CN112929765B

CN112929765B - 基于光传输网络的多业务传输方法、系统及存储介质

Info

Publication number: CN112929765B
Application number: CN202110067052.0A
Authority: CN
Inventors: 赵晋玲; 邓仲雨; 江文骁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2041-01-19
Also published as: CN112929765A

Abstract

本发明公开了一种基于光传输网络的多业务传输方法、系统及存储介质，方法包括：获取光通路数据单元帧并得到时隙通道数量；根据时隙通道数量设置数据缓冲区；根据端口时隙映射表将第一业务数据写入数据缓冲区；根据业务类型匹配相应的封装类型，再根据封装类型从数据缓冲区中读取第二业务数据；将第二业务数据分配至对应的时隙通道。本发明根据光通路数据单元帧设置相应的数据缓冲区，将第一业务数据先写入数据缓冲区中，再根据业务类型和封装类型从数据缓冲区中读取第二业务数据并分配至对应的时隙通道，从而在光传输中实现了多种业务类型的灵活配置，有利于低速业务向高速时隙通道的分配和封装，可以广泛应用于光通信技术领域。

Description

基于光传输网络的多业务传输方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于光传输网络的多业务传输方法、系统及存储介质。

背景技术

OTN是以波分复用技术为基础，光在层组织传输为基础建立的传送网；目前定义了四种传输速率，分别是OTU4、OTU3、OTU2以及OTU1。每种传输速率的格式相同，均由4行、4080列的数据组成，高速率业务具备承载低速率业务的能力，例如OTU2业务可以承载ODU0业务、ODU1业务、ODU2业务。随着大数据业务的兴起，对于光传输通道速率的要求也越来越高，需要承载的业务类型也变得更多更复杂；单个光通路数据单元一般由多个时隙组成，且每个业务一般会占用不同的时隙，而时隙的映射是独立的，因此根据业务的速率不同可以由一个时隙或多个时隙联合传输同一个业务。如何根据不同业务的需求，灵活配置传输方式，是当前急需解决的技术问题。

