CN101277164B - 一种同步数字体系业务总线无损切换的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同步数字体系(SDH)业务总线无损切换的方法，该方法包括：a、主、备交叉板将多个通道的业务信号送入线卡业务处理板；b、线卡业务处理板提取出业务信号中的时钟，或帧头(FR)，或净荷指示(PL)等信号，在所述这些指示信号和时钟信号的作用下，将业务数据打入FIFO缓存器；c、线卡业务处理板在统一时钟及FR的作用下，将FIFO缓存器中的数据对齐，然后并行输出到总线切换控制器；d、总线控制器选择帧头A1A2字节的位置、或SDH帧结构中空闲开销的位置，或管理单元(AU)指针字节的位置进行业务总线的切换。采用本发明方法，可以消除业务总线切换时的时延及相位差，提高SDH业务保护的可靠性。

Description

一种同步数字体系业务总线无损切换的方法

技术领域

本发明涉及同步数字体系(SDH)传输系统中业务总线切换技术，尤其涉及一种SDH业务总线无损切换的方法。

背景技术

当前，光传输系统随着SDH传输技术的广泛应用，所承载通信业务的能力也越来越强大，为了防止SDH传输系统发生业务中断或损伤，人们对SDH传输系统采取了多种保护措施，如：在SDH传输系统的网络组网方式上采用链路保护或复用段保护、在所述SDH传输系统中采用1+1或1:N的单板保护等。

具体而言，在单板保护方式下，通常是在SDH传输系统中采用背板加线卡业务处理板这样的系统架构，对SDH业务交叉板进行1+1的热备份保护，或对线卡业务处理板进行1:N的单板保护。但是，当SDH传输系统需要进行业务总线切换时，例如：交叉板需要升级或者更换，通常的做法是将当前线卡业务处理板上的业务倒换到备份线卡业务处理板上，然后再对当前的线卡业务处理板进行升级或更换。这种单板保护的做法虽然实现简单，但在倒换时存在导致当前业务出现短暂中断的缺陷。

图1为现有SDH传输系统中线卡业务处理板进行业务总线切换的过程示意图，如图1所示，2N路由交叉板所发来的业务总线信号经业务选择单元进行主备总线的选择后，再进入业务处理单元进行定帧、误码计算等处理，然后将业务总线数据输入到线卡业务处理板进行业务总线切换。在所述线卡业务处理板进行SDH业务总线切换的过程中，会产生一个小于50ms的业务瞬断。

这种现象在一些对SDH传输质量有更高要求的业务承载场合，或者在升级或者更换线路板，如：更换业务交叉板时，是不希望发生的。在业务总线切换的过程中，造成业务瞬断现象的主要原因是：现有SDH传输系统的设备背板及单板的布线存在差异，当1+1或1:N热备份的几块交叉板的信号在到达线卡业务处理板时存在一定的时延及相位差所致。但通过改变布线的方式来消除这种时延及相位差是不现实的，也是也无法做到。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种SDH业务总线无损切换的方法，以消除业务总线切换时的时延及相位差，提高SDH业务保护的可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种SDH业务总线无损切换的方法，在SDH系统中设置先入先出FIFO缓存器，该方法包括：

a、根据多路交叉板输出的业务信号类型的不同，对两个或两个以上通道的业务信号进行并行预处理，得到多路并行业务数据流；

其中，输出的业务信号类型为同步传输模块等级(STM-N)信号时，对每个通道的业务信号进行预处理的过程为：将从交叉板传来的STM-N信号经过背板传送到线卡业务处理板的时钟与数据恢复单元CDR后，恢复出业务数据流及时钟信号CDR_clk，并将所述业务数据流进行串并变换，转换为并行业务数据流；对所述并行业务数据流进行解扰、定帧，并在SDH帧信号的帧头A1A2字节中间位置输出帧头指示信号FP；

输出的业务信号类型为管理单元(AU)信号时，对每个通道的业务信号进行预处理的过程为：线卡业务处理板将从交叉板通过背板传送来的AU信号进行指针解释，转换为并行业务数据流并输出净荷指示信号PL；

b、业务信号类型为STM-N信号时，将所述多路并行业务数据流在CDR_clk信号、FP信号的共同控制下并行写入FIFO缓存器；业务信号类型为AU信号时，将所述多路并行业务数据流在PL及系统时钟(Sys_clk)信号的共同控制下，并行写入所述FIFO缓存器；

