配置，以便在一條電纜故障的情況下通過(guò)使用另一電纜來(lái)保持業(yè)務(wù)流量。
已經(jīng)證明，對(duì)于許多站點(diǎn)中斷、支流故障、陸地跨接中斷、越洋跨接中斷及其組合，構(gòu)成相連環(huán)路的ADM和電纜的這些配置是穩(wěn)固的。在本行業(yè)中使用一些術(shù)語(yǔ)來(lái)描述這種常見(jiàn)配置，包括“匹配節(jié)點(diǎn)配置”、“雙環(huán)路互連”以及“雙連接”。還有一些現(xiàn)有的機(jī)制和協(xié)議，例如標(biāo)準(zhǔn)化告警指示信號(hào)(AIS)或自動(dòng)保護(hù)切換(APS)方案(如SONET開(kāi)銷中的K1/K2字節(jié))，因此，ADM可以通過(guò)這些方案由其它ADM來(lái)通知故障連接。
提供的對(duì)應(yīng)于利用率級(jí)別的各級(jí)業(yè)務(wù)為這種越洋通信設(shè)施的擁有者提供了根據(jù)重要性劃分業(yè)務(wù)以及根據(jù)客戶對(duì)可靠連接的需要為其提供各種速率方案的能力。這里所用的業(yè)務(wù)等級(jí)為單級(jí)或多級(jí)。單級(jí)業(yè)務(wù)中所有業(yè)務(wù)被評(píng)定為同等重要。在多級(jí)系統(tǒng)中，至少一部分業(yè)務(wù)被賦予高于其它業(yè)務(wù)的重要性。等級(jí)“分級(jí)”方法在任何時(shí)候都利用電纜的全部可用帶寬。在眾多通信客戶中，通常的情況是某些需要是關(guān)鍵的而其它的則是非關(guān)鍵的。當(dāng)某個(gè)客戶，如某個(gè)大國(guó)的證券交易所，可能真正需要在26年中僅故障一次的連接，并且愿意為此付費(fèi)，另一客戶則可能希望盡可能低的費(fèi)用，并可以忍受每隔數(shù)月偶爾一次的業(yè)務(wù)失敗。對(duì)于通信業(yè)務(wù)提供商來(lái)說(shuō)，提供優(yōu)質(zhì)的高可靠性連接以及其它業(yè)務(wù)等級(jí)的能力具有很大優(yōu)勢(shì)。許多不同的業(yè)務(wù)等級(jí)可以并存于任何一個(gè)給定系統(tǒng)中。圖2說(shuō)明了單級(jí)系統(tǒng)，即如果一條電纜故障，則將所有業(yè)務(wù)切換到第二條電纜上。圖3說(shuō)明了多級(jí)系統(tǒng)，其中四種可能級(jí)別的業(yè)務(wù)等級(jí)提供了電纜帶寬的平均分配。
因此，希望減少越洋系統(tǒng)的初始安裝成本以及后續(xù)經(jīng)營(yíng)成本。并且還希望降低由于電纜和設(shè)備的偶然故障所引起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中斷的可能性。還需要一種越洋電纜系統(tǒng)，它改善了電纜帶寬的利用，并降低每單位帶寬的安裝及維護(hù)成本。此外，還需要一種系統(tǒng)，它根據(jù)取決于業(yè)務(wù)路由選擇以及電纜的平均故障率的不同利用率級(jí)別來(lái)提供不同的業(yè)務(wù)等級(jí)。
本發(fā)明還講解了切換部件，這些切換部件將電纜端接于各陸地站點(diǎn)和轉(zhuǎn)換邏輯，由此，對(duì)包括多電纜故障情況在內(nèi)的故障情況作出響應(yīng)來(lái)選擇傳遞各級(jí)業(yè)務(wù)的路徑。
此外，本發(fā)明的一部分是一種安裝上述三電纜通信網(wǎng)絡(luò)的方法。所述配置順序充分利用了較高容量電纜的利用率?？傊?，帶寬為X的第一電纜敷設(shè)在各陸地的陸地站點(diǎn)之間。其次，帶寬同樣為X的第二電纜敷設(shè)在各陸地的另外兩個(gè)陸地站點(diǎn)之間。具有四端帶寬至少為2X的第三連接電纜敷設(shè)在兩片陸地上的站點(diǎn)之間，其中一端連接到各陸地站點(diǎn)，并將至少為X的帶寬連接各陸地站點(diǎn)。連接電纜是并排敷設(shè)的兩條電纜或具有至少兩倍于容量X的單護(hù)套電纜。
最佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明下面將參照附圖，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在以下說(shuō)明中陳述了大量詳細(xì)細(xì)節(jié)，以便更透徹地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，即使沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它情況下，不再對(duì)眾所周知的功能或結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，以免影響混淆本發(fā)明。
