CN100358276C - 光交叉连接系统内用于hw支持的保护切换的缺陷信令 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种数字通信设备，该设备包括一些用于处理和/或管理接收数据信号的互连模块，其中，所述互连模块每个都包括这样一种监控装置，用于监控所述数据信号，并且当所述数据信号有错误时用于产生具有预定信号状态的输出数据信号，即静噪数据信号。本发明还公开了一种方法，用于处理通信设备中最好是根据本发明的通信设备中的数据信号。

Description

光交叉连接系统内用于HW支持的保护切换的缺陷信令
本发明基于优先申请EP 02360343.4，该申请在此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种数字通信设备，该设备包括一些用于处理和管理接收数据信号的互连模块。本发明还涉及上述通信设备中一种用于处理和/或管理数据信号的方法。
背景技术
上述数字通信设备通常应用于现代数字电信系统中，近年来，数字电信系统尤其在信息通信速率方面已取得了很大的发展。数字电信系统中目前可用的很宽的带宽使得可以在例如计算机之间进行大容量数据的通信，以及表示其他媒体(比如视频显示)的数字数据的通信。由于在计算机之间成功传送数字数据需要高可靠性和高质量的传输，因此，目前象数字交叉连接那样的数字通信设备提供了例如性能监控，据此，利用循环冗余检验(CRC)和其他常规编码技术可以监控所接收数字数据的误码率。此外，常规电信系统通常还提供一些冗余量，使得，电信线路或网络单元的故障不会造成所传送消息的丢失。具有性能监控的常规电信系统已规定了某些报警状态，据此可以为诸如“信号丢失”和误码率超过各种阈值等事件报警。作为对此的响应，系统可切换到冗余线路，使得可以在系统中继续传送数字数据。
常规光纤终端已利用一定量的自动切换为系统中的光纤线路实现了1:1的冗余。根据这种1:1的冗余方案，对带宽的开销部分进行监控，以判断是否接收到信号丢失或报警指示信号电平。在这些冗余方案中，当接收到这种报警信号，终端就将其传输自动切换到两条光纤线路中的另一条，使得尽管第一光纤线路有故障时仍能进行数据传输。
除了这些用于确保通信系统中数字通信设备之间无故障数据传输的保护技术之外，还有一些专门针对数字通信设备内无故障数据传输的保护技术(称为“设备保护系统EPS”)。
这种设备保护技术还基于通信设备的冗余组件，这些组件提供有通信设备所接收到的原数据信号的拷贝。在通信设备的某一组件出故障的情况下，可以选择通过冗余组件的数据信号通路。
如上所述，用于监控和指示错误的标准方法是：监控所接收数字数据的内容并通过将该信息写入到数字数据中来指示错误。
然而，随着现代通信系统的带宽不断增加，需要很大的力量才能监控数据。因此，需要一些透明通信设备。这里，透明意味着通信设备无需分析数字数据的内容就可以传送该数据。
除了需要有更大的透明度外，还需要增高通信设备的可靠性。就物理上是分布在多个设备架上的大系统的交叉连接设备而言，这一点尤其重要。由于这些因素，需要用电缆将交叉连接设备的设备架互连，然而，电缆连接的可靠性不是很好。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于，提供一种数字通信设备和一种处理这种通信设备内数据信号的方法，使得可以采用简单的方法对信号发送效果进行信令检测，而无需终止重要的电或光信号，也就是说无需分析信号的内容。
利用开头提到的数字通信设备可以达到这一目的，这种数字通信设备其特征在于，互连模块互连模块每个都包括监控装置，用于监控所述数据信号，并且当所述数据信号有错误(缺陷)时用于产生具有预定信号电平的输出信号，其中所述监控装置包括频率检测装置或阈值检测装置，用于在不必分析所述输出信号的比特或字节的情况下检查所述输出信号是否具有所述预定信号电平。
换言之，这意味着：一旦监控装置检测到信号缺陷，所述互连模块所接收到的数据信号就被静噪。因此不必分析该数据信号的内容，即不必对该数据信号内(即数据块的预定段内)的任何信号或报警状态进行编码。
尤其对接收静噪数据信号的后续模块或通信设备而言，很容易检测到缺陷并将其传送到下一个设备或模块，而无需对数据信号进行任何修改。
