CN104618057B - 一种分组传送网无损伤保护倒换方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种分组传送网无损伤保护倒换方法及系统，发送端对输入信号进行处理获取业务分组包，将业务分组包分别通过工作通道和保护通道发送到接收端，接收端解包处理后获取业务分组数据，再分别进行差错检测获取差错检测结果，根据差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。将保护动作单元从电路通道改进为业务分组，并采用单向倒换，不需要专门的保护倒换协议，当光通信网络发生故障或者出于维护目的进行电路调配时，可以无损伤地自动选择备用通道信号，E1通道不存在50ms的业务受损时间，大幅度降低了继电保护、调度数据等核心电力业务的故障概率，提高了电力通信网络的运行维护效率，保证了电力网络的可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及电力分组传送网保护倒换技术领域，特别涉及一种分组传送网无损伤保护倒换方法及系统。
背景技术
随着智能电网不断发展，电力通信网的生产、管理、营销等业务日益IP化，基于分组的、成本低于同步数字体系SDH(SynchronousDigitalHierarchy)的全电力业务融合的分组传送网PTN(PacketTransportNetwork)通信平台已成为电力通信网的趋势性要求，PTN支持多种基于分组交换业务的双向点对点连接通道，具有适合各种粗细颗粒业务、端到端的组网能力，提供了更加适合于IP业务特性的“柔性”传输管道；具备丰富的保护方式，遇到网络故障时能够实现基于50ms的业务保护倒换，实现传输级别的业务保护和恢复；继承了SDH技术的操作、管理和维护机制OAM(OperationAdministrationandMaintenance)，具有点对点连接的完美OAM体系，保证网络具备保护切换、错误检测和通道监控能力；完成了与IP/MPLS多种方式的互连互通，无缝承载核心IP业务。
承载继电保护业务的E1通信通道是电力通信网络的核心，为提高网络运行的可靠性，避免通信通道中断导致电力网络故障，PTN采用硬件电路实现OAM功能，支持1：1线性保护倒换技术、Wrapping环网保护倒换技术、1+1线性保护倒换技术等网络保护倒换技术为E1通道提供快速倒换策略。但是由于上述保护倒换技术采用操作管理维护机制OAM来检测故障，电子开关基于通信通道实施保护动作，所以当通信网络出现故障、或者出于维护目的人工进行电路业务调配、业务割接时E1通道仍然存在小于50ms的业务受损时间，50ms业务受损时间会给电力核心业务带来很大损伤。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于现有的电力分组传送网保护倒换技术实施保护倒换时存在小于50ms的业务受损时间，给电力核心业务带来很大损伤，从而提出一种分组传送网无损伤保护倒换方法及系统。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种分组传送网无损伤保护倒换方法，包括如下步骤：
接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包；
对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据；
对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果；
根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。
上述分组传送网无损伤保护倒换方法，所述对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果步骤中：
利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果；
利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果。
上述分组传送网无损伤保护倒换方法，所述根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出步骤中：
如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；
如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
上述分组传送网无损伤保护倒换方法，所述对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据步骤之前还包括步骤：
对所述第一业务分组包和第二业务分组包进行时延补偿。
上述分组传送网无损伤保护倒换方法，所述对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据步骤包括：
对业务分组包进行以太网层的解包处理；
对以太网层输出的数据进行多协议标签交换层的解包处理；
对多协议标签交换层输出的数据进行业务分组层的解包处理；
对业务分组层输出的数据进行缓存处理，重新排序后输出业务分组数据。
一种分组传送网无损伤保护倒换方法，包括如下步骤：
发送端对输入信号进行处理获取业务分组包；
发送端通过分组交换将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道；
