CN1409500A - 基于同步传输体系的传送多种类型公务信息的方法和装置 - Google Patents

基于同步传输体系的传送多种类型公务信息的方法和装置 Download PDF

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刘友义
倪春
贾名宏
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ZTE Corp
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Shanghai No 2 Research Institute of ZTE Corp
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Abstract

本发明公开了一种基于同步传输体系的传送多种类型公务信息的方法和装置，其实现方法包括以下步骤：从多个不同的光同步传输体系的段开销的E1字节、E2字节、其他的保留字节或者其结合读出数据的步骤；将所述读出的数据经过同步和交叉处理，汇集到一条HW数据线上的步骤；将一条HW线上的数据写入RAM或锁存器的缓存中的步骤；以设定的所述多种公务类型接口要求的速率分别将数据读出的步骤；将所读出的数据向多种公务接口传送的步骤；上述步骤的逆顺序的相反处理实现该方法所述多种类型公务信息的逆向传送。在不占用用户带宽的情况下，可提供的公务接口包括公务电话接口、音频接口、异步数据接口、符合G.703规范的64Kbits/S同向数据接口以及以太网数据接口。

Description

基于同步传输体系的传送多种类型公务信息的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种传送多种类型公务信息的方法和装置，尤其涉及一种基于同步传输体系(SDH)的传送多种类型公务信息的方法和装置。
背景技术
在光同步传输体系中，为了对光同步传输网络系统进行有效的维护和管理，网络运营商需要使用多种数据和话音通道传送不同种类的公务信息。这些通道包括公务电话(或勤务电话)接口，音频接口，异步数据接口，同步低速数据接口，以及当今流行的以太网数据接口等。但目前的光同步传送网络体系中，均不能全面支持以上公务信息类型；或者为了达到维护管理系统的目的，不得不使用额外的外置设备，占用主业务通道，这一方面降低了用户的带宽，另一方面还增加硬件成本和降低运行可靠性。美国专利US4449246：Orderwirecommunication system，公开了利用外置的辅助通信链路(anauxiliary communication link)实现话音和低速异步数据业务，无同步数据接口和以太网接口。美国专利US4449247：Local orderwirefacility for fiber optic communication system，公开一种公务装置，用于光纤传输系统的各个站点之间的通讯联络，使用在音频信号通道传送数据(DATA OVER VOICE)技术，实现低速数据业务的传输，无同步数据接口和以太网接口。
发明内容
本发明所要解决的技术问题的是克服现有技术中公务接口种类不全的技术问题，在此基础上提供一种实现传送多种类型公务信息的方法。
另一方面，本发明为解决现有技术中公务接口种类不全的技术问题，提供了一种传送多种类型公务信息的装置。
实现本发明所要解决的技术问题而采取的技术方案概括地说是这样实现的：
一方面，本发明的一种基于光同步传输体系(SDH)传送多种类型公务信息的方法，实现公务信息的双向传送，包括以下步骤：
从多个不同的光同步传输体系的段开销的E1字节、E2字节、其他的保留字节或者其结合读出数据的步骤；
将所述读出的数据经过同步和交叉处理，汇集到一条HW数据线上的步骤；
将一条HW线上的数据写入随机存储内存(RAM)或锁存器的缓存中的步骤；
以设定的所述多种公务类型接口要求的速率分别将数据读出的步骤；
将所读出的数据向多种公务接口传送的步骤；
上述步骤的逆顺序的相反处理实现该方法所述多种类型公务信息的逆向传送。
