CN101227263A - 一种在线故障检测系统、装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种在线故障检测系统、装置及方法，该系统包括发送端的第一检测装置和接收端的第二检测装置，当需要检测时，所述第一检测装置用于对数据进行校验计算，得到校验值V1；并将计算得到的校验值插入到所述数据发送给所述接收端；所述第二检测装置用于将所述接收端接收的数据进行校验计算，得到校验值V2；获取接收端接收的来自发送端的校验值V1’；比较所述校验值V2与所获取的校验值V1’；如果所述校验值V2与所获取的校验值V1’相同，则判断数据接收正确；否则，判定数据接收错误。本发明实施例提供的在线故障检测方案可以支持在线检测，不需要另外采用检测仪器，不需要上层协议支持，便于实现，且不影响业务处理性能。

Description

一种在线故障检测系统、装置及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及通信故障检测系统、装置及方法。

背景技术

在通信网络中，经常需要对传输网络进行检测，以便确认传输网络的性能好坏，以及定位传输故障问题，检测方式可以为物理层检测，也可以为链路层/高层的数据包检测。

比如在全球移动通信系统(Global System For Mobile Communication，简称GSM)中的基站控制器(GBSC，GSM Base Station Controller)与基站收发信机(GBTS，GSM Base Transceiver Station)之间通过E1接口线路传输，当GBSC和GBTS之间通信质量下降、甚至中断或不稳定时，现有技术采用的是一种方案为基于检测仪器的离线检测方案，如图1所示，其中一侧(如GBSC侧)连接E1检测仪，通过E1检测仪器发送伪随机序列给另外一侧(如GBTS侧)进行环回检测，以确认链路问题。

采用上述离线检测方案进行线路检测要求现场有专用的检测仪器，并且要求E1检测仪器的物理接口与传输网络物理接口匹配；如果一条物理链路上包含多条逻辑链路，该离线检测将影响其他逻辑链路的正常工作；由于该方案将其中一端的设备与整个传输系统隔离，改变了当前应用环境，可能影响检测结果的真实性。

现有技术中的另一种检测方案：基于网络类型的高层协议的检测方案。

如图2所示，以GBSC和GBTS之间传输链路检测为例说明。GBSC和GBTS之间以基于数据包的方式传输数据，在高层协议处理时，在发送数据包中加入校验信息，在接收数据包中进行校验处理和比较，从而确认数据包的正确性。

采用这种方案进行检测，要求数据包有校验位，需要高层协议支持；对于没有校验位的数据包，无法使用本方法处理；同时高层协议需要由业务处理器处理，如果增加太多错误检测功能，这可能影响业务处理性能；如果GBSC和GBTS中的链路芯片/物理层(PHY，Physical Layer)芯片没有对数据包进行校验，当检测到数据包有误时，无法确定是业务处理器错误，链路处理错误还是传输线路错误，不便于故障定位。

发明内容

本发明实施例提供一种在线故障检测系统、装置及方法，可方便进行在线故障检测而不需要另外采用外接的检测仪器，也不需要高层协议支持。

本发明实施例提供一种在线故障检测系统，包括发送端的第一检测装置和接收端的第二检测装置，当需要检测时，

所述第一检测装置用于对数据进行校验计算，得到校验值V1；并将计算得到的校验值插入到所述数据发送给所述接收端；

所述第二检测装置用于将所述接收端接收的数据进行校验计算，得到校验值V2；获取接收端接收的来自发送端的校验值V1’；比较所述校验值V2与所获取的校验值V1’；如果所述校验值V2与所获取的校验值V1’相同，则判断数据接收正确；否则，判定数据接收错误。

本发明实施例提供的一种实现在线故障检测的方法，在发送端和接收端分别设置检测装置，该方法包括：

在需要进行检测时，在发送端对要发送的数据进行校验计算，并将所述计算得到的校验值V1插入所发送的数据包中；

在接收端对接收到的数据进行校验计算，得到校验值V2，将校验值V2与获取的接收端接收的来自发送端的校验值V1’进行比较，若所述校验值V2与所获取的校验值V1’相同，则判断数据接收正确；否则，判定所述数据接收错误。

