CN102437991B

CN102437991B - 一种gfp码流的同步方法及装置

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Publication number: CN102437991B
Application number: CN201110404252.7A
Authority: CN
Inventors: 管志丽; 郭敬东; 王友波
Original assignee: Raisecom Technology Co Ltd
Current assignee: Raisecom Technology Co Ltd
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2031-12-07
Also published as: CN102437991A

Abstract

本发明公开了一种通用成帧规范GFP码流的同步方法及装置，用以实现没有帧结构的串行GFP码流的同步，并降低系统处理时钟频率。本发明提供的一种通用成帧规范GFP码流的同步方法包括：在GFP码流中通过比特移位查找，识别出正确的GFP字节；通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步。本发明用于实现没有帧结构的串行GFP码流的同步，并降低系统处理时钟频率。

Description

一种GFP码流的同步方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种通用成帧规范(Generic framingprocedure，GFP)码流的同步方法及装置。

背景技术

通用成帧规范(Generic framing procedure，GFP)属于G.7041规范，利用GFP对各种信号的可变长度净荷加以封装，使其能在同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)，准同步数字系列(Plesiochronous DigitalHierarchy，PDH)，和光传送网(OpticalTransportNetwork，OTN)网络上传送。这些传送网均具有标准化的帧结构，通过帧结构不仅能够实现传送帧定界、传送线路告警检测等功能，而且能够正确将传送网上的GFP码流进行字节定界，因此把这种具有帧结构的GFP码流称作是有结构的码流。无结构的串行码流是指没有任何帧结构的比特流。

下面首先对GFP帧的相关技术进行介绍。

参见图1，GFP帧是八比特组定位的、由GFP核心报头(Core header)和GFP净荷区(payload area)构成。GFP核心报头由两字节的净荷长度指示符(payload length indicator，PLI)和两字节的核心报头差错校验(core HeaderCheck，cHEC)组成。GFP净荷区由GFP核心报头之后的GFP帧内所有的字节构成，用于传送高层特定协议信息。净荷区包括净荷报头(payload header)、净荷信息字段(payload information field)和一个任选的净荷帧校验字段(framing check sum，FCS)共三部分。

GFP将特定的八比特组数据按照帧结构封装好后，与客户管理帧和空闲帧复用后发送。当接收到GFP帧时如何实现一个GFP帧的定界，即如何实现GFP帧同步，G.7041提供了一种GFP八比特组帧同步的描述算法。

参见图2，首先，在搜索状态，GFP对接收的GFP字节逐个搜索，在连续4个字节上找出正确的cHEC校验。当发现一个正确的cHEC校验时，认为一个GFP帧被辨认，跳到预同步状态。

其次，在预同步状态，GFP对每一帧逐个校验，利用帧头的长度信息来查找下一帧的帧头，并对每一个帧在帧头进行cHEC校验，在证实了delta个连续正确的cHEC后，状态跳转到同步状态，否则，状态返回到搜索状态。因此，从搜索状态到同步状态要求连续delta+1个正确的cHEC。其中delta值建议取1。

最后，在同步状态，GFP对接收的每一帧逐个校验，利用上一帧帧头长度信息找到下一帧的帧头，当cHEC校验出现多比特错误时，状态返回到搜索状态，重新开始搜索。

上述GFP帧同步的方法是基于GFP帧是八比特组(即字节)为前提。当接收到的GFP帧是无结构串行比特流，无法定位正确的八比特组。

下面以PDH传送网的E1帧结构为例，简单介绍一下E1帧的帧结构。

根据ITU-T G.704可知，一个E1帧是2.048M的链路，采用脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)编码。E1帧长是256个比特，分为32个时隙，每个时隙是8比特，每个时隙的速率是64Kbps。

E1帧结构分为E1成帧、成复帧、不成帧三种模式。成帧模式：E1帧中第0时隙用于传输帧同步数据，其余31个时隙用于传输有效数据；成复帧模式：E1帧第0时隙用于传输帧同步数据，第16时隙用于传输信令，其余30个时隙用于传输有效数据；不成帧模式：E1帧所有32个时隙都可用于传输有效数据，因此认为是一种无帧结构的模式。

参见图3，在现有技术中，通常对接收的串行GFP码流逐位检查运算，将4字节的数据进行cHEC运算，若运算结果与cHEC字段相匹配，则认为找到了正确的字节，否则，对GFP串行码流进行移位，重复以上操作，进行帧同步搜索，直到找到正确的字节。

