CN101420283A

CN101420283A - 一种同步数字体系中的数据保护方法、装置和通信设备

Info

Publication number: CN101420283A
Application number: CNA2008101792089A
Authority: CN
Inventors: 陈玉杰; 雷张伟
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-12-01
Filing date: 2008-12-01
Publication date: 2009-04-29

Abstract

本发明公开了一种同步数字体系中的数据保护方法、装置和通信设备，涉及同步数字体系，能够在无需软件干预的情况下，进行故障检测；并在交叉芯片之间进行业务倒换时，提供无损的业务。本发明实施例提供的同步数字体系中的数据保护方法包括：确定进行数据保护时所采用的编码方式；根据所述编码方式将业务数据进行分组；对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码；将所述业务数据和校验码进行交叉，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

Description

一种同步数字体系中的数据保护方法、装置和通信设备

技术领域

本发明涉及同步数字体系，尤其涉及一种同步数字体系中的数据保护方法、装置和通信设备。

背景技术

随着光纤技术的飞速发展，光通讯网络也得到了广泛的应用，光纤设备能够提供低成本、高速度的信息传递，以满足用户对通讯带宽日益增长的需求。

为了适应光纤技术的发展，兼容各通讯厂商的产品，实现传输信息的互通，国际电联提出了同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)标准或同步光网络(Synchronous Optical NETwork，SONET)标准，能大大提高网络资源利用率、降低设备的管理及维护费用、实现灵活可靠和高效的网络运行与维护，是信息领域在传输技术方面的发展和应用的热点，受到人们的广泛重视。

对于大容量SDH/SONET设备，SDH业务处理芯片处理的业务量，会受到交叉芯片单片容量的限制，所以通常利用多片交叉芯片并行调度，进行容量扩展。采用切片(bit Slice)的容量扩展方式时，每个交叉芯片的配置完全相同、配置简单，即使做故障保护时也不需要重新配置交叉矩阵的内部连接关系，bitSlice方式是SDH/SONET设备进行容量扩展时通常采用的扩展方式。

为了保证线路的安全，通常会为工作交叉芯片设置备用交叉芯片，当SDH业务处理芯片检测到工作交叉芯片出现故障时，将该工作交叉芯片处理的业务倒换到与其相应的备用交叉芯片上，实现对设备的保护。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：需要在SDH业务处理芯片上配置特定的软件管理系统，用以检测故障的交叉芯片，检测方法较复杂、检测时间较长；并且，从故障被检测出来到将故障工作交叉芯片上的业务倒换到备用交叉芯片的这段切换时间内，由于该工作交叉芯片处于故障状态下，无法提供正常的业务，导致了业务的暂时中断，给业务带来了损耗。

发明内容

为了解决现有技术中检测故障的交叉芯片及倒换故障交叉芯片上的业务时带来的问题，本发明的实施例提供了一种同步数字体系中的数据保护方法、装置和通信设备。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种同步数字体系中的数据保护方法，包括：

确定进行数据保护时所采用的编码方式；

根据所述编码方式将业务数据进行分组；

对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码；

将所述业务数据和校验码进行交叉，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行纠错，生成正常的业务数据。

一种同步数字体系中的数据保护装置，包括：

编码方式确定单元，用于确定进行数据保护时所采用的编码方式；

分组单元，用于根据所述编码方式将业务数据进行分组；

校验码生成单元，用于对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码；

保护单元，用于将所述业务数据和校验码进行交叉，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行纠错，生成正常的业务数据。

一种通信设备，包括：至少两片业务处理芯片，第一业务处理芯片及第二业务处理芯片，和至少一片交叉芯片，

所述第一业务处理芯片，用于确定进行数据保护时所采用的编码方式；根据所述编码方式将业务数据进行分组，对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码；

所述交叉芯片，用于对接收到的所述业务数据和校验码进行交叉；

所述第二业务处理芯片，用于利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

一种通信设备，包括：第一交叉模组、第二交叉模组和第三交叉模组，

所述第一交叉模组，用于确定进行数据保护时所采用的编码方式，根据所述编码方式将业务数据进行分组，对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码；

