CN102572618B - 一种基于g.709的多级复用路由控制方法和网关网元 - Google Patents

一种基于g.709的多级复用路由控制方法和网关网元 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于G.709的多级复用路由控制方法，包括：网关网元在链路状态广播数据包中携带所述网关网元的多级复用能力约束信息，并通过路由协议将所述网关网元的多级复用能力约束信息广播到所述网关网元所在的路由域或路径计算实体，以通过所述网关网元实现光传送网的多级复用配置与管理；所述多级复用能力约束信息包括与该网关网元连接的链路的端口所支持的复用层次以及适配能力信息。本发明还提供一种网关网元。

Description

一种基于G.709的多级复用路由控制方法和网关网元
技术领域
本发明属于光网络传输领域，尤其涉及一种光传送网自动交换光网络中，基于G.709的复用路由控制方法和网关网元。
背景技术
光传送网(OTN)是在1999年为解决高速TDM(Time DivisionMultiplexing，时分复用)信号的大容量传送问题而提出的一种“数字包封”技术。2003版定义的OTN可以为客户层信号提供传送、复用、保护和监控管理等功能，所支持的客户层信号主要是STM-N(同步传输模式)、ATM(异步传输模式)和通过GFP(通用组帧程序)映射支持的以太网信号，其定义的速率等级为2.5G、10G和40G。随着传送网络承载信号的互联网协议(IP)化以及10G LAN接口的普及，10GE(万兆以太网)在OTN上的承载成为一个重要问题，因此国际电信联盟(ITU-T)于2007年开发了对G.709的补充标准(G.sup43)，定义了OTN传送10GE信号的方式。
传统OTN的复用体系非常简单，速率等级为2.5G，10G和40G，分别对应光通道数据单元(ODU)1，ODU2和ODU3。CBR(Constant Bit Rate，固定码率)的业务采用异步映射(AMP)或者比特同步映射(BMP)方式映射到相应的ODUk，Packet(分组)业务采用GFP方式映射到ODUk，这些ODUk再映射到相应的光通道传输单元OTUk中。当然，低速率等级的ODU也可复用到高速率等级的ODU中，如图1所示。
为了适应多业务，OTN引入了新的概念HO(High Order，高阶)ODU和LO(Low Order，低阶)ODU，如图2所示，图2中从左边数起，第一列是LO ODU，每个框中的速率等级，比如ODU3，都标示为ODU3(L)，L即是Low Order；第二列是高阶，每个框中的速率等级，比如ODU3，都标示为ODU3(H)，H即是High Order。HO/LO与同步数字体系(SDH)中的高阶/低阶容器的概念是一致的，LO ODU相当于业务层用于适配不同速率和不同格式的业务，HO ODU相当于隧道层用于提供一定带宽的传送能力，这种层次化的结构支持业务板卡与线路板卡分离，从而可为网络部署带来更大的灵活性和经济性。
G.709修订(Amendment)3和G.sup 43相对于2003年的G.709，发生了很大的变化，它引入了新的信号类型，包括ODU0、ODU2e、ODU3e1、ODU3e2、灵活的ODU(ODUflex)以及ODU4。首先引入了一个速率为1.244Gb/s的新的光通道数据单元ODU0，ODU0可以独立进行交叉连接，也可映射到高阶ODU中(如ODU1、ODU2、ODU3和ODU4)。为了适应将来100GE业务的传送，引入了ODU4，速率为104.355Gb/s。
ODU1映射到ODU2、ODU3以及ODU2映射到ODU3保持原G.709版本的2.5G支路时序映射复用方式，增加ODU1映射到ODU2和ODU3的1.25G支路时序，增加ODU2映射到ODU3的1.25G支路时序；其他新的速率(ODU0、ODU2e、ODUflex)映射到ODU1、ODU2、ODU3、ODU4都采用1.25G支路时序映射复用方式。根据G.sup 43，ODU2e可以映射到ODU3e1的2.5G支路时序，ODU2e还可以映射到ODU3e1的1.25G支路时序。大多数的低阶ODU在高阶里具有相同的支路时序个数；然而ODU2e例外，ODU2e在ODU3需要占用9个1.25G支路时序或者5个2.5G支路时序，而ODU2e在ODU4需要占用8个1.25G支路时序。图3是G.709标准以及G.sup43标准的详细映射复用路径结构。
灵活的(Flexible)ODU的思想最初在2008年9月份ITU-T Q11/SG15中间会议和2008年12月份ITU-T SG15全会上被广泛讨论。Flexible ODU的最初想法是为任意比特速率的客户信号提供OTN的比特透明传输。ODUflex目前被期望用来支持那些不能很有效地映射到ODU2、ODU3或者ODU4的新的比特速率。ODUflex被当作一个低阶ODU；一个ODUflex占用高阶ODUk任意整数倍的支路时序个数。ODUflex带宽可动态地被调整。
目前推荐Packet ODUflex大小为:n×1.24416Gbit/s±20ppm(1≤n≤80)，而CBR ODUflex大小为客户信号速率的239/238倍。新定义的ODUflex不再为已经映射到ODU0、ODU1、ODU2和ODU3的客户信号提供映射。对于CBR客户信号，首选通过BMP将客户信号映射到ODUflex，ODUflex速率为客户信号速率的239/238倍(客户信号速率2.5G以上)，对于分组业务客户信号，目前讨论使用GFP将客户信号映射到ODUflex；ODUflex＝n*1.24416G，其中1≤n≤80；ODUflex比特速率为高阶ODUk的支路时序个数的整数倍。
在2003年版本G.709标准发布后，经过几年的发展，OTN设备被大量地部署，而最新的G.709标准又发生了很大的变化，新部署的OTN设备加载控制平面后，一条端到端的标签交换路径可能同时控制很多旧设备与新设备，旧设备只能支持2.5G支路时序单元，而新设备既可以支持2.5G支路时序单元又可以支持1.25G支路时序单元；一条端到端标签交换路径经过旧设备与新设备时，管理端到端业务时所涉及到的互联互通，成为一个现实存在的技术问题。
如图4所示，该网络已经部署的OTN网络，OTN网络中的所有节点设备实现都基于2003年发布G.709标准版本，网络里的每个节点不支持ODU0和ODUflex，而且基于2.5G支路时序。随着数据业务的大量应用，运营商需要在现有网络里引入ODU0和ODUflex应用，将ODU0和ODUflex应用引入现有网络时，存在支持1.25G支路时序(TS)的网络与已经部署的支持2.5GTS网络互通的问题，如果没有其他技术引入，运营商不得不升级现有网络中的所有节点以支持ODU0和ODUflex，这将势必破坏运营商已经投资的OTN网络。
