CN101296244B - 通用成帧规程映射封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SONET/SDH业务的GFP封装方法，包括步骤：SONET/SDH业务接收单元对客户侧的高速数据码流进行对齐、定帧操作后，提取出SONET/SDH帧并输出至GFP封装单元；GFP封装单元将所述SONET/SDH帧顺序划分为多帧数据，对划分所得的多帧数据逐帧进行GFP封装，每帧数据封装进一个GFP帧结构中，或，GFP封装单元对所述SONET/SDH帧顺序进行64B/65B编码，得到多个65B编码块，顺序将相邻的每N个所述65B编码块组合成一个超级快SuperBlock，将各个所述SuperBlock进行GFP封装，每个SuperBlock封装进一个GFP帧结构中。采用本发明所述的方法，将SONET/SDH业务封装到GFP帧结构，降低设备成本。

Description

通用成帧规程映射封装方法

技术领域

本发明涉及网络通信安全技术光传送网技术，更具体的说，是一种同步光纤网络(SONET，Synchronous Optical NETworkNetwork)/同步数字体系(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)的通用成帧规程映射(GFP，Generic FramingProcedure)封装方法。

背景技术

随着传输网由SONET/SDH向光传送网(OTN，Optical Transport Network)的演变，各种各样的客户业务要求封装在OTN中进行传送，因此各种客户侧业务都要首先映射到ODUk，然后在传送网中传送。常见的客户侧业务主要有两大类：一类是基于包的数据业务，如GE、FC等，在物理层为8B/10B非成帧的码流；另一类是基于时分复用模式(TDM，Time Division Multiplexing)的SONET/SDH业务，在物理层为基于帧的码流，码流中有帧头标识。

对于数据业务到OTN的封装，是通过ITU-T G.7041中规定的GFP封装，然后再映射或复用映射到ODUk。

对于SONET/SDH业务到OTN的封装，只有STM-16/STS-48以上的速率等级的业务能直接映射到ODUk，而STM-1/STS-3、STM-4/STS-12只能通过ITU-T G.707中的方法复用到STM-16/STS-48以上的速率等级，再映射到ODUk中，而低速SONET/SDH业务到复用到STM-16/STS-48以上的速率等级，在一个光接口板单板上完成，STM-16/STS-48以上的速率等级的业务映射到ODUk另一个光接口板单板配合完成，设备成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通用成帧规程映射封装方法，能够使低速SONET/SDH业务到ODUk的映射在一个光接口板单板上完成，从而降低设备成本。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种通用成帧规程映射封装方法，该方法包括以下步骤：

对客户侧发来的高速数据码流进行对齐、定帧操作后，提取出SONET/SDH帧；

将所述SONET/SDH帧形成一个或一个以上封装单位，并将每个封装单位封装在一个GFP帧结构中。

进一步地，所述将所述SONET/SDH帧形成一个或一个以上封装单位为：

将所述SONET/SDH帧顺序划分为多帧数据，对划分所得的多帧数据逐帧进行GFP封装，每帧数据为一个封装单位。

进一步地，所述将所述SONET/SDH帧形成一个或一个以上封装单位为：

对所述SONET/SDH帧顺序进行64B/65B编码，得到多个65B编码块，顺序将相邻的每N个所述65B编码块组合成一个超级块SuperBlock，将各个所述SuperBlock进行GFP封装，每个SuperBlock为一个封装单位。

进一步地，所述提取出SONET/SDH帧后进一步包括：对所述SONET/SDH帧进行速率适配。

进一步地，所述SONET/SDH帧进行速率适配具体包括：通过缓冲器的空满指示，控制Add方向所述SONET/SDH帧的传输速率。

进一步地，GFP封装完成后，该方法进一步包括：

对GFP帧进行解帧操作后，进行SONET/SDH帧恢复，得到SONET/SDH帧并发送；或GFP解封装单元对GFP帧进行解帧操作后，再进行64B/65B解码操作并进行SONET/SDH帧恢复，得到SONET/SDH帧并发送。

进一步地，所述得到SONET/SDH帧并发送进一步包括：对所述SONET/SDH帧进行速率适配，并由经过速率适配后的所述SONET/SDH帧产生Drop方向的发送时钟。

进一步地，对所述SONET/SDH帧进行速率适配具体包括：通过缓冲器的空满指示，控制Drop方向所述SONET/SDH帧的传输速率。

本发明所提供的通用成帧规程映射封装方法，具有以下的优点和特点：

1、本发明通过将SONET/SDH业务封装到GFP帧结构中，可使低速SONET/SDH业务到ODUk的映射在一个光接口板单板上完成，从而降低了设备成本；

2、本发明通过Add/Drop方向速率适配单元内缓冲器的空满指示，来控制Add/Drop方向速率适配单元的输出，并由Drop方向速率适配单元的输出控制时钟产生单元产生Drop方向的发送时钟，从而实现了低速SONET/SDH业务的时钟透传。

