專利名稱：信息傳輸設備、方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光通信技術領域，更具體的說，本發(fā)明涉及一種光網(wǎng)絡中實現(xiàn)網(wǎng)元間通信的信息傳輸設備、方法及系統(tǒng)。
背景技術：
目前，光纖通信技術發(fā)展很快，以波分復用(WDM，Wavelength DivisionMultiplexing)技術為基礎的具有分插復用功能和交叉連接功能的光傳輸網(wǎng)具有易于重構、良好的擴展性等巨大優(yōu)勢，已成為未來高速傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向。所述WDM技術的應用是采用將光纖的可用波段分成若干個小信道，每個信道對應一個波長，使單波長傳輸變成多波長同時傳輸，從而大大增加光纖的傳輸容量。例如，如果每個波長的傳輸速率為10Gb/s，在一根光纖中同時使用160個波長，則光纖總的傳輸容量可達10×160＝1600Gb/s。
WDM技術在光傳輸網(wǎng)中實現(xiàn)的典型系統(tǒng)是由光合波器(光復用器)、光放大器和可以提取獨立光波長的光分波器(光解復用器)組成。發(fā)射端的光發(fā)射機發(fā)出光波長不同且精度和穩(wěn)定度能滿足一定要求的光信號，經(jīng)過光合波器、摻鉺光纖放大器，送入光纖中傳輸(光纖線路中可根據(jù)需要設置光線路放大器)，到達接收端后，經(jīng)光纖前置放大器放大，通過光分波器恢復成原來的各路光信號。
目前，伴隨著WDM技術的飛速發(fā)展，與其應用相關的技術也已展開，如網(wǎng)絡監(jiān)控信息傳輸技術。所謂網(wǎng)絡監(jiān)控信息傳輸技術是指網(wǎng)元與網(wǎng)元之間通過建立通信鏈路，進而利用所述建立的通信鏈路來傳遞網(wǎng)管監(jiān)控信息，所述網(wǎng)管監(jiān)控信息包括性能信息、工作狀態(tài)、告警信息等。如果WDM系統(tǒng)不能進行有效的網(wǎng)絡監(jiān)控信息傳輸，將很難在網(wǎng)絡中大規(guī)模采用。
目前WDM系統(tǒng)中網(wǎng)絡監(jiān)控信息傳輸主要采用兩種方式光監(jiān)控信道(OSC，Optical Supervisory Channel)方式和調(diào)頂方式(Pilot Tone Modulation)光監(jiān)控信道(OSC，Optical Supervisory Channel)方式主要應用于傳統(tǒng)的WDM系統(tǒng)中，其實現(xiàn)原理是光監(jiān)控信道采用一個獨立的波長，其數(shù)據(jù)格式采用標準的E1幀結構，一般速率為2.048Mb/s，在其幀結構中，規(guī)定了類似SDH系統(tǒng)D1～D12的數(shù)據(jù)通信信道(DCC，Data Communication Channels)，專門用來傳輸WDM系統(tǒng)的網(wǎng)管監(jiān)控信息，因而OSC中的DCC通道(即DCC字節(jié))就是WDM網(wǎng)管監(jiān)控信息的物理承載層。
具體通信過程簡單描述如下OSC單元接收系統(tǒng)控制與通信(SCC，System Control & Communication)單元(也簡稱為主控單元)的開銷數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過處理后，通過光發(fā)射模塊完成電光轉換，將監(jiān)控數(shù)據(jù)幀調(diào)制到OSC波長上(一般為1510nm、1625nm或1310nm)，OSC波長通過光合波器與信號光復用后入纖傳送到對端設備，對端用光分波器將輸入光分成信號光和OSC光信號，然后對端OSC單元的光接收模塊完成OSC光信號的光電轉換，還原出來的監(jiān)控數(shù)據(jù)幀，經(jīng)過處理后送到SCC單元進行數(shù)據(jù)交換。
參考圖1，在該方案中時鐘同步于一端SCC的時鐘，當光纖發(fā)生斷裂或者某節(jié)點的上游節(jié)點發(fā)生故障時，下游節(jié)點的時鐘信息將丟失，實現(xiàn)上并不靈活。
另外，利用光監(jiān)控信道OSC來傳遞網(wǎng)管監(jiān)控信息，需要占用一個波長，因此，該技術方案的另一缺點是實現(xiàn)成本較高。
而調(diào)頂方式是將監(jiān)控信息疊加在主業(yè)務上進行傳輸，它通過在發(fā)射機端的主業(yè)務信號上，疊加一小幅度的低頻正弦調(diào)制作為標識；在接收端將兩信號進行有效的分離，不同的信道采用不同的調(diào)制頻率，在各中繼端通過檢測各頻率調(diào)制信號來判別相應的光信號的功率電平，從而實現(xiàn)監(jiān)控信息的傳輸。
利用調(diào)頂進行監(jiān)控信息傳輸必須確定合適的調(diào)頂深度m，所述調(diào)頂深度m是指光功率調(diào)制幅度的峰峰值Vpp與“1”碼平均光功率電平Vm之比，m太小會影響調(diào)頂信號的準確檢測；m太大則會對系統(tǒng)的誤碼特性造成較大的影響。
業(yè)界試驗及理論研究表明調(diào)頂調(diào)制會使誤碼曲線斜率改變，隨著調(diào)頂深度的增大，誤碼曲線變得越來越平緩。這是因為接收機接收到的信號功率較小時，噪聲對系統(tǒng)誤碼的貢獻大于調(diào)頂對誤碼的貢獻；而當接收到的信號功率較大時，情況正好相反。
以誤碼率BER等于10的負12次方為準，調(diào)頂深度m為5％和13％時，接收機靈敏度分別下降0.4dB和1.0dB左右；m進一步增加時，接收機靈敏度會急劇下降，如m＝18％時，接收機靈敏度下降達2.3dB?？梢?，m＜＝10％時理論和實測結果較為吻合；m＞10％后則誤差較大，另外，m＜10％時，系統(tǒng)BER的變化在兩個數(shù)量級以內(nèi)(10的負12次方～10的負10次方)。實測結果表明誤碼率從10的負12次方變化到10的負十次方時，接收機接收功率大致變化1dB。故調(diào)頂深度在5％以下時，調(diào)頂對系統(tǒng)接收機靈敏度的影響小于0.5dB。
