CN101001108B - 一种多业务配置平台系统集成板卡装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及通信传输领域，特别公开了一种高集成度的多业务配置平台系统核心模块构建集成板卡的装置。本发明的集成板卡装置包括以下单元：线路处理单元、控制与通讯单元、高阶和低阶交叉连接合一单元。高阶和低阶交叉连接合一单元进一步包括：高阶业务处理模块、旁路处理模块和低阶交叉连接模块。本发明的集成板卡在增加业务接入能力、降低成本的同时，也增强了产品的可靠性和稳定性。

Description

一种多业务配置平台系统集成板卡装置

技术领域

本发明涉及通信传输领域，尤指一种适用于需要有多业务接入的高性能的光信号传输系统上的高集成度的多业务配置平台系统核心模块构建装置。

背景技术

MSPP(Multi-service Provisioning Platforms，多业务配置平台)是指，基于SONET(Synchronous Optical Network，同步光纤网)/SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列)平台，同时实现TDM(Time Division Multiplex，时分复用)业务、ATM(Asynchronous TransferMode，异步转移模式)业务、以太网业务等的接入、处理和传送，提供统一网管的多业务节点，其主要特点是保留了传统的SONET/SDH高可靠传送的同时增加了对多种业务的接入能力。因此，对于硬件系统构建来说，如何在有限的板卡空间内接入更多数量的业务是一个产品扩展业务的关键性问题。解决该问题的一个主要方法就是增加板卡的集成度，板卡集成度提高了，业务每端口成本就会降低。特别是对于盒式产品，因其主要用于接入层，数量大，对产品价格比较敏感，提高板卡集成度就显得格外重要，直接关系到产品的竞争力。

一般说来，MSPP系统主要包括以下几个单元：交叉连接单元、控制与通讯单元、线路处理(SONET/SDH接口)单元、时钟单元、数据处理单元、PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy准同步数字系列)处理单元等。其中，交叉连接单元、控制与通讯单元、线路处理单元、时钟单元是每种配置都必不可少的。

现有技术中常见的MSPP系统构架如图1所示，一个完整的MSPP设备系统通常包括以下四个部分：线路处理板卡、主控交叉时钟合一板卡、PDH处理板卡、数据处理板卡。线路处理板卡主要包括线路处理单元；主控交叉时钟合一板卡1、主控交叉时钟合一板卡2均包括时钟单元、控制与通讯单元、高阶交叉连接单元(由专门的高阶交叉连接芯片构成)以及低阶交叉连接单元。图1中的高阶交叉连接单元，处理VC4(VC：Virtual Channel虚通道，SDH制式)、VC3(VC：Virtual Channel虚通道，SDH制式)或STS-1(STS：Synchronous Transport Signal同步传送信号，SONET制式)；低阶交叉连接单元，处理VC12(SDH制式)或VT1.5(VT：Virtual Tributary，SONET制式)。由于在具体的应用情形中，有些系统不需要“低阶交叉连接单元”，所以在图1中的“低阶交叉连接单元”的标识为虚线框。为了实现网络保护和设备保护功能(具体情况和要求参见相关SDH/SONET标准)，在图1所示的MSPP系统中，“线路处理板卡”和“主控时钟交叉合一板卡”都配置了两块。

图1所示的MSPP产品构架方案对于产品定位较高，对处于汇聚层或者核心层等大型设备比较适用，但是对于接入层等低端设备显得不太合适，主要缺点如下：

首先，基本配置占用槽位过多。如前所述，基本配置包括2块线路处理板卡以及2块主控交叉时钟合一板卡，共占用四个槽位。如果是一个6槽位的盒式产品，就只剩下2个槽位来配置业务处理板，业务接入能力受到很大限制。

其次，在上述方案中，交叉连接单元、控制与通讯单元以及时钟单元集成在一块主控交叉时钟合一板上，采用的方法只是简单的堆叠，也就是将相关单元的电路简单地移到一个板卡上，硬件实现的电路模块没有做更改，因此系统的集成度不高，设备的成本降低也很有限.

