CN101001122B - 一种在sdh系统中无阻塞高阶交叉扩展的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及通信传输领域，特别公开了一种在SDH系统中进行无阻塞高阶交叉扩展的方法和装置。本发明的无阻塞高阶交叉扩展的方法包括如下步骤：一种在SDH系统中进行无阻塞交叉扩展的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤A，在管理单元AU3高阶交叉芯片中，通过将输入的业务数据中相同的AU3的时隙分别组合在一起，对输入的业务数据进行字节重排；步骤B，对重排后的业务数据按照AU3颗粒进行全交叉调度；步骤C，对经过调度后的业务数据按字节重排前输入的业务数据的AU3时隙序列恢复为输入的业务数据。本发明还提供了一种在SDH系统中进行无阻塞交叉扩展的装置。通过使用本发明的装置和方法，有效解决了网络业务扩容中网络阻塞的问题，降低了开发成本。
Description
技术领域
本发明涉及通信传输领域，尤指一种在SDH(Synchronous DigitalHierarchy，同步数字体系)系统中进行无阻塞高阶交叉扩展的方法和装置。
背景技术
随着科学技术的发展，现代通信系统的信息传送量正以一种加速度的形式急剧膨胀。这就要求传输网络的容量越来越大，网元对业务的调度能力要越来越强。为了满足业务调度的需要，就必需要有大容量的业务交叉调度矩阵。在每个时期，芯片技术限定了当时单个交叉芯片的交叉调度容量。
在SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)系统中，伴随网络业务容量的不断增加，对设备的高阶业务调度需求越来越大，采用一块单一的高阶交叉芯片已经不可能完成如此庞大的业务交叉调度任务，需要用多个高阶交叉芯片通过某种方式来构成更大的交叉矩阵。
在现有技术的实现方案中，CLOS网络扩展方式是一种经常使用的高阶交叉扩展方式，3级CLOS网络基本结构如图1所示。图1是具有N个输入端和N个输出端的N×N的3级CLOS网络。第1级为具有n个输入端m个输出端的n×m的交叉单元，共有N/n个；第3级为具有m个输入端n个输出端的m×n的交叉单元，也有N/n个；中间级为具有N/n个输入端和N/n个输出端的N/n×N/n的交叉单元，共有m个。
在这个N×N的3级CLOS网络中，任何一对指定的输入端与输出端之间都有m条通路，每一条通路通过不同的中间级交换单元。由图1中的网络结构布局可以看出，通过至少一个小容量的交叉单元所构成的一个大交叉矩阵解决了网络业务容量不断增加对设备的高阶业务调度需求越来越大的问题。
在现有技术的实现方案中，另一种高阶交叉扩展方式是采用位片(Bit-sliced)方式。位片方式是通过将业务字节按比特切片后重新组合， 使得一个字节中包含多个通道的业务数据信息。业务数据在每个交叉单元中按照位片进行交叉，从而实现交叉矩阵的线性扩展。位片方式有字节(Byte)，半字节(Nibble)，双比特(Di-bit)和比特(bit)等4种模式，图2为双比特(Di-bit)模式的基本结构示意图。从图2可以看出，位片方式的交叉矩阵由比特切片，交叉单元和切片重组3个单元组成。其中比特切片完成业务字节按比特位的拆分为大小相同的位片，切片重组实现业务切片的逆过程，交叉单元完成业务位片的交叉。采用字节，半字节，双比特和比特等不同的位片模式可以通过1个，2个，4个，8个中间级的交叉单元实现容量1倍(相当于不扩展)，2倍，4倍和8倍的量线性扩展，并实现业务调度的无阻塞。
图3为输入输出比特切片基本模块示意图。表1为图3中的前3种模式的字节切片实例表。
表1
由以上分析可以看出，现有技术在一定程度上解决了网络业务容量不断增加对设备的高阶业务调度需求越来越大的问题，但同时也具有如下的缺陷：
