CN1741429A

CN1741429A - 实现低速信号在光传输网络中透明传送的方法和装置

Info

Publication number: CN1741429A
Application number: CN200410057355.0A
Authority: CN
Inventors: 邹世敏
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: CN100596043C; US7583697B2; US20070189336A1; WO2006021157A1

Abstract

本发明公开了一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的方法和装置，包括：将待复用的各路低速信号适配为ODU格式的信号，并由此得到每个ODU格式信号对应的OPU净荷、OPU调整开销以及ODU开销；将OPU1的净荷区平均划分为一个以上时隙，将得到的OPU净荷按字节间插到OPU1净荷区的各时隙中，并利用与复帧指示所对应的净荷结构指示来标识每个OPU净荷的类型、所占时隙的大小和位置；将与OPU净荷对应的OPU调整开销根据复帧指示，按帧间插到OPU1调整开销；将与OPU净荷对应的ODU开销根据复帧指示，按帧间插到ODU1开销。从而可以实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用和解复用。

Description

实现低速信号在光传输网络中透明传送的方法和装置

技术领域

本发明涉及光传输网络(OTN)的信号复用技术，特别是指一种实现低速信号在OTN中透明传送的方法和装置。

背景技术

近年来，随着话音业务和数据业务的不断增长，运菅商对传送网络的容量要求将不断增加。增加传送容量的办法有很多，最早的方式就是准同步系列(PDH)的复接技术，例如：通过4个2Mbits/S支路数据流复接到8Mbits/S数据流，4个8Mbits/S数据流再复接到34Mbits/S数据流来增加传送容量。到了同步数字系列(SDH)技术的出现，传送容量得到了大幅提高，但本质上仍然是一种复用技术，只不过是实现方式的不同：PDH是按比特间插的复接方式，SDH是按字节间插的复接方式。利用SDH实现大容量的传送，需要把低速的SDH信号复用到高速的SDH信号，例如：4个恒定比特率155(CBR155)信号复用到一个CBR622信号；或16个CBR155复用到一个CBR2G5。SDH目前的线路最高速率是同步传输模块-256(STM-256)速率；更高的速率传送受限于器件的进展和成本因素。

当密集波分复用(DWDM)技术出现后，线路传送容量得到了革命性的提高，在一条光纤上可以实现很多个波长的同时传送，目前普遍使用的技术已达到1.6Tbits/S的等效线路容量，一些前缘性研究的技术已达到了数十Tbits/S的线路容量。

虽然DWDM技术能解决线路传送容量的问题，但DWDM在组网能力和带宽的管理能力上有明显的不足，例如：DWDM只能实现点到点的组网和环形网，而不能组网状(MESH)网络；并且DWDM缺乏对光通道的性能管理能力等等。

即使DWDM解决了大容量的传输问题，但当有不同调制速率的信号需要传送的时候，若为每个速率都分配一个波长来传输，必然会造成波长的浪费。通常的解决办法就是把多个低速信号复用到高速信号后再通过一个波长来传送，从而提高波长利用率。

随着国际电联(ITU-T)G.709、G.798、G.87X系列建议的良好进展，OTN技术逐渐走向成熟，已经可以实现产品的应用。OTN综合了以往的电层复用技术和光层技术，并且OTN相对以前DWDM中的传送技术，有本质上的不同，具有非常强的前向纠错(FEC，Forward Error Correction)能力，多层次的串联监视(TCM)功能，几乎所有的客户信号透明传送能力，基于ODU1颗粒的可扩展的交叉调度能力，光通道层完善的性能管理和故障管理能力等优点。

为了增加单波容量，实现多个低速信号的复用传送，OTN中所采用的复用技术中较为典型的有如下两种：

在专利号为US5841760的美国专利中，提出了一种透明复接的方案，该方案的目的是解决多个低速的支路信号复用到一个高速信号后，如何保证各支路信号中的运行、管理、维护、提供(OAM&P，Operation，administration，maintenance and provisioning)信号的透明传送的问题。例如：16个CBR622或4个OC48信号复接到一个STM-64/OC192信号中，如果按照已往ITU-TG.707中建议的复接方式，需分别对4个OC48支路信号的指针进行处理，把4个支路的净荷取出来，再将它们复接到高速的STM-64/OC192的帧中，这种方式在支路中的段开销必须在本地终结。而US5841760专利的最重要的地方就是把从各支路中取出的OAM&P信息再进行处理，并与净荷一起复用到高速的比特流中，在接收方向，再把从高速通道上传递的OAM&P信息恢复成各支路的OAM&P信息，并复接到支路信号中。这种OAM&P管理信息透明传送的结果，保证了各支路所在网络的管理独立性。

但是，US5841760专利的方案中有一个明显的缺陷，就是各支路的定时信号不透明，需要处理各支路的开销信息，造成处理过程复杂，没有从根本上保证信号的完整性。其所述的透明性，不具有普遍意义上的透明。并造成无法对低速信号进行端到端的性能监视和管理。

目前，OTN对客户信号具有的真正意义上的透明性主要体现在2.5G速率以上的客户信号。

在OTN的建议G.709中描述了一种透明映射和透明复接的方法。参见图1所示，这是一个光信道净荷单元1(OPU1)的帧结构。从图1中可以看出，从第15列到3824列，共4行，表示了整个OPU1的大小。其中，第15、16列为OPU1的开销(OH，overhead)位置，在第4行的16列和17列位置分别是负调整字节NJO和正调整字节PJO。另外，JC为调整控制字节，PSI为净荷结构指示字节，RES为保留字节，标示D的位置为OPU1的净荷区。图1中未示出的在OPU1之前的14列为ODU1开销区。

客户信号CBR2G5适配到OPU1时，通过OPU1开销中的正调整开销PJO和负调整开销NJO来吸收CBR2G5的频差；之后加上光信道数据单元1(ODU 1)的开销形成ODU1。