在給定了安裝及維護(hù)越洋電纜或光纖通信鏈路的情況下，希望海底敷設(shè)的每條光纖或電纜盡可能承載更多帶寬。此外，由于越洋鏈路是商務(wù)的重要信道以及鏈路擁有者重要的收入來(lái)源，因此，鏈路的利用率至關(guān)重要。由于電纜故障的發(fā)生的確相當(dāng)頻繁，并且難以維修，因此，常用的方法是在所敷設(shè)電纜的數(shù)量上以及鏈路任一端的陸地站點(diǎn)位置兩個(gè)方面提供冗余度。
圖4說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)最佳實(shí)施例的通信網(wǎng)絡(luò)，其中，三條深海電纜401-403與四個(gè)陸地站點(diǎn)422、424、425及427連接，每片陸地A和B上各兩個(gè)。這種配置提供了高帶寬、多利用率級(jí)別以及節(jié)省成本的應(yīng)用。該配置中的最高利用率級(jí)別是約大于傳統(tǒng)兩電纜配置的數(shù)量級(jí)。嚴(yán)格保護(hù)的淺水電纜404、405、406、407用于深海電纜401、402和403以及陸地站點(diǎn)422、424、425和427之間。同時(shí)還給出了相互連接的電纜809-411及412-415。
圖4中還給出了迂回環(huán)路450和迂回環(huán)路460，類似于現(xiàn)有的三環(huán)路結(jié)構(gòu)。示出了三條電纜401、402及403和四條電纜支路404、405、406及407。電纜403可以是“抽頭終接”的單電纜，以形成四條電纜支路?；蛘撸娎|403可以是各具有兩端的兩條獨(dú)立電纜。電纜401將節(jié)點(diǎn)422連接到節(jié)點(diǎn)425。電纜402將節(jié)點(diǎn)424連接到節(jié)點(diǎn)427。電纜403將節(jié)點(diǎn)422連接到節(jié)點(diǎn)425并且還將節(jié)點(diǎn)424連接到節(jié)點(diǎn)427。采用這種電纜配置，如果在電纜401和電纜402上分配了相等的帶寬并在電纜403上承載該帶寬的至少兩倍，則可以提供四個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)。
圖5詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明最佳實(shí)施例中各電纜的最大帶寬容量。待安裝的抽頭終接于任一端的第三電纜403具有另兩條電纜401、402的兩倍容量，以實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)等級(jí)和修復(fù)切換方案。根據(jù)本文所述電纜的逐步安裝，隨著系統(tǒng)安裝的整個(gè)過(guò)程期間實(shí)現(xiàn)更大容量的技術(shù)進(jìn)步，第三電纜403自然會(huì)具有更高容量。電纜401和電纜402承載最大5.12Tbps，而電纜403承載最大10.24Tbps。電纜403或者是兩條各為5.12Tbps的連接電纜，或者是一條10.24Tbps的電纜。因此，在本最佳實(shí)施例中，每條電纜支路將承載5.12Tbps。
圖6至圖13說(shuō)明在各種運(yùn)行條件下本發(fā)明的最佳實(shí)施例。每級(jí)業(yè)務(wù)以兩部分進(jìn)行傳送，每部分傳送相等數(shù)量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)等級(jí)由虛線的粗細(xì)來(lái)區(qū)別，最粗的虛線表示最高優(yōu)先級(jí)或1級(jí)業(yè)務(wù)，直至最細(xì)的虛線表示最低優(yōu)先級(jí)或4級(jí)業(yè)務(wù)。
圖6說(shuō)明在正常運(yùn)行條件下本發(fā)明最佳實(shí)施例的四個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)的業(yè)務(wù)流量。最高優(yōu)先級(jí)的1級(jí)業(yè)務(wù)通過(guò)電纜401從節(jié)點(diǎn)422向節(jié)點(diǎn)425傳送，并通過(guò)電纜402從節(jié)點(diǎn)424向節(jié)點(diǎn)427傳送。第二高優(yōu)先級(jí)的2級(jí)業(yè)務(wù)通過(guò)電纜支路404、電纜403及電纜支路406從節(jié)點(diǎn)422向節(jié)點(diǎn)425傳送，并通過(guò)電纜支路405、電纜403及電纜支路407從節(jié)點(diǎn)424向節(jié)點(diǎn)427傳送。