发明内容

本发明提供了一种多业务配置平台系统集成板卡装置，针对上述由于系统板卡的集成度不高而阻碍了业务接入能力提高的问题，提出了解决问题的方案。

本发明还提供了一种多业务配置平台系统集成板卡装置，包括：线路处理单元、控制与通讯单元、高阶和低阶交叉连接合一单元；

所述的线路处理单元，用于从光纤接收光信号并转换成电信号，并将所述电信号发送给所述的高阶和低阶交叉连接合一单元和其它板卡的高阶和低阶交叉连接合一单元；同时，在相反的方向上，接收来自高阶和低阶交叉连接合一单元电信号并转换成光信号发送到光纤上；

所述的控制与通讯单元包括：

控制与通讯模块，用于配置、监测所述的高阶和低阶交叉连接合一单元，并建立与本装置之外的其它板卡之间的通讯连接；

信息同步模块，用于同步更新所述的控制与通讯模块与本装置之外的其它板卡中的控制与通讯模块之间的控制状态。

所述的高阶和低阶交叉连接合一单元包括：

高阶业务处理模块，用于将来自线路处理单元和本装置之外的其它板卡的电信号的帧头对齐，并将对齐后的电信号发送至旁路处理模块；在反方向上，将旁路处理模块传来的电信号分发到所述的线路处理单元和本装置之外的其它板卡；

旁路处理模块，用于将来自高阶业务处理模块的电信号，根据高低阶交叉连接的需求选择不同的处理方式传送到低阶交叉连接模块；

低阶交叉连接模块，用于接收来自旁路处理模块的电信号，进行交叉连接调度。

所述旁路处理模块包括：

低阶业务处理模块：用于将来自高阶业务处理模块的电信号进行低阶帧头的对齐处理后送到开关选择模块；

开关选择模块，根据高低阶交叉连接的需求选择不同的处理方式传送到低阶交叉连接模块。

所述的不同的处理方式包括：

所述的低阶交叉连接模块直接接收来自所述的高阶业务处理模块的电信号的传送方式；和

所述的低阶交叉连接模块接收来自所述的低阶业务处理模块的电信号的传送方式。

本发明技术方案带来的有益效果：

1、采用本方案，可以将MSPP系统中的线路处理单元、交叉连接单元以及控制与通讯单元集成在一起，从而在一块小面积的板卡上实现线路处理单元、交叉连接单元、控制与通讯单元以及时钟单元的功能，节省了槽位，对于低端盒式产品能极大地增加业务接入能力；

2、采用本方案，利用了现有技术中没有用到的线路处理单元中的高阶交叉连接模块，从而省掉了现有技术中高阶交叉连接单元中的专门的高阶交叉连接芯片，降低了产品的成本。

3、采用本方案，模拟了一些传统的构架，方便移植软件成熟模块，加快了产品的开发进度，增强了产品的可靠性和稳定性。

附图说明

图1为现有技术中的MSPP设备系统架构模块框图；

图2为本发明提供的“只含高阶交叉连接的集成板卡解决方案”的模块框图；

图3为线路处理芯片内部结构模块框图；

图4为本发明提供的“线路处理和高阶交叉连接合一单元”实现方案模块框图；

图5为本发明提供的含高阶和低阶交叉连接的集成板卡解决方案的模块框图；

图6为本发明提供的“高阶和低阶交叉连接合一单元”实现方案模块框图。

具体实施方式

在MSPP系统核心模块产品开发的过程中，客户的需求通常有两种：只需要高阶交叉连接功能的应用和高低阶交叉连接功能都需要的应用，本发明针对两种需求给出了以下两个实施例来具体描述解决方案：

实施例一：只包括高阶交叉连接功能的集成板卡解决方案

(一)方案描述

只含高阶交叉连接的集成板卡解决方案的框图如图2所示，通过增加一个“端口模拟处理模块”将“线路处理模块”和“高阶交叉连接模块”集成在一个单元--“线路和高阶交叉合一处理单元”中；进一步，通过增加一个“信息同步模块”将“线路和高阶交叉合一处理单元”和“控制与通讯单元”集成在一个集成板卡上。

在集成板卡中，各单元和模块完成的功能分述如下：

“线路处理模块”具有现有技术MSPP系统中的“线路处理单元”的相应功能。在接收方向，处理从光纤接收下来的光信号转换成电信号，然后通过“端口模拟处理模块”发送电信号到“高阶交叉连接模块”中；在发送方向，通过“端口模拟处理模块”接收“高阶交叉连接模块”传送来的电信号，然后转换成光信号通过光纤发送出去。其中，在光纤接口侧的信号的传输通常都是通过光电转换模块完成，光纤的接口侧称为线路侧，本方案不描述；和“高阶交叉连接模块”相连的一侧称为系统侧。

