CN1741509A - 同步数字序列/同步光纤网网络与高级交换平台对接的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种SDH/SONET网络与AS平台对接的协议接口装置及其方法。本发明的核心是将SDH/SONET业务经过解帧、打包处理为AS平台需要的包格式，并进入AS平台进行交换处理，同时，还将经过AS平台处理后的AS包经过解包、成帧处理后发送到SDH/SONET网络中进行传输。因此，本发明实现了SDH/SONET网络与AS平台的互通，从而可以使得SDH/SONET业务能够很容易地在AS平台中实现任意颗粒大小的业务的交换、传输。而且，本发明还在所述的PI中增加了的数据交叉功能，使得本发明还可以在PI中进行一级包的时分交叉，减少了对AS平台的缓存空间的需要，降低了AS实现的复杂程度。

Description

同步数字序列/同步光纤网网络与高级交换平台对接的装置及方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种SDH/SONET网络与AS平台对接的协议接口装置及其方法。

背景技术

AS(Advanced Switching高级交换)是一种先进的交换结构，它与传统的交换方式最大的区别是利用了PCI-Express(PCI-E总线结构)作为平台，使得所有种类的业务通过不同PI(Protocol Interface，协议接口)接口协议的处理后，在AS结构中统一起来完成所有业务类型的交换，如以太网、ATM(异步传输模式)、SDH/SONET(同步数字序列/同步光纤网)、IP等业务的处理，比较适合于多业务平台业务的处理。如图1所示，SDH/SONET、ATM及以太网的GE(千兆以太网)和FE(快速以太网)均通过相应的PI与AS的交叉结构相连，从而将各业务通过AS的交叉结构进行相应的交换处理，图1中的PIx、PIy、PIz和PIr为不同业务对应的接口处理协议，PIx对应着ATM业务，PIy对应着SDH/SONET业务，PIz对应着以太网的GE业务，PIr对应着以太网的FE业务，x、y、z、r为小于128的一个待定正整数。

目前在SDH/SONET多业务平台系统中，对数据业务和SDH/SONE业务的处理是在不同的交叉平面中完成业务的调度，而AS利用统一包交换技术，将各种业务在同一交换平面中进行统一交换，因此，利用AS进行SDH/SONET业务的交换处理的优点是显而易见的。目前AS CORE(AS核)部分已经发布，在AS CORE中定义了AS可以连接128种PI，各类型业务都有一个与其对应的PI，即针对所述的SDH/SONET业务需要通过PI与ASCORE连接，以便于将SDH/SONET业务通过PI处理后进入AS进行交换处理，即所述的SDH/SONET业务通过与其对应的PI可以与AS互通进行业务的交换处理。所述的PCI-Express是一种串行差分总线结构，目前速率为2.5Gbps。

然而，AS技术是一种全新的技术，虽然针对所述的SDH/SONET业务在AS CORE中定义了允许的与各类型业务对应的PI数量，但对于SDH/SONET对应的PI的具体的实现方式并没有提供相应的技术方案。

发明内容

鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种SDH/SONET网络与AS平台对接的协议接口的实现方法，从而便于SDH/SONET业务通过AS平台进行业务的交换处理。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种SDH/SONET网络与AS平台对接的装置，包括：

