一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的方法及裝置的製作方法
2023-07-22 08:23:41 1
專利名稱：一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及數字通信領域，尤其涉及一種光同步數字傳輸系統中並行 開銷提取的方法及裝置。
背景技術：
光同步數字傳輸(SDH， Synchronous Digital Hierarchy)和同步光網絡 (SONET， Synchronous Optical Network)是目前光網絡中應用最主要的網絡， 其運4亍、管J裡和維護(OAM, Operation、 Administration Maintenance)者卩是 通過開銷字節來實現的。SDH數據幀結構設置了兩種不同的開銷，包括用於 段層維護的段開銷(SOH， Section Overhead)和用於通道層維護的通道開銷 (POH， Path Overhead )。 SOH包含一定的幀信息，用於維護和性能監視的信 息以及其它操作功能。SOH可進一步劃分為再生段開銷(RSOH， Regenerator Section Overhead)和復用段開銷(MSOH， Multiplex section overhead),其中， RSOH可以在再生器插入，又可以在終端設備插入，而MSOH只能在終端設 備插入。
業界現有的光同步數字傳輸系統中開銷提取的方法，通常包括串行提取和 並行提取兩種方法。對於串行開銷提取方法，在多條傳輸通道，尤其是目前 SDH交叉晶片大多採用8路、16路、甚至128路的情況下，串行開銷提取的 方法使電路接口的複雜度和電路規模呈幾何速度增長，因此，串行開銷提取方 法已經不再適用於多路復用晶片。
對於並行開銷提取方法，通常只對少量的開銷字節進行提取操作，如 VITESS通訊晶片公司生產的VCS9295晶片，在該晶片使用手冊中提到，在 STM-16/STS-48速率等級、136路的工作條件下，每路可以提取一組48位元組 開銷，3組16位元組開銷，以及3個字節開銷，共99個開銷字節，但是，在進 行開銷提取時，需要兩組隨機存儲器(RAM， Radom Access Memory)存儲單
元，其中， 一組RAM存儲單元接收來自當前數據流中的開銷字節，另一組 RAM存儲單元將上一幀中接收到的開銷字節送到開銷提取接口 ，這樣就需要 99 x 2 x 136,共26928個RAM存儲單元，從而對大規模交叉晶片的規模和時 序造成較大的影響。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提 取的方法及裝置，該方法及裝置大大增加用戶可使用的開銷字節，從而相應增 加開銷字節攜帶的OAM信息，達到為用戶提供了一套電路結構相對簡單、靈 活度高、資源佔用少、電路利用率高的光同步數字傳輸系統中並行開銷提取解 決方案的目的。
本發明提供了 一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的方法，包括
A. 配置提取開銷起始位置；
B. 根據STM-N數據幀的幀頭進行行、歹'J、間插計數；
C. 根據提取開銷起始位置對行、列、間插計數生成的地址進行位置判斷， 如果該地址屬於段開銷部分，則進入步驟D;如果該地址屬於淨荷部分，則進 入步驟E;
D. 進行段開銷計數，從STM-N數據幀中讀取開銷字節並保存到存儲器；
E. 進行淨荷計數，從存儲器中提取開銷字節。 該方法所述步驟A為 通過處理器配置提取開銷起始位置。 該方法所述步艱《D為
以第一時鐘頻率進行段開銷計數，每計數一次，從STM-N數據幀中讀取 一個開銷字節並保存到存儲器。 該方法所述步驟E為
以第二時鐘頻率進行淨荷計數，每計數一次，從存儲器中提取一個開銷字節。
該方法所述第一時鐘頻率、第二時鐘頻率滿足下述公式 第二時鐘頻率 > 第一時鐘頻率X (讀取的開銷字節數/淨荷字節數)。
該方法所述步驟E中，
通過開銷提取接口從存儲器中提取開銷字節。
本發明還提供了 一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的裝置，包括 配置模塊，用於配置提取開銷起始位置；
行 寸、間插計算模 塊，用於根據STM-N數據幀的幀頭進行行、寸、間 插計數；
判斷模塊，用於根據提取開銷起始位置對行、列、間插計數生成的地址進 行位置判斷，確定該地址屬於>^開銷部分或淨荷部分；
段開銷讀取保存模塊，用於進行段開銷計數，從STM-N數據幀中讀取開 銷字節並保存到存儲器中；