第三高優(yōu)先級(jí)的3級(jí)業(yè)務(wù)按照與2級(jí)業(yè)務(wù)相同的路徑，通過(guò)電纜404、電纜403及電纜支路406從節(jié)點(diǎn)422向節(jié)點(diǎn)425傳送，并通過(guò)電纜支路405、電纜403及電纜支路407從節(jié)點(diǎn)424向節(jié)點(diǎn)427傳送。最低優(yōu)先級(jí)的4級(jí)業(yè)務(wù)按照與1級(jí)相同的路徑，通過(guò)電纜401從節(jié)點(diǎn)422向節(jié)點(diǎn)425傳送，并通過(guò)電纜402從節(jié)點(diǎn)424向節(jié)點(diǎn)427傳送。在正常運(yùn)行條件下，所有四個(gè)等級(jí)的業(yè)務(wù)不中斷地進(jìn)行傳送。
圖7至圖13說(shuō)明在各種故障條件下的三電纜配置，并給出了各種業(yè)務(wù)等級(jí)的改道，以確保優(yōu)先選擇較高業(yè)務(wù)等級(jí)使用故障后剩余的電纜帶寬。
圖7說(shuō)明了電纜401的故障。在這種情況下，具有最高優(yōu)先級(jí)的1級(jí)業(yè)務(wù)從節(jié)點(diǎn)422改道到節(jié)點(diǎn)424，通過(guò)電纜402到節(jié)點(diǎn)427，從節(jié)點(diǎn)427再切換到節(jié)點(diǎn)425。因此，即使電纜401故障，所有1級(jí)業(yè)務(wù)仍繼續(xù)存在。由于2級(jí)業(yè)務(wù)未受到電纜401故障的影響，所以它繼續(xù)沿其正常運(yùn)行路徑傳送，從而所有2級(jí)業(yè)務(wù)也繼續(xù)存在。同樣，由于3級(jí)業(yè)務(wù)的正常傳送路徑?jīng)]有中斷，所以所有3級(jí)業(yè)務(wù)也繼續(xù)存在。最后，在電纜401故障時(shí)，所有4級(jí)業(yè)務(wù)(最低優(yōu)先權(quán))丟失。正常情況下，4級(jí)業(yè)務(wù)沿電纜401和電纜402傳送，但由于電纜401故障，因此部分4級(jí)業(yè)務(wù)無(wú)法傳送。此外，由于1級(jí)業(yè)務(wù)(最高優(yōu)先權(quán))需要電纜402，以避免其業(yè)務(wù)丟失，所以對(duì)于電纜402的使用，1級(jí)業(yè)務(wù)取得高于4級(jí)的優(yōu)先級(jí)。
圖8說(shuō)明電纜403出現(xiàn)故障的情況。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，所有1級(jí)業(yè)務(wù)沿其正常路徑傳送并繼續(xù)存在。2級(jí)業(yè)務(wù)通過(guò)經(jīng)電纜401和電纜402的改道而繼續(xù)存在。兩個(gè)最低等級(jí)的業(yè)務(wù)3級(jí)和4級(jí)丟失其全部業(yè)務(wù)，因?yàn)殡娎|401和電纜402的帶寬由1級(jí)和2級(jí)業(yè)務(wù)用盡。
圖9說(shuō)明了電纜支線404的故障。當(dāng)這種情況出現(xiàn)時(shí)，所有1級(jí)業(yè)務(wù)沿其正常路徑正確地傳送。也傳送所有2級(jí)業(yè)務(wù)，但一半業(yè)務(wù)需要切換到電纜401上。對(duì)于3級(jí)和4級(jí)業(yè)務(wù)，根據(jù)切換操作和預(yù)定的操作優(yōu)先權(quán)，會(huì)出現(xiàn)兩種可能的情況3級(jí)和4級(jí)業(yè)務(wù)均丟失其一半業(yè)務(wù)(如圖9所示)，或者3級(jí)業(yè)務(wù)的另一半切換到電纜402上，但所有4級(jí)業(yè)務(wù)丟失(未示出)。
圖10至圖12說(shuō)明兩條電纜故障的情況。
圖10說(shuō)明了電纜401和電纜402的雙電纜故障。當(dāng)這種故障發(fā)生時(shí)，所有1級(jí)業(yè)務(wù)切換到電纜403上并繼續(xù)存在。所有2級(jí)業(yè)務(wù)繼續(xù)存在于其正常路徑上。所有3級(jí)和4級(jí)業(yè)務(wù)丟失，因?yàn)槭Ｓ嗟碾娎|403的帶寬由1級(jí)和2級(jí)業(yè)務(wù)用盡。
圖11說(shuō)明電纜401和電纜支路404的故障。當(dāng)這種故障發(fā)生時(shí)，所有1級(jí)和2級(jí)業(yè)務(wù)均繼續(xù)存在，其中每等的一半業(yè)務(wù)如圖所示改道。由于每條繼續(xù)存在的電纜的帶寬被較高業(yè)務(wù)等級(jí)使用，所以所有3級(jí)和4級(jí)業(yè)務(wù)丟失。
