專利名稱：一種數據業務和sdh業務混合匯聚裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種用于光傳輸設備的匯聚裝置，特別是涉及WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分復用)傳輸設備/系統的數據業務和SDH業務混合匯聚裝置及匯聚方法。
背景技術：
隨著通訊技術的不斷發展，人們對通訊容量的需求不斷增加，人們普遍采用匯聚技術把數個低速的業務匯聚到一個高速的通道上，可以節省通道的使用，提高系統的傳輸容量，從而降低通訊系統單位成本。
現有的通訊設備在二十世紀末主要是數字同步系列(Synchronous DigitalHierarchy，SDH)設備，業務主要與語音有關，隨著網絡寬帶技術的發展，目前逐漸向數據業務發展。同時匯聚技術除了匯聚成SDH信號外，目前還可以采用成熟的光傳送網(Optical Transport Network，OTN)技術、通用成幀規程(Generic Framing Procedure，GFP)技術。
SDH是在20世紀90年代發展起來的目前大量應用的一種先進的傳輸系統，它采用時分復用(Time Division Multiplexing，TDM)技術，規定了系列速率，具有統一的比特率，采用統一的光、電接口標準，提供了大量的開銷，網絡管理能力大大加強。提出了自愈網的新概念，用SDH設備組成的帶有自愈保護能力的環網形式，可以在傳輸媒體主信號被切斷時，自動通過自愈網恢復正常通信。因此，SDH業務具有很高的QoS(Quality of Service，服務質量)，滿足人們對通信質量的要求。
目前，SDH系統STM64(10Gb/s)系統已經商用，正在開發STM256(40Gb/s)商用系統，其中STM(Synchronous Transfer Mode)為同步傳輸方式。
數據業務的發展也經歷了以太網，百兆的快速以太網，千兆以太網正在向十千兆以太網進展，數據傳輸由于以太網的結構問題，QoS考慮的較少，常常采用SDH傳送基于IP的包數據(POS，Packet Over SDH)技術。
POS是一種利用SONET(Synchronous Optical Network，同步光網絡)/SDH提供的高速傳輸通道直接傳送IP(Internet Protocol，互聯網協議)數據業務的技術。它使用鏈路層協議(PPP，HDLC，CHDLC)對數據包進行封裝，然后由SONET/SDH業務通道層的業務適配器把封裝后的IP數據包映射到SONET/SDH同步凈荷中，再經過SONET/SDH傳輸層和段層，加上相應的通道開銷和段開銷，把凈荷裝入一個SONET/SDH幀中，最后到達光網絡，在光纖中傳輸，它保留了IP面向無連接的特征。其中，PPP(Point to Point Protocol)為點對點協議，HDLC(High-Level Data Link Control)為高層數據鏈路控制協議，CHDLC(Cisco High-Level Data Link Control)為思科高層數據鏈路控制協議。
光傳送網OTN是ITU(International Telecommunication Union，國際電信聯盟)-T于1998年提出的，在光域內可以實現業務信號的傳送、復用、路由選擇、監控，并保證其性能指標和生存性。它對子網內傳送的信號的傳輸速率、數據格式及調制方式完全透明，這意味著光傳送網不僅可以透明傳送今天已經廣泛使用的SDH、IP、以太網、幀中繼(Frame Relay，FR)和ATM(AsynchronousTransfer Mode，異步傳送模式)等客戶信號，而且也完全可以透明傳送今后使用的新的數字業務信號。
OTN綜合了SONET/SDH的優點和DWDM(Dense Wavelength DivisionMultiplexing，密集波分復用)的帶寬可擴展性，并且還將SONET/SDH的OAM&P(Operation Administration Maintenance and Provisioning，操作、管理、維護與配置)功能移植到DWDM光網絡，具有極強的重新配置及保護、恢復能力。以光分插復用器(Optical Add/Drop Multiplexing，OADM)和光交叉連接設備(Optical Cross-Connect，OXC)為主的節點技術已經趨于成熟。
OTN網絡采用帶內FEC(Forward Error Correction，前向糾錯)技術或帶外FEC技術，使用前向編碼技術，可以改善傳送網的性能。OTN標準主要以G.872光網絡分層結構為基礎，還包括從網絡節點接口(G.709)、物理層接口(G.959.1)、網絡抖動性能(G.8251)等。
GFP是在ITU-TG.7041中定義的一種鏈路層標準，它既可以在字節同步的鏈路中傳送長度可變的數據包，又可以傳送固定長度的數據塊，是一種先進的、簡單的、靈活的數據信號適配、映射技術。它采用了與ATM技術相似的幀定界方式，通過它可以透明地將上層的各種數據信號封裝為可以在現有傳輸網絡中有效傳輸的信號，有利于多運營商設備互聯互通，并且它引進了多服務等級的概念，實現了用戶數據的統計復用和QoS功能。GFP可將變長或定長的數據分組，進行統一的適配處理，實現數據業務在多種高速物理傳輸通道中的傳輸，采用靈活的幀封裝以支持固定或可變長度的數據，GFP能對可變長度的用戶PDU(Protocol Data Unit，協議數據單元)進行全封裝，免去對數據的拆分、重組及對幀的填充，簡化了系統的操作，提高了系統的處理速度和穩定度。GFP標準定義了兩種模式透傳模式和幀映射模式，提供了一種通用的機制把高層客戶端的數據流適配到傳輸網絡中。
透傳模式(GFP-Transparent，GFP-T)適合處理實時業務如視頻信號(DigitalVideo Broadcast，DVB)和塊狀編碼的信號如存儲業務。幀映射模式(GFP-Frame-mapped，GFP-F)把具有不同長度、屬于不同業務的GFP幀可以時分復用到一個更高速率的信道傳輸。這種數據包復用方式大大提高了網絡帶寬的利用率。
