CN101330328A - 多种速率光接口的实现方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多种速率光接口的实现方法和装置，其中，上述方法包括：在光接口接收侧：对输入的数据流的时钟和数据进行恢复，其中，对数据进行恢复具体为：将串行数据恢复为并行数据；对恢复后的数据流进行速率检测和数据检测，根据速率检测和数据检测的结果，将系统调整到正常工作状态；在光接口发送侧：根据系统正常工作状态时的速率，对发送速率进行配置；将发送数据由并行数据恢复为串行数据，并进行发送。借助于本发明的上述技术方案，通过自动适应多种速率的光接口，能够减少设备的单板种类，并且具有明显的经济效益。

Description

多种速率光接口的实现方法和装置

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种多种速率光接口的实现方法和装置。

背景技术

随着信息技术的发展和人们对通讯带宽的需求，通讯网络已经开始从模拟网络向数字网络转变，光纤技术的发展大大推动了数字通讯技术的发展，满足了人们对通讯带宽的需求。

光纤设备提供了低成本、高速度的信息传递，迅速代替了传统的铜缆传送设备。为适应光纤技术的发展、统一各通讯厂商的产品、实现传输信息的互通，国际电联制定了同步数字体系(SynchronousDigital Hierarchy，简称为SDH)的通讯标准。同步数字体系的帧信息结构具有丰富的开销字节，因此方便信息的传输和网络管理，其中，统一的接口参数能使不同厂商的设备组网工作，实现地域甚至全球的通讯网络互通，这些优点使得以同步数字体系为基础的传输网成为光通讯网建设的主导方向。

由于客户对业务带宽的需求不同，设备需要提供不同速度的接口来满足不同客户的需求。在SDH体系标准中，定义了4种速度等级：STM-1(155M)、STM-4(622M)、STM-16(2.5G)、STM-64(10G)，四种速度等级之间是完全的四倍关系，即，STM-64的速度等于4*STM-16的速度，依次类推，STM-4的速度等于4*STM-1的速度，这样，体系中不同等级之间表现为完全的同步关系，4个STM-1的业务数据流采用同步复用的方式可以变成1个STM-4的业务信号，4个STM-16的业务数据采用同步复用的方式可以变成1个STM-64的业务信号。

由于采用同步复用的标准，设备对不同速率的客户业务采用了同样的处理方式，只是处理时钟的频率或数据容量不同。正是同步复用技术带来的优点，促进了SDH标准的推广和应用。

由于SDH标准有四种速度等级，可以向用户提供四种速度的接口，满足不同用户的需要，因此，设备一般提供四种单板，每种单板提供不同的速度等级，并且有多个光接口。对于小客户而言，需要少量的光接口，但是却需要多种速率，所以，设备厂商需要一类单板，单板上提供多个光接口，每个光接口的速度不同。

但是，由于客户需求的差异性，这类单板仍然有多种，有的单板低速光接口较多，有的单板高速光接口较多，同时，有些客户需要在一种单板上提供各种速率的接口，并且每种速率的接口数量不确定，在这种情况下，设备厂商在满足这些需求时，提供的单板种类非常繁多，研发、生产、维护成本较高。然而，目前尚未提出解决上述问题的技术方案。

发明内容

考虑到由于提供的单板种类繁多而导致的研发、生产、维护成本急剧增加问题而做出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种多种速率光接口的实现方法和装置，以解决相关技术中的上述问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种多种速率光接口的实现方法。

根据本发明的多种速率光接口的实现方法包括：在光接口接收侧：对输入的数据流的时钟和数据进行恢复，其中，对数据进行恢复具体为：将串行数据恢复为并行数据；对恢复后的数据流进行速率检测和数据检测，根据速率检测和数据检测的结果，将系统调整到正常工作状态；在光接口发送侧：根据系统正常工作状态时的速率，对发送速率进行配置；将发送数据由并行数据恢复为串行数据，并进行发送。