圖12說(shuō)明了電纜401和電纜403的故障。當(dāng)這種故障發(fā)生時(shí)，所有1級(jí)業(yè)務(wù)可以通過(guò)電纜402改道，如圖所示，但沒(méi)有任何較低等級(jí)的業(yè)務(wù)能夠改道，因而丟失。電纜402的所有帶寬均由1級(jí)業(yè)務(wù)使用。
圖13說(shuō)明三條電纜—即電纜401、402及電纜支路404的故障。在這種故障情況下，所有1級(jí)業(yè)務(wù)如圖所示通過(guò)電纜403改道，并繼續(xù)存在。由于電纜403的帶寬限制，因此剩下三個(gè)業(yè)務(wù)等級(jí)中的每一個(gè)均無(wú)法改道而丟失。
如上述實(shí)例所示，1級(jí)業(yè)務(wù)可以在所有上述情況下改道并在所述各故障中繼續(xù)存在。只有當(dāng)三條主電纜(即401、402及403)全部故障時(shí)，1級(jí)業(yè)務(wù)才丟失。根據(jù)目前兩電纜系統(tǒng)的一般電纜故障率，可以對(duì)各業(yè)務(wù)等級(jí)的平均故障間隔時(shí)間(MTBF)進(jìn)行以下預(yù)計(jì)MTBF 1級(jí)＝26年MTBF 2級(jí)＝3.5年MTBF 3級(jí)＝4個(gè)月MTBF 4級(jí)＝2個(gè)月每級(jí)業(yè)務(wù)均可以根據(jù)用戶對(duì)更為可靠連接的需要，按照其MTBF來(lái)定價(jià)。
圖14說(shuō)明用于陸地站點(diǎn)的切換部件，以適應(yīng)各種業(yè)務(wù)等級(jí)。對(duì)于最佳實(shí)施例的正常運(yùn)行，站點(diǎn)422、424、425及427的各切換部件將需要至少六個(gè)接口。圖15說(shuō)明了這個(gè)最佳實(shí)施例，其中標(biāo)號(hào)顯示在括號(hào)中。標(biāo)號(hào)“1”、“2”、“3a”及“3b”是結(jié)合下表3的切換數(shù)據(jù)所用的標(biāo)號(hào)。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，各站點(diǎn)僅包含一個(gè)切換部件。當(dāng)結(jié)合圖15來(lái)查看圖14的切換部件時(shí)，端口A的線路1和線路2被復(fù)用到電纜401，端口B的線路1和線路2被復(fù)用到電纜支路404，而端口C的線路1和線路2被復(fù)用到鏈路408。由于1級(jí)和4級(jí)業(yè)務(wù)通常在電纜401上傳輸(見(jiàn)圖6)，因此它們與端口A連接。并且由于2級(jí)和3級(jí)業(yè)務(wù)通常在電纜支路404上傳輸，因此它們與端口B連接。復(fù)用使兩個(gè)等級(jí)可以沿單電纜傳送。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，端口C用來(lái)將業(yè)務(wù)改道到站點(diǎn)424。由于每個(gè)站點(diǎn)至少包含圖14所示的切換部件之一，因此，可以按需對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行切換，以防止不同的故障情況的發(fā)生。
表3以布爾表形式列出了切換邏輯，它們可以根據(jù)圖15所示本發(fā)明的最佳實(shí)施例結(jié)合圖14所示的切換部件來(lái)使用。下表中，“Gr.”＝“等級(jí)”，以及“P”＝“端口”。
表3
表3給出了包含在站點(diǎn)422和站點(diǎn)424中的切換部件的一種可能的切換方案。站點(diǎn)425和站點(diǎn)427的切換部件方案與站點(diǎn)422和站點(diǎn)424的切換部件方案對(duì)稱，因此具有相同的布爾表。如上所述，各等級(jí)以兩部分進(jìn)行傳送，在表中稱作部分A或B(如1A等級(jí)、3B等級(jí)等)。各電纜的狀態(tài)定義了在什么端口上出現(xiàn)什么數(shù)據(jù)。“工作”表示傳送數(shù)據(jù)，“停用”表示故障狀態(tài)。例如，當(dāng)所有四條電纜(電纜403作為兩條電纜進(jìn)行說(shuō)明，因?yàn)樗嵌x切換的電纜支路的狀態(tài))均為“工作”時(shí)，在站點(diǎn)1，端口A在線路1上承載1A等級(jí)，并在線路2上承載4A等級(jí)，端口B在線路1上承載2A等級(jí)，并在線路2上承載3A等級(jí)，而端口C的線路1和線路2處于“開(kāi)”狀態(tài)(即沒(méi)有使用)。