发明内容

为至少解决现有技术中存在的技术问题之一，本发明的目的在于提供基于光传输网络的多业务传输方法、系统及存储介质。

根据本发明实施例的第一方面，一种基于光传输网络的多业务传输方法，包括以下步骤：

获取光通路数据单元帧，并通过识别所述光通路数据单元帧得到时隙通道数量；

根据所述时隙通道数量设置数据缓冲区；所述数据缓冲区由异步先入先出队列单元组成；

获取端口时隙映射表和第一业务数据，根据所述端口时隙映射表将所述第一业务数据写入所述数据缓冲区；

获取业务类型，根据所述业务类型匹配相应的封装类型，从而根据所述封装类型从所述数据缓冲区中读取第二业务数据；

根据所述端口时隙映射表将所述第二业务数据分配至对应的时隙通道。

进一步，所述异步先入先出队列单元的数量与所述时隙通道数量相同。

进一步，所述获取端口时隙映射表和第一业务数据，根据所述端口时隙映射表将所述第一业务数据写入所述数据缓冲区这一步骤包括：

获取所述端口时隙映射表和所述第一业务数据；

获取所述数据缓冲区中所述异步先入先出队列单元的阈值；所述阈值包括上阈值、下阈值；

检测所述异步先入先出队列单元的水线变化，得到所述水线值；

将所述水线值与所述阈值进行比对，根据比对结果对组帧操作进行正负调整，得到组帧数据；

根据所述端口时隙映射表将所述组帧数据写入所述数据缓冲区。

进一步，所述将所述水线值与所述阈值进行比对，根据比对结果对组帧操作进行正负调整，得到组帧数据这一步骤包括：

当所述比对结果为所述水线值大于所述上阈值，则执行所述组帧操作时需要在所述异步先入先出队列单元的负调整位置填充有效字段。

当所述比对结果为所述水线值小于所述下阈值，则执行所述组帧操作时无需填充。

根据本发明实施例的第二方面，一种基于光传输网络的多业务传输系统，包括以下模块：

初始模块，用于获取光通路数据单元帧，并通过识别所述光通路数据单元帧得到时隙通道数量；

设置模块，用于根据所述时隙通道数量设置数据缓冲区；所述数据缓冲区由异步先入先出队列单元组成；

写入模块，用于获取端口时隙映射表和第一业务数据，根据所述端口时隙映射表将所述第一业务数据写入所述数据缓冲区；

读取模块，用于获取业务类型，根据所述业务类型匹配相应的封装类型，从而根据所述封装类型从所述数据缓冲区中读取第二业务数据；

分配模块，用于根据所述端口时隙映射表将所述第二业务数据分配至对应的时隙通道。

进一步，所述写入模块包括以下单元：

初始单元，用于获取所述端口时隙映射表和所述第一业务数据；

阈值单元，用于获取所述数据缓冲区中所述异步先入先出队列单元的阈值；所述阈值包括上阈值、下阈值；

检测单元，用于检测所述异步先入先出队列单元的水线变化，得到所述水线值；

处理单元，用于将所述水线值与所述阈值进行比对，根据比对结果对组帧操作进行正负调整，得到组帧数据；

写入单元，用于根据所述端口时隙映射表将所述组帧数据写入所述数据缓冲区。

根据本发明实施例的第三方面，一种基于光传输网络的多业务传输系统，包括以下装置：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于写入少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如第一方面所述的方法。

根据本发明实施例的第四方面，一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现第一方面所述的方法。

本发明的有益效果是：根据光通路数据单元帧设置相应的数据缓冲区，将第一业务数据先写入数据缓冲区中，再根据业务类型和封装类型从数据缓冲区中读取第二业务数据并分配至对应的时隙通道，从而在光传输中实现了多种业务类型的灵活配置，有利于低速业务向高速时隙通道的分配和封装。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或者现有技术中的技术方案，下面对本发明实施例或者现有技术中的相关技术方案附图作以下介绍，应当理解的是，下面介绍中的附图仅仅为了方便清晰表述本发明的技术方案中的部分实施例，对于本领域的技术人员而言，在无需付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获取到其他附图。

图1是本发明实施例提供的步骤流程图；

图2是本发明实施例提供的OTUk帧映射结构图；

图3是本发明实施例提供的ODUk成帧结构图；

图4是本发明实施例提供的负调整过程示意图；

图5是本发明实施例提供的负调整过程示意图；

图6是本发明实施例提供的负调整过程示意图；

图7是本发明实施例提供的正调整过程示意图；

图8是本发明实施例提供的正调整过程示意图；

图9是本发明实施例提供的模块连接图；

图10是本发明实施例提供的装置连接图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

首先，对本发明实施例中涉及的相关名词术语进行介绍和说明：

OTN：也称为光传送网，英文全称为Optical Transport Network，是网络的一种类型，具体指在光域内实现业务信号的传送、复用、路由选择、监控，并且保证其性能指标和生存性的传送网络。

FPGA：也称为现场可编辑逻辑门阵列，英文全称为Field Programmable GateArray，是在PAL、GAL等可编程器件的基础上进一步发展的产物，其作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

FIFO：英文全称为First In First Out，即先入先出队列。

ODUk：英文全称为Optical channel Payload Unit-k，即光通路数据单元。

OTUk：即光通路帧结构。

PT：英文全称为Payload Type，即负载类型。

Ts_Fifo：即时隙内容对应的FIFO。

成帧：成帧技术是一种用来在一个比特流内分配或标记信道的技术，为传输提供选择基本的时隙结构和管理方式、错误隔离和分段传输协议的手段。两个计算机或设备之间的点到点的连接中包括连接线,在这根连接线中数据作为位流传输。

CBR10G：英文全称为10G Constant Bit Rate；具体指10Gbit的传输速率。

以及，部分出现于本发明中名词的英文全称：

OPU：Optical channel Payload Unit。

AMP：Asynchronous Mapping Procedure。

BMP：Bit-synchronous Mapping Procedure。

JC：Justification Control。

NJO：Negative Justification Opportunity。

PJO：Positive Justification Opportunity。

本发明实施例提供了一种基于光传输网络的多业务传输方法，该方法可应用于终端中，也可应用于服务器中，还可以是运行于终端或服务器中的软体。终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等，但并不局限于此。服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。参照图1，该方法包括以下步骤S100～S500：