一条端到端的ODUk业务可能同时经过很多旧设备与新设备，旧设备只能支持2.5G支路时序单元，而新设备既可以支持2.5G支路时序单元又可以支持1.25G支路时序单元；一条端到端ODUk经过旧设备与新设备时，管理端到端业务时所涉及到的互联互通，成为一个现实存在的技术问题。同时，还存在将ODU0和ODUflex业务引入OTN网络，并与已经部署的网络进行互联互通的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是光传送网自动交换光网络中，基于G.709的多级复用路由控制方法和网关网元。
本发明提供一种基于G.709的多级复用路由控制方法，包括：
网关网元在链路状态广播数据包中携带所述网关网元的多级复用能力约束信息，并通过路由协议将所述网关网元的多级复用能力约束信息广播到所述网关网元所在的路由域或路径计算实体，以通过所述网关网元实现光传送网的多级复用配置与管理；所述多级复用能力约束信息包括与该网关网元连接的链路的端口所支持的复用层次以及适配能力信息。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述网关网元的多级复用能力约束信息为所述网关网元根据检测自身节点的单板和端口信息生成；或者为所述网关网元接收管理平面配置得到。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议(OSPF-TE)或者基于流量工程的中间系统与中间系统(IS-IS-TE)。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，使用扩展的接口交换能力描述符携带所述多级复用能力约束信息，其中，所述扩展的接口交换能力描述符包括带宽信息字段和具体交换能力信息字段，所述具体交换能力信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的信号类型及复用层次信息，所述带宽信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的各级信号类型的带宽信息。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述接口交换能力描述符还携带信号类型字段；
所述信号类型字段指示为ODUj时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，直接复用进OTUj的ODUj可用个数，以及，优先级px下，复用进更高速率的ODUk的ODUj的可用个数，所述ODUj为非ODUflex的ODU信号；或者，
所述信号类型字段指示为ODUflex复用进其他信号时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，可用的支路时序个数，以及，优先级px下，支路时序的最大个数，其中，x＝0,…,N-1，N为自然数。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述N＝8，j＝0,1,2,3,4,2e。
进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述具体交换能力信息字段包括多级复用层数个数字段和M个子字段，其中：
多级复用层数个数字段，表示ODUj信号映射进ODUk，且k>j时，所支持的多级复用层次个数；
所述M个子字段中，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力的个数，其中：
所述多级复用层数信息字段，用于指示一个多级复用的层数；
所述多级复用信号类型信息字段，用于指示一个多级复用的各信号类型及复用关系。
本发明还提供一种网关网元，其中：
所述网关网元设置为：在链路状态广播数据包中携带所述网关网元的多级复用能力约束信息，并通过路由协议将所述网关网元的多级复用能力约束信息广播到所述网关网元所在的路由域或路径计算实体，所述多级复用能力约束信息包括与该网关网元连接的链路的端口所支持的复用层次以及适配能力信息。
进一步的，上述网关网元还可具有以下特点，所述网关网元还设置为：根据检测自身节点的单板和端口信息生成所述多级复用能力约束信息；或者接收管理平面所配置的多级复用能力约束信息。
进一步的，上述网关网元还可具有以下特点，所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议OSPF-TE或基于流量工程的中间系统与中间系统IS-IS-TE。
进一步的，上述网关网元还可具有以下特点，所述网关网元，用于使用扩展的接口交换能力描述符携带所述多级复用能力约束信息，其中，所述扩展的接口交换能力描述符包括带宽信息字段和具体交换能力信息字段，所述具体交换能力信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的信号类型及复用层次信息，所述带宽信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的各级信号的带宽信息。
进一步的，上述网关网元还可具有以下特点，所述接口交换能力描述符还携带信号类型字段；
所述信号类型字段指示为ODUj时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，直接复用进OTUj的ODUj可用个数，以及，优先级px下，复用进更高速率的ODUk的ODUj的可用个数，所述ODUj为非ODUflex的ODU信号；或者，
所述信号类型字段指示为ODUflex复用进其他信号时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，可用的支路时序个数，以及，优先级px下，支路时序的最大个数，其中，x＝0,…,N-1，N为自然数。
进一步的，上述网关网元还可具有以下特点，所述N＝8，j＝0,1,2,3,4,2e。
进一步的，上述网关网元还可具有以下特点，所述具体交换能力信息字段包括多级复用层数个数字段和M个子字段，其中：
多级复用层数个数字段，表示ODUj信号映射进ODUk，且k>j时，所支持的多级复用层次个数；
所述M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力的个数，其中：
所述多级复用层数信息字段，用于指示一个多级复用的层数；
所述多级复用信号类型信息字段，用于指示一个多级复用的各信号类型及复用关系。
