CN101001476A - 一种业务调度系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种业务调度系统和方法，属于光传送网的业务处理领域。为了降低现有光传送网调度系统的成本，并提高系统的集成度，本发明提供了一种业务调度系统，包括：OTN接收模块，同步化处理模块，业务切片模块，业务交叉模块，切片重组模块，去同步化处理模块和OTN发送模块。本发明还提供了一种业务调度方法，包括：对接收的OTN业务进行同步化处理，生成同步化数据流，将所述同步化数据流拆分为多个业务片后进行分片调度处理，然后将所述多个业务片组合为所述同步化数据流，对所述同步化数据流进行去同步化处理，恢复为所述OTN业务。本发明所述技术简化了设备的硬件结构，降低了系统的成本，同时提高了调度系统的容量和集成度。

Description

一种业务调度系统和方法
技术领域
本发明涉及光传送网的业务处理领域，特别涉及一种业务调度系统和方法。
背景技术
随着通信技术的发展，要求传输网络的容量越来越大，网元对业务的调度能力越来越强。OTN(Optical Transport Network，光传送网)技术是一种新兴的传送网技术，该技术有望实现大容量、大颗粒的业务传送和调度。大容量业务调度需要有大容量的业务交叉调度矩阵，但现有的芯片技术限定了单个交叉芯片的交叉调度容量，使单个交叉调度芯片的容量不能满足大容量OTN系统业务调度的需求，这样就需要采用多个芯片来构建大容量的交叉矩阵。
大容量OTN系统的业务调度常采用Crosspoint异步交叉芯片的方式进行，异步交叉芯片多采用CLOS网络来实现交叉矩阵的扩展，如图1所示，图1中包含了一个N×N的3级CLOS网络，即N个输入端、N个输出端。其中，第1级的交换单元为n个输入端、m个输出端，共有N/n个，第3级的交换单元为m个输入端、n个输出端，也有N/n个，中间级的交换单元为N/n个输入端和输出端，共有m个。任何一对指定的输入端与输出端之间有m条通路，每一条通路通过不同的中间级交换单元。图1中的若干个小容量的交叉单元构成了一个大的异步交叉矩阵。
但采用这种方法必然会受到CLOS矩阵阻塞条件的制约。由于CLOS网络是一种具有阻塞特性的网络，3级CLOS网络的阻塞特性如下：
当m＜n时，CLOS网络是严格有阻塞的网络。
当2n-1＞m≥n时，CLOS网络是可重排无阻塞的网络，这里的可重排无阻塞的网络指不管网络处于何种状态，任何时刻都可以在交换网络中通过对已有的连接重选路由来建立新一个连接，只要这个连接的输入端、输出端是空闲的。对异步交叉矩阵来说，这种重排会导致被重选路由的已有业务出误码或瞬断。
当m≥2n-1时，CLOS网络是严格无阻塞的网络，这里的严格无阻塞的网络指只要交换网络的输入端、输出端是空闲的，不管网络处于何种状态，在任何时刻都可以在交换网络中建立一个连接，而且这个连接不会影响到网络中已建立起来的连接。
如果要采用严格无阻塞的CLOS网络，就必须增加中间级单元的数量使其总容量接近接入业务量的两倍，这将大大增加系统的硬件成本，并降低系统的集成度和总容量。
如果采用可重排无阻赛的的CLOS网络，虽然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。同时，对于由异步交叉构成的CLOS矩阵，业务重排会导致被重排业务的出现误码或瞬断，对于OTN设备来说，这是不允许的。
因此，如果采用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。
发明内容
为了降低现有光传送网调度系统的成本，并提高系统的集成度，本发明实施例提供了一种业务调度系统和方法。所述技术方案如下：
一种业务调度系统，所述系统包括：
至少一个OTN接收模块，用于接收OTN业务；
至少一个同步化处理模块，用于对所述OTN接收模块接收的OTN业务进行同步化处理，生成同步化数据流；
至少一个业务切片模块，用于对所述同步化处理模块中的同步化数据流进行拆分处理，拆分成多个并行的业务片；
多个业务交叉模块，用于接收所述业务切片模块拆分后的业务片，并对所述业务片进行调度处理；
至少一个切片重组模块，用于将所述业务交叉模块调度后的业务片进行重新组合，组合为所述同步化数据流；
至少一个去同步化处理模块，用于将所述切片重组模块中的所述同步化数据流进行去同步化处理，恢复为所述OTN接收模块中的OTN业务；
至少一个OTN发送模块，用于将所述去同步化处理模块恢复后的OTN业务发送出去。
本发明实施例还提供了一种业务调度方法，所述方法包括以下步骤：
