專利名稱：通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的鏈路備份和控制，特別涉及通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置及其方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前的通信網(wǎng)正向著智能化、寬帶化、個人化的方向發(fā)展，基本的電信服務(wù)已無法滿足人們的需求，各種用戶對電信業(yè)務(wù)的需求變得越來越復(fù)雜，這就要求電信網(wǎng)能迅速而靈活地向用戶提供種種電信業(yè)務(wù)，并且能夠保證更高的可靠性。同時，隨著社會進(jìn)步及移動通信用戶數(shù)量的急劇增長，頻率資源日益緊張，要求移動通信系統(tǒng)能提供更大的系統(tǒng)容量，更高的通信質(zhì)量，并能提供高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以滿足人們對多媒體通信的要求并適應(yīng)通信個人化的發(fā)展方向。
其中第三代移動通信(3rd Generation，簡稱“3G”)是當(dāng)前最熱門的通信技術(shù)之一，它要求具有很好的網(wǎng)絡(luò)兼容性，能夠?qū)崿F(xiàn)全球范圍內(nèi)多個不同系統(tǒng)間的漫游，不僅要為移動用戶提供話音及低速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且要提供廣泛的多媒體業(yè)務(wù)。另外，傳統(tǒng)的以電路交換為主的公用電話交換網(wǎng)逐漸過渡到以分組交換為主，下一代網(wǎng)絡(luò)(Next Generation Network，簡稱“NGN”)采用了傳輸與控制分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是分組網(wǎng)絡(luò)融合的產(chǎn)物，它使得在新一代網(wǎng)絡(luò)上語音、視頻、數(shù)據(jù)等綜合業(yè)務(wù)成為了可能。
隨著技術(shù)進(jìn)步和需求提高，通信系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)要求能為其用戶提供可靠的不間斷的服務(wù)，尤其是在一些重要業(yè)務(wù)的應(yīng)用中，如電子貨幣、訂單處理、客戶服務(wù)、庫存管理、電子郵件和國際互聯(lián)網(wǎng)接入等，業(yè)務(wù)生存性變得比以往更加重要，其可用性要求能達(dá)到99.999％甚至更高。因此，網(wǎng)絡(luò)生存能力成為影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與構(gòu)建的重要因素，而在通信系統(tǒng)中使用的設(shè)備也相應(yīng)的需要有很高的可靠性。特別是在無線通信環(huán)境下，通信鏈路環(huán)境更惡劣，對系統(tǒng)可靠性要求更高。
在通信系統(tǒng)中，冗余備份是常用的增強(qiáng)設(shè)備可靠性的方法。冗余備份是指采用多個相同功能的設(shè)備進(jìn)行替換工作，特別是在當(dāng)主用設(shè)備出現(xiàn)故障或需要維護(hù)的情況下，備用設(shè)備接替主用設(shè)備繼續(xù)進(jìn)行通信，保證通信系統(tǒng)的不中斷運(yùn)行。負(fù)荷分擔(dān)采用相同的原理，利用多個設(shè)備的交替工作或協(xié)同工作，增加系統(tǒng)的可靠性。當(dāng)然對于通信鏈路也同樣存在冗余備份的機(jī)制來保護(hù)鏈路的可靠性。比如在工作鏈路出現(xiàn)故障時，切換備用鏈路繼續(xù)保持通信。
對于采用冗余備份的通信鏈路，必須提供鏈路切換的機(jī)制以實(shí)現(xiàn)可靠性和可維護(hù)性的需求。通常，一個復(fù)雜的通信系統(tǒng)包含多個處理單元協(xié)同工作。為了保證在鏈路故障條件下通信保持連續(xù)的能力、確保數(shù)據(jù)的完整性和維持服務(wù)質(zhì)量，鏈路切換必須能及時的進(jìn)行、快速的完成，盡快恢復(fù)業(yè)務(wù)，使對通信系統(tǒng)影響最小。因此，鏈路切換機(jī)制的性能對于系統(tǒng)的可靠性乃至整個網(wǎng)絡(luò)的生存能力都有著重大的影響。
通信系統(tǒng)中鏈路切換按控制方式不同可以有被動切換和自動切換。其中，被動倒換是指通過設(shè)備的中央處理單元(Central Process Unit，簡稱“CPU”)發(fā)送切換命令來觸發(fā)鏈路切換；自動切換，是指由系統(tǒng)故障檢測模塊，檢測到主用鏈路發(fā)生故障，并由系統(tǒng)自動觸發(fā)的鏈路切換。顯然自動切換比被動切換更高效。