存儲器，用於存儲從STM-N數據幀中讀取的開銷字節； 段開銷提取模塊，用於進行淨荷計數，從存儲器中提取開銷字節。 該裝置所述段開銷讀取保存模塊以第一時鐘頻率進行段開銷計數，每計數 一次，從STM-N數據幀中讀取一個開銷字節並保存到存儲器。
該裝置所述段開銷提取模塊以第二時鐘頻率進行淨荷計數，每計數一次， 從存儲器中提取一個開銷字節。
該裝置所述段開銷提模塊通過開銷提取接口從存儲器中提取開銷字節。 本發明所述的光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的方法及裝置，通過將 交叉晶片中STM-N ( Synchronous Transport Module -N)數據流進行分組，根 據配置的提取開銷起始位置和行、、間插計數，從STM-N數據幀中讀取開 銷字節並保存到存儲器，並利用對數據幀中淨荷部分字節的計數所產生的時間 完成對開銷存儲器中的開銷字節的提取，實現根據用戶需要，進行開銷字節的 提取配置，大大增加了用戶可使用的開銷字節，從而相應增加了開銷字節攜帶 的OAM信息，達到為用戶4是供一套電路結構相對簡單、靈活度高、資源佔用 少、電路利用率高的光同步數字傳輸系統中並行開銷提取解決方案的有益效 果。
圖1為本發明中SDH幀的結構示意圖2為本發明中並行開銷提取的接口時序圖； 圖3為本發明中並行開銷提取的裝置結構圖； 圖4為本發明中並行開銷提取的方法流程圖； 圖5為本發明中並行開銷提取的時序電路結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖以128路STM-16速率等級交叉晶片為例，詳細描述本發明 的具體實施例。
在本實施例中，將128路STM-16速率等級交叉晶片分成兩組，每組提取 64路STM-16數據幀的開銷字節。分成兩組的目的是為了滿足時序要求，即 在對淨荷字節進行計數的時間內完成開銷字節的提取。
另外，由於STM-16數據幀是按行進行傳輸的，因此，當開銷字節傳輸完 畢後，必然緊跟著傳輸淨荷字節。在開銷位置接收來自於STM-16數據幀中的 開銷字節，在淨荷位置將接收到的開銷字節送往開銷提取接口，從而只需要存 儲每一行所提取的開銷字節。
圖1為本發明中SDH幀的結構示意圖，STM-16數據幀由16個STM-1 數據幀組成， 一個STM-1數據幀的結構為9行x 270列，即每行佔270個字 節，共2430個字節。 一個STM-1數據幀包括段開銷SOH、管理單元指針 (AUPTR, Administration Unit Pointer)和淨荷。段開銷SOH和管理單元指 針AU PTR位於幀結構的第1至9行與第1至9列組成的區域，其中，第1 至3行為再生段開銷RSOH所在區域，第4行為管理單元指針AU PTR所在 區域，第5至9行為復用段開銷MSOH所在區域。
因此，在一個STM-16數據幀的一行中，段開銷部分佔9 x 16 = 144個字 節，淨荷部分佔261 x 16 = 4176個字節。在對每行的淨荷部分進行計數過程中， 每4個311MHz時鐘周期在存有開銷字節的存儲器中提取一個開銷字節，即提 取開銷字節的工作頻率為78MHz,這樣，共有4176/4= 1044個78MHz時鐘 周期。對於64路STM-16數據幀，由於每路每行提取16個字節，因此，總共 將提取64 x 16 = 1024個開銷字節，由於每一個78MHz時鐘周期完成一個開銷 字節的提取，因此在進行開銷字節的提取過程中，將有1044- 1024 = 20個時
鍾周期的餘量。
圖2為本發明中並行開銷提取的接口時序圖，根據STM-16數據幀的劃分， 除第1、 4行外，其它行都可以提取開銷字節，對於STM-16數據幀，每行將 提取16個字節，提取開銷字節的起始位置由晶片統一設置。在提取開銷字節 時，在對淨荷字節進行計數的時間內，並行輸出開銷字節。其中，提取開銷時 鍾rtohclk為78MHz，提取開銷幀頭rtoh&、開銷字節rtoh[7:0]在時鐘的下降 沿輸出，輸出順序如下
0/0， 0/1, 0/2,…，0/15， 1/0, 1/1， 1/2，…，m/n，…，63/0， 63/1, 63/2,…， 63/15
上述序列中，m表示STM-16數據幀的路數，共64路，範圍為[O, 63]， n 表示每路數據幀提取的開銷字節數，共16個字節，範圍為[O， 15]。
提取開銷使能rtohen為高電平時，表示進行開銷字節的提取，幀頭rtohQ3 將與第2行提取的第一個開銷字節對齊，外部FPGA在時鐘上升沿進行數據採 樣。
圖3為本發明中並行開銷提取的裝置結構圖，包括 配置模塊301,用於配置提取開銷起始位置；
