CN1140072C

CN1140072C - 一种基于64Kbps数据交换的SDH开销处理装置

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Publication number: CN1140072C
Application number: CNB991230876A
Authority: CN
Inventors: 毅赵; 赵毅; 倪春
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2004-02-25
Anticipated expiration: 2019-12-10
Also published as: CN1273464A

Abstract

一种基于64Kbps数据交换的开销处理装置，包括64Kbps数据交换模块、光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块；64Kbps数据交换模块向另外三个模块发送时钟和帧脉冲，并通过2M数据线与这三个模块通讯。64Kbps数据交换模块用专用大规模交换芯片及辅助电路实现；光电处理模块包括双端口缓存处理器和光电处理单元；数据、音频处理模块包括接口电路和数据、音频处理单元。本发明电路连接简单，容量大，能做到完全无阻塞交叉，并具有灵活的扩充接口。

Description

一种基于64Kbps数据交换的SDH开销处理装置

本发明涉及光传输系统，具体地说，涉及SDH(Synchronous DigitalHierarchy同步数字体系)中具有SDH帧结构的开销处理。

在SDH中，SDH传输帧结构中含有丰富的开销字节，可以供用户进行维护、管理、控制等操作，也可充分利用尚未定义的字节进行数据、音频等信息的传送，满足用户对额外业务的需求，开销处理在SDH传输系统中占有重要的地位。传统的SDH开销处理装置如图1所示，包括光电处理模块、数据处理模块、音频处理模块和开销交叉处理模块，光电处理模块外接光纤，数据处理模块和音频处理模块外接用户接口，光电、数据、音频处理模块都和开销交叉处理模块相连。光电处理模块将各光方向上的开销信号送到开销交叉处理模块进行统一处理，每个光电处理模块负责处理一个光方向上的开销信号。开销交叉处理模块包括交叉处理单元、双端口缓存处理器和接口电路。由于交叉处理单元只能对统一相位的信号进行交叉处理，而各个光方向上的信号之间必然存在相位差，因此需要有一个双端口缓存处理器对从光电处理模块得到的信号进行缓存以调整到统一的相位。接口电路的功能主要是进行串/并转换，与数据处理模块和音频处理模块相连。在开销交叉处理模块中，交叉处理单元是用可编程器件来实现开销信号的交叉、直通、提取和插入操作的，如FPGA(Field Programmable GateArray现场可编程门阵列)或EPLD(Erasable programmable logic device)电路，其中多用FPGA电路实现。传统的开销处理装置存在下列不足：1、每个光电处理模块或数据、音频处理模块均有多根数据线与开销交叉提取模块相连，故电路连接复杂；2、由于开销信号的交叉、直通、提取和插入需要占用大量的FPGA资源，所以用FPGA实现的交叉处理单元交叉容量小，且难以做到完全无阻塞的交叉处理；3、因为每个模块都只有特定的接口，所以接口扩充的灵活性差，光电处理模块与数据、音频处理模块间不兼容。如果要做到接口兼容，在每个接口都需要用一组专用的通讯线，每增加一个光电处理模块或数据、音频处理模块，都要增加这组线，操作起来很复杂，不方便。

本发明的目的是提出一种电路连接简单，大容量，能做到完全无阻塞交叉，并具有灵活扩充接口的基于64Kbps数据交换的SDH开销处理装置。

本发明提出一种基于64Kbps数据交换的SDH开销处理装置，包括64Kbps数据交换模块、光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块；64Kbps数据交换模块向光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块发送时钟和帧脉冲信号，并通过2M数据线与上述三个模块相连。

上面所述的64Kbps数据交换模块是用专用大规模交换芯片及其辅助电路实现的；所述的每个光电处理模块包括两个双端口缓存处理器和光电处理单元；双端口缓存处理器的读写时钟是5.184MHZ和2.048MHZ。

上面所述的数据处理模块包括接口电路和数据处理单元；音频处理模块包括接口电路和音频处理单元。

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

图1是传统的SDH开销处理装置结构示意图；

图2是本发明所提出的SDH开销处理装置结构示意图；

图3是光电处理模块示意图；

图4是64Kbps数据交换模块示意图；

图5是数据和音频处理模块示意图。

图1在前面部分已经做过说明。如图2所示，开销处理装置包括64Kbps数据交换模块、光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块；64Kbps数据交换模块向光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块发送时钟和帧脉冲信号，并通过2M数据线与上述三个模块进行通讯。每个光电处理模块包括两个双端口缓存处理器和光电处理单元；数据处理模块包括接口电路和数据处理单元；音频处理模块包括接口电路和音频处理单元。