附图说明

图1为本发明实施例SONET/SDH业务的成帧映射(GFP-F)封装方法的实现流程图；

图2为本发明实施例SONET/SDH业务的透明映射(GFP-T)封装方法的实现流程图；

图3为本发明实施例实现一路STM-1传输的传输过程示意图；

图4为本发明实施例将STM-1帧顺序划分为9帧数据并顺序封装的数据结构示意图；

图5为本发明实施例实现一路STM-1传输的传输过程示意图；

图6为本发明实施例GFP-T以块为单位进行编码和封装的数据结构示意图。

具体实施方式

本发明的实现系统中包括若干个源节点和目的节点，源节点和目的节点通过SONET/SDH网络连接，每个源节点或目的节点进一步包括：SONET/SDH业务接收单元、发送(Add)方向速率适配单元、GFP封装单元、GFP解封装单元、Drop方向速率适配单元、时钟产生单元、SONET/SDH业务发送单元。其中，所述SONET/SDH业务接收单元用于对高速数据码流进行对齐、定帧操作，提取出数据帧；所述Add方向速率适配单元用于对所述SONET/SDH业务接收单元发来的SONET/SDH帧进行速率；所述GFP封装单元用于对数据帧进行GFP封装；所述GFP解封装单元用于提取出GFP帧，并在解封装后恢复出SONET/SDH帧；所述Drop方向速率适配单元完成对所述GFP解封装单元恢复出的SONET/SDH帧进行速率适配；所述时钟产生单元用于由所述Drop方向速率适配单元输出的SONET/SDH帧控制时钟产生单元产生Drop方向的发送时钟，所述SONET/SDH业务发送单元用于在所述Drop方向的发送时钟的作用下发送所述SONET/SDH帧至下游的目的节点。

本发明实施例SONET/SDH业务的成帧映射(GFP-F)封装方法的实现流程如图1所示，包括以下步骤：

步骤101：源节点的SONET/SDH业务接收单元对客户侧发来的高速数据码流进行对齐、定帧操作后，提取出SONET/SDH帧。

步骤102：SONET/SDH业务接收单元通过发送(Add)方向速率适配单元将该SONET/SDH帧输出至GFP封装单元；

这里，所述Add方向速率适配单元完成对SONET/SDH业务接收单元和GFP封装单元的速率适配；所述Add方向速率适配单元的功能可通过缓冲器的空满指示实现，指示为空时，减缓Add方向速率适配单元的输出速率，来减缓GFP封装单元的接收速率，指示为满时，加快Add方向速率适配单元的输出速率，来加快GFP封装单元的接收速率。

步骤103：GFP封装单元将所述SONET/SDH帧顺序划分为多帧数据，对划分所得的多帧数据逐帧进行GFP封装，每帧数据封装在一个GFP帧结构中，并发送至目的节点；

这里，每帧数据可以看作一个封装单位，GFP封装单元对所述SONET/SDH帧进行划分形成多个封装单位。

GFP封装单元除了完成GFP客户数据帧的封装之外，还要根据GFP帧发送方向速率适配情况产生空闲帧，根据对应被封装SONET/SDH业务的失效(CSF，Client Singal Fail)指示产生管理帧。

步骤104：目的节点的GFP解封装单元提取出GFP帧；

步骤105：GFP解封装单元对所提取出的GFP帧进行解帧操作后，进行SONET/SDH帧恢复，得到SONET/SDH帧，并将SONET/SDH帧发送至目的节点的接收(Drop)方向速率适配单元；

步骤106：Drop方向速率适配单元输出所述SONET/SDH帧至SONET/SDH业务发送单元，同时，输出所述SONET/SDH帧至时钟产生单元，控制时钟产生单元产生Drop方向的发送时钟，实现SONET/SDH业务时钟的透传；如果不需要透传时钟，则时钟产生单元可不受Drop方向速率适配单元的控制；

所述Drop方向速率适配单元完成对GFP解封装单元和SONET/SDH业务发送单元的速率适配；所述Drop方向速率适配单元的功能可通过缓冲器的空满指示实现，指示为空时，减缓Drop方向速率适配单元的输出速率，来减缓SONET/SDH业务发送单元的接收速率，指示为满时，加快Drop方向速率适配单元的输出速率，来加快SONET/SDH业务发送单元的接收速率。

