CN1852171A - 数据传输设备及其故障检测和上报方法 - Google Patents

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胡正超
董恩昌
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Abstract

本发明提供了一种用于数据传输设备的故障检测上报装置和方法，该装置包括：故障原因检测模块，用于检测本端数据传输设备的故障原因；故障原因发送模块，用于将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息发送至对端数据传输设备；以及故障原因识别和上报模块，用于识别来自对端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。通过本发明，可以在没有辅助通讯手段的情况下，获得对端通讯设备出现故障的信息，增加通讯设备的可维护性。

Description

数据传输设备及 其故障检测和上报方法
技术领域
本发明涉及数据传输设备，尤其涉及一种能够进行故障检测和上报的数据传输设备以及故障检测和上报方法，提供给网络管理***一种故障定位手段。
背景技术
目前网络设备经常会出现由于通讯链路发生故障或者由于设备供电导致网络故障，其中网络设备往往具有信息上报通道，网络设备管理***利用网络设备上报和下发的信息或命令来管理监控网络。但是一旦网络发生故障，往往无法判别是由于网络设备供电故障或者是设备本身故障还是传输链路故障，如光纤通讯光纤断纤，同轴传输电缆被破坏等。希望能够有效地排除电源故障，为设备使用者提供更多的设备维护信息，避免网络维护人员因为电源故障误判设备故障或者传输线缆等故障的可能，从而为及时处理电源故障，恢复网络通信提供有效手段的故障定位手段。
在掉电时，基本没有什么好的办法能将网络设备掉电信息或网络设备其它重要状态消息通知网络管理***。
比如几十公里外有一个设备，通过光纤与本地设备连接，在没有其它通讯手段的情况下，无法获得远端设备是否已经掉电的信息。远端设备掉电，本地设备能检测到信号丢失，但无法区分信号丢失是由于光纤断纤还是设备掉电引起的。无法获得设备掉电的信息。需要使用专门的电源检测设备和额外的专门辅助通讯手段。辅助电源检测设备和辅助通讯电路必须依靠后备电源(如电池)工作。
上述解决方法需要有额外的专门辅助通讯手段，造成成本高，不能与通讯设备本身的网络管理***集成。
需要提供一种能够进行故障检测和上报的数据传输设备以及故障检测和上报方法，尤其需要一种检测网络设备掉电并及时上报的方法，实现设备掉电后相关重要信息的上报功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够进行故障检测和上报的数据传输设备以及故障检测和上报方法，能够检测并获取对端数据传输设备的故障信息，使网络管理***能够及时和准确地处理数据传输过程中网络设备的故障。
本发明的数据传输设备包括数据发送模块和数据接收模块，还包括：故障原因检测模块，用于检测本端数据传输设备的故障原因；故障原因发送模块，用于将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息发送至对端数据传输设备；以及故障原因识别和上报模块，用于识别来自对端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
故障原因发送模块通过数据传输设备本身的储能元件或后备电源维持正常工作。在不能正常工作之前，故障原因发送模块将故障原因和重要状态信息完整地发送出去。
故障原因发送模块可以通过数据传输设备的正常数据发送端口或专用端口发送故障原因和重要状态信息。故障原因发送模块可以通过以下方式中的至少一种发送故障原因和重要状态信息：通过运行管理和维护通道发送故障原因和重要状态信息；以及通过将故障原因和重要状态信息添加至传输到对端数据传输设备的净荷中，以发送至对端数据传输设备。
故障原因识别和上报模块可以通过数据传输设备的正常数据接收端口或专用端口接收故障原因和重要状态信息。
故障原因包括数据传输设备掉电。故障原因检测模块检测数据传输设备的主电源的电压或内部电源的电压是否跌落。
本发明的用于数据传输设备的故障检测和上报方法，包括以下步骤：
步骤S302，通过故障原因检测模块检测本端数据传输设备的故障原因；
步骤S304，通过故障原因发送模块将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息发送至对端数据传输设备；以及