此外，对恢复后的数据流进行速率检测和数据检测之前，方法进一步包括：将工作速率设置为最高工作速率。

其中，对恢复后的数据流进行速率检测具体为：检测恢复后的数据流中是否在预定时间内出现了连续相同的内容；在检测到数据流中在预定时间内出现连续相同内容情况下，发送工作速率过大警告，降低工作速率，并继续监测工作速率，在下一个预定时间内仍然出现连续相同内容的情况下，继续降低工作速率，直到不再出现连续相同内容为止。

其中，对恢复后的数据流进行数据检测具体为：检测恢复后的数据流的内容在预定时间内是否正常；在检测为异常的情况下，以最高工作速率配置光口接收侧的工作速率，并重新开始进行速率配置、速率检测、数据检测。

此外，对发送速率进行配置之后，方法进一步包括：对发送数据进行调整，具体包括：根据光口接收侧配置的工作速率，将输入数据总线上的有效数据内容调整到发送数据总线的对应位置，并且将并行数据转化为串行数据。

根据本发明的另一方面，提供了一种多种速率光接口的实现装置，包括位于光接口接收侧的模块和位于光接口发送侧的模块。

根据本发明的多种速率光接口的实现装置包括：在光接口接收侧包括：接收模块，用于接收输入的数据流，对输入的数据流的时钟和数据进行恢复，其中，对数据进行恢复具体为将串行数据恢复为并行数据；速率检测模块，用于对恢复后的数据流进行速率检测，以检测工作速率是否合适；数据检测模块，用于对恢复后的数据流进行数据检测，以检测数据帧是否正确；状态控制模块，用于根据速率检测和数据检测的结果，配置接收模块和发送模块的工作速率，并将系统调整到正常工作状态；在光口发送侧包括：发送模块，用于将发送数据由并行数据恢复为串行数据，并进行发送。

此外，上述装置进一步包括：数据调整模块，用于对发送数据进行调整；状态控制模块进一步用于根据配置的工作速率，配置数据调整模块的调整方法。

此外，上述速率检测模块进一步用于检测恢复后的数据流中是否在预定时间内出现了连续相同的内容；在检测到数据流中在预定时间内出现连续相同内容情况下，发送工作速率过大警告；状态控制模块进一步用于响应于工作速率过大警告，降低工作速率，并继续监测工作速率，在下一个预定时间内仍然出现连续相同内容的情况下，继续降低工作速率，直到不再出现连续相同内容为止。

此外，上述数据检测模块进一步用于检测恢复后的数据流的内容在预定时间内是否正常；状态控制模块进一步用于在在检测为异常的情况下，以最高工作速率配置光口接收侧的工作速率，并重新开始进行速率配置、速率检测、数据检测。

借助于本发明的技术方案，通过自动适应多种速率的光接口，能够减少设备的单板种类，并且具有明显的经济效益。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明实施例的多种速率光接口的实现装置的框图；

图2是根据本发明实施例的多种速率光接口的实现方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的速度检测模块的工作示意图；

图4是根据本发明实施例的状态控制模块的详细处理的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

随着现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称为FPGA)芯片技术的发展，目前，高端FPGA芯片都提供串行收发器(Serializer Deserializer，简称为serdes)模块，由于serdes模块可以在线配置工作速率，所以serdes模块可以接收/发送不同速度的业务信号，因此，利用FPGA芯片中serdes模块的特点，能够实现设计出的光接口可以自动适应多种速率，在本发明中，选择采用serdes资源，提出一种自动适应多种速率的光接口的实现方法和装置，可以自动适用于客户业务的速率以及自动提供不同的速率，减少了设备的单板种类。

下面，首先对多种速率的光接口的实现装置进行详细的说明。

装置实施例

根据本发明实施例，提供了一种多种速率光接口的实现装置，包括位于光接口接收侧的模块和位于光接口发送侧的模块。图1是根据本发明实施例的多种速率光接口的实现装置的框图，如图1所示，在光接口接收侧，包括接收模块2、速率检测模块4、数据检测模块6，态控制模块8，在光接口发送侧，包括发送模块10。下面，对上述模块进行详细的说明：

