专利名称：一种支路成环保护的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及同步数字传输系统中通道成环保护，特别涉及同步数字传输系统中的低阶支路通道成环保护的方法和装置。
背景技术：
当前通信网络中，网络的安全性越来越受到人们的重视。同步数字传输系统(SDH)传送网的生存性设计已经成为网络运营商或设备供应商之间的重要竞争焦点。
当网络出现故障时，SDH传送网的自愈性设计保证网络在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务。网络保护一般是利用节点间预先分配的容量进行网络保护，当一个工作通道发生失效故障时，利用备用通道的倒换动作，使信号通过保护通道正常工作。传送网的保护倒换方式将直接关系到SDH网的功能和业务传输的可靠性。针对SDH系统已提出多种保护方式，如四纤复用段保护环，两纤复用段保护环以及低阶支路的通道保护环。图1是SDH设备较为常用的组环方式。这种网络由多个多方向同步传送模块(STM-N)通过光纤连接组成，使用基于2MB/S颗粒通道保护环对多方向STM-N保护，N＝1，4，16，64。
图2是基本光分支盘的结构示意图，表示一种现有的支路保护环，通常采用一块SDH光分支盘，包括两个光分支处理单元以及通道保护处理单元，两个光分支处理单元分别作为工作光分支处理单元和保护光分支处理单元。在光信号输入方向，在工作光分支处理单元中，将收到SDH光信号通过光接口处理模块后，由开销处理单元进行SDH开销处理、由高阶指针处理单元进行高阶指针处理和由低阶支路单元进行净荷对齐处理，输出工作通道的净荷数据和告警指示状态信号(AIS)。该光信号在保护光分支处理单元中经过与上述相同的处理后，输出保护通道的净荷数据和AIS信号。当通道保护处理单元监测到2Mb/s颗粒的告警及误码情况时产生对应于每个2Mb/s颗粒的告警指示状态信号，将两路光信号的净荷数据以及AIS信号同时送入通道保护处理单元，进行符合ITU-T建议的通道保护功能。通道保护处理单元中的选收单元根据每个2Mb/s颗粒的AIS信号，从两路光信号的对应时隙中选择一路无故障的时隙，将上述信号送入低阶交叉单元。在光信号输出方向，通道保护处理单元将来自低阶交叉矩阵的业务数据同时发送给两个光分支处理单元，由光分支处理单元进行高阶指针处理、SDH开销处理，由光接口处理模块组成SDH标准光信号输出。
这种成环方式确保当工作时隙发生故障时，在较短的时间内将业务倒换到保护时隙工作，保证业务不中断。但是由一块光分支单盘完成支路保护环存在着技术缺陷，特别是当光分支盘本身发生故障时，如其单盘电源或监控单元发生故障时，导致工作、保护低阶通道同时工作异常，无法完成通道保护功能，导致业务中断。
因此，需要解决由于盘故障影响保护倒换的问题，提出一种实用、低成本的支路保护环实现方法和装置。
发明内容
本发明目的是提供一种支路成环保护的方法和装置，为解决现有技术的低阶支路通道保护设计缺陷，本发明提出利用两块光分支盘和低阶交叉盘组成低阶通道保护环，在保证完成低阶通道保护的同时，提供光分支盘的盘保护功能。当一块单盘发生故障后，另一块单盘在完成低阶通道保护功能后，还能完成盘保护功能，从而克服单盘故障导致的支路保护环的业务中断。
本发明提供的一种支路成环保护装置，包括用于处理同步数字传输的光信号的工作光分支盘和保护光分支盘，以及支持低阶通道保护的低阶交叉盘，其特征在于所述工作光分支盘包括两个光分支处理单元，用于接收输入的光数据信号，在对该光数据信号处理后输出净荷数据信号和告警指示状态信号；处理所述保护光分支盘包括两个光分支处理单元，在工作的光分支处理单元故障时，相应地替换该故障的光分支处理单元，用于接收和处理输入的光数据信号，然后输出相应的净荷数据信号和告警指示状态信号；所述低阶交叉盘包括通道保护处理单元，用于接收各个光分支处理单元输出的净荷数据信号和告警指示状态信号，从所述工作光分支盘和所述保护光分支盘的相应的光分支处理单元输出的两路数据信号中选出工作正常的一路数据信号送入低阶交叉矩阵；和低阶交叉矩阵，用于发送和接收正常的数据信号。