接收到OTN业务后，对所述OTN业务进行同步化处理，生成同步化数据流；
将所述同步化数据流拆分为多个并行的业务片后进行分片调度处理，然后将所述多个并行的业务片进行重组，组合为所述同步化数据流；
对所述同步化数据流进行去同步化处理，恢复为所述OTN业务。
本发明实施例的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例采用同步切片重组技术进行业务切片和切片重组处理，使交叉矩阵具有无阻塞特性，也避免了CLOS矩阵带来的双倍总线问题，同时简化了设备的硬件结构，降低了系统的成本。
本发明实施例中提供的交叉矩阵的扩展方式简单，提高了调度系统的容量和集成度。
附图说明
图1是现有技术中基于CLOS的OTN异步交叉矩阵示意图；
图2是本发明实施例1提供的业务调度系统的结构图；
图3是本发明实施例1提供的同步化处理模块的具体结构图；
图4是本发明实施例1提供的去同步化处理模块的具体结构图；
图5是本发明实施例2提供的业务调度方法的流程图；
图6是本发明实施例2提供的进行业务切片处理的示意图；
图7是本发明实施例2提供的业务交叉调度处理的示意图；
图8是本发明实施例2提供的字节重组处理的示意图；
图9是本发明实施例2提供的AU4-XC的帧结构图；
图10是本发明实施例2提供的AU4的帧结构图；
图11是本发明实施例2提供的AU3的帧结构图；
图12是本发明实施例2提供的利用AU4-XC作为同步容器实现OTN调度的示意图；
图13是本发明实施例2提供的OTU23S同步容器的示意图；
图14是本发明实施例2提供的利用OTU23S同步容器实现OTN调度的示意图；
图15是本发明实施例2提供的OTU23S拆分后的业务片OTU23T的帧结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明不局限于以下实施例。
本发明实施例首先将OTN业务映射到系统预先定义的同步容器中，通过对该同步容器的调度实现对OTN业务的调度。同时，对该同步容器采用同步切片重组技术进行字节拆分和重组，从而实现业务交叉矩阵的无阻塞容量扩展。
实施例1
参见图2，本实施例提供了一种业务调度系统，该系统包括：至少一个OTN接收模块，至少一个同步化处理模块，至少一个业务切片模块，多个业务交叉模块，至少一个切片重组模块，至少一个去同步化处理模块和至少一个OTN发送模块；
其中，OTN接收模块，用于接收OTN业务；
同步化处理模块，用于对OTN接收模块接收的OTN业务进行同步化处理，生成同步化数据流；
业务切片模块，用于将同步化处理模块中的同步化数据流进行拆分处理，拆分成多个并行的业务片；这些业务片的大小和格式可以相同，这样会简化后续的交叉调度和重组处理；
业务交叉模块，用于接收业务切片模块拆分后的业务片，并对接收的业务片进行调度处理；
切片重组模块，用于将业务交叉模块调度后的业务片进行重新组合，组合为原来的同步化数据流；
去同步化处理模块，用于将切片重组模块中的同步化数据流进行去同步化处理，恢复为OTN接收模块中的OTN业务，然后传输给OTN发送模块；
OTN发送模块，用于将去同步化处理模块恢复后的OTN业务发送出去。
参见图3，同步化处理模块具体包括：
时钟数据恢复单元，用于从OTN接收模块接收的OTN业务中恢复出业务数据和业务时钟；
速率适配FIFO单元，用于将时钟数据恢复单元所恢复的业务数据和业务时钟进行缓存；
同步容器生成单元，用于生成同步于本地时钟的同步容器；
映射处理单元，用于将速率适配FIFO单元中缓存的业务数据和业务时钟映射到同步容器生成单元生成的同步容器中，生成同步化数据流，实现OTN业务到同步容器的映射处理过程。
参见图4，去同步化处理模块具体包括：
同步化数据接收单元，用于接收切片重组模块中生成的同步化数据流，本实施例具体用来接收切片重组模块组合后的同步化数据流；
解映射FIFO单元，用于将同步化数据接收单元接收的同步化数据流进行缓存；
FIFO水线比较单元，用于比较解映射FIFO单元中缓存的同步化数据流的写入地址和读出地址之间的关系，将FIFO读写地址的差值作为FIFO的水线，为业务时钟恢复单元提供参考；
业务时钟恢复单元，用于利用所述FIFO水线比较单元中提供的所述同步化数据流的写入地址和读出地址之间的关系，采用锁相环或频率合成技术恢复出OTN业务的业务时钟；并将业务时钟发送给解映射FIFO单元和解映射处理单元；
解映射处理单元，用于根据所述业务时钟恢复单元中恢复的业务时钟，将所述解映射FIFO单元中缓存的同步化数据流进行去同步化处理，恢复为OTN接收模块中接收的OTN业务。
系统中的各个业务交叉模块采用同样的交叉芯片实现，各个交叉芯片的配置相同。这样，可以简化系统配置。