采用该技术的缺点在于对于串行GFP码流，由于是逐比特移位进行帧同步搜索，因此系统处理时钟与串行GFP码流时钟一致，对于高速码流而言，系统处理频率时钟较高。

综上所述，现有技术实现没有帧结构的串行GFP码流的同步时，要求系统处理时钟频率较高。

发明内容

本发明实施例提供了一种GFP码流的同步方法及装置，用以实现没有帧结构的串行GFP码流的同步，并降低系统处理时钟频率。

本发明实施例提供的一种GFP码流的同步方法包括：

在GFP码流中通过比特移位查找，识别出正确的GFP字节；

通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步。

本发明实施例提供的一种GFP码流的同步装置包括：

正确字节识别单元，用于在GFP码流中通过比特移位查找，识别出正确的GFP字节；

同步单元，用于通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步。

本发明实施例，通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步，从而实现了无结构串行GFP码流的同步，并降低系统处理时钟频率。

附图说明

图1为GFP帧结构示意图；

图2为GFP帧同步状态机示意图；

图3为现有技术中的GFP帧同步示意图；

图4为本发明实施例提供的GFP码流的同步方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的GFP码流计数器示意图；

图6为本发明实施例提供的GFP码流的同步方法示意图；

图7为本发明实施例提供的GFP码流的同步装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种通用成帧规范GFP码流的同步方法及装置，用以实现没有帧结构的串行GFP码流的同步，并降低系统处理时钟频率。

参见图4，本发明实施例提供的一种通用成帧规范GFP码流的同步方法，包括步骤：

S101、在GFP码流中通过比特移位查找，识别出正确的GFP字节；

S102、通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步。

较佳地，所述在GFP码流中识别出正确的GFP字节，包括：

将GFP码流的任一比特作为GFP字节的起始比特；

根据GFP字节的起始比特组成GFP字节；

判断组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，如果能，则确定组成的GFP字节是正确的GFP字节。

较佳地，如果组成的GFP字节不能实现GFP码流同步，则将所述起始比特的下一比特作为新的起始比特，根据新的起始比特组成GFP字节，判断新组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，以此类推，直到当新组成的GFP字节能实现GFP码流的同步时，确定该GFP字节起始比特能够组成正确的GFP字节，并从该起始比特开始将GFP码流组成字节。

较佳地，所述判断组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，包括：

判断组成的GFP字节，在预设时间内能否实现GFP码流的同步。较佳地，所述预设时间，是根据GFP帧的长度，以及GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数设定的；或者，当GFP码流封装在传输网上传送时，所述预设时间，是根据GFP帧的长度、GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数、以及传输网速率设定的。

下面给出具体的解释说明。

GFP能够使来自高层客户信号的业务流在SDH、PDH和OTN网络上传送。这些传送网均具有标准化的帧结构，通过帧结构能够实现传送网上的GFP码流的字节定界，因此把这种具有帧结构的GFP码流称作是有结构码流。无结构的串行GFP码流是指没有任何帧结构的GFP比特流。现有技术中GFP帧同步的方法是以GFP帧是八比特组(即字节)为前提，当接收到的GFP帧是无结构串行比特流，无法定位正确的八比特组，因此无法实现同步，本发明实施例提出了一种无结构串行GFP码流的同步方法。

本发明实施例提供的无结构串行GFP码流的同步方法，主要解决的问题是如何在串行GFP码流中找到正确的GFP字节，从而根据正确的GFP字节同步方法实现串行GFP码流同步。具体包括：

步骤一：从接收到的GFP码流的任一比特开始，采用预设的GFP码流计数器，对串行GFP码流进行计数，计数周期是8。

GFP码流计数器如图5所示，因为GFP码流中8比特数据组成一个字节的数据，因此，连续统计8个比特的数据，可以组成一个GFP字节的数据。

步骤二：参见图6，根据GFP字节的起始比特，并记下当前起始比特所对应的计数值，根据该起始比特组成的GFP字节(即包括从起始比特开始的连续的8比特数据)进行GFP同步。

如果该组成的GFP字节在指定时间范围内能够实现GFP同步，那么GFP码流按照连续的8个比特组成一个GFP字节的方式组成GFP字节，实现了GFP码流的同步。

其中，图6中所示的GFP同步处理器的实现方式就是图2中所示的GFP同步方法。

如果该组成的GFP字节在指定时间范围内无法完成GFP同步，那么，GFP码流的起始比特向后滑行1位，即从该起始比特的下一比特开始，作为新的起始比特，并从该新的起始比特开始，将连续的8个比特组成新的GFP字节，并判断新的GFP字节是否能够实现GFP同步，如果依然不能同步，那么，GFP码流的起始比特继续向后滑行1位，再次重新组成新的字节进行GFP同步判定，依此类推，直到GFP同步为止。

其中，GFP字节同步所需的时间，即所述的指定时间范围，与GFP帧的长度相关，与GFP同步状态机中所设的预同步帧个数相关，此外，如果GFP封装在传输网上传送，则还与传输网速率相关。现举例如下：

如果GFP封装在E1(不成帧模式)上传送，GFP帧长的最大值为65536字节，而E1的数据传送速率是2.048M bit/s，因此传送一个完整GFP帧的时间是256ms，如G.7041中GFP帧同步方法所述，GFP从搜索到同步状态需要delta+1个帧，其中delta值越大帧同步时间越长，delta值越小帧同步时间越短，如果delta配置为1，则GFP字节同步所需的最大时间是256ms乘2大约500ms。如果GFP封装在T1上传送(不成帧模式)上传送，delta同样配置为1，则GFP字节同步所需的最大时间是340ms乘2大约680ms。