然后，将ODU1复接到ODU2，其复接方案参见图2所示。ODU1加上调整开销ODTU12 JOH形成ODTU12；4个ODTU12按时分复用方式复接到ODTUG2；然后ODTUG2映射到OPU2；最后OPU2加上ODU2开销形成ODU2。以上整个复用过程是按字节的异步复用过程，可以实现4个CBR2G5的客户信号完全透明的异步映射和异步复用到一个OPU2信号上。

在G.709帧结构中，利用OPUK中的正负调整机会和调整控制字节吸收信号频差，可以实现对客户信号±45ppm的调整范围，而在一般情况下，CBR客户信号的速率不会超过±20ppm。例如：4路2.5G CBR信号之间可以异步、分别映射到各自的ODU1，4路ODU1再异步复接到OPU2信号，这与PDH的异步复接相似，所以按G.709的映射方法能保证2.5G以上信号的定时透明。其中，所述正负调整机会一般就是指上面所述的OPUK中的正负调整字节(PJO和NJO)，但也可以由其它字节[李弘1]代替来起到同样的作用。但是，现有的G.709建议中没有提供低于CBR2G5的客户速率如何透明复用的方案。考虑到若套用现有G.709建议中描述的方案，将CBR155、CBR622等低速信号直接适配到低级别的ODU来实现复用，则16个155M或4个622M的CBR信号经过频率调整后，映射到同级别的OPU，加上相应的ODU开销，进行异步复接后，最终的信号速率必然大于OPU1的速率。因此G.709的现有的复接方式不能直接用于CBR155/622M信号的复用

总之，透明传送应将客户信号的所有信息特征完整的保留下来，特别是应包括信号的定时信息透明传送，从而使客户信号从一个节点传递到另一个节点时，客户信号的所有特征不会改变。而由于低速信号的特殊性，现在还没有一种很好的方案完全实现低速信号在OTN中的透明传送，和对低速信号端到端的性能监视和管理。而目前的OTN网络，特别是在城域网中，CBR155、CBR622等低速信号仍然被普遍使用，因此在城域网，特别在城域OADM实现中，提供一种全新的透明复接方案，来实现CBR155、CBR622信号的透明复用，并实现对低速信号端到端的性能监视和管理就显得十分重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个主要目的在于提供一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用方法，实现低速信号在光传输网络中透明复用并实现对低速信号端到端的性能监视和管理。

基于第一个目的本发明提供的一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用方法，包括以下步骤：

a)将待复用的各路低速信号分别适配为与自身同级别的ODU格式的信号，并由此得到每个ODU格式信号对应的OPU净荷、OPU调整开销以及ODU开销；

b)将OPU1的净荷区平均划分为一个以上时隙，将步骤a)得到的OPU净荷按字节间插到OPU1净荷区的各时隙中，并利用与复帧指示所对应的净荷结构指示来标识每个OPU净荷的类型、所占时隙的大小和位置；

c)将与每个OPU净荷对应的OPU调整开销根据复帧指示，按帧间插到不同帧的OPU1调整开销；

d)将与每个OPU净荷对应的ODU开销根据复帧指示，按帧间插到不同帧的ODU1开销。

该方法所述待复用的各路低速信号的速度相同且为OPU1净荷区速率的1/N；所述步骤b)中OPU1的净荷区划分为N个时隙，N个由步骤a)得到的OPU净荷分别按字节间插到OPU1净荷N个时隙中。

该方法所述待复用的低速信号为CBR155，则所示N的值为16；或者所述待复用的低速信号为CBR622，则所示N的值为4。

该方法所述待复用的低速信号包括至少两种不同速率类型的信号；所述步骤b)中OPU1的净荷区所划分的每个时隙的大小为各类型信号速率的最大公约数。

该方法所述待复用的低速信号为N路CBR155和M路CBR622，其中N+4×M＝16：

所述步骤b)为将OPU1的净荷区平均划分为16个时隙，将N路OPU155和M路OPU622的净荷分别按字节间插到OPU1的各时隙中，并利用与复帧指示所对应的净荷结构指示标识每个OPU净荷的类型、所占时隙和位置，其中，一路OPU622净荷占4个时隙，一路OPU155净荷占1个时隙；

c)为将N路的OPU155调整开销和M路的OPU622的调整开销根据复帧指示，按帧间插到OPU1调整开销；

d)为将N路的ODU155开销和M路ODU622开销根据复帧指示，按帧间插到ODU1开销。

该方法所述步骤d)后进一步包括：将步骤d)得到的ODU1信号转化为OTU1信号。

该方法所述复帧指示为本地产生的复帧信号，并利用OTU帧中的MFAS字节，或其它保留字节来传递。

该方法所述与复帧指示所对应的净荷结构指示包括净荷类型指示和分布在不同帧的保留字节；利用净荷类型指示的原有编码或保留编码来指示所述的OPU净荷类型，利用与复帧指示所对应的净荷结构指示中的所述保留字节来指示所述OPU净荷的时隙位置和大小。

该方法所述净荷类型指示为当复帧指示MFAS为00000000所指示的净荷结构指示字节，或是MFAS为00000000以外其它值所指示的1到255字节中的任一字节。

该方法所述净荷结构指示中的分布在不同帧中的保留字节为当MFAS为00000000以外其它值所指示的1到255净荷结构指示字节中的至少一个字节。

该方法所述与复帧指示所对应的净荷结构指示包括分布在不同帧的保留字节；利用净荷结构指示中的所述保留字节来指示所述的OPU净荷类型、净荷的时隙位置和大小。

该方法所述ODU开销中至少包括性能监视开销字段。

该方法所述低速信号为STM-1、或OC3信号、或STM-4信号、或OC12信号、或以上信号的任意组合。

本发明的第二个主要目的在于提供一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的解复用方法，实现低速信号在光传输网络中透明复用并实现对低速信号端到端的性能管理。