本发明实施例提供的一种在线故障检测的装置，包括：

校验值计算模块C1，用于对要发送的数据进行校验计算，得到校验值V1；

控制模块K1，用于控制是否对所述要发送的数据进行检测；如果检测，则将所述校验值计算模块C1计算得到的校验值插入到所述要发送的数据。

本发明实施例提供的一种在线故障检测装置，包括：

校验值计算模块C2，对接收到的数据进行校验计算，得到校验值V2；

校验位提取模块，获取接收端所接收到的来自发送端的校验值V1’；

控制模块K2，用于控制是否对接收的数据进行检测；如果检测，则控制所述校验值计算模块C2、所述检验位提取模块和比较模块对所述接收到数据进行校验；

比较模块，用于比较所述校验值V2与所获取的校验值V1’，若所述校验值V2与所获取的校验值V1’相同，则判断数据接收正确；否则，判定所述数据接收错误。

本发明实施例提供的在线故障检测方案，在需要进行故障检测时，发送端的检测装置在发送的数据包中增加校验字节后再发送，接收端的检测装置对接收到的数据包检测并获取校验字节，通过对比发送端与接收端的校验字节判定发送端与接收端之间的线路故障情况。由此可知，本发明实施例提供的在线故障检测方案不需要外接检测仪器，并且不需要高层协议的支持，因此解决了成本，便于可编程逻辑的实现，可以快速定位故障。

附图说明

图1为现有技术中的基于检测仪器的离线检测方案示意图；

图2为现有技术中的基于网络类型的高层协议的检测方案示意图；

图3为本发明实施例提供的在线故障检测系统的原理图；

图4为本发明实施例中的在线故障检测系统的结构示意图；

图5为本发明应用实例中的在线故障检测系统的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术的离线检测的方案需要外接检测仪器并且可能影响物理链路上其他正常的逻辑通道不能及时定位的问题；以及基于网络类型的高层协议的检测方案需要数据包本身带校验位和需要高层协议检测和处理，而如果增加太多错误检测功能，可能影响业务处理性能的问题，本发明实施例提出一种在线故障检测的解决方案：

在发送端与接收端的设备线路侧分别增加一个检测装置，当需要进行故障检测时，配置检测装置为打开状态，发送端的检测装置在数据包中增加校验字节后再发送，接收端的检测装置接收数据包并获取校验字节，通过比较发送端与接收端的校验字节判定发送端与接收端之间的故障情况，若发送端与接收端的校验字节相同，则判断数据包接收正确，从而判断链路正常；否则，判定所述数据接收错误，从而判断存在链路故障。当不需要进行检测时，将发送端和接收端的检测装置进行旁路处理，即配置为关闭状态。该在线故障检测的方案既不需要采用外接检测仪器，也不需要高层协议的支持，不影响业务处理性能。

本发明实施例提供的在线故障检测系统，参照图3，在发送端设备A的线路侧增加检测装置a，在接收端设备B的线路侧增加另一检测装置b，其中检测装置a和检测装置b可以分别是一个芯片，也可以是线路侧芯片内部的一个单元，对于从设备A向线路侧发送数据包时，可以根据软件配置，在发送之前检测装置a对发送数据包增加校验位.在接收端，设备B对于从线路侧接收的数据包，可以根据软件配置，检测装置b对接收数据包进行校验，并和数据包的校验位比较，如果符合要求，则认为接收数据正确，否则认为接收到的数据错误。该在线故障检测系统还可以根据设计的要求，将检测结果上报给高层处理。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。

如图4所示，本发明实施例提供的在线故障检测系统分别在发送端和接收端的线路侧接口增加一个检测装置。

其中发送端的第一检测装置包括校验值计算模块C1、控制模块K1；

校验值计算模块C1，用于对要发送的数据进行校验计算，得到校验值V1；

控制模块K1，用于控制是否对要发送的数据进行检测；如果检测，则将校验值计算模块C1计算得到的校验值插入到要发送的数据。

接收端的第二检测装置包括校验值计算模块C2、校验位提取模块、比较模块和控制模块K2；

校验值计算模块C2，对接收到的数据进行校验计算，得到校验值V2；

校验位提取模块，获取接收端所接收到的来自发送端的校验值V1’；

比较模块，比较所述校验值计算模块计算得到的校验值V2与校验位提取模块所获取的校验值V1’；

控制模块K2，用于控制是否对接收的数据进行检测；如果需要检测，则控制校验值计算模块C2、检验位提取模块和比较模块对接收到数据进行校验。

上述的第一检测装置还进一步包括数据缓存模块M1，用于存储要发送的数据；第二检测装置还进一步包括数据缓存模块M2，用于存储经过控制模块K2处理的数据(如果控制模块K2进行检测，则存储去除校验位后的数据，否则，直接存储接收的数据)。