綜上，這種方案的主業(yè)務和調(diào)頂?shù)男阅苤笜瞬豢赡芡瑫r做到最佳，必須在可以接受的某個范圍內(nèi)，有所犧牲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題是提供一種靈活的信息傳輸設備、方法及系統(tǒng)，采用所述的設備、方法或系統(tǒng)可避免現(xiàn)有技術采用同步方式固有的時鐘跟蹤性造成的影響，不會產(chǎn)生調(diào)頂技術中固有的主業(yè)務和調(diào)頂性能指標的矛盾，且可擺脫傳統(tǒng)WDM系統(tǒng)對OSC的依賴，解決在無OSC的WDM系統(tǒng)中實現(xiàn)網(wǎng)元間通信，并大大降低組網(wǎng)成本。
為解決上述問題，本發(fā)明的信息傳輸設備，包括第一異步處理單元，用于根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存，根據(jù)第二時鐘控制讀取所述上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；第一開銷處理單元，用于從所述第一異步處理單元接收所述上行監(jiān)控信息，然后將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝處理成光傳輸信號，通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元；第二開銷處理單元，用于從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的光傳輸信號，然后對所述光傳輸信號進行解封處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息；第二異步處理單元，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述第二開銷處理單元接收所述下行監(jiān)控信息并緩存，然后根據(jù)第一時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
其中，所述第一異步處理單元包括上行異步FIFO單元，用于緩存本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第一接收控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制將本地網(wǎng)元傳來的上行監(jiān)控信息寫入所述的上行異步FIFO單元；第一發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述的上行異步FIFO單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；所述第二異步處理單元包括下行異步FIFO單元，用于緩存遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第二接收控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制將遠端網(wǎng)元發(fā)來的下行監(jiān)控信息寫入所述的下行異步FIFO單元；第二發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制從所述的下行異步FIFO單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
其中，所述第一開銷處理單元包括
監(jiān)控開銷插入單元，用于將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的光傳輸信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸；所述第二開銷處理單元包括監(jiān)控開銷提取單元，用于提取所述從光線路接收的光傳輸信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息。
其中，所述光傳輸信號為同步傳輸模式信號，所述預定開銷字節(jié)為數(shù)據(jù)通信信道字節(jié)。
其中，所述第一異步處理單元以及第二異步處理單元采用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列或可擦除可編程邏輯器件。
相應的，本發(fā)明的信息傳輸方法，包括監(jiān)控信息傳送步驟a1信息傳輸設備根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存；并b1根據(jù)第二時鐘控制讀取所述緩存的上行監(jiān)控信息進而將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝處理成光傳輸信號通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元；監(jiān)控信息接收步驟a2信息傳輸設備從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的光傳輸信號，然后對所述光傳輸信號進行解封處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息；并b2根據(jù)第二時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息緩存，然后根據(jù)第一時鐘控制讀取所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
其中，步驟a1、b2均通過異步先進先出單元進行緩存，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理。
其中，步驟b1所述封裝處理為將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的光傳輸信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸；步驟b2所述解封處理為提取所述從光線路接收的光傳輸信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息。
其中，所述光傳輸信號為同步傳輸模式信號，所述預定開銷字節(jié)為數(shù)據(jù)通信信道字節(jié)。
