CN1549533A - 一种虚级联延时补偿恢复装置 - Google Patents
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Abstract
一种涉及同步数字体系传输网络的虚级联延时补偿恢复装置，包括级联复帧检测电路、级联顺序自动调整电路、缓存区、写控制电路、读控制重定位和自适应电路以及读控制电路；其中：级联复帧检测电路进行级联复帧序列号锁定检测，以及容器的级联顺序号检测；级联顺序自动调整电路根据各个不同容器在级联组内的顺序号，调整容器的顺序，使其和发送端的顺序一致；缓存区按照容器和级联复帧序列号进行分区，用于缓存级联在一起的内容中先到达的数据；写控制电路将调整好顺序的容器内的内容，依据每个容器当前的级联复帧序列号，写入到相应的缓存区内；读控制重定位和自适应电路进行容器的频率和相位的调整；读控制电路根据读控制重定位和自适应电路的命令，将数据从缓存区中读出来，完成级联的恢复，本发明实现了可靠的虚级联自动恢复。
Description
技术领域
本发明涉及同步数字体系SDH传输网络，尤其涉及一种采用虚级联技术传送数据的虚级联延时补偿恢复装置。
背景技术
随着信息技术的发展和人们对通讯带宽的巨大需求，通讯网络已经从模拟网络向数字网络转变，光纤技术的发展大大推动了数字通讯技术的发展，满足人们对通讯带宽的需求。光纤通讯提供了低成本、高速的信息服务，迅速代替了传统的铜缆通讯。为适应光纤技术的发展，统一各通讯厂商的产品，实现传输信息的互通，国际电联制定了SDH体系的通讯标准。SDH体系的帧信息结构有丰富的开销字节，方便信息的传输和网络管理，统一的接口参数能使不同厂商的设备一起组网工作，实现地域甚至全球的通讯网络互通，这些优点使得以SDH为基础的传输网成为光通讯网建设的主导方向。由于原有的通讯网络以PDH为主，降低网络建设成本，更好的利用原来的网络，SDH规定了一系列的映射方式和映射结构，使得PDH信号可以在SDH中传输，适应了以电话、电视这种固定速率电信服务要求。
从SDH网络本身来讲，是一种时分复用方式的点到点传输方式，规定了几个不同固定传送的速率。近几年，传统的电信业务进入了缓慢增长期，利润率一直在下降，但是数据业务却得到飞速发展，人们对于数据业务的需求强劲，但是建立完全的数据网络投资大，周期长，充分利用现有的SDH网络资源，实现高速率，大容量和长距离的数据传送是一个比较合适的方式。
数据业务的特定是突发性，带宽可变化，为了适应这种数据业务的需要，在SDH中引入级联的概念。所谓级联，就是将多个同一种容器组合在一起，来传送速率介于两种SDH标准容器之间的速率业务。所谓虚级联，就是一种逻辑上的级联关系，与具体级联在一起的容器传送路径无关，如图1、图2、图3和图4所示的各种类型容器的虚级联示意图，也就是说，SDH原来如何传送这种容器，现在还采用该方式，这就保证了和现有SDH网络的兼容性。
为了有效利用有限的带宽，SDH引入的虚级联的传输概念，它是将多个同一种容器在逻辑上捆绑在一起传送业务的机制，在物理上，这些容器的传送方式和原来没有任何区别，在实际运行的，逻辑上捆绑在一起的容器，在发送端同时发出，但是由于传输的路径不一致，产生了不同的延时，在接收端，需要将这些延时补偿的方法，使业务在接收端能够正常恢复；同时，由于各种原因的影响，SDH的网络并不总是工作在同步状态，也就是说，发送端和接收端工作用的时钟基准不一致，这样会引起SDH的指针调整，从而使到达接收端的容器的相位发生漂移，有可能使的延时恢复电路的工作不正常；其次SDH传输网络在运行过程中可能出现各种异常。
发明内容
本发明的目的在于提供一种虚级联延时补偿恢复装置，以实现可靠的级联业务的自动恢复，达到尽可能小的延时输出。