基于第二个目的本发明提供的一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的解复用方法，在完成OTU帧同步后，包括以下步骤：

a)根据复帧指示，从ODU1信号中分解出每个支路的ODU开销；

b)根据复帧指示，从OPU1调整开销中分解出每个支路OPU的调整开销；

c)根据复帧指示及与复帧指示所对应的净荷结构指示，从OPU1净荷区的时隙中分解出每个支路OPU净荷；

d)将上述步骤中分解出的每个支路对应的ODU开销、OPU调整开销和OPU净荷进行组合，恢复为ODU类型的信号，将ODU类型的信号还原为其原有类型的低速信号。

该方法所述复帧指示为接收到的OTU帧中的MFAS字节，或接收到的其它用来传递复帧信号的保留字节所代表信号。

该方法所述与复帧指示所对应的净荷结构指示包括净荷类型指示和分布在不同帧中的保留字节，利用净荷类型指示的原有编码或保留编码来指示所述的净荷类型，利用与复帧指示所对应的净荷结构指示中的保留字节来指示所述OPU净荷的时隙位置和大小。

本发明的第三个主要目的在于提供一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用装置，实现低速信号在光传输网络中透明复用。

根据第三个目的本发明提供的一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用装置，包括：

一个以上的同步物理接口，完成待复用的每条支路信号的光电转换、时钟和数据恢复、以及串行信号到并行信号的转换；

一个以上的映射模块，接收从对应的同步物理接口送来的并行时钟和数据，并把接收的数据映射到OPU帧，并完成对OPU封装上ODU的开销，将ODU的并行数据和时钟信号输出到复用模块；

复用模块，接收从所述一个以上映射模块送来的数据，把OPU的净荷信号间插到OPU1的对应时隙，把各OPU的调整开销根据复帧指示按帧间插到不同帧的OPU1的调整开销位置，同时根据复帧指示完成对各ODU622开销的间插复用，得到ODU1信号；

线路模块，接收复用模块送来的ODU1信号及时钟，产生OTU1开销及FEC编码，及帧定位信号和复帧定位信号，再经过扰码和电光转换后输出；

定时发生器，产生本地定时信号或根据接收的复用模块的时钟信号来产生本地定时信号并输入至所述映射模块、复用模块和线路模块。

该装置所述一个以上的映射模块由至少两种用于不同速率信号的映射模块组成。

本发明的第四个主要目的在于提供一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的解复用装置，实现低速信号在光传输网络中透明复用。

根据第四个目的本发明提供的一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的解复用装置，包括：

线路模块，接收OTU1信号，并对所接收信号进行光电转换、OTU1时钟及数据恢复、OTU1帧定位、解扰、FEC解码、OTU1开销终结，得到ODU1信号；

解复用模块，接收线路模块发来的ODU1信号，并从ODU1信号中解出每个支路的ODU开销，从OPU1调整开销解出每个OPU的调整开销；从OPU1的时隙解出每个支路的OPU净荷信息，得到每条支路对应的ODU类型的信号；

一个以上的解映射模块，分别接收解复用模块发来的每个支路的ODU类型信号，从OPU的净荷区把各CBR信息恢复出来，恢复过程中需要根据调整控制字节来控制读取净荷信息，并对时钟进行平滑滤波，得到的并行CBR622数据信号和并行时钟；

一个以上的同步物理接口，分别接收每个解映射模块送来的数据和时钟，并进行并串处理和电光转换，恢复出最终的客户信号CBR622；

定时发生器，接收解复用模块的信号并产生定时信号并输入至所述解映射模块、解复用模块和线路模块。

该装置所述一个以上的解映射模块由至少两种用于不同速率信号的解映射模块组成。

本发明的第五个主要目的在于提供一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用/解复用装置，实现低速信号在光传输网络中透明复用并实现对低速信号端到端的性能管理。

根据第五个目的本发明提供的一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用/解复用装置，包括：一个以上的同步物理接口、一个以上的映射/解映射模块、复用/解复用模块、线路模块和定时发生器；

当进行信号复用处理时，一个以上的同步物理接口完成待复用的每条支路信号的光电转换、时钟和数据恢复、以及串行信号到并行信号的转换后，分别发送至对应的映射/解映射模块；映射/解映射模块把接收的数据映射到OPU帧，并完成对OPU封装上ODU的开销，将ODU的并行数据和时钟信号输出到复用/解复用模块；复用/解复用模块把OPU的净荷信号间插到OPU1的对应时隙，把各OPU的调整开销按帧间插到OPU1的调整开销位置，同时根据复帧指示完成对各ODU622开销的间插复用，得到ODU1信号发送至线路模块；线路模块产生OTU1开销及FEC编码，及帧定位信号和复帧定位信号，再经过扰码和电光转换后输出；

当进行信号解复用处理时，线路模块接收OTU1信号，并对所接收信号进行光电转换、OTU1时钟及数据恢复、OTU1帧定位、解扰、FEC解码、OTU1开销终结，得到ODU1信号发送至复用/解复用模块；复用/解复用模块从ODU1信号中解出每个支路的ODU开销，从OPU1调整开销解出每个OPU的调整开销；从OPU1的时隙解出每个支路的OPU净荷信息，得到每条支路对应的ODU类型的信号，分别发送至每个支路对应的映射/解映射模块；映射/解映射模块从OPU的净荷区把各CBR信息恢复出来，恢复过程中需要根据调整控制字节来控制读取净荷信息，并对时钟进行平滑滤波，得到的并行CBR622数据信号和并行时钟后分别发送至同步物理接口；同步物理接口进行并串处理和电光转换，恢复出最终的客户信号CBR622；

