CN101517988B - 使用反向复用的多链路通信的同步恢复 - Google Patents

Abstract

公开一种恢复多链路通信的同步的装置和方法。监控多个通信链路上的通信业务流，用于接收用于每个链路的同步信息，其中通信业务从通信链路中提取并合并成单个通信业务流。当在接收用于任何一个通信链路的同步信息时发生错误时，修改在每个受影响的链路上接收的流。例如，当用于链路的同步信息分别被接收两次或者在预期之前被接收时，可从所接收的流中移除业务或将业务插入其中。如果用于链路的同步信息丢失，则将生成该同步信息并将其插入在该链路上接收的流中。在某些实施例中，同步信息包括序列号，当预期序列号与所接收的序列号不匹配时，链路间同步被重新对准成所接收的序列号。

Description

使用反向复用的多链路通信的同步恢复

技术领域

本发明一般涉及多通信链路上的通信，具体地，涉及多链路通信的同步的恢复。

背景技术

如在1999年3月由ATM论坛发布的异步传输模式的反向复用(IMA)规范1.1版(AF-PHY-0086.001)中定义的，IMA是多链路通信方案的一个例子。根据IMA，多个物理通信链路被配置成一个IMA组以形成单个逻辑或虚拟链路。在IMA虚拟链路的发送端，ATM流被反向复用或“分割”并通过多个链路发送。然后，在接收端根据在多个链路上接收的ATM信元重组ATM流。IMA可用于允许将来自大带宽链路的ATM流分割以在诸如多个DS1链路的较低带宽链路上传输，并随后被重组以例如在另一个大带宽链路上传输。由于ATM流的正确重组要求将ATM信元从多个链路中抽取，因此，这些链路必须适当地同步。

许多通信网络设备提供某些组件的冗余保护，以限制故障的影响。当端口本身故障或者该端口与远程端口进行通信的通信媒体降级时，例如在冗余通信端口之间的切换可由自动保护切换(APS)系统操作。通过这种物理冗余和自动切换配置，线路卡和/或其它组件同样可以得到保护。

当发生保护切换时，IMA信元可能被丢失或复制。由于信元丢失或复制，在IMA组中的链路可能不能保持同步，这导致该链路进入IMA帧脱离(OIF)状态，然后进入IMA帧丢失(LIF)状态。如上所述，正确的ATM流重组要求所有IMA链路都正确地起作用，因此，在一个链路上的信元丢失或复制显著地影响在IMA虚拟链路上流动的用户数据业务。

IMA规范1.1版本没有具体解决信元丢失或复制后的同步恢复。该规范确实解决了ICP信元的问题的四种不同情况，其用于链路同步。

如在IMA规范1.1版本中描述的(参见规范的图19和第69页)，IMA帧同步的过程处理ICP信元的问题的四种情况。本领域的普通技术人员熟悉在IMA中用于链路和组同步的IMA帧和ICP信元。在该规范中指出的问题情况包括：IMA帧中ICP信元在非预期位置、ICP信元丢失、ICP信元无效和ICP信元出错。这些情况中的每一个都可能导致传输进入IMA“搜索”状态，它是链路重置的一个变形，从而恢复链路同步。传输进入搜索状态的一个问题，特别是大量链路，在于花费比可接受的时间量更长的时间以达到链路同步。在某些情况下，将花费几秒钟以恢复链路同步。

一个商用芯片组似乎可容忍某些信元丢失，但根据用于在帧中非预期位置的、无效的或出错的ICP信元的IMA规范运作。然而，在该规范所定义的IMA同步状态中，该芯片组不断检查每个帧的ICP信元。如果某数量的所接收的连续ICP信元具有信头纠错(HEC)或循环冗余校验(CRC)-10错误，即是错误的ICP信元，那么，重新进入IMA搜索状态。如果一定数量的所接收的连续ICP信元是无效的，如果在预期的ICP信元位置没有接收到ICP信元，或者如果在非预期位置接收到有效的ICP信元，那么，也重新进入搜索状态。

根据前面的陈述可明显地知道，在IMA组的链路上用于同步丢失的正常恢复机制是重置链路。典型的重置过程的持续时间，在秒的级别，对于许多应用和服务是不可接受的。单元丢失或复制的另一个影响在于丢失了IMA组帧对准。这可导致数据业务在从多个链路中抽取时不是正确的顺序。另外，通常的用于该状态的恢复机制是重置组内的链路以恢复对准。重置IMA组中的所有链路可能对用户业务产生更大的影响，因为在与远端通信设备进行组配置的重新协商期间，整个IMA组保持停止。

链路重置可能还具有其它影响。例如，重置IMA虚拟链路的一个或所有链路可能导致其它通信设备重置，其中这些通信设备向IMA虚拟链路发送或从IMA虚拟链路接收业务。IMA虚拟链路例如用于迂回信程的无线通信网络中的网络单元被重置，从而在IMA链路重置时使蜂窝客户掉话。

信元丢失和复制以及由此导致的同步的丢失可能具有除了保护切换之外的其它原因。还应当指出，除了IMA的多链路通信机制也会受到同步丢失的影响。

因此，仍然需要改进的用于多链路通信的同步恢复技术。

发明内容

本发明的实施例可用于提供一种用于快速恢复例如由于执行保护切换期间的信元丢失或信元复制而引起的IMA链路同步和IMA组帧对准的机制。因此，用于IMA组的保护切换的时间可大大地减少，通常实现60ms的APS切换标准内的切换时间。