行、歹ij、間插計數才莫塊302，用於根據STM-N數據幀的幀頭進行行、歹'J、 間插計數；
判斷模塊303，用於根據提取開銷起始位置對行、歹'J、間插計數生成的地
址進行位置判斷，確定該地址屬於段開銷部分或淨荷部分。
段開銷讀取保存模塊304，用於以311MHz時鐘頻率進行段開銷計數，每
計數一次，從STM-N數據幀中讀取一個開銷字節並保存到存儲器。 存儲器305，用於存儲從STM-N數據幀中讀取的開銷字節； 段開銷提取模塊306，用於以78MHz時鐘頻率進行淨荷計數，每計數一
次，從存儲器中提取一個開銷字節。
其中，段開銷提取模塊通過開銷提取接口從存儲器中提取開銷字節。 圖4為本發明中並行開銷提取的方法流程圖，具體步驟如下 步驟401，通過處理器接口配置提取開銷起始位置。 步驟402,根據STM-16數據幀的幀頭進行行、列、間插計數。
步驟403,根據配置的提取開銷起始位置對行、歹'J、間插計數生成的地址 進行位置判斷，如果該地址屬於段開銷部分，則進入步驟304;如果該地址屬 於淨荷部分，則進入步驟306。
步驟404,進行段開銷計數。
該步驟中，每計數一次，將從STM-16數據幀中讀取一個開銷字節， 一直 計數到5'dl6保持。
步驟405,將讀取的開銷字節保存到存儲器中。 步驟406,進行淨荷計數。
該步驟中，每計數一次，將從存儲器中提取一個開銷字節， 一直計數到 10，dl024保持。
步驟407,通過開銷提取接口完成對存儲器中的開銷字節的提取。
圖5為本發明中並行開銷提取的時序電路結構圖，包括
行、列、間插計數器產生器501、開銷起始位置\淨荷位置產生器502、淨
荷計數器產生器503、段開銷計數器產生器504、開銷存儲器505、開銷提取
器506。其中，
行、歹'J、間插計數器產生器501根據輸入的幀頭產生行計數器cnt_row [3:0]、列計數器cnt一col[6:0]、間插計數器cnt_sts[5:0],並將該行計數器cnt一row [3:0]、列計數器cnt—col[6:0]、間插計數器cnt—sts[5:0]輸入到開銷起始位置X淨 荷位置產生器502進行計數。其中，行計數器cnt_row [3:0]、列計數器 cnt—col[6:0]、間插計數器cnt—sts[5:0]分別對應STM-16數據幀的行、列和STS—1 子幀。 一個STM-16數據幀包括48個STS-1子幀。
開銷起始位置\淨荷位置產生器502根據配置的開銷提取起始位置判斷行 計數器cnt—row[3:0]、列計數器cnt—col[6:0]、間插計數器cnt一sts[5:0]計數產生 的地址屬於段開銷部分，還是屬於淨荷部分；如果屬於段開銷部分，則產生開 銷提取的起始位置指示發送給段開銷計數器產生器504;如果屬於淨荷部分， 則產生淨荷位置指示發送給淨荷計數器產生器503。
段開銷計數器產生器504收到開銷起始位置\淨荷位置產生器502發送的 開銷提取的起始位置指示後，產生段開銷計數器soh—cnt[4:0],段開銷計數器 soh一cnt[4:0]從開銷提取的起始位置開始進行計數，每計數一次，將從STM-16
數據幀中讀取一個開銷字節並存入開銷存儲器505, —直計數到5'dl6保持。
淨荷計數器產生器503收到淨荷位置指示後，產生淨荷計數器 poh_cnt[10:0]，從lO，dO開始進行計數，每計數一次，開銷提取器506將從開 銷存儲器505提取一個開銷字節， 一直計數到10，dl024保持。
開銷提取的起始位置指示和段開銷計數器sohjnt[4:0]以及STM-16數據 幀輸入到開銷存儲器505,從開銷提取的起始位置開始， 一直到段開銷計數器 sohjnt[4:0]計數到5，dl5，從而將每路STM-16數據幀中的16個開銷字節讀取 並保存到開銷存儲器505中。
淨荷位置指示和淨荷計數器po、cnt[10:0]輸入到開銷提取器506，淨荷計 數器poh—cnt[10:0]在lrd0-ll，d1023範圍內計數，每計數一次，開銷提取器506 就從開銷存儲器505中提取一個開銷字節，依次提取1024個開銷字節。其中 淨荷計數器poh—cnt的第4位到第9位即[9:4],表示64路STM-16數據幀，淨 荷計數器pohjnt的第0位到第3位即[3:0]，表示1路STM-16數據幀中的16 個開銷字節。在提取1024個開銷字節的時候，提取開銷使能rtohen保持高電 平，其餘時刻提取開銷使能rtohen為低電平。提取開銷幀頭rtohfi3和提取開銷 時鐘rtohclk可根據時序要求在產生，其中，提取開銷幀頭rtohfp對應第一個 字節，提取開銷時鐘rtohclk的上升沿對應提取開銷幀頭rtohfy、提取開銷使能 rtohen和開銷字節rtoh[7:0]的中間。
