专利名称：一种并发选收逆反双向2m环及其设计方法
技术领域：
本发明属于SDH数据通信及环路网络架构技术领域，涉及一种并发选收逆反双向 2M环及其设计方法。
背景技术：
目前运营商的基站信息化改造及动环监控项目中，以SDH(同步传输体系)下2M 为介质的传输方式一般有三种点对点2M形式传输方式、基于BSC (基站控制器)和BTS (基 站收发器)的后插64K抽时隙方式及2M环组网方式。其中在2M资源相对紧张又要求监控 独立传输组网的情况下往往采用2M环组网方式。在2M环组网中，中心和节点间应用2M彼 此相连，各节点共用2M带宽，一般需要采集串口数据和以太数据。在各种2M环形组网方式 的传输系统中，有按照时隙为单位分别抽取串口数据和以太数据到2M环中心设备形式的， 也有采用以太网交换机层层级联组成环并在中心选择其中一个端口收敛的，其本质设计方 法都是链形的，即便物理上成为环形但逻辑上是按照链形工作的。这样的设计不能够真正 实现2M环的双向传输与环保护，只能实现链形保护，并且不能够实现单环组网。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种并发选收逆反双向2M环及其 设计方法。为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下一种并发选收逆反双向2M环，在2M环组网中，中心节点和各基站节点通过2M通 道相连，所有2M通道的外侧和内侧分别构成一个逻辑通道，外侧和内侧的逻辑通道在方向 上是互为逆反的；外侧逻辑通道以及内侧逻辑通道均以时隙为单位分成三部分，包括网管、 下行和上行，外侧逻辑通道和内侧逻辑通道中的任一逻辑通道均可实现中心节点与基站节 点间的双向非一致路由的传输，外侧逻辑通道和内侧逻辑通道同时工作就可实现并发选收 逆反双向的2M环；采用环保护机制确保2M环数据传输的可靠性。所述的外侧逻辑通道以及内侧逻辑通道均以时隙为单位分成三部分的方法采用 的是FPGA设计技术，按照G. 704标准将2M通道的时隙细分第31时隙被固定用于网管；第 1 N个(N为时隙号，1 ≤ N≤ 30)时隙定义为上行，即从各基站节点向中心节点的方向； 第N 30时隙定义为下行，既从中心节点到基站节点方向。—种并发选收逆反双向2M环的设计方法具体包括网管设计机制、环保护机制和 数据选择机制。所述的网管设计机制具体是中心节点在2M环路上的第31时隙以16个字节为单位建立自定义短帧，每连续的 16个短帧为一个节点周期T1，每连续的32个节点周期为一个环路周期T2,由一个字节传递 的时间为一个2M帧周期即125us，则一个节点周期1\ = 16Χ125μ sX16 = 32ms，一个环 路周期T2 = 32Χ \ = 1024ms，其包含的节点周期的序号为0 31，每一节点周期的短帧序号为0 15。序号为0 30的节点周期的第0号短帧为网络结构获取帧，用于获取网络结构的 节点ID和状态；第8号短帧用于节点控制，包含被控制节点的ID信息和控制信息；第1 7号短帧及第9 15号短帧用于环路节点的自定义开销。序号为31的节点周期的第0号短帧和第8号短帧用于系统广播，实现整个环路一 致性操作的控制；第1 7号短帧及第9 15号短帧用于环路节点的自定义开销。各基站节点通过2M通道与中心及彼此间相连，具有上连2M端口和下连2M端口， 节点处理数据的方式为时钟续传和沿路分插复用方式，既接收到的数据如果本节点不使用 则从另外2M端口发送出去，即数据流方向为上连2M端口 RX(接收端)到下连2M端口 TX(发 送端)、下连2M端口 RX到上连2M端口 TX ；当节点接收到网管数据后，依次在环路周期T2 的第0 30号节点周期内提取网络结构获取巾贞，如果某网络获取帧已经承载了某节点的ID 和状态信息，本节点对此网络获取帧不做任何处理，如果该网络获取帧没有承载任何信息， 则将本节点的ID及状态信息在该网络获取帧上载，并且设置已上载标志，确保在T2周期结 束之前不重复上载本节点的ID及状态信息。按此方法，环路周期T2结束后任一侧的2M逻 辑通道都能够获取到完整的网络结构信息，并分别由逆反环传送回中心。所述的环保护机制由如下步骤实现步骤1.节点端口产生接收同步告警或2M自环告警信号；步骤2.在FPGA芯片内部将该节点端口的TX和RX短接，既在内部实现环回，使从 中心传递到该节点端口的数据信号在此处调头向中心路由；步骤3.在调头向中心路由的方向上，在网管节点周期T1的第1 7号和第9 15号短帧中放置保护倒换信号；保护倒换信号是通过任何一个节点周期的第1 7号和第 9 15号短帧传递的，在64ms内确定完成保护倒换功能；步骤4.在调头向中心路由的方向上，网管信息传输到相邻节点，从节点周期的第 1 7号和第9 15号短帧解析出保护倒换信号，相邻节点将接收到的信号传输到下一个 节占.