SDH的規定的速率依次相差4倍，分別為STM1/STM4/STM16/STM64，目前，對于SDH業務的匯聚一般采用SDH成幀芯片，把4路或16路低速的SDH信號匯聚到高速的SDH速率上，系統組成的框圖參閱圖1所示SDH速率適配/開銷處理模塊1A～SDH速率適配/開銷處理模塊NA，可統稱為xA模塊，其用于完成SDH數據的時鐘提取和串并轉換，降低數據的處理速率，同時還完成接收通道的性能檢測，把接收到的SDH的開銷保存起來，待以后插入到SDH群路的開銷中，做透明傳輸。同時，在發送方向把群路接收的開銷分配到各個支路，完成開銷的透明傳輸。
指針處理單元1B～指針處理單元NB，可統稱為xB模塊，其用于完成AU(Administrative Unit，管理單元)層的處理，包括指針的檢測、VC(VirtualContainer，虛擬容器)的性能檢測、VC業務的解析及在解復接方向完成AU指針的再生。SDH靠指針適配不同通道之間接收通道和群路的時鐘差別，從而保證時鐘的同步。
AU業務選擇和分配模塊1C，其用于提供小顆粒的交叉選擇，可以完成數據的匯聚和解匯聚，也可以實現通道的環回。
SDH群路適配/開銷處理模塊1D，其用于完成時鐘提取和串并轉換、群路的性能檢測、開銷的處理，發送方向把接收的支路開銷傳輸插入到群路為使用的位置，插入群路的開銷；在接收方向把接收到的開銷提取出來，分離出支路的插入的開銷，傳送到xA模塊，實現開銷的透傳。
對數據業務的匯聚，目前比較活躍，傳統的都是采用POS技術匯聚到SDH業務上，目前開始考慮采用GFP技術匯聚到更高速率上，其組成框圖參閱圖2所示數據速率適配模塊1E～數據速率適配模塊ME，可統稱為xE模塊，其用于完成信號的時鐘提取和串并轉換，轉換為低速數據，方便芯片處理，同時提供通道的性能檢測，包括包的統計、錯包的統計等。
數據到PL3轉換模塊1F～數據到PL3轉換模塊MF，可統稱為xF模塊，PL3是UTOPIA Level 3(級別3)的簡稱，接口為8、16、32位，帶奇偶檢驗，內置FIFO(First In First Out，先進先出)，以實現不同時鐘域的數據緩沖；其中UTOPIA(Universal Test & Operations PHY Interface for ATM)為通用測試及操作ATM物理層接口。
通道標示/PL3接口管理模塊1G，其用于給每個通道打上通道編碼，實現在兩個PL3之間的身份驗證，由于xF模塊和1H模塊的PL3接口都是被動模式，因此，在通道標示/PL3接口管理模塊1G，還要完成兩個PL3之間的匹配功能。
PL3接口/SDH成幀處理模塊1H，其用于把PL3的信號裝配到SDH幀中，在接收方向完成時鐘提取和SDH性能檢測，并把SDH的數據拆分，再按照PL3接口送到通道標示/PL3接口管理模塊1G。
目前由于SDH業務和數據業務遵守不同的標準體系，一般都是分別實現數據的匯聚和SDH的匯聚，是獨立的兩個陣營。隨著通信系統的不斷完善，和兩個陣營的不斷融合，亟需提出一種數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，以期在一個框架下實現兩類業務同時傳輸，增加系統的靈活性，減小系統的配置成本，擴大系統的使用范圍，為用戶提供方便。
原來的系統如果需要兩種業務的傳輸，則需要兩套系統分別實現SDH業務和數據業務的傳輸，占用更多的波長資源和功耗。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于提供一種數據業務和SDH業務混合匯聚裝置及其方法，用于實現數據業務和SDH業務的混合匯聚。
為了實現上述目的，本發明提供了一種數據業務和SDH業務混合匯聚方法，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括SDH業務速率適配及格式轉換步驟，用于接收SDH業務通道的SDH信號并進行速率適配，并所述SDH信號轉換成設定的統一格式；數據業務速率適配及格式轉換步驟，用于接收數據業務通道的數據信號并進行速率適配，將所述數據信號轉換成設定的統一格式；時隙交換處理步驟，用于對接收的轉換后的SDH信號和轉換后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過群路信號速率適配處理完成業務匯聚。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，所數SDH業務速率適配的步驟還包括對所述SDH業務通道的接收信號進行時鐘提取，恢復時鐘信號，并經過串并轉換，把高速的串行信號變成低速的并行信號及解擾碼處理；分離所述接收信號中的開銷，對所述接收信號中的數據進行格式轉換；及匯合所述開銷與所述格式轉換后的數據，生成一完整的SDH信號。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，所述數據業務速率適配的步驟還包括根據數據業務設置的不同從所述數據業務通道的接收數據中恢復出時鐘信號，對該時鐘信號進行解碼、串并轉換處理，生成一并行信號；對該并行信號進行格式反變換，恢復出所述數據業務通道的數據信號。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，還包括根據所述數據業務通道的信號接收情況和所述系統的優先級要求對所述數據業務通道進行帶寬分配的步驟。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，還包括根據帶寬分配和所述系統的優先級要求將所述SDH信號轉換成一設定的統一格式的步驟；根據帶寬分配和所述系統的優先級要求將所述數據信號轉換成一設定的統一格式的步驟。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，所述時隙交叉處理的步驟還包括
對所述SDH業務通道和所述數據業務通道分別進行編碼，根據所述系統的選擇，從所述SDH業務通道和所述數據業務通道中選擇所需的SDH業務通道和數據業務通道；在復接方向，按照群路要求依次選擇所述SDH業務通道和所述數據業務通道的數據，對該數據增加通道編碼；在解復接方向，根據所述通道編碼將經群路適配處理后的數據分離到所述SDH業務通道和所述數據業務通道。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，所述業務匯聚的步驟具體為接收經時隙交叉處理后的數據和所述開銷，并將所述開銷作透明傳輸處理后放至群路的開銷未定義位置，增加該群路的開銷，生成一群路數據，再轉變成一高速群路數據。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，所述SDH信號為STM1、STM4或STM16速率的SDH信號。
