CN1622516A - 一种实现sdh业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统 - Google Patents
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Abstract
一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，它包括保护倒换处理系统、交叉连接配置信息接口、交叉连接系统，其中，保护倒换处理系统接收外部网管系统对时隙配置信息、保护配置信息以及外部告警信息并进行处理进而产生输出交叉连接配置信息给交叉连接配置信息接口，交叉连接系统根据交叉连接配置信息接口中的交叉连接配置信息，实现SDH系统群路和群路、支路和支路、群路和支路之间的时隙分配、保护倒换、端口换回等功能，本发明加快了SDH业务的倒换时间，从而，大大增强了SDH光传输系统的可靠性和自愈性。
Description
技术领域
本发明涉及一种SDH(光同步数字网)数字交叉连接设备，更具体地是指一种可实现SDH业务保护倒换和自动恢复功能的交叉连接系统。
背景技术
自愈性是SDH网络最突出的特点之一，所谓自愈是指的网络对于局部失效可以在无需人工干预的情况下自动实现路由切换，重新配置业务及重新建立通信的能力。子网连接保护(SNCP)是一种适用于各种复杂网络拓扑结构且倒换速度快的自愈保护方式。SNCP采用1+1的保护方式，业务同时在工作子网和保护子网上“并发”传送。正常时，子网连接的接收端选择工作子网上传送的信号。当工作子网连接失效或是性能劣化到某个门限值时，在子网连接的接收端根据“优收”原则选择保护子网上的信号。
保护倒换时间是衡量保护倒换性能的重要指标，它决定了SDH网络运行的自愈性和可靠性。为此，减小保护倒换时间，加快倒换速度对于SDH网络业务的通信质量，抗网络故障能力，特别是信令、图像，数据等对误码敏感的业务有着极大的意义。
如图1所示是当前业界广泛采用的实现SDH业务保护倒换的交叉连接系统，由系统硬件300和系统软件100’两部分构成的。其中该交叉连接系统硬件300，是用于实现群路和群路，支路和支路，群路和支路之间的时隙分配，可以实现直通、分插、广播、交叉和环回等交叉连接功能。而交叉连接系统硬件300进行时隙分配的依据则由协议处理软件101’来控制的，协议处理软件101’根据网管系统30对时隙的配置信息、保护配置信息以及外部告警40的业务故障监控信息进行处理，得到当前的交叉连接系统的配置信息，在此信息的作用下，交叉连接系统硬件300实现以下功能：在无故障情况下的时隙配置连接，在出现网络故障情况下业务倒换到备用时隙以及故障消除以后业务自动恢复到主用时隙等功能。
这种实现方法的缺点在于：由于硬件300的配置信息是由协议处理软件101’处理后产生，而在日益复杂的网络结构情况下，协议处理软件101’会处理大量的时隙配置信息、业务故障监控信息以及网络工作状态等数据。这使得协议处理软件101’的处理算法将会变得非常复杂，这样使处理速度不可避免的减慢，也就直接导致了业务倒换速度变慢，影响了SDH网络的自愈性和可靠性。同时，系统软件100’由于把大量的时间花在了保护倒换状态处理上，从而影响了其它处理功能的运行，使整个系统软件和网管系统都工作在一种效率极低的状态之下。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述缺点，提供一种适用于各种SDH速率等级的、具有快速保护倒换和自动恢复功能的交叉连接系统。
本发明进一步目的是为了提供一种能实现业务快速倒换及自动恢复的状态处理机，由它来实时地产生控制交叉连接矩阵的连接控制信息从而实现各时隙业务的的配置及切换。
本发明是通过如下技术方案实现，一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，该系统外接于网管系统，并接收外部的告警信号，包括交叉连接系统硬件，该交叉连接系统硬件根据所述交叉连接配置信息接口中的交叉连接配置信息，实现SDH系统群路和群路、支路和支路、群路和支路之间的时隙分配、保护倒换、端口换回功能，其特征在于：它还包括通过交叉连接配置信息接口连接在交叉连接系统硬件上的保护倒换处理系统，其中：保护倒换处理系统：接收外部网管系统对时隙配置信息、保护配置信息以及外部告警信息进行写入读取、实时地监控、保护倒换的处理，并产生交叉连接配置信息；交叉连接配置信息接口：接收所述保护倒换处理系统产生的交叉连接配置信息，并将其传送给交叉连接系统硬件。
