×
29.04.2019
219.017.3e74

Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЗАЩИТЫ ОПТИЧЕСКОГО КАНАЛА (ЗОК) НА ОСНОВЕ УРОВНЯ МДР

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002277757
Дата охранного документа
10.06.2006
Аннотация: Изобретение относится к технике многоканальной оптической связи и может использоваться для передачи и приема сигналов. Достигаемый технический результат - реализация независимого механизма защиты для уровня МДР и экономия ресурса оптической длины волны. В устройстве система МДР дополнена передающим модулем и приемным модулем, которые содержат М защитных каналов для связи передающей стороны и приемной стороны, N рабочих каналов, устройством переключения, которое в соответствии с запросом переключения от системы МДР переключает сигнал либо с указанного рабочего канала на указанный защитный канал, либо переключает сигнал на указанном защитном канале обратно на указанный рабочий канал, при этом М и N являются натуральными числами и М

Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к устройству и способу защиты оптического канала (ЗОК) на основе уровня МДР.

Предпосылки изобретения

Благодаря быстрому развитию технологии мультиплексирования по длине волны высокой плотности (МДВП), скорость передачи данных в системе МДР быстро возрастает, чтобы удовлетворять постоянно растущим требованиям сетевых услуг передачи данных и голоса/изображения, а также постоянно растущим потребностям операторов связи в повышении ширины полосы передачи; в то же время вопрос надежности систем МДР выходит на первый план. Благодаря повышенной надежности системных модулей, можно значительно повысить надежность системы, реализовав хорошее решение защиты.

В настоящее время имеется два типа решений защиты системы МДР: одно из них это защита сегмента оптического мультиплекса (ЗСОМ), которая также называется защитой оптической линии; а другое решение - это ЗОК; первое предусматривает защиту, главным образом, передающих оптических волокон, в то время как последняя предусматривает защиту на уровне оборудования и использует следующий рабочий принцип: в случае прерывания передачи сигнала по каналу или снижения производительности до определенной степени, устройство переключения системы переключает сигналы с рабочего канала на защитный канал для осуществления передачи; производить ли переключение, определяется только устройством определения в приемнике в соответствии с качеством принятых сигналов без необходимости в каком-либо дополнительном устройстве обнаружения.

Поскольку технология ЗСОМ быстро развивается и скорость передачи данных увеличивается в несколько раз, объем трафика на каждом канале возрастает, и значительно повышается роль каналов передачи в сети; в результате, безопасность и надежность каждого канала становится важным фактором для сети, что требует лучших решений ЗОК.

Одно из общих решений ЗОК для традиционных систем МДР предусматривает схему 1+1 или 1:1 (где 1+1 представляет холодное резервирование; 1:1 представляет горячее резервирование; разница между ними заключается в том, происходит ли перенос трафика по защитному каналу, когда рабочий канал действует нормально), т.е. на входе для оптического сигнала каждого рабочего блока оптического преобразования (БОП) добавлено устройство распределения мощности, и один из двух выходов сигнала устройства распределения мощности подключен к рабочему БОП, а другой выход сигнала подключен к резервному БОП; таким образом, в случае отказа рабочего БОП, входные сигналы можно переключать на резервный БОП, чтобы гарантировать нормальную работу системы. Типичное решение 1+1 показано на фиг.1. Соединитель, показанный на фиг.1, можно заменить оптическим переключателем 1×2. Сплошные линии на фиг.1 показывают маршруты рабочих каналов, а пунктирные линии показывают маршруты защитных каналов. Отличительный признак этого решения защиты состоит в том, что оно использует сигнал длины волны для защиты другого сигнала длины волны; поэтому количество рабочих каналов равно количеству защитных каналов. Хотя вышеупомянутое решение ЗОК 1+1 на основе МДР позволяет решить проблему надежности каналов, оно требует больших первоначальных затрат на оборудование, поскольку половина ресурса длины волны растрачивается.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является решение вышеозначенной проблемы и обеспечение устройства и способа ЗОК на основе уровня МДР, чтобы реализовать независимый механизм защиты для уровня МДР и, в то же время, снизить расход ресурса длины волны и первоначальной стоимости оборудования.