所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其中，所述數據信號為千兆位以太網、光纖通道、數字視頻廣播、光纖互聯或企業系統互聯類型的數據信號。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一SDH業務速率適配模塊、一SDH業務格式轉換模塊、一數據業務速率適配模塊、一數據業務格式轉換模塊、一時隙交換單元及一群路適配單元；所述SDH業務速率適配模塊接收SDH業務通道的SDH信號并進行速率適配，所述SDH業務格式轉換模塊將所述SDH信號轉換成一設定的統一格式，并傳送至所述時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收數據業務通道的數據信號并進行速率適配，所述數據業務格式轉換模塊將所述數據信號轉換成一設定的統一格式，并傳送至所述時隙交換單元；所述時隙交換單元對接收的轉換后的SDH信號和轉換后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路適配單元完成業務匯聚。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種基于SDH格式的數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一SFP模塊、一交叉開關、一SDH業務速率適配模塊、一VC處理模塊、一數據業務速率適配模塊、一POS處理模塊、一VC時隙交換單元、一群路SDH適配單元及一群路模塊；所述SDH業務速率適配模塊接收依次通過所述SFP模塊、所述交叉開關傳送的SDH業務通道的SDH信號，并對該SDH信號進行速率適配，所述VC處理模塊將所述SDH信號轉換成一設定的SDH統一格式，并傳送至所述VC時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收依次通過所述SFP模塊、所述交叉開關傳送的數據業務通道的數據信號，并對該數據信號進行速率適配，所述POS模塊將所述數據信號轉換成一設定的SDH統一格式，并傳送至所述VC時隙交換單元；所述VC時隙交換單元對接收的轉換后的SDH信號和轉換后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路SDH適配單元完成業務匯聚。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種基于GFP格式的數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一收發模塊、一SDH業務速率適配模塊、一SDH到GFP適配模塊、一數據業務速率適配模塊、一數據GFP處理模塊、一GFP時隙交換單元、一群路GFP適配單元及一群路模塊；所述SDH業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的SDH業務通道的SDH信號，并對該SDH信號進行速率適配，所述SDH到GFP適配模塊將所述SDH信號轉換成一設定的GFP統一格式，并傳送至所述GFP時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的數據業務通道的數據信號，并對該數據信號進行速率適配，所述數據GFP處理模塊將所述數據信號轉換成一設定的GFP統一格式，并傳送至所述GFP時隙交換單元；所述GFP時隙交換單元對接收的轉換格式后的SDH信號和轉換格式后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路GFP適配單元完成業務匯聚。
為了實現上述目的，本發明還提供了一種基于OTN格式的數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一收發模塊、一SDH業務速率適配模塊、一數據業務速率適配模塊、一ODU處理模塊、一ODU時隙交換單元、一群路OTN適配單元及一群路模塊；所述SDH業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的SDH業務通道的SDH信號，并對該SDH信號進行速率適配，所述ODU處理模塊將所述SDH信號轉換成一設定的OTN統一格式，并傳送至所述ODU時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的數據業務通道的數據信號，并對該數據信號進行速率適配，所述ODU處理模塊將所述數據信號轉換成一設定的OTN統一格式，并傳送至所述ODU時隙交換單元；所述ODU時隙交換單元對接收的轉換格式后的SDH信號和轉換格式后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路OTN適配單元完成業務匯聚。
本發明的技術效果在于與現有技術相比，采用本發明裝置，可以同時實現SDH業務和數據業務的混合匯聚，可以支持更多的業務速率STM1/STM4/STM16，以及數據業務GE/FC/DVB/FICON/ESCON的匯聚；其中GE(Gigabit Ethernet)為千兆位以太網，FC(Fiber Channel)為光纖通道，FICON(Fiber Connection)為光纖互聯/光纖連接，ESCON(Enterprise System Connection)為企業系統互聯/企業系統連接；每個通道可以支持不同速率和數據類型，可以方便的隨時切換不同速率或業務；采用混合傳輸系統不僅可以降低成本，還可以減少波長使用，降低功耗；另外，本發明還提高通訊設備的靈活性，大大降低系統造價。
以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。