接收端接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包；
接收端对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据；
接收端对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果；
接收端根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。
上述分组传送网无损伤保护倒换方法，所述发送端对输入信号进行处理获取业务分组包步骤包括：
对输入信号进行缓存和轮询；
对缓存和轮询后的数据进行业务分组，对业务分组数据包添加端到端伪线仿真控制字；
对业务分组数据包添加多协议交换标签；
对多协议标签交换处理后的数据进行以太网数据包封装处理。
一种分组传送网无损伤保护倒换系统，包括：
第一数据处理模块，用于发送端对输入信号进行处理获取业务分组包；
发送模块，用于发送端通过分组交换将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道；
接收模块，用于接收端接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包；
第二数据处理模块，用于接收端对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据；
差错检测模块，用于接收端对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果；
倒换模块，用于接收端根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。
上述分组传送网无损伤保护倒换系统，所述差错检测模块中：
利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果；
利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果。
上述分组传送网无损伤保护倒换系统，所述倒换模块中：
如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；
如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述的一种分组传送网无损伤保护倒换方法及系统，发送端对输入信号进行处理获取业务分组包，然后将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道，接收端接收从工作通道上和保护通道上发送的第一业务分组包和第二业务分组包，解包处理后获取第一业务分组数据和第二业务分组数据，再分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果，根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。将保护动作单元从电路通道改进为业务分组，并采用单向倒换，不需要专门的保护倒换协议，当光通信网络发生光纤、光发送器、光接收器、电路板等故障或者出于维护目的进行电路调配、电路割接时，可以无损伤地自动选择备用通道信号，E1通道不存在50ms的业务受损时间，大幅度降低了继电保护、调度数据等核心电力业务的故障概率，提高了电力网络的运行维护效率，保证了电力网络的可靠运行。
(2)本发明所述的一种分组传送网无损伤保护倒换方法及系统，利用循环冗余校验方法对工作通道和保护通道中的业务分组进行差错检测，能够有效地检测业务分组中的错误个数，进而检测业务分组从发送端到接收端传送的正确性。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明一个实施例的一种分组传送网无损伤保护倒换方法流程图；
图2是本发明一个实施例的一种分组传送网无损伤保护倒换方法流程图；
图3是本发明一个实施例的一种业务分组控制字示意图；
图4是本发明一个实施例的一种VLANtag的具体封装结构示意图；
图5是本发明一个实施例的一种业务分组包示意图；
图6是本发明一个实施例的一种业务分组发送到工作通道和保护通道示意图；
图7是本发明一个实施例的一种分组传送网无损伤保护倒换系统业务处理过程；
图8是本发明一个实施例的一种分组传送网无损伤保护倒换系统时延补偿过程示意图；
图9是本发明一个实施例的一种工作通道正常状态业务分组包传送示意图；
图10是本发明一个实施例的一种工作通道故障状态下业务分组传送示意图；
图11是本发明一个实施例的一种分组传送网无损伤保护倒换系统框图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种分组传送网无损伤保护倒换方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：接收端接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包。所述发送端为源节点，所述接收端为宿节点，业务分组在源节点永久桥接到工作通道和保护通道上，工作通道和保护通道通过相互独立、分离的互不相连的LSP/PW隧道路由到达宿节点。
S2：接收端对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据。