本发明所采用的技术方案为：这种虚级联延时补偿恢复装置包括级联复帧检测电路、级联顺序自动调整电路、缓存区、写控制电路、读控制重定位和自适应电路，以及读控制电路；其中：所述的级联复帧检测电路进行级联复帧序列号MFI锁定检测，以及容器的级联顺序号SQ检测；所述的级联顺序自动调整电路根据各个不同容器在级联组内的顺序号SQ，调整容器的顺序，使其和发送端的顺序一致；所述的缓存区按照容器和级联复帧序列号MFI进行分区，用于缓存级联在一起的内容中先到达的数据；所述的写控制电路将调整好顺序的容器内的内容，依据每个容器当前的级联复帧序列号MFI，写入到相应的缓存区内；所述的读控制重定位和自适应电路进行容器的频率和相位的调整；所述的读控制电路根据读控制重定位和自适应电路的命令，将数据从缓存区中读出来，完成级联的恢复。
所述的级联复帧检测电路检测级联组内每个容器级联复帧序列号MFI是否连续，在级联复帧的顺序号MFI连续时给出当前容器的级联复帧序列号MFI；
所述的级联复帧检测电路还进行级联越界告警，即检测级联组内不同容器当前级联复帧序列号MFI的最大差，从而判断设置的缓存区是否满足要求；
所述的级联复帧检测电路检测数据信号Data、K4开销位置指示信号K4_en或者H4开销位置指示信号H4_en，以及检测输入是否有异常指示信号AIS，判别级联复帧序列号MFI的锁定状态，根据H4字节或者K4字节，检测出各个容器的级联顺序号SQ；
所述的级联复帧检测电路检测各个容器的级联顺序号SQ时，对于连续三个相同的级联顺序号SQ确认一次；
所述的级联复帧检测电路判别级联复帧序列号MFI的锁定状态时，对于是低阶容器，检验K4开销中的MFAS，如果检测到这个图案，再检测K4字节的bit2中的级联复帧序列号MFI是否连续，连续则表示锁定，如果不连续，表示该容器级联复帧序列号MFI没有锁定，如果连续64个K4中没有发现MFAS这个序列，就可以认为K4字节的图案不正确，表示该容器的级联复帧序列号没有锁定；
所述的级联复帧检测电路判别级联复帧序列号MFI的锁定状态时，对于高阶容器，检测H4字节中级联复帧序列号MFI包括MFI2和MFI1，如果连续三帧不连续，则认为级联复帧没有锁定；如果连续三帧正常，表示级联复帧锁定；
所述的级联复帧检测电路如果检测到任何一个容器出现AIS异常或者级联复帧序列号MFI没有锁定，则认为整个级联组级联复帧没有锁定；
所述的级联顺序自动调整电路对于C-4的容器，采用空分交叉矩阵，根据输入的容器的SQ值按顺序输出结果；
所述的级联顺序自动调整电路对于C-3，C-12或者C-11类型的容器，采用时分交叉矩阵，根据输入的容器的SQ值按顺序输出结果。
所述的交叉矩阵可采用自动配置，即采用硬件电路直接根据SQ值实现交叉矩阵的配置，使用一个开关矩阵，当整个级联组级联复帧没有锁定时，就复位整个电路，当进入锁定状态后，根据级联组内成员的SQ，从小到大进行一次排序，排序结束后，将排序结果用来控制开关电路，就可完成级联自动排序功能；
所述的读控制重定位和自适应电路还检测传输链路的状态，当级联组内的每一个容器都从异常中恢复后，要重新判断读缓存区的起始地址；
所述的读控制重定位和自适应电路通过状态机完成状态调整，所述的状态机有三个状态，搜索态，比较态和调整态，其状态转移方式有如下三种：
A：无论当前处于哪个状态，当出现告警，进入搜索态；
B：在比较态，比较当前容器的写地址和当前读地址，如果越界，则转入调整态，否则保留在当前状态；
C：调整态：发送调整命令，完成后转入比较态。
所述的读控制电路根据SDH的帧结构和容器的种类，产生每个容器读数据允许信号，读地址的格式为：(SQ，MFI，偏移量)，每读出一个字节的数据，偏移量增加1，当达到最大值时，偏移量复位；
所述的读控制电路接收到读控制重定位和自适应电路发出的复位信号时，用该复位信号重新初始化读的起始地址；
所述的读控制电路接收到读控制重定位和自适应电路发出的调整信号时，根据要求产生调整，调整分成两种方式：正调整和负调整，其中，所述的正调整为：对于低阶容器，在每个TU12结构中的V3后的一个位置停止读一个字节的数据；对于高阶容器，在H3的位置后连续停止读三个字节的数据；所述的负调整为：对于低阶容器，在每个TU12的V3位置读一个字节的数据；对于高阶容器，在每个H3位置读一个字节的数据。