圖1為現有技術SDH業務匯聚框圖；圖2為現有技術POS技術數據匯聚框圖；圖3為本發明WDM網絡SDH光通道的性能監測裝置組成框圖；圖4為本發明以4個通道業務設置為例采用SDH格式完成混合匯聚的示意圖；
圖5為本發明以8個通道業務設置為例采用GFP格式完成混合匯聚的示意圖；圖6為本發明以8個通道業務設置為例采用OTN格式完成混合匯聚的示意圖。
具體實施例方式
以下是實現數據業務和SDH業務混合匯聚裝置的具體實現方式，體現本發明技術方案的幾種典型方式。
請參閱圖3所示，為本發明WDM網絡SDH光通道的性能監測裝置組成框圖。
在發送端，分別把數據業務和SDH業務兩類業務轉換為統一的格式，然后給每個數據業務通道和SDH業務通道打上編碼，再把各個通道的數據按照配置匯聚到一路高速的數據中，每個數據業務通道在轉換時支持帶寬和優先級的設置，數據業務格式轉換模塊，可以根據通道的接收情況和系統的優先級要求進行帶寬分配，把各個通道的數據按需匯聚到群路中；在接收端，則從群路信號中提取出各個數據業務通道和SDH業務通道的信號，回傳到數據業務通道和SDH業務通道，并進行格式反變換，還原出SDH信號和數據信號。
數據業務是指GE、FC、FICON、ESCON、DVB等目前常用的數據類型。
在本發明中，實現數據業務和SDH業務混合匯聚由以下幾部分組成，具體為SDH業務的適配、SDH的格式轉換、數據業務的適配、數據的格式轉換，統一格式后進行時隙交叉，最后匯聚在一起。相應地，混合匯聚裝置可以支持多個SDH業務通道和多個數據業務通道的匯聚；每個端口可以適用多種速率，故混合匯聚裝置是個多端口、多速率的系統。
圖3中，匯聚裝置包括11A～1NA個SDH業務速率適配模塊、11B～1NB個SDH業務格式轉換模塊、21A～2MA個數據業務速率適配模塊、21B～2MB個數據業務格式轉換模塊、時隙交換單元11C、群路適配單元11D。其中N大于等于1，M大于等于1。
匯聚裝置包括有11～1N個SDH業務通道、21～2M個數據業務通道，N個SDH業務通道功能是一樣的，M個數據業務通道也是相同的；下面以SDH業務通道11、數據業務通道21為例，給出混合匯聚成高速數據的過程，以描述本發明匯聚裝置的工作原理。
在復接方向，在SDH業務通道11，信號送入SDH業務速率適配模塊11A，在SDH業務速率適配模塊11A，信號經過時鐘提取，恢復時鐘信號，同時經過串并轉換，把高速的串行信號變成低速的并行信號，解擾碼，以方便后續的處理，同時在SDH業務速率適配模塊11A，還進行段層的處理，完成接收信號段層的性能檢測。把接收到的開銷分離出來并送到群路適配單元11D，把接收到的數據送到SDH業務格式轉換模塊11B作進一步的處理。在解復接方向，接收群路適配單元11D來的開銷匯合上SDH業務格式轉換模塊11B來的數據，合成完整的SDH信號，包括最后的BIP(Bit Interleaved Parity，位交叉奇偶校驗)校驗和擾碼。
在復接方向，SDH業務格式轉換模塊11B，進行通道層的性能檢測，分解成微小的顆粒，給出指針的檢測。然后根據系統規定，把SDH信號轉換到系統規定的統一格式數據。SDH業務格式轉換模塊11B是整個系統的核心模塊，需要根據成本、成熟度、難易程度、技術先進性抉擇等因素選擇最合適的方案。通過SDH業務格式轉換模塊11B將SDH信號統一格式后，送入時隙交換單元11C作時隙交換處理。在解復接方向，SDH業務格式轉換模塊11B還負責從統一格式的數據中恢復出SDH的AU信號，包括指針的再生。
SDH業務通道12～1N，跟SDH業務通道11相同，不再敘述。
在復接方向，數據業務速率適配模塊21A處理數據業務，根據業務設置的不同，從接收數據中恢復出時鐘信號，然后進行mBnB解碼，串并轉換，轉換成并行信號/低速數據，以方便后面的電路處理。在數據業務速率適配模塊21A，還進行數據接收通道的性能檢測，并把并行信號送入數據業務格式轉換模塊21B。在解復接方向，從數據業務格式轉換模塊21B接收數據，經過mBnB反變換，恢復出通道的數據。mBnB解碼時，一般低速的是4B5B，高速的采用8B10B。
在復接方向，數據業務格式轉換模塊21B把來自數據業務速率適配模塊21A的數據放入到FIFO中，可以根據設置的數據帶寬、優先級的需要，以及統一格式的要求，從FIFO中取出數據并轉換成統一格式，送入時隙交換單元11C。在解復接方向，從時隙交換單元11C接收數據，從統一格式數據中拆離出通道的數據，送入發送的FIFO，然后送到數據業務速率適配模塊21A。數據的流控在數據業務格式轉換模塊21B完成，可以協調帶寬，滿足系統的設置。
數據業務通道22～2M，跟數據業務通道21是相同的，不再詳述。
在復接方向，時隙交換單元11C接收從SDH業務通道來的數據和數據業務通道來的數據，為區分是哪個通道的數據，需要分別給SDH業務通道數據和數據業務通道數據增加通道編碼，同時根據系統的選擇，從輸入的SDH業務通道數據和數據業務通道數據中選擇出需要的SDH業務通道數據和數據業務通道數據，送入群路適配單元11D。按照群路的要求，順序選擇各個通道的數據，同時在選擇的SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加通道編碼，以便接收端區分。在解復接方向，根據SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加的通道編碼，把群路來的數據分離到各個SDH業務通道和數據業務通道。
在復接方向，群路適配單元11D接收從時隙交換單元11C來的數據和SDH業務速率適配模塊11A來的開銷，并把SDH業務速率適配模塊11A的開銷作透明傳輸處理，放到群路的開銷未定義的位置。同時增加群路的開銷，形成群路數據，最后經過并串轉換變成高速的群路數據。在解復接方向，經過時鐘提取，恢復出數據，串并轉換減低數據的工作速度，提供群路的性能檢測，從接收數據中分離出開銷和數據，數據送入時隙交換單元11C作處理，開銷送入SDH業務速率適配模塊11A作處理。
請參閱圖4所示，為本發明以4個通道業務設置為例采用SDH格式完成混合匯聚的示意圖。