本发明还提供一种支路成环保护的方法，该方法包括如下步骤接收光输入信号；分别由工作光分支处理单元和保护光分支处理单元对该光信号进行处理；
分别输出工作通道的净荷数据和告警指示状态信号以及保护通道的净荷数据和告警指示状态信号；选收正常工作的一路数据信号并输出。
根据本发明的方法，在输出告警指示状态信号的步骤之后，如果该告警指示状态信号是告警信号，则判断该告警信号是盘故障告警信号或是通道告警信号；当判断的结果是盘故障告警信号时，根据该信号将发生故障的光分支盘倒换到正常的光分支盘，实现盘保护；当判断的结果是通道故障告警信号时，则自动选择另一个光分支处理单元输出的光信号，实现通道保护。
由于本发明支持通道保护部分设计采用现场可编程器件(FPGA)、中央处理器(CPU)等可编程器件，当业务需要时，系统可以通过网管设置，可配置成具备盘保护功能的支路保护环或兼容现有技术的支路保护环，即在一块光分支盘实现一路支路保护环。本发明提出低阶支路成环保护同时提供光分支盘的盘保护功能，克服了现有技术中的单盘故障导致的低阶支路通道保护环的业务中断的问题，大大提高了低阶支路通道保护环的自愈性和灵活性，降低设备的业务故障率，系统的各项倒换功能及指标完全满足ITU-T建议标准。本发明的系统可通过网管监测通道保护的状态，同时通过设置参数完成符合ITU-T建议的通道保护要求。
图1是交叉连接速率为2Mb/S的支路保护环示意图。
图2是支持基本光分支盘的工作原理示意图。
图3是实现本发明的系统的结构方框图。
图4是根据本发明的一个实施例的低阶交叉盘的通道保护处理单元的方框图。
具体实施例方式
下面结合本发明的实施例和附图详细介绍本发明的具体实施方法。
图3是实现本发明的系统的结构方框图。本发明的系统采用本发明技术的SDH设备，系统配置成两个互为独立的支路保护环，可以通过网管预先设置组成具备盘保护功能的支路保护环或兼容现有技术的支路保护环。
如果用户需要两路具备盘保护功能的支路保护环，可以分别将工作、保护光分支盘的1#光分支处理单元组成1#通道保护环，同时将两个光分支盘的2#光分支处理单元组成2#通道保护环。SDH设备可以为用户提供两路相互独立的支路保护环。所述光分支处理单元的结构与图2中所示的结构相同，在此不再重复叙述。
如果用户只需要一路低成本的支路保护环，只配置一块光分支盘和低阶交叉盘，可将此光分支盘的1#和2#光分支组成支路保护环。当用户确定支路保护方案后，配置网管参数，就可以灵活便捷地实现系统配置。
参见图3，本发明的SDH设备包括三块单盘工作、保护光分支盘和支持低阶通道保护的低阶交叉盘，可按上述方式组成两路相互独立的低阶支路通道保护环。光分支盘用于处理SDH光信号。符合SDH结构的光信号，包括开销字节和净荷字节。其中，开销字节主要包含一些管理信息，如帧定位信息，用户标志信息以及误码和告警信息；净荷字节主要是业务数据。当光分支盘正常工作时，由低阶支路单元提取低阶开销字节，根据ITU-T协议规定，产生出AIS信号，AIS信号可以指示2Mb/S颗粒是否误码或业务中断。当光分支盘工作异常，两个光分支单元的公共部分如电源模块或时钟模块工作异常，低阶支路单元无法正常工作，无法检测到光通道的工作状态，此时AIS信号输出为高阻态，由低阶交叉盘产生相应的告警电平。输入工作光分支盘的两路光信号通过SDH开销处理和高阶指针调整单元处理后，进入低阶支路净荷对齐，将工作通道的净荷数据和针对2Mb/s颗粒的AIS信号送入低阶交叉盘；同时，保护光分支盘也接收输入的两路光信号，并进行与上述相同的处理。
低阶交叉盘的通道保护处理单元实现通道保护是采用并发选收机制，选收单元从光分支盘处理过的相应的两路数据信号中选出工作正常的一路数据信号送入低阶交叉矩阵。并发单元将净荷数据同时发送给两个光分支处理单元，经过SDH指针处理和开销处理，产生两路光信号发出。