在站點(diǎn)2，端口A在線路1上承載1B等級(jí)，并在線路2上承載4B等級(jí)，端口B在線路1上承載2B等級(jí)，并在線路2上承載3B等級(jí)，而端口C的線路1和線路2處于“開(kāi)”狀態(tài)。轉(zhuǎn)到情況9(圖7所述)，當(dāng)電纜1(即電纜401)為“停用”時(shí)，在站點(diǎn)1，端口A為“開(kāi)”，因?yàn)樗鼰o(wú)法傳送數(shù)據(jù)，端口B分別在線路1和線路2上承載其正常的2A等級(jí)和3A等級(jí)業(yè)務(wù)，而端口3的線路1被用來(lái)將1A等級(jí)業(yè)務(wù)切換到站點(diǎn)2。在站點(diǎn)2，端口A承載其正常的1B等級(jí)業(yè)務(wù)，并且端口B承載其正常的2B等級(jí)和3級(jí)業(yè)務(wù)。這時(shí)，站點(diǎn)2的端口A將承載從站點(diǎn)1的線路1的端口C改道的1A等級(jí)業(yè)務(wù)。最后，該表表明，站點(diǎn)2的線路1的端口C承載正常在站點(diǎn)1的線路1的端口A上的數(shù)據(jù)。根據(jù)這種切換，說(shuō)明了只有所有四條電纜的故障才會(huì)引起1級(jí)業(yè)務(wù)的故障。在其它任何情況下，所有1級(jí)業(yè)務(wù)繼續(xù)存在。
本文還說(shuō)明了最佳實(shí)施例中所述的安裝本發(fā)明的方法。所述的配置順序充分利用了更高容量電纜的利用率。表4列出了各電纜上承載的標(biāo)準(zhǔn)帶寬(“BW”)以及根據(jù)本發(fā)明最佳實(shí)施例在通信網(wǎng)絡(luò)的安裝過(guò)程中可用的保護(hù)方案。
表4
在最佳實(shí)施例中，帶寬X的第一電纜401敷設(shè)在站點(diǎn)1和站點(diǎn)3之間。其次，同樣是帶寬X的第二電纜402敷設(shè)在站點(diǎn)2和站點(diǎn)4之間。最后，具有四端的至少帶寬2X的第三連接電纜403敷設(shè)在兩片陸地上的站點(diǎn)之間，其中一端連接各陸地站點(diǎn)，同時(shí)還將帶寬X連接到各陸地站點(diǎn)。安裝電纜403，使數(shù)據(jù)在站點(diǎn)1和3之間傳送，并在站點(diǎn)2和4之間傳送。還可以連接電纜403，使數(shù)據(jù)在站點(diǎn)1和站點(diǎn)4之間傳送，同時(shí)在站點(diǎn)2和站點(diǎn)3之間傳送。
盡管在越洋電纜的環(huán)境中對(duì)本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，然而，本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將理解，本發(fā)明可以用來(lái)通過(guò)跨越在難以接近電纜且無(wú)法或不可能采用中間站點(diǎn)進(jìn)行信息業(yè)務(wù)以改善穩(wěn)固性的位置上的任何形式的信息電纜實(shí)現(xiàn)可靠通信。此外，盡管為了清晰起見(jiàn)而給出了單向通信，但相關(guān)領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員將容易地認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)區(qū)域之間可靠的雙向通信，幾乎不必對(duì)所講解內(nèi)容進(jìn)行修改。本發(fā)明不應(yīng)被理解為受到以上用于說(shuō)明性實(shí)施例的各方面的限制，而是僅由所附權(quán)利要求書來(lái)約束。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，用于在具有第一站點(diǎn)和第二站點(diǎn)的第一區(qū)域與具有第三站點(diǎn)和第四站點(diǎn)的第二區(qū)域之間進(jìn)行通信，所述系統(tǒng)包括第一電纜，具有兩端，所述第一端端接于所述第一站點(diǎn)，同時(shí)所述第二端端接于所述第三站點(diǎn)；第二電纜，具有兩端，所述第一端端接于所述第二站點(diǎn)，同時(shí)所述第二端端接于所述第四站點(diǎn)；第三電纜，具有四端，所述第一端端接于所述第一站點(diǎn)，所述第二端端接于所述第三站點(diǎn)，所述第三端端接于所述第二站點(diǎn)，以及所述第四端端接于所述第四站點(diǎn)；其中，所述第一和第二電纜的帶寬容量為X，以及所述第三電纜至少具有2X的帶寬容量。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)所述第三電纜中在所述第一站點(diǎn)和所述第三站點(diǎn)之間、以及所述第二站點(diǎn)和所述第四站點(diǎn)之間進(jìn)行通信。