上述的保护倒换处理系统由配置和状态读取接口、告警监控接口、保护倒换状态处理机、中央处理单元四个模块组成，其中：配置和状态读取接口：与外部网管系统相连，从网管系统获取业务配置信息和保护配置信息；告警监控接口：与外部告警相连，实时地监控业务的告警情况；中央处理单元：用于配置和状态读取口时隙配置信息、保护配置信息读取、控制，以及告警监控接口告警信息读取、控制，并与保护倒换状态处理机进行数据交换；保护倒换状态处理机：根据网管配置信息、保护配置信息和告警信息进行保护倒换状态的处理，根据保护倒换状态产生并输出当前业务配置时隙的交叉连接配置信息。
所述的保护倒换处理系统生成的交叉连接配置信息的传送接口可以采用串行数据传送方式。
所述的保护倒换处理系统生成的交叉连接配置信息的传送接口可以采用双口RAM数据传送方式。
以上所述的交叉连接配置信息可以是VC-12级别模式、VC-3级别模式，VC-4级别模式或上述混合级别模式。
上述的保护倒换处理系统中，其保护倒换状态处理机包括同步工作在工作时钟频率上的保护配置存储单元、告警状态存储单元、保护状态存储单元、时隙状态存储单元以及保护倒换处理核单元，其中：保护配置存储单元：用于中央处理单元、保护倒换处理核单元之间的时隙配置信息、保护配置信息的存储、读取；告警状态存储单元：用于中央处理单元、保护倒换处理核单元之间的时隙告警信息的存储、读取；保护状态存储单元：用于保护倒换处理核写入当前各时隙状态的数据，中央处理单元通过该寄存器读取存储的当前各时隙状态的数据；时隙状态存储单元：用于保护倒换处理核写入每个时隙的配置信息，并将存储的数据送给交叉连接配置信息接口；保护倒换处理核单元：在系统工作时钟的触发下，保护倒换处理核按时隙编号的先后顺序处理每个时隙信息，并对时隙状态存储器里的数据刷新，进而控制交叉连接系统进行时隙的调配。
上述的保护倒换状态处理机还包括用于保护倒换处理核单元临时数据存储、读取的保护处理存储单元。
以上所述的保护配置存储单元，告警状态存储单元，保护状态存储单元，和时隙状态存储单元均采用双端口RAM。
上述的保护倒换状态处理机还包括专用寄存器，该专用寄存器分别与所述的保护配置存储器、告警状态存储器和保护状态存储器相连，作为它们与外部中央处理单元的接口。
本发明的应用优点在于：本发明由于应用系统硬件实现业务的保护倒换功能，与传统的协议处理软件实现方式相比，处理仅取决于硬件的响应时间，去除了软件处理的时间，从而大大的加快了业务的倒换时间。也就是在SDH网络局部发生故障时，业务能以很快的速度平滑切换到备用时隙上，不会发生业务中断，避免了电信运营商的损失。对由这种架构设计的SDH光传输设备进行保护倒换测试，测试结果表明：即使同时存在多个相同级别(多个VC-12，多个VC-3或多个VC-4，这里，VC即虚容器)业务或多个不同级别混合业务的倒换，倒换时间也都优于国际电信联盟电信标准(ITU-T)建议要求的50ms的倒换时间。
由此，本发明大大增强了SDH光传输系统的可靠性和自愈性。而且采用本发明的SDH光传输设备系统软件的算法和网管系统的管理难度将得到大大的简化，更有利于SDH网络的操作，管理和维护。
附图说明
图1为典型的SDH业务保护倒换的交叉连接系统；
图2为本发明SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统结构示意图；
图3为本发明SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统在一个STM-1(Synchrous Transfer Mode-1同步转移模式1)系统的应用框图；
图4为保护倒换状态处理机应用于各种速率的SDH系统，各种时隙级别的应用图；
图5为保护倒换状态处理机在SDH2.5G系统，交叉容量为64×64等效VC-4，交叉阶别为VC-12系统应用图；
图6为保护倒换状态处理机状态示意图。
具体实施方式