本发明提供的方法，实现了多级复用控制。
附图说明
图1是2003年出版的G.709标准所具有的映射复用结构；
图2是G.709Amendment3和G.sup 43标准所具有的映射复用结构；
图3是G.709标准以及G.sup43标准的详细映射复用结构；
图4是运营商已经投资部署完毕的OTN网络，该网络里的每个节点设备实现都基于2003年发布的G.709标准，网络里的每个节点不支持ODU0和ODUflex，而且基于2.5G支路时序；
图5是为了将支持ODU0和ODUflex信号的OTN设备加入到图4所示的现有的网络时，引入网关网元，网关网元支持多级复用的网络结构。由于引入网关网元，从而无需更新现有网络里的每个节点；
图6是基于隧道的网络设计的一个OTN网络结构图，引入网关网元(Gateway)，将ODU0和ODUflex首先复用到ODU2或者ODU3以最小化需要在中间节点创建的连接数量；
图7是为了将支持ODU0和ODUflex信号的OTN设备加入到图4所示的现有的网络时，引入网关网元，网关网元支持多级复用的网络结构。每个网关网元支持的多级复用能力不相同；
图8是本发明提出的一种多级复用约束子类型长度值(Multi StagesMultiplex Constraints Sub-TLV)的编码图；
图9是为了将支持ODU0和ODUflex信号的OTN设备加入到图4所示的现有的网络时，引入网关网元后的网络架构图；
图10是Gateway 1通过基于流量工程的开放最短路径优先协议(OSPF-TE)协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV的编码示意图；
图11是Gateway 3通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV的编码示意图；
图12是Gateway 4通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV的编码示意图；
图13是运营商又投资建设了一个10G、一个40G和一个100GOTN网络，与基于图9的OTN网络进行互联而组成的一个OTN网络示意图；
图14是Gateway 5通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里的编码示意图；
图15是Gateway 7通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里的编码示意图；
图16是一个提供多级复用能力的OTN节点内部结构图；
图17是一种表示图16多级复用能力的表示方法；
图18是针对图17的表示方法，当有三个10GigE(ODU2)业务和一个STM-16业务从网元G1加入并经过OTU3链路时，Unit1、Unit2和Unit3的多级复用适配能力将发生变化，变化后的结果；
图19是另外一种表示图16多级复用能力的表示方法；
图20是针对图19的表示方法，当有三个10GigE(ODU2)业务和一个STM-16业务从网元G1加入并经过OTU3链路时，Unit1、Unit2和Unit3的多级复用适配能力将发生变化，变化后的结果；
图21是表示多级复用的一种ISCD扩展方式，该扩展方式针对ODUk(k＝ODU0,1,2,3,4,2)；
图22是表示多级复用的一种ISCD扩展方式，该扩展方式针对ODUflex；
图23是Switching Capability-specific information的格式定义；
图24是Switching Capability-specific information的一个例子；
图25是应用了多级复用OTN网络的一个拓扑例子；
图26是A节点与B节点之间的链路通过ISCD表示的带宽信息以及多级复用信息；
图27是节点B与节点C之间的链路通过ISCD表示的带宽以及多级复用信息；
图28是节点C与节点D之间的链路通过ISCD表示的带宽以及多级复用信息；
图29是节点C与节点E之间的链路通过ISCD表示的带宽以及多级复用信息；
图30是建立源宿为A节点与D节点的一条端到端ODU0业务；
图31是建立源宿为A节点与E节点的一条端到端ODU0业务。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
OTN标准一直都支持单级ODU复用。在OTN v1里的后续结果就是ODU1直接映射到ODU3的一个支路时序，无需先映射到ODU2。该体系架构的动机是减少复杂性。在该体系架构的正常演进过程中，新增加的OTN功能被期望更高的速率，因而单级复用概念将更容易地往前被推进。(也就是说，如果速率都是往上增加的话，单级复用可能很容易继续在OTN体系架构里被使用)。将ODU0和ODUflex引入OTN层次架构里，使得新增加的ODUk信号速率都比现有速率低得多，这将带来一些不同的挑战，因为新增加的速率可以是现有速率的客户。因此，存在很清晰的应用，两级复用被期望辅助将ODU0和ODUflex信号引入到现有的网络，从而无需更新现有网络里的每个节点。在一个域里使用两级复用能够允许运营商将新速率限制应用到只有需要支持这些新速率的那些节点上。两级复用被期望用来辅助将ODU0和ODUflex信号引入到现有的网络，从而无需更新现有网络里的每个节点。但需要引入Gateway网元，支持多级复用。
本发明提出在现有网络里引入网关(Gateway)网元或者将现有某些网元升级为网关网元，在这些网关网元上实现多级复用(Multi StageMultiplexing)，以能够将ODU0和ODUflex应用引入已经部署的网络里，并解决1.25G TS的网络与已经部署的支持2.5G TS网络互联互通，完成1.25GTS信号与2.5G TS信号之间的转换。既保护运营商已有的OTN网络投资，又能够将新的ODUk应用引入到已投资的OTN网络中。
对图4所示网络进行升级得到图5所示网络，其中包含的网关网元支持两级复用，从而允许在已经部署的网络里支持ODU0/ODUflex。ODU0/ODUflex先映射到ODU1或者ODU2，紧跟着ODU1/ODU2映射到ODU3；节点4，5，6，7无需见到ODU0/ODUflex，而直接交换ODU1或者ODU2，从而保护了运营商的已有投资，又能够引入新的应用和业务，对运营商已有网络投资进行了增值。