先介绍一下本发明装置各组成模块的功能和作用。如图3所示，光电处理模块包括光/电、电/光转换部分，净荷处理部分，开销处理部分和双端口缓存处理器，主要负责进行光/电和电/光转换以及开销信号的分离与合成。光/电、电/光转换部分处理的是155Mbps、622Mbps或2.5Gbps的标准SDH信号，它把光纤送来的光信号进行光/电转换，然后送入净荷及开销处理部分。净荷及开销处理是对SDH帧信号的处理，将用于管理和维护的开销从SDH帧结构中提取出来，将净荷信号进行串并和并串转换，并提取出5.184Mbps的开销信号送入双端口缓存处理器。开销信号也可以看成是并行信号，因为在处理155Mbps的SDH帧信号时得到的是5.184Mbps的串行码流，但在处理622Mbps的SDH帧信号时得到的是4个5.184Mbps的并行码流，处N理2.5Gbps的SDH帧信号时得到的是16个5.184Mbps的码流。在双端口缓存处理器中，从5.184Mbps的开销码流中提取32个64Kbps的字节，变成2.048Mbps的信号。传统的开销处理装置是将5.184Mbps的开销码流直接送给交叉处理模块，为了能进行交叉处理，需要在交叉处理模块对各光电处理模块的数据进行相位对齐，即需要多个双端口缓存处理器进行相位对齐，本发明将双端口缓存处理器移到了光电处理模块上实现。与前面相对应的过程是将处理后的开销信号经双端口缓存处理器进行速率调整后与净荷信号一起合成SDH帧信号，而后转换成光信号通过光纤送往其它站点。

双端口缓存处理器主要进行相位调整和速率的转换。利用64Kbps数据交换模块送来的2.048MHZ的时钟信号对开销处理部分送出的5.184Mbps的信号进行速率和相位的适配，再送数据交换模块。双端口缓存处理器允许读写时钟不同步，本发明的装置中读写时钟是5.184MHZ和2.048MHZ，即从81个64Kbps开销字节提取32个64Kbps字节，或将32个64Kbps字节插入到81个64Kbps字节的码流中，利用缓存及读写时钟不同步来达到相位调整和速率的转换的目的。所有的双端口缓存处理器统一由数据交换模块送来的帧脉冲和时钟进行相位和速率的调整，以便于以相同的相位进行交换处理。提取电路和插入电路是独立的，因此每个光电处理模块包括两个独立的双端口缓存处理器。

64Kbps数据交换模块采用专用大规模交换芯片及其辅助电路实现。如图4所示，数据交换模块包含了串/并，并/串的功能，输入、输出是标准的2Mbps数据信号，含32个64Kbps的时隙，能作到真正无阻塞的交叉，直通，提取和插入处理。在传统的开销处理装置中，用FPGA实现的交叉处理部分受到容量的限制，因为交叉处理需要占用大量的FPGA资源，如果要做到大容量交叉，则必须使用多个FPGA芯片，不但使结构更加复杂，而且难以做到无阻塞交叉；本发明的贡献是将交换领域的用于时隙交换的专用大规模交换芯片引入SDH开销处理的交叉处理中，这不但可以很好地解决交叉容量的限制，更可以做到无阻塞的交叉处理。目前使用的专用大规模交换芯片有MT8985(可以做到128×128个64K的无阻塞交叉)、MT8986(可以做到256×256个64K的无阻塞交叉)、MT8980(可以做到256×256个64K的无阻塞交叉)，处理能力更强的MT90820能做到2048×2048个64K的无阻塞交叉，这不但大大提高了交叉处理的容量更提高了交叉处理的质量。专用大规模交换芯片的数据线是标准的2Mbps的HW(Highway)信号线，开销信号经过双端口缓存处理器后成为相位统一的2.048Mbps的数据码流，进入交换芯片。如果将2Mbps的码流速度进行提升，如提升到4Mbps或8Mbps，交叉处理的容量可以进一步扩大，而系统仅需将双端口缓存处理器的2MHZ时钟提升到4MHZ或8MHZ，因此系统的升级是非常方便的。