相應的，本發(fā)明的一種信息傳輸系統(tǒng)，用于波分復用光傳輸網(wǎng)的網(wǎng)元間傳送監(jiān)控信息，包括主控單元，用于將本地網(wǎng)元傳送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息發(fā)送出去，并接收遠端網(wǎng)元傳送來的下行監(jiān)控信息以進行相應處理；波長轉換單元，與所述主控單元連接，用于根據(jù)主控側與線路側不同時鐘域的相應時鐘分別控制與所述主控單元和光線路交互監(jiān)控信息。
其中，所述波長轉換單元包括第一異步處理單元，用于根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存，然后根據(jù)第二時鐘控制讀取所述上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；第一開銷處理單元，用于從所述第一異步處理單元接收所述上行監(jiān)控信息，然后將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝處理成光傳輸信號通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元；第二開銷處理單元，用于從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的光傳輸信號，然后對所述光傳輸信號進行解封處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息；第二異步處理單元，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述第二開銷處理單元接收所述下行監(jiān)控信息并緩存，然后根據(jù)第一時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
其中，所述第一異步處理單元包括上行異步FIFO單元，用于緩存本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第一接收控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制將本地網(wǎng)元傳來的上行監(jiān)控信息寫入所述的上行異步FIFO單元；第一發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述的上行異步FIFO單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；所述第二異步處理單元包括下行異步FIFO單元，用于緩存遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第二接收控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制將遠端網(wǎng)元發(fā)來的下行監(jiān)控信息寫入所述的下行異步FIFO單元；第二發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制從所述的下行異步FIFO單元讀出所述的上行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
其中，所述第一開銷處理單元包括監(jiān)控開銷插入單元，用于將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的光傳輸信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸；所述第二開銷處理單元包括監(jiān)控開銷提取單元，用于提取所述從光線路接收的光傳輸信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息。
其中，所述光傳輸信號為同步傳輸模式信號，所述預定開銷字節(jié)為數(shù)據(jù)通信信道字節(jié)。
其中，所述第一異步處理單元以及第二異步處理單元采用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列或可擦除可編程邏輯器件。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果首先，本發(fā)明通過異步方式實現(xiàn)網(wǎng)元間通信，例如將波長轉換器(OTU，Optical Transponder Unit)設備處理數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r鐘按照SCC側與OTU側時鐘分離獨立，然后根據(jù)不同的時鐘讀寫數(shù)據(jù)，從而避免了使用同步方式帶來的時鐘跟蹤透傳等一系列問題。
其次，本發(fā)明通過將監(jiān)控信息隨業(yè)務一起傳送，不需單獨的OSC用于監(jiān)控信息傳輸，因此，可大大降低系統(tǒng)成本，提高產(chǎn)品競爭力，尤其對城域網(wǎng)低成本解決方案非常有利。
再次，本發(fā)明中不存在調(diào)頂技術中由于調(diào)頂對系統(tǒng)誤碼性能的影響。
再次，本發(fā)明中信息可以通過DCC字節(jié)傳送，因此還進一步具有信息傳輸速率快的優(yōu)點，如果12個DCC字節(jié)全部使用，速率可以達到768Kbps。


圖1是現(xiàn)有技術時鐘同步跟蹤示意圖；圖2是本發(fā)明信息傳輸設備組成示意圖；圖3是圖2所示第一異步處理單元組成示意圖；圖4是圖2所示第二異步處理單元組成示意圖；圖5是本發(fā)明一種信息傳輸系統(tǒng)的組成示意圖；圖6是本發(fā)明另一種信息傳輸系統(tǒng)的組成示意圖；圖7是本發(fā)明信息傳輸系統(tǒng)的一種組成環(huán)境示意圖；圖8是本發(fā)明異步處理單元FPGA設計的信號連接示意圖；圖9是圖8所示FPGA開銷處理的一種實施例信號連接示意圖；圖10是圖9所示FPGA的邏輯模塊框圖；圖11是本發(fā)明FPGA接收信息的流程圖；圖12是本發(fā)明FPGA發(fā)送信息的流程圖。
具體實施例方式
本發(fā)明用于實現(xiàn)光網(wǎng)絡的網(wǎng)元間通信，其主要原理是采用異步時鐘處理方式解決現(xiàn)有技術中同步處理方式存在的時鐘同步跟蹤的問題，即在光網(wǎng)絡傳輸設備如OTU上增加異步處理單元用于實現(xiàn)異步處理。另外，本發(fā)明還將網(wǎng)元間通信的監(jiān)控信息插入光傳輸信號的預定開銷字節(jié)隨業(yè)務一起傳送，若所述光傳輸信號為同步傳輸模式(STM，Synchronous Transport Module)信號，在具體實現(xiàn)時采用的開銷字節(jié)可以是任意DCC字節(jié)，也可以是其它任意可用字節(jié)。由于是隨路傳送方式，因此可避免對OSC的依賴，并大大降低組網(wǎng)成本。