除了网络升级场景以外，第二个潜在的二级复用应用是基于隧道的网络设计。在一个ODU4网络里，每个ODU4有80个支路时序。假设大量的ODU0和ODUflex需要3-4个支路时序。如果大量的电路业务共享相同的终端点(或者甚至整条路径的一部分)，从管理角度来看，引入网关(Gateway)网元，将ODU0和ODUflex首先复用到ODU2或者ODU3以最小化需要在中间节点创建的连接数量。ODU2/ODU3很有效地创建一条ODU0/ODUflex所使用的穿过ODU4网络的隧道。如图6所示的ODU4网络，ODU0/ODUflex只对非网关网元可见。虽然二级复用增加了网关网元的复杂性，但它减少了需要在其他非网关网元节点配置交叉连接的数目。
管理平面和控制平面利用现有技术获得OTN网络中，每条链路的详细信息，该信息包括链路支持的支路时序粒度大小、支持的支路时序最大个数(也就是链路的最大带宽)、当前链路可用的支路时序个数以及链路所能够支持的低阶信号类型。但对于图7中，位于Gateway 1与4节点以及Gateway3与7节点之间的链路，因为ODU0能够通过两级复用映射到ODU3Network2网络中(也就是ODU0可映射到ODU1或者ODU2，再将ODU1或ODU2映射到ODU3里)，所以，如果仅仅知道这些链路所支持的低阶信号是不足够用于路径计算实体计算路由，还需要知道ODU0通过什么方式映射到ODU3Network 2网络中，也就是Gateway 1和4节点以及Gateway 3和7节点之间的链路支持的多级复用能力必须让路径计算实体知道。所以，在管理平面或者控制平面计算一条端到端的ODUk业务前，必须获得网络里的网关网元的多级复用能力约束信息。另外，控制平面里的路径计算实体可通过扩展自动发现协议或者路由协议获得网元的多级复用能力。
因此，本发明提出了路径计算实体获取网关网元支持多级复用能力信息的路由控制方法，以便将网关网元引入现有OTN网络时，端到端ODUk业务的路径计算实体能够为端到端ODUk业务确定所经过的网关为网元，以及在网关网元上选择恰当的多级复用能力。
本发明提供一种基于G.709的复用路由控制方法，包括：
网关网元在链路状态广播数据包中携带其多级复用能力约束信息，通过路由协议将所述网关网元的多级复用能力约束信息广播到其所在的路由域或路径计算实体，以通过所述网关网元实现光传送网的多级复用配置与管理。所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议(OSPF-TE)或者基于流量工程的中间系统与中间系统(IS-IS-TE)。所述多级复用能力约束信息包括与该网关网元连接的链路的端口所支持的复用层次以及适配能力信息。
其中，所述网关网元的多级复用能力约束信息为所述网关网元根据检测自身节点的单板和端口信息生成的多级复用能力约束信息；或者为网关网元接收管理平面所配置的多级复用能力约束信息。其中，所述网关网元接收管理平面所配置的多级复用能力约束信息时，还校验数据平面是否支持管理平面所配置的多级复用能力。
其中，对所述路由协议进行扩展，使其支持携带多级复用能力，在链路(link)类型的链路状态广播数据包的高层类型长度值(Top Level TLV)里增加一个多级复用约束子类型长度值(Multi Stages Multiplex ConstraintsSub-TLV)，使用所述Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV携带所述网关网元的多级复用能力，所述Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV包括类型字段、长度字段、多级复用能力信息字段，其中：
所述类型字段，用于指示该子类型长度值的类型；
所述长度字段，用于指示多级复用能力信息字段的长度；
所述多级复用能力信息字段，用于指示所支持的具体的多级复用能力，所述多级复用能力信息字段中包括M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力的个数，其中：
所述多级复用层数信息字段，用于指示多级复用的层数；
所述多级复用信号类型信息字段，用于指示多级复用的各信号类型。
下面通过具体实施例进一步说明本发明。
实施例1
为了能够通过路由协议(OSPF-TE或者IS-IS-TE，基于流量工程的开放最短路径优先协议或者基于流量工程的中间系统与中间系统)将网关网元的多级复用能力信息广播到其所在的路由域里，本发明对路由信息进行了扩展。
根据现有技术和标准，rfc2370定义了不透明的(Opaque)链路状态广播(Link State Advertisement，LSA)，它根据Opaque LSA可洪泛的范围，定义了三种Opaque LSA类型，分别是9，10，11类型的LSA。11类型的OpaqueLSA可在整个AS(Autonomous System，自治系统)范围内洪泛；10类型的Opaque LSA洪泛范围不能超越该LSA所关联的边界(Area)；9类型的OpaqueLSA只能在本地网络或者子网内洪泛。rfc3630对Opaque LSA进行了扩展，定义一种新类型的LSA，以支持流量工程的LSA，rfc3630定义的流量工程(TE)LSA是一种Opaque LSA，并且只能在Area范围内洪泛。
rfc4203向rfc3630定义link(链路)类型的数据包的高层类型长度值(TopLevel TLV)里增加了4个子类型长度值(Type Length Value，TLV)，用于支持通用多协议标签交换(Generalized Multiprotocol Label Switching，
GMPLS)，包括本地/远程链路标识(Link Local/Remote Identifiers)、链路保护类型(Link Protection Type)、接口交换能力描述(Interface SwitchingCapability Descriptor)和共享风险链路组(Shared Risk Link Group)。原有rfc4203的定义如下表1所示，但rfc4203并没有加入新的Top Level TLV。
表1 rfc4203中定义的Top Level TLV
本发明提出了向rfc4203定义link的Top Level TLV里再增加一个子TLV，命名为Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV(多级复用约束子类型长度值)，如下表2所示。
表2 本发明新增子TLV
其中上述实施例中，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV的Type取值为17，也可根据需要取其他值，本发明对此不作限定。
如图8所示，本发明提出了一种Multi Stages Multiplex ConstraintsSub-TLV的编码方法，包括Type(类型)字段、Length(长度)字段和多级复用能力信息字段，其中：
