CN101394335A - 一种同步数字交叉连接的自路由的方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同步数字交叉连接的自路由的方法：自路由发送模块根据帧头标志和自路由起始地址信号将CM数据插入STM－N数据流；自路由接收模块根据帧头标志和自路由起始地址信号从STM－N数据流提取CM数据，将该CM数据写入交叉连接控制存储器。同时还公开了一种同步数字交叉连接的自路由的系统，包括自路由发送模块和自路由接收模块，其中，自路由发送模块包括自路由发送控制单元、第一CRC校验单元和插入数据生成单元，自路由接收模块包括自路由提取控制单元、第二CRC校验单元和交叉连接控制存储器。通过本发明为用户提供了一种易于实现、占用系统资源少、可靠性高、适合大容量交叉配置的同步数字交叉连接的自路由解决方案。

Description

一种同步数字交叉连接的自路由的方法及系统
技术领域
本发明主要涉及数字通信领域，尤其涉及一种同步数字交叉连接的自路由的方法及系统。
背景技术
交叉连接设备是光同步数字传输(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)系统中的重要组成部分，同步数字交叉连接实现了按标准G.709构成的多个虚拟器(VC，Virtual Container)之间的透明连接和再连接，该透明连接和再连接在任何端口间都可控。这些端口除了支持标准G.707定义的SDH速率、标准G.702定义的准同步数字传输(PDH，Plesiochronous Digital Hierarchy)速率，还支持SDH管理标准G.784定义的控制和管理功能。
对层间的业务量的疏导和对层内业务量的合并是交叉连接设备管理的一个重要方面。其中，层间业务量疏导是按服务类别、目的地或保护类别将低阶通道疏导到特定的高阶通道中去，并使这些通道能分别管理。同样地，也可以将高阶通道疏导到同步传送(STM-N，Synchronous Transport Module-N)数据流中。层内业务量合并是改善服务层服务的过程，该过程将来自服务层路径的用户连接合并到较少的服务层路径中，以提高系统和设备的利用率。
交叉连接设备按照交叉连接的类型可以分为提供高阶VC的交叉连接设备，以及提供低阶VC的交叉连接设备。执行高阶VC交叉连接设备通常连接两个或更多的STM-N数据流，这些STM-N数据流必须先调整到该交叉连接设备的参考时钟上，并对STM-N数据流的指针作相应的调节。如果把STM-N数据流解间插到管理单元(AU，Administration Unit)，则可以在一个单一的空分交换矩阵中对这些STM-N数据流做同步交叉连接，对这些STM-N数据流的同步对位调整是在矩阵中作无损伤再安排的保证。通过这种方式构成容量很大的VC-3或VC-4交换矩阵。低阶VC交叉连接功能与高阶VC交叉连接功能类似，只是VC-3换成了低阶VC，通过对交叉矩阵的配置，可在特定的输入端和特定的输出端之间建立交叉连接关系。
确定交叉连接关系的交叉矩阵，目前常规的方法是由网络管理者通过处理器接口对交叉连接芯片进行配置。这种方式需要占用处理器系统资源，在交叉容量很大，且芯片的交叉矩阵又要快速更新的应用环境下，采用处理器进行自路由配置的方式将无法满足要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种同步数字交叉连接的自路由的方法及系统，通过该方法及系统达到为用户提供一种易于实现、占用系统资源少、可靠性高、适合大容量交叉配置的同步数字交叉连接的自路由解决方案。
本发明提供了一种同步数字交叉连接的自路由的方法，包括：
A.自路由发送模块根据帧头标志和自路由起始地址信号将交叉连接控制存储器CM数据插入STM-N数据流；
B.自路由接收模块根据帧头标志和自路由起始地址信号从STM-N数据流提取CM数据；
C.自路由接收模块将该CM数据写入交叉连接控制存储器。
该方法所述步骤A还包括：
自路由发送模块对要插入STM-N数据流的CM数据进行冗余循环校验CRC得到第一校验值，将该第一校验值插入STM-N数据流；
该方法所述步骤B还包括：自路由接收模块从STM-N数据流提取第一校验值；
该方法所述步骤C为：
自路由接收模块对从STM-N数据流提取的CM数据进行CRC校验得到第二校验值，将该第二校验值与从STM-N数据流提取的第一校验值比较，如果相同，则将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
该方法所述步骤A还包括：
自路由发送模块设置允许配置信号，将该允许配置信号插入STM-N数据流；
该方法所述步骤B还包括：自路由接收模块从STM-N数据流提取允许配置信号；
该方法所述步骤C为：
自路由接收模块分析从STM-N数据流提取的允许配置信号，如果允许配置信号有效，则将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
该方法所述步骤A前还包括：
自路由发送模块设定自路由参数，该自路由参数包括自路由插入位置；