“高阶交叉连接模块”具有现有技术MSPP系统中的“高阶交叉连接单元”的相应功能，主要为两个方面：一个是接收/发送“线路处理模块”的业务，二是通过“端口模拟处理模块”接收/处理“PDH处理板”和“数据处理板卡”等业务处理板卡的业务。

“端口模拟处理模块”，是本方案新增模块，该模块通过电信号将本模块分别与线路处理模块、高阶交叉连接模块以及本装置之外的其它板卡进行连接，将所述的连接关系映射成信号端口，该模块主要是通过模拟的方式(具体实现情况详见下面的实现过程)，提供“线路处理模块”和“高阶交叉连接模块”所需系统侧的相应端口.此外，还实现了本集成板卡之外的其它板卡上的硬件连线映射到上述端口的功能，见图2中的“F”接口端点.

“控制与通讯模块”主要完成一般的MSPP系统中的“控制与通讯单元”的功能，如图1所示，主要是收集和处理系统中各种板卡的信息以及下发相应命令。

在图2所示的集成板卡中，“信息同步模块”是本方案的新增模块，“控制与通讯模块”增加了和“信息同步模块”的接口端点G。在正常的情况下，通过该“信息同步模块”，主备两块集成板卡上的“控制与通讯单元”同时工作。

(二)具体描述“只含高阶交叉连接的集成板卡解决方案”的实现过程

由图2所示，通过增加一个“信息同步模块”将“线路和高阶交叉合一处理单元”和“控制与通讯单元”集成在一个板卡上。“信息同步模块”是一个软件模块，附加在通常的MSPP系统中的“控制与通讯模块”上，其主要机制为：两块集成板卡的“控制与通讯单元”正常的情况下同时工作，“线路处理模块”会同时向两块板卡的“控制与通讯单元”上报倒换请求或者状态；为了避免两块板卡上的协议模块同时响应请求而向“线路和高阶交叉合一处理单元”下发倒换动作从而导致工作异常，所以通过“信息同步模块”只允许一块集成板卡的控制系统向其他单元下发倒换动作(该板卡作为主用系统)，另一块集成板卡(作为备用系统)上面的控制系统仅接收倒换请求并刷新自身状态，而不触发其他单元的倒换动作，即主用板卡上的控制系统正常工作，而备用板卡上的控制系统仅接收输入而不输出，从而保证了主备用系统状态的一致性。

在设备保护倒换时，备用的控制系统切换为主用系统后，其控制与通讯单元就可以立即工作，不需要刷新状态，因此可以立即启动网络保护协议执行倒换(网络保护倒换协议参见SDH/SONET相关标准)，不会造成倒换时间超标。另外由于以上方案避免了备用系统软复位或者重启模块的过程，主备用系统一直处于平滑热备份状态，在进行主备倒换时完全消除了系统不可控时间，提高了整个系统的可靠性。

由图2所示，通过增加一个“端口模拟处理模块”将“线路处理模块”和“高阶交叉连接模块”集成在一个单元中，相比通常MSPP系统的实现方式，省略一个专门实现高阶交叉连接的芯片。“端口模拟处理模块”通过模拟的方式，提供“线路处理模块”上述处理中所需的系统侧的相应端口。

图3为现有技术中的线路处理单元中经常用到的线路处理芯片(也称为SDH/SONET接口芯片或Framer芯片)的内部结构图。从图3可以看出，现有技术中常用到的线路处理芯片一般都带有一个简单的“高阶交叉连接模块”。但在通常的MSPP系统中，这个模块并不作为图1中所示的系统的交叉连接单元，主要是因为将线路处理单元和高阶交叉连接单元集成在一个芯片上，和现有的架构不一样，导致软件处理复杂，设计开发以及维护的工作量较大，这一点在一些采用平台式开发模式的大型公司几乎是不可能接受的。

在本方案中，将图3中的线路处理芯片中的“高阶交叉连接模块”划分为两部分：一部分为图2中所描述的固定连接的“端口模拟处理模块”，另一部分为图2中的可以灵活配置的“高阶交叉连接模块”，相比通常MSPP系统的实现方式，省略一个专门实现高阶交叉连接的芯片。

图2中的接口端点“A”、“B”、“C”、“D”、“E”及“F”所连接的具体情况如图4所示：“线路处理模块”通过“端口模拟处理模块”上的接口端点“A”和“C”与“高阶交叉连接模块”相连；“线路处理模块”通过“端口模拟处理模块”上的接口端点“B”和“F”与另一集成板卡的高阶交叉单元相连接；“高阶交叉连接模块”通过“端口模拟处理模块”上的接口端点“D”和“F”与另一集成板卡的线路处理单元相连接；“高阶交叉连接模块”通过“端口模拟处理模块”上的接口端点“E”和“F”与本集成板卡之外的其它业务处理板卡相连接，如“PDH处理板卡”和“数据处理板卡”等业务处理板卡.

