CN100388701C - 一种同步数字体系中的辅助数据口装置及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光同步数字体系中的辅助数据接口装置及其通信方法，辅助数据口电路包括中央处理器CPU、开销处理模块FPGA、时隙交叉芯片、串口转换芯片和辅助数据接口，终端设备可以通过辅助数据接口连接网元实现点对点通信或者点对多点的广播通信，辅助管理信息在SDH网络中的传送是通过SDH帧结构中辅助开销字节实现的。在SDH光传输设备中，通过辅助数据接口连接各个网元，并通过辅助开销字节实现辅助数据口的功能，为用户提供64kbit/s的数据通路，可以传送监控和管理信息，不需要辅助设备实现网元间的辅助管理。

Description

一种同步数字体系中的辅助数据口装置及其通信方法

技术领域

本发明涉及一种在同步数字体系(SDH)中网元间的辅助管理装置和通信方法，特别涉及一种辅助数据口及其通信方法。

背景技术

现有技术中实现网元间的辅助管理功能，需要一些辅助设备。如图1，终端设备的数字信号通过Modem转换成模拟信号，再通过专线接入设备(传输设备的多路音频数据接入板TDA)或者交换机设备作为一个语音业务通过SDH的净负荷字节在网元间传送，辅助管理信息下路的过程是：SDH设备的业务通过交换机或者专线接入设备送下来经过Modem转换为数字信号，再给终端设备接收。现有技术的缺点是：

1、需要专线接入设备或者交换机设备，增加额外设备，增加成本。

2、辅助管理信息通过SDH的净负荷字节在网元间传送，占用净负荷的字节。

3、整个过程过于复杂。

发明内容

本发明的目的是在SDH光传输设备中提供一种不需额外设备，成本低的辅助数据口装置，并用简单的方法实现各网元之间辅助数据的通信。

本发明的发明目的是这样实现的：一种同步数字体系中的辅助数据口装置，包括中央处理器CPU、开销处理模块、时隙交叉芯片、串口转换芯片和辅助数据接口，辅助管理信息通过所述辅助数据接口输入/输出，与其它网元进行通信，所述辅助数据接口另一端与所述串口转换芯片相连接，所述开销处理模块与所述串口转换芯片及所述中央处理器相连接，所述中央处理器与时隙交叉芯片通过通信接口相连；所述辅助数据口利用所述开销处理模块实现从同步数字体系帧的辅助开销字节加载和提取辅助管理信息。

所述开销处理模块是现场可编程门阵列(FPGA)。

所述辅助数据接口有相互独立的四个，为异步串行接口，电气特性为RS232或RS422方式。

所述串口转换芯片和辅助数据接口之间还可增加防护电路。

本发明还提供了一种同步数字体系中的辅助数据口通信方法，在网元设备中设定主站和从站；主站通过辅助数据口在同步数字体系帧的辅助开销字节加载辅助管理信息，并发送至从站；从站通过所述辅助数据口在所述同步数字体系帧的辅助开销字节提取所述辅助管理信息，并向主站上报辅助管理信息的处理结果；所述辅助数据口是上述本发明中所提供的辅助数据口装置，主站通过所述辅助数据口提取从站上报的所述辅助管理信息的处理结果，完成以所述同步数字体系帧为管理信息载体的点对点通信或者点对多点的广播通信。

所述辅助开销字节是在标准中未定义的复用段开销中四个开销字节。

所述通过辅助数据口实现点对多点的广播通信包括以下步骤：在各网元设备之中设定一个主站，其他网元设备为从站；所述主站的辅助管理信息通过辅助数据口被广播发送到从站方向的光路中；所述各从站通过辅助数据口接收数据，并将其辅助数据口的上报数据与该从站相连的从站方向传送来的上报数据相比较，选出满足预定规则值的数据沿主站方向发送往主站；主站将从多个方向发来的上报数据相比较，选出满足预定规则值的数据通过辅助数据口发送与之相连的网元设备。

点对多点通信方法进一步包括辅助数据口处理多个光口发来的开销数据的步骤：在各光口及辅助数据口中设定一个主站接口，其他的接口即为从站接口，所述开销数据经过开销处理模块处理后经过上行总线送给时隙交叉芯片，时隙交叉芯片将主站接口的开销数据交叉到各从站接口所对应的时隙，通过下行高速总线(DHW)下发；

各从站接口上来的数据被时隙交叉芯片交叉到另外下行高速总线进入开销处理模块中的数据比较模块中，满足预定规则值的数据放到上行高速总线时隙中，时隙交叉芯片再把这些时隙中的数据交换到主站接口对应的时隙以回传给主站接口。

本发明利用辅助数据口来实现辅助数据管理功能，不需要辅助设备实现网元间的辅助管理，省去了专线接入设备或交换机等额外设备，简单可靠，容易实现，具有极大的成本优势。用标准中未定义的开销字节实现辅助数据口功能，为用户提供64kbit/s的数据通路，终端设备可以通过辅助数据口实现点对点通信或者点对多点的广播通信。