Для решения этой задачи, настоящее изобретение обеспечивает устройство и способ ЗОК на основе уровня МДР, чтобы добиться передачи сигнала для рабочих каналов и выбора маршрутизации для защитных каналов между переносимым трафиком и системой МДР.

Устройство ЗОК содержит передающий модуль и приемный модуль; передающий модуль, как и приемный модуль, содержит N рабочих каналов, подключенных к приемным концам и передающим концам N рабочих каналов в системе МДР соответственно, причем передающий модуль и приемный модуль также содержат М защитных каналов, которые подключены к приемным концам и передающим концам М защитных каналов в системе МДР, и устройство переключения, предназначенное для переключения сигналов на указанных рабочих каналах на указанные защитные каналы или переключения сигналов на указанных защитных каналах обратно на указанные рабочие каналы в соответствии с запросами переключения от системы МДР; где M и N являются натуральными числами, и M<N.

Способ ЗОК содержит следующие этапы:

(1) Система МДР отслеживает качество сигналов на каждом канале и состояние маршрутизации модулей ЗОК в системе в режиме реального времени;

(2) Система МДР определяет наличие сигналов на рабочих каналах, которые нужно переключить на защитные каналы;

Если таковые имеются, система МДР выбирает защитные каналы;

(3) Система МДР отправляет запросы точного переключения на передающий модуль ЗОК и приемный модуль ЗОК;

(4) Передающий модуль ЗОК и приемный модуль ЗОК осуществляют переключение в соответствии с запросами переключения от системы МДР.

Согласно вышеописанному решению, в нормальных случаях, модуль ЗОК выбирает соответствующие рабочие каналы для сигналов N трактов, поступающих в модуль ЗОК для доступа в систему МДР для передачи; на приемном конце, модуль ЗОК аналогично выбирает рабочие каналы для приема сигналов; при этом никакой трафик не передается по защитным каналам, или трафик, передаваемый по защитным каналам, не принимается приемным модулем ЗОК (предается только трафик с низким приоритетом). В случае ухудшения качества или потери сигнала на m каналах вследствие нарушения передачи в канале, или снижение производительности передачи в канале (1<m<M), модуль ЗОК на приемном конце переключает сигналы на защитные каналы для передачи; тогда как сигналы остальных N-m трактов передаются по рабочим каналам; на приемном конце, модуль ЗОК выбирает соответствующие защитные каналы для приема сигналов m трактов, а сигналы остальных N-m трактов принимаются по рабочим каналам. Таким образом, реализуется решение ЗОК M:N на основе уровня МДР. В силу того, что количество каналов и вероятность ухудшения или потери сигналов являются тривиальными, количество М защитных каналов может быть меньше количества N рабочих каналов; по сравнению с решением защиты 1+1, это способствует экономии ресурсов и первоначальных затрат. В случае, когда количество М защитных каналов больше 1, это говорит о наличии двух или более каскадов резервных БОП, что дополнительно уменьшает опасность нарушения резервирования по причине отказов резервных БОП или отказов двух или более рабочих БОП без увеличения затрат на построение системы.

Краткое содержание чертежей

Фиг.1 - схема традиционного решения ЗОК 1+1 на основе МДР.

Фиг.2а - позиции модулей ЗОК в системе МДР согласно настоящему изобретению.

Фиг.2b - схема решения ЗОК 1+N на основе МДР согласно настоящему изобретению.

Фиг.3 - внутренняя структура модуля ЗОК, состоящего из соединителей и оптических переключателей.

Фиг.4 - внутренняя структура модуля ЗОК, состоящего из оптических переключателей.

Фиг.5 - структура модуля ОЗК, состоящего из Nx(N+M) оптических переключателей.

Подробное описание вариантов осуществления

Настоящее изобретение будет описано ниже со ссылкой на следующие варианты осуществления и чертежи. Варианты осуществления пригодны как для горячего резервирования (M:N), так и для холодного резервирования (M+N).

Согласно фиг.2а устройство ЗОК на основе уровня МДР, отвечающее настоящему изобретению, содержит передающий модуль и приемный модуль; передающий модуль, как и приемный модуль, содержит N рабочих каналов (N входов и N выходов), подключенных к приемным концам и передающим концам N рабочих каналов в системе МДР, соответственно.

Передающий модуль и приемный модуль также содержат М защитных каналов, которые подключены к приемным концам и передающим концам М защитных каналов в системе МДР, соответственно.