所述解包处理的过程包括：
S21：对业务分组包进行以太网层的解包处理。
S22：对以太网层输出的数据进行MPLS(MultiProtocolLabelSwitching，多协议标签交换)层的解包处理。
所述解包处理的过程中包括MPLSLable个数的检测，获取PWLable的值，将获取的值和输入的n路期望值进行比较，n路期望值是指由网络管理系统或标签分配协议指定的、和该E1通道对应的PWLable值。MPLSLable个数的检测是通过S比特的判断得到的，S位置为1个比特，其值为1'b1时表示PWLable，1'b0时则表示TunelLable。如果PWLable值不匹配，则丢弃此包。
S23：对多协议标签交换层输出的数据进行业务分组层的解包处理。
所述解包处理的过程包括获取包序列号和L比特的值，参考L比特的值，判断是否用全1代替数据净荷，进行16比特到64比特转化，最终输出有效的净荷。
S24：对业务分组层输出的数据进行缓存处理，重新排序后输出业务分组数据。将业务分组层输出的数据缓存到DDR(DoubleDataRate，双倍速率同步动态随机存储器)中，并重新排序后输出，同时输送读写地址差和配置的缓存深度，所述读写地址差精确到字节，对于差错检测计算错误的数据包和超过延时差的数据包，在数据净荷部分按照用户字节图案填充后发送。
S3：接收端对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果
差错检测方法采用CRC(CyclicalRedundancyCheck，循环冗余校验)方法，本实施例中采用CRC-32多项式计算循环冗余校验码：
CRC-32＝X^32+X^26+X^23+X^22+X^16+X^11+X^10+X^8+X^7+X^5+X^4+X^2+X+1
其中X表示信息码，即业务分组数据中的信号数据。源节点利用CRC-32多项式计算业务分组的循环冗余校验码，将计算结果写入CRCWorld字段，宿节点收到这个业务分组后，对其做相同的CRC-32多项式计算，如果计算结果与源节点的CRCWorld字段相同，则业务分组没有发生错误，如果不同，则宿节点处确定发生了业务差错。
利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码即CRCWorld字段进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果。
利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码即CRCWorld字段进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果。
通过循环冗余校验方法进行差错检测，可以检测出所有奇数个错误；可以检测出所有双比特的错误；可以检测出所有小于等于校验位长度的连续错误；可以以相当大的概率检测出大于校验位长度的连续错误。
S4：接收端根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。
业务分组经过工作通道和保护通道到达宿节点，宿节点通过比较工作通道上的第一业务分组包和保护通道上的第二业务分组包的CRC-32多项式差错检测结果，采用简单多数判决原则：
如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；
如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
步骤S1和步骤S2之间还包括步骤：
接收端对所述第一业务分组包和第二业务分组包进行时延补偿。
由于工作通道和保护通道经过的路径不相同，沿途各节点网络情况也不相同，导致业务分组到达宿节点的时间有差异，宿节点优先选择业务分组输出之前，工作通道和保护通道的业务分组都必须已经到达且准备就绪，如果备用业务分组在需要实施保护倒换动作之前没有准备好，则不能实现无损伤切换的目的，所以需要计算经由工作通道和保护通道的相同业务分组的时延差异，相应地调整时延补偿寄存器，为先期到达业务分组的一个适当的等待时间，使得宿节点能够在同一时刻判断同一业务分组经由工作通道和保护通道的差错检测情况，进而通过简单多数准则选择质量较优的业务分组进行后续处理。
另外还需要同步时钟的联动切换技术，因为在光通信中收发信号一般情况是走不同的物理光纤链路，联动技术就是在主控通道发生切换的时候.从主用通道和备用通道同步切换时钟功能。例如发光纤为主用通道，收光纤为备用通道，由于外部原因主用通道发生光纤切换的时候.采用联动技术，从备用通道收光纤与主用通道同时切换，这样就保证收发的同步性。
当从通信通道连续选择5个业务分组输出，则认为该通道处于主用状态，另一通信通道处于备用状态；当不从通信通道连续选择5个业务分组输出，则认为该通道进入备用状态，另一通信通道进入主用状态。
本实施例提供的一种分组传送网无损伤保护倒换方法，发送端对输入信号进行处理获取业务分组包，然后将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道，接收端接收从工作通道上和保护通道上发送的第一业务分组包和第二业务分组包，解包处理后获取第一业务分组数据和第二业务分组数据，再分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果，根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。将保护动作单元从电路通道改进为业务分组，并采用单向倒换，不需要专门的保护倒换协议，当光通信网络发生光纤、光发送器、光接收器、电路板等故障或者出于维护目的进行电路调配、电路割接时，可以无损伤地自动选择备用通道信号，E1通道不存在50ms的业务受损时间，大幅度降低了继电保护、调度数据等核心电力业务的故障概率，提高了电力网络的运行维护效率，保证了电力网络的可靠运行。