所述第二交叉模组，用于对接收到的所述业务数据和校验码进行交叉；

所述第三交叉模组，用于利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

由上所述，本发明实施例提供的技术方案，首先确定进行数据保护时所采用的编码方式，按照该编码方式通过对分组后的业务数据进行编码，生成校验码，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据，无需配置特定的软件管理系统用以检测故障的交叉芯片，并且，能够在切换时间内提供正常的业务数据，解决了现有技术中存在的问题，能够在无需软件干预的情况下，进行故障检测；并在交叉芯片之间进行业务倒换时，提供无损的业务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为同步数字体系中的交叉调度结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的同步数字体系中的数据保护方法流程图；

图3为单bit slice方式下利用ECC实现数据保护的板级连接图；

图4为2bit slice方式下利用ECC实现数据保护的板级连接图；

图5为本发明实施例二提供的同步数字体系中的数据保护装置结构图；

图6为本发明实施例三提供的通信设备；

图7为本发明实施例四提供的通信设备。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合附图对本发明的实施例进行详细的介绍，下面的描述仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些实施例获得本发明的其他的实施方式。

如图1所示，给出了本发明实施例的所应用的交叉调度系统。本发明实施例的交叉调度系统将数据分成多组分别发送给多个交叉芯片。下面仅以8bit的业务数据为例进行说明。

如图1所示，其中D0至D7分别表示第1比特至第8比特的业务数据。即是每bit的数据为一组。易于理解的是，分组的方式可根据需要调整来分成多组。

在本发明实施例中，为工作交叉芯片设置备用交叉芯片时，可采用M:N的方式，即系统中有M个工作交叉芯片和N个备用交叉芯片，每个交叉芯片配置相同，当M个工作交叉芯片中有一个交叉芯片出现故障时(造成一次故障的交叉芯片通常为一片)，通过将故障交叉芯片的业务切换到N个备用交叉芯片中的一个，从而实现业务的保护。

上述结构的系统中最多可以容忍N个故障交叉芯片而业务不会中断，以10块交叉板为例，其中8块作为工作交叉芯片，2块作为备用交叉芯片，即M:N＝8:2，当工作交叉芯片中的一片出故障后，各SDH业务处理芯片同时将和故障交叉芯片连接的业务倒换到一片备用交叉芯片上，实现故障单片的保护。

如图2所示，图2为本发明实施例一所提供的同步数字体系中的数据保护方法，所述数据保护方法包括：

步骤20：确定进行数据保护时所采用的编码方式；

本发明实施例中，所采用的编码方式可以实现在数据交叉过程中，交叉板出现故障后，在无需配置特定管理软件时能自行发现并纠正的错误。

上述编码方式为一种具有检错和纠错能力的编码方式，对原码字增加多余的码元，以扩大码字之间的差别，即把原码字按某种规则变成有一定剩余度的码字，并在码字之间建立一定的关系。

码字经过交叉板交叉后，可以根据是否满足上述编码方式确定的规则，判定有无错误。当不能满足该规则时，即出现错误时，按该编码方式包含的一定规则确定错误所在位置并予以纠正。

优选的，本发明采用前向纠错(Forward Error Correction，FEC)编码方式中的错误检查与纠正(Error checking and Correcting，ECC)编码作为所采用的编码方式，但不限于此，本领域技术人员应该理解任何可实现上述检错和纠错能力的编码方式都在本发明的保护范围内。

其中，对ECC编码采用的具体码字也不做限制，例如，可为汉明码、RS码、BCH码等。在下述描述中将会以具有严谨编码方式的汉明码为例进行具体的说明。

步骤21：根据所述编码方式将业务数据进行分组；

本发明实施例提供的SDH中的数据保护方法，主要采用了一种纠错技术，在原始的数据位之外加上校验位，利用校验位实现对需要保护数据的检测和纠错功能。

优选的，本发明实施例，对于输入的业务数据进行编码，产生ECC编码，实现单bit纠错，即可对一片交叉芯片的故障进行检测和纠错。

对ECC编码，如果数据位是8位，则需要增加5位校验位来进行ECC错误检查和纠正。数据位每增加一倍，ECC只增加一位检验位，也就是说，当数据位为16位时ECC的校验位为6位，32位时ECC的校验位为7位，数据位为64位时ECC位为8位，依此类推，常用的ECC编码种类有(7，4)，(12，8)，(21，16)，(38，32)等。其中，(7，4)中的7代表编码之后的比特，4代表有效的数据比特。其中，7-4＝3就是校验比特。