由SDH/SONET侧到AS侧的处理部分，包括：

接口处理模块：接收SDH/SONET信号并进行定帧、解扰处理后发送给解帧处理模块；

解帧处理模块：对定帧、解扰处理后的信号进行提取净荷的处理，并将提取的净荷发送给打包模块，并进行相应的开销处理；

打包模块：对提取的SDH/SONET帧净荷按照AS包的格式进行打包处理，并将获得的AS包发送到AS接口处理模块；

AS接口处理模块：将所述的AS包通过相应的接口处理后发送给AS交换结构中进行交换处理；

由AS侧到SDH/SONET侧的处理部分，包括：

AS接口处理模块：接收AS平台发送来的AS包，并发送给解包模块；

解包模块：根据AS包的格式进行解包处理，并将获得AS包中的净荷发送给映射处理模块，并进行相应的AS包开销的处理；

映射处理模块：将所述的净荷映射成SDH/SONET帧并插入相应的开销后发送给接口处理模块；

接口处理模块：对SDH/SONET帧进行加扰处理，并发送到SDH/SONET网络中。

所述的解帧处理模块与打包模块之间，或者打包模块与AS接口处理模块之间还设置有交叉模块，且所述的交叉模块用于完成交换功能。

所述的解包模块与映射处理模块之间，或者解包模块与AS接口处理模块之间还设置有交叉模块，且所述的交叉模块用于完成交换功能。

本发明还提供了一种SDH/SONET网络与AS平台对接的方法，包括：

由SDH/SONET侧到AS侧的处理过程：

A、接收并确定SDH/SONET帧，对所述的SDH/SONET帧进行解扰处理；

B、对解扰处理后的帧进行解帧处理，提取帧中的净荷；

C、对提取的净荷按照AS包的格式进行打包处理，并通过AS接口处理部分发送给AS平台进行交换处理；

由AS侧到SDH/SONET侧的处理过程：

D、经过AS平台交换处理后的AS包通过AS接口处理部分发送到解包模块进行解包处理，提取AS包中的净荷，并进行相应的开销处理；

E、将所述的净荷映射成SDH/SONET帧，并插入开销；

F、对所述的SDH/SONET帧进行加扰处理后发送SDH/SONET网络上。

对于由SDH/SONET侧到AS侧的处理过程，本发明还包括：

打包前先进行时隙交叉处理，或者对打包处理后的AS包进行包交换处理。

对于由AS侧到SDH/SONET侧的处理过程，本发明还包括：

对收到的AS包进行包交换处理，或者对解包处理后的净荷进行时隙交叉处理。

所述的步骤C还包括：

对于不同业务可以采用根据调度业务颗粒的大小、允许的延时、数据包利用率、AS包允许的最大长度以及物理芯片实际能够支持的最大包长度确定采用打成一个包或多个包的方式进行打包处理。

所述的步骤C还包括：

对于SDH/SONET业务可以将每行业务的多列打成一个包，或者将一个完整的低阶业务的时隙打成一个包。

所述的步骤C还包括：

如果需要进行SDH/SONET帧的低阶业务的调度，若PI中能够提供的存储空间足够，则可以将一帧中一个完整的低阶业务打成一个包；否则，可以考虑将一个低阶业务拆分成n个部分，并将其打成n个包，n为大于1的正整数；

如果需要进行SDH/SONET帧的高阶业务的调度，则必须根据AS包允许的最大长度和实际物理芯片能够支持的包的大小来将一个高阶业务拆分成m个部分，并打成m个包，m为大于1的正整数。

所述的步骤C还包括：

SDH/SONET网络与AS平台间以串行或并行的方式进行数据包的交互。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实现了SDH/SONET网络与AS平台的互通，从而可以使得SDH/SONET业务能够很容易地在AS平台中实现任意颗粒大小的业务的交换、传输。而且，本发明还在所述的PI中增加了部分的数据交叉功能，使得本发明还可以在PI中进行一级包的时分交叉，减少了对中间级交叉(即AS交换)缓存空间的需要，大大增加了物理芯片的可实现性，降低了AS实现的复杂程度及难度。

附图说明

图1为基于AS的网络结构示意图；

图2为本发明所述的PI的结构示意图；

图3为本发明所述的PI的处理逻辑示意图；

图4为本发明所述的交叉结构示意图；

图5、图6为本发明中增加交叉的PI上行和下行结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种SDH/SONET网络与AS平台系统间对接的PI装置，从而使得SDH/SONET业务能够顺利进入正在发展的一种先进的交换平台系统(即AS平台系统)中进行处理，