实施例2
本实施例提供一种分组传送网无损伤保护倒换方法，如图2所示，包括如下步骤：
T1：发送端对输入信号进行处理获取业务分组包。
发送端对输入信号进行处理的步骤具体包括：
T11：对输入信号进行缓存和轮询，产生整个业务分组发送端帧结构的指示位置及包尾信号，并在相应的指示位置从缓存中读出数据。
T12：对缓存和轮询后的数据进行业务分组，对业务分组数据包添加端到端伪线仿真控制字，如图3所示。
当发送支路的LOS当前告警时，L位置设为1'b1；告警清除后，则L位置设为1'b0，数据净荷部分不作处理。
R位置的1bit信息，由接收端提供。
RSV，FRG，LEN三个位置均插入0。
Sequencenumber为PWE3(Pseudo-WireEmulationEdgetoEdge，边缘到边缘的伪线仿真)数据包的发送序列号，其值是从1到65535的循环，初始化Sequencenumber的值可以是任意的，在每次收到包结束指示后将Sequencenumber的值加1，到65535时重新从1循环。
T13：对业务分组数据包添加多协议交换标签。
T14：对多协议标签交换处理后的数据进行以太网数据包封装处理。
MPLS处理和以太网的封装处理就是在相应位置插入MPLSheader及以太网的包头。
前同步码数据为7个字节的8'h55，帧首定界符为1个字节的8'hd5。
目的地址和源地址由寄存器配置得到。
VLANtag的插入个数为寄存器可配(0，1，2)，VLANtag的具体封装结构如图4所示。
其中TPID，UserPriority，CFI，VLADID共由寄存器配置得到。
TYPE位置由寄存器配置得到。
MPLSheader的封装格式如下图所示
| Tunnel Lable | EXP | TTL | |
| PW Lable | EXP | TTL |
LABLE分为TunnelLable和PWLable两类。
LABLE位置为20bit，由寄存器配置得到。
EXP由业务级别TC和栈底标识BOS组成，TC为3bit，由寄存器配置得到；BOS为1bit，其值为1'b1时表示PWLable，1'b0时则表示TunelLable。
TTL为8bit，由寄存器配置得到。
通过步骤T11-T14，获得如图5所示的业务分组包。
T2：发送端通过分组交换将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道。如图6所示，所述发送端为源节点，所述接收端为宿节点，业务分组在源节点永久桥接到工作通道和保护通道上，工作通道和保护通道通过相互独立、分离的互不相连的LSP/PW隧道路由到达宿节点。
T3：接收端接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包。
T4：接收端对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据。
所述解包处理的过程包括：
T41：对业务分组包进行以太网层的解包处理。
T42：对以太网层输出的数据进行MPLS(MultiProtocolLabelSwitching，多协议标签交换)层的解包处理。
所述解包处理的过程中包括MPLSLable个数的检测，获取PWLable的值，将获取的值和输入的n路期望值进行比较，n路期望值是指由网络管理系统或标签分配协议指定的、和该E1通道对应的PWLable值。MPLSLable个数的检测是通过S比特的判断得到的，S位置为1个比特，其值为1'b1时表示PWLable，1'b0时则表示TunelLable。如果PWLable值不匹配，则丢弃此包。
T43：对多协议标签交换层输出的数据进行业务分组层的解包处理。
所述解包处理的过程包括获取包序列号和L比特的值，参考L比特的值，判断是否用全1代替数据净荷，进行16比特到64比特转化，最终输出有效的净荷。
T44：对业务分组层输出的数据进行缓存处理，重新排序后输出业务分组数据。将业务分组层输出的数据缓存到DDR(DoubleDataRate，双倍速率同步动态随机存储器)中，并重新排序后输出，同时输送读写地址差和配置的缓存深度，所述读写地址差精确到字节，对于差错检测计算错误的数据包和超过延时差的数据包，在数据净荷部分按照用户字节图案填充后发送。
T5：接收端对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果
差错检测方法采用CRC(CyclicalRedundancyCheck，循环冗余校验)方法，本实施例中采用CRC-32多项式计算循环冗余校验码：
CRC-32＝X^32+X^26+X^23+X^22+X^16+X^11+X^10+X^8+X^7+X^5+X^4+X^2+X+1
其中X表示信息码，即业务分组数据中的信号数据。源节点利用CRC-32多项式计算业务分组的循环冗余校验码，将计算结果写入CRCWorld字段，宿节点收到这个业务分组后，对其做相同的CRC-32多项式计算，如果计算结果与源节点的CRCWorld字段相同，则业务分组没有发生错误，如果不同，则宿节点处确定发生了业务差错。