Передающий модуль и приемный модуль также содержат устройство переключения, предназначенное для переключения сигналов в указанных рабочих каналах на указанные защитные каналы или переключения сигналов в указанных защитных каналах обратно на указанные рабочие каналы в соответствии с запросами переключения от системы МДР; где количество M и N являются натуральными числами, и M<N. Согласно фиг.2b, (когда М=1), по сравнению с решением защиты 1+1, это способствует экономии ресурсов и первоначальных затрат благодаря использованию только одного защитного канала для защиты рабочих каналов.

Хотя решение защиты 1:N или 1+1, показанное на фиг.2b, может способствовать уменьшению количества используемых резервных БОП и повышению коэффициента использования оптической длины волны, оно основано на предположении о том, что БОП работает нормально; в случае отказа резервного БОП или БОП на двух или более рабочих каналах, защищенных одним и тем же БОП, резервирование системы нарушается. Решение состоит в использовании более одного защитного канала, как показано на фиг.3, фиг.4 и фиг.5.

Упомянутое устройство работает следующим образом: в нормальных случаях, модуль ЗОК выбирает соответствующие рабочие каналы для сигналов N трактов, поступающих в модуль ЗОК для доступа в систему МДР для передачи; на приемном конце, модуль ЗОК аналогично выбирает рабочие каналы для приема сигналов; при этом никакой трафик не передается по защитным каналам, или трафик, передаваемый по защитным каналам, не принимается приемным модулем ЗОК. В случае ухудшения качества или потери сигнала на m каналах вследствие нарушения канала (1≤m≤M), модуль ЗОК на приемном конце переключает сигналы на защитные каналы для передачи; тогда как сигналы остальных N-m трактов передаются по рабочим каналам; на приемном конце, модуль ЗОК выбирает соответствующие защитные каналы для приема сигналов m трактов, а сигналы остальных N-m трактов принимаются по рабочим каналам. Если рабочий канал для сигналов, передаваемых в данный момент по защитному каналу, восстанавливается, модуль ЗОК переключает сигналы обратно на рабочий канал.

В данном случае, необходимость переключения сигнала на рабочем канале на защитный канал определяется производительностью рабочего канала и определяется исключительно соответствующим приемником в системе МДР без какого-либо дополнительного устройства определения, поскольку все приемники в системе МДР характеризуются этой функцией. Кроме того, переключение сигналов, передаваемых по защитному каналу, обратно на рабочий канал также определяется производительностью рабочего канала; поэтому решение защиты опирается на уровень МДР.

Как для рабочих каналов, так и для защитных каналов, модули ЗОК только выбирают соответствующие маршруты для сигналов вместо того, чтобы осуществлять какую-либо обработку трафика, передаваемого посредством сигналов; поэтому модули ЗОК прозрачны для трафика.

Поскольку выбор маршрутов сигналов, осуществляемый модулями ЗОК, зависит от производительности каналов в системе МДР, это требует поддержки со стороны соответствующего протокола между системой МДР и модулями ЗОК. Протокол должен поддерживать следующие функции:

(1) Система МДР отслеживает качество сигналов в каждом канале и состояние маршрутизации модулей ЗОК в системе в режиме реального времени;

(2) Система МДР определяет наличие сигналов на рабочих каналах, которые нужно переключить на защитные каналы, и выбирает защитные каналы; аналогично, система МДР определяет наличие сигналов на защитных каналах, которые нужно переключать обратно на рабочие каналы;

(3) Система МДР отправляет запросы точного переключения на передающий модуль ЗОК и приемный модуль ЗОК одновременно;

(4) Модули ЗОК осуществляют переключение в соответствии с запросами переключения от системы МДР.

С учетом вышеуказанных необходимых признаков модулей ЗОК, авторы изобретения осуществляли выполнение конструкций. Типичные варианты осуществления описаны ниже.

Вариант осуществления изобретения 1.