(一)光接口接收侧：

接收模块2，用于接收输入数据流，对输入数据流的时钟和数据进行恢复，其中，对数据进行恢复具体为将串行数据恢复为并行数据

速率检测模块4，用于对恢复后的数据流进行速率检测，以检测工作速率是否合适；

数据检测模块6，用于对恢复后的数据流进行数据检测，以检测数据帧是否正确；

状态控制模块8，用于根据速率检测和数据检测的结果，配置接收模块和发送模块的工作速率，并将系统调整到正常工作状态；

此外，上述速率检测模块4进一步用于检测恢复后的数据流中是否在预定时间内出现了连续相同的内容；在检测到数据流中在预定时间内出现连续相同内容情况下，发送工作速率过大警告；状态控制模块8进一步用于响应于工作速率过大警告，降低工作速率，并继续监测工作速率，在下一个预定时间内仍然出现连续相同内容的情况下，继续降低工作速率，直到不再出现连续相同内容为止。

另外，上述数据检测模块6进一步用于检测恢复后的数据流的内容在预定时间内是否正常；状态控制模块8进一步用于在在检测为异常的情况下，以最高工作速率配置光口接收侧的工作速率，并重新开始进行速率配置、速率检测、数据检测。

(二)光口发送侧：

发送模块10，用于将发送数据由并行数据恢复为串行数据，并进行发送。

此外，在光口发送侧进一步包括：

数据调整模块12，用于对发送数据进行调整；并且，状态控制模块8进一步用于根据配置的工作速率，配置数据调整模块的调整方法。

方法实施例

根据本发明实施例，还提供了一种多种速率光接口的实现方法，下面，结合上述装置，对根据本发明实施例的多种速率光接口的实现方法进行详细说明。

在本实施例中，将多种速率光接口的实现过程分为光口接收侧和光口发送侧进行说明。图2是根据本发明实施例的多种速率光接口的实现方法的流程图，如图2所示，包括以下处理：

(一)在光接口接收侧：

步骤S202，对输入的数据流的时钟和数据进行恢复，具体地，将串行数据恢复为并行数据；

步骤S204，对恢复后的数据流进行速率检测和数据检测，根据速率检测和数据检测的结果，将系统调整到正常工作状态；

此外，在步骤S204之前，需要首先将工作速率设置为最高工作速率。

并且，在步骤S204中，进行速率检测的具体操作为：1、检测恢复后的数据流中是否在预定时间内出现了连续相同的内容；2、检测到数据流中在预定时间内出现连续相同内容情况下，发送工作速率过大警告，降低工作速率，并继续监测工作速率，在下一个预定时间内仍然出现连续相同内容的情况下，继续降低工作速率，直到不再出现连续相同内容为止。

在步骤S204中，进行数据检测的具体操作为：1、检测恢复后的数据流的内容在预定时间内是否正常；2、在检测为异常的情况下，以最高工作速率配置光口接收侧的工作速率，并重新开始进行速率配置、速率检测、数据检测。

(二)在光接口发送侧：

步骤S206，根据系统正常工作状态时的速率，对发送速率进行配置；

步骤S208，将发送数据由并行数据恢复为串行数据，并进行发送。

此外，对发送速率进行配置之后，还需要对发送数据进行调整。其具体的操作为：根据光口接收侧配置的工作速率，将输入数据总线上的有效数据内容调整到发送数据总线的对应位置，并且将并行数据转化为串行数据。

通过上述技术方案，实现了可以自动适应速率的光接口。

下面，结合图1，对上述多种速率光接口的实现方法和装置进行详细的说明。

在接收方向(上述光接口接收侧)，串行数据rx进入serdes的接收部分(接收模块2)后，serdes接收部分根据状态控制模块的配置情况，从串行数据rx中恢复出时钟rx_clock，同时将高速的串行数据变成低速的并行数据，并将deser_data发送到速度速率检测模块4和数据检测模块6。