除了在IMA搜索状态中执行的过程外，还可以提供一种恢复机制。附加的恢复机制可用于在ICP信元在IMA帧中的不正确位置被接收时，在ICP信元丢失时，或在ICP信元具有不正确的序列号时，最先试图恢复同步。

某些实施例可结合除了IMA之外的其它多链路通信方案来实施。

根据本发明的一个方面，提供一种同步监控器，用于监控多个通信链路的每个通信链路上的通信业务流，其中通信业务将从所述通信链路中提取并合并成单个通信业务流，用于接收用于所述通信链路的各个同步信息；以及同步恢复模块，其连接到所述同步监控器，用于确定在接收用于任何一个通信链路的同步信息时是否已发生错误，并响应于在接收用于通信链路的同步信息中的错误，修改在所述通信链路上接收的通信业务流。

同步信息在通信链路上的通信业务流中可具有预期位置，在这种情况下，同步恢复模块用于在用于通信链路的同步信息在其预期位置之外的位置接收时，确定已发生错误。

每个通信链路上的通信业务可被安排在各个帧中，所述预期位置包括每个帧中的位置。

在某些实施例中，同步恢复模块还用于确定在其预期位置之外的位置接收的同步信息是否领先或落后其预期位置。

同步恢复模块还可用于在用于通信链路的同步信息领先其预期位置时，根据所述同步信息领先其预期位置的通信业务的量，确定将要被插入在通信链路上接收的通信业务流中的通信业务的量，并通过将所确定的通信业务的量插入在所述通信链路上接收的通信业务流来修改所述流。

在用于通信链路的同步信息滞后其预期位置时，同步恢复模块可根据同步信息滞后其预期位置的通信业务的量，确定将要从在所述通信链路上接收的通信业务流中移除的所接收的通信业务的量，并通过从在所述通信链路上接收的通信业务流中移除所确定的所接收的通信业务的量来修改所述流。

如上所述，同步信息在通信链路上的通信业务流中具有预期位置。同步恢复模块可用于在用于通信链路的同步信息从其预期位置丢失时确定已发生错误。

同步恢复模块还可用于通过将同步信息插入在同步信息从其预期位置丢失的通信链路上接收的流来修改通信业务流。同步监控器还可用于监控同步信息已插入通信业务流的通信链路，用于同步信息的下一次接收。

用于多个通信链路的每个通信链路的同步信息可包括序列号。在这种情况下，同步恢复模块还可用于在对通信链路所接收的同步信息中的序列号不同于用于所述通信链路的预期序列号时，检测链路间通信业务对准错误，并对于每个通信链路，根据在所接收的序列号和预期序列号之间的差，将通信业务对准调整到每个所接收的序列号。

多个通信链路可包括IMA虚拟链路。那么，通信业务流是IMA帧，并且同步信息采用ICP信元的形式。

同步监控器和同步恢复模块中的至少一个可以用由一个或多个处理单元执行的软件实现。

所述装置可以例如在用于通信设备的电路卡中实现。包括用于接收电路卡的多个插槽的通信设备可以具有在所述多个插槽的至少一个插槽中安装的电路板。

还提供了一种方法，其包括：监控多个通信链路的每个通信链路上的通信业务流，其中通信业务从所述通信链路中提取并合并成单个通信业务流，用于接收用于所述通信链路的各个同步信息；确定在接收用于任何一个所述通信链路的同步信息时是否已发生错误；以及响应于在接收用于通信链路的同步信息中的错误，修改在所述通信链路上接收的通信业务流。

如果同步信息在通信链路上的通信业务流中具有预期位置，则确定可包括确定用于通信链路的同步信息是否在其预期位置之外的位置被接收。

修改包括在用于通信链路的同步信息领先其预期位置时，将一定量的通信业务插入在所述通信链路上接收的通信业务流。

在某些实施例中，修改包括在用于通信链路的同步信息滞后其预期位置时，将一定量的所接收的通信业务从在所述通信链路上接收的通信业务流中移除。

确定的操作可包括确定用于通信链路的同步信息是否从其预期位置丢失，在这种情况下，修改包括将同步信息插入在同步信息从其预期位置丢失的通信链路上接收的流。

用于多个通信链路的每个通信链路的同步信息可包括序列号。则所述方法还包括：在对通信链路所接收的同步信息中的序列号不同于用于所述通信链路的预期序列号时，检测链路间通信业务对准错误；以及对于每个通信链路，根据在所接收的序列号和预期序列号之间的差，将通信业务对准调整到每个所接收的序列号。

在多个通信链路包括IMA虚拟链路时，通信业务流包括IMA帧中的信元，并且同步信息包括ICP信元。

该方法可以例如被实现为存储在机器可读媒体上的指令。

根据本发明的另一个方面，一种装置包括：同步监控器，用于监控多个通信链路的每个通信链路上的通信业务流，其中通信业务从所述通信链路中提取并合并为单个通信业务流，用于接收用于所述通信链路的链路间通信业务对准；以及同步恢复模块，其连接到所述同步监控器，用于确定所接收的链路间通信业务对准信息是否匹配预期的链路间通信业务对准信息，并对于每个通信链路，根据在所接收的链路间通信业务对准信息与预期的链路间通信业务对准信息之间的不同，将每个通信链路上的通信业务对准调整到所接收的链路间通信业务对准信息。

