一种光纤通信网交换机的信令降频方法

摘要

本发明涉及一种用于光纤通信网交换机的“信令降频方法”，光纤通信系统通常采用8b/10b码进行传输，传输速率在1000Mbps以上。交换机工作时需要从中提取少量控制信道的信令，但一般的电路难以处理传输速率如此高的信令，需要“串/并转换器件”来降低其频率，才能提取信令。本发明提出一种“降频码”，信令用“降频码”编码后，其信号频率可成倍降低，从而使交换机无需“串/并转换器件”即可提取信令，结构显著简化。

说明书

技术领域

本发明属于计算机光纤通信领域，是一种使用“降频码”取代“8b/10b码”来表示信令，使信令信号频率成倍下降的方法。

背景技术

光纤通信系统通常采用8b/10b码进行传输，传输速率在1000Mbps以上。一般的电路达不到如此高的速率。故在发送时，需要“并/串转换器件”来提高频率；接收时，需要“串/并转换器件”来降低频率。通常用“电收发器(ElectricTransceiver)”(一种大规模集成电路器件)实现。交换机提取少量控制信道的信令时，也要用这种器件。

交换机是在信令控制下，接通或断开信道。为此，交换机必须从高速信号流中提取控制信道的信令。高速信号流的传输速率太高，用收发器来降频代价很高。收发器的引出线很多，而且大多是高频信号，占用相当大的PCB板面积。尤其是每个端口都需一个电收发器，当交换机规模较大时，电收发器件和高频信号线占用大量的PCB板面积，过大的PCB板无法放入BGA封装的测试仪器中进行焊接质量测试，高频信号线的布线长度同样有一定的限制。因此，本发明的目的是采用“降频码”方法对信令进行编码，使信令的信号频率成倍下降，从而交换机不用电收发器，即可直接提取信令，显著简化交换机的结构。更为可贵的是，解决了PCB板的设计难题。

发明内容

本发明提出了一种适用于光纤通信网交换机的信令降频方法，使用降频码对信令进行编码，使信令的信号频率成倍降低，所述降频码的信令帧包含信令帧头、信令类型和目的端口号等，所述信令帧头的格式为：0000011111，1111100000，0000011111，1111100000，从而使信令帧头的信号频率降为原信号频率的1/5，便于解码时识别，使用时钟为传输速率频率1/5的时钟来进行解码，用有限状态自动机(FSM)依次检测所述信令帧头、信令类型和目的端口号。

本发明所述的方法，采用时钟相位相反的两套有限状态自动机(FSM)来解决交换机时钟与各个外来信号之间的相位随机问题。

本发明所述的方法，为了避免高频信号误判，有限状态自动机FSM判断到非信令的高频信号时就自动回到初始状态。

本发明具有以下优点：

(1)提出了一种信令降频码，使信令信号频率成倍下降。无需通常采用的大规模集成电路收发器(Transceiver)。

(2)信令帧格式有特殊的信令帧头，使信令帧信号频率降为原频率的1/5或1/10，信令帧只有少数几个字，与原来用8b/10b码表示相比，长度相当。

(3)对于传输速率为1000Mbps的情况下，用200MHz的时钟来解码。(对于其它传输速率的情况下，用其1/5频率的时钟来解码。)用有限状态自动机(FSM，Finite State Machine)依次检测信令帧头、信令类型、和目的端口号。采用时钟相位相反的两套FSM来解决交换机时钟与各个外来的信号之间的相位随机的问题。

(4)为了避免对高频信号的误判，FSM判到非信令的高频信号时就自动回到初始状态。

附图说明

图1(a)所示的是现有技术的16端口光纤通信网交换机的结构图，图1(b)所示的是按照本发明设计实现的16端口光纤通信网交换机的结构图，其中，取消了全部电收发器和相应的连线；

图2(a)是现有技术的交换机的PCB板布局布线图；

图2(b)是按照本发明设计实现的交换机PCB板布局布线图；

图3(a)为降频码‘1’的格式；

图3(b)为降频码‘0’的格式；

图3(c)为降频码的信令帧头的格式。

其中：

1——节点机(PC机，或服务器)

2——光收发器

3——电收发器

4——交换机控制器

5——交换器件

具体实施方式

(1)降频码的编码方法

光纤通信FC标准要求，在8b/10b编码中‘0’和‘1’个数尽量相等，以保证信道中电位平衡。故降频码的编码只有“1111100000”和“0000011111”两种。“1111100000”表示‘0’；“0000011111”表示‘1’，可由10位中的最低位判别。参见图3(a)为降频码‘1’的格式；图3(b)为降频码‘0’的格式；图3(c)为降频码的信令帧头的格式。

(2)信令帧格式

信令帧头的格式为：“0000011111，1111100000，0000011111，1111100000”，从“00000”与“11111”的波形来看，频率降为原频率的1/5，从“0000000000”和“1111111111”的波形来看，频率降为原频率的1/10。

信令种类也可用1个字来表示。从(‘0’‘0’‘0’‘0’)，(‘0’‘0’‘0’‘1’)，(‘0’‘0’‘1’‘0’)...到(‘1’‘1’‘1’‘1’)，可表示16种信令。

用端口号寻址时，也可用1个字来表示16个目的端口号。加1个字可表示256个端口号，以此类推，还可增加端口号。

可见，信令用降频码表示后，也只有少数几个字，与原来用8b/10b码表示相比，长度相差不多。

(3)降频码的解码方法

降频码的解码方法比编码方法复杂得多。对于传输速率为1000Mbps的情况下，可用其频率的1/5，即200MHz时钟来解码。首先检测信令帧头，其特征为连续的10位‘1’，再连续的10位‘0’，再连续的10位‘1’。这是高频信号流中唯一的。用有限状态自动机FSM(Finite State Machine)技术不难实现。继续用FSM还可检测到信令类型和目的端口号。为了避免高频信号误判，FSM判断到非信令的高频信号时就自动回到初始状态。由于交换机的200MHz时钟与各个外来的信号之间的相位是随机的，有可能时钟前沿对正好出现在信号跳变的瞬间，因此，需要另外一套反相200MHz时钟的FSM来配合使用。

本发明具有如下效果，以16个端口的交换机为例，可以节省16个收发器，约500条高频信号线，PCB板面积减小为1/2以下。由于交换机结构的简化，其可靠性必然提高，成本必然降低。

此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。