目前通信系統(tǒng)中多采用被動切換的方式實(shí)現(xiàn)鏈路切換，即由控制器或者CPU根據(jù)上報(bào)或檢測到的鏈路狀態(tài)信息來判斷鏈路是否正常。如果當(dāng)前工作鏈路不正常，而備用鏈路正常，就啟動鏈路切換。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問題被動切換的方式需要控制器調(diào)度，切換過程費(fèi)時，切換速度慢，反映遲鈍，在很多情況下，特別是移動通信或高質(zhì)量實(shí)時業(yè)務(wù)通信中，很容易導(dǎo)致業(yè)務(wù)斷鏈，進(jìn)而降低系統(tǒng)可靠性。
造成這種情況的主要原因在于，被動切換的鏈路切換方式必須有控制器或處理器的調(diào)度干預(yù)，延長了切換過程，無法及時對鏈路情況作出反映，不能快速進(jìn)行鏈路切換。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置及其方法，使得通信設(shè)備能及時根據(jù)鏈路狀況快速有效地進(jìn)行鏈路切換，保證通信業(yè)務(wù)連續(xù)性不受影響。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，包含錯誤計(jì)數(shù)器，比較器，切換控制器，其中，所述錯誤計(jì)數(shù)器用于根據(jù)輸入的待切換鏈路的出錯信息，計(jì)算并輸出該待切換鏈路的出錯次數(shù)；所述比較器用于比較來自所述錯誤計(jì)數(shù)器的出錯次數(shù)和預(yù)設(shè)的出錯門限，如果出錯次數(shù)超過該出錯門限則輸出有效的出錯超限信號；所述切換控制器用于根據(jù)切換條件和來自所述比較器的出錯超限信號判斷是否切換并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)切換控制信號。
其中，還包含錯誤檢測器，用于檢測所述待切換鏈路的出錯情況，包含校驗(yàn)錯誤情況和接口失鎖情況，生成所述待切換鏈路的出錯信息，并輸出給所述錯誤計(jì)數(shù)器。
此外，所述錯誤檢測器周期性觸發(fā)檢測，如果檢測到所述待切換鏈路處于校驗(yàn)錯誤或接口失鎖狀態(tài)，則該錯誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。
此外，還包含切換延時器，用于在發(fā)生切換后產(chǎn)生延時，輸入所述切換控制信號，當(dāng)發(fā)生切換時向所述切換控制器輸出無效的切換延時信號，同時觸發(fā)開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到所述延時的時長后，向所述切換控制器輸出有效的切換延時信號，僅當(dāng)所述切換延時信號有效時，所述切換條件才能滿足。
此外，切換目的鏈路狀態(tài)信息輸入到所述切換控制器，僅當(dāng)所述切換目的鏈路狀態(tài)正常時，所述切換條件才能滿足。
此外，設(shè)置切換使能信號并輸入所述切換控制器，僅當(dāng)所述切換使能信號有效時，所述切換條件才能滿足。
此外，還包含針對所述切換目的鏈路的第二個所述錯誤計(jì)數(shù)器和第二個所述比較器，第二個所述比較器輸出的出錯超限信號輸出到所述切換控制器；所述切換控制器根據(jù)所述切換條件、針對所述待切換鏈路的第一個所述出錯超限信號和針對所述切換目的鏈路的第二個所述出錯超限信號，按以下準(zhǔn)則產(chǎn)生切換控制信號如果第一個所述出錯超限信號有效且第二個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述待切換鏈路切換到所述切換目的鏈路；如果第二個所述出錯超限信號有效且第一個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述切換目的鏈路切換到所述待切換鏈路；否則，產(chǎn)生切換控制信號，否決任何切換。
此外，所述錯誤計(jì)數(shù)器將所述錯誤次數(shù)在每個錯誤計(jì)數(shù)周期內(nèi)清零一次。
此外，所述比較器在所述出錯次數(shù)超過所述出錯門限時，輸出所述出錯超限信號并保持一個比較周期。
本發(fā)明還提供了一種通信系統(tǒng)中鏈路切換方法，包含以下步驟，錯誤計(jì)數(shù)器根據(jù)輸入的待切換鏈路的出錯信息，計(jì)算并輸出該待切換鏈路的出錯次數(shù)；比較器比較來自所述錯誤計(jì)數(shù)器的出錯次數(shù)和預(yù)設(shè)的出錯門限，如果出錯次數(shù)超過該出錯門限則輸出有效的出錯超限信號；切換控制器根據(jù)切換條件和來自所述比較器的出錯超限信號判斷是否切換并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)切換控制信號以執(zhí)行鏈路切換。
其中，還包含步驟，錯誤檢測器檢測所述待切換鏈路的出錯情況，包含校驗(yàn)錯誤情況和接口失鎖情況，生成所述待切換鏈路的出錯信息，并輸出給所述錯誤計(jì)數(shù)器。