本发明所述的PI装置如图2，具体包括上行部分的PI处理装置和下行部分的PI处理装置，所述的上行部分的PI处理装置用于将SDH/SONET业务处理后送入AS平台系统中进行交换处理，所述的下行部分的PI处理装置用于将经过AS平台系统交换处理后的AS包映射处理成帧后传送至SDH/SONET网络上进行传输。

如图2所示，本发明所述的装置的上行部分进一步包括：

接口处理模块：即为上行的线路侧接口处理模块，提供SDH/SONET业务进入所述的PI装置的接口，并对所述的业务进行定帧、解扰、帧对齐和B1校验等处理，同时提供帧检测功能等；

解帧处理模块：用于对接口处理模块解扰处理后数据帧进行解帧处理，获取帧中的开销、指针解释，并提取帧中的净荷，所述的开销处理包括对段开销和通道开销的处理；所述的指针解释及净荷提取包括：对于高阶业务来说，通过解释指针H1、H2和H3从而找到高阶业务如VC4的第一个字节J1，对于低阶业务来说，通过处理高阶通道开销，由H4得知V1、V2、V3和V4的位置，再由V1和V2定位到V5字节，这样就可以将低阶业务的净荷提取到相应的数据RAM中，以便下一步进行打包处理；

打包模块：将解帧处理获得的净荷按照AS包的格式进行打包处理，也就是将提取的净荷如STS-1、STS-3(C)/VC4等高阶业务或VT1.5/VC11、VT2/VC12、VT3、VT6/VC2颗粒等低阶业务按照AS包允许的格式及长度进行打包处理；

AS接口处理模块：即为上行的AS接口处理模块，提供所述的PI装置与AS平台系统的接口，将打包模块输出的AS包经过AS接口处理为AS平台系统可以识别的包的格式后，再送入AS交叉结构(即AS平台系统)中，以便于所述的AS包在AS交叉结构中进行包交换处理。AS接口模块主要是完成串并、电平转换等功能；例如：对于一个SDH/SONET业务的2.5Gbps信号，在经过PI处理后，为了满足AS的包要求和业务传输完整性的要求，需要额外增加一些开销，因此，经过PI处理后的信号速率要大于2.5Gbps，这样由于目前PCI-E的速率为2.5Gbps，因此在AS接口模块中需要串并转换，这样才能送入AS的交叉结构中。

所述的AS平台系统仅是一个交换处理平台，经过交换处理后的AS包还需要进入相应的网络进行传输，因此，经过AS平台交换处理后的AS包还需要再送入下行部分的PI处理装置中进行处理。如图2所示，本发明所述的装置的下行部分进一步包括：

AS接口处理模块：即为下行的AS接口处理模块，将AS包经过处理后得到解包模块可以识别的数据包格式送入解包模块进行处理；具体的处理过程与上行方向相反，即为上行方向处理过程的逆过程；

解包模块：将AS包进行解包处理，获取其中的开销和净荷；具体为将提取的开销存入相应的RAM(随机存储器)中以便软件读取，同时将提取出来的净荷存入相应的数据RAM中，以便进一步映射成SDH/SONET帧格式；

映射处理模块：将解包模块获得的净荷重新映射成SDH/SONET帧，并插入相应的开销信息；

接口处理模块：即为下行的线路侧接口处理模块，对映射处理模块获得的数据帧进行加扰码、B1处理后发送到SDH/SONET网络中进行传输。

本发明还提供了一种基于上述装置的SDH/SONET网络与AS平台对接的方法，仍参见图2，该方法具体包括：

在上行方向所述的方法包括：

通过接口处理模块接收SDH/SONET网络的业务，并进行解扰处理后发送给解帧处理模块；由解帧处理模块完成提取净荷的处理，以及开销、指针的处理；之后，将提取的净荷按照AS包的格式进行打包处理，获得相应的AS包，最后将所述的AS包转换成AS平台需要的格式发送给AS平台系统进行交换处理；