利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码即CRCWorld字段进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果。
利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码即CRCWorld字段进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果。
通过循环冗余校验方法进行差错检测，可以检测出所有奇数个错误；可以检测出所有双比特的错误；可以检测出所有小于等于校验位长度的连续错误；可以以相当大的概率检测出大于校验位长度的连续错误。
T6：接收端根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。
业务分组经过工作通道和保护通道到达宿节点，宿节点通过比较工作通道上的第一业务分组包和保护通道上的第二业务分组包的CRC-32多项式差错检测结果，采用简单多数判决原则：
如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；
如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
步骤T3和步骤T4之间还包括步骤：
接收端对所述第一业务分组包和第二业务分组包进行时延补偿。
由于工作通道和保护通道经过的路径不相同，沿途各节点网络情况也不相同，导致业务分组到达宿节点的时间有差异，宿节点优先选择业务分组输出之前，工作通道和保护通道的业务分组都必须已经到达且准备就绪，如果备用业务分组在需要实施保护倒换动作之前没有准备好，则不能实现无损伤切换的目的，所以需要计算经由工作通道和保护通道的相同业务分组的时延差异，相应地调整时延补偿寄存器，为先期到达业务分组的一个适当的等待时间，使得宿节点能够在同一时刻判断同一业务分组经由工作通道和保护通道的差错检测情况，进而通过简单多数准则选择质量较优的业务分组进行后续处理。
另外还需要同步时钟的联动切换技术，因为在光通信中收发信号一般情况是走不同的物理光纤链路，联动技术就是在主控通道发生切换的时候.从主用通道和备用通道同步切换时钟功能。例如发光纤为主用通道，收光纤为备用通道，由于外部原因主用通道发生光纤切换的时候.采用联动技术，从备用通道收光纤与主用通道同时切换，这样就保证收发的同步性。
当从通信通道连续选择5个业务分组输出，则认为该通道处于主用状态，另一通信通道处于备用状态；当不从通信通道连续选择5个业务分组输出，则认为该通道进入备用状态，另一通信通道进入主用状态。
本实施例提供的一种分组传送网无损伤保护倒换方法，发送端对输入信号进行处理获取业务分组包，然后将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道，接收端接收从工作通道上和保护通道上发送的第一业务分组包和第二业务分组包，解包处理后获取第一业务分组数据和第二业务分组数据，再分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果，根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。将保护动作单元从电路通道改进为业务分组，并采用单向倒换，不需要专门的保护倒换协议，当光通信网络发生光纤、光发送器、光接收器、电路板等故障或者出于维护目的进行电路调配、电路割接时，可以无损伤地自动选择备用通道信号，E1通道不存在50ms的业务受损时间，大幅度降低了继电保护、调度数据等核心电力业务的故障概率，提高了电力网络的运行维护效率，保证了电力网络的可靠运行。
实施例3
本实施例提供一种分组传送网无损伤保护倒换系统，整个系统的业务处理过程如图7所示，系统包括：
发送端缓存模块，缓存模块主要完成输入信号的缓存和轮询，产生整个业务分组发送端帧结构的enb、位置指示及包尾信号，并在相应的指示位置从缓存中读出数据，送给分组处理模块。
发送端分组处理模块，分组处理模块相应位置插入业务分组控制字，如图3所示。
当发送支路的LOS当前告警时，L位置设为1'b1；告警清除后，则L位置设为1'b0，数据净荷部分不作处理。
R位置的1bit信息，由接收端提供。
RSV，FRG，LEN三个位置均插入0。
Sequencenumber为PWE3(Pseudo-WireEmulationEdgetoEdge，边缘到边缘的伪线仿真)数据包的发送序列号，其值是从1到65535的循环，初始化Sequencenumber的值可以是任意的，在每次收到包结束指示后将Sequencenumber的值加1，到65535时重新从1循环。
发送端MPLS处理模块，对分组处理模块输出的数据进行MPLS处理。
发送端以太网封装处理模块，对MPLS处理后的数据进行以太网的封装处理，获取业务分组包。
MPLS处理和以太网的封装处理就是在相应位置插入MPLSheader及以太网的包头。
前同步码数据为7个字节的8'h55，帧首定界符为1个字节的8'hd5。
目的地址和源地址由寄存器配置得到。
VLANtag的插入个数为寄存器可配(0，1，2)，VLANtag的具体封装结构如图4所示。
其中TPID，UserPriority，CFI，VLADID共由寄存器配置得到。
TYPE位置由寄存器配置得到。
MPLSheader的封装格式如下图所示