图2是本发明应用于各种速率等级的SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统结构示意图，其交叉容量，交叉级别以及业务保护倒换的时隙配置的级别和时隙数目能适应各种SDH系统速率等级和系统所需实现的交叉功能。该系统由保护倒换处理系统100、交叉连接配置信息接口200、交叉连接系统300组成。
交叉连接系统300包括交叉矩阵320，它可以为时分交叉矩阵或空分交叉矩阵，当为空分交叉矩阵时，交叉的业务有M个方向来自或送给群路310M(M为1、2……自然数)，有K个方向来自或送给支路330K(K为1、2……自然数)。每条支路方向的信号为VC-4，而群路方向是STM-N信号时，每个群路方向的信号为N个VC-4，由此计算得到交叉矩阵的交叉容量为(M×N+K)×(M×N+K)个等效VC-4。交叉级别可以是VC-4，VC-3，VC-12。
保护倒换处理系统100由配置和状态读取接口101、告警监控接口102、保护倒换状态处理机103、中央处理单元104四个模块组成。配置和状态读取接口101包括寄存器。
外部的网管系统30向配置和状态读取接口101的寄存器写入时隙配置以及保护配置，假如交叉阶别为VC-4，则时隙配置的写入的数据即为交叉矩阵的VC-4编号(我们把交叉矩阵的所有VC-4信号编号为1到(M×N+K))。配置的信息包括配置时隙号、主用时隙号、备用时隙号、强制主用使能、强制备用使能、备用时隙有效使能、恢复式倒换使能、倒换恢复时间。其中，配置时隙号是指选择交叉矩阵输出时隙号的其中之一，作为配置的对象，主用时隙号是指选择交叉矩阵输入时隙号的其中之一作为已选择好的配置时隙的信号来源之一。而这个信号来源将作为主用，即在非强制情况下，除非这个信号发生故障，否则它将始终是配置时隙的信号来源；备用时隙号是指选择交叉矩阵输入时隙号的其中之一作为已选择好的配置时隙的信号来源之一，而这个信号是作为主用时隙的备用，即在非强制情况下，只有主用时隙信号发生故障，它才作为配置时隙的信号来源；当强制主用使能有效时，主用时隙将始终是配置时隙的信号来源；当强制备用使能有效时，备用时隙将始终是配置时隙的信号来源。强制主用使能的优先级高于强制备用使能。备用时隙有效使能有效时，备用时隙才被允许作为配置时隙的信号来源；恢复式倒换是指当主用信道发生故障，配置时隙从主用信道倒换到备用信道以后，如果主用信道故障消除，则等待倒换恢复时间以后(一般为5分钟)配置时隙自动恢复到主用信道(倒换恢复时间配置数据可由系统预置)。而非恢复式倒换则在倒换到备用信道以后，配置时隙不恢复到主用信道。
同时，网管系统30可以通过配置和状态读取接口101的寄存器查询各时隙业务的工作状态，即本时隙业务工作在主用状态或备用状或业务未配置状态。
告警监控接口102实时地监控外部告警40的各时隙业务的告警状态，如果当前某时隙工作业务发生复用段告警指示信号(MS-AIS)、管理单元告警指示信号(AU-AIS)、管理单元指针丢失(AU-LOP)、支路告警指示信号(TU-AIS)、支路指针丢失(TU-LOP)、复帧丢失(LOM)、误码过限等告警时，通过中央处理单元104触发保护倒换处理机103进行保护倒换状态处理。
中央处理单元104用于配置和状态读取口101时隙配置信息、保护配置信息读取、控制，以及告警监控接口102告警信息读取、控制，并与保护倒换状态处理机103进行数据交换。
保护倒换状态处理机103根据网管配置信息和当前告警状态进行保护倒换状态的处理，根据处理的得到的当前保护倒换状态再产生当前交叉连接配置信息。交叉连接配置信息的内容是交叉连接时隙分配的依据，交叉连接配置信息实时地根据各时隙业务的状态而刷新，它控制交叉矩阵完成以下功能：在无故障情况下的时隙配置连接，在出现网络故障情况下业务倒换到备用时隙以及故障消除以后业务自动恢复到主用时隙等功能。交叉连接配置信息根据特定的数据通信协议向交叉连接系统300传递。而这种数据通信协议是由交叉连接配置信息接口200实现的。
现在举例说明其处理过程：
如图3所示，这是本发明在一个STM-1系统的应用框图。此系统有两个STM-1光接口：群路方向1 STM-1光接口3101、群路方向2 STM-1光接口3102。四个支路接口：支路方向1 E1接口盘3301、支路方向2 E3/DS3接口盘3302......支路方向4 E1接口盘/E3，DS3接口盘/快速以太网接口盘/ATM接口板3304，所以，系统交叉容量为6×6个等效VC-4。现支路方向1 E1接口3301，其时隙为VC-12级别；支路方向2E3/DS3接口3302，其时隙为VC-3级别。现网管系统对时隙配置和保护配置如下：