本发明实施例SONET/SDH业务的透明映射(GFP-T)封装方法的实现流程如图2所示，包括以下步骤：

步骤201：源节点的SONET/SDH业务接收单元对客户侧发来的高速数据码流进行对齐、定帧操作后，提取出SONET/SDH帧；

步骤202：SONET/SDH业务接收单元通过发送(Add)方向速率适配单元将该SONET/SDH帧输出至GFP封装单元；

这里，所述Add方向速率适配单元完成对SONET/SDH业务接收单元和GFP封装单元的速率适配；所述Add方向速率适配单元的功能可通过缓冲器的空满指示实现，指示为空时，减缓Add方向速率适配单元的输出速率，来减缓GFP封装单元的接收速率，指示为满时，加快Add方向速率适配单元的输出速率，来加快GFP封装单元的接收速率。

步骤203：GFP封装单元对所述SONET/SDH帧顺序进行64B/65B编码，得到多个65B编码块，顺序将相邻的每N个所述65B编码块组合成一个超级块(SuperBlock)，将各个所述SuperBlock进行GFP封装，每个SuperBlock封装在一个GFP帧结构中，并发送至目的节点；其中，N的取值影响封装效率，这里N可以取5；

这里，每个SuperBlock可以看作一个封装单位，GFP封装单元对所述SONET/SDH帧进行64B/65B编码，相邻的每N个所述65B编码块组合成一个超级块就形成多个封装单位。

GFP封装单元除了完成GFP客户数据帧的封装之外，还要根据GFP帧发送方向速率适配情况产生空闲帧，根据对应被封装SONET/SDH业务的失效CSF(Client Singal Fail)指示产生管理帧。

步骤204：目的节点的GFP解封装单元提取出GFP帧；

步骤205：GFP解封装单元对所提取出的GFP帧进行解帧操作后，再进行64B/65B解码操作并进行SONET/SDH帧恢复，得到SONET/SDH帧，并将SONET/SDH帧发送至目的节点的接收(Drop)方向速率适配单元；

步骤206：Drop方向速率适配单元输出所述SONET/SDH帧至SONET/SDH业务发送单元，同时，输出所述SONET/SDH帧至时钟产生单元，控制时钟产生单元产生Drop方向的发送时钟，实现SONET/SDH业务时钟的透传；如果不需要透传时钟，则时钟产生单元可不受Drop方向速率适配单元的控制；

所述Drop方向速率适配单元完成对GFP解封装单元和SONET/SDH业务发送单元的速率适配；所述Drop方向速率适配单元的功能可通过缓冲器的空满指示实现，指示为空时，减缓Drop方向速率适配单元的输出速率，来减缓SONET/SDH业务发送单元的接收速率，指示为满时，加快Drop方向速率适配单元的输出速率，来加快SONET/SDH业务发送单元的接收速率。

下面以实现一路STM-1的GFP-F封装的实现流程为例，具体说明采用本发明实现SONET/SDH业务的GFP封装的流程。

本发明实施例实现一路STM-1传输的传输过程如图3所示，

SONET/SDH业务接收单元301对客户侧发来的高速数据码流进行对齐、定帧操作后，提取出STM-1帧；

SONET/SDH业务接收单元301通过Add方向速率适配单元302将该STM-1帧输出至GFP封装单元303；所述Add方向速率适配单元302由先进先出电路(FIFO)实现；

GFP封装单元303将所述STM-1帧顺序划分为多帧数据，对划分所得的多帧数据逐帧进行GFP封装，每帧数据封装进一个GFP帧结构中；

GFP解封装单元304提取出GFP帧；

GFP解封装单元304对GFP帧进行解帧操作后，进行STM-1帧恢复，得到STM-1帧，并将STM-1帧发送至Drop方向速率适配单元305；所述Drop方向速率适配单元305由先进先出(FIFO)电路实现；

Drop方向速率适配单元305输出所述STM-1帧至SONET/SDH业务发送单元306，同时，输出所述STM-1帧至时钟产生单元307，控制时钟产生单元产生Drop方向的发送时钟，实现STM-1的时钟透传；所述时钟产生单元307由低通滤波器(LPF)+压控振荡器(VCO)单元实现。

在Drop方向GFP解封装单元304如果发现Drop方向出现TSF、SSF或某个客户通道出现CSF管理帧，则向下游输出PN11码，以使后端有稳定的光源且能检测失效状态。

本发明实施例将STM-1帧顺序划分为9帧数据并顺序封装的数据结构如图4所示，STM-1帧结构为9行270列字节，帧周期为125us，按照STM-1帧逐行划分，每行的270个字节划分为一帧，并将划分出的每帧分别封装于一个GFP帧结构中，STM-1一帧对应于GFP的9帧；将STM-1帧每行划分为一帧，是因为直接按照STM-1的帧逐帧封装延时较大，而GFP-F封装是以帧为单位进行封装；