以下進行詳細描述，為了敘述的方便，定義信息傳輸?shù)纳闲蟹较驗楸镜鼐W(wǎng)元發(fā)往遠端網(wǎng)元方向，下行方向為遠端網(wǎng)元發(fā)給本地網(wǎng)元，另外，由于具體在光線路中傳輸?shù)墓鈧鬏斝盘柌皇潜景l(fā)明的重點，且不影響本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果，以下光傳輸信號將以STM信號為例進行說明。
圖2是本發(fā)明信息傳輸設備的組成示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的信息傳輸設備包括第一異步處理單元10、第一開銷處理單元11、第二開銷處理單元12以及第二異步處理單元13。
第一異步處理單元10，其主要功能是根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存，進而根據(jù)第二時鐘控制讀取所述上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去。所述第一異步處理單元功能具體可采用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)、可擦除可編程邏輯器件(EPLD，Erasable Programmable Logic Device)或其他的可編程設計器件或者集成電路芯片實現(xiàn)。
第一開銷處理單元11，從所述第一異步處理單元10接收所述上行監(jiān)控信息，進而將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝成同步傳輸模式信號通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元。具體實現(xiàn)時，為了實現(xiàn)將監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)組成可以在光傳輸網(wǎng)中傳輸?shù)耐絺鬏斝盘?，所述第一開銷處理單元進一步包括監(jiān)控開銷插入單元，用于將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的同步傳輸模式(STM，Synchronous Transport Module)信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸，由于將開銷與業(yè)務數(shù)據(jù)封裝成STM信號是本領域的公知技術，可采用相應光設備實現(xiàn)，這里不再贅述。
第二開銷處理單元12，從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的同步傳輸模式信號，進而對所述同步傳輸模式信號進行解幀處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息。而為了解析出光傳輸網(wǎng)中傳來的監(jiān)控信息，所述第二開銷處理單元進一步包括監(jiān)控開銷提取單元，用于提取所述從光線路接收的同步傳輸模式信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息。由于將STM信號解幀并提取相應開銷信息是本領域公知技術，這里也不再詳細描述。
第二異步處理單元13，根據(jù)第二時鐘控制從所述第二開銷處理單元接收所述下行監(jiān)控信息并緩存，進而根據(jù)第一時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
與所述第一異步處理單元類似，具體實現(xiàn)時，所述第二異步處理單元功能同樣可采用FPGA、EPLD或其他的可編程設計器件或者集成電路芯片實現(xiàn)。
下面進一步說明本發(fā)明的信息傳輸設備，圖3是圖2所示第一異步處理單元的詳細組成示意圖，如圖3所示，所述第一異步處理單元10包括上行異步先進先出(FIFO，F(xiàn)irst In First Out)單元100，用于緩存本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理。
多時鐘域帶來的一個問題就是，如何設計異步時鐘之間的接口電路。異步FIFO是一種先進先出的電路，使用在需要產(chǎn)生數(shù)據(jù)接口的部分，用來存儲、緩沖在兩個異步時鐘之間的數(shù)據(jù)傳輸。可實現(xiàn)在兩個不同時鐘系統(tǒng)之間快速而方便地傳輸實時數(shù)據(jù)。
第一接收控制單元101，用于根據(jù)第一時鐘控制將本地網(wǎng)元傳來的上行監(jiān)控信息寫入所述的上行異步FIFO單元進行緩存；第一發(fā)送控制單元102，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述的上行異步FIFO單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去。
本發(fā)明中第二異步處理單元與第一異步處理單元功能類似，其區(qū)別只是具體收發(fā)信息的時鐘相反，圖4是圖2所示第二異步處理單元的詳細組成示意圖。所述第二異步處理單元13包括下行異步FIFO單元130，主要用于緩存遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第二接收控制單元131，主要用于根據(jù)第二時鐘控制將遠端網(wǎng)元發(fā)來的下行監(jiān)控信息寫入所述的下行異步FIFO單元進行緩存；第二發(fā)送控制單元132，主要用于根據(jù)第一時鐘控制從所述的下行異步FIFO單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
本發(fā)明中實現(xiàn)上述信息傳輸設備可通過增加相應網(wǎng)絡設備的功能實現(xiàn)，例如OTU中增加異步處理功能，而相應異步處理功能則可采用FPGA或EPLD等可編程電路設計實現(xiàn)。
下面說明本發(fā)明信息傳輸設備的工作流程，下面按照監(jiān)控信息接收和發(fā)送兩個過程進行描述。