S100、获取光通路数据单元帧，并通过识别所述光通路数据单元帧得到时隙通道数量。

S200、根据所述时隙通道数量设置数据缓冲区；所述数据缓冲区由异步先入先出队列单元组成；需要说明的是，异步先入先出队列单元的数量与所述时隙通道数量相同。

S300、获取端口时隙映射表和第一业务数据，根据所述端口时隙映射表将所述第一业务数据写入所述数据缓冲区。

在部分优选实施例中，步骤S300可以通过以下子步骤实现：

S301、获取所述端口时隙映射表和所述第一业务数据；

S302、获取所述数据缓冲区中所述异步先入先出队列单元的阈值；所述阈值包括上阈值、下阈值；

S303、检测所述异步先入先出队列单元的水线变化，得到所述水线值；

S304、将所述水线值与所述阈值进行比对，根据比对结果对组帧操作进行正负调整，得到组帧数据；当所述比对结果为所述水线值大于所述上阈值，则执行所述组帧操作时需要在所述异步先入先出队列单元的负调整位置填充有效字段；当所述比对结果为所述水线值小于所述下阈值，则执行所述组帧操作时无需填充；

S305、根据所述端口时隙映射表将所述组帧数据写入所述数据缓冲区。

S400、获取业务类型，根据所述业务类型匹配相应的封装类型，从而根据所述封装类型从所述数据缓冲区中读取第二业务数据。

S500、根据所述端口时隙映射表将所述第二业务数据分配至对应的时隙通道。

本发明根据光通路数据单元帧设置相应的数据缓冲区，将第一业务数据先写入数据缓冲区中，再根据业务类型和封装类型从数据缓冲区中读取第二业务数据并分配至对应的时隙通道，从而在光传输中实现了多种业务类型的灵活配置，有利于低速业务向高速时隙通道的分配和封装；此外，基于FPGA的高速处理特性，还能够节省芯片运算资源。

首先，对本发明的应用基础作如下说明，

因为在光传输业务中涉及多种类型，因此本发明以ODU2为例进行统一描述：

参照图2，所示为根据本发明实施例提供的OTUk帧映射结构图，ODUk成帧方式支持AMP映射、BMP映射、GMP映射三种方式。当业务为CBR时，可采用AMP映射或BMP映射方式封装到ODUk(L)；当业务为ODUk-1时，ODTUGk(PT＝21)或ODTUGk(PT＝20)映射到ODUk(H)；当业务为ODU0时，按照GMP映射方式，通过ODTUk.1时隙映射到ODUk(H)。映射方式如下图所示。当业务为ODUflex时，按照GMP模式进行映射，通过ODTUk.ts时隙映射到ODUk(H).

参照图3，所示为根据本发明实施例提供的ODUk成帧结构图，

ODUk帧由n个1.25Gbit/s时隙组成，在本发明中每个时隙对应一个异步FIFO缓存，共n个FIFO存储业务数据。当ODUk低阶成帧数据需要向高阶组帧时，按照端口与时隙映射表的关系，完成业务通道数据的存储；为方便描述，以ODU2为例对业务的映射过程进行表述：

当业务为CBR10G时，业务数据每8个字节对应一个FIFO进行存储，共使用n个FIFO，只能封装1个CBR10G业务；

当业务为ODU1时，业务的位宽为16bit，2个字节，将2个字节对应2个FIFO进行存储，最多可以封装4个ODU1业务；

当业务为ODU0时，业务的位宽为8bit，1个字节，将1个字节对应一个FIFO进行存储，最多可以封装8个ODU0业务。采用该方式还可以支持ODU1、ODU0同时封装，采用端口时隙映射表可以分配到对应的时隙中。