现有技术1中的CLOS网络是一种具有阻塞特性的网络，其阻塞特性为：当m＜n时，CLOS网络是严格有阻塞的；当2n-1＞m≥n时，CLOS网络是可重排无阻塞的；当m≥2n-1时，CLOS网络是严格无阻塞的。而采用CLOS网络来进行交叉扩展，就必须面对其带来的业务阻塞问题，严格阻塞的CLOS网络是无法使用的。
如果要采用严格无阻塞的CLOS网络，就必须满足m≥2n-1的矩阵严格无阻塞条件，即中间级交叉单元的总容量必须达到或超过总接入业务量的两倍，这将大大增加系统的硬件成本。如果采用可重排无阻塞的CLOS网络，尽管可以减少中间级单元的数量，但软件必须采用复杂的CLOS配置算法对矩阵进行重排，当系统的业务量大到一定程度的时候，软件业务重排的效率将难以保证，此时在SDH系统的网络保护倒换将很难达到电信级50ms的要求。此外，虽然重排无阻塞的CLOS网络理论上是可以重排成功的，但由于软件只能进行有限次的业务重排，因此仍然会存在重排失败的可能。
现有技术2中的采用位片技术的交叉单元，其构成既可以是一个交叉芯片，也可以是由多个交叉芯片构成的交叉网络。由于交叉芯片内部业务调度颗粒比较细小，芯片的设计难度比普通的按字节处理的交叉芯片要大得多，其单芯片容量往往比普通的交叉芯片要小，因此，采用位片方式进行扩展，其系统的总体容量是有限的。同时，位片方式无论是业务切片、切片重组还是中间的交换单元，必须采用支持位片功能的特殊的芯片才能支持。对于本领域大多数主流的业务处理和交叉芯片来说，都不支持位片功能的，从而造成厂家和器件选择限制，无形中增加了器件选型难度和成本。
发明内容
本发明提供了一种在SDH系统中进行无阻塞高阶交叉扩展的实现方法和装置，从而针对上述网络业务扩容中网络阻塞的问题提出了解决的方案。
一种在SDH系统中无阻塞交叉扩展的方法，包括如下步骤：
步骤A，在管理单元AU3高阶交叉芯片中，通过将输入的业务数据中相同的AU3的时隙分别组合在一起，对输入的业务数据进行字节重排；
步骤B，对重排后的业务数据按照AU3颗粒进行全交叉调度；
步骤C，对经过调度后的业务数据按字节重排前输入的业务数据的AU3时隙序列恢复为输入的业务数据。
本发明还提供了一种在SDH系统中无阻塞交叉扩展的装置，
包括：字节重排模块、业务调度模块和字节恢复模块；
所述的字节重排模块包括至少一个字节重排单元，所述的字节重排模块通过分别组合字节重排单元中的时隙，将输入的业务数据的字节进行重排；
所述的业务调度模块包括至少一个交叉单元，所述的业务调度模块按照所述交叉单元中的颗粒进行全交叉，对从字节重排模块输出的数据进行调度处理；
所述的字节恢复模块包括至少一个字节恢复单元，所述的字节恢复模块通过所述的字节恢复单元将经业务调度模块处理后的业务数据进行字节恢复。
所述的至少一个交叉单元所包括的业务矩阵相同。
所述的字节重排单元为一个交叉芯片或由多个交叉芯片构成的交叉网络。
所述的交叉单元为一个交叉芯片或由多个交叉芯片构成的交叉网络。
所述的字节恢复单元为一个交叉芯片或由多个交叉芯片构成的交叉网络。
附图说明
图1为现有技术3级CLOS网络基本结构示意图；
图2为位片方式基本结构(Di-bit模式)框图；
图3为输入输出比特切片基本模块示意图；
图4为本发明中采用AU3调度实现SDH交叉扩展结构图；
图5为本发明实施例中3个AU3通道的捆绑交叉实现AU4业务交叉调度示意图；
图6为本发明实施例中AU3交叉扩展实现3倍容量无阻塞AU4业务调度示意图。
具体实施方式
本发明提出的在SDH系统中进行无阻塞高阶交叉扩展的方法的核心思想是：采用业界现有的普遍使用的按字节交叉的高阶交叉单元，利用业界交叉芯片都能实现AU3(Administrative Unit Level 3，管理单元3)业务颗粒交叉的特点，对SDH的AU4(Administrative Unit Level 4，管理单元4)高阶业务进行字节重排-交叉-恢复，从而通过3级处理过程的级联组合构成3倍容量于单个中间级交叉单元的AU4高阶交叉矩阵，并保证了系统的严格无阻塞特性。采用本发明的方法，可以在SDH系统中实现无阻塞高阶交叉矩阵的扩展。