总之，ECC编码能够容许单比特的错误，且ECC具有自动更正的能力，可以将错误更正，使系统得以持续正常的操作，不致因错误而中断。

下面以(7，4)编码方式为例，对本发明实施例的技术方案进行说明，但不限于此，例如，若采用(12，8)的编码方式，只需对数据字节进行合并后，采用下述相同的处理方式即可，不再赘述。

根据采用不同的编码方式，对业务数据进行分组，对(7，4)编码方式，将1字节的数据分为每4bit一组。对(12，8)的编码方式，将相邻字节的数据合并后，每8bit分为一组。

对(7，4)编码方式，对8bit的数据，从第1比特至第8比特分别表示为D0至D7，将D0至D3分为一组，将D4至D7分为一组。这里只是对8bit的数据按照(7，4)编码方式时，分组的情况的具体描述，显而易见，对不同比特数的数据，不同的编码方式，会做出相似的调整。例如，对32bit的数据，D0至D31，采用(21，16)编码方式时，分别将D0至D15分为一组，D16至D31分为一组。

步骤22：对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成校验码；

对(7，4)编码方式，对每组业务数据进行编码后，生成3比特的校验码。

对ECC的编码方法可有多种，例如，汉明码(Hamming Code)、BCH码等，下面以汉明码为例说明具体的编码方法。

汉明码是一种在原始数据位中插入若干校验码来进行ECC编码的技术。以典型的(7，4)编码方式为例，汉明码为数据D0至D3加入3个校验码P0至P2，从而使实际传输的数据位达到7个(位)，它们的位置如表1所示：

表1

数据位	1	2	3	4	5	6	7
数据位	1	2	3	4	5	6	7	代码	P0	P1	D3	P2	D2	D1	D0
描述	第1个汉明码	第2个汉明码	第1个数据码	第3个汉明码	第2个数据码	第3个数据码	第4个数据码	代码	P0	P1	D3	P2	D2	D1	D0

以数据码1101为例进行说明，即D3＝1、D2＝1、D1＝0、D0＝1，在进行汉明码编码时，先将D3、D2、D0的二进制码相加，结果为奇数3，汉明码对奇数结果编码为1，偶数结果编码为0，因此P0值为1；D3+D1+D0＝2，结果为偶数，那么P1值为0，D2+D1+D0＝2，结果为偶数，P2值为0。这样，根据表1，汉明码处理的结果就是1010101。在上述4位数据码的例子中，每个汉明码都是以三个数据码为基准进行编码的，表2显示了具体的对应关系：

表2

汉明码	编码用的数据码
汉明码	编码用的数据码	P0	D3、D2、D0
P1	D3、D1、D0	P0	D3、D2、D0
P1	D3、D1、D0	P2	D2、D1、D0

D0至D3生成校验码P0至P2；相应的，对D4至D7生成校验码P3至P5。

步骤23：将所述业务数据和校验码进行交叉，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

交叉芯片输出的数据包括交叉后的业务数据和校验码，利用该校验码对相应的业务数据进行检测和纠错，例如，利用交叉后的校验码P0至P2，对业务数据D0至D3进行检测并纠错，得到正确的业务数据D0至D3。

相应的，以汉明码为例说明检测和纠错的方法。

在校验时则把每个汉明码与各自对应的数据位值相加，如果结果为偶数(校验码为0)就是正确；如果为奇数(校验码为1)则说明当前汉明码所对应的三个数据位中有错误，此时再通过其他两个校验码各自的运算来确定具体的出错位。

例如，以上述的1101为例，正确的编码应该是1010101，如果第三个数据位因交叉芯片的故障在传输中变成了1，就成了1010111。进行检测时，P0+D3+D2+D0的结果是偶数4，第一位纠错代码为0，正确；P1+D3+D1+D0的结果是奇数3，第二位纠错代码为1，有错误；P2+D2+D1+D0的结果是奇数3，第三位纠错代码为1，有错误；

然后，确定具体的出错位。三个纠错代码从高到低排列为二进制编码110，换算成十进制就是6，也就是说第6位数据错了，而数据第三位在汉明码编码后的位置正好是第6位；

最后，将数据第三位从1纠正为0。

本发明实施例还提供了采用单bit slice方式或2 bit slice方式下的具体结构，如图3所示，示例性地给出了单bit slice方式下利用ECC实现数据保护的板级连接图，图3中给出了单bit slice方式下实现1Byte业务数据交叉时，SDH业务处理芯片与交叉芯片的连接示意图，单bit slice方式下，共需7+7＝14片交叉芯片实现业务数据和校验码的交叉，其中，图3中实线框的交叉芯片用于实现业务数据的交叉，图3中虚线框的交叉芯片用于实现校验码的交叉。