Type字段，指示该对象的类型，可取值为17，此处仅为示例，也可根据需要将其他值作为类型字段的值；
Length字段，用于指示多级复用能力信息字段的长度；
多级复用能力信息字段，包括M个子字段，每个子字段指示一个多级复用能力；每个子字段中包括多级复用层数信息(Num)字段和多级复用信号类型信息(Multi Stages Multiplexing Sub-TLV)字段，分别指示多级复用的层数和多级复用的各信号类型，M为所指定的多级复用能力个数。
比如，Num 1表示支持的第一个多级复用能力的多级复用的层次，MultiStages Multiplexing Sub-TLV 1表示支持的第一个多级复用能力的多级复用的信号类型；Num 2表示支持的第二个多级复用能力的多级复用的层次，Multi Stages Multiplexing Sub-TLV 2表示支持的第二个多级复用能力的多级复用的信号类型；依此类推，Num M表示支持的第M个多级复用能力的多级复用的层次，Multi Stages Multiplexing Sub-TLV M表示支持的第M个多级复用能力的多级复用的信号类型。
下面给出Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV的一个编码方式。
Sub TLV Type为17；
Num 1字段表示支持的第一个多级复用能力(方法)信息的多级复用的层次，可使用3个比特(可根据需要使用其他比特数，本发明对比特数不作限定)表示。比如要表示ODU0-ODU2-ODU3时，Num 1填写为2，其后每4个比特位(可根据需要使用其他比特数，本发明对比特数不作限定)表示某一个ODUk(k＝0,1,2,2e,flex,3,4)，共有三组。其中信号类型的编码如下所示：
0000：ODU0
0001：ODU1
0010：ODU2
0011：ODU3
0100：ODU4
0101：ODU2e
0110：ODUflex
上述编码方式仅为示例，也可采用其他编码方式表示ODUk，本发明对此不作限定。
Num 2表示支持的第二个多级复用能力(方法)信息的多级复用的层次，比如要表示ODU0-ODU1-ODU3时，Num 2填写为2，其后每4个比特位表示某一个ODUk。
Length(长度)字段为(Num1+1)*4+(Num2+1)*4+…+(NumM+1)*4+M*3，其中M为多级复用能力个数。
实施例2
如图9所示，在图4基础上，将Gateway网元引入到现有网络，并部署根据最新版本G.709标准实现的OTN设备节点后，组成3个10G的OTN网络和一个40G的OTN网络。4个网络被划入到一个路由域。
10G的OTN网络上的每条链路支持的支路时序大小粒度为1.25G TS。其中3个10G的OTN网络通过网关(Gateway)网元Gateway 1、Gateway 3和Gateway 4与40G的OTN网络互联，之间的链路是OTU3链路。三个10G的OTN网络中每个节点支持的交换能力也不相同，其中ODU 2Network 1中的节点1、2、3、Gateway 1只支持ODU0、ODU1和ODUflex的交换能力。ODU2Network 4中、11、12、13和Gateway 4只支持ODU0、ODUflex和ODU1交换能力。ODU2Network 3中的节点8、9、10和Gateway 3只支持ODU0和ODUflex的交换能力，原因是运营商只想ODU2Network 3只负责接入1GigE(ODU0)和10GigE(ODU2/ODU2e)业务，所以只做ODU0/ODU2交换更为经济，就没有必要做ODU1的交换。其中各网关网元支持的多级复用能力如下所示：
Gateway 1网元支持的多级复用能力包括：
ODU0-ODU1-ODU3
ODU0-ODU2-ODU3
ODU1-ODU2-ODU3
ODUflex-ODU2-ODU3
Gateway 3网元支持的多级复用能力包括：
ODU0-ODU2-ODU3
ODUflex-ODU2-ODU3
Gateway 4网元支持的多级复用能力包括：
ODU0-ODU1-ODU3
ODU0-ODU2-ODU3
Gateway 4网元之所以不支持ODUflex-ODU2-ODU3多级复用，主要运营商考虑相关的ODUflex应用只限于ODU2Network 4网络内部，不存在超过ODU2Network 4网络范围外的ODUflex，也就是说ODUflex应用不会经过ODU3Network 2。所以Gateway4网元没有必要支持ODUflex-ODU2-ODU3多级复用。
因此，Gateway 1通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV编码如图10所示。
Gateway 3通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV编码如图11所示。
Gateway 4通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV编码如图12所示。
实施例3
运营商在图9所示的已经投资的OTN网络基础上，新扩建了一些OTN网络，如图13所示，运营商部署的新的OTN网络，分别是10G的ODU2Network 5、40G的ODU3Network 7和100G的ODU4Network 6三个网络。为了减少ODU4Network 6网络内部针对ODU0和ODUflex等端到端业务的交叉连接个数，ODU4Network 6网络内的所有节点只做ODU2(10G)和ODU(40G)粒度的交换能力。
其中ODU2Network 5网络内部存在很多的ODU0/ODU1/ODUflex的本地业务(也就是说这些业务局限在ODU 2Network 5网络内部，不会穿过ODU4Network 6)，如果存在一些ODUk业务，比如在节点15接入一个GigE(ODU0)，需要跨过ODU4Network 6，通过ODU4Network 6的超长距离传输能力，将业务传输到ODU3Network 7中21节点。利用现有技术，可在节点15和21节点之间直接建立一条ODU2的隧道，再在节点15和21上直接将ODU0复用和解复用到ODU2隧道里。但是该方法存在一些缺陷，因为如果需要超长距离传输的ODU0业务不是很多的情况下(比如只存在一条这样的ODU0端到端业务)，专门为这些低速率、需要超长距离传输的业务在ODU2Network 5和ODU3Network 7内部建立ODU2的隧道，而很多本地业务并不能共享这些隧道的情况下，对运营商来说，为了这样的超长距离传输的端到端业务浪费了很多带宽。为此，最好的方法是在Gateway 5和Gateway7之间直接建立ODU2或者ODU3的隧道，这些隧道被跨越ODU2Network 5、ODU2Network 6和ODU3Network 7的低阶速率业务共享，而这些低阶速率业务各自在ODU2Network 5和ODU2Network 6网络内部直接被调度，无需预先建立ODU2或者ODU3隧道。但需要引入网关网元，在Gateway 5和Gateway 7上先将ODU0/ODU1/ODUflex映射到ODU2或者ODU3，再将ODU2或者ODU3映射到ODU4。