I— /、、、 步骤5.重复步骤4，直到最后一个节点将数据传输到中心为止。所述的数据选择机制具体是由网管设计机制和环保护机制可实现逆反双向的具有环保护功能2M环，具有双 环、单环、双链、单链等形式的网络拓扑结构，无论中心还是节点都有两个数据源供选择，并 且可设计数据源的传输方式。所述的数据源选择包括中心数据选择和节点数据选择，中心数据选择采用如下选 择策略选择1.双环方向ID数量相同且互相包含，则判断为双环拓扑，此时中心取外环数 据；选择2.双环方向ID数量不同且ID数量多的环包含ID数量少的环，则判断为单 环拓扑，此时中心取ID数量多的环的方向；选择3.双环方向ID数量无论是否相同，只要互不包含，则判断为链形拓扑；如果 某一方向ID数量为0，则为单链拓扑；双环方向的ID数量均大于0为双链拓扑，此时选择 从双方向都取数据。
节点数据选择具体是永远从一个方向取数据，但从两个方向发送数据。对于具体的数据源传输方式和内容可根据上下行带宽的独立性和利用节点周期 1 7及9 15短帧做配合进行设计，具体方式如下方式1.采用以上下行时隙为单位的利用方式，既上行的若干个时隙及下行的若 干个时隙可采用各种分立及组合的方式供某个点或若干个点使用；方式2.采用上下行以共享整体带宽的利用方式，既采用设计策略实现各节点共 享带宽资源，可采用自定义协议格式或标准协议格式；方式3.上述两种方式的组合。通过网管机制、环保护机制和数据选择机制的设计，总体上本发明体现了如下特点。
特点1.利用2M环形网络连接形式的逻辑外环与逻辑内环构成数据通道，实现逆 反双环，任何一个逻辑环路在设计上将其以时隙为单位分成上行、下行及网管三种业务流， 单环能实现中心与节点间双向通信；特点2.采用周期性短帧作为网管业务流的基本传输格式，一个短帧为16字节，16 个短帧构成1个节点周期，32个节点周期构成一个环路周期；短帧类型分为获取网络结构 短帧，控制节点短帧，系统广播短帧和自定义开销短帧；特点3. —个环路周期为1048ms，经过一个环路周期可实现整个环路拓朴的扫描， 拓朴最大设计节点31个；特点4.设计以保护倒换，自环判断为主的环保护机制，可使双环实现在环与链之 间的切换，切换时间小于64ms ；特点5.中心与各节点均按并发选收方式处理数据，上下行带宽通道及网管短帧 开销可供设计具体的数据业务传输方式，如基于时隙细分的或基于带宽共享的。采用本发明设计的2M环路具有如下效果效果1.逆反双向的2M环路使每个基站节点与中心节点之间都有完全独立的两个 数据走向，可实现数据的备份传输。效果2.设计环保护机制使环路在发生告警和2M环回的时候可实现环保护形式的 传输。效果3.可完全获取环路拓扑，提供网管开销对环路进行远程控制和管理。效果4.提供中心与节点上下行独立的数据传输通道，可根据具体业务设计传输 方式。
图1为2M环组网逻辑图；图2为2M单环非一致路由传输示意图；图3为环保护机制示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行进一步的说明。2M环的组网逻辑如图1所示，中心和节点A、B、C彼此通过2M线路连接起来，既中心下传端口接节点A的上传端口，节点A的下传端口接节点B的上传端口，最后节点C的下 传端口返回到中心的上传端口，分别使用了 2M-1到2M-4。由于2M线路是TX和RX双向的， 从图中可明显看出将2M-1到2M-4的所有TX线连接构成一个逻辑外环，所有的RX连接构 成逻辑内环，并且两环是互为逆反的。—个2M由32个时隙构成，其中第0时隙为2M帧同步所用，其余时隙用于传输数 据所用。