上述给出了单bit slice方式下利用ECC实现数据保护的板级连接图，下面如图4所示，示例性地给出了2bit slice方式下利用ECC实现数据保护的板级连接图，图4中给出了2bit slice方式下实现1Byte业务数据交叉时，SDH业务处理芯片与交叉芯片的连接示意图，2bit slice方式下，共需(7+7)/2＝7片交叉芯片实现业务数据和校验码的交叉，其中，图4中实线框的交叉芯片用于实现业务数据的交叉，图4中虚线框的交叉芯片用于实现校验码的交叉。

可选的，在2bit slice方式下，本发明实施例将D0和D4送入同一片交叉芯片实现交叉，将D1和D5送入同一片交叉芯片实现交叉，将D2和D6送入同一片交叉芯片实现交叉，将D3和D7送入同一片交叉芯片实现交叉，将P0和P3送入同一片交叉芯片实现交叉，将P1和P4送入同一片交叉芯片实现交叉，将P2和P5送入同一片交叉芯片实现交叉。但不限于此，包括任何将2bit业务数据和2bit校验数据送入同一交叉芯片的方式。

进一步的，为了确保提供正常的业务数据，并且在后续的处理过程中，在其它交叉芯片出现故障的情况下，能够检测出该故障交叉芯片并进行纠错，本发明实施例二提供的方法还包括：

将出现故障的交叉芯片上的业务倒换至备用交叉芯片上，其中，为工作交叉芯片设置备用交叉芯片的方法可参见上述相关描述。

每片交叉芯片的交叉容量是有限的，若使用每片交叉芯片只能实现320G的bit slice交叉容量，由于本发明实施例采用了bit slice方式作为容量扩展方式，使用8片交叉芯片并行调度就可以实现2.56T的调度容量，交叉芯片会与多个SDH业务处理芯片相连，每一个交叉芯片端口的输出会与某个SDH业务处理芯片的端口连接，输入的业务数据可以通过交叉芯片实现调度到任意一个输出端口，从而实现了网络中的业务调度功能。

易于理解的是，当采用ECC编码中的其他编码方式时，只需要根据具体的编码方式的编码要求对待检测业务数据进行编码并且插入相应的校验码，并在交叉后根据具体的编码方式的进行验证即可实现本发明实施例中所提出的数据保护方法。

本发明实施例二还提供了一种同步数字体系中的数据保护装置，如图5所示，包括：

编码方式确定单元50，用于确定进行数据保护时所采用的编码方式；

分组单元51，用于根据所述编码方式将业务数据进行分组；

校验码生成单元52，用于对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码；

保护单元53，用于将所述业务数据和校验码送入交叉芯片进行交叉，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

进一步的，所述编码方式确定单元50将错误检查与纠正ECC编码方式确定为进行数据保护时所采用的编码方式。

所述校验码生成单元52包括ECC编码模块，用于对每组业务数据按照ECC编码方式进行编码，生成ECC码；

所述保护单元53包括ECC检测和纠错模块，用于利用交叉后的所述ECC码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

进一步的，为了确保提供正常的业务数据，并且在后续的处理过程中，在其它交叉芯片出现故障的情况下，能够检测出该故障交叉芯片并进行纠错，所述装置还包括：

业务倒换单元，用于将出现故障的交叉芯片上的业务倒换至备用交叉芯片上。

在本发明实施例中所述装置中交叉芯片的扩展方式为切片bit slice方式。

本发明实施例二提供的技术方案，首先确定进行数据保护时所采用的编码方式，按照该编码方式通过对分组后的业务数据进行编码，生成校验码，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据，无需配置特定的软件管理系统用以检测故障的交叉芯片，并且，能够在切换时间内提供正常的业务数据，解决了现有技术中存在的问题，能够在无需软件干预的情况下，进行故障检测；并在交叉芯片之间进行业务倒换时，提供无损的业务。