步骤S306，通过故障原因识别和上报模块识别来自对端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
故障原因发送模块通过数据传输设备本身的储能元件或后备电源维持正常工作。在不能正常工作之前，故障原因发送模块将故障原因和重要状态信息完整地发送出去。
故障原因发送模块可以通过数据传输设备的正常数据发送端口或专用端口发送故障原因和重要状态信息。故障原因发送模块可以通过以下方式中的至少一种发送故障原因和重要状态信息：通过运行管理和维护通道发送故障原因和重要状态信息；以及通过将故障原因和重要状态信息添加至传输到对端数据传输设备的净荷中，以发送至对端数据传输设备。
故障原因识别和上报模块可以通过数据传输设备的正常数据接收端口或专用端口接收故障原因和重要状态信息。
故障原因包括数据传输设备掉电。故障原因检测模块检测数据传输设备的主电源的电压或内部电源的电压是否跌落，如果电压跌落，则确定故障原因是数据传输设备掉电。
通过本发明，可以在没有辅助通讯手段的情况下，获得对端通讯设备已经掉电的信息。在业务中断时增加一种具体的信息，也就是增加是否是由于掉电引起的业务中断的信息，增加通讯设备的可维护性。
由于掉电时发送的消息不是直接上报给网络管理***，而是发送消息给对端设备，再由对端设备上报给网络管理***，这样上报的速度很快。同时不直接上报给网络管理***，消息传输的通道就可以任意选择，可以选择用于网路管理***消息传输的专用数据链路(如MSTP设备的DCC字节)，也可以选择原先用于数据传输的数据链路(如MSTP设备的各类净荷如VC4/VC3/VC12)。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明的能够进行故障检测和上报的数据传输设备使用正常数据发送/接收端口传输故障原因的示意图；
图2是根据本发明的能够进行故障检测和上报的数据传输设备使用专用端口传输故障原因的示意图；
图3是根据本发明的用于数据传输设备的故障检测和上报方法的流程图；
图4是根据本发明的故障原因为本端设备或对端设备掉电时使用正常数据发送/接收端口传输故障原因的示意图；
图5是根据本发明的故障原因为本端设备或对端设备掉电时使用专用端口传输故障原因的示意图；
图6是根据本发明的从检测到电压跌落到***主电压掉电的时序的示意图；以及
图7是根据本发明的在以太网中的数据传输设备进行故障检测和上报的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图详细说明本发明。
图1是根据本发明的能够进行故障检测和上报的数据传输设备使用正常数据发送/接收端口传输故障原因的示意图。如图1所示，本发明的本端数据传输设备包括数据发送模块102-2和数据接收模块102-4，还包括：故障原因检测模块102-6，用于检测本端数据传输设备的故障原因；故障原因发送模块102-8，用于当检测到故障原因时，与数据发送模块102-2共享同一端口，通过消息发送选择模块102-12进行选择，将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息通过光线、电缆或射频发送至对端数据传输设备；以及故障原因识别和上报模块102-10，用于识别来自对端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
同样地，本发明的对端数据传输设备包括数据发送模块104-2和数据接收模块104-4，还包括：故障原因检测模块104-6，用于检测数据传输设备的故障原因；故障原因发送模块104-8，用于当检测到故障原因时，与数据发送模块104-2共享同一端口，通过消息发送选择模块104-12进行选择，将检测到的故障原因和数据传输设备的重要状态信息通过光线、电缆或射频发送至本端数据传输设备；以及故障原因识别和上报模块104-10，用于识别来自本端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
故障原因发送模块通过数据传输设备本身的储能元件或后备电源维持正常工作。在不能正常工作之前，故障原因发送模块将故障原因和重要状态信息完整地发送出去。
故障原因发送模块可以通过数据传输设备的正常数据发送端口或专用端口发送故障原因和重要状态信息。故障原因发送模块可以通过以下方式中的至少一种发送故障原因和重要状态信息：通过运行管理和维护通道发送故障原因和重要状态信息；以及通过将故障原因和重要状态信息添加至传输到对端数据传输设备的净荷中，以发送至对端数据传输设备。