在需要进行检测的情况下，在系统发送端，所述控制模块K1将所述校验值计算模块C1进行校验计算的值加入发送的数据包中，一起发送给接收端，具体地，将设备侧/系统侧要发送的数据，先进入缓存(实际设计中，该缓存可根据需要设置)，然后根据线路侧速率进行发送，并且在发送端所述校验值计算模块C1对要发送的数据进行校验计算并且将该数据包的校验结果附在数据包的后面，从线路侧发送出去。具体实施方案中，校验值计算方法可采用网际协议IP(Internet Protocol)头的校验和方法数据包校验和checksum，或者使用循环冗余校验CRC16(Cyclic RedundancyCheck)、CRC32。例如，采用数据包校验和checksum方式校验，对发送端准备发送的数据，按字节进行异或；这样最后就得到一个异或的结果，该结果就是校验值；然后将该校验值附在准备发送的数据尾部，一同发送出去。

在接收端，在所述控制模块K2的控制下，所述校验值计算模块C2对接收到的所有数据进行校验计算，得到校验值V2，具体地说，接收端采用与发送端相同的校验值计算方法，对所有接收数据(可以包括发送时在尾部添加的校验值)进行计算；例如，采用checksum方式校验，接收端对每个包的接收数据进行按字节异或，如果数据正确，那么最终的异或结果应该和该数据包尾部添加的校验值相同(再和该校验值异或，如果数据正确，那么得到0，否则得到非0数据)，这样在后续处理中就可以采用该校验值来判断当前包接收是否有错误；比较模块将该校验值V2和所接收的数据包中附带的校验值V1’进行比较，如果比较结果为一致，则判断数据包接收正确，并在控制模块K2控制下将接收到的数据包去除校验值，再发送给设备侧；如果比较结果为不一致，则认为数据包接收错误，则根据系统设计要求，对错误情况进行处理。

如果不需要检测，则将本发明实施例的在线故障检测系统的第一检测装置和第二检测装置设为旁路状态，第一检测装置不对将要发送的数据进行校验计算，也不在发送的数据包中加入校验值，发送端按照正常途径发送数据；第二检测装置根据具体情况和要求确定是否对接收到的数据进行缓存，或者直接透明发送给系统侧/设备。

本发明实施例提供的第一检测装置和第二检测装置可以使用可编程器件实现，并且允许软件配置是否启动检测装置；上述的检测装置可按通道类型或者数据包类型进行检测，对于没有启动检测的通道类型/包类型，不影响系统正常工作，校验方式可以使用循环冗余校验CRC，帧头错误校验HEC(Header Error Check)、checksum等方式，即校验方式不限。

本实施例的方案也可在专用集成电路ASIC(Application-SpecificIntegrated Circuit)芯片上实现。

下面介绍本发明实施例的一个具体应用场景，如图5所示。

在现有业务处理器和链路处理ASIC/FPGA(Field Programmable GateArray，现场可编程门阵列)上增加第一检测装置和第二检测装置，检测装置可根据需要打开或关闭。

在业务处理器到链路处理ASIC/FPGA方向，如果打开第一检测装置，则该装置对从业务处理器发送过来的数据包进行校验，在包尾增加校验值；

在链路处理ASIC/FPGA到业务处理器方向，如果打开第二校验装置，则对数据包进行检测，如果计算得到的校验值和所接收的数据包尾的校验值不等，则认为当前数据包传送错误，通过软件或者接口总线的错误指示信号上报给业务处理器，业务处理器则根据该状态信息，决定对数据包的处理。

本发明实施例提供的在线故障检测系统在正常情况下，第一检测装置和第二检测装置为关闭状态。当高层业务处理时，发现数据错误(例如发现语音质量很差)，则可能是当前业务流量大，业务处理器处理不过来，也可能是当前线路不稳定导致数据有错误。