(1)对1号VC-4的1号VC-12配置时隙的配置：
1号VC-4的1号VC-12配置时隙为E1接口板的1号VC-12。
它的主用时隙配置为：5号VC-4的1号VC-12。即主用时隙为1号STM-1光接口的1号VC-12。
它的备用时隙配置为：6号VC-4的1号VC-12。即备用时隙为2号STM-1光接口的1号VC-12。
(2)对2号VC-4的2号VC-3配置时隙的配置：
2号VC-4的2号VC-3配置时隙为E3/DS3接口板的2号VC-3。
它的主用时隙配置为：5号VC-4的2号VC-3。即主用时隙为1号STM-1光接口的2号VC-3。
它的备用时隙配置为：6号VC-4的2号VC-3。即备用时隙为2号STM-1光接口的2号VC-3。
以上的配置通常被用在环形网的业务保护上。
对于以上配置好的1号VC-4的1号VC-12和2号VC-4的2号VC-3两个时隙，根据不同的状态，交叉连接配置信息有两种。
第一种为工作在主用状态下的交叉连接配置信息，见表1所示：
根据ITU-T G.841和G.842的建议要求，产生这种交叉连接配置信息的条件是满足下列条件之一：
1.网管配置强制主用有效。
2.网管配置备用时隙有效使能有效的情况下，主用时隙未产生告警。
3.当倒换到备用时隙，主用时隙告警消失，再等待倒换恢复时间(一般为5分钟)以后，业务自动恢复到主用状态。
第二种为工作在备用状态下的交叉连接配置信息，见表2所示：
根据ITU-T G.841和G.842的建议要求，产生这种交叉连接配置信息的条件是满足下列条件之一：
1.网管配置强制备用有效。
2.网管配置备用时隙有效使能有效的情况下，主用时隙产生告警，且备用时隙无告警。
表1：主用状态下的交叉连接配置信息
| 1 | 1号VC-4的1号VC12 | 5号VC-4的1号VC12 |
| 2 | 1号VC-4的2号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
| ...... | ...... | ...... |
| 63 | 1号VC-4的63号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
| 64 | 2号VC-4的1号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
| ...... | ...... | ...... |
| 378 | 6号VC-4的63号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
VC12模式
| 1 | 1号VC-4的1号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 2 | 1号VC-4的2号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 3 | 1号VC-4的2号VC4 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 4 | 2号VC-4的1号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 5 | 2号VC-4的2号VC3 | 5号VC-4的2号VC3 |
| ...... | ...... | ...... |
| 18 | 6号VC-4的3号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
VC3模式
表2：备用状态下的交叉连接配置信息
| 1 | 1号VC-4的1号VC12 | 6号VC-4的1号VC12 |
| 2 | 1号VC-4的2号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
| ...... | ...... | ...... |