故障原因包括数据传输设备掉电。故障原因检测模块检测数据传输设备的主电源的电压或内部电源的电压是否跌落，如果检测结果为电压跌落，则故障原因为数据传输设备掉电。
图2是根据本发明的用于数据传输设备的故障检测上报装置使用专用数据发送/接收端口上报故障原因的示意图。如图2所示，本发明的本端数据传输设备包括数据发送模块102-2和数据接收模块102-4，还包括：故障原因检测模块102-6，用于检测本端数据传输设备的故障原因；故障原因发送模块102-8，用于当检测到故障原因时，通过专用端口将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息通过光线、电缆或射频发送至对端数据传输设备；以及故障原因识别和上报模块102-10，用于识别来自对端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
同样地，本发明的对端数据传输设备包括数据发送模块104-2和数据接收模块104-4，还包括：故障原因检测模块104-6，用于检测数据传输设备的故障原因；故障原因发送模块104-8，用于当检测到故障原因时，通过专用端口将检测到的故障原因和数据传输设备的重要状态信息通过光线、电缆或射频发送至本端数据传输设备；以及故障原因识别和上报模块104-10，用于识别来自本端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
故障原因发送模块通过数据传输设备本身的储能元件或后备电源维持正常工作。在不能正常工作之前，故障原因发送模块将故障原因和重要状态信息完整地发送出去。
故障原因发送模块可以通过数据传输设备的正常数据发送端口或专用端口发送故障原因和重要状态信息。故障原因发送模块可以通过以下方式中的至少一种发送故障原因和重要状态信息：通过运行管理和维护通道发送故障原因和重要状态信息；以及通过将故障原因和重要状态信息添加至传输到对端数据传输设备的净荷中，以发送至对端数据传输设备。
故障原因包括数据传输设备掉电。故障原因检测模块检测数据传输设备的主电源的电压或内部电源的电压是否跌落，如果检测结果为电压跌落，则故障原因为数据传输设备掉电。
图3是根据本发明的用于数据传输设备的故障检测和上报方法的流程图。如图3所示，用于数据传输设备的故障检测和上报方法包括以下步骤：
步骤S302，通过故障原因检测模块检测本端数据传输设备的故障原因；
步骤S304，通过故障原因发送模块将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息发送至对端数据传输设备；以及
步骤S306，通过故障原因识别和上报模块识别来自对端数据传输设备的故障原因和重要状态信息，并将识别出的故障原因和对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
故障原因发送模块通过数据传输设备本身的储能元件或后备电源维持正常工作。在不能正常工作之前，故障原因发送模块将故障原因和重要状态信息完整地发送出去。
故障原因发送模块可以通过数据传输设备的正常数据发送端口或专用端口发送故障原因和重要状态信息。故障原因发送模块可以通过以下方式中的至少一种发送故障原因和重要状态信息：通过运行管理和维护通道发送故障原因和重要状态信息；以及通过将故障原因和重要状态信息添加至传输到对端数据传输设备的净荷中，以发送至对端数据传输设备。
故障原因识别和上报模块可以通过数据传输设备的正常数据接收端口或专用端口接收故障原因和重要状态信息。
故障原因包括数据传输设备掉电。故障原因检测模块检测数据传输设备的主电源的电压或内部电源的电压是否跌落，如果检测结果为电压跌落，则故障原因为数据传输设备掉电。
图4是根据本发明的故障原因为本端设备或对端设备掉电时使用正常数据发送/接收端口传输故障原因的示意图。如图4所示，本端设备和对端设备都包括正常数据发送电路402-8和404-8以及正常数据接收电路402-10和404-10，当故障原因位数据传输设备掉电时，本端设备和对端设备都需要有掉电检测电路402-2和404-2，用于检测电源电压的跌落，通过电源电压的跌落来判断网络设备即将掉电。需要有用于消息发送的电路(或用于消息发送的软件)402-4和404-4。需要有用于掉电消息接收和识别(掉电检测)的电路(或软件)402-6和404-6。
当掉电检测电路检测到电压跌落后，预示网络设备即将掉电，通知消息发送电路或软件能快速发送本设备的重要状态信息。
消息发送是发送给对端网络设备，再由对端网络设备将这些消息转换后发送给网络管理***。当直接发送给网络管理***时，需要的时间比较长，需要专门的储能单元。当直接发送给对端网元时，需要的时间远小于直接发送给网络管理***的时间。