監(jiān)控信息傳送步驟a1、信息傳輸設備根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存；并b1、根據(jù)第二時鐘控制讀取所述緩存的上行監(jiān)控信息進而將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝處理成光傳輸信號通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元，其中所述封裝處理為將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的光傳輸信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸；監(jiān)控信息接收步驟a2、信息傳輸設備從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的光傳輸信號，進而對所述光傳輸信號進行解封處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息，所述解封處理為提取所述從光線路接收的光傳輸信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息；
b2、根據(jù)第二時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息緩存，進而根據(jù)第一時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
需要說明的是，具體實施時，上述步驟a1、b2均可通過異步先進先出單元進行緩存，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理，而所述光傳輸信號可以為同步傳輸模式信號，也可以是其他可在光傳輸網(wǎng)中傳輸?shù)男盘枺绻鈧鬏斁W(wǎng)(OTN，Optical Transport Network)信號，若所述光傳輸信號采用同步傳輸模式信號，則所述預定開銷字節(jié)可采用DCC字節(jié)或其他任意可用開銷字節(jié)。
圖5是本發(fā)明另一方面一種信息傳輸系統(tǒng)的組成示意圖。如圖5所示，所述信息傳輸系統(tǒng)包括主控單元50和波長轉換單元51。
主控單元50，用于將本地網(wǎng)元傳送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息發(fā)送出去，并接收遠端網(wǎng)元傳送來的下行監(jiān)控信息以進行相應處理；波長轉換單元51，與所述主控單元50連接，用于根據(jù)主控側與線路側不同時鐘域的相應時鐘分別控制與所述主控單元和光線路交互監(jiān)控信息。
其中所述波長轉換單元51即波長轉換器，是將非標準的波長轉換為標準的波長以便在整個網(wǎng)中交換和傳送。OTU在光信號惡化的情況下執(zhí)行再生功能。OTU的另外一個重要功能是開銷處理。它從信號中提取開銷并且處理。因為OTU可以接觸電信號，所以它很容易進行開銷處理。現(xiàn)在OTU大多是光電OTU。本發(fā)明中將所述OTU增加了相應異步處理功能，具體實現(xiàn)時，所述波長轉換單元功能可采用上述的信息傳輸設備實現(xiàn)，這里不再詳述。
圖6是本發(fā)明另一種信息傳輸系統(tǒng)的組成示意圖。如圖6所示，所述信息傳輸系統(tǒng)包括主控單元60、第一異步處理單元61、第一開銷處理單元62、第二開銷處理單元63以及第二異步處理單元64。
主控單元60，用于將本地網(wǎng)元傳送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息發(fā)送出去，并接收遠端網(wǎng)元傳送來的下行監(jiān)控信息以進行相應處理；第一異步處理單元61，用于根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存，進而根據(jù)第二時鐘控制讀取所述上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；第一開銷處理單元62，用于從所述第一異步處理單元接收所述上行監(jiān)控信息，進而將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝成同步傳輸模式信號通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元；第二開銷處理單元63，用于從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的同步傳輸模式信號，進而對所述同步傳輸模式信號進行解幀處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息；第二異步處理單元64，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述第二開銷處理單元接收所述下行監(jiān)控信息并緩存，進而根據(jù)第一時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
上述信息傳輸系統(tǒng)中，將第一種信息傳輸系統(tǒng)中波長轉換單元的功能由各個組成單元實現(xiàn)，也即具體實現(xiàn)時并不一定采用波長轉換單元，而是由各個功能單元組合實現(xiàn)，其中各個功能單元的具體實現(xiàn)可參考上述信息傳輸設備的相關描述，這里不再贅述。
下面以具體實施例進行說明，圖7是本發(fā)明信息傳輸系統(tǒng)的一種實施網(wǎng)絡環(huán)境示意圖。如圖7所示，本地網(wǎng)元主控板系統(tǒng)與控制單元(SCC，SystemControl & Communication)與遠端網(wǎng)元主控板SCC間需通信交互監(jiān)控信息。在本地網(wǎng)元側與傳輸線路間以及遠端網(wǎng)元與線路側之間均有OTU設備(如圖示，在本地為OTU1，在遠端為OTU2)，各個OTU設備均包括異步處理單元。
為了敘述方便，以下將OTU設備按時鐘域分為SCC側和線路側，其中將OTU設備中異步處理單元與時鐘域1的接口部分稱為SCC側，而將異步處理單元與時鐘域2的接口部分稱為線路側。本地OTU設備異步處理單元與SCC側開銷收發(fā)使用時鐘1，與線路側開銷收發(fā)使用時鐘2；遠端OTU2設備異步處理單元與SCC側開銷收發(fā)使用時鐘4，與線路側收發(fā)則使用時鐘3。