在组帧的过程中，通过监测FIFO的水线变化对OTU2组帧时进行正负调整，当FIFO的水线值超上限值时，在组帧时需要在负调整位置多填充一个有效字段来增加传输的速度防止FIFO上溢出；当FIFO的水线值超下限值时，在组帧时需要在负调整和正调整位置不填充数据，来减少传输的速度防止FIFO下溢出；在调整字段的同时，其他FIFO的读出顺序也需要进行调整。

当存储业务为CBR10G且将负载类型(PT)设置为2时，异步映射过程如下：

首先对负调整形式进行表述，64bit数据按照8个字节存储在8个FIFO中，nj_ts_fifo为负调整时编号，ts_fifo[n]编号分别设定为n，(n＝0、1、2....7)；假设64bit数据为64’h11_22_33_44_55_66_77。

ts_fifo[n]的初始值如图4所示：

nj_ts_fifo赋值为3'h0；

ts_fifo[0]赋值为3'h0；ts_fifo[1]赋值为3'h1；ts_fifo[2]赋值为3'h2；ts_fifo[3]赋值为3'h3；ts_fifo[4]赋值为3'h4；ts_fifo[5]赋值为3'h5；ts_fifo[6]赋值为3'h6；ts_fifo[7]赋值为3'h7。

如果存在负调整，则在负调整位置填充有效数据，此时需要将编号为0的数据11读出放置在负调整的位置，后续的64bit数据发生相应的调整，具体过程如图5所示。

负调整位置编号为0(ts_fifo[0])，后面排列顺序依次为(1，2，3，4，5，6，7，0)，对应的ts_fifo编号(ts_fifo[1]，ts_fifo[2]，ts_fifo[3]，ts_fifo[4]，ts_fifo[5]，ts_fifo[6]，ts_fifo[7]，ts_fifo[0])；在此基础上下一帧再次发生负调整时，此时需要将编号为1的数据22读出放置在负调整的位置，发生如图6所示的变化。

负调整位置编号为1(ts_fifo[1])，后面排列顺序依次为(2，3，4，5，6，7，0，1)，对应的ts_fifo编号(ts_fifo[2]，ts_fifo[3]，ts_fifo[4]，ts_fifo[5]，ts_fifo[6]，ts_fifo[7]，ts_fifo[0]，ts_fifo[1])。

在负调整位置，需要进行负调整排序，按照如下顺序进行调整。

nj_ts_fifo赋值为ts_fifo[0]；

ts_fifo[0]赋值为ts_fifo[1]；ts_fifo[1]赋值为ts_fifo[2]；ts_fifo[2]赋值为ts_fifo[3]；ts_fifo[3]赋值为ts_fifo[4]；ts_fifo[4]赋值为ts_fifo[5]；ts_fifo[5]赋值为ts_fifo[6]；ts_fifo[6]赋值为ts_fifo[7]；ts_fifo[7]赋值为ts_fifo[0]。

而在初始化的基础上进行正调整时，正调整位置不填充有效数据，后面排列顺序依次为(x，0，1，2，3，4，5，6)，后续对应的ts_fifo编号(ts_fifo[7]，ts_fifo[0]，ts_fifo[1]，ts_fifo[2]，ts_fifo[3]，ts_fifo[4]，ts_fifo[5]，ts_fifo[6])，如图7所示。

在此基础上再次进行正调整时，正调整位置不填充有效数据，后面排列顺序依次为(x，7，0，1，2，3，4，5)，后续对应的ts_fifo编号(ts_fifo[6]，ts_fifo[7]，ts_fifo[0]，ts_fifo[1]，ts_fifo[2]，ts_fifo[3]，ts_fifo[4]，ts_fifo[5])，如图8所示。

在正调整位置，需要进行正调整排序，按照如下顺序进行调整。

ts_fifo[0]赋值为ts_fifo[7]；ts_fifo[1]赋值为ts_fifo[0]；ts_fifo[2]赋值为ts_fifo[1]；ts_fifo[3]赋值为ts_fifo[2]；ts_fifo[4]赋值为ts_fifo[3]；ts_fifo[5]赋值为ts_fifo[4]；ts_fifo[6]赋值为ts_fifo[5]；ts_fifo[7]赋值为ts_fifo[6]；FIFO读使能的产生：