此外在所述方法中，還包含步驟，切換延時器根據(jù)輸入的所述切換控制信號，判斷并在發(fā)生切換時向所述切換控制器輸出無效的切換延時信號，同時觸發(fā)開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到切換延時的時長后，向所述切換控制器輸出有效的切換延時信號；其中，僅當(dāng)所述切換延時信號有效時，所述切換條件才能滿足。
此外在所述方法中，還包含步驟，第二個所述錯誤計(jì)數(shù)器和第二個所述比較器，針對所述切換目的鏈路，進(jìn)行錯誤計(jì)數(shù)和比較輸出，同時第二個所述比較器輸出的出錯超限信號也輸出到所述切換控制器；所述切換控制器根據(jù)所述切換條件、針對所述待切換鏈路的第一個所述出錯超限信號和針對所述切換目的鏈路的第二個所述出錯超限信號，按以下準(zhǔn)則產(chǎn)生切換控制信號如果第一個所述出錯超限信號有效且第二個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述待切換鏈路切換到所述切換目的鏈路；如果第二個所述出錯超限信號有效且第一個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述切換目的鏈路切換到所述待切換鏈路；否則，產(chǎn)生切換控制信號，否決任何切換。
此外在所述方法中，還包含步驟，所述錯誤計(jì)數(shù)器在每個錯誤計(jì)數(shù)周期內(nèi)將所述錯誤次數(shù)清零一次。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的主要區(qū)別在于，采用錯誤檢測和計(jì)數(shù)機(jī)制來自動監(jiān)測鏈路狀態(tài)，然后對預(yù)設(shè)錯誤門限比較判斷是否啟動切換，能夠自動實(shí)現(xiàn)鏈路切換，加快反映速度和切換速度；通過對校驗(yàn)錯誤和接口失鎖的檢測和單位時間內(nèi)的錯誤計(jì)數(shù)來監(jiān)測鏈路，能精確的獲知鏈路工作狀態(tài)，保證鏈路故障時得到及時切換；設(shè)置切換時延，保證前一次切換后一定時延內(nèi)不再發(fā)生切換，避免鏈路頻繁切換；通過同時對主備鏈路的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并由此決策如何進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)了主備鏈路之間的相互切換機(jī)制。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即自動監(jiān)測和切換決策機(jī)制實(shí)現(xiàn)了鏈路自動切換，對比現(xiàn)有的被動切換，能夠明顯加快反映速度和切換速度，從而提高系統(tǒng)可靠性；由單位時間內(nèi)校驗(yàn)錯誤和接口失鎖的故障情況計(jì)數(shù)監(jiān)測，提供了精確的鏈路狀態(tài)反映，保證了切換的有效性和及時性，從而保證了業(yè)務(wù)鏈路的連續(xù)；切換延時的設(shè)置有效避免了因系統(tǒng)故障或鏈路異常引起的頻繁切換，提高了鏈路切換機(jī)制的穩(wěn)定性；主備鏈路相互切換機(jī)制提高了切換效率，簡化了切換裝置，降低系統(tǒng)復(fù)雜度。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置組成框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)中鏈路切換方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
鑒于目前通信系統(tǒng)中被動切換的費(fèi)時、反映慢等缺點(diǎn)，本發(fā)明通過鏈路狀態(tài)監(jiān)測和切換決策控制來實(shí)現(xiàn)自動切換，由鏈路監(jiān)測來精確獲取鏈路的實(shí)時工作狀況信息，由切換決策控制機(jī)制來根據(jù)判斷切換條件實(shí)施切換。自動切換的方式具有反映及時、切換迅速的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明還設(shè)置了鏈路錯誤監(jiān)測機(jī)制，是通過對鏈路通信中單位時間內(nèi)校驗(yàn)錯誤的計(jì)數(shù)和接口失鎖的判斷來描述鏈路工作狀況的，能夠?qū)︽溌吠ㄐ刨|(zhì)量有精確的反映，有助于自動切換的效率提高。
此外本發(fā)明還在切換決策控制中加入了切換延時保證機(jī)制，即在前一次切換之后的一定延時之內(nèi)不進(jìn)行任何切換，這樣可以有效避免由于通信故障或者鏈路異常引起的頻繁而無效的切換，從而避免因鏈路切換帶來的潛在不穩(wěn)定性。
考慮到主備鏈路相互備份的特殊情況，在切換控制中引入主備相互倒換的切換判斷機(jī)制，使得主備鏈路相互倒換可以簡單地實(shí)現(xiàn)。