之后在Sys_clk及系统帧头Sys_FP的共同控制下将所述多路并行业务数据流并行移出FIFO缓存器，完成对齐处理；

c、将经过对齐处理的多路并行业务数据流输入到总线切换控制器进行业务总线切换。

输出的业务信号类型为STM-N信号时，所述将所述经过对齐处理后的多路并行业务数据流输入到总线切换控制器进行业务总线切换，包括：

c1、参考Sys_FP对Sys_clk进行计数，确定SDH帧结构的位置并产生总线切换控制信号；

c2、根据SDH帧结构计算段开销的位置，选择在帧头A1A2位置、或空闲开销位置将所述总线切换控制信号输入选择器；

c3、所述选择器根据总线切换控制信号在帧头A1A2位置或空闲开销位置对主用、备用通道的业务数据流进行业务总线切换。

输出的业务信号类型为AU信号时，所述将所述经过对齐处理后的多路并行业务数据流输入到总线切换控制器进行业务总线切换，包括：

C1、参考Sys_FP对Sys_clk进行计数，确定SDH帧结构的位置并产生总线切换控制信号；

C2、根据SDH帧结构计算段开销的位置，选择在AU指针的位置将所述总线切换控制信号输入选择器；

C3、所述选择器根据总线切换控制信号在AU指针的位置对主用、备用通道的业务数据流进行业务总线切换。

本发明所提供的SDH业务总线无损切换的方法，具有以下优点：

本发明通过对各通道的业务信号进行预处理，从中获得恢复时钟(CDR_clk)信号、帧头(FP)或净荷指示(PL)等信息，并在系统时钟(Sys_clk)及系统帧头(Sys_FP)等信号的控制下将由所述业务信号转化后得到的业务数据流送入先入先出(FIFO)缓存器进行相位对齐处理，然后将经过对齐处理后后的业务数据送入总线切换控制器中，在Sys_clk及Sys_FP的作用下产生一个切换控制信号，由所述切换控制信号对所述各通道的业务数据流进行选择输出，因此，能够准确地确定主用、备用业务总线切换的时机，既消除了时延及相位差的影响，又保证了有用信息的完整性，从而实现了业务总线的无损切换，同时也提高了SDH传输系统的单板保护方式的有效性及SDH传输系统的可靠性。

附图说明

图1为现有SDH传输系统中线卡业务处理板进行业务总线切换的过程示意图；

图2为本发明实施例中SDH传输系统的线卡业务处理板进行业务总线无损切换的过程示意图；

图3为本发明实施例中业务总线信号到达业务处理板及进入FIFO缓存器前后的相位关系对比示意图；

图4为本发明实施例中业务总线信号类型为STM-N时进入线卡业务处理板的处理过程流程图；

图5为本发明实施例中业务总线信号类型为STM-N时FIFO缓存器的接口信号连接示意图；

图6为本发明实施例中总线切换控制器的功能结构框图示意图；

图7为本发明实施例中业务总线信号类型为AU时进入线卡业务处理板的处理过程流程图；

图8为本发明实施例中业务总线信号类型为AU时FIFO缓存器的接口信号连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。

图2为本发明实施例中SDH传输系统的线卡业务处理板进行业务总线无损切换的过程示意图，如图2所示，本发明的基本思路为：首先，在SDH传输系统中设置FIFO缓存器，再将2N路由交叉板送来的业务总线信号输入FIFO缓存器进行对齐处理，以消除时延及相位差的影响，再经业务选择单元进行主备总线的选择后确定总线切换的时机，然后将所述经过主备总线选择后的业务总线数据送入业务处理单元进行定帧、误码计算等处理，最后将业务总线数据输入到线卡业务处理板进行业务总线切换。

图3为本发明实施例中业务总线信号到达业务处理板及进入FIFO缓存器前后的相位关系对比示意图，如图3左侧部分所示为进入FIFO缓存器前的业务总线及其相位关系，其中，AN1、AN2、…、ANN与BN1、BN2、…、BNN为两组业务总线信号。如图3右侧部分所示为进入FIFO缓存器后对齐的业务总线及其相位关系，本发明采用FIFO缓存器对业务总线信号进行预处理后，能够实现对业务总线切换前的各业务信号所存在的时延进行补偿，以消除时延等不利影响，从而实现业务总线的无损切换。

本发明根据线卡业务处理板所接收背板送来的业务总线中数据的不同，在FIFO缓存器中消除相位差时所采取的处理方式也有所不同。

这里，所述FIFO缓存器的深度和宽度可以根据实际情况的需要任意调整。

所述对SDH业务总线无损切换的处理还需要两个必要前提条件：一是要利用FIFO缓存器消除背板走线等原因造成的各业务总线间的相位差；二是在帧头位置(A1A2字节)处、或SDH帧结构中空闲开销处、或管理单元(AU)指针字节处进行总线切换，以保证有用信息的完整性。