参照下面的说明，对于本领域的普通技术人员，本发明的实施例的其它方面和特征将会变得明显。

附图说明

现在将参照附图更详细地描述本发明的实施例的例子。

图1是通信系统的框图。

图2是IMA实施的框图。

图3是示出IMA帧结构的框图。

图4是同步恢复装置的框图。

图5是表示同步恢复技术的状态图。

图6是示出IMA流中的填充ICP信元和错误场景的框图。

具体实施方式

图1是通信系统10的框图，其中可以实现本发明的一些实施例。通信系统10包括终端用户通信设备12、18，网络单元13、16，以及通信网络14。虽然终端用户设备12、18和网络单元13、16的许多安装可以连接到通信网络14，但为了避免拥挤，在图1中仅仅标出这些组件的每一个的两个例子。因此应当知道，图1的系统以及其它附图的内容仅仅是用于说明的目的，本发明决不局限于在附图中明确示出并在此描述的特定实施例。

终端用户设备12、18代表被配置为发送和/或接收通信业务的通信设备，其中通信业务可包括任何类型的信息，诸如数据文件、图片、语音等。虽然示出的是直接连接到网络单元13、16，但应当知道，终端用户设备12、18可以通过其它中间组件(未示出)与网络单元13、16进行通信。

交换机和路由器表示由网络单元13、16代表的通信设备的类型。网络单元13、16提供对通信网络14的接入，因此，为了说明的目的，已经在图1中单独示出。

除了边界或边缘网络单元13、16以外，通信网络14还可以包括通过通信网络14而路由通信业务的中间网络单元。应当指出，在某些实施例中，网络14本身可包含网络单元13、16。因此，网络单元13、16可以是边界、核心或其它类型的通信设备。

对于本领域的普通技术人员，许多不同类型的终端用户、接入和网络通信设备及其运行都是明显的。通常，由终端用户设备12、18，也可能由其它通信业务源发起的用于通过通信网络14传输到目的地的通信业务被网络单元13、16接收，如果需要则在不同的协议或格式之间转换，并通过通信网络14进行路由。由网络单元13、16使用以与终端用户设备12、18交换通信业务的接入通信链路、用于在通信网络14中传输通信业务的网络通信链路、或者两者可以是或者包括IMA虚拟链路。然而，应当知道，本发明的实施例并不限于任何特定类型的通信链路、传输机制或者协议。

用于诸如网络单元13、16的通信设备的一种通用类型的安装包括具有多个插槽的设备架。通信设备例如可包括支持与通信网络14进行通信并执行通用通信业务的处理的硬件。那么，诸如线路卡的电路卡用在一个或多个插槽中以提供媒体专用或协议专用的接口。使用这种类型的结构，在设备故障时可以更容易维持媒体专用模块的备件，并且实质上相同的硬件核心可结合各种媒体专用模块使用。在某些实施例中，在此公开的多链路通信和同步恢复技术可以在电路卡上得到支持，尽管也可以设想其它实现方式。

在此以IMA作为多链路通信机制的例子，主要在IMA的上下文中描述了本发明的各个方面。然而应当知道，除了IMA之外，所公开的技术可以应用于其它形式或类型的多链路通信。

更详细地考虑IMA的例子，图2是IMA实现的框图。在图2中示出的装置20包括两个IMA设备22、24，其例如可以在通信网络的不同网络单元处提供。两个通信链路26、28通过IMA设备22、24和多个低带宽链路21、23、25连接，其中多个低宽带链路已经被配置为一个IMA组以作为IMA虚拟链路27。在装置20中，通信链路21、23、25通过各自的通信端口对32/42、34/44、36/46建立，如图所示，其中通信端口对可位于在每个IMA设备22、24的相同或不同的物理设备上，例如在同一个线路卡上。

实际的IMA实现可与图2中示出的特定例子不同。例如，IMA虚拟链路可包括比3个链路多或者少的链路。当提供冗余保护时，IMA虚拟链路的任何一个或所有链路可以是保护组的工作链路或保护链路。另外，IMA链路通常是双向的。为了避免使附图过度复杂，图2仅示出一个方向上的通信业务的传输。其它变形也是可以的。

本领域的普通技术人员熟悉IMA和IMA设备的各种例子及其操作。因此，在此仅在说明本发明的实施例所必要的程度上描述IMA的一般特征。

图2示出在通信链路28上具有信元50、52、54的ATM流。这些信元被IMA设备24接收，并分发到链路21、23、25，并发送到IMA设备22。虽然在图2中的每个通信链路21、23、25上示出完整的ATM信元，但是，其它分发方案也可以使用，以向每个链路分发仅包括ATM信元的一部分的块或包括多个ATM信元的块。在某些实施例中，不同数量的业务可以被分发到一个组中的不同链路。因此，一般地，信元、分组或其它传输单元可以被分段、合并或者分发到通信业务流中，用于在多链路组中的通信链路上传输。

IMA设备22从IMA虚拟链路27的通信链路21、23、25中提取信元50、52、54，并重组ATM流以在通信链路26上传输。例如当不同的物理路径用于通信链路21、23、25时，ATM信元50、52、54在这些通信链路上可能受到不同的延迟。在IMA设备22的正确重组取决于每个链路21、23、25本身的正确同步以及正确的链路间帧同步。

图3是示出IMA帧结构的框图，并用于说明如何对IMA虚拟链路建立同步。在这个例子中，IMA虚拟链路包括3个通信链路，标记为链路0、链路1和链路2。包括IMA帧0、IMA帧1和IMA帧2的三个IMA帧60对3个通信链路的每一个示出。每个IMA帧具有长度为M的IMA信元，其可以是填充、用户、ICP和/或ICP填充信元。在一个实施例中，M是128，尽管可以使用其它帧长度。