圖4中，匯聚裝置包括31G～34G四個SFP模塊、31F交叉開關、31A～34A四個SDH業務速率適配模塊、31B～34B四個VC處理模塊、41A～44A四個數據業務速率適配模塊、41B～44B四個POS處理模塊、VC時隙交換單元31C、群路SDH適配單元31D、群路模塊31E。
信號從31G、32G、33G、34G四個SFP模塊進入，SFP模塊可以把光信號轉換為電信號，是2R模塊，屬于本實施例的外圍電路。在復接方向，SFP模塊輸出的電信號送入到交叉開關31F，在解復接方向，SFP模塊接收從交叉開關31F發來的數據，SFP模塊完成電到光的轉換。
在復接方向，交叉開關31F，把收到的4路數據分別送入SDH業務通道31～34和數據業務通道41～44，具體送入哪個通道需要根據系統的配置來決定，如果某個通道裝載SDH業務，就送到31～34中的一個SDH業務通道，如果某個通道裝載數據業務，就送入41～44中的一個數據業務通道，數據業務通道數量與SDH業務通道數量之和為4。交叉開關31F的作用可以提高通道配置的靈活性，減少外部端口數量，每個通道可以配置SDH業務，也可以配置為數據業務，交叉開關31F就可以送到相應的通道。在解復接方向，交叉開關31F把恢復的SDH業務通道數據和數據業務數據交叉到31G、32G、33G、34G四個SFP模塊的數據發送端。
圖4中，31～34四個SDH業務通道的功能是一樣的，41～44四個數據業務通道的功能也是相同的，下面以一個SDH業務通道31、一個數據業務通道41為例進行說明。
在復接方向，在SDH業務通道31，信號送入SDH業務速率適配模塊31A，在SDH業務速率適配模塊31A，信號經過時鐘提取，恢復時鐘信號，同時經過串并轉換，把高速的串行信號變成低速的并行信號，解擾碼，以方便后續的處理，同時在SDH業務速率適配模塊31A，還進行段層的處理，完成接收信號段層的性能檢測。把接收到的開銷分離出來并送到群路SDH適配單元31D，把接收到的數據送到VC處理模塊31B作進一步的處理。在解復接方向，接收群路SDH適配單元31D來的開銷匯合上VC處理模塊31B來的數據，合成完整的SDH信號，包括最后的BIP校驗和擾碼。
在解復接方向，VC處理模塊31B，進行通道層的性能檢測，分解成微小的顆粒，給出指針的檢測。把數據解析到VC高階通道，送入VC時隙交換單元31C作時隙交換處理。在解復接方向，VC處理模塊31B還負責接收VC數據，放到FIFO中緩沖，指針再生，形成SDH的AU數據。
SDH業務通道32～34，跟SDH業務通道31相同，不再敘述。
在復接方向，數據業務速率適配模塊41A處理數據業務，并根據業務設置的不同，從接收數據中恢復出時鐘信號，然后進行mBnB解碼，串并轉換，轉換成并行信號/低速數據，以方便后面的電路處理。在數據業務速率適配模塊41A，還進行接收通道的性能檢測；并把并行信號送入后面的POS處理模塊41B。在解復接方向，從POS處理模塊41B接收數據，經過mBnB反變換，恢復出通道的數據。
在復接方向，POS處理模塊41B把來自數據業務速率適配模塊41A的數據放入到FIFO中，可以根據設置的數據帶寬、優先級的需要，把數據裝配到VC中，送入VC時隙交換單元31C。在解復接方向，從VC時隙交換單元31C接收數據，從VC數據中拆離出通道的數據，送入發送的FIFO，然后送到數據業務速率適配模塊41A。數據的流控在POS處理模塊41B完成，可以協調帶寬，滿足系統的設置。
數據業務通道42～44，跟數據業務通道41是相同的，不再詳述。
在復接方向，VC時隙交換單元31C接收從SDH業務通道來的數據和數據業務通道來的數據，為了區分是哪個通道，需要分別給SDH業務通道和數據業務通道編碼。按照群路的要求，順序選擇各個通道的數據，同時在選擇的SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加通道編碼，以便接收端區分。在解復接方向，根據SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加的通道編碼，把群路來的數據分離到各個SDH業務通道和數據業務通道。
在復接方向，群路SDH適配單元31D接收從VC時隙交換單元31C來的數據和SDH業務速率適配模塊31A來的開銷，并把SDH業務速率適配模塊31A的開銷作透明傳輸處理，放到群路的開銷未定義的位置。同時增加群路的開銷，形成群路數據，最后經過并串轉換變成高速的群路數據，送入群路模塊31E。在解復接方向，信號從群路模塊31E發出，經過時鐘提取，恢復出數據，串并轉換減低數據的工作速度，提供群路的性能檢測，從接收數據中分離出開銷和數據，數據送入VC時隙交換單元31C作處理，開銷送入SDH業務速率適配模塊31A作處理。
在復接方向，群路模塊31E把群路SDH適配單元31D送來高速的群路模塊經過電光轉換，變成光信號輸出。在解復接方向，群路模塊31E接收光信號，結果光電轉換，變成電信號，送入到群路SDH適配單元31D。群路模塊31E是本實施例的外圍電路，如果不需要光信號，可以不采用群路模塊31E，信號可以從群路SDH適配單元31D輸入輸出。
上述內容描述了以4個通道業務任意設置為例采用SDH格式如何實現混合匯聚的過程。
請參閱圖5所示，為本發明以8個通道業務設置為例采用GFP格式完成混合匯聚的示意圖。
圖5中，匯聚裝置包括51G～54G四個收發模塊、51A～54A四個SDH業務速率適配模塊、51B～54B四個SDH到GFP適配模塊、61G～64G四個收發模塊、61A～64A四個數據業務速率適配模塊、61B～64B數據GFP處理模塊、GFP時隙交換單元51C、群路GFP適配單元51D、群路模塊51E。
在復接方向，信號從四個收發模塊51G～54G進入，經過光電轉換，變成電信號送入SDH業務通道的SDH業務速率適配模塊51A～54A，四個SDH業務的速率可以不同；在解復接方向，SDH業務速率適配模塊51A～54A送來的SDH業務數據送到收發模塊51G～54G，經過光電轉換，變成光信號輸出。
在復接方向，信號從四個接收模塊61G～64G輸入，經過光電轉換，變成電信號送入數據業務通道的數據業務速率適配模塊61A～64A，四個數據業務的速度和類型可以不同。在解復接方向，數據業務速率適配模塊61A～64A恢復的數據信號送入收發模塊61G～64G，經過光電轉換，變成光信號輸出。