附图说明

图1是现有技术方案实现几个网元间的辅助管理功能；

图2是本发明实现的总框图；

图3是辅助数据口基本原理框图；

图4是辅助数据口的主从通信示意图；

图5是辅助数据口的物理接口定义；

图6是RS232辅助数据口单片机采用的芯片是MAX208CAG接口原理图；

图7是RS232辅助数据口单片机采用ADM3202的接口原理图；

图8光口和辅助数据口示意图；

图9是辅助数据口广播通信处理详细框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例来说明本发明的技术方案。

本发明在SDH的设备中提供辅助数据口装置，一般在主控板和开销处理板上实现。对外提供RS232或者RS422的串行接口，终端设备可以通过串口连接网元实现点对点通信或者点对多点的广播通信。图2是本发明的总框图。辅助管理信息在SDH网络中的传送是通过SDH帧结构中标准中未定义的辅助开销字节实现的。

如图3所示，辅助数据口装置包括CPU、开销处理模块(FPGA)、时隙交叉芯片(SD539)、串口转换芯片、辅助数据接口几部分。

实际设计中可能有两种情况：一种是辅助数据口做在主控(SCC)板上，虚线框中的就是时隙交叉芯片(SD539)；另一种是辅助数据口做在专门的开销处理板上，虚线框中是SCC，开销总线由主控送过来，开销处理板处理完的开销送给SCC。

辅助数据接口有四个，电气特性为RS232/RS422方式可选，速率≤19.2kbps。四个数据口相互独立，分别由单板板拉手条上四个DB9(母头)接口引出。辅助数据口用DB9(母头)插座来实现，管脚定义如图5所示。

辅助数据口为异步串行接口，当以RS232方式工作时，该接口符合CCITT V.24/V.28建议；以RS422方式工作时，该接口符合V.11建议。接口传输是透明的，即接口速率和传输控制协议不需要在网管上配置，速率最高为19.2Kbps。通过该接口连接数据终端设备，可以配置成点对点和点对多点通信模式。

辅助数据口的技术实现，没有用到复杂的专用芯片，主要是FPGA和串口转换芯片，或者用FPGA结合时隙交叉芯片SD539/SD509和串口转换芯片一起实现。如图6所示是SS32OHP单板上的电路，RS422接口采用的芯片是DS26C31CD、DS26C32CD。FPGA(开销处理单元)处理完的发送数据经过DS26C31CD驱动转换为RS422电平的差分数据，经过防护电路送到物理接头处传送出去。反之，从物理接头进来的RS422差分接收数据，经过DS26C32CD处理转换为三极管-三极管逻辑门电路(TTL)电平的数据给FPGA(开销处理单元)处理。同时接口侧加瞬态抑制二极管进行保护。

如果用RS232电气特性进行传送，采用的芯片是MAX208CAG，数据流向见框图6。FPGA(开销处理单元)处理完的发送数据经过MAX208CAG驱动转换为RS232电平的发送数据，经过防护电路送到物理接头处传送出去；反之从物理接头进来的RS232电平的接收数据，经过MAX208CAG处理转换为TTL电平的数据给FPGA(开销处理单元)处理。

图7是采用的ADM3202芯片，数据流向见框图。FPGA(开销处理单元)处理完的发送数据经过ADM3202驱动转换为RS232电平的发送数据，经过防护电路送到物理接头处传送出去；反之从物理接头进来的RS232电平的接收数据，经过ADM3202处理转换为TTL电平的数据给FPGA(开销处理单元)处理。

辅助数据口主要在光传输系统上使用，一般在传输产品中的开销处理板(OHP)及主控板(SCC)上实现。每一辅助数据口支持四个辅助数据口，使用复用段开销字节的D12后第2个字节F2字节及另外定义的三个开销字节来实现，这四个开销字节命名为Serial1、Serial2、Serial3和Serial4，统一称为辅助数据口开销字节。

四个辅助数据口相应定义为Serial1-Serial4，占用开销字节位置如表1所示。如果支持不了这么多接口，就前面的字节开始用。

表1辅助数据口在开销中的字节位置

通过辅助数据口可实现网元间点对点通信和点对多点通信。点对点通信较为简单，点对多点通信较为复杂。当进行点对多点通信时，在各网元设备之中设定一个主站，其他网元设备为从站，从站点应在协议中设置成响应模式。因为如果所有从站点都向上往主站点发送信息，会造成主站点接收到一堆乱码。如图4中，主站MASTER和从站SLAVE1、SLAVE2为传输设备，每个站点均通过透明接口与PC机相连。主站上的PC机可以通过程序向SLAVE1和SLAVE2广播发送数据，两个从站上的PC机通过程序响应主站。

通过辅助数据口，可以实现主站和从站的点对多点的通信。如图4所示，即主站的数据被广播式的发送到从站，从站送过来经过比较，选出最大值的数据均上报主站。这种连接方式要求在任一时刻，从站之中只能有一个上报数据。

当该站被设为主站时，从辅助数据口过来的下发数据广播式地被发送到从站方向的光路中，从站的上报数据沿着相反的方向发到主站。若主站通过N路光纤同N个从站相连，那么N路方向过来的上报数据可以在主站内进行比较，选出最大值的数据，通过辅助数据接口送给PC。