定时发生器用于接收复用模块的信号并产生本地定时信号并输入至所述映射模块、复用模块和线路模块。

该装置所述一个以上的映射/解映射模块由至少两种用于不同速率信号的映射/解映射模块组成。

从上面所述可以看出本发明提供的一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的方法和装置，ODU进行信号发送时，在将由低速信号异步映射到OPU后，使OPU净荷按字节间插方式，而OPU和ODU开销按帧间插的方式同步复接到ODU1，从而减小了低速信号进行ODU复接过程中对带宽的额外消耗，使低速信号的全部信息在复用过程中得到完整保存；在信号接收时，通过复接过程的逆过程实现原低速信号的完整还原。从而解决了以往的透明复用器(TMUX)技术方案中的定时不透明的问题，不需要干预客户信号的开销，不需要复杂的处理过程，保证了客户信号的完整性；各支路信号经过本专利所述的复接单元后，可以保留各自的同步状态信息，这对于利用SDH来组同步网是很好的支持。

解决了利用G.709的现有复接方案不能实现CBR155和CBR622信号在OTN网络透明传送的问题，同时又拥有对低速CBR信号具有端到端的性能管理能力；对于点到点的应用，提高了对客户接入的灵活性和带宽的利用率，也可以利用虚级联来实现对GE等数据业务的传递。通过GFP协议把GE适配到ODU155-7V，更能节省带宽。

并且，由于没有对支路信号的复杂的指针处理过程，硬件实现相对简单。

附图说明

图1为现有技术中OPU1的帧结构示意图；

图2为现有技术中将ODU1复接到ODU2的方案示意图；

图3为本发明ODU155/0DU622帧结构示意图；

图4为OPU1时隙划分及调整开销复用示意图；

图5为从ODU622开销到ODU1开销复用示意图；

图6为ODUK开销的结构示意图；

图7为本发明实施例CBR622和ODU1之间复用/解复用装置的结构示意图；

图8为本发明实施例CBR155和ODU1之间复用/解复用装置的结构示意图；

图9为CBR155和CBR622混合复用的时隙划分示意图；

图10为本发明实施例M路CBR622和N路CBR155混合信号复用/解复用装置的结构示意图；

图11为本发明子速率透明复用器应用于DWDM/CWDM系统点到点传送的网络拓扑结构示意图；

图12为本发明子速率透明复用器应用于城域OADM环网中的网络拓扑结构示意图；

图13为本发明子速率透明复用器自身作为子系统实现点到点传送的网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

考虑到若套用现有G.709建议中描述的方案，将CBR155、CBR622等低速信号直接适配到ODU155、622来实现复用，则16个155M或4个622M的CBR信号经过频率调整，加上相应的ODU155或ODU622开销，进行异步复接后，最终的信号速率必然大于OPU1的速率。因此G.709的现有的复接方式不能直接用于CBR155/622M信号的复用。

OTN的优势之一就是对各种业务的透明性，但实际上现有技术只对2.5G/10G/40G信号是透明的，比如：OPU2的速率远大于STM-64，就是考虑到4个ODU1到OPU2的复接是异步复接，需要正调整，也就是需要消耗额外的带宽。而OPU1的净荷就是STM-16的速率，已经没有额外的带宽来实现4个622级别的ODU到OPU1净荷区的异步复用，因为按G.709的建议，CBR622映射到ODU后，各自速率为(239/238)×622M，4个ODU必然大于OPU1的净荷区速率。所以如果按G.709的复用方法，就不能实现4个622级别的ODU到OPU1的复用。

下面以CBR155、CBR622信号为例，对本发明的方案进行详细说明。在以下的叙述中为了描述方便，用CBR-M代表CBR155或CBR622等低速信号。

首先，需要新定义一种OPU-M和ODU-M的结构，用来映射低速率的CBR-M信号。

参见图3所示，为用来映射CBR155或CBR622信号的ODU155/622的帧结构。第1至14列为ODU155/622的开销区，第15、16列为OPU-M的开销位置，第17至3824列为OPU-M净荷区，净荷区包括4×3808字节。PJ正调整字节位于净荷区第4行的第一个位置；NJ负调整字节位于图3第4行的第16列位置。正负调整可以容忍±65ppm的频差，考虑到设备本地定时的±20ppm，可以对CBR155、CBR622客户信号的频率容限为±45ppm。第16列第1、2、3行的字节为调整控制字节JC，其作用和定义与G.709建议中的定义相同。从中可以看出，新定义的OPU-M和ODU-M的结构与G.709建议所述的OPUK结构基本相同。所不同的是，OPU1的净荷区速率是2488320Kbits/s±20ppm，而本发明中OPU622的净荷区的速率是622.08Mbit/s±20ppm；OPU155的净荷区速率是155.52Mbit/s±20ppm，也就是说，信号格式基本相同，但重复周期不相同。

图3中当客户信号为CBR155时，其中的OPU-M就是OPU155；当客户信号为CBR622时，该OPU-M就是OPU622。

根据以上定义的OPU-M和ODU-M结构，即可进行CBR155/622到OPU155/622和ODU155/622的映射。

假设待复用的各支路信号为单一速率类型的信号，则在信号发送方向上的信号复用过程具体包括以下步骤。

步骤1，将各支路的信号CBR-M适配到ODU-M信号，形成N路的OPU-M净荷和OPU-M调整开销，以及N路的ODU-M开销。

对于CBR622，具体为将各支路的CBR622异步映射到图3所示结构的OPU622中，然后封装上ODU622开销，形成ODU622信号。这样可以得到OPU622净荷和OPU622调整开销，以及ODU622开销。

CBR155的信号适配过程与CBR622完全相同。

步骤2，对OPU1信号的净荷区划分若干时隙，并将步骤1得到的各低速OPU-M的净荷按字节间插到相应的时隙位置；并利用与复帧指示所对应的净荷结构指示中的净荷类型指示、保留字节来分别标识每个OPU-M净荷的类型、所占时隙的大小和位置。