| 63 | 1号VC-4的63号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
| 64 | 2号VC-4的1号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
| ...... | ...... | ...... |
| 378 | 6号VC-4的63号VC12 | 某号VC-4的某号VC12 |
VC12模式
| 1 | 1号VC-4的1号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 2 | 1号VC-4的2号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 3 | 1号VC-4的2号VC4 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 4 | 2号VC-4的1号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
| 5 | 2号VC-4的2号VC3 | 6号VC-4的2号VC3 |
| ...... | ...... | ...... |
| 18 | 6号VC-4的3号VC3 | 某号VC-4的某号VC3 |
VC3模式
在交叉连接信息表的传递中，每个时隙的交叉配置信息数据的长度是由交叉时隙总数目决定的，交叉连接配置信息接口200对于交叉连接配置信息的数据传递可使用两种方式实现：
(1)串行数据传送方式。
这种方式由帧头信号和串行数据信号组成。帧头信号在时隙配置序号为1时的一个脉冲信号，数据帧分为配置数据和指示数据，配置数据的长度在上例中为(现用8bits位秒作为每个时隙的交叉配置信息)：
VC-12模式：378×8bits＝3024bits
VC-3模式：18×8bits＝144bits
VC-12+VC-3模式：(VC-12时隙数目+VC-3时隙数目)×8bits
指示数据：用于各时隙业务级别的指示。
(2)双口RAM数据传递方式
在这种方式下，RAM的A口用作保护倒换状态处理机103写入交叉连接配置信息的功能使用。RAM的B口被读出的数据作为交叉连接的配置信息使用。A口的写地址以及B口的读地址由一个定时发生器产生。
以上可见，保护倒换状态处理机103是实现整个SDH网络系统自愈功能的处理中心，图4是本发明保护倒换状态处理机结构一优选实施例示意图，它可应用于各种速率的SDH系统，该保护倒换状态处理机包括同步工作在工作时钟频率上的告警状态存储单元500，保护配置存储单元501，保护状态存储单元502，保护处理存储单元503，时隙状态存储单元504以及保护倒换处理核单元505，其中：告警状态存储单元500用于外部中央处理单元104、保护倒换处理核单元505之间的时隙告警(A1arm[])信息的存储、读取；保护配置存储单元501用于外部中央处理单元104、保护倒换处理核单元505之间的时隙配置信息(MainTS[])、保护配置信息(ProtectTS[])的存储、读取；保护状态存储单元502用于保护倒换处理核单元505写入当前各时隙状态(Status)的数据，外部中央处理单元104通过该寄存器读取存储的当前各时隙状态的数据；保护处理存储单元503用于保护倒换处理核单元505最新处理的临时数据存储、读取；时隙状态存储单元504用于保护倒换处理核单元505写入每个时隙的配置信息(TS)，并将存储的数据送给交叉连接系统的配置接口200；保护倒换处理核单元505在系统工作时钟的触发下，按时隙编号的先后顺序处理每个时隙信息，并对时隙状态存储单元504的数据刷新，进而控制交叉连接系统300进行时隙的调配。
另外，保护倒换状态处理机可设专用寄存器506，该专用寄存器分别与所述的保护配置存储器501，告警状态存储器500，保护状态存储器502相连，作为它们与外部中央处理单元104的接口。
图5是本发明对应于SDH2.5G系统，交叉容量为64×64等效VC-4，交叉阶别为VC-12的保护倒换状态处理机结构示意图应用。
它与CPU的接口的专用寄存器映射表及专用寄存器描述表分别如表1、表2所示：
表1：专用寄存器映射表
表2：专用寄存器描述表
| 地址(H) | 位 | 特征 | 状态 | 描述 |