由图4可以看出，在线路处理芯片的“高阶交叉连接模块”中专门划分一块出来，实现如图4所示的固定连接，即实现“A”到“C”、“B”到“F”、“D”到“F”、“E”到“F”的连接，在具体硬件实现中，“A”、“B”、“C”、“D”、“E”及“F”占用的芯片中的实际连接端口是固定不变的，系统中交叉连接的配置只更改图4中“高阶交叉连接模块”内部的配置关系。

实施例二：包含高阶和低阶交叉连接的集成板卡解决方案

(一)方案描述

含高阶和低阶交叉连接的集成板卡解决方案如图5所示。图5所示的方案的发明点在于通过“高阶和低阶交叉连接合一单元”实现了高阶交叉连接功能。“高阶和低阶交叉连接合一单元”包括“高阶业务处理模块”、“旁路处理模块”和“低阶交叉连接模块”三个模块。通过这种特别处理，将图1所示的“高阶业务处理单元”和“低阶交叉连接单元”集成在一起，形成“高阶和低阶交叉连接合一单元”。

各单元和模块完成的功能分述如下：

“线路处理单元”用于从光纤接收光信号并转换成电信号，并将所述电信号发送给所述的高阶和低阶交叉连接合一单元和其它板卡的高阶和低阶交叉连接合一单元；同时，在相反的方向上，接收来自高阶和低阶交叉连接合一单元电信号并转换成光信号发送到光纤上。

“控制与通讯单元”用于配置、监测所述的高阶和低阶交叉连接合一单元，并建立与其它板卡之间的通信连接。

“高阶业务处理模块”，这个模块主要完成高阶业务对齐的功能，和通常的MSPP系统中的“交叉连接单元”中的相应处理机制一样。该模块将来自线路处理单元和其它板卡的电信号的帧头对齐，并将对齐后的电信号发送至旁路处理模块；在反方向上，将旁路处理模块传来的电信号分发到线路处理单元和本装置之外的其它板卡。

“旁路处理模块”，这个模块是本方案新增模块，主要作用是对于需要高阶和低阶交叉连接的业务区别地进行处理(见图5中的“M”和“N”点，具体实现情况见下面的具体描述)，然后输入图5中的“低阶交叉连接模块”进行交叉连接处理。

“低阶交叉连接模块”，这个模块和通常的MSPP系统中“低阶交叉连接单元”中的相应模块的功能一样。

(二)具体描述“含高阶和低阶交叉连接的集成板卡解决方案”的实现过程

如图5所示的控制与通讯单元具体包括：控制与通讯模块、信息同步模块。控制与通讯模块对高阶和低阶交叉连接合一单元的信号及参数进行配置、监测，并建立与其它板卡之间的通讯连接；信息同步模块，则用于同步更新控制与通讯模块与其它板卡中的控制与通讯模块之间的控制状态。

由图5的描述可以看出，本方案是通过“高阶业务处理模块”、“旁路处理模块”以及“低阶交叉连接模块”三个模块组合来实现高阶交叉连接功能，从而实现“高阶交叉连接单元”和“低阶交叉连接单元”集成在一个“高阶和低阶交叉连接合一单元”中。

“高阶和低阶交叉连接合一单元”在本方案中采用一个特制低阶交叉连接芯片来实现。低阶交叉连接处理芯片的内部框图如图6所示，“低阶业务处理模块”和“开关选择模块”形成图5中的“旁路处理模块”。“旁路处理模块”用于将来自“高阶业务处理模块”的电信号，根据高低阶交叉连接的需求选择不同的处理方式传送到“低阶交叉连接模块”。在本发明的技术方案中，“低阶业务处理模块”用于将来自高阶业务处理模块的电信号进行低阶帧头的对齐处理然后送到开关选择模块；“开关选择模块”，则根据高低阶交叉连接的需求选择不同的处理方式传送到低阶交叉连接模块。“开关选择模块”的处理方式包括以下两种：第一种为“低阶交叉连接模块”直接接收来自“高阶业务处理模块”的电信号的传送方式；第二种为“低阶交叉连接模块”接收来自“低阶业务处理模块”的电信号的传送方式。