参见图4所示，图4为以CBR622映射到OPU1为例，OPU1时隙划分及调整开销复用的示意图。

将OPU1净荷区划分成4个时隙区，每个时隙为3808/4＝952列，一共需要4个OPU1帧才能装载完4个OPU622的净荷。

然后，将4路OPU622的净荷数据按字节间插的方式分别放入相应的时隙位置，例如：第1路OPU622的净荷放在OPU1净荷区的CH1时隙，……，依次类推，第4路OPU622净荷放在OPU1净荷区的CH4时隙。

并且，还需要提供与复帧指示所对应的净荷结构指示中的净荷类型指示和分布在不同帧中的保留字节来分别标识每个OPU-M净荷的类型、所占时隙的大小和位置。在发送方向，复帧信号由本地产生，256帧为一复帧，可以将产生的复帧信号利用OTU帧中定义的复帧定位信号(MFAS)字节或其它未定义的保留字节来传送，并作为复帧指示信号。净荷类型指示可以使用G.709中定义的与复帧指示为0对应的PSI字节，也就是净荷类型(PT，Payload Type)字节，其中PT字节共有256种编码，有的编码已被G.709所定义，但还有保留编码(RES编码)可以用来定义新的净荷类型。

PSI字节由MFAS进行指示，由于MFAS有8比特，所以在一个MFAS中，共有256个PSI字节可以使用，包括已在G.709中做了定义的PT字节和分布在其它帧中的未定义的PSI保留字节。这样可以利用PSI目前未定义的保留字节(RES字节)来指示所述OPU净荷的时隙位置和大小。

当然，也可以利用PSI目前未定义的保留字节(RES)来实现净荷类型的指示。

如图4所示，对于CBR622信号，需要2位复帧指示比特，表示需要4个OPU1帧来传递4路OPU622各一帧，同时也对应4个不同OPU1帧中的PSI字节，这些PSI字节完全足够定义净荷类型指示和OPU净荷的时隙位置指示

对于CBR155信号，则将OPU1净荷区划分成16个时隙区，每个时隙为3808/16＝238列，依次将16个OPU155的净荷放在相应的CH1至CH16中。并提供4位复帧指示比特，即MFAS的5、6、7、8比特位进行复帧指示，表示需要16个OPU1帧来传递16路OPU155各一帧，同时也对应16个不同OPU1帧中的PSI字节，这些PSI字节完全足够定义净荷类型指示和OPU净荷的时隙位置指示

步骤3，将步骤1中得到的各支路的OPU-M调整开销，根据复帧指示按帧间插到不同帧的OPU1调整开销。

如图4所示，第1路OPU622的调整开销按帧复用到MFAS为00的OPU1帧中的调整开销位置，……，依次类推，第4路OPU622的调整开销按帧复用到复帧指示MFAS为11的OPU1帧中的调整开销位置。

如果是CBR155信号，则将第一路的OPU155的调整开销按帧复用到MFAS为0000的OPU1的帧中的调整开销位置，……，依次类推，将第16路OPU155的调整开销按帧复用到MFAS为1111的OPU1帧中的调整开销位置。

步骤4，将步骤1中得到的各支路的ODU-M开销，根据复帧指示按帧间插到不同帧的ODU1开销。

结合图5、图6说明ODU622开销到ODU1开销的复用过程，

对于ODU622，将第1路的ODU622开销按帧复用到复帧指示MFAS为00的ODU1帧中的ODU1开销区位置，……，依次类推，第4路的ODU622开销按帧复用到复帧指示MFAS为11的ODU1帧中的ODU1开销区位置。

同样，如果待复用的信号为CBR155，则第一路的ODU155的开销按帧复用到MFAS为0000的ODU1帧中的ODU1开销位置，……，依次类推，第16路的ODU155开销按帧复用到复帧指示MFAS为1111的ODU1帧中的ODU1开销区位置。

其中，ODU622的开销与G.709建议的ODU1的开销字节定义完全一样，参见图6所示，为ODUK开销的帧结构示意图，第1行的前14列是光传输单元K(OTUK)的预留行，其中的第1至7列为帧同步开销(Frame alignmentoverhead)，第8至14列为OTUK开销字节。从第2行到第4行的前14列的所有字节为ODUK的开销字节，将ODU622/155的开销根据相应的复帧指示映射到此区域中，其中的PM为性能监视开销字段，用于实现端对端的性能监视。第1至4行的第15和16列为OPUK开销字节。

完成到ODU1信号的复用之后，在进行线路传输时，一般还需要将ODU1信号加上OTU1开销转化为OTU1信号，并进行满足ITU-T G.709的FEC编码，生成帧定位信号和复帧定位信号，按G.709规定进行扰码，再经过电光转换后输出至OTN的传输线路进行传输。

这样复用的结果，ODU1的开销就是由各支路的ODU622/ODU155的开销组成，ODU1的开销实际上每帧传递的是各个ODU622或ODU155的开销，也就是说，ODU1本身的开销已经被各低速ODU开销占用，这是与G.709的本质区别，G.709是把4个ODU1放在高速OPU2的净荷区，例如：包括ODU1开销和OPU1净荷的4个ODU1完全分配在OPU2的净荷区，而本发明只是把ODU622的净荷区OPU622放在OPU1的净荷区，而ODU622的开销区放在ODU1的开销区，因而节省了带宽，并能实现4个ODU622到ODU1的同步复接。同时由于各低速支路有ODU管理开销，因而能对每个低速率业务实现端到端的性能监视和管理支持。

根据本发明的复用方法，对业务信号实现端对端的QOS管理是通过ODU622或ODU155的开销来实现的。

本发明在基于点对点的系统应用中，ODU622或ODU155的速率取决于网元的发端定时，所有同级别的ODUK信号的速率相同，帧同步和复帧同步信号的相位也是相同的。虽然各ODU155或各ODU622是速率和相位相同，但由于CBR155/622到OPU155/622的映射是异步映射，因而各支路速率各自独立，其中的信息得到了完整的保存，可以保证各支路速率的定时透明。