所述自路由发送模块根据自路由插入位置将CM数据插入STM-N数据流。
该方法所述自路由参数还包括自路由配置换页请求标志；
该方法所述交叉连接控制存储器包括活动页与非活动页；
该方法所述自路由接收模块根据自路由配置换页请求标志在活动页与非活动页之间进行切换，将CM数据写入非活动页。
本发明还提供了一种同步数字交叉连接的自路由的系统，包括：
自路由发送模块，用于根据帧头标志和自路由起始地址信号将交叉连接控制存储器CM数据插入STM-N数据流；
自路由接收模块，用于根据帧头标志和自路由起始地址信号从STM-N数据流提取CM数据，并将该CM数据写入交叉连接控制存储器。
该系统所述自路由发送模块包括自路由发送控制单元、第一CRC校验单元和插入数据生成单元，其中，
第一CRC校验单元，用于对要插入STM-N数据流的CM数据进行CRC校验得到第一校验值；
插入数据生成单元，用于在自路由发送控制单元的控制下将第一校验值和CM数据插入STM-N数据流；
该系统所述自路由接收模块包括自路由提取控制单元、第二CRC校验单元和交叉连接控制存储器，其中，
第二CRC校验单元，用于对从STM-N数据流提取的CM数据进行CRC校验得到第二校验值，并将该第二校验值与从STM-N数据流提取的第一校验值比较判断，如果相同，则由自路由提取控制单元将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，自路由提取控制单元不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
该系统所述自路由发送控制单元设置允许配置信号，所述插入数据生成单元将该允许配置信号插入STM-N数据流；
该系统所述自路由提取控制单元分析从STM-N数据流提取的允许配置信号，如果允许配置信号有效，则将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
本发明还提供了一种同步数字交叉连接的自路由发送装置，包括：
自路由发送控制单元、第一CRC校验单元和插入数据生成单元，其中，
第一CRC校验单元对要插入STM-N数据流的CM数据进行CRC校验得到第一校验值，插入数据生成单元在自路由发送控制单元的控制下将第一校验值和CM数据插入STM-N数据流。
本发明还提供了一种同步数字交叉连接的自路由接收装置，包括：
自路由提取控制单元、第二CRC校验单元和交叉连接控制存储器，其中，
自路由提取控制单元从STM-N数据流提取的CM数据，第二CRC校验单元对CM数据进行CRC校验得到第二校验值，并将该第二校验值与从STM-N数据流提取的第一校验值比较判断，如果相同，则由自路由提取控制单元将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，自路由提取控制单元不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
本发明所述的同步数字交叉连接的自路由的方法及系统，通过STM-N数据流的上游业务板处理各个VC的交叉配置并发送给交叉芯片，交叉芯片根据接收的各个VC的交叉配置信息进行自动路由配置，从而克服了现有技术中处理器接口难以满足大容量交叉连接配置需要的缺点，达到为用户提供一种易于实现、占用系统资源少、可靠性高、适合大容量交叉配置的同步数字交叉连接的自路由解决方案的有益效果。
附图说明
图1为本发明中同步数字交叉连接的自路由系统框图；
图2为本发明中同步数字交叉连接的自路由开销位置分布图；
图3为本发明中同步数字交叉连接的自路由数据格式示意图；
图4为本发明中同步数字交叉连接的自路由发送模块结构框图；
图5为本发明中同步数字交叉连接的自路由接收模块结构框图。
具体实施方式
下面以VC-4空分交叉连接为例，并结合附图详细描述本发明。
图1为本发明中同步数字交叉连接的自路由系统框图，包括：业务板101和交叉芯片102，其中，业务板101包括传送终端功能模块1011和自路由发送模块1012，交叉芯片102包括自路由接收模块1021和交叉矩阵模块1022，自路由接收模块1021包括自路由提取模块10211和交叉连接控制存储器10212。
业务板101在传送终端功能模块1011处理完成后，当系统控制需要配置自路由模式时，自路由发送模块1012设定自路由的起始地址，即开销中插入自路由的位置，并同时将需要下传的CM数据进行循环冗余校验(CRC，CyclicRedundancy Check)，将校验值与CM数据一起插入到STM-16帧结构中自路由对应的开销字节位置，然后送给交叉芯片102。
交叉芯片102接收业务板101发送的STM-16数据流，其中的自路由接收模块1021根据系统配置的自路由模式状态信息，从预先设定的自路由对应的开销字节位置取出CRC校验值及CM数据，并进行CRC校验，如果校验结果正确，则改写CM相应的内容，完成对交叉矩阵模块1022的配置。