所述根据SDH业务总线中数据的不同在FIFO缓存器中消除相位差时所采取的处理方式，具体为：当背板所传来的业务信号为完整的同步传输模块等级(STM-N)业务信号时，采用图4、图5所示的方式进行业务总线无损切换的处理流程；当背板所传来的业务为AU业务信号时，采用图6、图7所示的方式进行业务总线无损切换的处理流程。

图4为本发明实施例中业务总线信号类型为STM-N时进入线卡业务处理板的处理过程流程图，如图4所示，该处理过程包括：

首先，将从交叉板传来的STM-N业务信号经过背板传送到时钟与数据恢复单元(CDR)，恢复出业务数据流及其时钟信号CDR_clk，并将所述业务数据流进行串并变换，转换为并行业务数据流。

这里，所述对业务数据流进行串并变换，其目的是为了后续处理过程中定位帧信号及方便处理。

其次，对所述并行业务数据流进行解扰、定帧处理，并在帧信号的帧头A1A2字节中间位置输出帧头指示信号FP，然后在CDR_clk和FP的共同控制下，将所述并行业务数据流写入FIFO缓存器。

这里，所述定帧过程即定位帧头A1A2位置的过程。

以上为本发明方法对一个通道的业务信号进行预处理的过程，根据1+1或1:N的单板保护方式的不同，可以有2个或2个以上通道的业务信号按照上述预处理的过程进行并行处理，得到多路并行业务数据流，并将所述多路并行业务数据流写入FIFO缓存器。

再次，将所有通道的并行业务数据流置于同一个系统时钟Sys_clk及系统帧头Sys_FP的共同控制下，所述各路并行业务数据流并行移出FIFO缓存器，并输入到总线切换控制器。

这里，由于所有通道的并行业务数据流都是统一在系统时钟Sys_clk及系统帧头Sys_FP的作用下移出FIFO缓存器的，因此，这样就消除了各通道信号在进入单板前所存在的相位差。

最后，由所述总线切换控制器选择业务总线数据流的合适位置进行业务总线切换。

这里，所述总线切换控制器选择业务总线数据流的合适位置进行总线切换，可以选择在帧头位置、SDH帧结构中空闲开销的位置进行总线切换。

图5为本发明实施例中业务总线信号类型为STM-N时FIFO缓存器的接口信号连接示意图，如图5所示，接入FIFO缓存器的信号为CDR_clk、Sys_clk、FP、Sys_FP、输入业务数据流(In)及经过移位对齐后的业务数据流(Out)。所述In在CDR_clk与FP的作用下输入FIFO缓存器，并在Sys_clk与Sys_FP的共同作用下经移位输出Out数据流，然后再送入总线切换控制器。

这里，所述总线切换控制器是根据SDH传输系统传递来的业务数据流状态进行业务总线选择的，如：选择来自A交叉板、或来自B交叉板的业务总线数据流，并将所选择后的业务总线数据流输出到下一级进行相应处理。

图6为本发明实施例中总线切换控制器的功能结构框图示意图，如图6所示，总线控制器包括计数器、选择器等重要组成部分，还包括Sys_clk、Sys_FP、主用通道业务数据流、备用通道业务数据流、切换控制信号及经过选择器的选择后输出的业务数据流信号。其进行总线切换控制的过程为：

首先，参考系统帧头FP对系统时钟Sys_clk进行计数，确定SDH帧结构的位置，并产生总线切换控制信号。

其次，根据所确定的SDH帧结构的位置计算段开销的位置，任选在帧头A1A2位置、或空闲开销位置，将所述总线切换控制信号输入选择器。

最后，所述选择器根据总线切换控制信号在合适的时机，对主用通道业务数据流、备用通道业务数据流进行业务总线切换，并将切换时所选择的业务总线数据流输出到下一个处理流程。

这里，所述选择器根据总线切换控制信号在合适的时机，对主、备用通道业务数据流进行业务总线切换，是指在帧头A1A2位置、或空闲开销位置，进行业务总线切换。

图7为本发明实施例中业务总线信号类型为AU时进入线卡业务处理板的处理过程流程图，如图7所示，若交叉板送出的业务信号为AU总线，那么一般在输出时都是经过同一时钟控制下输出的，从理论上讲每个通道的业务信号是对齐的，但由于走线的长度不同，到达线卡业务处理板时，各业务总线间仍然还是存在一定的相位差。在这种情况下，该处理过程包括：