另一方面，本发明的一种基于光同步传输体系(SDH)的传送多种类型公务信息的装置，所述装置包括光接口处理单元101、段开销处理单元103、HW线数据速率变换单元105、多种公务接口单元107和核心控制单元109，其中：
所述光接口处理单元101用来支持多种SDH速率等级的光接口，将光信号转换成电信号，同时提取光接口电路的线路时钟基准，并进行时钟信号同步处理；
所述段开销处理单元103用来将来自光接口处理单元101的每一个光方向的光同步传输系统的段开销的E1字节、E2字节、其他的保留字节或者其组合汇集到对应的一条HW数据线上；另一方面将来自HW线上的数据信号，插入到光同步传输系统的段开销的E1或E2或其他的保留字节中；同时，还包括段开销交叉电路，对来自不同光方向的段开销和HW数据线进行交叉处理；
所述HW线数据速率变换单元105用来将来自所述段开销处理模块的HW线上的数据写入随机存储内存(RAM)或锁存器的缓存中，而以所述多种公务接口业务要求的速率将数据读出，并送往各公务接口；另一方面将来所述多种自多种公务接口单元107的数据，分别写入随机存储内存(RAM)或锁存器的缓存中，而以所述HW线规定的速率将数据读出，并汇集到所述一条HW线上；
所述多种公务接口单元107包括多种数据接口电路和模拟接口电路；
所述核心控制单元109，用来控制整个装置的所有其他电路单元的运行状态并把本装置有关信息上报给网管维护终端，同时用于和网络维护终端通讯，解释和执行网管命令；
采用本发明所述方法和装置，利用同步传输体系(SDH)自身的段开销，与现有技术相比，在不占用用户带宽和不增加额外的外置设备的情况下，增加了公务业务接口种类，可以传送多种种类的公务信息，同时提高了公务承载的集成度，节省了总体成本，提高了运行可靠性。
附图说明：
图1是本发明提供的一种传送多种类型公务信息的装置的原理框图
图2是本发明设计的一个传送多种类型公务信息的装置实施例的硬件原理框图。
图3是图2所述实施例的公务电话网管数据命令接收软件模块处理流程框图。
图4是图2所述实施例的公务电话属性配置软件模块的处理流程框图。
图5是图2所述实施例的公务呼叫处理软件模块的处理流程框图。
图6是图2所述实施例的因特网协议(IP)业务处理软件模块的原理框图。
具体实施方式
下面将结合附图，举例说明本发明的一个实施例。
该基于同步传输体系的传送多种类型公务信息的装置的实施例的硬件主要由以下几部分组成：核心控制单元109，光接口电路211，时钟同步电路213，段开销处理电路221，段开销交叉电路223，数字信号音电路215，HW线数据处理电路，数据接口电路，2线电话Z接口电路257，环路中继(TRK)接口电路259，双音多频(DTMF)收发号电路261等。本实施例中将来自不同的光同步传输体系(SDH)的段开销中的E1，E2以及其他开销字节，经过同步和交叉处理之后，汇集到一条8.192Mbits/S的HW线上，再针对不同的业务分别进行速率变换处理，通过各类接口电路，对外提供物理层和因特网协议(IP)层的公务业务。硬件组成框图如图2所示，具体如下：
核心控制单元109，控制整个装置的所有其他电路模块的运行状态并把本装置有关信息上报给网管维护终端，同时用于和网络维护终端通讯，解释和执行网管命令。
光接口电路211，支持多种SDH速率等级(包括STM-1/STM-4/STM-16/STM-64等级)的光接口，将来自光接口的信号变换成电信号，并提取光线路时钟，并产生一个时钟基准送到时钟同步电路213。在本实施例中，各种光接口电路211均提供一个8KHz的和光信号同步的时钟参考，供时钟同步电路213选择。
时钟同步电路213，根据光接口电路211中提取线路时钟参考，经过倍频、锁相和平滑处理之后，产生一个原始时钟，再根据这个原始时钟，产生各种时钟和帧头信号，分别送到段开销处理电路221，段开销交叉电路223，HW线数据处理电路，会议电话处理电路241，2线电话Z接口电路257和环路中继(TRK)接口电路259。在本实施例中，将光接口电路211来的8KHz时钟信号，经过倍频，锁相和平滑处理之后，产生77.76MHz，16.384MHz，8.192MHz，和2.048MHz的时钟信号，以及12.9nS，61nS宽度的帧头信号，其中，77.76MHz的时钟和12.9nS宽度的帧头信号被送到光接口电路211和段开销处理电路221；16.384MHz的时钟和61nS宽度的帧头信号被送到段开销交叉电路223；8.192MHz，2.048MHz的时钟和61nS宽度的帧头信号被送到HW线数据处理部分。