从上面所述中可以看出，本发明提出的ODU复用方案，实质上是CBR异步映射到OPU，然后ODU同步复接到ODU1的方案，归结起来，就是OPU净荷按字节间插方式复接，OPU/ODU开销按帧间插的方式复接。与G.709的不同之处在于，ODU622的开销不是与ODU622的净荷一起异步复接到OPU的净荷，而是按帧复接的方式，复接到ODU1的开销位置。

复用传输的信号，在进行接收时，还需要对其进行解复用，从而将复用前的低速信号完整地还原出来。解复用过程完全是复用过程的逆过程，下面仍以CBR155和CBR622为例，对解复用过程进行简要说明。

在完成OTU1帧同步后，可得到ODU1信号的复帧指示。

步骤A，根据复帧指示，从ODU1信号中分解出每条支路的ODU-M开销。

步骤B，根据复帧指示，从OPU1调整开销中分解出每条支路OPU-M的调整开销。

步骤C，根据复帧指示，从OPU1净荷区的时隙中分解出每条支路OPU-M净荷。

步骤D，将上述步骤中分解出的每条支路对应的ODU-M开销、OPU-M调整开销和OPU-M净荷进行组合，恢复为ODU-M信号，将ODU-M类型的信号还原为其原有类型CBR-M的低速信号。

基于上述低速信号的复用/解复用方法，本发明实现CBR622信号透明传输的复用/解复用装置的结构，参见图7所示，由于其可以实现对复用信号的各子速率信号透明传输，因此在本发明中又称为子速率透明复用器(STMUX)的结构。该装置包括：4个同步物理接口(SPI)、4个映射/解映射模块，以及一个复用/解复用模块、线路模块和定时发生器。

在信号的发送方向：

各支路信号首先进入同步物理接口SPI，4路SPI分别完成光电转换、时钟和数据恢复、以及串行信号到并行信号的转换后输出至各映射/解映射模块。对于CBR622的信号，输出的并行信号可以为77.76M并行数据及时钟。

映射/解映射模块接收从SPI送来的数据，以及从SPI或定时发生器送来的并行时钟信号，并把接收的数据映射到OPU622帧，OPU622帧为本地定时，4个OPU622的帧同频同相；接收数据与本地定时的频差由OPU622的正负调整机会来调整。同时，该模块还完成对OPU622封装上ODU622的开销；最后将ODU622的并行数据和时钟信号输出到复用/解复用模块。

复用/解复用模块接收从4路映射/解映射模块送来的数据及定时发生器产生的时钟信号，把4路OPU622的净荷信号间插到OPU1的4个时隙，同时把各OPU622的调整开销按帧间插到OPU1的调整开销位置。例如：第1路OPU622的调整开销间插到MFAS指示为00的OPU1帧的调整开销位置，第2路的OPU622的调整开销间插到MFAS指示为01的OPU1帧的调整开销位置，……，依次类推，第4路的OPU622调整开销间插到MFAS指示为11的OPU1帧的调整开销位置。该模块还同时完成对各ODU622开销的间插复用，将第1路的ODU622开销复用到MFAS为00的ODU1帧的ODU1开销位置，……，依次类推，第4路的ODU622开销复用到MFAS为11的ODU1正的ODU1开销位置。

最后，ODU1信号及定时发生器产生的时钟信号送给线路模块，线路模块产生符合G.709标准光传输单元1(OTU1)开销，将ODU1信号转化为OTU1信号，并进行满足ITU-T G.709的FEC编码，生成帧定位信号和复帧定位信号，按G.709规定进行扰码，再经过电光转换后输出，从而完成整个的复用过程。

在此过程中根据STMUX在OTN中所处位置以及作用不同，定时发生器直接或者根据接收的复用/解复用模块的时钟和帧定位等信号，产生本地定时信号，包括时钟、帧定位、复帧定位等信号，并输入至所述映射/解映射模块、复用/解复用模块和线路模块。具体的说，如果STMUX处在信号产生的源位置，则该STMUX的定时发生器直接产生本地定时信号，所述映射/解映射模块只接收本地定时发生器产生的定时信号；否则，定时发生器根据由解复用模块从数据中解下来的时钟和帧定位产生本地定时信号，所述映射/解映射模块除接收本地定时发生器产生的定时信号外，还接收从SPI接收与数据一起发来的时钟信号。

在信号接收方向，完成与发送方向相反的解复用过程。

线路模块接收信号并完成光电转换、OTU1时钟及数据恢复、OTU1帧定位、解扰、FEC解码、OTU1开销终结等功能；解出ODU1信号、时钟信号以及帧和复帧定位等信号，送给复用/解复用模块。并将时钟信号送给定时发生器，在接收方向，解复用过程采用线路定时。

复用/解复用模块完成对ODU1信号的解复用过程，根据复帧指示从ODU1信号中解出各支路的ODU622开销；根据复帧指示从OPU1调整开销解出各OPU622的调整开销；根据复帧指示和与复帧指示所对应的净荷结构指示，从OPU1的时隙解出各支路的OPU622净荷信息。这样，从ODU1信号中解出了4个完整的支路ODU622信号，送给映射/解映射模块。

映射/解映射模块完成ODU622信号的终结，同时从OPU622的净荷区把各CBR622信息恢复出来，恢复过程需要根据调整控制字节来控制读取净荷信息，并对时钟进行平滑滤波。恢复出来的是并行的CBR622数据信号和并行时钟，送给SPI模块。

SPI模块接收映射模块送来的数据和时钟，并进行并串处理和电光转换，恢复出最终的客户信号CBR622。

定时发生器根据接收的复用/解复用模块的时钟和帧定位等信号，产生本地定时信号，并输入至所述映射/解映射模块、复用/解复用模块和线路模块。

参见图8所示，图8为16路CBR155到到ODU1/OTU1的复用和解复用实施例，与图7的结构和工作原理完全一样，区别只在于支路数量为16，因此相应的SPI和映射/解映射模块的数量也分别为16个。