在下行方向所述的方法包括：

AS接口处理模块将AS包经过处理后得到解包模块可以识别的数据包格式送入解包模块，解包模块将AS包进行解包处理，获取其中的开销和净荷；然后，由映射处理模块将解包模块获得的净荷及相应的开销信息重新映射成数据帧，并插入开销信息，所述的解包并映射成数据帧的处理过程实质就是解帧并打包的处理过程的逆过程；最后，通过接口处理模块将映射处理模块获得的数据帧进行加扰码、B1处理后发送到SDH/SONET网络中进行传输。

可以看出，在上述方法中主要的处理过程是打包和解包的处理过程。

下面首先将就具体的打包处理过程作详细描述：

由于AS中包的长度是可变化的，因此在封装包时，除了AS包的固定开销8bytes外，还可以根据需要增加或插入一些有用的开销字节，用于确保信号在传输过程中的完整性和满足功能的需要。所述的开销的多少，只会影响包的实际利用率和带宽，而打包的方法是一样的。

一个SDH/SONET的2.5Gbps速率信号包含若干个业务信号，包括低阶业务信号、高阶业务信号。所述的低阶业务信号，包括包含1344个VT1.5信号或1008个VC12信号等等，若要进行所述VT1.5信号或VC12两种低阶业务的调度，则至少要打成1344个或1008个AS包。对于高阶业务信号，包括包含48个STS-1信号或16个VC4等等，因此对于STS-1信号或VC4信号至少要48个或16个包。打包的过程中还需要考虑AS包的最大长度(2176bytes)的限制。

对于低阶业务的打包处理方式主要包括：根据低阶业务的颗粒大小，每个颗粒打成一个AS包，或者将低阶业务的一个颗粒打成多个AS包，下面将就两种针对低阶业务信号的打包方式以VC12为例分别进行说明：

(1)根据低阶业务的颗粒大小，将每一个颗粒打成一个包：

在该方式中，直接按照一个VC12的大小打成一个包，这样一帧需要打成1008个包，并经过AS接口处理后，再将数据包流送入AS平台系统中的交叉部分。这种打包方式的优点是包的利用率比较高，为[36/(8+36)]×100％＝81.82％；缺点是：对于PI装置来说，几乎是要等到一帧接收完成后才能够完成第一个包的打包处理，导致打包延迟时间比较长，而且至少还需要有2帧的缓存空间，一帧用于收数据的缓存，一帧用于发数据的缓存。

(2)将一个低阶业务颗粒打成若干个AS包：

为通过牺牲包的可利用率减少由于打包及存储等所带来的延迟，则可以将一个VC12映射成若干个小包。这样在PI中由于打包、缓存等所带来的延迟时间理论上就要少的多，但包的利用率下降了很多，每个包的净荷只有36/nbytes，包利用率的计算参见如下公式：

{(36/n)/[(36/n)+8]}×100％，其中n为包的个数，且n为大于1的正整数；

下面以将所述的低阶业务打成9个AS包为例，对本发明涉及的低阶业务的打包处理过程进行说明：

具体为将SDH/SONET帧的每一行的每个VC12的4列为一个包，由于每个VC12是由9行×4列构成，所以，一个VC12就需要打成9个包；此时，包的利用率为：(4/12)×100％＝33.33％。

在PI中以2.5Gbps串行速率进入AS平台的入口时：首先，将前面1008个VC12的各自的第一个包按照串行或并行方式送到AS平台接口上的VC(Virtual Channel，虚通道)上，接着再将各VC12的第2个包送往AS平台接口上，依次类推，直到各VC12的第9个包送入为止，具体过程，如图3所示。在AS平台进行交换处理后送到后级PI中进行解包、组帧等处理，再上SDH/SONET网络进行传输。

当然，也可以将VC12映射成2个包，存储空间减少近一半，时间约节省近一半，包的利用率为69.2％。若映射成3、4、5包等等也都是可以的，具体的打包处理方法均相同，只是需要的存储空间和对应的延迟时间都比原来要相应地减少。映射成9个包是考虑到SDH帧中每行中的每个VC12的4列可以打成一个包，容易理解，也比较容易实现。