在光信号输入方向，工作光分支盘收到两路光信号，每路光信号分别进入光分支处理单元1#和2#。光分支处理单元1#和2#分别从两路光信号中提取出两路净荷数据，即A组净荷数据和B组净荷数据，以及对应于每个2Mb/s颗粒的AIS信号。同时，保护光分支盘也输出两路净荷数据，即C组净荷数据和D组净荷数据，以及它们的AIS信号。四路净荷数据和AIS信号同时送入低阶交叉盘的通道保护处理单元，进行符合ITU-T建议的通道保护功能。通道保护处理单元包括两个相同的选收处理单元(图中仅示出一个选收处理单元)，根据每个2Mb/s颗粒的AIS信号从两路光信号的工作、保护工作时隙中选择一路无故障的时隙送入低阶交叉矩阵。如果是具备盘保护功能的支路保护环，如图3中所示，A、C组净荷数据进入一个选收单元，B、D组净荷数据进入另一个选收单元；如果是单盘组成支路保护环，则A、B组数据进入一个选收单元。根据确定的组环方式通过网管设置配置数据流向。
在光信号输出方向，通道保护处理单元将来自低阶交叉矩阵的业务数据同时发送给两个光分支处理单元，由光分支处理单元将业务信号组成SDH标准光信号输出本盘。
光分支盘的盘保护功能是通过处理AIS信号实现的。在通道保护处理单元的入口，将指示2Mb/s颗粒的AIS信号上拉到+3.3V。当光分支盘发生故障时，低阶交叉盘收到此组光信号的AIS信号为告警电平，通道保护处理单元自动选择保护时隙，保证通道保护的正常工作。
图4是根据本发明的一个实施例的低阶交叉盘的通道保护处理单元的方框图。本发明使用FPGA芯片和CPU芯片等可编程芯片实现符合ITU-T协议规定的通道倒换功能。
利用FPGA芯片实现的通道保护处理单元包括四个子模块2Mb/s颗粒工作状态上报网管处理单元，选收处理单元，并发处理单元和网管控制处理单元。利用CPU芯片实现的监控单元用于监测单盘的工作情况并产生相应的控制信号，包括两个子程序网管配置参数子程序和通道保护子程序。通道保护处理单元和监控单元之间通过CPU芯片的数据线和地址线实现信息交换和控制。
下面结合图4详细叙述工作步骤。工作、保护光分支盘输入两路AIS信号AIS1、AIS2，2Mb/s颗粒工作状态上报网管处理单元根据AIS信号提取每个2Mb/s颗粒的告警状态，上报给低阶交叉盘的监控单元。通过网管的软件界面配置支路保护环的参数，如倒换恢复与否，恢复时间长短等选项，由监控单元的网管配置参数子程序将配置数据送入通道保护子程序。通道保护子程序完全支持ITU-T建议，根据设置参数和上报的2Mb/s颗粒的工作状态产生对应于每个2Mb/s颗粒的选择控制信号，送入通道保护处理单元的状态寄存器(图中未示出)。
网管控制处理单元将寄存器的状态产生对应的SDH帧结构的选择控制信号(COUT信号)并传送给选收处理单元，COUT信号提供SDH一帧的每个时隙对应时序信号。选收处理单元接收从工作光分支盘和保护光分支盘中的相应的两个光分支处理单元输出的两路AIS信号和输入数据IDATA1和IDATA2，根据对AIS信号的逻辑运算结果选出正常工作的一路数据信号并传送入低阶交叉矩阵。在光分支盘发生故障时，状态指示默认为告警，选收单元自动选择另一块光分支盘的信号。并发处理单元将来自低阶交叉矩阵的数据进行处理，然后并发处理后的数据ODATA1和ODATA2给光分支盘。
光分支盘的盘保护功能是通过处理AIS信号实现的。
当光分支单盘正常工作时，如果光通道业务正常，AIS信号为固定的低电平；如果光通道业务异常，AIS信号输出高电平。当工作、保护光分支盘均正常工作，输出的AIS信号均为低电平，低阶交叉盘通道保护处理单元收到AIS信号后，选用主用光分支盘的光分支通道；当工作光分支盘的AIS信号为高电平，而保护光分支盘的AIS信号为低电平，通道保护处理单元选用备用光分支盘的光分支单元，即实现通道保护。
当整块发生故障，导致低阶支路单元无法正常工作，AIS信号输出成高阻态，在低阶交叉盘通道保护处理单元的入口将指示2Mb/s颗粒的AIS信号上拉到+3.3V，低阶交叉盘收到此盘所有光通道信号的AIS信号均为高电平，指示此通道发生故障，通道保护处理单元自动选择保护盘的光分支时隙，即根据AIS信号的告警电平从发生故障的光分支盘倒换到正常的光分支盘，如从工作光分支盘倒换到保护光分支盘，实现盘保护功能。
本发明的方法和装置应用于2.488G带宽的SDH设备中，实现基于2Mb/s颗粒低阶支路通道保护功能。
