專利名稱：光傳輸網絡中的自定時方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光通信技術，更確切地說是涉及一種光傳輸網絡中的自定時方法及設備。
在現有的光通信系統中，其網絡定時通常采用普通的“通過定時方式”構成傳輸鏈，所構成的傳輸鏈大體包括線形鏈和環形鏈兩種。在
圖1所示的線形鏈方式中，主站TM與遠端主站TM’間順序連接有若干分路站ADM(圖中僅示出一個)，主站TM、TM’的發送側主要包括有正碼速調整單元J和復接器M，接收側主要包括有分接器DM和消插平滑單元DJ，分路站ADM中則設置兩個方向的正碼速調整單元J、復接器M、消插平滑單元DJ及分接器DM。只有主站TM、TM’發送側下行方向的正碼速調整單元J及復接器M的發時鐘由本地晶振CK、CK’提供給自定時時鐘單元10、10’，下行線路各分路站ADM中正碼速調整單元J、復接器M、消插平滑單元DJ及分接器DM的時鐘及主站TM、TM’接收側分接器DM及消插平滑單元DJ的收定時(時鐘)則從傳輸的高速線路信號的數據信號中提取，即通過設置線路時鐘提取單元11進行時鐘恢復。在沿線傳輸各分路站不斷地抽取時鐘再向下一站(上行方向與下行方向一致)轉發時鐘。如圖中所示的虛線箭頭表示時鐘信號走向，實線箭頭表示數據信號走向。
在圖1所示的傳輸鏈路中，下行方向n路2Mb/s信號進入主站、遠端主站TM、TM’，經正碼速調整(J)、復接(M)為線路速率信號后進入分路站ADM，進入分路站ADM的線路信號首先經分接器DM分接為n路已經經正碼速調整的2Mb/s信號，其中在本站分路的m路2Mb/s信號經消插、平滑(DJ)處理后送出本站。本站中，如果需要還可有m路2Mb/s信號經正碼速調整(J)后與上游傳輸來的n-m路2Mb/s信號復接(M)，完成插入后一起向下游站傳送。網絡傳輸鏈中，上行方向與下行方向的功能完全相同，只是傳輸方向相反。在主站、遠端主站TM、TM’，線路信號經分接(DM)、消插平滑(DJ)后送出n路2Mb/s信號。
這種采用普通“通過定時方式”構成的傳輸鏈的優點是在各分路站ADM不上下的2Mb/s電路，不需要作消插平滑及碼速調整，而是直通穿過ADM站，因而所需的準同步復分接電路少；公務、監控等操作、維護和管理OA&M所需的開銷容易獲得也容易在各站間傳輸；每條2Mb/s電路只經過一次準同步復分接，因而引入的塞入抖動相對較少。但是其缺點也是很嚴重的由于傳輸鏈上各站的時鐘都是從數據信號中提取的，受噪聲、頻偏及傳輸信號數據圖案的影響，所提取出的時鐘會帶有相位抖動，且會隨著傳送站數的增加而增加，特別是數據圖案因素引起的抖動會增加得更快，從而形成光傳輸線路的定時抖動積累，抖動性能的惡化不僅影響傳輸質量而且限制了鏈路可使用的最多站數(在傳輸速率為140Mb/s的系統中，中繼站的設置個數約為10個左右)；此外，在該傳輸鏈路中，當線路發生中斷性故障如光纜被切斷時將會影響傳輸方向故障點下游各站間的通信，其影響包括1〕傳輸方向故障點下游第一個分路站的時鐘將由“通過定時方式”轉換為“自定時方式”，由于下游各站中通過定時電路(線路時鐘提取單元11)自身的延時，從傳輸方向故障點下游第一站倒換為自定時方式起到遠端主站定時穩定跟蹤上新的時鐘時為止，中間存在一段時延，這一時延的大小是隨站數的增加而增加的；2〕發生故障后，傳輸方向故障點下游各站均發生幀失步，在故障點下游首站轉換為自定時后，各站的幀同步才逐站恢復，也存在一段延時(而只有在各站全部恢復幀同步后，故障點下游各站之間的通信才能正常)。
而環形鏈是將線形鏈的首尾主站放在一起而合并成一個主站TM(始、未)，圖2中示出兩個分路站C及K，從時鐘角度看就可以認為是構成了一個環形鏈，所以各站時鐘的產生、提取以及相位抖動的產生與積累，信號在主站的正碼速調整、復接，在分路站的分接、分路信號的消插平滑、插入信號的正碼速、調整復接以及未端主站的分接及對所有各站信號的消插平滑等功能與線形鏈中是完全相同，不再贅述。