IMA每个链路和链路间同步使用ICP信元62、68、69。IMA帧还可包括用户信元66、填充信元64或者所有这些信元类型。通过定位每个帧中ICP信元62、68、69的位置，在接收设备处建立和维持同步。这些ICP信元由发送IMA设备在特定位置，即ICP偏移，插入每个IMA帧中。ICP偏移通常对每个链路都不同。在图2中，ICP偏移被设为对链路0是0，对链路1是3，对链路2是1。

IMA帧中的信元可包括信元序列号和帧序列号中的任何一个或者两者。信元序列号允许在ICP偏移处检测ICP信元，而帧序列号通常包含在ICP信元中，并允许IMA虚拟链路的链路之间的链路间同步。只要ICP信元在每个链路上的每个IMA帧中无错误地且在每个链路的正确ICP偏移处接收，那么这些链路和IMA虚拟链路保持同步。然而，如果ICP信元在链路上在其ICP偏移之外的位置被接收、从帧中丢失、或包括与预期的帧序列号不匹配的帧序列号，则出现问题。这些情况可以例如由信元丢失、信元复制或由于保护切换引起的不当远端发送设备同步而造成。

本发明的实施例试图通过在本地插入或丢弃一定数量的IMA信元来补偿IMA链路上IMA信元的丢失或取得。例如，一定数量的所丢失的或所取得的单元可以被插入在通信链路上接收的通信业务流，或从该通信业务流中移除。

通过本发明的实施例，四种情况中的任何一个或全部都可解决，并将在下面详细讨论每一种情况。这些情况包括：ICP信元比预期早接收的领先链路、已被接收的ICP信元再次被接收的滞后链路、由于丢失ICP信元而具有不明状态的链路、以及不正确的远端发送链路同步。

图4是同步恢复装置的框图。该装置70包括保护切换系统72、连接到保护切换系统的同步监控器74以及连接到同步监控器的同步恢复模块76。保护切换系统72在通信链路90、92与保护组78、84的工作通信链路80、86和保护链路82、88中活动的一个之间传递通信业务。远端装置(未示出)将包括相应的保护切换系统。

应当知道，图4中示出的特定结构仅用于说明的目的，并不是对本发明的限制。例如，与特别示出的相比，实现或联合实现本发明的实施例的通信设备可包括比具体所示出的更多或更少的组件。例如，可以在保护切换系统72和同步监控器74之间提供其它的组件。同步恢复模块76同样可将在通信链路90、92上接收的通信业务输出到业务处理组件，如图4中一般示出的。如上所述，保护切换系统72进行的保护切换和/或在远端设备上的保护切换表示多链路通信的问题情况的一种可能原因，但未必是唯一的原因。因此，不是在每一个实施例中都提供保护切换系统72。

还可以设想同步监控器和恢复模块的不同设置。例如，当通过冗余线路卡或其它组件提供通信链路保护时，同步监控器可以在每个线路卡上实现。同步恢复模块同样可以在每个线路卡上实现，或者单个同步恢复模块可以与所有同步监控器进行操作以决定何时需要恢复操作并对任何活动链路执行这些恢复操作。

将同步监控器74和述同步恢复模块集成在一个物理设备中也是可能的，诸如执行微代码的网络处理器(NP)。因此，应对提到的这些组件加以解释。

因此应当明白，本发明的实施例可以使用比明确示出的的更多、更少或不同的组件实现，采用相似或不同的互连。

用于连接图4的组件的连接的类型至少在某种程度上可以是独立实现的。通信设备组件通常使用各种类型的物理连接器和有线连接，诸如中间平面导体和背板导体，尽管本发明决不限于有线连接。例如在与软件功能合作的情况下，有效的连接可以是通过变量或寄存器，并因此是逻辑连接，而不是直接的物理连接。

如上所述，保护切换系统72在表示IMA组中的链路的每个链路90、92和保护组78、84中的活动链路之间传输通信业务。如图所示，每个保护组78、84包括工作链路80、86和保护链路82、88。因此，这种保护系统的各种形式及其操作对于本领域的普通技术人员是明显的。

同步监控器74和同步恢复模块76检测并试图纠正影响通信链路90、92的同步问题，这些通信链路已被配置为用作单个多路复用虚拟通信链路。这些组件可以使用硬件、固件、由一个或多个处理单元执行的软件或者其某些组合来实现。诸如NP、微处理器、微控制器、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程的门阵列(FPGA)、特定用途集成电路(ASIC)和其它类型的“智能”集成电路的设备的任何一个或所有都可适合于该目的。根据上述的一个特定实施例，同步监控器74和同步恢复模块76可在NP中实现。也可以设想使用不同类型的组件来实现。例如，基于FPGA的同步监控器74可以将所接收的通信业务传输到基于NP的同步恢复模块76。

假设有许多用于实现同步监控器74和同步恢复模块76的可能选项，这些组件在此主要按其功能进行描述。根据这些功能描述，本领域的普通技术人员能够以各种方式根据本发明的实施例实现同步恢复技术。

在运行中，同步监控器74监控每个通信链路90、92上的通信业务流，用于接收用于通信链路的同步信息。同步信息可以在专门的同步业务块中提供，诸如ICP信元，或者在除了同步信息外还包括其它信息的业务块中提供。当链路90、92形成IMA虚拟链路的一部分时，所接收的业务流包括IMA帧中的IMA信元，而同步信息在ICP信元中提供。