由于端口較多，需要計算信號的總帶寬不要超過接收信號的帶寬和，一般SDH的帶寬要求100％保證，數據業務可以進行帶寬控制，可以設置優先級。最后形成的帶寬要小于GFP的總帶寬。數據業務通道數量和SDH業務通道數量之和為8。
圖5中，51～54四個SDH業務通道的功能是一樣的，61～64四個數據業務通道的功能也是相同的，下面以一個SDH業務通道51、一個數據業務通道61為例進行說明。
在復接方向，在SDH業務通道51，信號從收發模塊51G送入SDH業務速率適配模塊51A，在SDH業務速率適配模塊51A，信號經過時鐘提取，恢復時鐘信號，同時經過串并轉換，把高速的串行信號變成低速的并行信號，解擾碼，以方便后續的處理，同時在SDH業務速率適配模塊51A，還進行段層的處理，完成接收信號段層的性能檢測。開銷和數據拆離，整體送到SDH到GFP適配模塊51B作進一步的處理。在解復接方向，SDH到GFP適配模塊51B來的數據，進行最后的BIP校驗，形成完整的SDH信號。
在復接方向，在SDH到GFP適配模塊51B，不進行通道層的性能檢測，把整個SDH信號作為數據放到FIFO中緩沖，然后打成GFP的包，不區分開銷和AU數據。GFP格式是本方案的統一數據格式，GFP成幀器把SDH業務通道數據加上GFP的幀頭，打成GFP包。SDH業務要求是無損的，SDH的帶寬必須得到保證，在這里不進行帶寬的控制。GFP包的速率比SDH略高。GFP包數據送入GFP時隙交換單元51C作包的時隙交換。在解復接方向，SDH到GFP適配模塊51B還負責接收GFP包數據，去掉包頭等附加信息，放到FIFO中緩沖，以發送時鐘讀出SDH的數據。
SDH業務通道52～54，跟SDH業務通道51相同，不再敘述。
在復接方向，數據業務速率適配模塊61A處理數據業務，并根據業務設置的不同，從接收數據中恢復出時鐘信號，然后進行mBnB解碼，串并轉換，轉換成并行信號/低速數據，以方便后面的電路處理。在數據業務速率適配模塊61A，還進行接收通道的性能檢測；并行信號送入后面的數據GFP處理模塊61B。在解復接方向，信號從數據GFP處理模塊61B接收數據，經過mBnB反變換，恢復出通道的數據。
在復接方向，數據GFP處理模塊61B把來自數據業務速率適配模塊61A的數據放入到FIFO中，增加GFP幀信息，把數據打成GFP數據包。GFP格式是本方案的統一數據格式，GFP成幀器把數據業務通道數據加上GFP的幀頭，打成GFP包。數據業務一般可以設置的數據帶寬、優先級的，通過帶寬和優先級的設置，把FIFO的數據按照帶寬取出增加上GPF幀信號，匯合成GFP包數據。GFP包數據送入GFP時隙交換單元51C作包的時隙交換。在解復接方向，從GFP時隙交換單元51C接收數據，從GFP包中去掉多余的包頭等信息，把數據送入發送的FIFO，然后送到數據業務速率適配模塊61A。數據的流控在數據GFP處理模塊61B完成，可以調整帶寬，滿足系統的設置。
數據業務通道62～64，跟數據業務通道61是相同的，不再詳述。
在復接方向，GFP時隙交換單元51C接收從SDH業務通道來的數據和數據業務通道來的數據，為了區分是哪個通道，需要分別給SDH業務通道和數據業務通道編碼。按照群路的要求，順序選擇各個通道的數據，同時在選擇的SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加通道編碼，以便接收端區分。在解復接方向，根據SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加的通道編碼，把群路來的數據分離到各個SDH業務通道和數據業務通道。
在復接方向，群路GFP適配單元51D接收從GFP時隙交換單元51C來的數據，增加群路的開銷，形成群路數據，最后經過并串轉換變成高速的群路數據，送入群路模塊51E。在解復接方向，接收群路模塊51E來的數據，經過時鐘提取，恢復出數據，串并轉換減低數據的工作速度，提供群路的性能檢測，接收數據送入GFP時隙交換單元51C作處理。
在復接方向，群路模塊51E把群路GFP適配單元51D送來高速的群路模塊經過電光轉換，變成光信號輸出。在解復接方向，群路模塊51E接收光信號，結果光電轉換，變成電信號，送入到群路GFP適配單元51D。
上述內容描述了以8個通道業務設置為例采用GFP格式如何實現混合匯聚的過程。
請參閱圖6所示，為本發明以8個通道業務設置為例采用OTN格式完成混合匯聚的示意圖。
圖6中，匯聚裝置包括71G～74G四個收發模塊、71A～74A四個SDH業務速率適配模塊、71B～74B四個ODU處理模塊、81G～84G四個收發模塊、81A～84A四個數據業務速率適配模塊、81B～84B四個ODU處理模塊、ODU時隙交換單元71C、群路OTN適配單元71D、群路模塊71E。
在復接方向，信號從四個收發模塊71G～74G進入，經過光電轉換，變成電信號送入SDH業務通道的SDH業務速率適配模塊71A～74A，四個SDH業務的速率可以不同；在解復接方向，SDH業務速率適配模塊71A～74A來的SDH業務數據送入收發模塊71G～74G，經過電光轉換，變成光信號輸出。
在復接方向，信號從四個接收模塊81G～84G輸入，經過光電轉換，變成電信號送入數據業務通道的數據業務速率適配模塊81A～84A，在解復接方向，數據業務速率適配模塊81A～84A來的數據送入收發模塊81G～84G，經過電光轉換，變成光信號輸出。
四個數據業務的速度和類型可以不同。由于端口較多，需要計算信號的總帶寬不要超過接收信號的帶寬和，一般SDH的帶寬要求100％保證，數據業務可以進行帶寬控制，可以設置優先級。最后形成的帶寬要小于OTN的總帶寬。數據業務通道數量和SDH業務通道數量之和為8。
圖6中，71～74四個SDH業務通道的功能是一樣的，81～84四個數據業務通道的功能也是相同的，下面以一個SDH業務通道71、一個數據業務通道81為例進行說明。
在復接方向，在SDH業務通道71，信號從收發模塊71G送入SDH業務速率適配模塊71A，在SDH業務速率適配模塊71A，信號經過時鐘提取，恢復時鐘信號，同時經過串并轉換，把高速的串行信號變成低速的并行信號，解擾碼，以方便后續的處理，同時在SDH業務速率適配模塊71A，還進行段層的處理，完成接收信號段層的性能檢測。開銷和數據拆離，整體送到ODU處理模塊71B作進一步的處理。在解復接方向，ODU處理模塊71B來的數據，進行最后的BIP校驗，形成完整的SDH信號。