本發明的目的是設計一種光傳輸網絡中的自定時方法及設備，使在線路傳輸信號上沒有抖動積累問題，當傳輸方向的上游發生電纜被切斷等中斷性故障時，對故障點下游各站之間的通信沒有影響。
本發明的目的是這樣實現的，光傳輸網絡中的自定時方法，其特征在于是包括1)光傳輸網絡中的主站及各分路站發送部分的時鐘由該站的晶振器提供，各站接收部分的收時鐘從同方向來的線路傳輸信號中提取；2)從主站的n路2Mb/s的線路傳輸信號中取出一路提供主站及沿線各分路站，作為全網公務通信、監控及公共數據的公用開銷；3)主站n路2Mb/s信號經正碼速調整、復接為線路傳輸信號后向分路站傳送，線路傳輸信號在分路站首先全部分接再消插平滑為n路2Mb/s數據信號，其中m路2Mb/s數據信號在該分路站分路，該站不使用的n-m路2Mb/s數據信號與可能插入該站的m路2Mb/s數據信號經正碼速調整、復接成n路線路信號繼續傳輸。
所述的方法1)中，所述收時鐘的提取是采用聲表面波SAW或鎖相環PLL技術進行的。
采用自定時方式構成的傳輸鏈，由于每站的發定時都采用自定時，所以各站的定時之間沒有關系，由任意兩站形成一段的各段間，時鐘互相獨立，互不影響，因此在線路傳輸信號上不存在由于傳輸引起的相位抖動積累問題，也由于各站發定時都采用自定時，所以當傳輸方向的上游發生電纜被切斷等中斷性故障時，對其下游各站之間的通信將沒有影響，無疑可以實現發明目的。
采用光通信高速傳輸鏈自定時方式的設備，包括晶振電路、時鐘提取電路、同步分接單元、消插平滑單元、正碼速調整單元、同步復接單元和開銷處理器；所述時鐘提取電路的輸入端連接其前一設備晶振器輸出的線路傳輸信號，時鐘提取電路的輸出端連接所述的同步分接單元及消插平滑單元，所述的晶振器輸出連接所述的正碼速調整單元及同步復接單元，同步分接單元、消插平滑單元、正碼速調整單元及同步復接單元順序連接在線路傳輸信號中，消插平滑單元輸出以2Mb/s信號為一路的分路信號，正碼速調整單元插入以2Mb/s信號為一路的數據信號，所述的開銷處理器連接消插平滑單元及正碼速調整單元，并連接公務開銷信息端。
所述的同步分接單元、消插平滑單元或正碼速調整單元、同步復接單元主要是以具有兩個光口及一個電口的三端口網絡芯片為核心構成的電路。
將本發明的用自定時方式構成的傳輸鏈與圖1、圖2所示的用通過定時方式構成的傳輸鏈比較不難發現下面三方面的問題1〕圖1、2中，在分路站不上、下的n-m路2Mb/s電路是直通穿過分路站的，不必進行消插平滑及碼速調整(DJ與J)，因而分路站所需的總的電路較少，而在本發明的用自定時方式構成傳輸鏈的分路站中，即使本站不分路使用的電路也要全部進行消插平滑及碼速調整，因此所需的總的電路較多；2〕圖1、2所示的鏈路中，每條2Mb/s電路只經過一次消插平滑及碼速調整，因而引入的塞入抖動相對較少，而在本發明的鏈路中，一條電路可能經過多次消插平滑及碼速調整，因而引入的2Mb/s電路的塞入抖動相對較大。但是隨著超大規模集成電路技術的發展，電路質量、電氣性能的日益提高，雖然在本發明技術方案中要進行多次碼速調整和消插平滑，在實施時也只不過是多用了幾片專用集成芯片，由于芯片的集成度及電氣性能均很高，使得一條2Mb/s電路即使經過多次碼速調整和消插平滑，電路的抖動性能等指標也完全可以滿足相關國標和ITU-T建議要求，使由本發明自定時方式構成的傳輸鏈的缺點，被高新技術的發展所抑制，從而顯現出其優點，特別突出了在網絡發生中斷性故障時的生存與恢復能力方面的優勢。本發明通過采用一條專用的2Mb/s信道傳送網絡中各站的OA&M信息，也很好地解決了本方法中各段間不能直接傳送OA&M信息的問題。
下面結合實施例及附圖進一步說明本發明的技術圖1是采用通過定時方式構成的線形傳輸鏈結構示意2是采用通過定時方式構成的環形傳輸鏈結構示意3是采用自定時方式構成的線形傳輸鏈結構示意4是采用自定時方式構成的環形傳輸鏈結構示意5是本發明設備中的核心集成芯片的結構示意1、圖2說明前已述及不再贅述。