速率检测模块4检测恢复出的并行数据总线，如图3所示，图中默认serdes的串并转化比率是1∶8，也就是说，将串行数据转变为8位宽的并行数据。当serdes接收的串行数据率为STM-1、一位串行数据为010101010101010101010101010101010101、速率为155M时，如果serdes配置成STM-1的业务时，则配置参数和输入帧的速率完全相同，这样serdes恢复出的时钟为19M(155M的8分频)，恢复出的数据内容和输入的数据内容完全相同，唯一区别的是数据格式，具体地，输入的是串行数据，恢复的是并行数据，即图3中第一种配置的结果。

但是，如果输入数据仍旧是STM-1、serdes配置参数为STM-4，则由于配置参数的速率是输入数据速率的4倍，这样恢复出的时钟频率变为77M，恢复的数据中连续4个比特是完全一样的，如图3中第二种配置结果所示，第二种配置结果是由于配置参数和实际数据速率不一致并大于实际速率造成的。速率检测模块4的功能就是检测恢复数据中是否出现连续相同的内容，如果数据总线总是出现连续相同的内容，并且持续时间足够长，则表明serdes的配置参数大于输入的数据速率，速率检测模块4给出速度过大的指示(overseed)，并将该信号发送到状态控制模块8中。

下面，对状态控制模块的处理过程进行详细的说明，如图4所示，在系统刚上电后，状态控制模块8准备开始工作，并按照serdes的最高工作速率对serdes进行配置。在配置结束后，对serdes进行复位，使serdes按照最高恢复速率的方式工作，恢复出数据和时钟。在serdes工作稳定后，由速率检测模块4检测配置速率是否过大，在配置速率过大的情况下，缩小一个速度等级，重新配置serdes，使得serdes的工作速率减低，速率检测模块4重新检测恢复数据的速率，如果仍旧过大，则继续降低配置参数的速率，直到配置参数的速率和输入数据速率一致为止。但是，如果配置参数速率已经是最小值，但速率检测模块4仍旧给出速率过大的提示，则说明系统工作异常，需要从最大速率开始重新进行配置。

当serdes的配置速率和输入速率一致时，速率检测模块4不再报告速率过大指示，表示速率参数配置正确，速率检测过程结束，状态控制模块8开始检测恢复数据是否正常。

具体地，由数据检测模块6检测数据流的内容，判断恢复数据是否正常，在判断恢复数据异常(error)的情况下(例如，恢复的SDH帧数据出现帧丢失现象，或者信号丢失现象，并且持续时间超过一定的门限)，说明恢复出的数据内容不正确，状态控制模块8取消系统工作正常的指示，并发送reset指令，使系统返回到初始状态，从最大速率配置开始重新开始工作。

当数据检测模块6给出恢复数据正常的指示后，说明没有出现帧丢失、信号丢失等现象，表明整个系统工作正常，能够正确恢复出输入数据rx_fp和rx_data，状态控制模块8发出系统工作正常的指示。

此后，状态控制模块8不断地检测恢复数据是否异常，在正常工作中，当恢复数据出现异常，并且异常时间超过门限时，表明业务数据发生中断，状态控制模块8取消工作正常指示，从最初状态开始，重新配置(configure)参数，按照流程重新工作。

在发送方向(上述光口发送侧)，数据总线进入数据调整模块12，当发送serdes配置的速率容量为最高速率时，数据调整模块按照serdes的接口标准的要求，对输入的数据内容进行调整，然后，发送到serdes的发送部分(上述发送模块10)，由发送serdes的部分将并行数据变成高速的串行数据并进行发送，当配置的serdes工作速率低于最高速率时，则输入数据中只有部分内容需要由serdes发送部分进行并串转化，变成串行数据发送出去。在这种情况下，由数据调整模块12对输入的数据内容进行调整，将需要发送的内容调整到serdes发送部分的对应总线上(不需要发送的内容则被忽略)，保证serdes将需要发送的内容进行并串转化并进行。