因此，增强了通过通信设备的数据信号流的透明度。本发明的数字通信设备尤其允许缺陷信令透明地通过设备内的多个级或模块。
在一种优选实施方式中，数字通信设备包括：第一I/O模块，用于接收数据信号和发送所述数据信号的两个拷贝；至少两个所述互连模块，用于处理所述数据信号，其中第一组所述互连模块接收所述数据信号的所述第一拷贝，而第二组所述互连模块接收所述数据信号的所述第二拷贝；和第二I/O模块，用于接收第一组所述互连模块和第二组所述互连模块发送的数据信号的拷贝，所述第二I/O模块包括用于监控由所述第二I/O模块接收到的所述数据信号的拷贝和发送那些没有所述预定信号电平的所述数据信号的拷贝的装置。
这意味着，一旦检测到原始数据信号是被抑制的信息，数字通信设备就将选择冗余数据信号。
这种测量的优点在于，可以简单实用地实现所谓的设备保护。
如果必须要检测光信号，那么，监控装置最好包括阈值检测器。然而，如果必须要检测电信号，那么，所述监控装置应包括鉴频器。鉴频器可以用一种对电信号的上升沿或下降沿进行计数的计数器来实现。一种更复杂但更精确的实现方式可以参见基于鉴频器的PLL(锁相环)。
在这两种情况下，监控装置分别可以检查数据信号是否有错误和缺陷。监控装置尤其可以检查数据信号的频率并判断是否有失锁现象。
这些测量的优点在于，监控装置可以透明操作而无需分析数据信号的内容。
在又一种优选实施方式中，通信设备是交叉连接设备，其中所述互连模块是交换矩阵组件。此外，所述第一I/O模块最好包括监控装置，用于监控所述接收数据信号，并且当所述接收数据信号有错误时用于产生具有预定信号电平的输出信号。
除了前面提到的设备保护之外，这种测量还允许建立网络保护交换，比如SNCP。这可以通过在第一I/O模块(输入模块)中提供监控装置来实现，该模块一旦检测到信号缺陷就发送静噪数据信号。然后，在设备的第二I/O模块中，该静噪数据信号将用冗余数据信号来替代。
在一种优选实施方式中，所述第一I/O模块通过保护线路接收数据信号的拷贝，并包括监控装置，用于监控通过工作线路提供的所述接收数据信号，并且当所述接收数据信号有错误时用于发送通过所述保护线路接收的所述数据信号的所述拷贝。
这种测量在优点在于，通信设备的设备保护可以与通信系统的网络保护相联系起来。
本发明的目的还可以用一种用于处理通信设备中的数据信号的方法来实现，所述通信设备可以接收输入数据信号和发送输出信号，该方法包括以下步骤：接收输入数据信号；
检查该输入数据信号是否有错误；
如果该数据信号有错误，则产生具有预定信号电平的输出信号；
将所述输出信号发送给所述通信设备中的后续模块；和
在不必分析所述输出信号的比特或字节的情况下，通过检查所述输出信号的频率，或通过检查所述信号电平并将其与阈值相比较，在所述后续模块上检查所述输出信号是否具有所述预定信号电平。在一种优选实施方式中，检查所述数据信号的步骤包括如下步骤：检查其频率。如果数据信号是光信号而不是电信号，那么，检查所述数据信号的步骤包括如下步骤：检查信号电平，并将该电平与阈值进行比较。最好检查所述输出信号是否具有所述预定信号电平，如果有，则将所述输入数据信号的拷贝作为所述输出信号来发送。
前面提到的这些测量具有与结合通信设备所指出优点相同的优点。因此，不再重复。
从以下描述和附图中还可以看到更多的特性和优点。
应当理解，在不背离本发明的范围的前提下，上述这些特性以及下面还将说明的那些特性不仅可以用于所指出的各种组合方式中，而且还可用于其他组合方式或独立方式中。
附图说明
本发明的一种实施方式如附图中所示，在以下的描述中，将参照附图详述该实施方式。附图中：
图1是举例说明本发明的通信设备的框图；
图2是光交叉连接的一部分的框图；
图3是作为网络部件的两个通信设备的框图；和
图4是保护方案的一些例子。
具体实施方式
图1中，为了举例说明，只以框图形式示出了通信设备。通信设备用标号10表示。通信设备10可以例如是光交叉连接12。通常，光交叉连接用于在WDM(波分复用)光网络的不同部件之间提供灵活的连接。光交叉连接12一般具有8至128个输入端口及相同数量的输出端口。通过遥控命令，进入输入端口之一的信号可以被切换，以便从任一可用的输出端口出去。光交叉连接可以是“完全光连接的”，即通过交叉连接的信号由光来载送(全程光子)。光交叉连接还可以是光/电转换的，即进入交叉连接的光信号在入口处经光/电转换器被转换为电信号。然后，该电信号在电交换中心被交换后，再在交叉连接的出口处经电/光转换器被转换为光信号。