下面再以VC4为例，对于高阶业务的打包处理方式进行说明：

由于一个2.5G信号中含16个VC4，一个VC4的包的大小为8+270×9＝2438byte。但AS包的最大包为2176byte。因此，需要将一个VC4打成2个或多个包才能进入AS平台中进行交换。具体可以根据实际需要或实际物理芯片能够支持的包长及包的利用率来决定打成包的数量。

其中，包的利用率＝(2430/n)/(8+2430/n)，由此可见：

若打成2个AS包，每个AS包的大小为8+2430/2＝1223bytes，利用率为：99.3％；

若打成3个AS包，每个AS包的大小为8+2430/3＝818bytes，利用率为：99.02％；

……

打成9个AS包，每个AS包的大小为8+2430/9＝278bytes，利用率为：97.12％；

……

若打成18个AS包，每个AS包的大小为8+2430/18＝143bytes，利用率为：94.4％；

……

依次类推。

对于高级业务而言，由于受到AS交叉结构中实际能够调度的包的大小限制，因此只有将一个VC4拆成多个包，如打成18个包等，这样一个VC4信号在SDH帧中的一行打成2个包，每个包的大小为143bytes，而且但对于高阶业务来说，打包前进行的净荷提取就不需要到低阶业务了，因为净荷的定位是先通过指针找到高阶后再找到低阶，因此就不需要定位到低阶了，只要提取到VC4净荷就可以了，处理起来比低阶业务要方便得多。

另外，本发明中，由于在所述的PI中只负责打包，而不负责交换，因此所有的包都要求在AS中完成全部的交叉，即使得任意输入端的任意一个时隙通过AS平台的交叉结构进行交换处理后均能够到达任意输出端的任意一个时隙的位置，这就要求AS的交叉中要有足够的存储空间，而且随着要求交换的信号速率越高，数量越多，所需要的存储空间将非常庞大。这一要求AS物理芯片比较难以满足，即硬件上实现很困难。

为此，本发明中还将部分业务在PI中做一定的存储和时分交叉或包交换处理，即在PI中上行和下行方向均增加相应的交叉模块，使得不同业务可以在不同的PI中做存储和交换，各业务可以是由几个不同的PI共同承担，以减少对AS的存储空间的需求。

本发明中，具体的业务处理在PI中有两种不同的方式：

打包/解包模块到交叉模块的处理过程和交叉模块到打包/解包模块的处理过程，即所述的交叉模块，在上行方向，可以设置在打包模块之前或之后进行交叉处理，在下行方向，可以设置在解包模块之前或之后进行相应的交叉处理。

如图4所示，本发明中，业务经过上行的PI完成一级T交叉(即时分交叉处理)，再经过中间AS平台的交叉后，在下行方向再完成一级T交叉，类似于目前的TST(时分-空分-时分)交叉结构，但不同的是实现的是全包交换或部分包交换。如图5和图6所示，若是先打包后交叉，则交叉的颗粒是包，相反，交叉的颗粒是时隙。若是先交叉后再解包，则交叉的颗粒是包，相反，交叉的颗粒是时隙。

总之，SDH/SONET业务按照上述方法进行打包及交叉处理后，可以实现SDH/SONET业务经过PI处理后进入AS结构中实现所有业务的调度。这样SDH/SONET业务就完全可以进入AS这个统一交换平台进行业务交换了。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种SDH/SONET网络与AS平台对接的装置，其特征在于，包括：