| Tunnel Lable | EXP | TTL | |
| PW Lable | EXP | TTL |
LABLE分为TunnelLable和PWLable两类。
LABLE位置为20bit，由寄存器配置得到；EXP为3bit，由寄存器配置得到。
EXP由业务级别TC和栈底标识BOS组成，TC为3bit，由寄存器配置得到；BOS为1bit，其值为1'b1时表示PWLable，1'b0时则表示TunelLable。
TTL为8bit，由寄存器配置得到。
以太网封装后获得如图5所示的业务分组包。
发送端通过分组交换将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道。如图6所示，所述发送端为源节点，所述接收端为宿节点，业务分组在源节点永久桥接到工作通道和保护通道上，工作通道和保护通道通过相互独立、分离的互不相连的LSP/PW隧道路由到达宿节点。
接收端MPLS处理模块，主要功能是MPLS处理模块的主要功能是对MAC处理模块提供的数据进行MPLS层的解包处理。包括MPLSLabel个数的检测，获取PWLabel的值，将获得的值和输入的n路期望值进行比较，检测是否匹配，在比较过程中获得通道号。
MPLSLabel个数的检测是通过S比特的判断得到。S位置为1个比特，为1’b0时表示tunnellabel，为1’b1时表示PWLabel。如果PWLabel值和n路期望值都不匹配，则丢弃此包。由于最小包长的数据包为16字节32比特，所以在16个62.5M时钟周期内必须得到该数据包的通道号，所以每个时钟周期必须与16个配置的PWLable相比较，才能保证在该数据包结束前得到它的通道号。
接收端业务分组处理模块，主要功能是对MPLS处理模块提供的数据进行业务分组的解包处理。包括获取包序列号和L比特的值。并参考L比特的值，判断是否用全1代替数据净荷，进行16比特到64比特转化，最终输出有效的净荷。
接收端DDR缓存模块，将收到的数据包缓存在DDR中，并重新排序后输出，同时输送读写地址差(精确到字节)和配置的缓存深度，对于CRC计算错误的数据包和超过延时差的数据包，在数据净荷部分按照用户字节图案填充后发送。
差错检测模块，采用PWE3封装来承载E1仿真类业务，PWE3控制字的使用符合RFC4385的要求，基于非结构化仿真(SAToP)模式的TDM业务承载，PWE3封装和控制字应符合RFC4553，基于结构化仿真(CESoPSN)模式的TDM业务承载，PWE3封装和控制字符合RFC5086，基于SDH仿真(CEP)模式的TDM业务承载，PWE3封装和控制字符合RFC4842。
无损伤保护倒换模式下，保护倒换动作从电路通信通道改进为业务分组，故障检测也需要从通信通道故障检测改变为业务分组差错检测，只有这样宿端才能从主用通道和备用通道中选取质量完好的业务分组，因此特别增加CRCWorld帧校验序列，共4个字节，使用循环冗余校验方法来检查业务分组的端到端传送的正确性，源节点利用CRC-32多项式计算业务分组的循环冗余校验码，将计算结果写入CRCWorld字段，宿节点收到这个业务分组，对其做相同的CRC-32多项式计算，如果计算结果与源节点的CRCWorld字段相同，则业务分组没有发生错误，如果不同，宿节点则确定发生了业务差错。
CRC32＝X^32+X^26+X^23+X^22+X^16+X^11+X^10+X^8+X^7+X^5+X^4+X^2+X+1
这样的循环冗余校验码有以下差错检测能力，试验证明可以满足保护倒换要求。
(a)可检测出所有奇数个错误；
(b)可检测出所有双比特的错误；
(c)可检测出所有小于等于校验位长度的连续错误；
(d)以相当大的概率检测出大于校验位长度的连续错误。
倒换控制模块，业务分组经过工作通道和保护通道到达宿节点，宿节点通过比较工作通道和保护通道的CRC-32多项式计算结果，采用简单多数判决原则，选择CRC-32多项式计算结果错误少的业务分组输出到业务接口，CRC-32多项式计算结果错误相同的情况下选择工作通道信号业务输出。
倒换控制模块接收到差错监测模块传来的相应信息之后.通过相应的内部模块作进一步的处理。它同时也提供了和外部监控终端通信的接口。
| 工作通道CRC32差错小于保护通道CRC32差错数 | 工作通道 |
| 工作通道CRC32差错等于保护通道CRC32差错数 | 工作通道 |
| 工作通道CRC32差错大于保护通道CRC32差错数 | 保护通道 |
保护倒换模块，保护倒换模块在倒换控制模块的指挥下具体实施业务分组的优选操作。
图9所示为工作通道正常状态下业务分组包从源节点发送到宿节点，然后宿节点输出的状态。图10所示为工作通道故障状态下业务分组包从源节点发送到宿节点，然后宿节点输出的状态。其中p1，p2，p3为保护通道上的业务分组包，w1，w2，w3为工作通道上的业务分组包，当差错检测检测出业务分组包w2发生差错数比业务分组包p2发生差错数大的时候，说明工作通道发生了故障，宿节点改为接收保护通道上的业务分组包，并进行输出。
除业务分组选择外，还需要时延补偿和时钟同步的联动切换操作。
由于工作通道和保护通道经过的路径不相同，沿途各节点网络情况也不相同，导致业务分组到达宿节点的时间有差异，宿节点优先选择业务分组输出之前，工作通道和保护通道的业务分组都必须已经到达且准备就绪，如果备用业务分组在需要实施保护倒换动作之前没有准备好，则不能实现无损伤切换的目的，所以需要计算经由工作通道和保护通道的相同业务分组的时延差异，相应地调整时延补偿寄存器，为先期到达业务分组的一个适当的等待时间，使得宿节点能够在同一时刻判断同一业务分组经由工作通道和保护通道的CRC-32差错情况，进而通过简单多数准则选择质量较优的业务分组进行后续处理。PDV是指由于网络的拥塞、时钟漂移或者路由改变而导致的业务数据包到达时间的差异变化，PDV补偿是指有意识的延时到达的业务数据包，以此让用户感受到一个很小或者没有失真的通信通道。所述时延补偿过程如图8所示。
