用于嵌套自动保护切换的方法和设备 本发明涉及一种用于嵌套(nested)自动保护切换(嵌套的APS)的方法和设备，其中，通过通信使用在每段开销中限定的命令和应答，使用在每一段中提供的一系列连接的保护线，恢复一根运行在多段上的通信线，更具体地说，涉及一种通过使用在由美国国家标准协会(ANSI)建立的同步光学网络(SONET)、或按照国际电信联盟-电信标准化部(ITU-T)建议标准化的同步数字体系(SDH)中，通过使用为APS限定的K1和K2字节来实现嵌套的APS的方法和设备。
在实际线上建立的某些通信路径可能在某一节点处终止，而其他路径可能正好通过该节点。当正好通过一个节点的通信路径的容量很大时，就要求由一个再生器(REG)简单地连接实际线以降低成本，并且还要求使用在相对节点之间的每一段中提供的一系列连接的保护线恢复通信路径，而不用为这些实际线提供独立地保护线。使用在每一段中提供的一系列连接的保护线恢复运行在多段上的一根通信线的APS，一般称之为嵌套的APS。
在SONET和SDH中，在段开销(SOH)中定义K1和K2字节，以便为APS操作发信号。由于仅在一段中发送这些K1和K2字节，所以，如果对于运行在多个段上的一根通信线，能把这些字节的内容发送到一个相邻段，则能在SONET和SDH中实现嵌套的APS。
日本未审查专利，公开号7-177114，提出了一种技术，通过把SOH中的K1字节和K2字节的内容移到路径开销(POH)中的Z3和Z4字节，用来把K1和K2字节的内容发送到不直接与原始节点相对的一个节点。
然而，某些路径可能在该节点处终止，而其他路径可能正好通过该节点；因此，为了在通过路径上无故障地携带K1和K2字节，以上技术要求检查哪个路径是通过路径并对该路径进行POH处理，但在实际中这是非常困难的。
因而，本发明的目的在于，对于同步传输系统，如SONET和SDH，提供一种以一种简单的结构来实现嵌套的APS的方法和设备。根据本发明，对于一根从第一节点经第二节点到第三节点的通信线，通过使用在第二节点处终止的命令和应答，提供一种用来进行自动保护切换的嵌套自动保护切换设备，该设备包括：一个线标识符比较电路，用来把要恢复的线的标识符(在请求切换的第一命令中携带有该标识符)与在第二节点处终止的线的标识符相比较；一个命令选择器，当来自线标识符比较电路的比较结果表示不匹配时，用来选择用于传输到第三节点的第一命令，或者当该结果表示匹配时，用来选择由第二节点向第三节点传输的、用于发送到第三节点的第二命令；及一个应答选择器，当来自线标识符比较电路的比较结果表示不匹配时，用来选择来自第三节点的用于传输到第一节点的第一应答，或者当该结果表示匹配时，用来选择由第二节点向第一节点发出的、用于传输到第一节点的第二应答。
根据本发明，还对一根从第一节点经第二节点到第三节点的通信线，通过使用要在第二节点处终止的命令和应答，提供一种用来进行自动保护切换的嵌套自动保护切换方法，该方法包括下列步骤：把更恢复的线的标识符(在请求切换的第一命令中携带有该标识符)与在第二节点处终止的线的标识符相比较；当比较结果表示不匹配时，选择用于传输到第三节点的第一命令，或者当该结果表示匹配时，选择由第二节点向第三节点发出的、用于传输到第三节点的第二命令；及当比较结果表示不匹配时，选择来自第三节点的用于传输到第一节点的第一应答，或者当该结果表示匹配时，选择由第二节点向第一节点发出的、用于传输到第一节点的第二应答。
图1表示三根工作线和一根保护线；
图2表示在单向模式中的一个APS序列；
图3表示在双向模式中的一个APS序列；
图4是方框图，表示一种先有技术的APS设备的简化示意图；
图5表示嵌套的APS；
图6表示根据本发明第一实施例的一种嵌套的APS设备；
图7表示根据本发明第二实施例的一种嵌套的APS设备；及
图8表示根据本发明第三实施例的一种嵌套的APS设备。
在描述本发明的最佳实施例之前，首先将描述在SONET和SDH中使用K1和K2字节的APS操作。考虑图1中所示的构造，其中，在节点A和B之间提供三条工作线WK1至WK3和一条保护线PTCT。