本發(fā)明中所謂的異步即時鐘1、2之間的異步(或者時鐘3、4之間的異步)，四個時鐘源說明如下
時鐘1，時鐘4SCC與OTU單板開銷串口通信的接口時鐘，可從SCC獲??；時鐘2，時鐘3異步處理單元與線路側開銷串口通信的接口時鐘，可從本地晶振獲取。
在上述的網(wǎng)絡環(huán)境中，OTU設備包括異步處理單元可以實現(xiàn)異步處理，另外由于OTU設備自身具有的開銷處理、波長轉換功能則可實現(xiàn)將監(jiān)控信息等網(wǎng)元間通信的信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起轉換為STM信號在光網(wǎng)絡中傳輸，因此，不需額外的OSC板。
下面以采用FPGA設計的異步處理單元具體進行說明，請參考圖8，OTU與主控板SCC以及線路側開銷處理部分的通信是在FPGA邏輯內(nèi)部完成的，F(xiàn)PGA兩側的信號連接關系如圖8所示，F(xiàn)PGA與主控板SCC以及OTU線路側開銷處理部分通過開銷數(shù)據(jù)線連接，另外，上行方向和下行方向均有相應開銷時鐘和開銷幀同步信號。
圖9是圖8所示FPGA開銷處理的一種實施例信號連接示意圖。
本實施例中FPGA采用的是2M的串口開銷，每一幀有32個時隙，幀頻為8KHZ。傳送監(jiān)控信息的開銷字節(jié)采用DCC字節(jié)，以下就以2M串口開銷為例進行講解說明。
時鐘1CLK2M_SCC時鐘2CLK2M_OTU上行方向接收開銷使用時鐘CLK2M_SCC，上行方向發(fā)送開銷使用時鐘CLK2M_OTU；下行方向接收開銷使用時鐘CLK2M_OTU，下行方向發(fā)送開銷使用時鐘CLK2M_SCC；SDO_SCC、SDO_OTU、SDI_SCC、SDI_OTU為開銷數(shù)據(jù)線；CLK2M_SCC、CLK2M_OTU為2M的開銷時鐘；FP8K_SCC、FP8K_OTU為幀同步信號；
詳細信號如表一所示表一

圖10是圖9所示FPGA的邏輯模塊組成示意圖。FPGA主要包括邏輯模塊1、2、3、4，以及異步FIFO1和異步FIFO2，主控板SCC與OTU之間按照高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC，High level Data Link Control)協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸，其中邏輯模塊1主要完成以下功能1)開銷提取。對于串口開銷總線上的數(shù)據(jù)，只接收所需要的時隙，其它的時隙均不處理，即丟棄，也即根據(jù)有效信息在開銷中的時隙位置，選擇接收，本實施例中為DCC有效時隙。
2)空信息的剃除。由于主控板SCC按照HDLC協(xié)議將監(jiān)控信息打包發(fā)送到FPGA，因此，在接收主控板的監(jiān)控信息時需找出兩個有效HDLC數(shù)據(jù)包之間無效信息(一般為FF)并丟棄，不寫入FIFO。
3)HDLC幀頭定界符7E與幀尾定界符的搜索。即對于接收到的每一個包需要找到幀頭與幀尾；僅有效信息可以寫入FIFO(有效信息包括上行方向2個7E頭與1個7E尾；下行方向1個7E頭與1個7E尾)。
4)控制FIFO的讀寫使能。
邏輯模塊2主要完成以下功能1)開銷插入。在DCC有效時隙其間，如果FIFO為可讀狀態(tài)，則讀取FIFO將FIFO內(nèi)接收下來的有效信息插入開銷的有效時隙；否則如果FIFO為不可讀狀態(tài)，則全部插入‘1’。
2)控制FIFO的讀寫使能。
邏輯模塊3功能與邏輯模塊2相反，其主要完成以下功能1)開銷提取。提取線路側傳送來的STM信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息，并在DCC有效時隙其間，如果FIFO為可寫狀態(tài)，將所述開銷信息寫入FIFO。
2)控制FIFO的讀寫使能。
邏輯模塊4功能與邏輯模塊1相反，其主要完成以下功能1)控制FIFO的讀寫使能。
2)數(shù)據(jù)協(xié)議幀封裝。將讀取的監(jiān)控信息封裝成HDLC幀發(fā)送給主控板的SCC。
3)開銷插入。將封裝好的監(jiān)控信息數(shù)據(jù)幀插入到與SCC側的開銷串口。
上行FIFO1模塊完成如下功能異步FIFO1，其功能是接收SCC側的串口開銷有效數(shù)據(jù)，緩存，然后通過讀時鐘將開銷字節(jié)信息送出，插入到OTU線路側開銷串口數(shù)據(jù)線上。其中寫時鐘CLK2M_SCC讀時鐘CLK2M_OTU下行FIFO1模塊完成如下功能異步FIFO2，其功能是接收OTU線路側的串口開銷有效數(shù)據(jù)，緩存，然后通過讀時鐘將開銷字節(jié)送出，插入到SCC側開銷串口數(shù)據(jù)線上。其中寫時鐘CLK2M_OTU讀時鐘CLK2M_SCC上述以具體的FPGA設計對OTU中異步處理單元的實現(xiàn)進行了詳細說明，由于采用異步處理，可取消同步方式進行網(wǎng)元間通信的時鐘跟蹤依賴性，使開銷處理在同一方向上收發(fā)時鐘域完全獨立。
下面結合信息傳輸?shù)木唧w流程說明上述FPGA的操作過程。不失一般性，監(jiān)控信息以采用DCC字節(jié)傳送為例。
圖11是上行方向信息傳輸?shù)牧鞒獭?br> 在步驟s100，主控板SCC將監(jiān)控信息按特定協(xié)議(一般為High level DataLink Control，高級數(shù)據(jù)鏈路控制，簡稱HDLC，理論上也可以使用其它協(xié)議實現(xiàn))插入到開銷串口的DCC通道；在步驟s101，邏輯模塊1接收SCC發(fā)送過來的開銷信息(SDI_SCC)，從中提取出所需的有效時隙，同時搜索HDLC的幀定界符7E，找到后開始寫入異步FIFO1，直到寫入HDLC的幀尾定界符后，關閉FIFO1的寫使能，禁止寫入，等待下一個HDLC幀的到來；然后在步驟s102，邏輯模塊2判斷異步FIFO1是否為可讀，如果可讀，則在步驟s103，從FIFO1讀取信息插入OTU側開銷的有效時隙，如果不可讀，則在步驟s104，往OTU側開銷的有效時隙插入‘1’；最后在步驟s105，開銷處理部分將開銷數(shù)據(jù)與業(yè)務數(shù)據(jù)組成的同步傳輸模式信號一起發(fā)送到光傳輸網(wǎng)傳輸給遠端網(wǎng)元。
圖12是下行方向接收信息的流程。