图5是数据和音频处理模块示意图。如图5所示，数据处理模块和音频处理模块都包括串/并、并/串电路和用户接口。串/并转换电路完成串/并转换功能，将2.048Mbps的串行信号转换成64Kbps的并行信号，然后传给相应的用户接口；数据处理模块输出到数据接口，音频处理模块输出到模拟接口。串/并转换电路的读写时钟是同步的，数据和音频处理模块的工作时钟都是由数据交换模块提供的。传统的开销处理装置中，数据、音频处理模块与数据交换模块的通讯是5.184Mbps的数据码流，本发明中为2.048Mbps。它们的速率主要由光电处理模块与数据交换模块的速率来决定，为了提高兼容性，它们的接口速率设计成与光电处理模块的接口速率一致。由于数据交换模块对各种来源的信号是平等对待的，所以各个光电处理模块上的信号可以直接交叉到数据或音频处理模块；同样，数据或音频处理模块的信号可以通过数据交换模块直接送到各光电处理模块，通过SDH的光信号进行传输，为用户提供各种灵活的音频业务和数据业务。数据处理单元和音频处理单元分别处理利用开销字节为用户提供的额外的数据业务和音频业务。它以64K为最小单位进行处理，必要时可将多个64K的开销信号合并使用，为用户提供高速接口。

本发明将交换机中的时隙交换原理引入到SDH的开销处理中，采用专用大规模交换芯片对SDH开销信号进行处理。本发明将原来在开销交叉处理模块中的双端口缓存处理器移到光电处理模块实现，将接口电路移到数据处理模块和音频处理模块上实现。一方面减轻了开销交叉处理模块的负担，另一方面，使开销交叉处理模块和光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块之间的通讯采用相同速率和格式的2Mbps数据码流。对64Kbps数据交换模块而言，各模块送来的2Mbps数据码流是平等的，在内部的交叉、直通、提取、插入等处理是同等对待的。光电处理模块送来的码流中含有所需要提取的开销字节，在64Kbps数据交换模块交叉处理后通过2Mbps的HW线送到数据处理模块和音频处理模块，数据处理模块和音频处理模块再从2Mbps码流中提取这些开销字节并按用户所要求的接口特性进行转换。反之，用户接口提供的各种数据送到数据处理模块和音频处理模块后，转换并插入到2Mbps的码流中，再经过64Kbps数据交换模块交叉后送到相应方向上的双端口缓存处理器，经过速率转换然后通过光电处理单元送到光纤上。

由于本发明的装置中光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块与64Kbps数据交换模块之间的通讯均采用相同速率和格式的2Mbps的HW线，因此简化了电路连接结构。正是因为各模块与64Kbps数据交换模块之间的通讯均采用相同的方式，使得本发明装置具有灵活的扩展接口，光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块之间相互兼容，在接口扩展时具有极大的灵活性。另外，因为采用专用大规模交换芯片来处理开销信号，所以可以实现完全无阻塞的交叉、直通、提取和插入处理，而且处理容量也大大增加。例如，如果使用专用大规模交换芯片MT90820，在系统时钟为2MHZ的情况下，本开销处理装置最多可以提供多达16个方向的无阻塞交叉，即可以同时处理的光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块的数目可达16个；最多可处理16个光方向上的开销信号，提供256个开销字节在本站上下，足以满足用户的需求。

Claims

1.一种基于64kbps数据交换的SDH开销处理装置，其特征在于：包括64kbps数据交换模块、光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块；64kbps数据交换模块向光电处理模块、数据处理模块和音频处理模块发送时钟和帧脉冲信号，并通过2M数据线与上述三个模块相连；所述的64kbps数据交换模块是用专用大规模交换芯片及其辅助电路实现的；所述的每个光电处理模块包括两个双端口缓存处理器和光电处理单元。

2.如权利要求1所述的一种基于64kbps数据交换的SDH开销处理装置，其特征在于：所述的双端口缓存处理器的读写时钟是5.184MHZ和2.048MHZ。