本发明的有益效果为：在本发明中，采用了虚级联自动故障检测恢复，自动顺序调整和自动相位跟踪技术，可以实现可靠的虚级联的自动恢复，使得输出延时尽可能小，本发明在网络不同步时自动跟踪的功能，同时可以检测网络延时是否超过了设计要求，进一步提高了本发明的工作可靠性。
附图说明
图1为VC-3的虚级联示意图，其中，X是级联组内VC-3的数目；
图2为VC-4的虚级联示意图，其中，X是级联组内VC-4的数目；
图3：为VC-12的虚级联示意图，其中，X是级联组内VC-12的数目；
图4：为VC-11的虚级联示意图，其中，X是级联组内VC-11的数目；
图5为低阶容器级联用的K4开销中bit1的传送图案；
图6为低阶容器级联用的K4开销中bit2的传送图案；
图7为本发明电路原理示意图；
图8为读控制重定位和自适应电路的状态转移示意图。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明：
根据图5、图6、图7和图8，如图7所示，本发明包括级联复帧检测电路1、级联顺序自动调整电路2、缓存区3、写控制电路4、读控制重定位和自适应电路5，以及读控制电路6；其中：
级联复帧检测电路1进行级联复帧序列号MFI锁定检测，以及容器的级联顺序号SQ检测，级联复帧检测电路1检测级联组内每个容器级联复帧序列号MFI是否连续，在级联复帧的顺序号MFI连续时给出当前容器的级联复帧序列号MFI，级联复帧检测电路1还进行级联越界告警Conca_Ais，即检测级联组内不同容器当前级联复帧序列号MFI的最大差，从而判断设置的缓存区是否满足要求，其具体方法为：级联复帧检测电路1对每个帧轮训检测一次，假设缓冲区3级联组内有N个容器，缓冲区3的大小是容器大小的M倍，则平均每个容器分配的缓冲区3为[M/N]，如果在整个SDH帧结构中，某个容器当前的MFI等于[M/N]，就记录当前级联组内最大MFI和最小MFI，如果最大MFI减去最小MFI超过了[M/N]，表示级联越界告警Conca_Ais产生。
SDH数据经过指针解释后，可以确定在SDH帧结构中虚容器VC的位置，即SPE信号指示、虚容器K4开销的位置K4_en或者H4开销的位置H4_en和虚容器VC的起始位置J1或者V5。同时指针解释可以给出虚容器的指针是否有异常指示信号AIS，这些信号和数据信号Data是必须的输入信号，级联复帧检测电路1检测数据信号Data、K4开销位置指示信号K4_en或者H4开销位置指示信号H4_en，以及检测输入是否有异常指示信号AIS，判别级联复帧序列号MFI的锁定状态；根据H4字节或者K4字节，检测出各个容器的级联顺序号SQ，从而实现容器的顺序号SQ的判决，对于连续三个相同的级联顺序号SQ确认一次。
级联复帧检测电路1判别级联复帧序列号MFI的锁定状态时：
对于低阶容器，检验K4开销中的MFAS，如果检测到这个图案，再检测K4字节的bit2中的级联复帧序列号MFI是否连续，连续则表示锁定，如果不连续，表示该容器级联复帧序列号MFI没有锁定，如果连续64个K4中没有发现MFAS这个序列，就可以认为K4字节的图案不正确，表示该容器的级联复帧序列号没有锁定；如图5和图6分别所示的K4开销中bit1和bit2，其中，图5中bit1的传送图案，MFAS为11位的固定图案：“01111111110”，图6中bit2的传送图案，其中，Frame count就是当前容器的级联复帧序列号MFI，Sequence indicator指示了级联组内容器的顺序号SQ，bit1为最高位，bit8最低位。