APS可分为两种模式：在两个方向的每一个上独立进行切换控制的单向模式、和在两个方向上同时进行切换控制的双向模式。图2表示对于从节点A到节点B的方向在单向模式中一个APS序列的例子，而图3表示在双向模式中一个APS序列的例子。
在图2中，当从节点A到节点B的工作线WK1至WK3都工作正常时，在保护线PTCT上从节点A到节点B连续地发送作为K1值的“00000000”。这里，K1的四个高位(位1至4)“0000”表示没有请求。从节点A到节点B，连续地发送作为K2值的“00001100”。这里，K2的三个低位(位6至8)表示单向模式，而在位5中的“1”表示1：n模式。在这种条件下，在发送节点A和接收节点B处都把设施切换回到工作线。
例如，当接收节点B在工作线WK2上检测到信号故障(SF)的发生时，就从节点B向节点A发送作为K1字节的“11000010”。在K1字节的位1至4中的值“1100”表示由SF引起了一个切换请求，而在位5至8中的“0010”表示分配给需要切换的线的线号，意指该请求是用于要切换到保护线的WK2。在位1至4中切换请求所表示的值越高，紧急程度(优先权)越高。根据来自节点B的切换请求，节点A首先进行桥接(bridge)处理，借此在WK2和PTCT上并行地发送要在WK2上发送的信息，并且然后发送作为K2值的“00101100”。这里，在K2的位1至4中的值“0010”与从节点B发送的在K1的位5至8中的值相同，并且表示已经根据K1对WK2进行了桥接处理。作为应答，节点B把接收线从WK2切换到PTCT。而且对于从节点B到节点A的方向，也通过在独立于上述操作的相反方向上发送K1和K2使用类似的序列进行APS。
在图3的双向模式中，当WK1至WK3工作正常时，在两个方向上都连续地发送作为K1字节的“00000000”和作为K2字节的“00001101”。这里，在K2字节的位6到8中的值“101”表示双向模式。否则，位模式与在单向模式中的那些相同。
当节点B检测到在WK2上的SF发生时，从节点B到节点A的K1字节的值变为“11000010”。作为应答，在对WK2进行桥接处理之后，节点A把K2字节变成“00101101”，而把K1字节变成“00100010”。如在单向模式中那样，在K2字节的位1至4中的值“0010”表示线号，对于该线号已经进行了桥接处理。在K1字节的位1至4中的值“0010”表示一个反向请求(RR)。作为应答，节点B把接收线切换到PTCT，同时对于用现在变成“00101101”的K2字节进行的相反方向传输进行桥接处理。作为应答，节点A对接收线进行切换。
如同从上述的描述所明白的那样，可以说K1和K2字节分别是一个命令和一个回答该命令的响应。
图4表示用于APS处理的一种先有技术的设备的简化示意图，其中仅在相对的节之间传输K1和K2字节。在图4中，在节点A处提供一个用来终止在节点A和节点B之间的线的线终止设备A(LTE-A)，并在节点B处提供一个用来终止在节点A与节点B之间的线的LTE-B和一个用来终止在节点B与节点C之间的线的LTE-C，同时在节点C处提供一个用来终止在节点B与节点C之间的线的LTE-D。在用虚线包围的块10内，以简化的形式表示在LTE-B中用于APS处理的设备构造。一个开销处理段12从节点A在一根保护线上抽取K1和K2字节。抽取的K1和K2字节分别供入3-连续保护段14和16，其中当在三个连续字节中检测到相同的值时，就宣布各个字节有效。一个APS处理段18根据以前描述的序列进行APS处理。其他的LTE也装有一种相同的设备。以这种方式，在每个切换段内终止K1和K2字节；结果，如在图5中所示，例如，如果使用提供在A与B之间和B与C之间的保护线PTCT1和PTCT2，恢复从节点A到节点C经节点B处的再生器中转的工作线WK2，则需要跨过段边界传输K1和K2字节的内容。