时隙0时隙1 N (上行)时隙N 30 (下行)时隙31如上表所示，本发明将1 31时隙分成三部分，即网管，下行通道和上行通道。网 管通道固定选用31时隙，上行通道和下行通道有可变参数N(N为时隙号，1 < NS 30)调 整，上行通道指节点向中心方向，下行通道指中心向节点方向，采用这样的时隙细分方式可 在单侧逻辑环上实现中心与节点之间按照非一致路由进行传输。以图2的节点B为例，中 心发送给节点B的数据从下行通道经过节点A到达节点B，路由路径为中心一〉节点A_> 节点B，节点B向中心的数据从上行通道经过节点C到达中心，路由路径为节点B_>节点 C->中心，它们的路由路径是不同的。图1所述的2M环逻辑通道具备两个互为逆反的环 路，当均采用非一致路由的单环双向传输方法设计则环上的每个节点都具备两个数据发送 方向和两个数据接收方向，可设计逆反双向、并发选收的2M环。实现本发明方法具体包括网管设计机制、环保护机制和数据选择机制。所述的网管设计机制具体是采用固定时隙31用于网管，其目的是获取网络结构及控制网络上的节点，提供网 管开销供节点使用，提供环保护机制使环路在异常情况下仍能正常通信。中心节点在2M环路上的第31时隙以16个字节为单位建立自定义短帧，每连续的 16个短帧为一个节点周期T1，每连续的32个节点周期为一个环路周期T2,由一个字节传递 的时间为一个2M帧周期即125us，则一个节点周期1\ = 16Χ125μ sX16 = 32ms ；—个环 路周期为T2 = 32Χ \ = 1024ms，其包含的节点周期的序号为0 31，每一节点周期的短帧 序号为0 15。序号为0 30的节点周期的第0号短帧为网络结构获取帧，用于获取网络结构的 节点ID和状态；第8号短帧用于节点控制，包含被控制节点的ID信息和控制信息；第1 7号短帧及第9 15号短帧用于环路节点的自定义开销。序号为31的节点周期的第0号短帧和第8号短帧用于系统广播，实现整个环路一 致性操作的控制；第1 7号短帧及第9 15号短帧用于环路节点的自定义开销。其设计 结构如下表所示
权利要求
1.一种并发选收逆反双向2M环，其特征在于在2M环组网中，中心节点和各基站节点 通过2M通道相连，所有2M通道的外侧和内侧分别构成一个逻辑通道，外侧和内侧的逻辑通 道在方向上是互为逆反的；外侧逻辑通道以及内侧逻辑通道均以时隙为单位分成三部分， 包括网管、下行和上行，外侧逻辑通道和内侧逻辑通道中的任一逻辑通道均可实现中心节 点与基站节点间的双向非一致路由的传输，外侧逻辑通道和内侧逻辑通道同时工作就可实 现并发选收逆反双向的2M环；所述的外侧逻辑通道以及内侧逻辑通道均以G. 704标准将2M通道的时隙细分第31 时隙固定用于网管；第1 N个时隙定义为上行，即从各基站节点向中心节点的方向；第 N 30时隙定义为下行，既从中心节点到基站节点方向，其中N为时隙号，1 < N < 30。
2.一种并发选收逆反双向2M环设计方法，其特征在于该方法包括网管设计机制、环 保护机制和数据选择机制；所述的网管设计机制具体是中心节点在2M环路上的第31时隙以16个字节为单位建立自定义短帧，每连续的16 个短帧为一个节点周期T1，每连续的32个节点周期为一个环路周期T2,由一个字节传递的 时间为一个2M帧周期即125us，则一个节点周期1\ = 16X125 μ sX 16 = 32ms，一个环路 周期T2 = 32Χ \ = 1024ms，其包含的节点周期的序号为0 31，每一节点周期的短帧序号 为0 15 ；序号为0 30的节点周期的第0号短帧为网络结构获取帧，用于获取网络结构的节点 ID和状态；第8号短帧用于节点控制，包含被控制节点的ID信息和控制信息；第1 7号 短帧及第9 