实施例2
参见图5，本实施例提供了一种业务调度方法，该方法包括以下步骤：
步骤101：接收到OTN业务后，将该OTN业务进行同步化处理，生成同步化数据流。
因为OTN网络是一个异步网络，来自OTN设备各个输入端口的不同OTN业务信号在比特速率上有可能是各不相同的，不同比特速率的业务需要采用不同的时钟进行处理，这不利于业务在后续切片处理，交叉调度和重组处理过程的简化。同步化处理就是指对传输信道上的数据的比特速率进行调整处理，使业务信道能够达到后续切片处理，交叉调度和重组处理所需的比特速率。
步骤102：将同步化数据流进行业务切片处理，拆分为多个并行的业务片，然后对业务片进行业务调度处理。
参见图6，具体的业务切片如下；
将同步化数据流A1A2…An拆分为多个大小和格式相同的业务片A1、A2、…、An。该拆分过程为可以根据字节的间插关系按照字节进行拆分，也可以根据用户自定义的格式按照业务块进行拆分，拆分为多个并行的子帧。
参见图7，具体的业务调度处理如下：
以业务A和B为例，将拆分后的A1、A2、…、An和B1、B2、…、Bn分别进行业务交叉处理，各个业务片经过业务交叉后得到了不同的调度，调度处理后的业务片再进行字节重组处理。
步骤103：完成调度后的业务片重新组合成原同步化数据流。参见图8，为字节重组处理过程，即将业务片A1、A2、…、An进行切片重组，组合为原来的同步化数量流A1A2…An。
步骤104：对同步化数据流进行去同步化处理后，恢复为原来的OTN业务，恢复后的OTN业务包含原有的业务信息和时钟信息。
在进行步骤101中的同步化处理时，需要使用预先定义的同步容器进行，本实施例提供了以下两种同步容器。
1)采用SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系)的AU4-XC(AdministrativeUnit Level 4，管理单元4)作为OTN业务的承载容器，AU4-XC的帧结构如图9所示，其中AU4-XC的净荷区用于承载需要传送的OTN业务信息，其余部分仍保留原SDH帧结构的功能(包括帧头，段开销，指针以及高阶开销等)。根据SDH业务帧结构的原理，一个AU4-XC业务通道实际可以看作是X个AU4通道进行字节间插或者3X个AU3(Administrative Unit Level 3，管理单元3)通道。AU4的帧结构如图10所示，其中每个AU4净荷区用于承载X分之一的OTN业务数据，AU3的帧结构如图11所示，其中每个AU3净荷区用于承载3X分之一的OTN业务信息。而字节间插后构成的AU4-XC结构就成为一个可进行OTN调度的容器，该容器的大小可以根据X的数量进行调节。其中，字节间插指将先提取每个业务的第一个字节，然后再提取每个业务的第二个字节，依此类推。
如图12所示，当使用这种AU4-XC作为同步容器时，需要被调度的OTN业务首先进行映射处理，将被映射到AU4-XC同步容器的净荷区中，然后将业务切片为多个AU4(AU3)单元、并按照AU4(AU3)进行交叉业务调度；完成调度后的AU4(AU3)单元业务重组处理为AU4-XC。具体实现时可采用SDH交叉矩阵芯片实现业务切片，业务交叉和切片重组处理，采用这种方法可以构建几T，十几T甚至几十T容量的无阻塞交叉矩阵，中间的交叉芯片数量随X的大小改变，容量可线性扩展。
重组后的AU4-XC同步容器进行解映射处理后恢复为原来的OTN业务。
2)采用自定义的OTU23S同步容器作为OTU2业务的承载容器，OTU23S的帧结构如图13所示，其中Payload(净荷)区用于承载需要传送的OTN业务，其余部分为帧头，开销和各种固定插入。
因为OTU2是OTN主要提供的速率之一，还有一种为OTU1，OTU1为2.7Gbps信号，主要用于以透明的方式传送SONET OC-48或同步数字体系(SDH)STM-16信号；OTU2为10.7Gbps信号，用于以透明的方式传送OC-192、STM-64或10Gbps广域网物理层实体(PHY)，以及10Gbps光纤通道。OTU23S同步容器采用OTN标准的帧格式，用本地同步时钟产生，其速率比标准的OTU2更高。
如图14所示，当使用OTU23S同步容器时，需要被调度的OTU2业务进行同步化处理后，将被映射到OTU23S同步容器的净荷区中。
需要调度的OTU2业务完成在OTU23S同步容器的映射后，被拆分为4个独立的业务片OTU23T，每个业务片的格式如图15所示，通过业务交叉处理对拆分后的业务片进行业务调度，然后将调度后的业务进行切片重组处理，将重组后的业务存入OTU23S同步容器的净荷区，通过对净荷区中的业务进行去同步处理，恢复出原有的OTU2业务。该方法中的每个业务片由各自的交叉矩阵进行调度，能够将容量扩大4倍。