| 008 | 7-0 | RT | 读/写 | Resume Time：设置以十秒为倍数的恢复时间值。 |
| 010011 | 7-015-8 | LOTSN | 读/写 | Low Order Time Slot Number(低阶时隙号)：指定12H-15H寄存器对应的VC-12时隙号。12H-15H寄存器用于4096个时隙的设置倒换组和读取倒换状态，12H-15H当前对应的时隙号由LOTSN设置。 |
| 012 | 7 | MForce | 写 | 设为’1’表示强制倒换到主用 |
| 6 | Protect | 写 | 设为’1’表示有备用低阶时隙 | |
| 5-0 | LOMTS[5..0] | 写 | VC-12主用时隙号的bit5-bit0。 | |
| 013 | 7 | Loop | 写 | 设为’1’表示该时隙环回，且不影响倒换状态机的运作。 |
| 6 | 未使用 | |||
| 5-0 | LOMTS[11..6] | 写 | VC-12主用时隙号的bit11-bit6 | |
| 014 | 7 | SForce | 写 | 设为’1’表示强制倒换到备用 |
| 6 | Resume | 写 | 设为’1’表示主用在一定时间内无告警时，恢复到主用。 | |
| 5-0 | LOSTS[5..0] | 写 | VC-12备用时隙号的bit5-bit0 | |
| 015 | 7-6 | 未使用 | ||
| 5-0 | LOSTS[11..6] | 写 | VC-12备用时隙号的bit11-bit6 | |
| 016 | 7-2 | 未使用 | ||
| 1-0 | LOSS | R | VC-12时隙倒换状态“00”表示在主用状态“01”表示在备用状态 | |
| 017-05F | 未使用 | |||
| 060061...25E25F | 7-0.........4095-4088 | LOALM[4095..0] | 写 | VC-12时隙号4095到时隙0的告警，设‘1’为告警 |
保护配置存储器501’双端口RAM存储器，数据宽度为32位，地址深度为4096，每一个时隙对应一个地址的存储空间。由外部的CPU单元104把专用寄存器012H到015H的数据通过A口写入，保护倒换处理核505’则通过B口把存储的数据读出。
告警状态存储器500’为双端口RAM存储器，数据宽度为8位，地址深度为512，即每一个时隙对应存储空间的一位，可以计算得到512×8＝4096位。由外部的CPU单元104把寄存器060H到25FH的数据通过A口写入，保护倒换处理核505’在处理过程中通过B口读取当前处理时隙的告警状态。
保护状态存储器502’为双端口RAM存储器，数据宽度为2位，地址深度为4096，即每一个时隙对应一个地址的存储空间。保护倒换处理核505’在通过A口写入最新的各时隙的工作状态，外部的CPU单元104则通过016H寄存器读出各时隙的工作状态。“00”表示在主用状态，“01”表示在备用状态。“11”表示在未配置状态。
保护处理存储器503’为双端口RAM存储器，用于存储保护倒换处理核505’处理过程对每个时隙处理的临时数据，与此同时，从中读出上一次写入的数据。它为双端口RAM，数据宽度为10位，其中低8位存储的是各时隙当前的恢复计数值。当恢复计数值到了外部CPU配置好的恢复时间值(一般为5分钟)时，本时隙则由备用时隙恢复到主用时隙，数据的高2位存储着各时隙当前的工作状态，与保护状态存储器的数据类似。保护处理存储器的地址深度为4096，即每一个时隙对应一个地址的存储空间。
时隙状态存储器504’为双端口RAM，数据宽度为12位，即有4096个时隙被用来选择作为当前的工作时隙；地址深度为4096，即每一个时隙对应一个地址的存储空间。
保护倒换处理核505’是保护倒换状态处理机103的核心，它和上述的5个存储器在工作时钟下同步协同工作。在系统工作时钟的触发下，保护倒换处理核505’按处理时隙指针和步骤指针的位置来进行处理。在此应用中，时隙指针值为0到4095，它对应着保护配置存储器501’，保护状态存储器502’，保护处理存储器503’，时隙状态存储器504’的4096个地址，也对应着告警状态存储器500’的8×512＝4096位。每个VC-4包含64个指针值，前63个指示着每个VC-4里的63个VC-12，最后一个为空闲指针，标示一个VC-4的结束。对于每一个时隙指针，即每一个VC-12时隙分为4个步骤来处理，它对应步骤指针的值为0到3。对于每一个时隙来说，经过这4步处理之后，它所对应的时隙状态存储器504’里的数据将被最新的处理数据而刷新，进而控制交叉连接系统进行时隙的调配。