同步恢复模块76确定在接收用于任何一个通信链路90、92的同步信息时是否已发生错误，如果发生错误，则修改在任何受影响的通信链路上接收的通信业务流。

同步信息接收错误确定可以各种方式由同步监控器74和同步恢复模块76执行。例如，当同步监控器74检测到不在其链路的正确偏移处的ICP信元时，向同步恢复模块76发出信号。接着，每当同步恢复模块76从同步监控器74接收到这种信号时就判断已发生错误。ICP信元相对ICP偏移的位置的确定可以由同步恢复模块76代替做出。在这种情况下，同步监控器74可被配置为向同步恢复模块76报告所有的ICP信元检测，然后，同步恢复模块76决定ICP信元是否在正确的偏移处被接收。

同步信息位置错误，其中用于通信链路的同步信息在其预期位置之外的位置被接收，代表可影响多链路通信的同步的一种形式的接收错误。不正确的位置情况包括领先或落后链路。

在IMA领先链路的情况下，包括下一个预期帧的帧序列号的下一个ICP信元在下一个帧的正确ICP偏移位置之前接收。这可由在IMA信元丢失期间或当新的活动链路领先于前一个活动链路时的保护切换引起。例如，新的活动链路可能具有比前一个活动链路更短的延迟。因此，ICP信元在其在链路上被预期之前到达。

参照图4，同步监控器74检测下一个ICP信元的到达，同步监控器或者同步恢复模块76确定ICP信元已在其预期位置之前到达。接着，同步恢复模块76通过修改在受影响的链路上的业务流来补偿该提前到达。在领先链路的情况下，IMA填充信元被插入业务流中，其有效地将ICP信元向后移动到预期位置。假设跟随该早到的ICP信元的下一个随后的ICP信元到达预期位置，即ICP偏移处，则该恢复使链路保持同步。这种情况还可以处理由于在例如通过传输网络中的工作和/或保护链路向接收设备传输业务中的故障而引起的信元丢失。

完成IMA信元插入的方式可在本发明的实施例之间不同。例如，当同步恢复模块76中的处理器的速度超过通信链路上的数据速度时，该处理器可在连续的信元之间具有充分的时间以插入适当数量的信元以纠正领先链路情形。在某些情况下，业务可在插入其它信元时进行缓存。

应当指出，IMA信元插入处理可在时间上进行分布。例如，执行IMA信元插入处理的NP或其它组件可悬置该插入处理以执行另一个功能，然后恢复该插入处理。这样，插入处理并不需要阻碍其它功能或处理。

在某些实施例中，IMA信元被插入IMA帧中的邻近信元位置。将IMA信元插入非邻近位置也是可以的。例如，如果4个IMA填充信元将被插入领先通信链路上的流，则同步恢复模块76可能输出该4个额外填充信元中的两个，然后检测IMA填充信元已在该链路上被接收。然后，所接收的IMA填充信元可被输出，随后是剩余的两个额外填充信元，然后是所接收的流的剩余部分。

在滞后链路上，在正确的ICP偏移处接收的ICP信元被再次接收。假定在帧1的位置3处的信元已被接收后，对图3中的链路2执行保护切换，并在切换后，例如由于保护链路上的更长的延迟，在帧1的位置1处的信元正在链路2的保护链路上被接收。在这种情况下，由于新的活动链路在前一个活动链路之后(滞后)，因此在切换后接收额外的信元。具体地，在这个例子中，ICP1和在帧1的位置2和3处的信元都是额外的信元。为了检测滞后状态，同步监控器74(图4)检测在ICP1已经在工作链路2上接收之后在新的活动保护链路2上接收。同步恢复模块76将额外的信元从该链路上移除以维持同步。在上述例子中，第二个ICP1单元和在该帧的位置2和3处的信元被丢弃，正常的流在位置3的信元之后恢复。只要下一个ICP信元在预期的偏移处到达，就使该链路维持同步。下面所描述的任何填充、用户、ICP和ICP填充信元可被丢弃。

将要插入通信业务流或者将要从通信业务流中移除的信元的数量(N)，或更一般地通信业务的量，可根据信元和/或帧序列号由同步恢复模块76确定。在一个实施例中，每个帧包含128个信元，N的计算考虑信元序列号“wraparound”，其中从影响多个帧的错误中恢复将被支持。例如，在60ms的APS切换规范内，即使对于快速恢复时间，多帧支持也是值得的。60ms领先或滞后以DS1速率几乎是2个IMA帧，或者以E1速率几乎是3个IMA帧。

在丢失或不明状态中，在ICP信元中提供给IMA链路的同步信息被丢失或损坏。当同步监控器74没有检测到在每个链路90、92的ICP偏移处无差错地接收有效ICP信元时，其向同步恢复模块76发出信号。如果同步恢复模块76没有在每个ICP偏移处从同步监控器74接收ICP信元接收确认信息，则同步恢复模块76可自己检测这种情形。在丢失ICP信元的情况下，同步恢复模块76通过将虚假ICP信元在正确的ICP偏移处插入所接收的业务流来修改在受影响的链路上接收的业务流，以便维持同步或对准。对于下一个ICP信元的接收，确定受影响的链路是否处于正常状态或领先状态或滞后状态。接着，如上所述的，纠正领先或滞后状态。在某些实施例中，当没有接收到ICP信元时，可对某一数量的帧维持丢失状态。