另外还需要同步时钟的联动切换技术，因为在光通信中收发信号一般情况是走不同的物理光纤链路，联动技术就是在主控通道发生切换的时候.从主用通道和备用通道同步切换时钟功能。例如发光纤为主用通道，收光纤为备用通道，由于外部原因主用通道发生光纤切换的时候.采用联动技术，从备用通道收光纤与主用通道同时切换，这样就保证收发的同步性。
保护倒换监测模块，当从通信通道连续选择5个分组输出，则认为该通道处于主用状态，另一通信通道处于备用状态；当不从通信通道连续选择5个分组输出，则认为该通道进入备用状态，另一通信通道进入主用状态。
本实施例提供的一种分组传送网无损伤保护倒换系统，发送端对输入信号进行处理获取业务分组包，然后将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道，接收端接收从工作通道上和保护通道上发送的业务分组包，解包处理后获取业务分组数据，再分别进行差错检测获取差错检测结果，根据所述差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。将保护动作单元从电路通道改进为业务分组，并采用单向倒换，不需要专门的保护倒换协议，当光通信网络发生光纤、光发送器、光接收器、电路板等故障或者出于维护目的进行电路调配、电路割接时，可以无损伤地自动选择备用通道信号，E1通道不存在50ms的业务受损时间，大幅度降低了继电保护、调度数据等核心电力业务的故障概率，提高了电力网络的运行维护效率，保证了电力网络的可靠运行。
实施例4
本实施例提供一种分组传送网无损伤保护倒换系统，如图11所示，包括：
第一数据处理模块，用于发送端对输入信号进行处理获取业务分组包；
发送模块，用于发送端通过分组交换将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道；
接收模块，用于接收端接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包；
第二数据处理模块，用于接收端对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据；
差错检测模块，用于接收端对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果；
倒换模块，用于接收端根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。
所述差错检测模块中：
利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果；
利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果。
所述倒换模块中：
如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；
如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
所述的分组传送网无损伤保护倒换系统还包括：
补偿模块，用于所述第一业务分组包和第二业务分组包进行时延补偿。
所述第一数据处理模块包括：
第一缓存处理模块，用于对输入信号进行缓存和轮询。
第一分组处理模块，用于对缓存和轮询后的数据进行业务分组，对业务分组数据包添加端到端伪线仿真控制字。
第一多协议标签交换处理模块，用于对业务分组数据包添加多协议交换标签。
第一以太网处理模块，用于对多协议标签交换处理后的数据进行以太网数据包封装处理。
所述第二数据处理模块中：
第二以太网处理模块，用于对业务分组包进行以太网层的解包处理；
第二多协议标签交换处理模块，用于对以太网层输出的数据进行多协议标签交换层的解包处理；
第二分组处理模块，用于对多协议标签交换层输出的数据进行业务分组层的解包处理；
第二缓存处理模块，用于对业务分组层输出的数据进行缓存处理，重新排序后输出业务分组数据。
本实施例提供的一种分组传送网无损伤保护倒换系统，发送端对输入信号进行处理获取业务分组包，然后将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道，接收端接收从工作通道上和保护通道上发送的第一业务分组包和第二业务分组包，解包处理后获取第一业务分组数据和第二业务分组数据，再分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果，根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出。将保护动作单元从电路通道改进为业务分组，并采用单向倒换，不需要专门的保护倒换协议，当光通信网络发生光纤、光发送器、光接收器、电路板等故障或者出于维护目的进行电路调配、电路割接时，可以无损伤地自动选择备用通道信号，E1通道不存在50ms的业务受损时间，大幅度降低了继电保护、调度数据等核心电力业务的故障概率，提高了电力网络的运行维护效率，保证了电力网络的可靠运行。