在该例中，保护倒换状态处理机设专用寄存器506’，该专用寄存器分别与所述的保护配置存储器501’，告警状态存储器500’，保护状态存储器502’相连，作为它们与外部中央处理单元104的接口。
下面，结合图6保护倒换状态处理机状态示意图对处理流程作如下描述：
每个时隙处理周期为：工作时钟周期×4；
整个处理周期为：(工作时钟周期×4)×4096；
在处理过程中，步骤指针值从0到3循环，当为0时，时隙指针值加1，时隙指针值从0到4095循环。
假定系统上电时，时隙指针和步骤指针的初始值都为0。
在工作时钟上升沿进入处理第0号VC-12的第一步：
读取保护配置存储器501’里第0号地址的32位数据和保护处理存储器503’的10位数据。
读出保护处理存储器503’本时隙的状态，如是主用状态，且从保护配置存储器501’读出的配置信息为以下的情况，则倒换到备用状态，且写入保护处理存储器503’。这些情况是：强制备用时隙，且存在备用时隙，且无强制备用时隙，且主用时隙已配置(602)。
读出保护处理存储器503’本时隙的状态，如是备用状态或未配置状态，且从保护配置存储器501’读出的配置信息为以下的情况，则倒换到主用状态，且写入保护处理存储器503’。这些情况是：强制主用时隙(603)，不存在备用时隙(606)。
读出保护处理存储器503’本时隙的状态，如是主用状态或备用状态，且从保护配置存储器501’读出的配置信息为时隙未配置(607、608)，则倒换到未配置状态(这种情况可能为CPU删除时隙配置)，且写入保护处理存储器503’。
随后，把读取告警状态存储器500’的地址设到主用时隙的地址。
随后，在工作时钟上升沿进入处理第0号VC-12的第二步：
从告警状态存储器500’读取对应0号VC-12主用时隙的数据位。
如果读出为0号VC-12主用时隙存在告警，且第0号VC-12正处于备用状态下，则对保护处理存储器503’低8位的恢复时间值清0。
如果读出为0号VC-12主用时隙不存在告警，且第0号VC-12正处于备用状态下，则对保护处理存储器503’低8位的恢复时间值在周期为10秒的时钟下进行计数。
随后，把读取告警状态存储器500’的地址设到备用时隙的地址。
随后，在工作时钟上升沿进入处理第0号VC-12的第三步：
从告警状态存储器500’读取对应0号VC-12备用时隙的数据位。
在0号VC-12当前为主用状态时，存在以下的情况，则倒换到备用状态：
这些情况是：主用时隙告警，且无备用时隙告警，且无主用时隙强制，且存在备用时隙，且主用时隙已配(601)。
在0号VC-12当前备用状态时，存在以下的情况，则倒换到主用状态：
这些情况是：无主用时隙告警，且备用时隙告警，且不存在强制备用时隙(604)，主用时隙无持续告警5分钟，且未强制备用时隙(605)，此时为自动恢复倒主用。
随后，在工作时钟上升沿进入处理第0号VC-12的第四步：
保护配置存储器501’读地址加1。
保护处理存储器503’读地址，写地址加1。
保护状态存储器502’写地址加1。
时隙状态存储器504’写地址加1。
时隙指针加一。
步骤指针清0。
至此，处理第0号VC-12的流程结束。在下一个工作时钟上升沿进入处理第1号VC-12的第一步，再重复以上的4个步骤，接下来处理第2号VC-12，一直到第4095号VC-12的处理，才完成一个处理周期。一个处理周期结束后，又开始循环上述处理过程。对于每一个时隙的处理，本状态处理机可归纳为图6所示。
一般的，本发明应用于各种速率的SDH系统，各种时隙级别的应用框图如图4所示，时隙总数为N，时隙的级别可以是VC-12，VC-3，VC-4。处理的过程于举例类似，不同的只是处理周期，处理周期为：(工作时钟周期×4)×N。其中M＝N/8，2的K次方等于N。
另外，状态处理机处理的速度与工作时钟的频率有关，工作时钟频率越高，处理速度越快，业务的倒换速度也就越快。