保护切换或其它操作可导致不正确的远端传输链路同步。远端发送设备可能已经执行保护切换，但没有使新的活动设备的发送链路与前一个活动设备的链路同步。然后，帧序列编号作为链路间对准信息的一个例子，在接收设备处不是预期的，并可能在60ms的APS切换时间标准之外。如上所述，60ms代表对于DS1速率几乎是2个IMA帧，对于E1速率几乎是3个IMA帧。

对于该状态可以提供另一种恢复机制。在ICP信元也被延迟、复制或丢失的情况下，上述快速链路恢复操作可首先对每个链路执行。根据一个实施例，当链路领先或滞后达到最大量时，领先或滞后过程被配置为试图同步恢复，而在链路领先或滞后比最大量更大时，启动下面的过程。

对每个链路计算帧序列号增量，即链路上的预期的帧序列号与新的帧序列号之间的差。通过使用增量值将组序列号重新对准链路的新的帧序列号，维持IMA组的帧对准。这根据预期的与所接收的帧序列号之间的差调整帧的对准。例如，通过从所接收的帧序列号中减去序列号增量，或者通过将序列号增量加到预期的序列号上，可重新对准序列号。

虽然在这个例子中所有链路具有相同的帧序列号增量，但对于从这种类型的基于每个链路的链路间通信业务对准错误中恢复，可以提供其它实施例。

应当指出，在此公开的恢复操作在业务从链路中抽取之前，在多链路虚拟通信链路的接收端执行。因此，远端设备不知道这种形式的同步恢复或者受到这种形式的同步恢复的影响。

在上述任何一种情况下，如果快速恢复/对准过程失败，则可以向其它组件提供故障指示。然后，这些其它组件能够根据例如在IMA规范1.1版中定义的IMA帧同步机制(IFSM)执行其它恢复操作。故障处理可取决于所发生的首要故障。不同的故障可能导致不同的随后恢复过程被启动。

虽然以上参照图4主要在装置的上下文中进行描述，但是本发明的实施例也可以或替换为采用方法的形式实现。图5是说明同步恢复技术的状态图，也反映可在同步状态恢复方法中执行的操作。

状态图100包括4种状态。当所有状况正常时，同步恢复机制维持在空闲状态102。只要具有正确帧序列号(FSN)的ICP信元在正确的偏移处被接收或者其它类型的信元在该ICP偏移之外的位置被接收，则不会从空闲状态迁移，如109所指出的。在恢复机制没有处理的状况下，也维持该空闲状态102。在所示出的例子中，无效或错误的ICP信元由正常的IMA处理进行处理，在这种情况下，所示例的恢复机制维持在空闲状态102。

在空闲状态102期间，对ICP信元监控通信业务，如上所述，通信业务是同步信息的一个例子。领先链路状况导致迁移110到领先状态104。在该状态中执行的操作已在上面对领先链路进行了描述，并可用反映以下操作的软件代码实现：

Find L＝链路在该帧序列中领先的信元的数量

IF L＞M-1then

   插入L对M取模所得的个数的填充信元

   插入虚假ICP信元使SN＝FSN

   NumFASMFrameCnt+1

   返回到空闲状态

ELSE

   插入L个填充信元

   转发该ICP信元

   停留在领先状态

end if

在上面的例子中，当L大于帧的长度(M)减1时，在L对M取模的个数的填充信元后插入虚假ICP信元。这避免了在丢失或复制的信元横跨多个帧时的ICP信元错误，因为虚假ICP信元，而不是原始的早到ICP信元，包括正确的FSN作为其序列号(SN)。虽然虚假ICP信元包括正确的SN，但其也可能与原始的早到ICP信元相同，其可被保存以不从该信元中丢失状态信息。在某些实施例中，虚假ICP信元使用来自原始的早到ICP信元的状态产生。虚假ICP信元可替代地是早到ICP信元的副本，但不具有新的序列号。

当L＜M-1时，即对于单帧同步错误，转发早先接收的ICP信元。

NumFASMFrameCnt是在恢复过程中迄今已过去的帧的数量的计数器，在此恢复过程也称为快速对准同步机制(FASM)。该计数器用于支持多帧恢复。该计数器的最大值MAX可以根据物理链路速率设置。对于60ms恢复时间，例如，MAX可设置为对于DS1是3或者对于E1是4。例如，该计数器可以在返回到空闲状态102后被重置。

在迁移箭头112上示出了返回到空闲状态102的成功和失败情形。当具有预期FSN的ICP信元在下一个帧的ICP偏移处接收时，同步已被恢复。如果错误或无效的ICP信元在ICP偏移处接收则允许该ICP信元被认为是成功的也是所需的，如图所示。如果ICP信元直到L个领先单元纠正后的一个帧还没有在ICP偏移处接收到，则宣布失败。在多帧的情况下，当在恢复期间已有MAX个帧过去时，FASM可返回到空闲状态。如在上面提供的例子中指出的，在已插入了虚假ICP信元之后，当L＞M-1时，FASM也可返回到空闲状态102。

当已被接收的ICP信元再次被接收时，进行从空闲状态102到滞后状态108的迁移。在某些实施例中，可使用实现以下操作的软件代码，以提供滞后状态功能：

Find N＝自从最后一个具有SN＝X的ICP单元和该具有SN＝X的ICP信元以来所接收的信元的数量

丢弃该具有SN＝X的ICP信元

丢弃接下来N个所接收的信元。

在上面的多帧实现中，N可以大于M但小于NumFASMFrameCntMAX数量的帧的总信元长度(即MAX＊M)。

如果ICP信元，或者可能是错误或无效的ICP信元，在下一个帧的ICP偏移处正确地接收，则恢复成功，进行到空闲状态102的返回迁移116。如果下一个帧没有在在预期的时候接收，则返回失败。在多帧的情况下，当NumFASMFrameCnt达到或超过其最大值时，可返回失败。