由于掉电时发送的消息不是直接发送给网络管理***，消息传输的通道的选择就不限于在专用的运行管理和维护(Operation，Administration and Maintenance；Operation And Maintenance，简称OAM)通道(如多业务传送平台中的设备的SOH字节)中进行，也可以放在净荷中进行传输。
电压跌落检测电路检测到电源跌落时，可以通过设备自身储能元件但不限于使用后备电源等手段维持消息发送电路的正常工作。
上述“快速”含义是本设备已经掉电的消息或其它设备重要信息应该在消息发送电路不能正常工作前完整的发送出去。
用于消息发送和接收的端口可以但不限于采用正常数据发送和接收的端口共用。也可以用专用端口，用于掉电消息发送和接收。
掉电消息可以是特定的比特序列、编码、数据报文。这些特定的比特序列、编码、数据报文有明显的特征，容易被消息检测电路或软件检测。掉电消息应该选择与正常传输的数据不同，这样在正常发送数据的情况下，检测电路不会误检到掉电消息。上报的消息可以不限于掉电消息，也可以是其它设备的重要状态消息。
传输过程如图4所示，示出了掉电消息发送/接收和正常数据发送/接收共用数据端口的情况，也可以是图5所示的情况，示出了掉电消息发送/接收使用专用端口的情况，但不限于以上两种情况。
图5是根据本发明的故障原因为本端设备或对端设备掉电时使用专用端口传输故障原因的示意图。本端设备的掉电检测电路在检测到本端设备掉电后，掉电消息发送电路通过专用端口直接将掉电消息发送至对端设备的掉电消息检测电路。同样地，对端设备的掉电检测电路在检测到对端设备掉电后，掉电消息发送电路也通过专用端口直接将掉电消息发送至本端设备的掉电检测电路。
图6是根据本发明的从检测到电压跌落到***主电压掉电的时序的示意图。图6示出了在MSTP设备上的掉电检测和上报过程中，MSTP设备从检测到电压跌落到***主电压掉电的时序的一个具体的例子。
图6中的波形是掉电消息发送电路的工作电压，下面的波形是掉电检测电路输出的掉电信号，低电平有效。从掉电检测电路输出有效的掉电信号到消息发送电路的工作电压开始跌落间的时间间隔仅为1.5毫秒左右。也就是说对于这个特定的设备而言，掉电消息必须在1.5毫秒内发送出去。
在MSTP设备上，单板上芯片使用的电源普遍在1.2V～3.3V之间，可以选择输入交流220V/110V，直流-48V/24V侧进行掉电检测。如果电源有1+1备份，最好选择在电源合路后的地方，这样掉电检测电路检测是的是设备正真的掉电，而不是输入电源的掉电。为了减少成本，通常没有专门用于掉电消息发送的后备电源。
可以将掉电消息放在SOH的特定字节中如DCC字节(D1～D12)中传输，在检测到掉电后，这些特定的字节开始发送特殊比特序列，如PRBS。为了减少掉电消息误检的概率，特殊的比特序列的长度应该大于32比特。
如果选择PRBS，则用于掉电消息传输的PRBS选择应该与普通仪表的PRBS不同，避免在仪表测试的时候掉电消息接收电路错误地检测到掉电消息。
掉电消息接收电路检测特殊的比特序列，如果检测到特殊的比特序列就上报对端网元掉电。具体的原理框图如图7所示。图7是根据本发明的在以太网中的数据传输设备进行故障检测和上报的示意图。
网元1的掉电检测电路检测网元1是否掉电，如果检测的结果为掉电，则通过消息发送选择电路选择发送PRBS/特殊比特序列，在发送电路不能正常工作之前，将PRBS/特殊比特序列完整地发送出去，网元2的检测电路检测PRBS/特殊比特序列，当检测到PRBS/特殊比特序列时，将网元1掉电警告输出至网络管理***。
同样地，网元2的掉电检测电路检测网元2是否掉电，如果检测的结果为掉电，则通过消息发送选择电路选择发送PRBS/特殊比特序列，在发送电路不能正常工作之前，将PRBS/特殊比特序列完整地发送出去，网元1的检测电路检测PRBS/特殊比特序列，当检测到PRBS/特殊比特序列时，将网元2掉电警告输出至网络管理***。
在以太网设备上，可以将掉电时需要上报的消息封装在以太网数据包内部，作为OAM信息的一部分。
通过本发明，可以在没有辅助通讯手段的情况下，获得对端通讯设备已经掉电的信息。在业务中断时增加一种具体的信息，也就是增加是否是由于掉电引起的业务中断的信息。增加通讯设备的可维护性。
