CN114567828B - Osu业务交叉复用到opuk的方法、装置及系统 - Google Patents

Osu业务交叉复用到opuk的方法、装置及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法、装置及系统；属于OSU领域，首先获取获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；然后根据需求信息计算每个OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据传输信息计算OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；最后根据第一数量和第二数量为每个OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为OPUK的空闲位置。本申请技术方案根据每个OSU业务的第一数量以及OPUK的净荷的空闲位置的第二数量对空闲位置进行分配，这样每均匀分配一个OSU业务，都可以得到剩余的空闲位置的数量，进而根据剩余的空闲位置为其余的OSU业务均匀分配位置，以使每个OSU业务需要的空闲位置都能均匀分配为OPUK的净荷中。

Description

OSU业务交叉复用到OPUK的方法、装置及系统
技术领域
本发明涉及OSU领域，特别地，涉及一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法、装置及系统。
背景技术
当前随着SDH的逐步退网，OTN即将全面替代SDH网络，实现对5G、专线、DCI(数据中心互联)和视频等业务的综合承载。因此OTN在从骨干网向城域网的边缘延伸。与骨干网相比，城域网的汇聚和接入层节点数量众多，且业务面临多样化，因此对OTN设备业务适配灵活性要求更高，并且对设备成本非常敏感。现有的分组增强型OTN技术虽然具备高品质的优势，但是为了支持分组和小颗粒业务，采用了分组、VC(virtual container，虚拟容器)、ODU(optical data unit，光数据单元)多平面叠加的方式实现。现有方案存在多平面叠加技术复杂、运维管理复杂、实现成本高等问题。
针对以上需求和存在的问题，联合业界主要通信设备厂商、运营商和研究机构，提出了以光业务单元(optical service unit，OSU)为核心的、面向城域优化的光传送网技术体系，该体系的目标是提供低成本、低时延、低功耗的以城域应用为主的综合业务承载方案，引入了具备灵活带宽调整能力的OSU技术，可以弥补OTN技术的短板，在OSU技术中，利用OSU承载分组业务，需要将OSU业务复用到OPUk中，实现的方式可以通过FPGA完成，然而由于FPGA无法感知OSU业务带宽的变动，不能够实时有效的满足OSU带宽调整的需要。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法、装置及系统，以解决由于FPGA无法感知OSU业务带宽的变动，不能够实时有效的满足OSU带宽调整的需要的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
第一方面，
一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法，包括以下步骤：
获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；
根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；
根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置。
进一步地，所述需求信息包括客户业务速率、客户业务频偏、OSU帧长、OSU净荷长度、OSU基准速率和OSU基准速率频偏；
所述根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量的计算公式如下：
进一步地，所述传输信息包括OPU净荷速率、OPU净荷速率频偏和OSU基准速率；
所述根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量的计算公式如下：
进一步地，所述根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，包括：
将OSU业务按照其对应的第一数量由大到小排序，并按照所述排序为目标OSU业务交叉分配空闲位置；
若所述目标OSU业务为排序中第一个OSU业务，则将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在第二数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。
进一步地，若所述目标OSU业务不是排序中第一个OSU业务，将第二数量的空闲位置减去排序在所述目标业务之前的所有OSU业务的第一数量得到第三数量的空闲位置；
将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在所述第三数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。
进一步地，采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在第二数量的空闲位置，和/或，采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在所述第三数量的空闲位置。
第二方面，
一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的装置，包括：
信息获取模块，用于获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；
数量计算模块，用于根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；
交叉分配模块，用于根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置。
第三方面，
一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的系统，包括：
FPGA，用于将OSU业务交叉复用到OPUK中；
CPU，包括ODUK交叉复用管理模块，所述ODUK交叉复用管理模块用于执行权利要求1-6任一项所述的方法，所述CPU通过所述ODUK交叉复用管理模块与所述FPGA连接。
有益效果：
本申请技术方案提供一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法、装置及系统；首先获取获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；然后根据需求信息计算每个OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据传输信息计算OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；最后根据第一数量和第二数量为每个OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为OPUK的空闲位置。本申请技术方案根据每个OSU业务的第一数量以及OPUK的净荷的空闲位置的第二数量对空闲位置进行分配，这样每均匀分配一个OSU业务，都可以得到剩余的空闲位置的数量，进而根据剩余的空闲位置为其余的OSU业务均匀分配位置，以使每个OSU业务需要的空闲位置都能均匀分配为OPUK的净荷中。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的装置结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的系统结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种ODUK交叉复用模块结构示意图；