首先，当线卡业务处理板接收到交叉板通过后背板送来的业务信号AU后，进行指针解释转换为业务数据，并输出净荷指示信号(PL)。

其次，在PL和系统时钟Sys_clk的共同控制下，将所述交叉板送来的业务数据写入FIFO缓存器。

以上为本发明方法对一个通道的业务信号进行预处理的过程，根据1+1或1:N的单板保护方式的不同，还可以有2个或2个以上通道的业务信号按照上述预处理的过程进行并行处理，得到多路并行业务数据流，并将所述多路并行业务数据流写入FIFO缓存器。

再次，将所有通道的业务数据流置于同一个系统时钟Sys_clk及系统帧头Sys_FP信号的共同控制下，所述各路业务数据流并行移出FIFO缓存器，并输入总线切换控制器。

这里，由于所有通道的并行业务数据流均在统一的系统时钟Sys_clk及系统帧头的作用下从FIFO缓存器移出的，如此，就消除了各通道的信号在进行处理之前所存在的相位差。

最后，所述总线切换控制器选择业务总线信号的合适位置进行业务总线切换。

这里，所述总线切换控制器选择业务总线信号的合适位置进行总线切换，是指按照图6所示的方法，参考系统帧头FP对系统时钟Sys_clk进行计数，确定SDH帧结构的位置并产生总线切换控制信号；根据SDH帧结构的净荷指示(PL)计算出其中AU指针字节的位置并将所述总线切换控制信号输入选择器，选择器根据AU指针字节的位置进行业务总线切换。

图8为本发明实施例中业务总线信号类型为AU时FIFO缓存器的接口信号连接示意图，如图8所示接入FIFO缓存器的信号为系统时钟Sys_clk、PL、Sys_FP、输入业务数据流(In)及经过移位对齐后的输出业务数据流(Out)信号。所述In在Sys_clk与净荷指示PL的作用下输入FIFO，并在Sys_clk及Sys_FP的共同作用下经移位输出Out信号，然后再送入总线切换控制器进行业务总线切换。

本实施例中总线控制器的功能与图6所示的基本相同，所不同的是本实施例中业务总线切换时机只能根据AU指针字节的位置进行切换，因此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种同步数字体系SDH业务总线无损切换的方法，其特征在于，在SDH系统中设置先入先出FIFO缓存器，该方法包括：

a、根据多路交叉板输出的业务信号类型的不同，对两个或两个以上通道的业务信号进行并行预处理，得到多路并行业务数据流；

其中，输出的业务信号类型为同步传输模块等级STM-N信号时，对每个通道的业务信号进行预处理的过程为：将从交叉板传来的STM-N信号经过背板传送到线卡业务处理板的时钟与数据恢复单元CDR后，恢复出业务数据流及时钟信号CDR_clk，并将所述业务数据流进行串并变换，转换为并行业务数据流；对所述并行业务数据流进行解扰、定帧，并在SDH帧信号的帧头A1A2字节中间位置输出帧头指示信号FP；

输出的业务信号类型为管理单元AU信号时，对每个通道的业务信号进行预处理的过程为：线卡业务处理板将从交叉板通过背板传送来的AU信号进行指针解释，转换为并行业务数据流并输出净荷指示信号PL；

b、业务信号类型为STM-N信号时，将所述多路并行业务数据流在CDR_clk信号、FP信号的共同控制下并行写入FIFO缓存器；业务信号类型为AU信号时，将所述多路并行业务数据流在PL及系统时钟Sys_clk信号的共同控制下，并行写入所述FIFO缓存器；

之后在Sys_clk及系统帧头Sys_FP的共同控制下将所述多路并行业务数据流并行移出FIFO缓存器，完成对齐处理；

c、将经过对齐处理的多路并行业务数据流输入到总线切换控制器进行业务总线切换。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出的业务信号类型为STM-N信号时，所述将所述经过对齐处理后的多路并行业务数据流输入到总线切换控制器进行业务总线切换，包括：

c1、参考Sys_FP对Sys_clk进行计数，确定SDH帧结构的位置并产生总线切换控制信号；

c2、根据SDH帧结构计算段开销的位置，选择在帧头A1A2位置、或空闲开销位置将所述总线切换控制信号输入选择器；

c3、所述选择器根据总线切换控制信号在帧头A1A2位置或空闲开销位置对主用、备用通道的业务数据流进行业务总线切换。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，输出的业务信号类型为AU信号时，所述将所述经过对齐处理后的多路并行业务数据流输入到总线切换控制器进行业务总线切换，包括：

C1、参考Sys_FP对Sys_clk进行计数，确定SDH帧结构的位置并产生总线切换控制信号；

C2、根据SDH帧结构计算段开销的位置，选择在AU指针的位置将所述总线切换控制信号输入选择器；

C3、所述选择器根据总线切换控制信号在AU指针的位置对主用、备用通道的业务数据流进行业务总线切换。

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