段开销处理电路221，把来自光接口电路211来的段开销字节汇集到一条HW数据线上(HW即highway，表示通信干路/总线)，再送到段开销交叉电路223进行交叉处理，HW数据线的数据速率可以是2.048Mbits/S、4.096Mbits/S、8.192Mbits/S或同步传输体系(SDH)可以传输的其他信号速率等级，在本实施例中HW线的数据速率为8.192Mbits/S；另一方面，把来自段开销交叉电路223的8.192Mbits/S的数据信号，插入到光线路的段开销字节中。
段开销交叉电路223，对来自不同光方向的段开销进行交叉处理，交叉到HW线数据处理电路进行处理；对来自HW线数据处理电路的数据交叉到所述核心控制单元109设置的光方向对应的段开销处理电路221，从而实现本装置各种业务的多个方向的传输。
数字信号音电路215，根据时钟同步电路213来的时钟和帧头信号，包括以下部分：用于存储将一个完整的正弦波周期信号进行PCM编码后的编码值的信号音ROM单元；用于向所述信号音ROM单元输出读地址，并向所述信号音ROM单元输出同步读取使能脉冲信号的读出地址控制单元；用于将所述信号音ROM单元读出的8bits并行编码信号变成串行信号的并/串变换单元；用于将串行信号音以标准规定的一定的断续比分配到一个固定的时隙，产生多种数字信号音。在所述核心控制单元109的控制下，经过HW线数据处理电路，发送到2线电话Z接口电路257和环路中继(TRK)接口电路259，通过该部分接口电路，实现电话呼叫接续过程中对电话用户发送不同信号音的要求。在本实施例中，可以采用如现场可编程门阵列(FPGA)技术或数字信号处理技术(DSP)等数字电路实现，构造3路电话接口的数字信号音，在核心控制单元109的控制下，能够对2线电话用户发送拨号音、忙音、和回铃音等不同的数字信号音。
HW线数据数据处理部分，该部分是传送处理多种公务业务的核心，实现不同速率的数据码流的变换，均采用块RAM或锁存器缓存技术，以8.192Mbits/S(在不引起误解的情况下，以下及图例简称为8M，4.096Mbits/S简称为4M，2.048Mbits/S简称为2M，64Kbits/S简称为64K，下同)的速率将来自HW线的数据写入RAM或锁存器缓存后，再以另外一个接口电路要求的速率读出，从而达到速率变换的目的。这部分又可以细分为以下几个单独的子电路：
1. 8M/64K速率变换电路232，通过该模块，从下行8M的HW线数据码流中提取出一个时隙，再以64K的速率读出，送到RS-232/RS-422串行数据接口电路251，实现异步串行数据的输出。将来自RS-232/RS-422串行数据接口电路251的异步采样数据，以64K速率插入到上行8M的HW线数据码流中，送到段开销交叉电路223。
2. 8M/4M速率变换电路234，通过该部分电路，将HW线中包含多个光方向(如28个光方向)的数据，变换到适合于会议处理的速率，和会议电话处理电路241相连，以便于核心控制单元109根据网管的需要实现多个方向的公务会议电话。
3. 4M/2M速率变换电路236，通过该模块电路，将来自2线电话Z接口电路257或/和环路中继(TRK)接口电路259的话音数据信号变换到适合于会议处理的速率，从而能够把本端(站)的话音和各个光方向的话音信号进行会议处理。
4. 8M/64K*N速率变换电路231，其中N≥1，该部分电路在逻辑链路层，从8M的HW线上提取出N(N≥1)个时隙，以高级数据链路控制(HDLC)协议的格式和核心控制单元109接口，实现INTERNET协议(IP)业务速率的逻辑链路层的变换处理。将来自以太网的IP数据包，经过核心控制单元109处理之后，根据数据包的目的地址，送到该子模块的一个端口，插入到上行HW线上，从而实现了IP数据包向广域网的传送。在广域数据接收方面，从本模块端口来的高级数据链路控制(HDLC)格式数据包，经过核心控制单元109的地址解释，根据数据目的地址的性质，被发送到以太网接口电路255，或者转发到其他端口。