此外，通过本发明方案还可以进行两种或两种以上不同速率信号的复用和解复用，从而实现不同速率的低速信号在OTN中的透明传输。

以下对CBR155和CBR622同时复用/解复用的方案进行说明。

参见图9所示，CBR155和CBR622混合复用时，仍然将OPU1的净荷区平均划分为16个时隙，每个OPU622净荷占4个时隙，每个OPU155占1个时隙。

CBR155和CBR622混合复用到ODU1/OTU1的过程为：

1)客户信号N路CBR155和M路CBR622各自异步映射到OPU155/ODU155和OPU622/ODU622。

2)CBR622和CBR155信号速率的最大公约数，即CBR155的速率值为基本单位，将OPU1净荷区划分为N+4×M路时隙；将N路OPU155和M路OPU622的净荷分别放入OPU1的各时隙中，其中，一路OPU622净荷占4个时隙，一路OPU155净荷占1个时隙。

3)设置MFAS为0所对应的OPU1帧的PSI值，也就是净荷类型(PT)值，利用PT的保留的编码来标识净荷类型；并利用MFAS为1到L的OPU1帧的PSI字节来分别指示各种净荷类型的数目和时隙位置，L小于255。

参见图9所示，在这里采用净荷类型指示中PT的保留编码来指示OPU-M净荷的类型，同时利用复帧指示为其它值所对应的PSI字节，即PSI的保留字节来指示每个OPU净荷所占时隙的大小和位置。因此需要新定义净荷类型PT的RES编码内容。PT为8比特字节，按照G.709的定义，从80H到8FH为保留指示编码，这样可以选取其中的一部分进行净荷类型指示，例如：定义MFAS为00000000时的PT内容8CH、8DH、8EH分别用来指示净荷类型为单一CBR155、单一CBR622，及CBR155与CBR622混合这三种情况，该PT内容位于OTU帧结构的第15列第4行；同时用MFAS为1的帧中的PSI字节的前4位表示CBR155的数目，后4位表示CBR622的数目。

其中，N路CBR155与M路CBR622的速率之和应为1个CBR2G5的等效速率。这里N和M都是正整数，例如：N＝4，M＝3；或N＝8，M＝2；N＝16，M＝0；N＝0，M＝4等。

并且，还可以从2到255的OPU1帧的PSI字节中选取一部分指示CBR155和CBR622在OPU1净荷区的位置，例如：可以利用MFAS为2，即00000010时的PSI指示的前4位表示CBR622在OPU1的时隙起始位置，PSI指示的后4位表示CBR622在OPU1的时隙终了位置；MFAS为3时的PSI表示CBR155的在OPU1的时隙起始位置，后4位表示CBR155在OPU1的时隙终了位置。

以上时隙的划分和净荷标识及净荷时隙表示仅为一种举例。每种净荷在OPU1中的时隙位置也可以利用MFAS的多帧PSI字节来标识。总之，利用PT的保留编码可以充分标识出净荷类型，利用MFAS所指示的其它帧中的PSI字节可以标识出净荷数目及各净荷的时隙位置。

另外，也可以直接用分布在不同帧中的其它保留字节，通过定义相应编码来指示OPU-M净荷的类型，每个OPU净荷所占时隙的大小和位置。并可达到与上面所述同样的效果。

4)将N路的OPU155调整开销和M路的OPU622的调整开销按帧复用至由复帧指示指示的OPU1帧中的调整开销位置。

5)将N路的ODU155开销和M路ODU622开销按帧复用到由复帧指示指示的ODU1开销位置。

完成到ODU1信号的复用之后，与前面所述的单一速率信号相同，在进行线路传输时，一般还需要将ODU1信号加上OTU1开销转化为OTU1信号，并进行满足ITU-T G.709的FEC编码，生成帧定位信号和复帧定位信号，按G.709规定进行扰码，再经过电光转换后输出至OTN的传输线路进行传输。

对于解复用过程，与前面所述的单一速率信号相同，完全是复用过程的逆过程，下面对CBR155和CBR622混合信号复用得到的ODU1信号的解复用过程进行简要说明。

在完成OTU1帧同步后，可得到ODU1信号的复帧指示。

步骤A，根据复帧指示，从ODU1信号中分解出每条支路的ODU155/622开销。

步骤B，根据复帧指示，从OPU1调整开销中分解出每条支路OPU155/622的调整开销。

步骤C，根据复帧指示和与复帧指示所对应的净荷结构指示，从OPU1净荷区的时隙中分解出每条支路OPU155/622净荷。

步骤D，将上述步骤中分解出的每条支路对应的ODU155/622开销、OPU155/622调整开销和OPU155/622净荷进行组合，恢复为ODU155/622信号，将ODU155/622类型的信号还原为其原有类型CBR155/622的低速信号。

CBR155和CBR622混合信号的复用/解复用装置，参见图10所示。

在发送方向，CBR155和CBR622的客户信号经过各自的同步物理接口SPI恢复出串行数据和串行时钟；再将串行数据和串行时钟进行串到并的转换；输出并行数据和并行时钟信号给各自的OPU155/OPU622复用/解复用模块。

映射/解映射模块完成把CBR155的并行信号映射到OPU155，实现速率调整，并加上ODU155开销；映射/解映射模块完成把CBR622的并行信号映射到OPU622信号，实现速率调整，同时加上ODU622开销。其中，OPU155/ODU155和OPU622/ODU622的发送定时采用本地定时，平偏小于±20ppm，由本地定时发生器产生。