圖1示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置組成框圖。首先包含三個最基本的模塊是錯誤計(jì)數(shù)器、比較器和切換控制器。
其中錯誤計(jì)數(shù)器用于計(jì)算待切換鏈路的出錯次數(shù)，接收輸入待切換鏈路的出錯信息，輸出出錯次數(shù)給比較器；比較器用于判斷所述待切換鏈路的出錯次數(shù)是否超過預(yù)設(shè)的出錯門限，如果是產(chǎn)生有效的出錯超限信號，接收輸入出錯次數(shù)，輸出出錯超限信號給切換控制器；切換控制器用于根據(jù)切換條件和所述出錯超限信號判斷是否切換并輸出切換控制信號，接收輸入所述出錯超限信號，輸出切換控制信號。
可見該基本構(gòu)成實(shí)現(xiàn)了根據(jù)輸入的鏈路狀態(tài)信息來決策是否進(jìn)行切換，并產(chǎn)生切換控制信號實(shí)施鏈路切換，已經(jīng)能夠完成自動切換的基本功能。而且可以根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置來進(jìn)行切換決策判斷。
出錯門限的設(shè)定可以由系統(tǒng)設(shè)置，比如由CPU設(shè)定，此參數(shù)的意義在于當(dāng)錯誤程度大于該門限時，允許選擇更合適的鏈路，如果鏈路錯誤程度小于門限，則不會進(jìn)行切換。
根據(jù)上報(bào)的鏈路狀態(tài)信息，在單位時間內(nèi)進(jìn)行檢測和統(tǒng)計(jì)，該統(tǒng)計(jì)結(jié)果通過比較器與CPU設(shè)定的門限進(jìn)行比較，大于門限時比較器輸出有效信號，比如高電平，否則為低電平。該比較結(jié)果即出錯超限信號，指示鏈路已經(jīng)出現(xiàn)故障。
注意到由于錯誤統(tǒng)計(jì)是按單位時間進(jìn)行的，因此在本發(fā)明的第二實(shí)施例中錯誤計(jì)數(shù)器要進(jìn)行周期清零，如圖中所示，通過一個周期信號的輸入，錯誤計(jì)數(shù)器將錯誤次數(shù)在每個錯誤計(jì)數(shù)周期內(nèi)清零一次。
另外在本發(fā)明第三實(shí)施例中考慮其它切換條件可能在當(dāng)前時刻無法滿足等情況而造成錯過切換時機(jī)，在比較器輸出出錯超限信號進(jìn)行了保持，即比較器在出錯次數(shù)超過出錯門限時，輸出出錯超限信號并保持一個比較周期，這樣在這個比較周期內(nèi)一旦切換條件滿足就可以引發(fā)切換。比較結(jié)果也每隔一個比較周期內(nèi)刷新一次?？梢酝ㄟ^觸發(fā)鎖存器實(shí)現(xiàn)輸出保持和更新，如圖所示在比較器輸入一個周期刷新信號。
在本發(fā)明的第四實(shí)施例中在裝置前端設(shè)置錯誤檢測器，專門用于根據(jù)鏈路信息檢測鏈路出錯情況。錯誤檢測器用于檢測待切換鏈路的錯誤情況，包含校驗(yàn)錯誤情況和接口失鎖情況兩種，生成待切換鏈路的出錯信息，并輸出給錯誤計(jì)數(shù)器由其進(jìn)行錯誤統(tǒng)計(jì)。這里校驗(yàn)錯誤可以是鏈路通信中的奇偶校驗(yàn)、循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check，簡稱“CRC”)等；接口失鎖即比如某些高速接口器件工作異常指示。
可見錯誤檢測器的設(shè)置能夠很好的檢測到校驗(yàn)錯和接口異常這兩種鏈路通信中基本的錯誤，精確反映鏈路通信質(zhì)量，有效監(jiān)測鏈路異常情況，給之后的鏈路自動切換提供有效的信息。
但是由于錯誤檢測的兩種情況計(jì)量方式不同，比如校驗(yàn)錯誤是按照出錯次數(shù)計(jì)算，而接口失鎖則沒有次數(shù)的概念，一旦失鎖一般情況下就是異常情況，如何有機(jī)地整合兩種出錯信息是本發(fā)明的關(guān)鍵問題之一。在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，校驗(yàn)錯誤按次數(shù)計(jì)數(shù)，接口失鎖按時間計(jì)數(shù)，這樣就能夠統(tǒng)一計(jì)算出錯次數(shù)。當(dāng)所述錯誤檢測器檢測到一次校驗(yàn)錯誤情況時，錯誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次；而當(dāng)錯誤檢測器檢測到接口失鎖情況并維持一個失鎖計(jì)數(shù)周期的時長時，錯誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。