在步驟s200，OTU的開銷處理部分接收線路側發(fā)送來的同步傳輸模式信號，并提取所述同步傳輸模式信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息；然后在步驟s201，邏輯模塊4將所述監(jiān)控信息寫入到異步FIFO2；進一步在步驟s202，邏輯模塊3判斷異步FIFO2是否為可讀，如果可讀，則在步驟s203，從異步FIFO2讀取緩存的監(jiān)控信息，然后封裝成HDLC協(xié)議幀格式插入OTU主控側開銷的有效時隙，如果不可讀，則在步驟s204，往OTU主控板開銷的有效時隙插入‘1’；最后在步驟s203，主控板SCC接收所述HDLC數(shù)據(jù)幀格式的監(jiān)控信息，解幀并進行相應處理。
綜上，本發(fā)明由于采用異步方式實現(xiàn)網(wǎng)元間通信，取消了同步方式固有的時鐘跟蹤依賴性，使開銷處理在同一方向上收發(fā)時鐘域完全獨立。
而且由于無需單獨的OSC板傳送監(jiān)控信息等，從而可大大降低組網(wǎng)成本，擺脫對OSC的依賴，解決在無OSC的WDM系統(tǒng)中實現(xiàn)網(wǎng)元間通信的問題。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種信息傳輸設備，用于光網(wǎng)絡的網(wǎng)元間傳送監(jiān)控信息，其特征在于，包括第一異步處理單元，用于根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存，根據(jù)第二時鐘控制讀取所述上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；第一開銷處理單元，用于從所述第一異步處理單元接收所述上行監(jiān)控信息，將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝處理成光傳輸信號，通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元；第二開銷處理單元，用于從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的光傳輸信號，對所述光傳輸信號進行解封處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息；第二異步處理單元，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述第二開銷處理單元接收所述下行監(jiān)控信息并緩存，根據(jù)第一時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的信息傳輸設備，其特征在于，所述第一異步處理單元包括上行異步先進先出單元，用于緩存本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第一接收控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制將本地網(wǎng)元傳來的上行監(jiān)控信息寫入所述的上行異步先進先出單元；第一發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述的上行異步先進先出單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；所述第二異步處理單元包括下行異步先進先出單元，用于緩存遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第二接收控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制將遠端網(wǎng)元發(fā)來的下行監(jiān)控信息寫入所述的下行異步先進先出單元；第二發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制從所述的下行異步先進先出單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
3.根據(jù)權利要求1所述的信息傳輸設備，所述第一開銷處理單元包括監(jiān)控開銷插入單元，用于將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的光傳輸信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸；所述第二開銷處理單元包括監(jiān)控開銷提取單元，用于提取所述從光線路接收的光傳輸信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息。
4.根據(jù)權利要求3所述的信息傳輸設備，其特征在于，所述光傳輸信號為同步傳輸模式信號，所述預定開銷字節(jié)為數(shù)據(jù)通信信道字節(jié)。
5.根據(jù)權利要求1-4任一項所述的信息傳輸設備，其特征在于，所述第一異步處理單元以及第二異步處理單元采用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列或可擦除可編程邏輯器件。
6.一種信息傳輸方法，應用于前述信息傳輸設備中，其特征在于，包括監(jiān)控信息傳送步驟a1信息傳輸設備根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存；并b1根據(jù)第二時鐘控制讀取所述緩存的上行監(jiān)控信息，然后將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝處理成光傳輸信號通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元；監(jiān)控信息接收步驟a2信息傳輸設備從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的光傳輸信號，對所述光傳輸信號進行解封處理，得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息；并b2根據(jù)第二時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息緩存，然后根據(jù)第一時鐘控制讀取所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