采用本方案的“高阶和低阶交叉连接合一单元”实现方案框图如图6所示。图6中的“旁路处理模块”的工作机制如下：

如果只需要进行高阶业务的交叉连接处理时，业务进入芯片后，经过“高阶业务处理模块”，然后经过“旁路处理模块”，旁路掉“低阶业务处理模块”，直接送入“低阶交叉连接”模块，见图6中的“N”点，在“低阶交叉连接”模块中，绑定对应高阶业务的相当数量的低阶业务，一起进行交叉连接配置，从而实现高阶交叉连接功能，此为上述中的“开关选择模块”的第一种传送方式。

如果需要进行低阶交叉连接处理时，业务经过“高阶业务处理模块”和“低阶交叉业务处理模块”(见图6中的“M”点)送到“低阶交叉连接模块”进行处理，此为上述中的“开关选择模块”的第二种传送方式。

通过本发明提供的以上两种构建集成板卡的方案，将MSPP设备中的线路处理单元、交叉连接单元以及控制与通讯单元集成在一块板卡上。因为时钟处理单元比较独立，可以简单地将时钟处理单元的相关硬件电路和软件处理模块移到这个集成的板卡上，在一块板卡上集成线路处理单元、交叉连接单元、控制与通讯单元以及时钟处理单元，从而使得一个MSPP系统的基本配置由4块板卡(2块线路处理板卡和2块主控交叉时钟合一板卡)减成了2块板卡(2块线路主控交叉时钟合一板卡)，从而提高了系统集成度。例如对于一个6槽位的盒式产品，采用现有的做法，只有2个业务处理板槽位，采用本发明所提供的方案，会有4个业务处理板槽位，业务接入容量几乎增加了一倍。

同时，采用本发明的方案，可以减少使用的器件数量，降低硬件电路规模，从而降低了设备的硬件成本和设备器件的密度和功耗，增强了设备运行的可靠性。另外一个方面，本发明方案使系统构架模型保持不变，方便移植一些成熟的软硬件设计模块，加快了开发进度，增强了系统的可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种多业务配置平台系统集成板卡装置，其特征在于，包括：线路处理单元、控制与通讯单元、高阶和低阶交叉连接合一单元；

所述的线路处理单元，用于从光纤接收光信号并转换成电信号，并将所述电信号发送给所述的高阶和低阶交叉连接合一单元和其它板卡的高阶和低阶交叉连接合一单元；同时，在相反的方向上，接收来自高阶和低阶交叉连接合一单元电信号并转换成光信号发送到光纤上；

所述的控制与通讯单元包括：

控制与通讯模块，用于配置、监测所述的高阶和低阶交叉连接合一单元，并建立与本装置之外的其它板卡之间的通讯连接；

信息同步模块，用于同步更新所述的控制与通讯模块与本装置之外的其它板卡中的控制与通讯模块之间的控制状态；

所述的高阶和低阶交叉连接合一单元包括：

高阶业务处理模块，用于将来自线路处理单元和本装置之外的其它板卡的电信号的帧头对齐，并将对齐后的电信号发送至旁路处理模块；在反方向上，将旁路处理模块传来的电信号分发到所述的线路处理单元和本装置之外的其它板卡；

旁路处理模块，用于将来自高阶业务处理模块的电信号，根据高低阶交叉连接的需求选择不同的处理方式传送到低阶交叉连接模块；

低阶交叉连接模块，用于接收来自旁路处理模块的电信号，进行交叉连接调度。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述旁路处理模块包括：

低阶业务处理模块：用于将来自高阶业务处理模块的电信号进行低阶帧头的对齐处理后送到开关选择模块；

开关选择模块，根据高低阶交叉连接的需求选择不同的处理方式传送到低阶交叉连接模块。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的不同的处理方式包括：

所述的低阶交叉连接模块直接接收来自所述的高阶业务处理模块的电信号的传送方式；和

所述的低阶交叉连接模块接收来自所述的低阶业务处理模块的电信号的传送方式。

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