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述第三電纜由相等容量的兩條電纜組成。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括位于每個(gè)站點(diǎn)的至少一個(gè)切換部件，用于在所述站點(diǎn)之間切換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)被劃分為具有不同優(yōu)先級(jí)別的若干等級(jí)。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于在至少一條電纜出現(xiàn)所述故障時(shí)，所述最高優(yōu)先權(quán)等級(jí)的數(shù)據(jù)通過(guò)位于發(fā)起所述數(shù)據(jù)的站點(diǎn)上的切換部件從所述故障電纜切換到所述剩下的其它電纜之一，并且被首先傳送，其后依次傳送較低優(yōu)先權(quán)等級(jí)的數(shù)據(jù)，并一直繼續(xù)到使用了所述系統(tǒng)的所述剩余電纜的總帶寬為止。
7.一種安裝用于在具有相互連接的第一站點(diǎn)和第二站點(diǎn)的第一區(qū)域與具有相互連接的第三站點(diǎn)和第四站點(diǎn)的第二區(qū)域之間進(jìn)行通信的系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟在所述第一站點(diǎn)和第三站點(diǎn)之間安裝帶寬容量為X的第一電纜；在所述第二站點(diǎn)和所述第四站點(diǎn)之間安裝帶寬容量為X的第二電纜；以及在所述第一站點(diǎn)和第三站點(diǎn)之間以及所述第二站點(diǎn)和所述第四站點(diǎn)之間安裝帶寬容量至少為2X的第三電纜，其中，各站點(diǎn)與至少為X的帶寬容量連接。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述第一電纜具有兩端，所述第二電纜具有兩端，以及所述第三電纜具有四端。
9.一種系統(tǒng)，用于在具有第一和第二站點(diǎn)的第一區(qū)域與具有第三和第四站點(diǎn)的第二區(qū)域之間傳遞被劃分為多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)包括切換部件，位于各站點(diǎn)，每個(gè)切換部件至少具有三個(gè)數(shù)據(jù)端口，用于將數(shù)據(jù)傳送到所述其它切換部件，第一和第二數(shù)據(jù)端口均復(fù)用到所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)中的至少兩個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)，以及第三數(shù)據(jù)端口復(fù)用到所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)；第一互聯(lián)電纜，該電纜被連接到位于所述第一站點(diǎn)的第一切換部件的所述第三數(shù)據(jù)端口和位于所述第二站點(diǎn)的第二切換部件的所述第三數(shù)據(jù)端口，以及第二互連電纜，該電纜被連接到位于所述第三站點(diǎn)的第三切換部件的所述第三數(shù)據(jù)端口和位于所述第四站點(diǎn)的第四切換部件的所述第三數(shù)據(jù)端口；以及第一電纜和第二電纜，各電纜均具有帶寬X，所述第一電纜連接到所述第一切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和所述第三切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，所述第二電纜連接到所述第二切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和所述第四切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一；以及帶寬至少為2X的第三電纜，該電纜連接到各個(gè)切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，所述各電纜均從其它各個(gè)電纜進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于由數(shù)據(jù)等級(jí)的優(yōu)先權(quán)確定所述數(shù)據(jù)等級(jí)的所述分類，較低優(yōu)先權(quán)被較高優(yōu)先權(quán)先占，將最高優(yōu)先權(quán)分配給永不被先占的數(shù)據(jù)等級(jí)，并且將最低優(yōu)先權(quán)分配給首先被先占的數(shù)據(jù)等級(jí)。