在復接方向，在ODU處理模塊71B，不進行通道層的性能檢測，把整個SDH信號作為數據放到FIFO中緩沖，按照OTN的要求裝備到ODU上，不區分開銷和AU數據。在本實施例中ODU是系統的統一格式，把SDH數據按照ODU的格式填入ODU幀中，增加填充數據、OPU幀信號、ODU幀信號，形成ODU格式數據。ODU數據送入ODU時隙交換單元71C作包的時隙交換。在解復接方向，ODU處理模塊71B還負責接收ODU數據，去掉附加信息，放到FIFO中緩沖，以發送時鐘讀出SDH的數據。
SDH業務通道72～74，跟SDH業務通道71相同，不再敘述。
在復接方向，數據業務速率適配模塊81A處理數據業務，根據業務設置的不同，從接收數據中恢復出時鐘信號，然后進行mBnB解碼，串并轉換，轉換成并行信號/低速數據，以方便后面的電路處理。在數據業務速率適配模塊81A，還進行接收通道的性能檢測；并把并行信號送入后面的ODU處理模塊81B。在解復接方向，信號從ODU處理模塊81B接收數據經過mBnB反變換，恢復出通道的數據。
在復接方向，ODU處理模塊81B模塊把來自數據業務速率適配模塊81A的數據放入到FIFO中，可以根據設置的數據帶寬、優先級的需要，按照OTN的要求裝備到ODU上，在本實施例中ODU是系統的統一格式，把數據業務數據按照ODU的格式填入ODU幀中，增加填充數據、OPU幀信號、ODU幀信號，形成ODU格式數據。ODU數據送入ODU時隙交換單元71C作包的時隙交換。在解復接方向，從ODU時隙交換單元71C接收數據，從ODU中去掉多余的附加信息，把數據送入發送的FIFO，然后送到數據業務速率適配模塊81A。數據的流控在ODU處理模塊81B完成，可以協調帶寬，滿足系統的設置。
數據業務通道82～84，跟數據業務通道81是相同的，不再詳述。
在復接方向，ODU時隙交換單元71C接收從SDH業務通道來的數據和數據業務通道來的數據，為了區分是哪個通道，需要分別給SDH業務通道和數據業務通道編碼。按照群路的要求，順序選擇各個通道的數據，同時在選擇的SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加通道編碼，以便接收端區分。在解復接方向，根據SDH業務通道數據和數據業務通道數據中增加的通道編碼，把群路來的數據分離到各個SDH業務通道和數據業務通道。
在復接方向，群路OTN適配單元71D接收從ODU時隙交換單元71C來的數據，增加群路的OTN開銷，形成群路數據，最后經過并串轉換變成高速的群路數據，送入群路模塊71E。在解復接方向，接收從群路模塊71E來的數據，經過時鐘提取，恢復出數據，串并轉換減低數據的工作速度，提供群路的OTN性能檢測，接收數據送入ODU時隙交換單元71C作處理。
在復接方向，群路模塊71E把群路OTN適配單元71D送來高速的群路模塊經過電光轉換，變成光信號輸出。在解復接方向，群路模塊71E接收光信號，結果光電轉換，變成電信號，送入到群路OTN適配單元71D。
上述內容描述了以8個通道業務設置為例采用OTN格式如何實現混合匯聚的過程。
本發明裝置是一種可以同時支持混合匯聚的裝置，可以同時支持多路SDH和多路數據業務的匯聚，可以實現單板級別的SDH業務和數據業務的混合傳輸，具有多通道、多速率、低成本、小體積、低功耗、高可靠、切換靈活等特點。
當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種數據業務和SDH業務混合匯聚方法，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括SDH業務速率適配及格式轉換步驟，用于接收SDH業務通道的SDH信號并進行速率適配，并所述SDH信號轉換成設定的統一格式；數據業務速率適配及格式轉換步驟，用于接收數據業務通道的數據信號并進行速率適配，將所述數據信號轉換成設定的統一格式；時隙交換處理步驟，用于對接收的轉換后的SDH信號和轉換后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過群路信號速率適配處理完成業務匯聚。
2.根據權利要求1所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，所數SDH業務速率適配的步驟還包括對所述SDH業務通道的接收信號進行時鐘提取，恢復時鐘信號，并經過串并轉換，把高速的串行信號變成低速的并行信號及解擾碼處理；分離所述接收信號中的開銷，對所述接收信號中的數據進行格式轉換；及匯合所述開銷與所述格式轉換后的數據，生成一完整的SDH信號。
3.根據權利要求1所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，所述數據業務速率適配的步驟還包括根據數據業務設置的不同從所述數據業務通道的接收數據中恢復出時鐘信號，對該時鐘信號進行解碼、串并轉換處理，生成一并行信號；對該并行信號進行格式反變換，恢復出所述數據業務通道的數據信號。
4.根據權利要求1、2或3所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，還包括根據所述數據業務通道的信號接收情況和所述系統的優先級要求對所述數據業務通道進行帶寬分配的步驟。
5.根據權利要求4所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，還包括根據帶寬分配和所述系統的優先級要求將所述SDH信號轉換成一設定的統一格式的步驟；根據帶寬分配和所述系統的優先級要求將所述數據信號轉換成一設定的統一格式的步驟。
6.根據權利要求4所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，所述時隙交叉處理的步驟還包括對所述SDH業務通道和所述數據業務通道分別進行編碼，根據所述系統的選擇，從所述SDH業務通道和所述數據業務通道中選擇所需的SDH業務通道和數據業務通道；在復接方向，按照群路要求依次選擇所述SDH業務通道和所述數據業務通道的數據，對該數據增加通道編碼；在解復接方向，根據所述通道編碼將經群路適配處理后的數據分離到所述SDH業務通道和所述數據業務通道。