图4中的GFP数据帧的TYPE字段中的PTI设为000，UPI设为11110000；

而GFP管理帧的TYPE字段中的PTI设为100，当客户业务的失效为LOS时，UPI设为00000001，当客户业务的失效为LOF是，UPI设为00000010。

本例中STM-1的速率为155.52Mbps，进行GFP-F封装后的速率为163.584Mbps(155.52×(2+2+2+2+2+2+2+270)/270)，如果要提高封装效率，降低封装后的GFP速率，则可将帧的划分加长，以整帧为单位或更长，此时业务的延时将变大，如果GFP-F封装后的速率低于后续封装需要的速率，则可以通过插入GFP空闲帧来调整。

下面以实现三路STM-4业务汇聚后进行GFP-T封装的实现流程为例，具体说明采用本发明实现SONET/SDH业务的GFP封装的流程。

本发明实施例实现一路STM-1传输的传输过程如图5所示，进行GFP封装时，需要通过复用将三路STM-4汇聚后的数据流进行64B/65B编码并封装入GFP帧，而解封装时，通过解复用恢复出三路STM-4，并通过时钟产生单元，从数据流中恢复出各通道STM-4发送所需要的时钟，实现三路STM-4的时钟透传；所述时钟产生单元由LPF+VCO单元实现。

类似于GFP-F，GFP-T封装和解封装单元也要产生和检测GFP数据帧和GFP管理帧。

由于是三路STM-4汇聚后进行封装，为了区分通道，将GFP扩展头中的CID域分别设为0，1，2，以便在解封装后将不同通道的数据发送至不同通道的发送FIFO。

在Drop方向GFP解封装单元如果解出Drop方向出现TSF、SSF或某个客户通道出现CSF管理帧，则向下游输出PN11码。以使后端有稳定的光源且能检测失效状态。

本发明实施例GFP-T以块为单位进行编码和封装的数据结构示意图如图6所示，每一个编码块为64字节，编码后为65字节，N个编码后的块组成一个超级快(SuperBlock)，再加上2个字节的CRC，组成GFP-T的净荷；N的取值影响封装效率，这里N取5；对于64B/65B编码，将STM-4的每一帧的第一字节定义为K码进行编码，其他字节定义为数据码进行编码，由于不是逐帧封装，因此编码块的头不必和STM-4帧头对齐。

本例中三路STM-4，每路STM-4的速率为622.08Mbps，进行GFP-T封装后的速率为1988.712Mbps(3×622.08×(2+2+2+2+2+2+2+65×5+2)/(64×5))，如果要提高封装效率，降低封装后的GFP速率，则可加大N的取值，此时业务的延时将变大，如果GFP-T封装后的速率低于后续封装需要的速率，则可以通过插入GFP空闲帧来调整。

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 (9)

1.一种通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

对客户侧发来的高速数据码流进行对齐、定帧操作后，提取出SONET/SDH帧；

将所述SONET/SDH帧形成一个以上封装单位，并将每个封装单位封装在一个GFP帧结构中。

2.根据权利要求1所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，所述将所述SONET/SDH帧形成一个以上封装单位为：

将所述SONET/SDH帧顺序划分为多帧数据，对划分所得的多帧数据逐帧进行GFP封装，每帧数据为一个封装单位。

3.根据权利要求1所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，所述将所述SONET/SDH帧形成一个以上封装单位为：

对所述SONET/SDH帧顺序进行64B/65B编码，得到多个65B编码块，顺序将相邻的每N个所述65B编码块组合成一个超级块SuperBlock，将各个所述SuperBlock进行GFP封装，每个SuperBlock为一个封装单位。

4.根据权利要求1、2或3所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，所述提取出SONET/SDH帧后进一步包括：对所述SONET/SDH帧进行速率适配。

5.根据权利要求4所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，所述SONET/SDH帧进行速率适配具体包括：通过缓冲器的空满指示，控制Add方向所述SONET/SDH帧的传输速率。

6.根据权利要求2所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，GFP封装完成后，该方法进一步包括：

对GFP帧进行解帧操作后，进行SONET/SDH帧恢复，得到SONET/SDH帧并发送。

7.根据权利要求3所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，GFP封装完成后，该方法进一步包括：

GFP解封装单元对GFP帧进行解帧操作后，再进行64B/65B解码操作并进行SONET/SDH帧恢复，得到SONET/SDH帧并发送。

8.根据权利要求6或7所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，所述得到SONET/SDH帧并发送进一步包括：对所述SONET/SDH帧进行速率适配，并由经过速率适配后的所述SONET/SDH帧产生Drop方向的发送时钟。

9.根据权利要求8所述通用成帧规程映射封装方法，其特征在于，对所述SONET/SDH帧进行速率适配具体包括：通过缓冲器的空满指示，控制Drop方向所述SONET/SDH帧的传输速率。

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