11.在具有第一和第二站點(diǎn)的第一區(qū)域與具有第三和第四站點(diǎn)的第二區(qū)域之間傳遞被劃分為多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)具有第一互連電纜，連接到所述第一站點(diǎn)和所述第二站點(diǎn)；第二互連電纜，連接到所述第三站點(diǎn)和所述第四站點(diǎn)；帶寬為X的第一電纜連接到所述第一站點(diǎn)和所述第三站點(diǎn)；帶寬為X的第二電纜連接到所述第二站點(diǎn)和所述第四站點(diǎn)；以及帶寬至少為2X的第三電纜連接到所述各個(gè)站點(diǎn)，所述改進(jìn)包括切換部件，位于各站點(diǎn)，每個(gè)切換部件具有用于所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)中的每個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)的輸入端口，以及至少三個(gè)數(shù)據(jù)端口用于連接到其它站點(diǎn)的切換部件，所述至少三個(gè)數(shù)據(jù)端口的第一和第二端口均復(fù)用到所述多個(gè)等級(jí)的業(yè)務(wù)中的至少兩個(gè)等級(jí)的業(yè)務(wù)，以及所述至少三個(gè)數(shù)據(jù)端口的第三端口復(fù)用到所述多個(gè)等級(jí)的業(yè)務(wù)。
12.一種在通信網(wǎng)絡(luò)中至少一條數(shù)據(jù)電纜故障的情況下，切換所述網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)的方法，所述通信網(wǎng)絡(luò)具有第一區(qū)域，具有連接到第二站點(diǎn)的第一站點(diǎn)；以及第二區(qū)域，具有連接到第四站點(diǎn)的第三站點(diǎn)，所述每個(gè)站點(diǎn)具有至少一個(gè)切換部件，所述每個(gè)切換部件具有多個(gè)輸入端口，所述每個(gè)輸入端口連接到所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)之一，并具有至少三個(gè)數(shù)據(jù)端口，用于將數(shù)據(jù)切換到另一所述切換部件，所述至少三個(gè)數(shù)據(jù)端口中的第一和第二數(shù)據(jù)端口復(fù)用到所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)中的至少兩個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)，以及第三數(shù)據(jù)端口復(fù)用到所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)，帶寬為X的第一電纜連接到所述第一切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和所述第三切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，帶寬為X的第二電纜連接到所述第二切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和所述第四切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，以及帶寬至少為2X的第三電纜連接到所述第一和第二切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和所述第三和第四切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，為每個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)分配一個(gè)優(yōu)先權(quán)，所述方法包括以下步驟確定所述電纜中至少一條電纜發(fā)生了電纜故障；以及通過(guò)先占較低優(yōu)先權(quán)等級(jí)的業(yè)務(wù)，將較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)從所述故障電纜切換到?jīng)]有發(fā)生故障的電纜上。