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、CD-ROM、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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
Claims (6)
1.一种分组传送网无损伤保护倒换方法，其特征在于，包括如下步骤：
接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包；
对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据；
对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果；具体包括：利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果；利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果；
根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出，具体包括：如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
2.根据权利要求1所述的分组传送网无损伤保护倒换方法，其特征在于，所述对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据步骤之前还包括步骤：
对所述第一业务分组包和第二业务分组包进行时延补偿。
3.根据权利要求1所述的分组传送网无损伤保护倒换方法，其特征在于，所述对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据步骤包括：
对业务分组包进行以太网层的解包处理；
对以太网层输出的数据进行多协议标签交换层的解包处理；
对多协议标签交换层输出的数据进行业务分组层的解包处理；
对业务分组层输出的数据进行缓存处理，重新排序后输出业务分组数据。
4.一种分组传送网无损伤保护倒换方法，其特征在于，包括如下步骤：
发送端对输入信号进行处理获取业务分组包；
发送端通过分组交换将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道；
接收端接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包；
接收端对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据；
接收端对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果；具体包括：利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果；利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果；
接收端根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出，具体包括：如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
5.根据权利要求4所述的分组传送网无损伤保护倒换方法，其特征在于，所述发送端对输入信号进行处理获取业务分组包步骤包括：
对输入信号进行缓存和轮询；
对缓存和轮询后的数据进行业务分组，对业务分组数据包添加端到端伪线仿真控制字；
对业务分组数据包添加多协议交换标签；
对多协议标签交换处理后的数据进行以太网数据包封装处理。
6.一种分组传送网无损伤保护倒换系统，其特征在于，包括：
第一数据处理模块，用于发送端对输入信号进行处理获取业务分组包；
发送模块，用于发送端通过分组交换将所述业务分组包分别发送到工作通道和保护通道；
接收模块，用于接收端接收发送端从工作通道上发送的第一业务分组包和从保护通道上发送的第二业务分组包；
第二数据处理模块，用于接收端对所述第一业务分组包和所述第二业务分组包进行解包处理，获取第一业务分组数据和第二业务分组数据；
差错检测模块，用于接收端对所述第一业务分组数据和所述第二业务分组数据分别进行差错检测获取第一差错检测结果和第二差错检测结果；所述差错检测模块中：利用循环冗余校验方法计算所述第一业务分组数据中的信号数据获取第一校验码，将所述第一校验码和所述第一业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第一差错检测结果；利用循环冗余校验方法计算所述第二业务分组数据中的信号数据获取第二校验码，将所述第二校验码和所述第二业务分组数据中的校验码进行比较，检测到的错误个数作为第二差错检测结果。
倒换模块，用于接收端根据所述第一差错检测结果和第二差错检测结果获取优选的业务分组数据并输出，所述倒换模块中，如果第一差错检测结果中的错误个数大于第二差错检测结果中的错误个数，获取第二业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出；如果第一差错检测结果中的错误个数小于等于第二差错检测结果中的错误个数，获取第一业务分组数据作为优选的业务分组数据并输出。
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