由SDH/SONET侧到AS侧的处理部分，包括：

接口处理模块：接收SDH/SONET信号并进行定帧、解扰处理后发送给解帧处理模块；

解帧处理模块：对定帧、解扰处理后的信号进行提取净荷的处理，并将提取的净荷发送给打包模块，并进行相应的开销处理；

打包模块：对提取的SDH/SONET帧净荷按照AS包的格式进行打包处理，并将获得的AS包发送到AS接口处理模块；

AS接口处理模块：将所述的AS包通过相应的接口处理后发送给AS交换结构中进行交换处理；

由AS侧到SDH/SONET侧的处理部分，包括：

AS接口处理模块：接收AS平台发送来的AS包，并发送给解包模块；

解包模块：根据AS包的格式进行解包处理，并将获得AS包中的净荷发送给映射处理模块，并进行相应的AS包开销的处理；

映射处理模块：将所述的净荷映射成SDH/SONET帧并插入相应的开销后发送给接口处理模块；

接口处理模块：对SDH/SONET帧进行加扰处理，并发送到SDH/SONET网络中。

2、根据权利要求1所述的SDH/SONET网络与AS平台对接的装置，其特征在于，所述的解帧处理模块与打包模块之间，或者打包模块与AS接口处理模块之间还设置有交叉模块，且所述的交叉模块用于完成交换功能。

3、根据权利要求1所述的SDH/SONET网络与AS平台对接的装置，其特征在于，所述的解包模块与映射处理模块之间，或者解包模块与AS接口处理模块之间还设置有交叉模块，且所述的交叉模块用于完成交换功能。

4、一种SDH/SONET网络与AS平台对接的方法，其特征在于，包括：

由SDH/SONET侧到AS侧的处理过程：

A、接收并确定SDH/SONET帧，对所述的SDH/SONET帧进行解扰处理：

B、对解扰处理后的帧进行解帧处理，提取帧中的净荷；

C、对提取的净荷按照AS包的格式进行打包处理，并通过AS接口处理部分发送给AS平台进行交换处理；

由AS侧到SDH/SONET侧的处理过程：

D、经过AS平台交换处理后的AS包通过AS接口处理部分发送到解包模块进行解包处理，提取AS包中的净荷，并进行相应的开销处理；

E、将所述的净荷映射成SDH/SONET帧，并插入开销；

F、对所述的SDH/SONET帧进行加扰处理后发送SDH/SONET网络上。

5、根据权利要求4所述的SDH/SONET网络与AS平台对接的方法，其特征在于，对于由SDH/SONET侧到AS侧的处理过程，该方法还包括：

打包前先进行时隙交叉处理，或者对打包处理后的AS包进行包交换处理。

6、根据权利要求4所述的SDH/SONET网络与AS平台对接的方法，其特征在于，对于由AS侧到SDH/SONET侧的处理过程，该方法还包括：

对收到的AS包进行包交换处理，或者对解包处理后的净荷进行时隙交叉处理。

7、根据权利要求4、5或6所述的SDH/SONET网络与AS平台对接的方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：

对于不同业务可以采用根据调度业务颗粒的大小、允许的延时、数据包利用率、AS包允许的最大长度以及物理芯片实际能够支持的最大包长度确定采用打成一个包或多个包的方式进行打包处理。

8、根据权利要求4、5或6所述的SDH/SONET网络与AS平台对接的方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：

对于SDH/SONET业务可以将每行业务的多列打成一个包，或者将一个完整的低阶业务的时隙打成一个包。

9、根据权利要求8所述的SDH/SONET网络与AS平台的对接的方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：

如果需要进行SDH/SONET帧的低阶业务的调度，若PI中能够提供的存储空间足够，则可以将一帧中一个完整的低阶业务打成一个包；否则，可以考虑将一个低阶业务拆分成n个部分，并将其打成n个包，n为大于1的正整数；

如果需要进行SDH/SONET帧的高阶业务的调度，则必须根据AS包允许的最大长度和实际物理芯片能够支持的包的大小来将一个高阶业务拆分成m个部分，并打成m个包，m为大于1的正整数。

10、根据权利要求8所述的SDH/SONET网络与AS平台的对接的方法，其特征在于，所述的步骤C还包括：

SDH/SONET网络与AS平台间以串行或并行的方式进行数据包的交互。

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