13.一種在通信網(wǎng)絡(luò)中至少一條數(shù)據(jù)電纜故障的情況下切換所述網(wǎng)絡(luò)中多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)的方法，所述通信網(wǎng)絡(luò)具有第一區(qū)域，具有連接到第二站點(diǎn)的第一站點(diǎn)；以及第二區(qū)域，具有連接到第四站點(diǎn)的第三站點(diǎn)，每個(gè)站點(diǎn)具有至少一個(gè)切換部件，所述每個(gè)切換部件具有至少三個(gè)數(shù)據(jù)端口，用于將數(shù)據(jù)切換到另一所述切換部件，帶寬為X的第一電纜連接到第一切換部件的第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和第三切換部件的第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，帶寬為X的第二電纜連接到第二切換部件的第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和第四切換部件的第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，以及帶寬至少為2X的第三電纜連接到所述第一和第二切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一和所述第三和第四切換部件的所述第一和第二數(shù)據(jù)端口之一，所述方法包括以下步驟通過(guò)所述切換部件將所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)復(fù)用到所述數(shù)據(jù)端口，其中，所述多個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)中至少兩個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)被復(fù)用到各個(gè)第一和第二數(shù)據(jù)端口，以及各個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)被復(fù)用到各個(gè)第三數(shù)據(jù)端口；為每個(gè)等級(jí)的數(shù)據(jù)分配一個(gè)優(yōu)先權(quán)；確定所述電纜中的至少一條電纜發(fā)生了電纜故障；以及通過(guò)先占較低優(yōu)先級(jí)的業(yè)務(wù)，將較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)從所述故障電纜切換到?jīng)]有發(fā)生故障的電纜上，其中，首先傳送最高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)，其后依次傳送較低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)，并一直繼續(xù)到使用了所述系統(tǒng)的所述剩余電纜的總帶寬為止。
全文摘要
一種三電纜通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)端接于兩片獨(dú)立陸地(A，B)上的四個(gè)獨(dú)立陸地站點(diǎn)，該方法承載四個(gè)等級(jí)的業(yè)務(wù)(1－4)，其中，最低等級(jí)業(yè)務(wù)在故障時(shí)被先占。切換部件將電纜端接于陸地站點(diǎn)和切換邏輯，借此響應(yīng)于故障情況而為各種等級(jí)的業(yè)務(wù)選擇傳遞路徑。一種用于安裝三電纜通信網(wǎng)絡(luò)的方法，它包括以下步驟在各片陸地(A，B)上的陸地站點(diǎn)(422，425)之間敷設(shè)帶寬為X的第一電纜(401)，然后在各片陸地(A，B)上的其它陸地站點(diǎn)(424，427)之間敷設(shè)帶寬為X的第二電纜(402)。具有四端(422，424，425，427)帶寬至少為2X的第三連接電纜(404，403，406及405，403，407)則敷設(shè)在兩片陸地上的站點(diǎn)之間，其中一端連接到各陸地站點(diǎn)，并將至少為X的帶寬連接到各陸地站點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04L1/22GK1435022SQ01810115
公開(kāi)日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2001年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月3日
發(fā)明者詹姆斯·A·波普, 安·克魯澤, 馬文·揚(yáng) 申請(qǐng)人:詹姆斯·A·波普, 安·克魯澤, 馬文·揚(yáng)