图5是本发明实施例提供的一种OSU业务新增时图3所示系统处理流程图；
图6是本发明实施例提供的一种OSU业务调整时图3所示系统处理流程图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细的描述说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。
第一实施例，参照图1，本发明实施例提供了一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法，包括以下步骤：
获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；
根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；
根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置。
本发明实施例提供的FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法；首先获取获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；然后根据需求信息计算每个OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据传输信息计算OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；最后根据第一数量和第二数量为每个OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为OPUK的空闲位置。本申请技术方案根据每个OSU业务的第一数量以及OPUK的净荷的空闲位置的第二数量对空闲位置进行分配，这样每均匀分配一个OSU业务，都可以得到剩余的空闲位置的数量，进而根据剩余的空闲位置为其余的OSU业务均匀分配位置，以使每个OSU业务需要的空闲位置都能均匀分配为OPUK的净荷中。
第二实施例，本发明提供一种具体的FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法，包括以下步骤：
获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；需求信息包括客户业务速率、客户业务频偏、OSU帧长、OSU净荷长度、OSU基准速率和OSU基准速率频偏；传输信息包括OPU净荷速率、OPU净荷速率频偏和OSU基准速率；
根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，计算公式为：
根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；计算公式如下：
根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置。将OSU业务按照其对应的第一数量由大到小排序，并按照所述排序为目标OSU业务交叉分配空闲位置；
若所述目标OSU业务为排序中第一个OSU业务，则采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在第二数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。若所述目标OSU业务不是排序中第一个OSU业务，将第二数量的空闲位置减去排序在所述目标业务之前的所有OSU业务的第一数量得到第三数量的空闲位置；
采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在所述第三数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。
本发明实施例提供的具体的FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法，根据每个OSU业务的第一数量以及OPUK的净荷的空闲位置的第二数量对空闲位置进行分配，这样每均匀分配一个OSU业务，都可以得到剩余的空闲位置的数量，进而根据剩余的空闲位置为其余的OSU业务均匀分配位置，以使每个OSU业务需要的空闲位置都能均匀分配为OPUK的净荷中。
第三实施例，本发明提供一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的装置，如图2所示，包括：
信息获取模块21，用于获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；需求信息包括客户业务速率、客户业务频偏、OSU帧长、OSU净荷长度、OSU基准速率和OSU基准速率频偏；传输信息包括OPU净荷速率、OPU净荷速率频偏和OSU基准速率。
数量计算模块22，用于根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；计算公式如下：
交叉分配模块23，用于根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置。具体地，交叉分配模块23将OSU业务按照其对应的第一数量由大到小排序，并按照所述排序为目标OSU业务交叉分配空闲位置；
若所述目标OSU业务为排序中第一个OSU业务，则交叉分配模块23采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在第二数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。
若所述目标OSU业务不是排序中第一个OSU业务，交叉分配模块23将第二数量的空闲位置减去排序在所述目标业务之前的所有OSU业务的第一数量得到第三数量的空闲位置；采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在所述第三数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。
本发明实施例提供的一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的装置，信息获取模块，获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；数量计算模块根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；交叉分配模块根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置。本发明实施例提供的装置根据每个OSU业务的第一数量以及OPUK的净荷的空闲位置的第二数量对空闲位置进行分配，这样每均匀分配一个OSU业务，都可以得到剩余的空闲位置的数量，进而根据剩余的空闲位置为其余的OSU业务均匀分配位置，以使每个OSU业务需要的空闲位置都能均匀分配为OPUK的净荷中。