对于高阶容器，检测H4字节中级联复帧序列号MFI包括MFI2和MFI1，如下表1所示，H4字节传送级联有关的信息中，其中MFI包括MFI2和MFI1，是一个12位的记数器，这个记数器的值就是该容器级联复帧序列号MFI，级联复帧序列号MFI相同容器是级联在一起的；SQ，即Sequence indicator指示了级联组内每个容器的顺序号，在检测中，如果连续三帧不连续，则认为级联复帧没有锁定；如果连续三帧正常，表示级联复帧锁定。
如果任何一个容器出现AIS异常或者级联复帧序列号MFI没有锁定，都认为整个级联组级联复帧没有锁定，用latch_ind表示，高电平表示锁定。
表1
级联组内各个容器之间有着严格的顺序约定，由于传输中各个容器的路径差异，在发送端按照顺序发送的级联组内不同的容器，在达到接收端时，顺序可能发生变化，级联顺序自动调整电路2根据各个不同容器在级联组内的顺序号SQ，调整容器的顺序，使其和发送端的顺序一致；级联顺序自动调整电路2对于C-4的容器，采用空分交叉矩阵，根据输入的容器的SQ值按顺序输出结果，如从小到大排序输出；对于C-3，C-12或者C-11等其他类型的容器，采用时分交叉矩阵，根据输入的容器的SQ值按顺序输出结果，如从小到大排序输出。
交叉矩阵的配置可以用两种方式，程序配置和自动配置，程序配置通过MCU提取各个SQ的值，通过交叉程序计算的配置方式，自动配置是采用硬件电路直接根据SQ值直接实现交叉矩阵的配置，配置的信息是将不同容器SQ从小到大进行排序。
缓存区3按照容器和级联复帧序列号MFI进行分区，由于同一级联组中各个容器的传输路径可以不一致，所以在发送端，同时发送的不同容器，在到达接收端口的路径延时不一致，所以在接收端，为了恢复级联在一起的内容，需要一个数据缓存区3，用于缓存级联在一起的内容中先到达的数据，等待级联在一起的数据都到齐了，再恢复数据。缓存区3地址实行两级分区，一级是按照容器分区，不同容器的内容存储到不同的分区中；二级分区按照级联的级联复帧序列号MFI进行分区；相同的级联复帧序列号MFI的容器内容在不同的容器缓存区中基地址一致。
写控制电路4根据SDH的时分复用原理，将调整好顺序的容器内的内容，根据不同的容器和该容器当前的级联复帧序列号MFI，将容器的内容写入特定的缓存区3的分区中，根据地址的分段方式，地址的格式为：
(SQ，MFI，偏移量)
每写入一个字节的数据，偏移量增加1，当达到最大值时，偏移量复位。最大值根据容器种类不同而不同，它等于该类型容器按字节计算的大小。
由于SDH网络并不一定工作在同步状态，也就是说，发送端和接收端工作的时钟基准并不一致，为了适应这种不一致，SDH引入了指针来进行容器的频率和相位的调整。由于指针调整的存在，使得到达接收端的各个容器的相对的相位关系一直在变化，读控制重定位和自适应电路5进行容器的频率和相位的调整，以及检测传输链路的状态，当级联组内的每一个容器都从异常中恢复后，要重新判断读缓存区的起始地址，从而使得级联数据输出延时尽可能小。
如图7所示，该读控制重定位和自适应电路5的输入信号有：写电路的每个容器当前地址w_Addr和读控制电路的当前地址r_Addr，告警信号latch_ind、Conca_Ais，输出信号有：调整信号Adjust[1:0]，其中一个信号表示正调整，一个信号表示负调整，读指针初始化指示信号r_Addr_rst和读指针初始地址r_Addr_int。
为了准确恢复级联的数据，读出控制必须不断地跟踪输入的各个容器的相位关系，并和读出数据的相位进行比较，判断是否需要进行读出相位的调整，读控制重定位和自适应电路5通过状态机完成状态调整，所述的状态机有三个状态，搜索态search，比较态compare和调整态adjust，其状态转移方式如下，如图8所示：
A：无论当前处于哪个状态，当出现告警，即当Conca_Ais为高或Latch_ind为低，进入搜索态search；
B：在比较态compare，比较当前容器的写地址w_Addr和当前读地址r_Addr，如果越界，则转入调整态adjust，否则保留在当前状态；
C：调整态adjust：发送调整命令，完成后转入比较态compare。