复用/解复用模块对于OPU155/622到OPU1的复接，同样按照前面所述的方法，将各自的OPU155和OPU622的净荷分配到各自的时隙位置。插入净荷标识符PT，用来指示净荷类型和CBR155及CBR622各自所路数N，M；并利用PT的保留字节来指示各种净荷的时隙位置。调整开销的复用，由于时隙号与需要的复帧指示值相同，例如：OPU1划分为16时隙，需要16个OPU1帧来传送N路OPU155和M路OPU622，因此可以利用与PT的时隙位置指示相同的MFAS指示所在的OPU1帧的调整开销位置来装载对应的N路OPU155调整开销和OPU622调整开销。ODU155/622开销到ODU1开销的复用。与调整开销复用的指示相同，利用与PT的时隙位置指示相同的MFAS指示(例如：时隙位置为5，则MFAS为5)所在ODU1帧的ODU1位置来装载对应的N路ODU155开销和ODU622开销。

最后，ODU1信号及定时发生器产生的时钟信号送给线路模块，线路模块产生符合G.709标准OTU1开销，将ODU1信号转化为OTU1信号，并进行满足ITU-T G.709的FEC编码，生成帧定位信号和复帧定位信号，按G.709规定进行扰码，再经过电光转换后输出，从而完成整个的复用过程。

现对本发明的应用举例如下：

1)DWDM/CWDM系统点到点的传送：

参见图11所示，节点A、B中分别设置有本发明所提供的STMUX，该STMUX可以完成多路CBR622或CBR155的透明复用。这样，A点和B点之间的数据传输过程中，多路子速率只占用一个波长，与其他调制速率的波长一起在同一条光纤中传输。所应用的DWDM系统可以包含一个或多个STMUX单板。

2)城域OADM环网中，使用本发明的STMUX实现点到点的业务传送：

参见图12所示，在OADM环网中，节点A、C中分别设置有本发明所提供的STMUX。从节点A到节点C的子速率业务通过STMUX复用后，共用一个波长，穿过中间节点，实现子速率业务的点到点的传送。其所应用的STMUX可以为OADM设备的一个板卡。

3)STMUX本身作为一个子系统，实现点到点的传送：

参见图13所示，STMUX不但可以作为DWDM终端设备或OADM设备的电路单元，也可以作为独立的设备来使用，同样可以完成子速率业务的点到点的透明传输。该应用适合于低成本应用的场合。

本发明中所述的低速信号可以为STM-1、OC3信号、STM-4信号、或OC12信号等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1、一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用方法，其特征在于，包括以下步骤：

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待复用的各路低速信号的速度相同且为OPU1净荷区速率的1/N；

所述步骤b)中OPU1的净荷区划分为N个时隙，N个由步骤a)得到的OPU净荷分别按字节间插到OPU1净荷N个时隙中。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述待复用的低速信号为CBR155，则所示N的值为16；或者所述待复用的低速信号为CBR622，则所示N的值为4。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待复用的低速信号包括至少两种不同速率类型的信号；

所述步骤b)中OPU1的净荷区所划分的每个时隙的大小为各类型信号速率的最大公约数。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待复用的低速信号为N路CBR155和M路CBR622，其中N+4×M＝16；

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤d)后进一步包括：将步骤d)得到的ODU1信号转化为OTU1信号。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述复帧指示为本地产生的复帧信号，并利用OTU帧中的MFAS字节，或其它保留字节来传递。

8、根据权利要求1到7任一所述的方法，其特征在于，所述与复帧指示所对应的净荷结构指示包括净荷类型指示和分布在不同帧的保留字节；利用净荷类型指示的原有编码或保留编码来指示所述的OPU净荷类型，利用与复帧指示所对应的净荷结构指示中的所述保留字节来指示所述OPU净荷的时隙位置和大小。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述净荷类型指示为当复帧指示MFAS为00000000所指示的净荷结构指示字节，或是MFAS为00000000以外其它值所指示的1到255字节中的任一字节。

10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述净荷结构指示中的分布在不同帧中的保留字节为当MFAS为00000000以外其它值所指示的1到255净荷结构指示字节中的至少一个字节。

11、根据权利要求1到7任一所述的方法，其特征在于，所述与复帧指示所对应的净荷结构指示包括分布在不同帧的保留字节；利用净荷结构指示中的所述保留字节来指示所述的OPU净荷类型、净荷的时隙位置和大小。

12、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述ODU开销中至少包括性能监视开销字段。

13、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低速信号为STM-1、或OC3信号、或STM-4信号、或OC12信号、或以上信号的任意组合。

14、一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的解复用方法，其特征在于，在完成OTU帧同步后，包括以下步骤：

a)根据复帧指示，从ODU1信号中分解出每个支路的ODU开销；

15、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述复帧指示为接收到的OTU帧中的MFAS字节，或接收到的其它用来传递复帧信号的保留字节所代表信号。

16、根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述与复帧指示所对应的净荷结构指示包括净荷类型指示和分布在不同帧中的保留字节，利用净荷类型指示的原有编码或保留编码来指示所述的净荷类型，利用与复帧指示所对应的净荷结构指示中的保留字节来指示所述OPU净荷的时隙位置和大小。

17、根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述与复帧指示所对应的净荷结构指示包括分布在不同帧的保留字节；利用净荷结构指示中的所述保留字节来指示所述的OPU净荷类型、净荷的时隙位置和大小。

18、根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述低速信号为STM-1、或OC3信号、或STM-4信号、或OC12信号、或以上信号的任意组合。

19、一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用装置，其特征在于，包括：

20、根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述一个以上的映射模块由至少两种用于不同速率信号的映射模块组成。

21、一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的解复用装置，其特征在于，包括：

22、根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述一个以上的解映射模块由至少两种用于不同速率信号的解映射模块组成。

23、一种实现低速信号在光传输网络中透明传送的复用/解复用装置，其特征在于，包括：一个以上的同步物理接口、一个以上的映射/解映射模块、复用/解复用模块、线路模块和定时发生器；

24、根据权利要求23所述的装置，其特征在于，所述一个以上的映射/解映射模块由至少两种用于不同速率信号的映射/解映射模块组成。