当该站被设为从站时，从主站光纤过来的下发数据广播式地被发送到该站的辅助数据接口和与该站相连的其他从站方向的光路中。从站的辅助数据接口的上报数据和与该站相连的其他从站方向的上报数据在该从站内也进行比较，选出最大值数据，再沿着主站方向通过光纤发送往主站。

辅助数据口支持四个广播数据接口，最多支持128个光口方向的广播。

将板上的光口和数据口表示为如图8所示，因为每个光口均有Serial1-4字节，因此将本地数据口示意为一个口。当一个主站点设定时，其各光口及辅助数据口的主、从关系就确定了。假定以A口为主口，来说明数据口的功能：从A口发来的数据，不用经过任何处理，由B、C、D、E、F、G口广播输出。数据口的反向通信(各从口数据到主口的通信)，本板只支持一个从口向主口回传数据。虽然只有一个从口回传数据，但各从口来的时隙仍送入本板，那么B、C、D、E、F、G口的数据如何选择，我们约定，当光口未用时，其送FPGA的时隙数据插为0x55；主口数据不参与比较，共6个从口的数据送比较模块进行比较，选出最大值的时隙由A口回传。

图9是辅助数据口广播通信处理详细框图。A、B、C、D、E、F光口来的开销数据通过开销总线送给SCC整理成UHW串行开销总线送给SD539，包括本地数据口G上来的数据经过驱动电路、FPGA处理并经过上行总线送给SD539，SD539将A光口的开销数据交叉到B、C、D、E、F、G口所对应的时隙，通过下行高速总线DHW下发；B、C、D、E、F、G口上来的数据被SD539交叉到另外DHW(S1-S4)进入FPGA的最大值比较模块中，比较的的最大值放到UHW(S1-S4)的0-3时隙中，SD539再把这些时隙中的数据交换到A口对应的时隙回传给A口。

Claims (8)

1.一种同步数字体系中的辅助数据口装置，其特征在于：包括中央处理器CPU、开销处理模块、时隙交叉芯片、串口转换芯片和辅助数据接口，辅助管理信息通过所述辅助数据接口输入/输出，与其它网元进行通信，所述辅助数据接口另一端与所述串口转换芯片相连接，所述开销处理模块与所述串口转换芯片及所述中央处理器相连接，所述中央处理器与时隙交叉芯片通过通信接口相连；所述辅助数据口利用所述开销处理模块实现从同步数字体系帧的辅助开销字节加载和提取辅助管理信息。

2.根据权利要求1所述的同步数字体系中的辅助数据口装置，其特征在于所述开销处理模块是现场可编程门阵列(FPGA)。

3.根据权利要求1或2所述的同步数字体系中的辅助数据口装置，其特征在于所述辅助数据接口有相互独立的四个，为异步串行接口，电气特性为RS232或RS422方式。

4.根据权利要求1所述的同步数字体系中的辅助数据口装置，其特征是在串口转换芯片和辅助数据接口之间加有防护电路。

5.一种同步数字体系中的辅助数据口通信方法，其特征在于：在网元设备中设定主站和从站；主站通过辅助数据口在同步数字体系帧的辅助开销字节加载辅助管理信息，并发送至从站；从站通过所述辅助数据口在所述同步数字体系帧的辅助开销字节提取所述辅助管理信息，并向主站上报辅助管理信息的处理结果；所述辅助数据口是权利要求1的辅助数据口装置，主站通过所述辅助数据口提取从站上报的所述辅助管理信息的处理结果，完成以所述同步数字体系帧为管理信息载体的点对点通信或者点对多点的广播通信。

6.根据权利要求5所述的同步数字体系中的辅助数据口通信方法，其特征在于所述辅助开销字节是标准中未定义的复用段开销中的四个开销字节。

7.根据权利要求5所述的同步数字体系中的辅助数据口通信方法，其特征在于所述通过辅助数据口实现点对多点的广播通信包括以下步骤，

在各网元设备之中设定一个主站，其他网元设备为从站；

主站的辅助管理信息通过辅助数据口被广播发送到从站方向的光路中；

各从站通过辅助数据口接收，并将其辅助数据口的上报数据与该从站相连的从站方向传送来的上报数据相比较，选出满足预定规则值的数据沿主站方向发送往主站；

主站将从多个方向发来的上报数据相比较，选出满足预定规则值的数据通过辅助数据口发送与之相连的网元设备。

8.根据权利要求7所述的同步数字体系中的辅助数据口通信方法，其特征在于进一步包括所述辅助数据口处理多个光口发来的开销数据，在各光口及辅助数据口中设定一个主站接口，其他的接口即为从站接口，所述开销数据经过开销处理模块处理后经过上行总线送给时隙交叉芯片，时隙交叉芯片将主站接口的开销数据交叉到各从站接口所对应的时隙，通过下行高速总线(DHW)下发；

各从站接口上来的数据被时隙交叉芯片交叉到另外下行高速总线进入开销处理模块中的数据比较模块中，满足预定规则值的数据放到上行高速总线时隙中，时隙交叉芯片再把这些时隙中的数据交换到主站接口对应的时隙以回传给主站接口。

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