以上实施例中的业务交叉可以根据拆分的业务片数量进行线性扩展，采用同步切片技术进行业务切片和切片重组处理，使交叉矩阵具有无阻塞特性，也避免了CLOS矩阵带来的双倍总线问题，同时简化了设备的硬件结构，降低了系统的成本。
本发明实施例中提供的交叉矩阵的扩展方式更简单，使调度系统的容量可以做得更大，集成度可以更高。并且，中间各个交叉芯片的配置相同，简化系统的软件业务配置算法和操作。
以上所述的实施例，只是本发明的一种较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种业务调度系统，其特征在于，所述系统包括：
至少一个OTN接收模块，用于接收OTN业务；
至少一个同步化处理模块，用于对所述OTN接收模块接收的OTN业务进行同步化处理，生成同步化数据流；
至少一个业务切片模块，用于对所述同步化处理模块中的同步化数据流进行拆分处理，拆分成多个并行的业务片；
多个业务交叉模块，用于接收所述业务切片模块拆分后的业务片，并对所述业务片进行调度处理；
至少一个切片重组模块，用于将所述业务交叉模块调度后的业务片进行重新组合，组合为所述同步化数据流；
至少一个去同步化处理模块，用于将所述切片重组模块中的所述同步化数据流进行去同步化处理，恢复为所述OTN接收模块中的OTN业务；
至少一个OTN发送模块，用于将所述去同步化处理模块恢复后的OTN业务发送出去。
2.如权利要求1所述的业务调度系统，其特征在于，所述同步化处理模块具体包括：
时钟数据恢复单元，用于从所述OTN接收模块接收的OTN业务中恢复出业务数据和业务时钟；
速率适配FIFO单元，用于将所述时钟数据恢复单元所恢复的所述业务数据和所述业务时钟进行缓存；
同步容器生成单元，用于生成同步于本地时钟的同步容器；
映射处理单元，用于将所述速率适配FIFO单元中缓存的所述业务数据和所述业务时钟映射到所述同步容器生成单元生成的同步容器中，生成同步化数据流。
3.如权利要求1所述的业务调度系统，其特征在于，所述业务切片模块中拆分成的多个并行的业务片的大小和格式相同。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的业务调度系统，其特征在于，所述去同步化处理模块具体包括：
同步化数据接收单元，用于接收所述切片重组模块中生成的同步化数据流；
解映射FIFO单元，用于将所述同步化数据接收单元接收的同步化数据流进行缓存；
FIFO水线比较单元，用于比较所述解映射FIFO单元中缓存的同步化数据流的写入地址和读出地址之间的关系；
业务时钟恢复单元，用于利用所述FIFO水线比较单元中提供的所述同步化数据流的写入地址和读出地址之间的关系，采用锁相环或频率合成技术恢复出OTN业务的业务时钟；
解映射处理单元，用于根据所述业务时钟恢复单元中恢复的业务时钟，将所述解映射FIFO单元中缓存的同步化数据流进行去同步化处理，恢复为所述OTN接收模块中的OTN业务。
5.一种业务调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
接收到OTN业务后，对所述OTN业务进行同步化处理，生成同步化数据流；
将所述同步化数据流拆分为多个并行的业务片，然后对所述多个并行的业务片进行分片调度处理；
将所述调度处理后的多个并行的业务片进行重组，组合为所述同步化数据流；
对所述同步化数据流进行去同步化处理，恢复为所述OTN业务。
6.如权利要求5所述的业务调度方法，其特征在于，所述对所述OTN业务进行同步化处理的步骤具体包括：
选择AU4-XC作为同步容器，将所述OTN业务映射到所述AU4-XC的净荷区。
7.如权利要求6所述的业务调度方法，其特征在于，将所述同步容器AU4-XC按字节间插的关系分为多个并行的AU4或AU3单元，将所述OTN业务拆分到所述AU4或AU3单元的净荷区。
8.如权利要求5所述的业务调度方法，其特征在于，所述对所述OTN业务进行同步化处理的步骤具体包括：
选择自定义的同步帧作为同步容器，将所述OTN业务映射到所述同步帧的净荷区。
9.如权利要求8所述的业务调度方法，其特征在于，所述同步帧根据自定义的格式拆分为多个并行的子帧，将所述OTN业务映射到所述子帧的净荷区。
10.如权利要求5至9中任一权利要求所述的业务调度方法，其特征在于，所述多个并行的业务片的大小和格式相同。
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