如图13所示，其中新引入的网关网元支持的多级复用能力如下所示：
Gateway 5网元支持的多级复用能力包括：
ODU0-ODU2-ODU4
ODU0-ODU3-ODU4
ODU1-ODU2-ODU4
ODU1-ODU3-ODU4
ODUflex-ODU2-ODU4
ODUflex-ODU3-ODU4
Gateway 7网元支持的多级复用能力包括：
ODU0-ODU2-ODU4
ODU0-ODU3-ODU4
ODUflex-ODU2-ODU4
ODUflex-ODU3-ODU4
因此，Gateway 5通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV编码如图14所示。
Gateway 7通过OSPF-TE协议将本节点上支持的多级复用能力广播到整个路由域里，Multi Stages Multiplex Constraints Sub-TLV编码如图15所示。
实施例4
如图16所示，它是一个支持多级复用能力的OTN节点，其中ODUi(i＝0,1,flex)映射到ODU3时，支持ODU0-ODU1-ODU3；ODU0-ODU2-ODU3；ODUflex-ODU2-ODU3；ODU1-ODU2-ODU3等多级复用层次，但不支持ODU0-ODU1-ODU2-ODU3。
图16所示的OTN节点的多级复用能力约束信息如图17所示。其中，表格中各项说明如下：
最大(MAX):支持ODUi的最大个数
可用(Available)：目前ODUi的可用个数
已分配(Allocated)：目前已经分配的ODUi个数
MHF：采用多级复用还是单级复用，为1时表示多级复用，为0时表示单级复用；此处仅为示例，也可以采用其他方式表示。
MH：具体复用的层次，包括信号类型及复用层次。
以第一个表格第一行进行说明。第一行的第二列指示支持ODU3的最大个数为1，第二列指示目前可用ODU3的个数为1，第三列指示目前已经分配出去0个ODU3，第四列指示采用单级复用，但由于ODU3是最直接的ODUk容器，无需再复用到其他ODUk容器。
由于一个OTU3端口只能支持一个ODU3(40G)，而一个ODU3可以支持4个ODU2(10G)，每个ODU2又可支持4个ODU1(2.5G)，每个ODU1又可支持2个ODU0(1.25G)。
因此图17的表格就显示了一个OTU3端口可以支持各个容器最大数目为：ODU3：1，ODU2：4，ODU1：16，ODU0：32。
当有三个10GigE(ODU2)业务和一个STM-16(ODU0)业务从网元G1加入并经过OTU3链路时，Unit1、Unit2和Unit3的多级复用适配能力将发生变化，变化后的结果如图18所示。当有三个10GigE(ODU2)业务和一个STM-16(ODU0)业务从网元G1加入并经过OTU3链路时，也就是三个ODU2(相当于24个ODU0，12个ODU1)和一个ODU1(相当于2个ODU0)被占用，还剩6个ODU0或者3个ODU1。所以该OTU3端口就无法支持一个ODU3，同时由于一个ODU2的带宽等于8个ODU0或者4个ODU1，而目前只剩6个ODU0或者3个ODU1，所以该OTU3端口也无法支持一个ODU2。因此，最后的结果显示在图18。
实施例5
针对图16所示OTN节点，还有另外一种多级复用能力的表示方法，如图19所示。当有三个10GigE(ODU2)业务和一个STM-16业务从网元G1加入并经过OTU3链路时，Unit1、Unit2和Unit3的多级复用适配能力将发生变化，变化后的结果如图20所示。
其中，图19与图17所述表示方式的区别主要在于：图17通过表示OTU3端口直接或者间接支持的ODU2、ODU1和ODU0；图19通过表示OTU3端口支持支持的ODU2和ODU1；每个ODU1和ODU2还可以再直接支持的ODU0。
实施例6
本实施例扩展ISCD(Interface Switching Capability Descriptor，接口交换能力描述符)，以携带多级复用能力约束信息，通过扩展后的ISCD，可以将网关网元的多级复用能力约束信息发布到其所在的路由域或路径计算实体。
扩展后的ISCD分别如图21和图22所示。图21是针对除了ODUflex以外的ODUk(k＝ODU0,1,2,3,4,2e)的ISCD扩展方式，而图22是针对ODuflex的ISCD扩展方式。其中，包括如下字段：Switching Capability(交换能力)、Encoding Type(编码类型)、Signal Type(信号类型)、Reserved(保留)、带宽信息和Switching Capability-specific information(具体交换能力信息)。所述具体交换能力信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的信号类型及复用层次信息，所述带宽信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的各级信号类型的带宽信息。
其中，两种扩展方式的Switching Capability＝TDM，Encoding Type＝G.709。但针对图21的扩展方式，Signal Type＝ODUj，j＝0,1,2,3,4,2e，当然本发明不作限定，除ODUflex外的其他信号类型均可；当然，不限于此，也可包括ODUflex外的其他ODU信号，针对图22的扩展方式，Signal Type指示为ODUflex复用进其他信号，比如Signal Type＝OTU2ODUflex、OTU3ODUflex、OTU4ODUflex、Generic ODUflex；OTU2ODUflex表示ODUflex复用进ODU2，OTU3ODUflex表示ODUflex复用进ODU3，OTU4ODUflex表示ODUflex复用进ODU4，而Generic ODUflex表示ODUflex复用进ODU2、ODU3和ODU4时，不关心这些ODUk容器的支路时序具体大小。针对图22的扩展方式，Signal Type中具体如何指示ODUflex复用进其他信号本发明不作限定，ODUflex具体复用进哪些信号本发明不作限定。