本发明的采用AU3调度实现SDH交叉扩展结构图如图4所示，由第一级交叉模块、中间级交叉模块、第三级交叉模块等三个模块组成。第一级交叉模块中包括至少一个字节重排单元；中间级交叉模块中包括至少一个交叉 单元；第三级交叉模块包括至少一个字节恢复单元。需要注意的是，在图4中，无论是第一级中的字节重排单元、中间级中的交叉单元，还是第三级中的字节恢复单元，其构成既可以是一个交叉芯片，也可以是由多个交叉芯片构成的交叉网络。
下面结合具体实施例来说明本发明的技术方案。
图5为3个AU3通道捆绑实现AU4业务调度的示意图。根据SDH业务帧结构的原理，一个AU4业务通道实际可以看作是3个AU3通道进行字节间插。对于支持AU3颗粒交叉的芯片来说，实现AU4业务颗粒的调度实际上就是将该AU4对应的3个AU3通道捆绑进行交叉。
图6为本发明实施例的整个业务调度过程示意图。本发明的技术方案利用交叉芯片可以进行AU3颗粒交叉的特性，对交叉芯片进行3级扩展。在本实施例中，第一级交叉模块为字节重排模块，中间级交叉模块为业务调度模块，第三级交叉模块为字节恢复模块。
首先，业务数据A、B、C、D、E、F、G、H、I分别输入字节重排模块中的3个AU3交叉单元的输入端。字节重排模块将3个AU3时隙分别组合在一起，进行业务数据的字节重排后分别输入业务调度模块中的3个中间级AU3交叉单元。
其次，业务调度模块中的3个中间级AU3交叉单元对重排后的业务数据按照AU3颗粒进行全交叉，此3个中间级AU3交叉单元所包括的业务矩阵完全相同，确保字节恢复模块对业务数据进行字节重组后仍然能够转换成输入字节重排模块时的业务数据的序列。
最后，字节恢复模块对经过业务调度模块处理后的业务数据进行业务数据字节恢复，使得输出的业务数据序列为输入字节重排模块时的业务数据的序列。
由图6可知，尽管交叉芯片的连接方式和3级CLOS矩阵相似，但因为本发明进行了业务时隙字节的重排和恢复，从而避免了3级CLOS矩阵带来的业务阻塞问题；同时由于直接利用了业界现有芯片支持AU3通道调度的能力，从而避免了位片方式对芯片的特殊要求。
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 (2)
1.一种在SDH系统中无阻塞交叉扩展的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤A，在管理单元AU3高阶交叉芯片中，通过将输入的业务数据中相同的AU3的时隙分别组合在一起，对所述输入的业务数据进行字节重排；
步骤B，对重排后的业务数据按照AU3颗粒进行全交叉调度；
步骤C，对经过调度后的业务数据按字节重排前输入的业务数据的AU3时隙序列恢复为输入的业务数据。
2.一种在SDH系统中无阻塞交叉扩展的装置，其特征在于，
包括：字节重排模块、业务调度模块和字节恢复模块；
所述的字节重排模块包括至少一个字节重排单元，所述的字节重排模块通过分别组合字节重排单元中的时隙，将输入的业务数据的字节进行重排，所述的字节重排单元为一个交叉芯片或由多个交叉芯片构成的交叉网络；
所述的业务调度模块包括至少一个交叉单元，所述的业务调度模块按照所述交叉单元中的颗粒进行全交叉，对从字节重排模块输出的数据进行调度处理，所述的至少一个交叉单元所包括的业务矩阵相同，所述的交叉单元为一个交叉芯片或由多个交叉芯片构成的交叉网络；
所述的字节恢复模块包括至少一个字节恢复单元，所述的字节恢复模块通过所述的字节恢复单元将经业务调度模块处理后的业务数据进行字节恢复，所述的字节恢复单元为一个交叉芯片或由多个交叉芯片构成的交叉网络。
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