图6表示根据本发明第一实施例的一种嵌套APS设备。与图4中那些相同的组成元件用相同的标号表示，并且这里不再重复这些元件的描述。在LTE-C内用于APS处理的设备的一部分表示在用虚线包围的块20内。
一个比较电路22把从3-连续保护段14输出的K1字节的位5至8，与在该节点处终止的线的线号相比较，并输出表示匹配或不匹配的比较结果。在用于LTE-C的块20内的一个选择电路24供有，在块20中的一个APS处理段26发出给节点C的K1字节和LTE-B从节点A接收的K1字节，并且当来自比较电路22的比较结果表示不匹配时，选择从节点A接收的用于发送到节点CK1字节，或者当该结果表示匹配时，选择由APS处理段26发出的K1字节。由K1选择电路24选择的K1字节经在节点B与C之间的一根保护线发送给节点C。一个K2选择电路28供有，LTE-C从节点C接收的K2字节和在LTE-B中的APS处理段18发出给节点A的K2字节，并且当来自比较电路22的比较结果表示不匹配时，选择LTE-C从节点C接收的K2字节，或者当该结果表示匹配时，选择来自APS处理段18的K2字节。尽管在图未表示，但为从节点C流到节点A的K1字节和从节点A流到节点C的K2字节提供了一种相同结构的电路。
在图6所示的本发明第一实施例中，当在节点B处从节点A接收的K1字节中携带的线号与在节点B处终止的线的线号不匹配时，就把K1字节传递给节点C，与此同时，把来自节点C的K2字节发送给节点A。因而，用最小的修改并且基本上不用改变用于K1和K2字节的SONET/SDH通信协议，就能实现嵌套的APS。
虽然本发明的第一实施例可用于单向和双向模式，但涉及这样一个问题，即使当要发送到该段之外的K1字节的优先权低于该段内的K1字节的优先权时，也总是把优先权送给要发送到该段之外的K1字节。
图7表示根据本发明第二实施例的一种嵌套APS设备的结构，该结构在这一点上有所改进。这个实施例仅适用于单向模式。与图6中那些相同的组成元件用相同的标号表示，并且这里不再重复这些元件的描述。
一个优先权比较电路30比较在节点B处从节点A接收的K1字节与在节点B处用于LTE-C的APS处理段26发出到节点C的K1字节之间的位1至4所代表值的大小，并由此确定哪一个切换请求具有较高的优先权。当优先权比较电路30确定来自APS处理段26的K1字节具有较高的优先权时，一个与门32被关闭，使K1选择电路24选择来自APS处理段26的K1字节，使来自比较电路22的比较结果无效，即使该结果表示不匹配也是如此。当与门32使来自比较电路22的比较结果无效时，即使该结果表示不匹配，一个门电路34也输出一个信号，使一个拒绝发生电路36产生一个表示拒绝的K2字节。由拒绝发生电路36产生的K2字节经K2选择电路28发送，以便发送到节点A。这就防止这样一种错误状态的出现，其中从节点A发送到节点B和C的切换请求K1字节仅在节点B处被接收但不到达节点C，因此，作为应答的K2字节不会在规定的时间期限内返回。保留由K2字节的位6至8所表示的值011、010、001、和000用于嵌套的APS，而这些值的一个，例如，001，用于拒绝应答。
图8表示根据本发明第三实施例的一种嵌套APS设备，该嵌套APS设备还可用于双向模式。与图7中那些相同的组成元件用相同的标号表示，并且这里不再重复这些元件的描述。在双向模式中，在桥接一个方向上的连接之后，对于反方向发出一个反向请求(RR)，如参照图3所解释的那样。在这时，由于K1字节的位1至4是0010，所以，如果在位1至4中的值仅仅在优先权比较电路30中比较，则这个反向请求的优先权最低。然而，用来切换的真正原因由在反方向发送的K1字节的位1至4表示。因此，该优先权由一个第二优先权比较电路38与来自反向的K1字节的优先权相比较。当一个RR判断电路40判断K1字节表示一个RR时，那么一个选择42就选择优先权比较电路38的输出，而不是优先权比较电路30的输出，以便用于与门32。以这种方式，对于双向模式中的RR可正确地比较优先权。
如上所述，根据本发明，以最小的修改，基本上不改变对于相对节点之间的通信当前所规定的协议，就能实现嵌套的APS。