7.根據(jù)權利要求6所述的信息傳輸方法，其特征在于，步驟a1、b2均通過異步先進先出單元進行緩存，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理。
8.根據(jù)權利要求6所述的信息傳輸方法，其特征在于，步驟b1所述封裝處理為將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的光傳輸信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸；步驟b2所述解封處理為提取所述從光線路接收的光傳輸信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息。
9.根據(jù)權利要求6-8任一項所述的信息傳輸方法，其特征在于，所述光傳輸信號為同步傳輸模式信號，所述預定開銷字節(jié)為數(shù)據(jù)通信信道字節(jié)。
10.一種信息傳輸系統(tǒng)，用于光網(wǎng)絡的網(wǎng)元間傳送監(jiān)控信息，其特征在于，包括主控單元，用于將本地網(wǎng)元傳送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息發(fā)送出去，并接收遠端網(wǎng)元傳送來的下行監(jiān)控信息以進行相應處理；波長轉換單元，與所述主控單元連接，用于根據(jù)主控側與線路側不同時鐘域的相應時鐘分別控制與所述主控單元和光線路交互監(jiān)控信息。
11.根據(jù)權利要求10所述的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述波長轉換單元包括第一異步處理單元，用于根據(jù)第一時鐘控制接收本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息并緩存，根據(jù)第二時鐘控制讀取所述上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；第一開銷處理單元，用于從所述第一異步處理單元接收所述上行監(jiān)控信息，將所述上行監(jiān)控信息與業(yè)務數(shù)據(jù)一起封裝處理成光傳輸信號通過光線路傳輸給遠端網(wǎng)元；第二開銷處理單元，用于從光線路接收遠端網(wǎng)元發(fā)來的光傳輸信號，對所述光傳輸信號進行解封處理，以得到遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息；第二異步處理單元，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述第二開銷處理單元接收所述下行監(jiān)控信息并緩存，根據(jù)第一時鐘控制將所述下行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
12.根據(jù)權利要求11所述的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一異步處理單元包括上行異步先進先出單元，用于緩存本地網(wǎng)元發(fā)送給遠端網(wǎng)元的上行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第一接收控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制將本地網(wǎng)元傳來的上行監(jiān)控信息寫入所述的上行異步先進先出單元；第一發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制從所述的上行異步先進先出單元讀出所述的上行監(jiān)控信息并發(fā)送出去；所述第二異步處理單元包括下行異步先進先出單元，用于緩存遠端網(wǎng)元發(fā)送給本地網(wǎng)元的下行監(jiān)控信息，并分開讀寫時鐘以實現(xiàn)異步處理；第二接收控制模塊，用于根據(jù)第二時鐘控制將遠端網(wǎng)元發(fā)來的下行監(jiān)控信息寫入所述的下行異步先進先出單元；第二發(fā)送控制模塊，用于根據(jù)第一時鐘控制從所述的下行異步先進先出單元讀出所述的上行監(jiān)控信息發(fā)送給本地網(wǎng)元處理。
13.根據(jù)權利要求11所述的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一開銷處理單元包括監(jiān)控開銷插入單元，用于將監(jiān)控信息數(shù)據(jù)插入到傳輸業(yè)務的光傳輸信號的預定開銷字節(jié)，以便與業(yè)務數(shù)據(jù)一起在光線路中傳輸；所述第二開銷處理單元包括監(jiān)控開銷提取單元，用于提取所述從光線路接收的光傳輸信號中預定開銷字節(jié)傳送的監(jiān)控信息。
14.根據(jù)權利要求13所述的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述光傳輸信號為同步傳輸模式信號，所述預定開銷字節(jié)為數(shù)據(jù)通信信道字節(jié)。
15.根據(jù)權利要求11-14任一項所述的信息傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述第一異步處理單元以及第二異步處理單元采用現(xiàn)場可編程邏輯門陣列或可擦除可編程邏輯器件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種信息傳輸設備，主要用于光網(wǎng)絡的網(wǎng)元間傳送監(jiān)控信息，其中所述信息傳輸設備包括第一異步處理單元、第二異步處理單元、第一開銷處理單元以及第二開銷處理單元，所述信息傳輸設備主要通過第一異步處理單元以及第二異步處理單元異步傳送消息實現(xiàn)網(wǎng)元間通信。另外，本發(fā)明還公開了相應的信息傳輸方法及系統(tǒng)。由于通過異步方式實現(xiàn)網(wǎng)元間通信，本發(fā)明避免了使用同步方式帶來的時鐘跟蹤透傳等一系列問題。
文檔編號H04J14/02GK1728604SQ200410071010
公開日2006年2月1日 申請日期2004年7月26日 優(yōu)先權日2004年7月26日
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