如圖所示，分別采用校驗(yàn)錯誤檢測器和接口失鎖檢測器檢測兩種異常情況。其中鏈路的偶校驗(yàn)檢測實(shí)現(xiàn)方法如下，對基本幀內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行偶校驗(yàn)判斷，如果校驗(yàn)錯，則輸出單位時鐘周期的脈沖信號，否則為恒定低電平；而接口失鎖檢測器在高速接收器件失鎖時，輸出指示信號為高電平，鎖定時為低電平。需要提及的是，這里校驗(yàn)判斷過程和失鎖檢測都是由同一個時鐘驅(qū)動的，因此每個時鐘周期內(nèi)進(jìn)行一次校驗(yàn)判斷，如果校驗(yàn)出錯則該時鐘周期輸出高電平，否則低電平；同樣的如果接口失鎖則連續(xù)輸出高電平。這兩個信號經(jīng)過或門合成為一個信號，容易推得該信號應(yīng)該是在校驗(yàn)出錯時輸出一個周期的高電平，而失鎖時連續(xù)輸出高電平?；蜷T輸出信號在之后的錯誤計(jì)數(shù)器被計(jì)數(shù)，該計(jì)數(shù)方法就是在同樣的每個周期內(nèi)計(jì)數(shù)，如果該周期為高電平則計(jì)數(shù)增一，可見計(jì)數(shù)結(jié)果即相當(dāng)于校驗(yàn)出錯次數(shù)或者接口失鎖時長(以時鐘周期為單位)。該技術(shù)細(xì)節(jié)具體給出了一種高效實(shí)現(xiàn)聯(lián)合計(jì)數(shù)的方法。
事實(shí)上在應(yīng)用中還有一個問題通信系統(tǒng)是由各種功能模塊聯(lián)合協(xié)作完成工作的，一旦其中某個模塊出現(xiàn)故障將涉及其它模塊，因此鏈路異常的情況也有可能是其它問題。類似這種情況，就有可能導(dǎo)致鏈路異常而無法通過切換來解決，于是就會導(dǎo)致主備鏈路來回不停切換。其它還有網(wǎng)絡(luò)流量震動都會導(dǎo)致鏈路頻繁切換。鏈路頻繁切換是應(yīng)該避免的現(xiàn)象，它會導(dǎo)致通信系統(tǒng)性能降低。
為了解決這一問題，本發(fā)明的第五實(shí)施例中引入切換延時作為切換條件之一，即前一次切換必須保持一定切換延時之后才允許下一次切換。切換延時器，用于在發(fā)生切換后產(chǎn)生延時，輸入所述切換控制信號，當(dāng)發(fā)生切換時觸發(fā)開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到延時的時長后，產(chǎn)生有效的切換延時信號，輸出到切換控制器，僅當(dāng)所述切換延時信號有效時，切換條件才能滿足。
如圖所示切換延時器由切換控制器的輸出信號觸發(fā)，一旦切換開始，則同時觸發(fā)延時器開始計(jì)數(shù)，在計(jì)數(shù)完成之前輸出的信號同時作為切換條件輸入切換控制器，該信號使能切換控制器。只有在計(jì)數(shù)完成即時延超時后才能繼續(xù)發(fā)生切換。系統(tǒng)先對切換時延長度進(jìn)行設(shè)定，利用切換控制器輸出的切換啟動信號生成一個脈沖信號，該脈沖信號觸發(fā)切換延時器對單位定時脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)達(dá)到某一個值時(即設(shè)定的時延)，說明前一次切換時間已經(jīng)過去一定時延，此時允許下一次切換產(chǎn)生。比如，當(dāng)取單位時間為10ms時，可以取100個計(jì)數(shù)單位作為時延即兩次切換的間隔至少間隔1s。
在本發(fā)明的第六實(shí)施例中，以切換目的鏈路正常作為切換條件之二。如圖所示，切換目的鏈路狀態(tài)信息輸入到切換控制器，僅當(dāng)切換目的鏈路狀態(tài)正常時，切換條件才能滿足。具體實(shí)現(xiàn)時，可以設(shè)定主備份單板可用情況的指示信息，該信息由CPU配置給單板芯片。如果主備份單板都為可用，那么才有可能對單板上的鏈路進(jìn)行快速最優(yōu)切換，否則，只選擇可用單板上的鏈路。在工作中，只有在切換目的鏈路可用時才能切換，否則即使切換了也無法工作。
在本發(fā)明的第六實(shí)施例中，以切換使能信號作為切換條件之三。如圖所示，設(shè)置切換使能信號并輸入切換控制器，僅當(dāng)切換使能信號有效時，切換條件才能滿足。該信號由CPU生成，只有在正常工作模式下，比如切換模式為自主切換模式，才允許對上游單板進(jìn)行自主切換。這樣切換的最高控制權(quán)還是在系統(tǒng)手中，可以保證系統(tǒng)安全。
在實(shí)際應(yīng)用中，用到最多的是主備兩條鏈路的相互切換以保證鏈路暢通。一開始兩條鏈路均為正?？捎?，由其中一條鏈路工作，成為主用鏈路，空閑的稱為備用鏈路。當(dāng)主用出現(xiàn)故障，則切換到備用上，兩者關(guān)系顛倒。之后維護(hù)人員對備用鏈路進(jìn)行維護(hù)，備用正常之后，即可以繼續(xù)作為備份。這樣兩條鏈路就可能要相互切換。
鑒于此，在本發(fā)明的第六實(shí)施例中，特別給出了主備鏈路相互切換的特殊配置。這需要對切換目的鏈路(也即第二條鏈路)設(shè)置第二個錯誤計(jì)數(shù)器和第二個比較器，當(dāng)然也需要其它設(shè)置，即對兩條鏈路設(shè)置同樣的鏈路狀況統(tǒng)計(jì)和比較設(shè)備。然后第二個比較器輸出的出錯超限信號和第一個出錯超限信號同時輸出到一個切換控制器中。這時需要切換控制器根據(jù)兩者信號來作出相互切換的判斷。