5. 8M/256K速率变换电路233，该部分是专门为承载G.703规范的64Kbits/S同向数据接口业务设计。
会议电话处理电路241，对经8M/4M速率变换电路234变换来的4M速率数据流进行会议叠加处理。
数据接口部分，包括5路RS-232/RS-422串行数据接口电路251，接口类型由短路块和控制软件结合实现，还有一路符合G.703规范的64Kbits/S同向数据接口电路253，一个符合10BASE-T/100BASE-TX标准的以太网接口电路255。
模拟接口部分，包括模拟2线电话Z接口电路257和环路中继(TRK)接口电路259。2线电话Z接口电路257既可作电话机的接口，也可以作为音频接口使用，当一端的环路中继(TRK)接口和另一端的Z接口互连时，可以作为2个不同SDH传送子网的音频中继。
双音多频(DTMF)收发号电路261，该电路接收来自本端电话机以及光接口来的双音多频(DTMF)信号，再由核心控制单元109进行读取，在MPU的控制下，向光方向发送双音多频(DTMF)信号。
另一方面，该实施例的软件控制部分主要包括公务电话处理软件模块和因特网协议(IP)业务处理软件模块，其中，公务电话处理软件模块可以划分为3个软件子模块：网管数据命令接收模块，端口属性配置模块和公务呼叫处理模块，具体描述如下：
网管数据命令接收软件子模块，根据用户需求在网管维护终端设置各端口属性，通过应用程序将配置数据下发给核心控制单元109，按照以下步骤顺序处理：执行步骤301，根据外部的配置数据对命令进行接收；再执行步骤302，对接收的命令进行分析和检测；再步骤305，对数据进行存储。处理流程如图3所示。
端口属性配置软件子模块，核心控制单元109根据所述的配置数据，通过操作硬件或者调用相关软件处理模块将相应端口配置为设定的类型，这些处理按照以下步骤顺序处理：执行步骤401，对所述配置数据进行提取；再执行步骤403，对配置数据进行分析；再执行步骤405，判断是否将端口配置成音频接口，如果是，则执行步骤407，否则执行步骤409；执行步骤407，进行音频端口设置；执行步骤409，判断是否将端口配置成公务电话接口，若是，执行步骤411，进行公务呼叫处理，否则结束处理。处理流程如图4所示。
公务呼叫处理软件子模块，对于将端口设置为公务电话接口，调用公务电话处理软件。该子模块按照以下步骤顺序处理：执行步骤501，由外部硬件产生中断，通过读取硬件寄存器的内容，收集来自E1、E2通道、其他音频通道和话机所发的信令(信号)，并送往相应的数据缓冲区；再执行步骤503，从数据缓冲区中读取信号，并翻译成信令；再执行步骤505，接收信令，采用状态机方式进行相应处理，信令处理过程中会调用信令的发送，信号音控制和话机接续控制等其他软件子模块。处理流程如图5所示。
软件部分的IP业务处理软件模块的原理参照附图6，主要包括：本地终端网管模块616，SDH网管模块615，数据库模块611，网络配置和管理命令处理模块612，路由模块621，因特网协议(IP)包处理模块624，点对点协议(PPP)接口模块632，广域网接口模块614，以太网接口模块631，板基包(BSP)模块661和网管通讯协议处理模块651。具体如下：
本地终端网管模块616：本地终端网管使用系统提供的终端接口与便携机或本地维护台相连，主要完成在数据库中配置为空时的数据配置，工作时主要实现监视作用。
SDH网管模块615：SDH网管通过核心控制单元109的通讯端口和网管系统通讯，完成SDH网管的接入管理，SDH网管管理模块主要包括，接口协议实现、命令分析和合成等部分。
网管通讯协议处理模块651：该模块将本地终端和SDH的网管信息进行协议处理，并实现对高级链路控制(HDLC)接口驱动模块642的控制。
数据库模块611：该软件模块完成对存储在闪速存储器(FLASHMEMORY)上的系统数据的组织、存储和检索等功能。程序在启动时从数据库中读取必要的启动信息，在运行阶段从数据库中提取需要的参数并根据命令修改数据值。