Модули ЗОК содержат соединители 50:50 (также именуемые шунтами) и оптические переключатели M:N (или M×N или N×M, указывающие M или N входных портов и N или M выходных портов); согласно фиг.3 устройство переключения передающего модуля содержит N соединителей 50:50 и оптический переключатель N×M, один из двух выходных портов каждого соединителя подключен к рабочему каналу, а другой подключен ко входному порту оптического переключателя N×M; М выходных портов оптического переключателя N×M подключены к М защитным каналам в системе МДР, соответственно; устройство переключения приемного модуля содержит соединители 50:50 и оптический переключатель M×N, причем один из двух входных портов каждого соединителя подключен к рабочему каналу в системе МДР, а другой подключен к выходному порту оптического переключателя N×M; М входных портов оптического переключателя M×N подключены к М защитным каналам в системе МДР, соответственно.

В вышеописанном случае, оптический переключатель M:N должен быть управляемым, и лазеры для рабочих каналов и защитных каналов на приемном конце системе МДР не должны открываться одновременно; вместо этого, только некоторые из них могут быть в рабочем состоянии; однако к лазерам на передающем конце никакого требования не предъявляется.

Вариант осуществления изобретения 2.

Модули ЗОК содержат оптические переключатели 1х2 и оптические переключатели M:N. Согласно фиг.4 устройство переключения передающего модуля содержит N оптических переключателей 1х2 и оптический переключатель N×M, один из двух выходных портов каждого оптического переключателя 1×2 подключен к рабочему каналу в системе МДР, а другой подключен ко второму порту оптического переключателя N×M, и М входных портов оптического переключателя N×M подключены к М защитным каналам в системе МДР, соответственно; устройство переключения приемного модуля содержит N оптических переключателей 1×2 и оптический переключатель M×N, один из двух входных портов каждого оптического переключателя 1×2 подключен к рабочему каналу в системе МДР, а другой подключен к выходному порту оптического переключателя N×M, и М входных портов оптического переключателя M×N подключены к М защитным каналам системы МДР соответственно.

Вышеописанное решение требует строгого протокольного управления для оптического переключателя M:N и оптических переключателей 1×2, т.е. оптические переключатели на обоих концах должны переключаться на соответствующие маршруты одновременно; однако к лазерам на приемном конце и передающем конце никакого требования не предъявляется.

Вариант осуществления изобретения 3.

Модули ЗОК содержат оптические переключатели N×(N+M). Согласно фиг.5 устройство переключения передающего модуля содержит оптический переключатель N×(N+M), N+M выходных портов которого подключены к N рабочим каналам и М защитным каналам в системе МДР соответственно; устройство переключения приемного модуля содержит оптический переключатель (N+M)×N, N+M входных портов которого подключены к N рабочим каналам и М защитным каналам в системе МДР.

Вышеописанное решение требует, чтобы оптические переключатели на обоих концах переключались на соответствующие маршруты одновременно; однако к лазерам на передающем и приемном конце никакого требования не предъявляется.

Следующий расчет показывает, что надежность системы можно повысить, при условии M>1.

Для любого из вышеописанных вариантов осуществления изобретения, в случае защиты длины волны 2+16 (эквивалентно двум каскадированным БОП, т.е. два независимых устройства защиты 1+8 каскадированы к виду устройства защиты 2+16), согласно расчету, среднее время между отказами (СВМО) продлевается в k/30 раз (по сравнению с первоначальным решением двух независимых устройств защиты 1+8), где k это отношение времени, доступного системе, ко времени между отказами (ВМО), например, если доступность единичной платы равна 99.99%, то значение k составляет около 104; в случае добавления 9 после десятичной точки в значении доступности, значение k возрастает на порядок величины. Если используется решение M+N (т.е. М каскадированных БОП), то СВМО продлевается в раз (Р представляет факториальную функцию).

Очевидно, что способ ЗОК, отвечающий настоящему изобретению, способствует снижению затрат и повышению надежности системы при M>1.

1.Устройствозащитыоптическогоканала(ЗОК)наосновеуровняМДР,предназначенноедлядостиженияпередачисигналадлярабочихканаловивыборамаршрутизациидлязащитныхканаловмеждупереносимымтрафикомисистемойМДР,содержащеепередающиймодульиприемныймодуль,причемпередающиймодуль,какиприемныймодуль,содержитNрабочихканалов,подключенныхкприемнымконцамипередающимконцамNрабочихканаловвсистемеМДРсоответственно,причемпередающиймодульиприемныймодультакжесодержатМзащитныхканалов,которыеподключеныкприемнымконцамипередающимконцамМзащитныхканаловвсистемеМДР,иустройствопереключения,предназначенноедляпереключениясигналовнауказанныхрабочихканалахнауказанныезащитныеканалыилипереключениясигналовнауказанныхзащитныхканалахобратнонауказанныерабочиеканалывсоответствиисзапросамипереключенияотсистемыМДР,гдеМиNявляютсянатуральнымичислами,иМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 71-80 of 704 items.
10.06.2014
№216.012.ccab