图2为本发明中同步数字交叉连接的自路由开销位置分布图，以STM-16帧结构为例，表示了STM-16帧结构中允许传递自路由信息的字节。图中带斜线区域表示不可用来传递自路由信息，无填充区域可用来传递自路由信息。从图中可以看出，净荷(Payload)字节位置不可传递自路由信息，段开销(SOH，Section Overhead)字节位置除第一行帧头字节及第四行指针字节，以及第二行第一列的B1字节外，原则上都可以传递自路由信息。本发明在具体实现时，自路由的位置及数据分布特点可根据用户需求的设定。其它帧结构的开销字节有所不同，但自路由位置允许分布的区域基本是类似的，即净荷位置、段开销的第一行帧头以及第四行指针位置不可用来传递自路由信息。
图3为本发明中同步数字交叉连接的自路由数据格式示意图，即传递的自路由信息格式定义。为了避免自路由信息传递过程出现因自路由信息有误码，而导致的交叉矩阵的CM配置数据出错的情况，自路由的信息格式中采用CRC-7的校验方式，即发送侧对所要传递的自路由信息伴随CRC-7校验码。如果接收侧发现CRC-7校验不正确，则拒绝接收CM数据。同时设置一个允许配置位，伴随每个CM数据下传。如果该位不允许，则即使CRC-7校验正确，也不接收CM数据，从而使自路由配置的控制更加灵活。图3所示的自路由信息按VC-4的编号顺序传递，如果一行开销位置不能传递完所有的自路由信息，则必须换行，即在净荷出现的位置，自路由信息的传递必须暂时中断，到下一行自路由允许传递的区域，重新开始自路由信息的传递，如果该下一行还不能完成传递，则延续到再下一行进行自路由信息的传递。为了使CM的自路由信息传递过程更加稳定可靠，系统在实际工作过程中，根据需要传递的自路由信息的数量情况，可以重复传递同一个CM的自路由信息。这样，当某个CM的自路由信息第一次传递时出现错误，第二次也出现错误的概率就比较低，大大增加配置CM的成功率。
图4为本发明中同步数字交叉连接的自路由发送模块1012结构框图，图5为本发明中同步数字交叉连接的自路由接收模块1021结构框图，两个模块可统一设置，配套应用。
图4中，自路由发送模块1012包括自路由发送控制单元10121、第一CRC-7校验单元10122和插入数据生成单元10123。
自路由发送控制单元10121根据图2所示的自路由位置分布图，设定自路由参数，根据该自路由参数将自路由信息插入STM-16数据流中。自路由参数包括自路由插入位置、自路由插入数量、以及自路由配置完成后的换页请求标志。图4中的STM-16数据流完成指针处理，帧头对齐等操作后，进入自路由发送模块1012。其中，帧头标志表示STM-16数据流的帧头位置，自路由起始地址信号表示自路由在帧结构中的插入起始位置，帧头标志和自路由起始地址信号共同确定了VC-4中每个CM的自路由信息在帧结构中SOH的位置。自路由发送控制单元10121根据帧头和自路由起始地址等信号，确定自路由信息开始插入的时刻，并将CM数据及CRC-7校验的使能信号crc_gen送给10122第一CRC-7校验模块。第一CRC-7校验模块10122根据CM数据及CRC-7校验的使能信号crc_gen产生CRC-7校验值，插入数据生成单元10123按照图3所示的自路由数据格式，将CRC-7校验值、CM数据以及允许配置信号插入到各个CM的自路由信息在SOH中的对应位置。当所有需要配置的CM信息都完成后，自路由发送控制单元10121需要在随后的自路由允许位置下插入一个换页标志，该换页标志可由用户自行定义。该过程中，在发送已插入自路由信息的STM-16数据流之前，需要重新生成B1字节。
图5中，自路由接收模块1021包括自路由提取控制单元10211、第二CRC-7校验单元10212和交叉连接控制存储器10213。
自路由提取控制单元10211根据帧头及自路由起始地址等信号，确定自路由信息到来的时刻，即对应于自路由信息在STM-16数据流中的位置，并产生一个自路由提取标志信号cm_get，发送给第二CRC-7校验单元10212。第二CRC-7校验单元10212根据自路由提取标志信号cm_get，从STM-16数据流中提取自路由信息，并对自路由信息中的CM数据进行CRC-7校验。如果CRC-7校验结果与接收的CRC-7校验结果相同，则表明校验正确，如果此时允许配置信号有效，则将CM数据写入对应的CM的非活动页中。另外，如果此时自路由提取控制单元10211检测到换页标志，则将当前活动页与非活动页进行切换。交叉连接控制存储器10213包括CM0和CM1两部分，当CM0处于当前活动页时，则CM1处于非活动页；反之，当CM1处于当前活动页时，则CM0处于非活动页。
本发明为了保证STM-16数据流中每个VC-4都正确配置CM数据后才进行换页操作，自路由接收模块为每个VC-4设置了一个是否配置的状态信号，只要有一个VC-4的CM非活动页内容在本次配置过程中未被改写，则此状态信号为低，即使接收到换页标志，也不进行换页操作，从而可以避免换页后某些VC-4的交叉连接没有得到正确的更新。但对于因为VC-4对应的允许配置位无效而造成未被改写，则不包括在内。