读控制电路6根据读控制重定位和自适应电路5的命令，根据SDH的帧结构和容器的种类，产生每个容器读数据允许信号，将数据从缓存区3中读出来，读地址的格式为：
(SQ，MFI，偏移量)
每读出一个字节的数据，偏移量增加1，当达到最大值时，偏移量复位，从而完成级联的恢复。最大值根据容器种类不同而不同，它等于该类型容器按字节计算的大小。
读控制电路6接收到读控制重定位和自适应电路5发出的复位信号r_addr_rst时，用该复位信号r_addr_rst重新初始化读的起始地址，当接收到读控制重定位和自适应电路5发出的调整信号时，根据要求产生调整，调整的方式是对级联组内的每个容器同时做相同性质的调整，调整分成两种方式：正调整和负调整，其中，
正调整为：对于低阶容器，在每个TU12结构中的V3后的一个位置停止读一个字节的数据；对于高阶容器，在H3的位置后连续停止读三个字节的数据；
负调整为：对于低阶容器，在每个TU12的V3位置读一个字节的数据；对于高阶容器，在每个H3位置读一个字节的数据。
Claims (16)
1.一种虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：它包括级联复帧检测电路(1)、级联顺序自动调整电路(2)、缓存区(3)、写控制电路(4)、读控制重定位和自适应电路(5)，以及读控制电路(6)；其中：
所述的级联复帧检测电路(1)进行级联复帧序列号MFI锁定检测，以及容器的级联顺序号SQ检测；
所述的级联顺序自动调整电路(2)根据各个不同容器在级联组内的顺序号SQ，调整容器的顺序，使其和发送端的顺序一致；
所述的缓存区(3)按照容器和级联复帧序列号MFI进行分区，用于缓存级联在一起的内容中先到达的数据；
所述的写控制电路(4)将调整好顺序的容器内的内容，依据每个容器当前的级联复帧序列号MFI，写入到相应的缓存区(3)内；
所述的读控制重定位和自适应电路(5)进行容器的频率和相位的调整；
所述的读控制电路(6)根据读控制重定位和自适应电路(5)的命令，将数据从缓存区(3)中读出来，完成级联的恢复。
2.根据权利要求1所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联复帧检测电路(1)检测级联组内每个容器级联复帧序列号MFI是否连续，在级联复帧的顺序号MFI连续时给出当前容器的级联复帧序列号MFI。
3.根据权利要求1或2所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联复帧检测电路(1)还进行级联越界告警，即检测级联组内不同容器当前级联复帧序列号MFI的最大差，从而判断设置的缓存区是否满足要求。
4.根据权利要求2所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联复帧检测电路(1)检测数据信号Data、K4开销位置指示信号K4_en或者H4开销位置指示信号H4_en，以及检测输入是否有异常指示信号AIS，判别级联复帧序列号MFI的锁定状态，根据H4字节或者K4字节，检测出各个容器的级联顺序号SQ。
5.根据权利要求4所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联复帧检测电路(1)检测各个容器的级联顺序号SQ时，对于连续三个相同的级联顺序号SQ确认一次。
6.根据权利要求4所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联复帧检测电路(1)判别级联复帧序列号MFI的锁定状态时，对于是低阶容器，检验K4开销中的MFAS，如果检测到这个图案，再检测K4字节的bit2中的级联复帧序列号MFI是否连续，连续则表示锁定，如果不连续，表示该容器级联复帧序列号MFI没有锁定，如果连续64个K4中没有发现MFAS这个序列，就可以认为K4字节的图案不正确，表示该容器的级联复帧序列号没有锁定。