切換控制器根據(jù)切換條件、針對第一個出錯超限信號和第二個出錯超限信號，按以下準(zhǔn)則產(chǎn)生切換控制信號如果第一個出錯超限信號有效且第二個出錯超限信號無效，說明第一條鏈路故障而第二條鏈路正常，則產(chǎn)生切換控制信號，通知從第一條鏈路切換到第二條鏈路。
如果第二個出錯超限信號有效且第一個出錯超限信號無效，說明第二條鏈路故障而第一條鏈路正常，則產(chǎn)生切換控制信號，通知從第一條鏈路切換到第二條鏈路；否則，產(chǎn)生切換控制信號，否決任何切換。其它情況包括兩條鏈路都正?；蛘叨脊收希@樣的情況都不需發(fā)生切換。
具體技術(shù)細(xì)節(jié)如下所述對當(dāng)前鏈路的比較輸出結(jié)果與另外一條鏈路的比較結(jié)果以及切換時間允許信號、CPU配置的使能信號進(jìn)行組合判斷，可以得到是否允許切換的使能信號如果當(dāng)目前使用鏈路的比較輸出結(jié)果為低電平，則不管其他條件如何，均不能發(fā)生切換。即在當(dāng)前使用的鏈路為好的情況下，不管其他鏈路狀態(tài)如何，都不能發(fā)生切換；如果當(dāng)前使用鏈路的比較結(jié)果與另外一條鏈路的比較結(jié)果均為高電平，則不能進(jìn)行切換。即在兩條鏈路均為壞的情況下，保持當(dāng)前的狀態(tài)，而不能發(fā)生切換；如果當(dāng)前使用鏈路的比較結(jié)果為高電平，另外一條鏈路的比較結(jié)果為低電平，鏈路狀態(tài)為工作模式且處于自主切換，同時距離上次的切換時間上已經(jīng)隔一定時延，則允許發(fā)生切換。
最后，在本發(fā)明的第七實(shí)施例中，兼容了被動切換模式。即系統(tǒng)可選擇切換模式為被動還是自動。鏈路切換裝置服從系統(tǒng)控制，任意時刻鏈路切換權(quán)可由系統(tǒng)接管。配置分為自動切換模式和被動切換模式。如果為被動模式，則CPU可以直接選擇主用和備用鏈路，不受其它限制，即此時CPU的優(yōu)先級最高；如果為自動切換模式，則允許自動檢測選擇，即按照圖1示出的裝置快速選擇最優(yōu)鏈路。
由上面給出的鏈路切換裝置的描述，下面總結(jié)并詳細(xì)給出該裝置操作過程的流程步驟。對應(yīng)上述鏈路切換裝置的鏈路切換方法的流程如圖2所示。
首先在步驟201中，錯誤檢測器檢測待切換鏈路的出錯情況，生成出錯信息輸出給錯誤計(jì)數(shù)器。這里出錯情況就是前面所述的校驗(yàn)錯誤情況和接口失鎖情況。
接著在步驟202中，錯誤計(jì)數(shù)器根據(jù)輸入的待切換鏈路的出錯信息統(tǒng)計(jì)其出錯次數(shù)。前面已提及，由于兩種出錯情況形態(tài)不同，因此應(yīng)該采用一種統(tǒng)一計(jì)數(shù)的方法，這里錯誤檢測器周期性觸發(fā)檢測，如果檢測到待切換鏈路處于校驗(yàn)錯誤或接口失鎖狀態(tài)，則該錯誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。
然后在步驟203中，比較器比較來自錯誤計(jì)數(shù)器的出錯次數(shù)和系統(tǒng)預(yù)設(shè)的出錯門限，如果出錯次數(shù)超過該出錯門限則輸出有效的出錯超限信號，指示待切換鏈路出錯超限，告知切換控制器可以觸發(fā)切換了。
在接下來的步驟中，切換控制器收到出錯超限信號后，就要判斷切換條件是否滿足，如果三個切換條件均滿足，則判斷結(jié)果輸出相應(yīng)切換控制信號以執(zhí)行鏈路切換。關(guān)于這三個切換條件的產(chǎn)生和判斷如下所述。
在步驟204中，切換控制器判斷切換延時信號是否有效，如果有效則進(jìn)入步驟205繼續(xù)判斷第二個切換條件，否則切換條件不能滿足，立即否決切換。
這里的切換延時信號是這樣產(chǎn)生的切換延時器輸入的切換控制信號，當(dāng)發(fā)生切換時向切換控制器輸出無效的切換延時信號，同時觸發(fā)開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到切換延時的時長后，才向切換控制器輸出有效的切換延時信號。這樣便保證了切換控制器在切換后的一定時延內(nèi)不再進(jìn)行切換，有效避免振動。
在步驟205中，切換控制器根據(jù)輸入的切換目的鏈路狀態(tài)信息判斷所述切換目的鏈路狀態(tài)是否正常，如果正常則進(jìn)入步驟206繼續(xù)判斷第三個切換條件，否則說明目的鏈路也無法工作，切換條件不能滿足，立即否決切換。
在步驟206中，切換控制器最后再根據(jù)輸入的切換使能信號判斷切換條件是否滿足，如果是，則在步驟207中發(fā)送控制信號啟動切換，否則否決切換。