本发明实施例三还提供了一种通信设备，如图6所示，包括：至少两片业务处理芯片，第一业务处理芯片61及第二业务处理芯片62，和至少一片交叉芯片63，

本发明实施例为了便于清楚描述技术方案，采用了“第一”、“第二”的字样，用以表示两个可实现相同功能的芯片，但并不对顺序和数量进行限定，第一业务处理芯片61或第二业务处理芯片62可以是其所处业务板上的任一业务处理芯片，在本发明实施例中，可选的，所述业务芯片采用同步数字体系SDH业务芯片。

所述第一业务处理芯片61和第二业务处理芯片62位于业务板上，所述交叉芯片63位于交叉板上，

所述第一业务处理芯片61，用于确定进行数据保护时所采用的编码方式；根据所述编码方式将业务数据进行分组，对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码，将所述业务数据和校验码送入所述交叉芯片63；

所述交叉芯片63，用于对接收到的所述业务数据和校验码进行交叉，并将交叉后的所述业务数据和校验码送入所述第二业务处理芯片62；

所述第二业务处理芯片62，用于利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

所述通信设备还包括至少一片备用交叉芯片，所述业务处理芯片还用于将出现故障的交叉芯片上的业务倒换至备用交叉芯片上。

易于理解的是，上述通信设备中交叉芯片的扩展方式可采用切片bit slice方式。

上述通信设备中业务处理芯片采用的编码方式为ECC的检测与纠错编码方式，具体的处理方法参见本发明的方法实施例。

本发明实施例四还提供了一种通信设备，包括第一交叉模组71、第二交叉模组72和第三交叉模组73。

如图7所示，所述第一交叉模组71和第三交叉模组73位于业务板上，所述第二交叉模组72位于交叉板上。易于理解的是，所述第一交叉模组71、第二交叉模组72和第三交叉模组73亦可设于一块板上。

所述第一交叉模组71，用于确定进行数据保护时所采用的编码方式，根据所述编码方式将业务数据进行分组，对每组业务数据按照所述编码方式进行编码，生成相应的校验码；

所述第二交叉模组72，用于对接收到的所述业务数据和校验码进行交叉；

所述第三交叉模组73，用于利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

所述通信设备还包括至少一备用交叉模组，

所述第一交叉模组71和第三交叉模组73，还用于将出现故障的所述第二模组72上的业务倒换至备用交叉模组上。

本发明实施例提供的通信设备，通过对分组后的业务数据进行编码，生成校验码，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据，无需配置特定的软件管理系统用以检测故障的交叉芯片，并且，能够在切换时间内提供正常的业务数据，解决了现有技术中存在的问题，能够在无需软件干预的情况下，进行故障检测；并在交叉芯片之间进行业务倒换时，提供无损的业务。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例中的全部或部分步骤，可以通过程序指令相关硬件完成。所述实施例对应的软件可以存储在一个计算机可存储读取的介质中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种同步数字体系中的数据保护方法，其特征在于，包括：

确定进行数据保护时所采用的编码方式；

根据所述编码方式将业务数据进行分组；

将所述业务数据和校验码进行交叉，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码方式包括错误检查与纠正ECC编码。

3、一种同步数字体系中的数据保护装置，其特征在于，包括：

分组单元，用于根据所述编码方式将业务数据进行分组；

保护单元，用于将所述业务数据和校验码进行交叉，利用交叉后的校验码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述编码方式为ECC编码。

5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述校验码生成单元包括ECC编码模块，用于对每组业务数据按照所述ECC编码进行编码，生成ECC码；所述保护单元包括ECC检测和纠错模块，用于利用交叉后的所述ECC码对相应的交叉后的业务数据进行检测并纠错，生成正常的业务数据。

6、根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

7、一种通信设备，其特征在于，包括：至少两片业务处理芯片，第一业务处理芯片及第二业务处理芯片，和至少一片交叉芯片，

8、根据权利要求7所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备还包括至少一片备用交叉芯片，所述业务处理芯片还用于将出现故障的交叉芯片上的业务倒换至备用交叉芯片上。

9、一种通信设备，其特征在于，包括第一交叉模组、第二交叉模组和第三交叉模组，

10、根据权利要求9所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备还包括至少一片备用交叉模组，

所述第一交叉模组和第三交叉模组，还用于将出现故障的所述第二交叉模组上的业务倒换至所述备用交叉模组上。