Способ и устройство для управления пользовательским оборудованием

Изобретение относится к мобильной связи. Частота и коды скремблирования сигналов, передаваемых базовой станцией соты назначения, аналогичны частоте и кодам скремблирования сигналов, передаваемых базовой станцией исходной соты. Пользовательское оборудование (UE) принимает сигналы, которые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518166
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.ccbb

Способ и устройство обнаружения внутриполосного оптического отношения сигнал-шум

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах оптической связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости передачи. Для этого в изобретении предоставлены способ и устройство обнаружения внутриполосного оптического отношения сигнал-шум (OSNR), причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518182
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cd90

Способ, устройство и система управления передачей обслуживания

Изобретение относится к мобильной связи. Технический результат заключается в обеспечении передачи обслуживания в целевую область, к которой UE разрешают осуществлять доступ, гарантируя непрерывность обслуживания UE. Технический результат достигается за счет получения режима доступа и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518395
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cd95

Способ и устройство для определения пространства поиска, и способ и устройство для определения ресурсов-кандидатов канала управления

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для определения пространства поиска и для определения ресурсов-кандидатов канала управления. Технический результат состоит в повышении пропускной способности канала передачи. Для этого определяют число бит информации управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518400
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cfb6

Способ и устройство для обработки данных интерфейса

Изобретение относится к средствам обработки данных интерфейса. Технический результат заключается в уменьшение расходов несущих каналов совмещенных сетей. Обрабатывают данные через стек протоколов универсального интерфейса, причем прикладной уровень плоскости управления стека протоколов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518945
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.06.2014
№216.012.cfb9

Способ, устройство и система для управления качеством обслуживания на основе системы тарификации

Изобретение относится области коммуникационных технологий, а именно к средствам для управления качеством обслуживания (QoS) на основе системы тарификации. Техническим результатом является повышение быстродействия за счет уменьшения времени определения значения QoS для обслуживания. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002518948
Дата охранного документа: 10.06.2014
27.06.2014
№216.012.d545

Система и способ для перенаправления сообщений в активный интерфейс многоинтерфейсного устройства

Изобретение относится к средствам перенаправления сообщений в активный интерфейс устройства. Технический результат заключается в уменьшении электропотребления многоинтерфейсных устройств. Посредством первой сети принимают первое сообщение из пользовательского устройства до того, как первый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520375
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d60b

Способ, устройство и система хэндовера и обработки вызовов

Изобретение относится к мобильной связи, в частности, к технологии хэндовера (передачи обслуживания) и обработки вызовов. Техническим результатом является предотвращение сбоя вызова, происходящего по причине различия между конечными точками о типе временного разделения каналов (ВРК),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520573
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.06.2014
№216.012.d991

Способ и устройство ретрансляционной передачи

Изобретение относится к системе беспроводной связи, использующей ретрансляцию, и предназначено для повышения пропускной способности за счет осуществления ретрансляционной системы при выполнении передачи данных в соответствии со структурой ретрансляционного кадра приема дуплексной связи с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521475
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.07.2014
№216.012.e02d

Способ и устройство для поддерживания непрерывности трафика

Изобретение относится к области связи и, в частности, к области транспортировки данных трафика связи. Технический результат заключается в обеспечении поддержания непрерывности трафика. Для этого принимают с помощью объекта функции выгрузки трафика (TOF) пакет нисходящей линии связи выгружаемого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523175
Дата охранного документа: 20.07.2014
Showing 1-1 of 1 item.
29.12.2017
№217.015.f479

Способ, устройство терминала и устройство сервера для хранения копий данных

Изобретение относится к области хранения копий данных. Техническим результатом является улучшение надежности системы распределенного хранения данных без центрального узла и уменьшение количества перемещаемых данных, когда количество узлов системы изменяется. Способ хранения копий данных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637434
Дата охранного документа: 04.12.2017
+ добавить свой РИД