另外，對于主備鏈路相互切換的特殊配置情況，其操作方法中首先多出一系列的針對另一條鏈路的步驟第二個錯誤計(jì)數(shù)器和第二個比較器，針對第二條鏈路進(jìn)行錯誤計(jì)數(shù)和比較輸出，同時第二個比較器輸出的出錯超限信號也輸出到同一個切換控制器；然后由切換控制器統(tǒng)一判斷兩條鏈路的狀態(tài)和切換條件來產(chǎn)生切換信號，切換信號產(chǎn)生具體準(zhǔn)則前面已經(jīng)述及。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述實(shí)施例描述中所采用的周期長度、信號形式等用于舉例說明發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)細(xì)節(jié)可以由其它類似方式實(shí)現(xiàn)，也能實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的而不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了以下標(biāo)準(zhǔn)最快切換——一旦出現(xiàn)問題，在單位時間內(nèi)整個裝置即完成檢測到判決的過程，即可啟動切換，故切換反映時間小于等于單位時間；最少切換——初始選擇一個鏈路后，如果該鏈路在工作過程中出現(xiàn)問題，會切換到另一個鏈路，當(dāng)前面使用的鏈路故障恢復(fù)后，不會再切換回前面的鏈路；頻繁切換抑制——不會進(jìn)行頻繁切換，以上設(shè)計(jì)控制切換時間會大于設(shè)定的時延，避免鏈路不穩(wěn)定；固定使用——如果兩個鏈路都是正常，缺省會工作在一個固定的鏈路上。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，包含錯誤計(jì)數(shù)器，比較器，切換控制器，其中，所述錯誤計(jì)數(shù)器用于根據(jù)輸入的待切換鏈路的出錯信息，計(jì)算并輸出該待切換鏈路的出錯次數(shù)；所述比較器用于比較來自所述錯誤計(jì)數(shù)器的出錯次數(shù)和預(yù)設(shè)的出錯門限，如果出錯次數(shù)超過該出錯門限則輸出有效的出錯超限信號；所述切換控制器用于根據(jù)切換條件和來自所述比較器的出錯超限信號判斷是否切換并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)切換控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，還包含錯誤檢測器，用于檢測所述待切換鏈路的出錯情況，包含校驗(yàn)錯誤情況和接口失鎖情況，生成所述待切換鏈路的出錯信息，并輸出給所述錯誤計(jì)數(shù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，所述錯誤檢測器周期性觸發(fā)檢測，如果檢測到所述待切換鏈路處于校驗(yàn)錯誤或接口失鎖狀態(tài)，則該錯誤計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一次。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，還包含切換延時器，用于在發(fā)生切換后產(chǎn)生延時，輸入所述切換控制信號，當(dāng)發(fā)生切換時向所述切換控制器輸出無效的切換延時信號，同時觸發(fā)開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到所述延時的時長后，向所述切換控制器輸出有效的切換延時信號，僅當(dāng)所述切換延時信號有效時，所述切換條件才能滿足。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，切換目的鏈路狀態(tài)信息輸入到所述切換控制器，僅當(dāng)所述切換目的鏈路狀態(tài)正常時，所述切換條件才能滿足。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，設(shè)置切換使能信號并輸入所述切換控制器，僅當(dāng)所述切換使能信號有效時，所述切換條件才能滿足。
7.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，還包含針對所述切換目的鏈路的第二個所述錯誤計(jì)數(shù)器和第二個所述比較器，第二個所述比較器輸出的出錯超限信號輸出到所述切換控制器；所述切換控制器根據(jù)所述切換條件、針對所述待切換鏈路的第一個所述出錯超限信號和針對所述切換目的鏈路的第二個所述出錯超限信號，按以下準(zhǔn)則產(chǎn)生切換控制信號如果第一個所述出錯超限信號有效且第二個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述待切換鏈路切換到所述切換目的鏈路；如果第二個所述出錯超限信號有效且第一個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述切換目的鏈路切換到所述待切換鏈路；否則，產(chǎn)生切換控制信號，否決任何切換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一條權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，所述錯誤計(jì)數(shù)器將所述錯誤次數(shù)在每個錯誤計(jì)數(shù)周期內(nèi)清零一次。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一條權(quán)利要求所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置，其特征在于，所述比較器在所述出錯次數(shù)超過所述出錯門限時，輸出所述出錯超限信號并保持一個比較周期。