Claims (9)
1、一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，该系统外接于网管系统，并接收外部的告警信号，包括交叉连接系统硬件，该交叉连接系统硬件根据所述交叉连接配置信息接口中的交叉连接配置信息，实现SDH系统群路和群路、支路和支路、群路和支路之间的时隙分配、保护倒换、端口换回功能，其特征在于：它还包括通过交叉连接配置信息接口连接在交叉连接系统硬件上的保护倒换处理系统，其中：
保护倒换处理系统：接收外部网管系统对时隙配置信息、保护配置信息以及外部告警信息进行写入读取、实时地监控、保护倒换的处理，并产生交叉连接配置信息；
交叉连接配置信息接口：接收所述保护倒换处理系统产生的交叉连接配置信息，并将其传送给交叉连接系统硬件。
2、如权利要求1所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的保护倒换处理系统由配置和状态读取接口、告警监控接口、保护倒换状态处理机、中央处理单元四个模块组成，其中：
配置和状态读取接口：与外部网管系统相连，从网管系统获取业务配置信息和保护配置信息；
告警监控接口：与外部告警相连，实时地监控业务的告警情况；
中央处理单元：用于配置和状态读取口时隙配置信息、保护配置信息读取、控制，以及告警监控接口告警信息读取、控制，并与保护倒换状态处理机进行数据交换；
保护倒换状态处理机：根据网管配置信息、保护配置信息和告警信息进行保护倒换状态的处理，根据保护倒换状态产生并输出当前业务配置时隙的交叉连接配置信息。
3、如权利要求1或2所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的保护倒换处理系统生成的交叉连接配置信息的传送接口可以采用串行数据传送方式。
4、如权利要求1或2所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的保护倒换处理系统生成的交叉连接配置信息的传送接口可以采用双口RAM数据传送方式。
5、如权利要求1或2所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的交叉连接配置信息可以是VC-12级别模式、VC-3级别模式，VC-4级别模式或上述混合级别模式。
6、如权利要求2所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的保护倒换状态处理机，它包括同步工作在工作时钟频率上的保护配置存储单元、告警状态存储单元、保护状态存储单元、时隙状态存储单元以及保护倒换处理核单元，其中：
保护配置存储单元：用于中央处理单元、保护倒换处理核单元之间的时隙配置信息、保护配置信息的存储、读取；
告警状态存储单元：用于中央处理单元、保护倒换处理核单元之间的时隙告警信息的存储、读取；
保护状态存储单元：用于保护倒换处理核写入当前各时隙状态的数据，中央处理单元通过该寄存器读取存储的当前各时隙状态的数据；
时隙状态存储单元：用于保护倒换处理核写入每个时隙的配置信息，并将存储的数据送给交叉连接配置信息接口；
保护倒换处理核单元：在系统工作时钟的触发下，保护倒换处理核按时隙编号的先后顺序处理每个时隙信息，并对时隙状态存储器里的数据刷新，进而控制交叉连接系统进行时隙的调配。
7、如权利要求6所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的保护倒换状态处理机还包括用于保护倒换处理核单元临时数据存储、读取的保护处理存储单元。
8、如权利要求6所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的保护配置存储单元，告警状态存储单元，保护状态存储单元，和时隙状态存储单元均采用双端口RAM。
9、如权利要求6、7或8所述的一种实现SDH业务保护倒换和自动恢复的交叉连接系统，其特征在于所述的保护倒换状态处理机还包括专用寄存器，该专用寄存器分别与所述的保护配置存储器、告警状态存储器和保护状态存储器相连，作为它们与外部中央处理单元的接口。
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