在负调整位置，需要进行负调整时，fifo_rden[nj_ts_fifo]设置为1；

在正调整位置，需要进行正调整时，fifo_rden[ts_fifo[0]]设置为0；

fifo_rden[ts_fifo[1]]赋值为1；fifo_rden[ts_fifo[2]]赋值为1；fifo_rden[ts_fifo[3]]赋值为1；fifo_rden[ts_fifo[4]]赋值为1；fifo_rden[ts_fifo[5]]赋值为1；fifo_rden[ts_fifo[6]]赋值为1；fifo_rden[ts_fifo[7]]赋值为1；其余位置，fifo_rden设置为8’hff。

参照图9，本发明还提供了一种基于光传输网络的多业务传输系统，包括以下模块：

初始模块901，用于获取光通路数据单元帧，并通过识别所述光通路数据单元帧得到时隙通道数量。

设置模块902，与初始模块901连接实现交互，用于根据所述时隙通道数量设置数据缓冲区；所述数据缓冲区由异步先入先出队列单元组成；所述异步先入先出队列单元的数量与所述时隙通道数量相同。

写入模块903，与设置模块902连接实现交互，用于获取端口时隙映射表和第一业务数据，根据所述端口时隙映射表将所述第一业务数据写入所述数据缓冲区；

在部分优选实施例中，写入模块903可以由以下子单元构成：

读取模块904，与写入模块903连接实现交互，用于获取业务类型，根据所述业务类型匹配相应的封装类型，从而根据所述封装类型从所述数据缓冲区中读取第二业务数据。

分配模块905，与读取模块904连接实现交互，用于根据所述端口时隙映射表将所述第二业务数据分配至对应的时隙通道。

参照图10，本发明还提供了一种基于光传输网络的多业务传输系统，包括以下装置：

至少一个处理器1001。

至少一个存储器1002，用于写入至少一个程序。

当至少一个程序被至少一个处理器1001执行，使得至少一个处理器1001实现如图1所示的方法。

需要说明的是，图1所示的方法实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与图1所示的方法实施例相同，并且达到的有益效果与图1所示的方法实施例所达到的有益效果也相同。

本申请实施例还公开了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存介质中。计算机设备的处理器可以从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行图1所示的方法。

需要说明的是，图1所示的方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与图1所示的方法实施例相同，并且达到的有益效果与图1所示的方法实施例所达到的有益效果也相同。

可以理解的是，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种基于光传输网络的多业务传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据所述端口时隙映射表将所述第二业务数据分配至对应的时隙通道；

所述获取端口时隙映射表和第一业务数据，根据所述端口时隙映射表将所述第一业务数据写入所述数据缓冲区这一步骤包括：

获取所述端口时隙映射表和所述第一业务数据；

检测所述异步先入先出队列单元的水线变化，得到水线值；

根据所述端口时隙映射表将所述组帧数据写入所述数据缓冲区；

当所述比对结果为所述水线值大于所述上阈值，则执行所述组帧操作时需要在所述异步先入先出队列单元的负调整位置填充有效字段；

2.根据权利要求1所述的基于光传输网络的多业务传输方法，其特征在于，所述异步先入先出队列单元的数量与所述时隙通道数量相同。

3.一种基于光传输网络的多业务传输系统，其特征在于，包括以下模块：

分配模块，用于根据所述端口时隙映射表将所述第二业务数据分配至对应的时隙通道；

所述写入模块包括以下单元：

检测单元，用于检测所述异步先入先出队列单元的水线变化，得到水线值；

4.根据权利要求3所述的基于光传输网络的多业务传输系统，其特征在于，所述异步先入先出队列单元的数量与所述时隙通道数量相同。

5.一种基于光传输网络的多业务传输系统，其特征在于，包括以下装置：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于写入至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-2中任一项所述的基于光传输网络的多业务传输方法。

6.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的程序，其特征在于，所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于实现如权利要求1-2中任一项所述的基于光传输网络的多业务传输方法。