10.一種通信系統(tǒng)中鏈路切換方法，其特征在于，包含以下步驟，錯誤計(jì)數(shù)器根據(jù)輸入的待切換鏈路的出錯信息，計(jì)算并輸出該待切換鏈路的出錯次數(shù)；比較器比較來自所述錯誤計(jì)數(shù)器的出錯次數(shù)和預(yù)設(shè)的出錯門限，如果出錯次數(shù)超過該出錯門限則輸出有效的出錯超限信號；切換控制器根據(jù)切換條件和來自所述比較器的出錯超限信號判斷是否切換并根據(jù)判斷結(jié)果輸出相應(yīng)切換控制信號以執(zhí)行鏈路切換。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換方法，其特征在于，還包含步驟，錯誤檢測器檢測所述待切換鏈路的出錯情況，包含校驗(yàn)錯誤情況和接口失鎖情況，生成所述待切換鏈路的出錯信息，并輸出給所述錯誤計(jì)數(shù)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換方法，其特征在于，還包含步驟，切換延時器根據(jù)輸入的所述切換控制信號，判斷并在發(fā)生切換時向所述切換控制器輸出無效的切換延時信號，同時觸發(fā)開始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到切換延時的時長后，向所述切換控制器輸出有效的切換延時信號；其中，僅當(dāng)所述切換延時信號有效時，所述切換條件才能滿足。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換方法，其特征在于，還包含步驟，第二個所述錯誤計(jì)數(shù)器和第二個所述比較器，針對所述切換目的鏈路，進(jìn)行錯誤計(jì)數(shù)和比較輸出，同時第二個所述比較器輸出的出錯超限信號也輸出到所述切換控制器；所述切換控制器根據(jù)所述切換條件、針對所述待切換鏈路的第一個所述出錯超限信號和針對所述切換目的鏈路的第二個所述出錯超限信號，按以下準(zhǔn)則產(chǎn)生切換控制信號如果第一個所述出錯超限信號有效且第二個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述待切換鏈路切換到所述切換目的鏈路；如果第二個所述出錯超限信號有效且第一個所述出錯超限信號無效，產(chǎn)生切換控制信號，通知從所述切換目的鏈路切換到所述待切換鏈路；否則，產(chǎn)生切換控制信號，否決任何切換。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13中任一項(xiàng)所述的通信系統(tǒng)中鏈路切換方法，其特征在于，還包含步驟，所述錯誤計(jì)數(shù)器在每個錯誤計(jì)數(shù)周期內(nèi)將所述錯誤次數(shù)清零一次。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)中的鏈路備份和控制，公開了一種通信系統(tǒng)中鏈路切換裝置及其方法，使得通信設(shè)備能及時根據(jù)鏈路狀況快速有效地進(jìn)行鏈路切換，保證通信業(yè)務(wù)連續(xù)性不受影響。本發(fā)明中，采用錯誤檢測和計(jì)數(shù)機(jī)制來自動監(jiān)測鏈路狀態(tài)，然后對預(yù)設(shè)錯誤門限比較判斷是否啟動切換，能夠自動實(shí)現(xiàn)鏈路切換，加快反映速度和切換速度；通過對校驗(yàn)錯誤和接口失鎖的檢測和單位時間內(nèi)的錯誤計(jì)數(shù)來監(jiān)測鏈路，能精確的獲知鏈路工作狀態(tài)，保證鏈路故障時得到及時切換；設(shè)置切換時延，保證前一次切換后一定時延內(nèi)不再發(fā)生切換，避免鏈路頻繁切換；通過同時對主備鏈路的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，并由此決策如何進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)了主備鏈路之間的相互切換機(jī)制。
文檔編號H04B1/74GK1859020SQ200510028850
公開日2006年11月8日 申請日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者何亞波, 孟慶峰 申請人:上海華為技術(shù)有限公司