參見圖3，圖中示出采用自定時方式構成的線性傳輸鏈，僅示出其下行方向的傳輸鏈結構，上行方向的傳輸鏈結構與下行方向的一致，只是傳輸方向相反而已。圖中TM代表主站，TM’代表遠端主站，ADM代表分路站(圖中僅示出一個分路站，其余分路站結構相同)，圖中實線箭頭表示高速數據信號傳輸方向，虛線箭頭表示時鐘信號傳輸方向。
主站TM的發送側包括晶振器31、開銷處理器32、正碼速調整單元J和同步復接單元M。主站TM發送部分的時鐘由該站的晶振器31提供，該自定時時鐘并隨線路傳輸信號一起送下行方向分路站的接收部分。n-1路2Mb/s的數據信號及一路2Mb/s的開銷數據信號經正碼速調整、同步復接成n路高速線路傳輸信號(例如168.96Mb/s)并隨主站晶振器31產生的自定時時鐘信號一起送下游分路站ADM。
各分路站ADM的下行方向側包括時鐘提取單元33(也稱線路時鐘恢復單元LCRU)、由同步分接單元DM及消插平滑單元DJ連接構成的接收部分·由正碼速調整單元J及同步復接單元M連接構成的發送部分、開銷處理器35和晶振器34。分路站發送部分的時鐘仍由該站的晶振器34提供，并隨高速線路傳輸信號一起送下一分路站的接收部分。分路站接收部分的時鐘從下行同方向來的高速數據信號中由時鐘提取單元33提取，包括用聲表面波SAW或用脈沖鎖相環PLL技術提取。從上述說明可清楚地看出，傳輸鏈各段之間的時鐘是互相獨立、互不影響的，所以在線路傳輸信號上不存在由傳輸引起的相位抖動積累問題。進入分路站的n路2Mb/s(如168.96Mb/s)高速線路信號首先全部分接成低速(如42.24Mb/s)數據信號，再經消插平滑處理為n路2Mb/s信號，其中的m路2Mb/s信號在本站分路，一路2Mb/s信號送開銷處理器35用作公務開銷(如公務電話單元、由低速圖像通道、數據通道、音頻通道等組成的網絡管理單元)。在本站不使用(分路)的n-m-1路2Mb/s數據信號繼續送本站發送部分，如果需要與插入本站的m路2Mb/s信號及一路2Mb/s開銷信號經正碼速調整并復接成n路2Mb/s的高速線路傳輸信號向下游(下行方向)傳輸。
遠端主站TM’的接收部分包括時鐘提取單元36、同步分接單元DM、消插平滑單元DJ和開銷處理器37。其收時鐘從下行同方向來的高速數據信號中由時鐘提取單元36提取，包括用聲表面波SAW或用脈沖鎖相環PLL技術提取。n路2Mb/s的高速線路傳輸信號經分接及消插平滑后恢復為n路2Mb/s數據信號，取出一路2Mb/s信號作公務開銷，輸出n-1路2Mb/s數據信號。
參見圖4，圖中示出用自定時方式構成的環形傳輸鏈結構，僅示出順時針方向的環形鏈，環形鏈的逆時針方向結構與順時針方向的完全相同，只是傳輸方向相反。對比圖4與圖3，相當于將線形鏈的首、尾主站放在一起而構成的環。
圖中TM代表主站，A及K均代表分路站ADM。41代表提供自定時的晶振器，42代表時鐘提取單元，43、44均代表開銷處理器。其自定時方法及設備結構均與圖3的說明相同不再贅述。
參見圖5，在光傳輸網絡中采用自定時方法構成傳輸鏈，由于在其設備中主要采用了性能優異的超大規模集成三端口網絡芯片(格林威公司生產，型號為GW7680)，從而解決了因多次進行消插平滑、碼速調整所帶來的問題。三端口網絡芯片具有兩個光口一個電口，兩個光口是光線路編解碼的端口，各自面對一個方向，電口就是E1接口(2M口)。兩個方向的光口采用插入碼型式線路編碼加擾碼，除同步碼外還插入了很多開銷比特，基本線路速率為42.24Mbps。E1接口完成16個異步的2.048Mbps碼流的復用和解復用，并且采用全數字化的鎖相環技術完成時鐘提取和抖動平滑。輸出抖動接近模擬鎖相環的指標(～0.06UI)，優于ITU-T相關建議。該芯片的另一大特點是內置的數字交叉連接器DXC(16×16)，圖中MP為外部微處理器。不同方向來的線路信號經線路解碼后可以經過DXC“落地”，即去分接器解復用，或經DXC交換時隙后繼續傳輸。無論是落地還是插上都可以選擇物理口。每個插上的信號都要經DXC選擇傳輸的方向和時隙。為了實現雙纖雙向通道倒換環，還可以選擇某個E1雙向同時發送。另外，該芯片有直接的單片機接口，光線路的性能如幀失步及誤碼等告警都可以從相應的寄存器中取出，DXC的設置也通過該單片機接口控制寄存器完成。圖中R代表線路幀同步器，完成幀同步、解擾碼、同步分接等功能，T代表線路幀發送器，完成成幀、擾碼、同步復接等功能，芯片具有16個2M的處理能力，相當于三次群的容量。