綜上所述，本發明僅使用16個存儲單元就實現了對STM-16數據幀中的 一行開銷字節的並行提取，僅使用11個管腳就實現了 64路STM-16數據的開 銷提取接口，使得接口大為簡化，大大減少了電路規模，從而使晶片工作時序 更容易滿足，同時降低了功耗和晶片成本。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發 明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發 明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的方法，其特徵在於，包括A.配置提取開銷起始位置；B.根據STM-N數據幀的幀頭進行行、列、間插計數；C.根據提取開銷起始位置對行、列、間插計數生成的地址進行位置判斷，如果該地址屬於段開銷部分，則進入步驟D；如果該地址屬於淨荷部分，則進入步驟E；D.進行段開銷計數，從STM-N數據幀中讀取開銷字節並保存到存儲器；E.進行淨荷計數，從存儲器中提取開銷字節。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟A為 通過處理器配置提取開銷起始位置。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟D為 以第一時鐘頻率進行段開銷計數，每計數一次，從STM-N數據幀中讀取一個開銷字節並保存到存儲器。
4. 根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述步驟E為 以第二時鐘頻率進行淨荷計數，每計數一次，從存儲器中提取一個開銷字節
5. 根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述第一時鐘頻率、第二 時鐘頻率滿足下述公式第二時鐘頻率 > 第一時鐘頻率X (讀取的開銷字節數/淨荷字節數)。
6. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述步驟E中， 通過開銷提取接口從存儲器中提取開銷字節。
7. —種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的裝置，其特徵在於，包括 配置模塊，用於配置提取開銷起始位置；行、列、間插計數模塊，用於根據STM-N數據幀的幀頭進行行、列、間 插計數；判斷模塊，用於根據提取開銷起始位置對行、列、間插計數生成的地址進 行位置判斷，確定該地址屬於段開銷部分或淨荷部分； 段開銷讀取保存模塊，用於進行段開銷計數，從STM-N數據幀中讀取開 銷字節並保存到存儲器中；存儲器，用於存儲從STM-N數據幀中讀取的開銷字節； 段開銷提取模塊，用於進行淨荷計數，從存儲器中提取開銷字節。
8. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述段開銷讀取保存模塊以第一時鐘頻率進行段開銷計數，每計數一次， 從STM-N數據幀中讀取一個開銷字節並保存到存儲器。
9. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述段開銷提取模塊以第二時鐘頻率進行淨荷計數，每計數一次，從存儲 器中提取一個開銷字節。
10. 根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於， 所述段開銷提^Mt塊通過開銷提取接口從存儲器中提取開銷字節。
全文摘要
本發明公開了一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的方法，包括配置提取開銷起始位置；根據STM-N數據幀的幀頭進行行、列、間插計數；根據提取開銷起始位置對計數生成的地址進行位置判斷，如果該地址屬於段開銷部分，則進行段開銷計數，從STM-N數據幀中讀取開銷字節並保存到存儲器；如果該地址屬於淨荷部分，則進行淨荷計數，從存儲器中提取開銷字節。同時還公開了一種光同步數字傳輸系統中並行開銷提取的裝置，包括配置模塊，行、列、間插計數模塊、判斷模塊、段開銷讀取保存模塊、存儲器和段開銷提取模塊。通過本發明為用戶提供了一套電路結構相對簡單、靈活度高、資源佔用少、電路利用率高的並行開銷提取解決方案。
文檔編號H04J3/06GK101119172SQ200710121758
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者貝 吳, 範豔芳 申請人:中興通訊股份有限公司