如图1所示的通信设备10包括两个交换矩阵14、16，它们是互相冗余的，因此设计上完全相同。两个交换矩阵14、16都与输入模块18连接，输入模块18通过线路21和22为这两个交换矩阵提供完全相同的数据信号。
矩阵14、16的输出端都与输出模块24连接，输出模块24用于选择矩阵14、16所输出的数据信号之一。
注意，为了简明起见，图1中所示的每一单条传输线路都代表了与通信设备10的各模块连接的多条线路。例如，传输线路21代表多条不同的传输线路。不过，所示的传输线路21也可能是传送例如复用信号的单条线路。
图1中的框图还表明，矩阵14、16包括一些用于处理或管理数据信号的组件26、27。
由于交叉连接12的操作在技术上通常是众所周知的，因此，在此不作详述。例如，可以参见名称为1674 Lambda Gate R2中描述申请人所生产和销售的交叉连接的相关资料。
除了通信设备10的这种结构(最好是上述交叉连接12)之外，通信设备10还具有用于检测通过设备10的数据信号的缺陷和发出缺陷信令的装置。在检测电信号的情况下，该检测和信令装置包括鉴频器(frequency detector)，而在检测光信号的情况下，该检测和信令装置包括阈值检测器。
在第一种情况下，鉴频器检查数据信号的频率是否正确。如果不正确，则数据信号已失去了与普遍时钟信号的联系(失锁)。在这种情况下，检测和信令装置中的静噪(squelch)电路将抑制检测出有缺陷的数据信号，并将该静噪信号发送到通信设备10的下一组件。在本申请中，静噪信号是具有规定信号电平的信号。例如，在电信号的情况下，这种静噪信号的电平可以是0V。
应当注意，静噪信号代表含有出现了故障的信息的信号。还应注意，执行这一信号缺陷的信令根本不用分析或操作数据信号的比特或字节。因此，这类检测和信令完全是透明的。此外，所产生的静噪信号可以被通信设备的其他任何组件(无需修订或修改)所接收和发送。
通常，矩阵14、16的组件26和27提供有这样的检测和信令装置，使得，可以检测到从输入模块18到输出模块24的数据信号的传输通路上出现的任何故障并发出故障信令。
为了实现设备保护，输出模块24包含有一种选择电路，该电路接收矩阵14的数据信号和矩阵16的冗余数据信号。如果选择电路检测到静噪信号，那么它选择冗余数据信号传给输出端。
鉴于以上考虑，检测和信令装置的主要功能是：监控输入数据信号的缺陷，并抑制该信号使其具有能被设备的后续级或模块检测到的规定信号电平。
在图2中，示意性地示出了交叉连接12的一部分。交叉连接12包括由两个冗余矩阵33、35构成的CS矩阵31。CS矩阵31是例如光数据单元2矩阵(ODU2矩阵)的一部分。
一些输入/输出模块(I/O模块)为CS矩阵31提供数据信号，图中示出了其中两个I/O模块37、39。每个I/O模块37、39都有多个输入端41，这些输入端41与输入电路43连接。输入电路43以某种方式处理所接收数据信号，并将这些信号输入到IS矩阵45。每个IS矩阵45都有多个输出端口，图2中示出了其中两个输出端口，它们与CS矩阵31连接。
IS矩阵45提供了输入到矩阵33的每个原数据信号的拷贝，而这一数据信号的拷贝被输入到CS矩阵31的第二矩阵35。这样做是因为考虑到已参照图1所描述的保护原因。
CS矩阵31的输出端口与I/O模块47连接，I/O模块47本身包括矩阵49和一些输出电路51。
正如前面已提到，光网络系统内的两个通信设备(网络单元)的连接可用两条传输线路(称为工作线路和保护线路)来实现。这两条线路将完全相同的数据信号从一个网络单元传送到另一个网络单元。这种技术使得可以对传输线路之一上的任何故障起作用。
由于这种保护技术，图2中所示的交叉连接12包括一些与工作线路连接的输入端口41和一些与保护线路连接的输入端口41。具体地说，I/O模块37被分配给工作线路，而I/O模块39被分配给保护线路。
应当注意，图2中部分示出的交叉连接12的组件和模块通常分布在多个设备架上，因此，必须通过电缆将这些模块和组件互连。为了检测任何电缆问题，交叉连接12包括已参照图1所描述的检测和信令装置。具体地说，I/O模块37、39的输入电路43包括这些检测和信令装置。当然，需要的话，交叉连接的其他所有模块或组件也都可以包括检测和信令装置。