网络配置和管理命令处理模块612：该软件模块完成对单个具体命令的解释执行，并返回处理结果，在完成协议处理和格式分析后将命令转化成统一的格式，并分别送往简单网络管理协议(SNMP)模块613和广域网模块614。
用户数据报协议(UDP)处理模块622：对来自简单网络管理协议(SNMP)模块613的数据进行符合UDP(用户数据报协议)处理，并送往因特网协议(IP)包处理模块624。
传输控制协议(TCP)处理模块623：对来自广域网模块614的数据进行符合TCP(传输控制协议)的处理，并送往因特网协议(IP)包处理模块624。
路由模块621：路由模块完成对路由协议的实现和管理路由表。路由模块支持静态路由和采用RIP-2的动态路由(RIP即“路由信息协议)。路由模块主要包括静态路由处理、路由信息协议(RIP)处理和路由表625的管理等部分。
因特网协议(IP)包处理模块624：该模块为数据流处理中心，完成对因特网协议(IP)包的解包、组包和分析等功能，并采用嵌入式操作系统提供的网络模块实现IP包处理。
点对点协议(PPP)接口模块——该接口模块使用核心控制单元109的多个高级链路控制协议(HDLC)端口，完成和相邻SDH网元之间的同步数据的处理、数据均流、PPP协议的处理和指导高级链路控制(HDLC)接口驱动模块642对HDLC接口的驱动。
以太网接口模块631：该接口模块使用核心控制单元109的专用以太接口，即快速以太网控制器(FEC)，连接到10BASE-T/100BASE-TX以太网接口。该模块驱动快速以太网控制器(FEC)，获取以太报文，解出IP包并传送给因特网协议(IP)包处理模块，同时反向生成以太报文。
板基包(BSP)模块661：该模块主要完成初始化功能，主要包括核心控制单元109的初始化、RAM自检、闪动存储器(FLASH MEMORY)驱动、异常检测和系统引导等。
综上所述，本实施例中，充分利用同步传输系统(SDH)的段开销字节，可以提供多个光方向的公务电话接口或音频接口，还提供点对点的模拟音频中继接口，使得两个不同光传输子网间的公务能够互通。在数据业务方面，提供5路RS-232/RS-422异步数据接口，和一路64Kbits/S速率符合G.703标准的同向数据接口，提供一个10BASE-T/100BASE-TX以太网接口，支持3个方向的IP业务内部路由。
尽管参照实施例对所公开的基于同步传输体系的传送多种类型公务信息的方法和装置进行了特别描述，本领域技术人员将能理解，在不偏离本发明的范围和精神的情况下，可以对它进行形式和细节的种种修改。因此，以上所建议的但不局限的修改都在本发明的范围之内。

Claims (16)

1、一种基于同步传输体系传送多种类型公务信息的方法，实现公务信息的双向传送，包括以下步骤：
从多个不同的光同步传输体系的段开销的E1字节、E2字节、其他的保留字节或者其结合读出数据的步骤；
将所述读出的数据经过同步和交叉处理，汇集到一条HW数据线上的步骤；
将一条HW线上的数据写入随机存储内存或锁存器的缓存中的步骤；
以设定的多种公务类型接口要求的速率分别将数据读出的步骤；
将所读出的数据向多种公务接口传送的步骤；
上述步骤的逆顺序的相反处理过程实现该方法所述多种类型公务信息的逆向传送。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于将所述读出的数据经过同步和交叉处理，汇集到一条HW数据线上的步骤中还包括以下步骤：
产生多种2线模拟电话的数字信号音的步骤。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：
接收来自本端的电话机以及光接口的双音多频信号，并向光方向发送双音多频信号的步骤。
4、根据权利要求1、2或3其中任一所述的方法，其特征在于所述将所读出的数据向多种公务接口传送的步骤进一步包括以下步骤：
将所读出的数据向模拟数据接口传送的步骤，以及同时
将所读出的数据向数字数据接口传送的步骤。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述将所读出的数据向数字数据接口传送的步骤进一步包括以下步骤：
将所读出的数据向异步串行数据接口传送的步骤；以及同时
将所读出的数据向符合G.703规范的64Kbits/S同向数据接口传送的步骤；以及同时