15号短帧用于环路节点的自定义开销；序号为31的节点周期的第0号短帧和第8号短帧用于系统广播，实现整个环路一致性 操作的控制；第1 7号短帧及第9 15号短帧用于环路节点的自定义开销；各基站节点通过2M通道与中心及彼此间相连，具有上连2M端口和下连2M端口，节点 处理数据的方式为时钟续传和沿路分插复用方式，既接收到的数据如果本节点不使用则从 另外2M端口发送出去，即数据流方向为上连2M接收端RX到下连2M发送端TX、下连2M接 收端RX到上连2M发送端TX ；当节点接收到网管数据后，依次在环路周期T2的第0 30号 节点周期内提取网络结构获取帧，如果网络获取帧已经承载了该节点的ID和状态信息，则 该节点对此网络获取帧不做任何处理，如果网络获取帧没有承载任何信息，则将该节点的 ID及状态信息在网络获取帧上载，并且设置已上载标志，确保在T2周期结束之前不重复上 载本节点的ID及状态信息；按此方法，环路周期T2结束后任一侧的2M逻辑通道都能够获 取到完整的网络结构信息，并分别由逆反环传送回中心； 所述的环保护机制由如下步骤实现 步骤1.节点端口产生接收同步告警或2M自环告警信号；步骤2.在FPGA芯片内部将该节点的发送端TX和接收端RX短接，既在内部实现环回， 使从中心传递到该节点端口的数据信号在此处调头向中心路由；步骤3.在调头向中心路由的方向上，在网管节点周期T1的第1 7号和第9 15号 短帧中放置保护倒换信号；保护倒换信号是通过任何一个节点周期的第1 7号和第9 15号短帧传递的，在64ms内确定完成保护倒换功能；步骤4.在调头向中心路由的方向上，网管信息传输到相邻节点，从节点周期的第1 7号和第9 15号短帧解析出保护倒换信号，相邻节点将接收到的信号传输到下一个节点； 步骤5.重复步骤4，直到最后一个节点将数据传输到中心为止； 所述的数据选择机制具体是由网管设计机制和环保护机制可实现逆反双向的具有环 保护功能2M环，具有双环、单环、双链、单链等形式的网络拓扑结构，无论中心还是节点都 有两个数据源供选择，并且可设计数据源的传输方式；所述的数据源选择包括中心数据选择和节点数据选择，中心数据选择采用如下选择策略选择1.双环方向ID数量相同且互相包含，则判断为双环拓扑，此时中心取外环数据； 选择2.双环方向ID数量不同且ID数量多的环包含ID数量少的环，则判断为单环拓 扑，此时中心取ID数量多的环的方向；选择3.双环方向ID数量无论是否相同，只要互不包含，则判断为链形拓扑；如果某一 方向ID数量为0，则为单链拓扑；双环方向的ID数量均大于0为双链拓扑，此时选择从双 方向都取数据；节点数据选择具体是永远从一个方向取数据，但从两个方向发送数据。
全文摘要
本发明涉及一种并发选收逆反双向2M环及其设计方法。当前2M环不能实现双向逆反传输与环保护，只能实现链形保护，并且不能够实现单环组网。本发明的2M环其中心节点和各基站节点通过2M通道相连，所有2M通道的外侧和内侧分别构成一个逻辑通道，外侧和内侧的逻辑通道在方向上是互为逆反的；外侧逻辑通道以及内侧逻辑通道均以时隙为单位分成三部分，包括网管、下行和上行，外侧逻辑通道和内侧逻辑通道中的任一逻辑通道均可实现中心节点与基站节点间的双向非一致路由的传输，外侧逻辑通道和内侧逻辑通道同时工作就可实现并发选收逆反双向的2M环。本发明使每个基站节点与中心节点之间都有完全独立的两个数据走向，可实现数据的备份传输。
文档编号H04L12/42GK102006213SQ20101054726
公开日2011年4月6日 申请日期2010年11月16日 优先权日2010年11月16日
发明者任忠惠, 张婷, 戴海荣, 金兰, 钱成磊 申请人:杭州初灵信息技术股份有限公司