如果接收数据信号有缺陷，检测和信令装置可以产生静噪信号。然后，这种静噪信号通过例如IS矩阵45、CS矩阵31到达I/O模块47，并到达其中的输出电路51之一。
图2中，通过保护线路和工作线路传送的信号的通路用虚线53、55来表示。显然，两个数据信号一同进入输出电路51。其中，选择电路检查工作数据信号是否是静噪信号。如果是，选择电路选择通过保护线路输入的冗余数据信号和标号55所指示的信号通路。于是，输出电路51将保护线路的数据信号提供给其输出端口。
应当注意，静噪信号可以通过每一后续模块或级一直到达输入/输出模块47的输出电路51。
因此，使用检测和信令装置使得可以实现一种很有效和透明的设备保护，从而提高交叉连接12的可靠性。
图3中，示意性地示出了两个交叉连接12，用于描述上述网络保护技术。如上所述，每个交叉连接12都输入有通过工作线路W 61的数据信号和通过保护线路P 63的这些数据信号的拷贝。在工作线路61有缺陷的情况下，与工作线路61连接的交叉连接12的I/O模块检测到这一缺陷，并产生静噪信号。这一静噪信号通过交叉连接的模块传送到输出电路。在那里，检测到它是静噪信号，作为对此的响应，选择通过保护线路63提供的冗余数据信号作为输出信号。
图4中，示出了一些可行的保护方案。由于这些保护方案是显然的，因此不再对其进行详述。简单地说，第一方案描述了正常连接的设备保护，这可以通过将信号的两个拷贝从一个节点发送到目标节点来实现。在这一方案旁边示出了所谓SNCP保护方案。该方案描述了两个不同节点所提供的信号的两个拷贝将通过两个不同的通路被发送到一个目标节点。这一方案可以如上所述通过提供工作线路和保护线路来实现。
以上根据交叉连接12描述了本发明。然而，应当注意，检测和信令装置还可以应用于其他通信设备。本发明并不局限于交叉连接。

Claims (8)

1.一种数字通信设备，该设备包括一些用于处理和/或管理接收数据信号的互连模块，其中，所述互连模块每个都包括监控装置，用于监控所述数据信号，并且当所述数据信号有错误时用于产生具有预定信号电平的输出信号，其中所述监控装置包括频率检测装置或阈值检测装置，用于在不必分析所述输出信号的比特或字节的情况下检查所述输出信号是否具有所述预定信号电平。
2.如权利要求1所述的数字通信设备，包括：
第一I/O模块，用于接收数据信号和发送所述数据信号的两个拷贝；
至少两个互连模块，用于处理所述数据信号，其中第一组所述互连模块接收所述数据信号的第一拷贝，而第二组所述互连模块接收所述数据信号的第二拷贝；和
第二I/O模块，用于接收第一组所述互连模块和第二组所述互连模块发送的数据信号的拷贝，所述第二I/O模块包括用于监控由所述第二I/O模块接收到的所述数据信号的拷贝和发送那些没有所述预定信号电平的所述数据信号的拷贝的装置。
3.如前述任一权利要求所述的通信设备，该通信设备是交叉连接设备，其中所述互连模块是交换矩阵组件。
4.如权利要求1所述的通信设备，其中，所述输出信号的所述预定信号电平是0。
5.如权利要求2所述的通信设备，其中，所述第一I/O模块包括监控装置，用于监控所述接收数据信号，并且当所述接收数据信号有错误时用于产生具有预定信号电平的输出信号。
6.如权利要求2所述的通信设备，其中，所述第一I/O模块通过保护线路接收数据信号的拷贝，并包括监控装置，用于监控通过工作线路提供的所述接收数据信号，并且当所述接收数据信号有错误时用于发送通过所述保护线路接收的所述数据信号的所述拷贝。
7.一种用于处理通信设备中的数据信号的方法，该方法包括以下步骤：
接收输入数据信号；
检查该输入数据信号是否有错误；
当该数据信号有错误，则产生具有预定信号电平的输出信号；
将所述输出信号发送给所述通信设备中的后续模块；和
在不必分析所述输出信号的比特或字节的情况下，通过检查所述输出信号的频率，或通过检查所述信号电平并将其与阈值相比较，在所述后续模块上检查所述输出信号是否具有所述预定信号电平。
8.如权利要求7所述的方法，其中，检查所述输出信号是否具有所述预定信号电平，如果有，则将所述输入数据信号的拷贝作为所述输出信号来发送。
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