7.根據權利要求4所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，所述業務匯聚的步驟具體為接收經時隙交叉處理后的數據和所述開銷，并將所述開銷作透明傳輸處理后放至群路的開銷未定義位置，增加該群路的開銷，生成一群路數據，再轉變成一高速群路數據。
8.根據權利要求1、2、3、5、6或7所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，所述SDH信號為STM1、STM4或STM16速率的SDH信號。
9.根據權利要求1、2、3、5、6或7所述的數據業務和SDH業務混合匯聚方法，其特征在于，所述數據信號為千兆位以太網、光纖通道、數字視頻廣播、光纖互聯或企業系統互聯類型的數據信號。
10.一種數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一SDH業務速率適配模塊、一SDH業務格式轉換模塊、一數據業務速率適配模塊、一數據業務格式轉換模塊、一時隙交換單元及一群路適配單元；所述SDH業務速率適配模塊接收SDH業務通道的SDH信號并進行速率適配，所述SDH業務格式轉換模塊將所述SDH信號轉換成一設定的統一格式，并傳送至所述時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收數據業務通道的數據信號并進行速率適配，所述數據業務格式轉換模塊將所述數據信號轉換成一設定的統一格式，并傳送至所述時隙交換單元；所述時隙交換單元對接收的轉換后的SDH信號和轉換后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路適配單元完成業務匯聚。
11.一種基于SDH格式的數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一SFP模塊、一交叉開關、一SDH業務速率適配模塊、一VC處理模塊、一數據業務速率適配模塊、一POS處理模塊、一VC時隙交換單元、一群路SDH適配單元及一群路模塊；所述SDH業務速率適配模塊接收依次通過所述SFP模塊、所述交叉開關傳送的SDH業務通道的SDH信號，并對該SDH信號進行速率適配，所述VC處理模塊將所述SDH信號轉換成一設定的SDH統一格式，并傳送至所述VC時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收依次通過所述SFP模塊、所述交叉開關傳送的數據業務通道的數據信號，并對該數據信號進行速率適配，所述POS模塊將所述數據信號轉換成一設定的SDH統一格式，并傳送至所述VC時隙交換單元；所述VC時隙交換單元對接收的轉換后的SDH信號和轉換后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路SDH適配單元完成業務匯聚。
12.一種基于GFP格式的數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一收發模塊、一SDH業務速率適配模塊、一SDH到GFP適配模塊、一數據業務速率適配模塊、一數據GFP處理模塊、一GFP時隙交換單元、一群路GFP適配單元及一群路模塊；所述SDH業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的SDH業務通道的SDH信號，并對該SDH信號進行速率適配，所述SDH到GFP適配模塊將所述SDH信號轉換成一設定的GFP統一格式，并傳送至所述GFP時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的數據業務通道的數據信號，并對該數據信號進行速率適配，所述數據GFP處理模塊將所述數據信號轉換成一設定的GFP統一格式，并傳送至所述GFP時隙交換單元；所述GFP時隙交換單元對接收的轉換格式后的SDH信號和轉換格式后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路GFP適配單元完成業務匯聚。
13.一種基于OTN格式的數據業務和SDH業務混合匯聚裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，包括一收發模塊、一SDH業務速率適配模塊、一數據業務速率適配模塊、一ODU處理模塊、一ODU時隙交換單元、一群路OTN適配單元及一群路模塊；所述SDH業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的SDH業務通道的SDH信號，并對該SDH信號進行速率適配，所述ODU處理模塊將所述SDH信號轉換成一設定的OTN統一格式，并傳送至所述ODU時隙交換單元；所述數據業務速率適配模塊接收通過所述收發模塊傳送的數據業務通道的數據信號，并對該數據信號進行速率適配，所述ODU處理模塊將所述數據信號轉換成一設定的OTN統一格式，并傳送至所述ODU時隙交換單元；所述ODU時隙交換單元對接收的轉換格式后的SDH信號和轉換格式后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過所述群路OTN適配單元完成業務匯聚。
全文摘要
本發明公開了一種數據業務和SDH業務混合匯聚方法及其裝置，適用于波分復用光傳輸系統，其特征在于，裝置包括SDH業務速率適配模塊接收SDH業務通道的SDH信號并進行速率適配，SDH業務格式轉換模塊將所述SDH信號轉換成一設定的統一格式，并傳送至時隙交換單元；數據業務速率適配模塊接收一數據業務通道的數據信號并進行速率適配，一數據業務格式轉換模塊將所述數據信號轉換成一設定的統一格式，并傳送至時隙交換單元；該時隙交換單元對接收的轉換后的SDH信號和轉換后的數據信號分別進行時隙交叉處理，再經過一群路適配單元完成業務匯聚。本發明實現了數據業務和SDH業務的混合匯聚，且每個通道可以支持不同速率和數據類型。
文檔編號H04L29/06GK1946007SQ20061011300
公開日2007年4月11日 申請日期2006年9月6日 優先權日2006年9月6日
發明者武二中 申請人:中興通訊股份有限公司