上述附图和实施仅仅用于解释本发明的工作原理，并不对本发明的保护范围构成限制，本发明的保护范围由所附的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种支路成环保护装置，包括用于处理同步数字传输的光信号的工作光分支盘和保护光分支盘，以及支持低阶通道保护的低阶交叉盘，其特征在于所述工作光分支盘包括两个光分支处理单元，用于接收输入的光数据信号，在对该光数据信号处理后输出净荷数据信号和告警指示状态信号；所述保护光分支盘包括两个光分支处理单元，在工作的光分支处理单元故障时，相应地替换该故障的光分支处理单元，用于接收和处理输入的光数据信号，然后输出相应的净荷数据信号和告警指示状态信号；所述低阶交叉盘包括通道保护处理单元，用于接收各个光分支处理单元输出的净荷数据信号和告警指示状态信号，从所述工作光分支盘和所述保护光分支盘的相应的光分支处理单元输出的两路数据信号中选出工作正常的一路数据信号送入低阶交叉矩阵；和低阶交叉矩阵，用于发送和接收正常的数据信号。
2.根据权利要求1的支路成环保护装置，其特征在于所述通道保护处理单元包括2Mb/s颗粒工作状态上报网管处理单元，根据告警指示状态信号提取每个2Mb/s颗粒的告警状态，上报给低阶交叉盘；选收处理单元，接收从工作光分支盘和保护光分支盘中的相应的两个光分支处理单元输出的两路告警指示状态信号和输入数据，然后选出正常工作的一路数据信号并传送入低阶交叉矩阵；并发处理单元，将来自低阶交叉矩阵的数据进行处理，然后将并发处理后的数据给光分支盘；网管控制处理单元，根据寄存器的状态产生对应的同步数字传输帧结构的选择控制信号并传送给选收处理单元；所述低阶交叉矩阵包括一个监控单元，它将所述选择控制信号输入所述通道保护处理单元的状态寄存器。
3.根据权利要求1或2的支路成环保护装置，其特征在于所述光分支处理单元包括光接口处理模块，用于接收同步数字传输的光信号；同步数字传输开销处理单元，用于对所述光接口处理模块接收的光信号进行开销处理然后输出；高阶指针处理单元，将所述开销处理单元输出的光信号进行处理，输出净荷数据信号和告警指示状态信号，并且处理来自低阶交叉矩阵的业务数据并输出；和低阶支路单元，对所述高阶指针处理单元的输出进行净荷对齐处理并输出工作通道的净荷数据和告警指示状态信号。
4.一种支路成环保护方法，包括步骤接收光输入信号；分别由工作光分支处理单元和保护光分支处理单元对该光信号进行处理；分别输出工作通道的净荷数据和告警指示状态信号以及保护通道的净荷数据和告警指示状态信号；选收正常工作的一路数据信号并输出。
5.根据权利要求4的支路成环保护方法，其特征在于还包括在输出告警指示状态信号的步骤之后，如果该告警指示状态信号是告警信号，则判断该告警信号是盘故障告警信号或是通道告警信号；当判断的结果是盘故障告警信号时，根据该信号将发生故障的光分支盘倒换到正常的光分支盘，实现盘保护；当判断的结果是通道故障告警信号时，则自动选择另一个光分支处理单元输出的光信号，实现通道保护。
6.根据权利要求4或5的支路成环保护方法，其特征在于该方法还包括在所述选收正常工作的数据信号的步骤之前，根据工作状态产生对应的选择控制信号，并在该选择控制信号的控制下选收正常工作的一路数据信号。
全文摘要
本发明涉及一种支路成环保护的方法和装置，本发明的一种支路成环保护装置包括工作光分支盘、保护光分支盘和低阶交叉盘。工作光分支盘和保护光分支盘分别包括两个光分支处理单元，用于接收输入的光数据信号并输出净荷数据信号和告警指示状态信号；低阶交叉盘包括通道保护处理单元，用于接收各个光分支处理单元输出的净荷数据信号和告警指示状态信号，从输出的两路数据信号中选出工作正常的一路数据信号送入低阶交叉矩阵；和低阶交叉矩阵，用于发送和接收正常的数据信号。本发明克服了通道保护环的业务中断，大大提高通道保护环的自愈性和灵活性，降低设备的故障率。
文档编号H04L12/437GK1645777SQ200510000280
公开日2005年7月27日 申请日期2005年1月10日 优先权日2005年1月10日
发明者胡国华, 廖原, 吴姗, 钟永波, 陶雪丽, 乔军 申请人:烽火通信科技股份有限公司