丢失的ICP信元，即在ICP偏移处接收到另一个类型的信元，导致从空闲状态102到丢失状态106的迁移118。在这种状态中，具有预期FSN的虚假ICP信元被插入在链路上接收的业务流中，在多帧的情况下，对NumFASMFrameCnt加1。FASM维持在丢失状态106，直到下一个ICP偏移，或者在多帧的情况下对于MAX个帧。在接收下一个ICP信元时，分别根据ICP信元是否领先、滞后或者在ICP偏移处接收，进行迁移120、122、124中的一个。如图所示，正如以上对领先和滞后状态所描述的，接收在ICP偏移处接收的错误或无效的ICP信元可以宣布为成功。对于多帧的情况，如果ICP信元在MAX个帧内没有被接收，则宣布失败。

当进行到空闲状态102的失败返回迁移时，可以尝试其它恢复操作，如上所述。

在图5中示出的状态图100和基本方法表示本发明的一个实施例。其它实施例可以包括比那些明确示出的更多、更少或不同的操作。例如，大的帧序列号增量可不以与横跨几个IMA帧的领先或滞后状况相同的方式进行处理。当L或N大于NumFASMFrameCnt个帧的长度时，即当L/M＞NumFASMFrameCnt或N/M＞NumFASMFrameCnt时，可进行从领先状态104或滞后状态108到空闲状态102和/或到不同的恢复机制(未示出)的迁移。

本发明的某些实施例可需要调整到在IMA规范1.1版中定义的正常过程。例如，在快速重新对准过程中，延迟同步的丢失(LODS)可以被悬置，直到对准完成并稳定至少一个帧。在恢复期间，某些链路可以落后或超前于参考链路，在这种情况下，正常的LODS检测可快速地宣布LODS状况。

在快速重新对准过程中，填充ICP信元也应当被正确地处理。如在IMA公共传输时钟(CTC)模式中使用的填充ICP信元是周期性地插入IMA帧的复制ICP信元，每2048个信元一次。图6是示出IMA流中的填充ICP信元和错误场景的框图。其它IMA模式，诸如独立传输时钟(ITC)模式，以及除了IMA的其它多链路协议可具有除了具体示出以外的不同场景，其可以相同或不同的方式进行处理。

在图6中，130表示正常情况，其中接收填充帧中的两个ICP信元，其被命名为S1(填充1)和S2(填充2)。S1和S2中的任何一个都可以被丢弃。在一个实施例中，首先接收的ICP填充信元总是被丢弃，链路使用S2进行同步。在该情况下，正常操作自在ICP偏移处接收到ICP信元开始持续。

在132，在错误单元之后，在ICP偏移处接收填充ICP信元。由于前面的信元是错误的，因此，S？信元不能被区分为S1还是S2。由于S？信元在错误单元之后，并在填充或用户信元之前，因此，可以假定S？信元是S2。如上所述，在一个实施例中，首先接收的ICP填充信元S？被丢弃。下一个接收的信元不是ICP信元，因此，进入丢失ICP状态，并如上所述地进行处理。

在134的信元流也可以导致执行丢失ICP信元过程，因为在ICP偏移处接收的信元包括HEC或CRC错误。接着，S1被丢弃，根据S2做出领先/滞后确定。

在136示出的流中，在ICP填充信元之前或之后接收HEC或CRC错误信元，该ICP填充信元可能是S1或S2。在ICP偏移之前的错误单元或者在ICP偏移之后的错误信元是第二填充ICP信元。S？单元被丢弃，那么根据正常的IMA规范过程，在S？信元之后的错误单元被当作ICP信元。

当具有在138示出的模式的流被接收时，填充或用户信元位于在两个填充信元S1和S2之前的ICP偏移处。在这种情况下，在ICP偏移处进入丢失状态，S1被丢弃，并根据S2的处理迁移到领先或滞后状态。

在此公开的本发明的实施例并不要求对发送IMA设备进行任何修改。恢复机制完全在接收设备上实现。IMA发射机甚至不需要知道恢复过程正在进行。

可以对IMA应用提供快速恢复时间，大约APS 60ms切换时间。在某些实施例中，恢复时间可低于APS切换时间，但是仍然快于在当前IMA规范中提供的恢复过程。当前的IMA规范没有提出这种快速恢复。

在用于将无线基站连接到无线网络控制器(RNC)的无线网络中，IMA是非常流行的技术。由于终端用户的影响，该网络中的断线率是高度不希望的。本发明的实施例可以结合这样的网络实现。

已经描述的内容仅仅是说明本发明的实施例的原理的应用。在不脱离本发明的范围的情况下，本领域的普通技术人员可以实现其它装置和方法。

例如，在此公开的恢复机制可以提供由于无论是保护切换还是其它原因引起的信元丢失或复制的同步恢复。

IMA已被描述为多链路通信方案的说明性例子。本发明决不限于IMA或任何其它类型的多链路通信。多链路点对点协议(MLPPP)是本发明的实施例可应用的另一个多链路方案。

同样，本发明不限于使用单独的物理链路的多链路方案。作为单个链路起作用的不同逻辑通信链路的组也易于出现与上述的相同的同步问题，因此，可从在此公开的恢复技术或其变形中受益。