該芯片結構可使每個2M信號在分路站都可以單獨自由上下電路，徹底擺脫了G.742建議中每四個2M構成一個二次群一起上下的束縛，需上下的2M經復用器處理；由于每個E1信號可雙向發送，因此方便實現雙纖雙向通道倒換環，增強保護能力；易于組成復雜網絡，如用兩塊芯片，E1口相對就可提供一個設備內的光分支；集成度高，相當于集成了傳統的PDH兩方向的線路編解碼和4張2/8復接盤；由于引入了DXC，更豐富了網管內容，不僅作監視而且每條E1電路都可做到遠程網絡配置調度；由于E1接口采用全數字化抖動處理技術，因而大大降低了整個系統對于環境溫度和工作電壓的依賴程度，E1接口一致性好，可生產性好，使可靠性得到保證。由于該芯片的設計制作，使本發明技術方案的實施獲得了強有力的支撐，而形成了在三端口網絡芯片基礎上構成的光傳輸方案。
權利要求
1.一種光傳輸網絡中的自定時方法，其特征在于是包括1)光傳輸網絡中的主站及各分路站發送部分的時鐘由該站的晶振器提供，各站接收部分的收時鐘從同方向來的線路傳輸信號中提取；2)從主站的n路2Mb/s的線路傳輸信號中取出一路提供主站及沿線各分路站，作為全網公務通信、監控及公共數據的公用開銷；3)主站n路2Mb/s信號經正碼速調整、復接為線路傳輸信號后向分路站傳送，線路傳輸信號在分路站首先全部分接再消插平滑為n路2Mb/s數據信號，其中m路2Mb/s數據信號在該分路站分路，該站不使用的n-m路2Mb/s數據信號與可能插入該站的m路2Mb/s數據信號經正碼速調整、復接成n路線路信號繼續傳輸。
2.根據權利要求1所述的光傳輸網絡中的自定時方法，其特征在于所述的方法1)中，所述收時鐘的提取是采用聲表面波SAW或鎖相環PLL技術進行的。
3.一種采用權利要求1的光傳輸網絡中的自定時方法工作的設備，其特征在于包括晶振電路、時鐘提取電路、同步分接單元、消插平滑單元、正碼速調整單元、同步復接單元和開銷處理器；所述時鐘提取電路的輸入端連接其前一設備晶振器輸出的線路傳輸信號，時鐘提取電路的輸出端連接所述的同步分接單元及消插平滑單元，所述的晶振器輸出連接所述的正碼速調整單元及同步復接單元，同步分接單元、消插平滑單元、正碼速調整單元及同步復接單元順序連接在線路傳輸信號中，消插平滑單元輸出以2Mb/s信號為一路的分路信號，正碼速調整單元插入以2Mb/s信號為一路的數據信號，所述的開銷處理器連接消插平滑單元及正碼速調整單元，并連接公務開銷信息端。
4.根據權利要求3所述的采用光傳輸網絡中的自定時方法工作的設備，其特征在于所述的同步分接單元、消插平滑單元或正碼速調整單元、同步復接單元主要是以具有兩個光口及一個電口的三端口網絡芯片為核心構成的電路。
全文摘要
本發明涉及一種光傳輸網絡中的自定時方法及設備。主站、遠端主站及各分路站的發時鐘由該站的晶振器提供,每站的收時鐘從同方向的數據信號中提取,各段間時鐘互相獨立互不影響,以解決線路傳輸信號的抖動積累問題及在上游站發生中斷故障時對下游站通信的影響。主站信號經正碼速調整、復接為線路信號傳輸,進入各分路站的線路信號全部分接、消插平滑再分路一部分,未分路的信號與可能插入的信號復接后再傳輸。進入主站的線路信號經分接、消插平滑后恢復。
文檔編號H04L7/00GK1199293SQ98102239
公開日1998年11月18日 申請日期1998年6月9日 優先權日1998年6月9日
發明者王慶鋼, 楊鴻雁, 傅曉松 申請人:北京格林威通信技術有限公司