7.根据权利要求4所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联复帧检测电路(1)判别级联复帧序列号MFI的锁定状态时，对于高阶容器，检测H4字节中级联复帧序列号MFI包括MFI2和MFI1，如果连续三帧不连续，则认为级联复帧没有锁定；如果连续三帧正常，表示级联复帧锁定。
8.根据权利要求4所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联复帧检测电路(1)如果检测到任何一个容器出现AIS异常或者级联复帧序列号MFI没有锁定，则认为整个级联组级联复帧没有锁定。
9.根据权利要求1所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联顺序自动调整电路(2)对于C-4的容器，采用空分交叉矩阵，根据输入的容器的SQ值按顺序输出结果。
10.根据权利要求1所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的级联顺序自动调整电路(2)对于C-3，C-12或者C-11类型的容器，采用时分交叉矩阵，根据输入的容器的SQ值按顺序输出结果。
11.根据权利要求9或10所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的交叉矩阵可采用自动配置，即采用硬件电路直接根据SQ值实现交叉矩阵的配置，使用一个开关矩阵，当整个级联组级联复帧没有锁定时，就复位整个电路，当进入锁定状态后，根据级联组内成员的SQ，从小到大进行一次排序，排序结束后，将排序结果用来控制开关电路，就可完成级联自动排序功能。
12.根据权利要求1所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的读控制重定位和自适应电路(5)还检测传输链路的状态，当级联组内的每一个容器都从异常中恢复后，要重新判断读缓存区的起始地址。
13.根据权利要求12所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的读控制重定位和自适应电路(5)通过状态机完成状态调整，所述的状态机有三个状态，搜索态，比较态和调整态，其状态转移方式如下：
A：无论当前处于哪个状态，当出现告警，进入搜索态；
B：在比较态，比较当前容器的写地址和当前读地址，如果越界，则转入调整态，否则保留在当前状态；
C：调整态：发送调整命令，完成后转入比较态。
14.根据权利要求1所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的读控制电路(6)根据SDH的帧结构和容器的种类，产生每个容器读数据允许信号，读地址的格式为：(SQ，MFI，偏移量)，每读出一个字节的数据，偏移量增加1，当达到最大值时，偏移量复位。
15.根据权利要求1所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的读控制电路(6)接收到读控制重定位和自适应电路(5)发出的复位信号时，用该复位信号重新初始化读的起始地址。
16.根据权利要求1所述的虚级联延时补偿恢复装置，其特征在于：所述的读控制电路(6)接收到读控制重定位和自适应电路(5)发出的调整信号时，根据要求产生调整，调整分成两种方式：正调整和负调整，其中，
所述的正调整为：对于低阶容器，在每个TU12结构中的V3后的一个位置停止读一个字节的数据；对于高阶容器，在H3的位置后连续停止读三个字节的数据；
所述的负调整为：对于低阶容器，在每个TU12的V3位置读一个字节的数据；对于高阶容器，在每个H3位置读一个字节的数据。
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