带宽信息字段具体包括：图21的ISCD扩展方式分别定义了8个优先级的带宽表示行，Number of ODUj(OTUj)at px(x＝0…7)表示在优先级px下，ODUj(该ODUj直接复用进OTUj)的可用个数，而Number of ODUj(ODUk)at px(x＝0…7)表示在优先级px下，ODUj(该ODUj复用进更高速率的ODUk)的可用个数。优先级包括资源保持和抢占优先级。图22的ISCD扩展方式也定义了8个优先级的带宽表示行，Available Number of TS at px(x＝0…7)表示在优先级px下,可用的支路时序个数；Max Number of TS at px(x＝0…7)表示在优先级px下，支路时序的最大个数。8个仅为示例，也可以定义根据需要定义N个带宽表示行，N为自然数，或者，只定义一个带宽表示行，表示所有优先级下的带宽一致。
针对图21和图22的ISCD扩展方式，Switching Capability-specificinformation(具体交换能力信息)字段的定义是相同的，如图23所示，包括：
Number(多级复用层次个数)：八个比特，表示ODUj信号映射进ODUk(k>j)时，所支持的多级复用层次个数。比如，对信号ODU0，可以进行如下复用：ODU0-ODU1-ODU3；ODU0-ODU2-ODU3，则Number为2。
M个子字段，每个子字段包括MSMH(多级复用层数信息)字段和MSMC(多级复用信号类型信息)字段，其中，
所述多级复用层数信息字段，用于指示一个多级复用的层数；
所述多级复用信号类型信息字段，用于指示一个多级复用的各信号类型及复用关系。
具体地，包括MSMH1,MSMH2，…，MSMH M以及对应的MSMC 1,MSMC 2...MSMC M。
MSMH 1,MSMH2,...,MSMH M均为四个比特(4个比特仅为示例，可根据需要变化)，指示某个多级复用层次数，比如MSMH＝1时，表示ODUj通过单级复用映射进ODUk(比如ODU0-ODU3)；MSMH＝4时，表示ODUj通过四级复用映射进ODUk(比如ODU0-ODU1-ODU2-ODU3-ODU4)。
MSMC 1,MSMC 2...MSMC M分别与MSMH 1,MSMH2,...,MSMH M对应，指示详细多级复用层次信息，MSMC的长度等于(MSMH+1)*4。每个ODUk(k＝0，1,2,3,4,2e,flex)通过四个比特位来表示，其中信号类型的编码如下所示：
0000：ODU0
0001：ODU1
0010：ODU2
0011：ODU3
0100：ODU4
0101：ODU2e
0110：ODUflex
上述编码方式仅为示例，也可采用其他编码方式表示ODUk，本发明对此不作限定。Switching Capability-specific information的一个实施例如图24所示，它表示ODU0-ODU1-ODU2-ODU3-ODU4多级复用信息。其中，1表示仅支持一个多级复用层次，4(应该使用0100，此处简写为4)表示该多级复用的层数，0000表示0DU0,0001表示0DU1,0010表示ODU2，0011表示ODU3，0100表示ODU4，合起来表示0DU0-ODU1-ODU2-ODU3-ODU4。如果还存在ODU0-ODU1-ODU2的多级复用，则图24中，Number字段应为2，在0100后，新增0011(表示多级复用层次2)，以及0000，0001，0010，分别表示0DU0,0DU1和ODU2。
实施例7
本实施例给出一个具体的OTN网络拓扑图，综合前面所述的实施例，给出一个完整和全面的实施例，以指导该发明的应用。
如图25所示，其中有一条链路是通过绑定A、B节点之间一条OTU2和OTU3链路而成。
图26是A节点与B节点之间的链路通过ISCD表示的带宽信息以及多级复用信息。
图27是节点B与节点C之间的链路通过ISCD表示的带宽以及多级复用信息。
图28是节点C与节点D之间的链路通过ISCD表示的带宽以及多级复用信息。
图29是节点C与节点E之间的链路通过ISCD表示的带宽以及多级复用信息。
上述各图中，省略了优先级信息，实际应用时，可以填写所支持的优先级及各优先级下的带宽，此处不再举例。MH(复用层数)的具体格式参见图23，图26－29中仅省略表示。
图30是建立源宿分别为A节点与D节点的一条端到端ODU0业务，为此需要在A节点与D节点处使用多级复用ODU0-ODU1-ODU2，并且需要在A与D节点之间先建立一条ODU1的隧道。新建立的ODU1隧道作为一条拓扑链路发布到路由域中，还剩下一个ODU0可用。
图31是建立源宿分别为A节点与E节点的一条端到端ODU0业务，为此需要在A节点与E节点处使用多级复用ODU0-ODU2-ODU3，并且需要在A与D节点之间先建立一条ODU2的隧道。新建立的ODU2隧道作为一条拓扑链路发布到路由域中，还剩下7个ODU0可用以及3个ODU1可用。
本发明还提供一种网关网元，所述网关网元设置为：在链路状态广播数据包中携带所述网关网元的多级复用能力约束信息，并通过路由协议将所述网关网元的多级复用能力约束信息广播到所述网关网元所在的路由域或路径计算实体，所述多级复用能力约束信息包括与该网关网元连接的链路的端口所支持的复用层次以及适配能力信息。
其中，所述网关网元还设置为：根据检测自身节点的单板和端口信息生成所述多级复用能力约束信息；或者接收管理平面所配置的多级复用能力约束信息。
其中，所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议OSPF-TE或基于流量工程的中间系统与中间系统IS-IS-TE。
其中，所述网关网元，用于使用扩展的接口交换能力描述符携带所述多级复用能力约束信息，其中，所述扩展的接口交换能力描述符包括带宽信息字段和具体交换能力信息字段，所述具体交换能力信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的信号类型及复用层次信息，所述带宽信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的各级信号的带宽信息。
其中，所述接口交换能力描述符还携带信号类型字段:
当信号类型字段为ODUj,且j＝0,1,2,3,4,2e时：所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，直接复用进OTUj的ODUj可用个数，以及，优先级px下，复用进更高速率的ODUk的ODUj的可用个数；