在附图中示出并在上面描述的功能的划分是说明性的，而非限制。本发明的实施例可以使用比以上考虑的更多、更少或不同的功能单元。

另外，虽然主要在方法和系统方面进行了描述，但是，本发明的其它实现方式也可以设想为例如存储在机器可读媒体上的指令。

Claims (17)

1.一种用于多链路通信的同步恢复的装置，包括：

同步监控器，用于在多个通信链路的每一个通信链路上监控通信业务流，其中通信业务将从所述通信链路中提取并合并成单个通信业务流，用于接收用于所述通信链路的各个同步信息；以及

同步恢复模块，其连接到所述同步监控器，用于确定在接收用于任何一个所述通信链路的同步信息时是否已发生错误，并响应于在接收用于通信链路的同步信息中的错误，修改在所述通信链路上接收的通信业务流；

其中，所述同步信息在通信链路上的通信业务流中具有预期位置；

所述同步恢复模块用于在用于通信链路的同步信息在其预期位置处被接收并再次在滞后其预期位置的位置处被接收时确定已发生错误，并根据再次被接收的同步信息滞后其预期位置的通信业务的量，确定将要从在所述通信链路上接收的通信业务流中移除的所接收的通信业务的量，并通过从在所述通信链路上接收的通信业务流中移除所确定的所接收的通信业务的量来修改所述通信业务流。

2.如权利要求1所述的装置，其中，每个通信链路上的通信业务流被安排在各个帧中，并且所述预期位置包括在每个帧中的位置。

3.如权利要求1所述的装置，其中，所述同步恢复模块还用于在用于通信链路的同步信息领先其预期位置时，根据所述同步信息领先其预期位置的通信业务的量，确定将要插入在所述通信链路上接收的通信业务流的通信业务的量，并通过将所确定的通信业务的量插入在所述通信链路上接收的通信业务流来修改所述流。

4.如权利要求1所述的装置，其中，所述同步恢复模块用于在用于通信链路的同步信息从其预期位置丢失时，确定已发生错误。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述同步恢复模块用于通过将同步信息插入在同步信息从其预期位置丢失的通信链路上接收的流来修改通信业务流。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述同步监控器用于监控同步信息已插入通信业务流的通信链路，用于同步信息的下一次接收。

7.如权利要求1至6任意一项所述的装置，其中，用于所述多个链路的每个链路的同步信息包括序列号，并且所述同步恢复模块还用于在对通信链路所接收的同步信息中的序列号不同于用于所述通信链路的预期序列号时，检测链路间通信业务对准错误，并对于每个通信链路，根据所接收的序列号与预期序列号之间的差将通信业务对准调整到每个所接收的序列号。

8.如权利要求1至6任意一项所述的装置，其中，所述多个通信链路包括异步传输模式反向复用IMA虚拟链路，其中所述通信业务流包括IMA帧中的信元，并且所述同步信息包括异步传输模式反向复用控制协议ICP信元。

9.如权利要求1至6任意一项所述的装置，其中，所述同步监控器和所述同步恢复模块的至少一个包括由一个或多个处理单元执行的软件。

10.如权利要求1所述的装置，其中，所述同步恢复模块还用于确定所接收的用于通信链路的同步信息中的帧序列号是否匹配用于该通信链路的预期帧序列号，并对于每个通信链路，根据所接收的帧序列号与所述预期帧序列号之间的差，将在每个通信链路上的通信业务对准调整到所接收的帧序列号。

11.一种在通信设备中使用的电路卡，所述卡包括：权利要求1至6任意一项所述的装置。

12.一种通信设备，包括：

用于接收电路卡的多个插槽；以及

根据权利要求11的电路卡，其安装在所述多个插槽的至少一个插槽中。

13.一种用于多链路通信的同步恢复的方法，包括：

在多个通信链路的每个通信链路上监控通信业务流，其中通信业务将从所述通信链路中提取并合并成单个通信业务流，用于接收用于所述通信链路的各个同步信息，所述同步信息在每个通信链路上的通信业务流中具有预期位置；

确定在接收用于任何一个所述通信链路的同步信息时是否已发生错误，所述确定包括在用于通信链路的同步信息在其预期位置处被接收并再次在滞后其预期位置的位置处被接收时确定已发生错误；

根据再次被接收的同步信息滞后其预期位置的通信业务的量，确定将要从在所述通信链路上接收的通信业务流中移除的所接收的通信业务的量；以及

响应于在接收用于通信链路的同步信息中的错误，通过从在所述通信链路上接收的通信业务流中移除所确定的所接收的通信业务的量来修改所述通信业务流。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，修改包括在用于通信链路的同步信息领先其预期位置时，将一定量的通信业务插入在所述通信链路上接收的通信业务流。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，确定还包括确定用于通信链路的同步信息是否从其预期位置丢失，并且修改包括将同步信息插入在同步信息从其预期位置丢失的通信链路上接收的流中。

16.根据权利要求13至15任意一项所述的方法，其中，用于所述多个通信链路的每个通信链路的同步信息包括序列号，所述方法还包括：

在对通信链路所接收的同步信息中的序列号不同于用于所述通信链路的预期序列号时，检测链路间通信业务对准错误；以及

对于每个通信链路，根据所接收的序列号与预期序列号之间的差将通信业务对准调整到每个所接收的序列号。

17.根据权利要求13至15任意一项所述的方法，其中，所述多个通信链路包括异步传输模式反向复用IMA虚拟链路，其中所述通信业务流包括IMA帧中的信元，所述同步信息包括异步传输模式反向复用控制协议ICP信元。

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