由于serdes在发送数据tx_clock和tx_data时，是根据配置的速率大小，从输入总线ser_data上选择出相应内容进行并串转化并进行发送的，当tx_data总线上的数据在不同的发送速率下，并且分布情况和serdes的选择情况完全一致时，则可以省去数据调整模块12，将输入的数据总线tx_data直接发送到serdes的接口上，这样serdes在不同的速率配置下，选择出的数据和期望内容完全一致，在进行并串行转化后，将得到的tx进行发送。

借助于本发明的技术方案，通过自动适应多种速率的光接口，能够减少设备的单板种类，并且具有明显的经济效益。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种多种速率光接口的实现方法，其特征在于，所述方法包括：

在光接口接收侧：

对输入的数据流的时钟和数据进行恢复，其中，对数据进行恢复具体为：将串行数据恢复为并行数据；

对恢复后的所述数据流进行速率检测和数据检测，根据所述速率检测和所述数据检测的结果，将系统调整到正常工作状态；

在光接口发送侧：

根据所述系统正常工作状态时的速率，对发送速率进行配置；

将发送数据由并行数据恢复为串行数据，并进行发送。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对恢复后的所述数据流进行速率检测和数据检测之前，所述方法进一步包括：

将工作速率设置为最高工作速率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对恢复后的所述数据流进行速率检测具体为：

检测恢复后的所述数据流中是否在预定时间内出现了连续相同的内容；

在检测到所述数据流中在预定时间内出现连续相同内容情况下，发送工作速率过大警告，降低所述工作速率，并继续监测所述工作速率，在下一个预定时间内仍然出现连续相同内容的情况下，继续降低所述工作速率，直到不再出现连续相同内容为止。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对恢复后的所述数据流进行数据检测具体为：

检测恢复后的所述数据流的内容在预定时间内是否正常；

在检测为异常的情况下，以最高工作速率配置所述光口接收侧的工作速率，并重新开始进行速率配置、速率检测、数据检测。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对发送速率进行配置之后，所述方法进一步包括：

对所述发送数据进行调整，具体包括：

根据所述光口接收侧配置的所述工作速率，将输入数据总线上的有效数据内容调整到发送数据总线的对应位置，并且将并行数据转化为串行数据。

6.一种多种速率光接口的实现装置，包括位于光接口接收侧的模块和位于光接口发送侧的模块，其特征在于：

在光接口接收侧包括：

接收模块，用于接收输入的数据流，对输入的所述数据流的时钟和数据进行恢复，其中，对数据进行恢复具体为将串行数据恢复为并行数据；

速率检测模块，用于对恢复后的所述数据流进行速率检测，以检测工作速率是否合适；

数据检测模块，用于对恢复后的所述数据流进行数据检测，以检测数据帧是否正确；

状态控制模块，用于根据所述速率检测和所述数据检测的结果，配置所述接收模块和发送模块的工作速率，并将系统调整到正常工作状态；

在光口发送侧包括：

所述发送模块，用于将发送数据由并行数据恢复为串行数据，并进行发送。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

数据调整模块，用于对发送数据进行调整；

所述状态控制模块进一步用于根据配置的所述工作速率，配置所述数据调整模块的调整方法。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述速率检测模块进一步用于检测恢复后的所述数据流中是否在预定时间内出现了连续相同的内容；在检测到所述数据流中在预定时间内出现连续相同内容情况下，发送工作速率过大警告；

所述状态控制模块进一步用于响应于所述工作速率过大警告，降低所述工作速率，并继续监测所述工作速率，在下一个预定时间内仍然出现连续相同内容的情况下，继续降低所述工作速率，直到不再出现连续相同内容为止。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述数据检测模块进一步用于检测恢复后的所述数据流的内容在预定时间内是否正常；

所述状态控制模块进一步用于在在检测为异常的情况下，以最高工作速率配置所述光口接收侧的工作速率，并重新开始进行速率配置、速率检测、数据检测。

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