第四实施例中，本发明实施例提供一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的系统，如图3所示，包括：
FPGA，用于将OSU业务交叉复用到OPUK中；
CPU，包括ODUK交叉复用管理模块，所述ODUK交叉复用管理模块用于执行第一实施例或第二实施例的方法，所述CPU通过所述ODUK交叉复用管理模块与所述FPGA连接。
如图4所示，为实现自动计算调整后的OSU交叉复用到OPUk的复用结果本发明增加了ODUK映射管理，该模块的作用是管理ODUK带宽资源、计算OSU交叉复用到OPUK的映射结果、下发映射结果到FPGA。ODUK交叉管理模块计算前需要检查OPUK剩余带宽资源是否满是当前OPUK下所有的OSU业务，当发现OPUK资源不能满足当前OSU业务时，需要将此情况上报给alarm告警模块,告警模块会将此情况反馈给网管平台，同时ODUK交叉管理模块返回失败，告知OSU自动连接决策模块，OSU调整失败。
作为本发明实施例一种可选的实现方式，ODUK映射管理模块计算映射结果的第一步是先确定OPUK的P值以及各OSU业务对应的C值，P值由OPUK的等级决定，以OPU0为例，OPU0对应的传输速率为1238.954Mbit/s,OSU基准速率2.6Mbit/s,根据以下公式：换算P值大约为476，同样对各OSU业务求取C值，C值的求值公式如下：
OSU业务按照上面的方式计算收会得到一个的集合OSU#i(i＝1，2，..m)，其中TPN表示当前OSU业务发送时所携带的TPN id，C值反应带宽大小，OPUK空闲的位置用PB表示。
将m路OSU#i(i＝1，2，..m)按照带宽从大到小进行排列，带宽相同的OSU按照TPN号从大到小进行排列，排序后形成一个新的集合Q，PB的位置也是一个集合A{1,2,3…,475,476},然后依次计算集合Q中每路OSU#i(i＝1，2，..m)占用的PB数量Ci在P个PB中的分布位置，其计算方式是根据复用机制中的sigma-delta算法。以OPU0为例，P＝476OSU#1客户带宽10Mbit/s换算为C值为4，根据(j*C1)mod P<C1,j＝1,…,476(j表示集合A的下标，并非集合A的值)可知OSU#1的数据被映射到OPU0中的PB位置为{119,238,357,476}，根据上面的方法，我们可以把PB的位置集合A对应的位置清0，因为这个位置已经被OSU#1占用，之后对集合A利用冒泡算法重新排序，重新排序后的集合为A{0,0,0,0,1,2,3..472}因为有4个位置已经被占用故记为0，为计算OSU#2所占用的PB位置，需要剔除集合A中0的值，此时得到新的位置集合B{1,2,3,…475}，OSU#2的C值记为C2＝3，利用上面的公式(j*C2)mod P_remain<C2,j＝1,…,472；j值是集合B的下标，从上面可知P_remain此时等于476-4＝472，计算得出下标后再从集合B从取对应的PB位置即可，之后的计算，以此类推，从而将OSU的集合Q完美地映射到OPUK的净荷中。
如图5和图6所示，新增OSU业务或者OSU业务需要调整时，先检查OPUK带宽资源是否满足OSU业务带宽调整需要，ODUK交叉复用管理模块将OSU添加到对应OPUK对应的OSU链表中。
当ODUK交叉复用模块将计算结果下发给FPGA。本发明实施例提供的系统，基于FPGA芯片通过软件技术统计各OSU业务信息，并利用排序算法以及sigma-delta算法确定各OSU业务交叉复用到光净荷单元(OPUk)精确位置的实现方法。所解决的问题是辅助FPGA通过软件的方式，可以更加灵活的将各个OSU业精确地交叉复用到ODUK对应的位置中，一方面可以节约FPGA资源，另一方面当OSU业务调整时可以更加快速以及方便地更新相关业务；FPGA实现具体的OSU到OPUK的交叉复用过程，而OSU到OPUK的映射关系表由本发明系统计算得出，得出的结果将下发给FPGA芯片，FPGA按照此关系表进行相应的OSU业务到OPUK的交叉复用。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；
根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；
根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置；
所述需求信息包括客户业务速率、客户业务频偏、OSU帧长、OSU净荷长度、OSU基准速率和OSU基准速率频偏；
所述根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量的计算公式如下：
所述传输信息包括OPU净荷速率、OPU净荷速率频偏和OSU基准速率；
所述根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量的计算公式如下：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，包括：
将OSU业务按照其对应的第一数量由大到小排序，并按照所述排序为目标OSU业务交叉分配空闲位置；
若所述目标OSU业务为排序中第一个OSU业务，则将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在第二数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：若所述目标OSU业务不是排序中第一个OSU业务，将第二数量的空闲位置减去排序在所述目标业务之前的所有OSU业务的第一数量得到第三数量的空闲位置；
将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在所述第三数量的空闲位置，以使所述目标业务中分配的任意相邻的两个位置间的位置数量相近。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在第二数量的空闲位置，和/或，采用复用机制中的sigma-delta算法将所述目标OSU业务中每个需要的位置均匀分配在所述第三数量的空闲位置。
5.一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的装置，其特征在于，包括：
信息获取模块，用于获取每个OSU业务的需求信息以及OPUK的传输信息；
数量计算模块，用于根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量，以及根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量；
交叉分配模块，用于根据所述第一数量和第二数量为每个所述OSU业务交叉分配空闲位置，以使每个OSU业务所需要的位置均匀分布为所述OPUK的空闲位置；
其中，所述需求信息包括客户业务速率、客户业务频偏、OSU帧长、OSU净荷长度、OSU基准速率和OSU基准速率频偏；
所述根据所述需求信息计算每个所述OSU业务的需要的传输位置的第一数量的计算公式如下：
所述传输信息包括OPU净荷速率、OPU净荷速率频偏和OSU基准速率；
所述根据所述传输信息计算所述OPUK的净荷的空闲位置的第二数量的计算公式如下：
6.一种FPGA实现OSU业务交叉复用到OPUK的系统，其特征在于，包括：
FPGA，用于将OSU业务交叉复用到OPUK中；
CPU，包括ODUK交叉复用管理模块，所述ODUK交叉复用管理模块用于执行权利要求1-4任一项所述的方法，所述CPU通过所述ODUK交叉复用管理模块与所述FPGA连接。
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