由于掉电时发送的消息不是直接上报给网络管理***，而是发送消息给对端设备，再由对端设备上报给网络管理***，这样上报的速度很快。同时不直接上报给网络管理***，消息传输的通道就可以任意选择，可以选择用于网路管理***消息传输的专用数据链路(如MSTP设备的DCC字节)，也可以选择原先用于数据传输的数据链路(如MSTP设备的各类净荷如VC4/VC3/VC12)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种用于数据传输设备，包括数据发送模块和数据接收模块，其特征在于还包括：
故障原因检测模块，用于检测本端数据传输设备的故障原因；
故障原因发送模块，用于将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息发送至对端数据传输设备；以及
故障原因识别和上报模块，用于识别来自对端数据传输设备的所述故障原因和所述重要状态信息，并将识别出的故障原因和所述对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
2.根据权利要求1所述的数据传输设备，其特征在于，所述故障原因发送模块通过所述数据传输设备本身的储能元件或后备电源维持正常工作，所述故障原因发送模块在不能正常工作之前，将所述故障原因和所述重要状态信息完整地发送出去。
3.根据权利要求2所述的数据传输设备，其特征在于，所述故障原因发送模块可以通过所述数据传输设备的正常数据发送端口或专用端口发送所述故障原因和所述重要状态信息。
4.根据权利要求3所述的数据传输设备，其特征在于，所述故障原因识别和上报模块可以通过所述数据传输设备的正常数据接收端口或专用端口接收所述故障原因和所述重要状态信息。
5.根据权利要求1所述的数据传输设备，其特征在于，所述故障原因发送模块可以通过以下方式中的至少一种发送所述故障原因和所述重要状态信息：
通过运行管理和维护通道发送所述故障原因和所述重要状态信息；以及
通过将所述故障原因和所述重要状态信息添加至传输到所述对端数据传输设备的净荷中，以发送至所述对端数据传输设备。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的数据传输设备，其特征在于，所述故障原因包括所述数据传输设备掉电。
7.根据权利要求6所述的数据传输设备，其特征在于，所述故障原因检测模块检测所述数据传输设备的主电源的电压是否跌落。
8.根据权利要求6所述的数据传输设备，其特征在于，所述故障原因检测模块检测所述数据传输设备的内部电源的电压是否跌落。
9.一种用于数据传输设备的故障检测和上报方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤S302，通过故障原因检测模块检测本端数据传输设备的故障原因；
步骤S304，通过故障原因发送模块将检测到的故障原因和本端数据传输设备的重要状态信息发送至对端数据传输设备；以及
步骤S306，通过故障原因识别和上报模块识别来自对端数据传输设备的所述故障原因和所述重要状态信息，并将识别出的故障原因和所述对端数据传输设备的重要状态信息上报给网络管理***。
10.根据权利要求9所述的故障检测和上报方法，其特征在于，所述故障原因发送模块通过所述数据传输设备本身的储能元件或后备电源维持正常工作，所述故障原因发送模块在不能正常工作之前，将所述故障原因和所述重要状态信息完整地发送出去。
11.根据权利要求10所述的故障检测和上报方法，其特征在于，所述故障原因发送模块可以通过所述数据传输设备的正常数据发送端口或专用端口发送所述故障原因和所述重要状态信息。
12.根据权利要求11所述的故障检测和上报方法，其特征在于，所述故障原因识别和上报模块可以通过所述数据传输设备的正常数据接收端口或专用端口接收所述故障原因和所述重要状态信息。
13.根据权利要求9所述的故障检测和上报方法，其特征在于，所述故障原因发送模块可以通过以下方式中的至少一种发送所述故障原因和所述重要状态信息：
通过运行管理和维护通道发送所述故障原因和所述重要状态信息；以及
通过将所述故障原因和所述重要状态信息添加至传输到所述对端数据传输设备的净荷中，以发送至所述对端数据传输设备。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的故障检测和上报方法，其特征在于，所述故障原因包括所述数据传输设备掉电。
15.根据权利要求14所述的故障检测和上报方法，其特征在于，所述故障原因检测模块检测所述数据传输设备的主电源的电压是否跌落。
16.根据权利要求14所述的故障检测和上报方法，其特征在于，所述故障原因检测模块检测所述数据传输设备的内部电源的电压是否跌落。
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