将所读出的数据向符合10BASE-T/100BASE-TX标准的以太网接口传送的步骤。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述将所读出的数据向模拟数据接口传送的步骤进一步包括以下步骤：
将所读出的数据向两线模拟电话用户Z接口传送的步骤；以及同时
将所读出的数据向环路中继接口传送的步骤。
7、一种基于光同步传输体系的传送多种类型公务信息的装置，所述装置包括光接口处理单元(101)、段开销处理单元(103)、HW线数据速率变换单元(105)、多种公务接口单元(107)和核心控制单元(109)，其中：
所述光接口处理单元(101)用来支持多种SDH速率等级的光接口，将光信号转换成电信号，同时提取光接口电路的线路时钟参考，进行时钟信号同步处理；
所述段开销处理单元(103)用来将来自光接口处理单元(101)的每一个光方向的光同步传输系统的段开销的E1字节、E2字节、其他的保留字节或者其组合汇集到对应的一条HW数据线上；另一方面将来自HW线上的数据信号，插入到光同步传输系统的段开销的E1或E2或其他的保留字节中；同时，还包括段开销交叉电路，对来自不同光方向的段开销和HW数据线进行交叉处理；
所述HW线数据速率变换单元(105)用来将来自所述段开销处理模块(103)的HW线上的数据写入随机存储内存或锁存器的缓存中，而以所述多种公务接口单元(107)接口业务要求的速率将数据读出，并送往各公务接口；另一方面将来自所述多种公务接口单元(107)的数据，分别写入随机存储内存或锁存器的缓存中，而以所述HW线数据速率变换单元(105)的HW线规定的速率将数据读出，并汇集到该HW线上；
所述多种公务接口单元(107)包括多种数据接口电路和模拟接口电路；
所述核心控制单元(109)，用来控制整个装置的所有其他电路单元的运行状态并把本装置有关信息上报给网管维护终端，同时用于和网络维护终端通讯，解释和执行网管命令。
8、根据权利要求7所述的装置，其特征在于还包括公务会议电话处理电路，用来实现多个方向的公务会议电话。
9、根据权利要求7或8其中任一所述的装置，所述多种公务接口单元(107)的特征在于：
所述数据接口电路包括多个异步串行数据接口、符合G.703规范的64Kbits/S同向数据接口以及符合10BASE-T/100BASE-TX标准的以太网接口；所述模拟接口电路包括两线模拟电话用户Z接口电路和环路中继接口电路。
10、根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述多个异步串行数据接口包括RS-232接口和RS-422接口。
11、权利要求10所述的装置，其特征在于所述RS-232接口和RS-422接口之间的接口类型转换可以由短路块和所述核心控制单元(109)控制软件结合实现。
12、根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述一端环路中继接口电路和另一端2线电话Z接口电路互联，用来作为2个不同的同步传输体系地传送子网的音频中继。
13、根据权利要求9所述的装置，其特征在于还包括数字信号音电路，用来产生多种2线电话呼叫接续过程中的数字信号音。
14、根据权利要求9所述的装置，其特征在于还包括双音多频收发号电路，用来接收来自本端电话机以及光接口的双音多频信号，并向光方向发送双音多频信号。
15、根据权利要求9所述的装置，其特征在于所述HW线数据速率变换单元(105)还包括以太网接口速率变换电路，用来在逻辑链路层，从HW数据线上提取N个时隙，其中N≥1，以高级链路控制协议的格式实现因特网协议业务速率的逻辑链路层的变换处理。
16、根据权利要求15所述的装置，其特征在于将来自以太网的因特网协议数据包，根据其目的地址，插入到所述HW数据线上；另一方面从所述以太网接口速率变换电路来的高级数据链路控制格式数据包，经过核心控制单元(109)的地址解释，根据数据目的地址的性质，被发送到以太网接口电路，或者转发到其他端口。
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