下面结合PDH传送网的E1帧对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

以以太网到E1帧协议转换器为例，以太网包经过GFP封装后再按照E1帧结构在PDH传送网上传送。由前面介绍，可知E1帧的帧结构有成帧、成复帧、不成帧三种模式。其中，E1帧的成帧或成复帧结构中第0时隙用于传送帧同步信号，帧同步信号被用作确认串行码流的字节起始比特。E1帧不成帧模式是一种无结构的串行码流，无法通过帧同步信号进行字节定界，因此可以使用本发明实施例提供的技术方案进行GFP同步。

本发明实施例不仅能够解决无结构串行GFP码流同步的问题，而且与现有的串行比特移位进行串行码流同步方法比较，本发明实施例可以在相同速率码流的前提下降低系统处理时钟频率，同时若将GFP封装应用到E1帧不成帧结构传送时，由于E1帧的帧同步信号时隙用来传送GFP数据，因此使GFP码流传送数据的速率提高了1/32，大约3％。

参见图7，本发明实施例提供的一种通用成帧规范GFP码流的同步装置，包括：

正确字节识别单元11，用于在GFP码流中通过比特移位查找，识别出正确的GFP字节；

同步单元12，用于通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步。

较佳地，所述正确字节识别单元11，将GFP码流的任一比特作为GFP字节的起始比特；根据GFP字节的起始比特组成GFP字节；判断组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，如果能，则确定组成的GFP字节是正确的GFP字节。

较佳地，所述正确字节识别单元11，如果组成的GFP字节不能实现GFP码流，则将所述起始比特的下一比特作为新的起始比特，根据新的起始比特组成GFP字节，判断新组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，以此类推，直到当新组成的GFP字节能实现GFP码流的同步时，确定该GFP字节起始比特能够组成正确的GFP字节，并从该起始比特开始将GFP码流组成字节。

较佳地，所述正确字节识别单元11，判断组成的GFP字节，在预设时间内能否实现GFP码流的同步。

较佳地，所述预设时间，是根据GFP帧的长度，以及GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数设定的；或者，当GFP码流封装在传输网上传送时，所述预设时间，是根据GFP帧的长度、GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数、以及传输网速率设定的。

综上所述，本发明实施例在GFP码流中识别出正确的GFP字节，通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步，从而实现了无结构串行GFP码流的同步，并降低系统处理时钟频率。并且，对GFP帧无论是字节还是比特流没有要求。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种通用成帧规范GFP码流的同步方法，其特征在于，该方法包括：

在GFP码流中通过比特移位查找，识别出正确的GFP字节；

通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步；

其中，所述在GFP码流中通过比特移位查找，识别出正确的GFP字节，包括：

将GFP码流的任一比特作为GFP字节的起始比特；

根据GFP字节的起始比特组成GFP字节；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果组成的GFP字节不能实现GFP码流同步，则将所述起始比特的下一比特作为新的起始比特，根据新的起始比特组成GFP字节，判断新组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，以此类推，直到当新组成的GFP字节能实现GFP码流的同步时，确定该GFP字节起始比特能够组成正确的GFP字节，并从该起始比特开始将GFP码流组成字节。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述判断组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，包括：

判断组成的GFP字节，在预设时间内能否实现GFP码流的同步。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设时间，是根据GFP帧的长度，以及GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数设定的；或者，当GFP码流封装在传输网上传送时，所述预设时间，是根据GFP帧的长度、GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数、以及传输网速率设定的。

5.一种通用成帧规范GFP码流的同步装置，其特征在于，该装置包括：

同步单元，用于通过在GFP码流中识别出的正确的GFP字节，实现GFP码流的同步；

其中，所述正确字节识别单元，将GFP码流的任一比特作为GFP字节的起始比特；根据GFP字节的起始比特组成GFP字节；判断组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，如果能，则确定组成的GFP字节是正确的GFP字节。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述正确字节识别单元，如果组成的GFP字节不能实现GFP码流同步，则将所述起始比特的下一比特作为新的起始比特，根据新的起始比特组成GFP字节，判断新组成的GFP字节能否实现GFP码流的同步，以此类推，直到当新组成的GFP字节能实现GFP码流的同步时，确定该GFP字节起始比特能够组成正确的GFP字节，并从该起始比特开始将GFP码流组成字节。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述正确字节识别单元，判断组成的GFP字节，在预设时间内能否实现GFP码流的同步。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预设时间，是根据GFP帧的长度，以及GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数设定的；或者，当GFP码流封装在传输网上传送时，所述预设时间，是根据GFP帧的长度、GFP同步状态机中所设的预同步帧的个数、以及传输网速率设定的。