由于电信设备正常使用过程中，不能离线检测，这时可以通过CPU配置，控制将两端的第一检测装置和第二检测装置打开，即进行校验值插入以及校验值比较，并且可以对某个业务流进行跟踪，确认是整个线路有问题，还是个别业务流有问题，这样有助于快速定位问题。本发明实施例基于发送端和接收端之间(如GBSC和GBTS之间)的传输接口，由于该方案主要是在接口部分(业务处理器和PHY芯片之间的接口)增加检测装置，对业务没有要求，对接口类型也没有要求，所以可以用在所有传输网络，以及所有基于数据包方式的接口上，如SPI-2、SPI-3、SPI-4等。另外对于检测装置采用的校验方式，不限于CRC，可以为其他校验方式，如checksum等。因此，本发明实施例提供的检测装置可根据具体情况进行配置，以支持各种传输网络接口；本发明提供的检测装置可根据需要进行配置，支持所有包方式的传输类型/协议。

综上所述，本发明实施例提供的在线故障检测系统包括分别在发送端和接收端的线路侧接口的检测装置，通过在发送端的第一检测装置将要发送的数据包中插入校验位，在接收端的第二检测装置提取所述校验位，并与计算得到的校验值进行比较来确定所传输的数据包是否有误，并据此进行故障定位，还可以将检测结果上报给高层处理。另外该检测系统可根据需要进行设置，在需要时将该检测装置接通，不需要进行线路检测时，旁路第一检测装置和第二检测装置，同时不影响整个系统的工作。

本发明实施例提供的在线故障检测系统通过在现有系统中增加检测装置进行线路检测，不需要另外增加检测仪器；不需要高层协议的支持；可以支持在线检测；便于可编程逻辑实现；而且在不需要线路检测时，旁路第一检测装置和第二检测装置，从而不影响系统的正常工作。

本领域技术人员可以理解，上述实施例中的全部或部分模块是可以通过程序来指令相关硬件来实现，所述程序可存储于计算机可读取存储介质中，所述存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光碟等。或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

上述实施例是用于说明和解释本发明的原理的。可以理解，本发明的具体实施方式不限于此。对于本领域技术人员而言，在不脱离本发明的实质和范围的前提下进行的各种变更和修改均涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种在线故障检测系统，其特征在于，包括发送端的第一检测装置和接收端的第二检测装置，当需要检测时，

所述第一检测装置用于对数据进行校验计算，得到校验值V1；并将计算得到的校验值插入到所述数据发送给所述接收端；

所述第二检测装置用于将所述接收端接收的数据进行校验计算，得到校验值V2；获取接收端接收的来自发送端的校验值V1’；比较所述校验值V2与所获取的校验值V1’；如果所述校验值V2与所获取的校验值V1’相同，则判断数据接收正确；否则，判定数据接收错误。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当不需要对数据进行检测时，设置所述第一检测装置和所述第二检测装置为旁路状态。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一检测装置和第二检测装置校验计算采用的校验方式相同，所述校验方式为：网际协议IP头的校验和checksum、循环冗余校验CRC或者帧头错误校验HEC。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一检测装置和第二检测装置为可编程器件或者为专用集成电路ASIC。

5.一种实现在线故障检测的方法，其特征在于，在发送端和接收端分别设置检测装置，该方法包括：

在需要进行检测时，在发送端对要发送的数据进行校验计算，并将所述计算得到的校验值V1插入所发送的数据中；

在接收端对接收到的数据进行校验计算，得到校验值V2，

将校验值V2与获取的所述接收端接收的来自发送端的校验值V1’进行比较，若所述校验值V2与所获取的校验值V1’相同，则判断数据接收正确；否则，判定所述数据接收错误。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

当不需要检测时，将分别设置在发送端和接收端的检测装置处于旁路状态。

7.一种在线故障检测的装置，其特征在于，包括：

校验值计算模块C1，用于对要发送的数据进行校验计算，得到校验值V1；

控制模块K1，用于控制是否对所述要发送的数据进行检测；如果检测，则将所述校验值计算模块C1计算得到的校验值插入到所述要发送的数据。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

数据缓存模块M1，用于存储所述要发送的数据。

9.一种在线故障检测装置，其特征在于，包括：

校验值计算模块C2，对接收到的数据进行校验计算，得到校验值V2；

校验位提取模块，获取接收端所接收到的来自发送端的校验值V1’；

控制模块K2，用于控制是否对接收的数据进行检测；如果检测，则控制所述校验值计算模块C2、所述检验位提取模块和比较模块对所述接收到数据进行校验；

比较模块，用于比较所述校验值V2与所获取的校验值V1’，若所述校验值V2与所获取的校验值V1’相同，则判断数据接收正确；否则，判定所述数据接收错误。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：

数据缓存模块M2，用于存储经过所述控制模块K2处理后的数据。

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