当信号类型字段指示ODUflex复用进ODU2、ODU3、ODU4中的一个或多个时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，可用的支路时序个数，以及，优先级px下，支路时序的最大个数，其中，x＝0,…,N-1，N为自然数。
其中，所述具体交换能力信息字段包括多级复用层数个数字段和M个子字段，其中：
多级复用层数个数字段，表示ODUj信号映射进ODUk，且k>j时，所支持的多级复用层次个数；
所述M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力的个数，其中：
所述多级复用层数信息字段，用于指示一个多级复用的层数；
所述多级复用信号类型信息字段，用于指示一个多级复用的各信号类型及复用关系。
具体可参考方法实施例中的描述，此处不再赘述。

Claims (10)

1.一种基于G.709的多级复用路由控制方法，其特征在于，包括：
网关网元在链路状态广播数据包中携带所述网关网元的多级复用能力约束信息，并通过路由协议将所述网关网元的多级复用能力约束信息广播到所述网关网元所在的路由域或路径计算实体，以通过所述网关网元实现光传送网的多级复用配置与管理；所述多级复用能力约束信息包括与该网关网元连接的链路的端口所支持的复用层次以及适配能力信息；
使用扩展的接口交换能力描述符携带所述多级复用能力约束信息，其中，所述扩展的接口交换能力描述符包括带宽信息字段和具体交换能力信息字段，所述具体交换能力信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的信号类型及复用层次信息，所述带宽信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的各级信号类型的带宽信息；
所述接口交换能力描述符还携带信号类型字段；
所述信号类型字段指示为ODUj时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，直接复用进OTUj的ODUj可用个数，以及，优先级px下，复用进更高速率的ODUk的ODUj的可用个数，所述ODUj为非ODUflex的ODU信号；或者，
所述信号类型字段指示信号为ODUflex复用进其他信号时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，可用的支路时序个数，以及，优先级px下，支路时序的最大个数，其中，x＝0,…,N-1，N为自然数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关网元的多级复用能力约束信息为所述网关网元根据检测自身节点的单板和端口信息生成；或者为所述网关网元接收管理平面配置得到。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议OSPF-TE或者基于流量工程的中间系统与中间系统IS-IS-TE。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述N＝8，j＝0,1,2,3,4,2e。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述具体交换能力信息字段包括多级复用层数个数字段和M个子字段，其中：
多级复用层数个数字段，表示ODUj信号映射进ODUk，且k>j时，所支持的多级复用层次个数；
所述M个子字段中，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力的个数，其中：
所述多级复用层数信息字段，用于指示一个多级复用的层数；
所述多级复用信号类型信息字段，用于指示一个多级复用的各信号类型及复用关系。
6.一种基于G.709的多级复用路由控制装置，其特征在于，
第一模块，用于令网关网元在链路状态广播数据包中携带所述网关网元的多级复用能力约束信息，并通过路由协议将所述网关网元的多级复用能力约束信息广播到所述网关网元所在的路由域或路径计算实体，所述多级复用能力约束信息包括与该网关网元连接的链路的端口所支持的复用层次以及适配能力信息；
第二模块，用于令所述网关网元使用扩展的接口交换能力描述符携带所述多级复用能力约束信息，其中，所述扩展的接口交换能力描述符包括带宽信息字段和具体交换能力信息字段，所述具体交换能力信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的信号类型及复用层次信息，所述带宽信息字段用于指示与该网关网元连接的链路的端口所支持的各级信号的带宽信息；
所述接口交换能力描述符还携带信号类型字段；
所述信号类型字段指示为ODUj时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，直接复用进OTUj的ODUj可用个数，以及，优先级px下，复用进更高速率的ODUk的ODUj的可用个数，所述ODUj为非ODUflex的ODU信号；或者，
所述信号类型字段指示信号为ODUflex复用进其他信号时，所述带宽信息字段包括N个带宽表示行，分别指示优先级px下，可用的支路时序个数，以及，优先级px下，支路时序的最大个数，其中，x＝0,…,N-1，N为自然数。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述网关网元的多级复用能力约束信息为所述网关网元根据检测自身节点的单板和端口信息生成；或者为所述网关网元接收管理平面配置得到。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述路由协议为基于流量工程的开放最短路径优先协议OSPF-TE或基于流量工程的中间系统与中间系统IS-IS-TE。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述N＝8，j＝0,1,2,3,4,2e。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述具体交换能力信息字段包括多级复用层数个数字段和M个子字段，其中：
多级复用层数个数字段，表示ODUj信号映射进ODUk，且k>j时，所支持的多级复用层次个数；
所述M个子字段，每个子字段描述一个多级复用能力，每个子字段包括多级复用层数信息字段和多级复用信号类型信息字段，所述M表示所支持的多级复用能力的个数，其中：
所述多级复用层数信息字段，用于指示一个多级复用的层数；
所述多级复用信号类型信息字段，用于指示一个多级复用的各信号类型及复用关系。
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