本发明所述的交叉连接的自路由方法与系统，通过在前级业务处理时，将需要配置的交叉矩阵信息CM数据插入到STM-N数据流中预先定义的开销字节位置，然后由交叉连接芯片从STM-N数据流对应的开销字节位置提取出CM值，对交叉矩阵中相应的CM进行改写。其中，交叉矩阵信息的配置过程可以比较灵活，既可由交叉芯片102完成，也可由FPGA完成。本发明在大容量的交叉连接应用环境下，能够大大减少处理器的负荷，从而使其优点更为突出。另外，本发明已经应用到实际的芯片设计之中，并通过了系统测试验证。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种同步数字交叉连接的自路由的方法，其特征在于，包括：
A.自路由发送模块根据帧头标志和自路由起始地址信号将交叉连接控制存储器CM数据插入STM-N数据流；
B.自路由接收模块根据帧头标志和自路由起始地址信号从STM-N数据流提取CM数据；
C.自路由接收模块将该CM数据写入交叉连接控制存储器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤A还包括：
自路由发送模块对要插入STM-N数据流的CM数据进行冗余循环校验CRC得到第一校验值，将该第一校验值插入STM-N数据流；
所述步骤B还包括：自路由接收模块从STM-N数据流提取第一校验值；
所述步骤C为：
自路由接收模块对从STM-N数据流提取的CM数据进行CRC校验得到第二校验值，将该第二校验值与从STM-N数据流提取的第一校验值比较，如果相同，则将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述步骤A还包括：
自路由发送模块设置允许配置信号，将该允许配置信号插入STM-N数据流；
所述步骤B还包括：自路由接收模块从STM-N数据流提取允许配置信号；
所述步骤C为：
自路由接收模块分析从STM-N数据流提取的允许配置信号，如果允许配置信号有效，则将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A前还包括：
自路由发送模块设定自路由参数，该自路由参数包括自路由插入位置；
所述自路由发送模块根据自路由插入位置将CM数据插入STM-N数据流。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述自路由参数还包括自路由配置换页请求标志；
所述交叉连接控制存储器包括活动页与非活动页；
所述自路由接收模块根据自路由配置换页请求标志在活动页与非活动页之间进行切换，将CM数据写入非活动页。
6.一种同步数字交叉连接的自路由的系统，其特征在于，包括：
自路由发送模块，用于根据帧头标志和自路由起始地址信号将交叉连接控制存储器CM数据插入STM-N数据流；
自路由接收模块，用于根据帧头标志和自路由起始地址信号从STM-N数据流提取CM数据，并将该CM数据写入交叉连接控制存储器。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述自路由发送模块包括自路由发送控制单元、第一CRC校验单元和插入数据生成单元，其中，
第一CRC校验单元，用于对要插入STM-N数据流的CM数据进行CRC校验得到第一校验值；
插入数据生成单元，用于在自路由发送控制单元的控制下将第一校验值和CM数据插入STM-N数据流；
所述自路由接收模块包括自路由提取控制单元、第二CRC校验单元和交叉连接控制存储器，其中，
第二CRC校验单元，用于对从STM-N数据流提取的CM数据进行CRC校验得到第二校验值，并将该第二校验值与从STM-N数据流提取的第一校验值比较，如果相同，则由自路由提取控制单元将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，自路由提取控制单元不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述自路由发送控制单元设置允许配置信号，所述插入数据生成单元将该允许配置信号插入STM-N数据流；
所述自路由提取控制单元分析从STM-N数据流提取的允许配置信号，如果允许配置信号有效，则将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
9.一种同步数字交叉连接的自路由发送装置，其特征在于，包括：
自路由发送控制单元、第一CRC校验单元和插入数据生成单元，其中，
第一CRC校验单元对要插入STM-N数据流的CM数据进行CRC校验得到第一校验值，插入数据生成单元在自路由发送控制单元的控制下将第一校验值和CM数据插入STM-N数据流。
10.一种同步数字交叉连接的自路由接收装置，其特征在于，包括：
自路由提取控制单元、第二CRC校验单元和交叉连接控制存储器，其中，
自路由提取控制单元从STM-N数据流提取的CM数据，第二CRC校验单元对CM数据进行CRC校验得到第二校验值，并将该第二校验值与从STM-N数据流提取的第一校验值比较判断，如果相同，则由自路由提取控制单元将CM数据写入交叉连接控制存储器；否则，自路由提取控制单元不将CM数据写入交叉连接控制存储器。
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