OTN系统中基于ODU帧的多通道串行化定帧方法及装置

摘要

本发明公开了一种OTN系统中基于ODU帧的多通道串行化定帧方法及装置，涉及OTN系统中的定帧技术领域。该方法包括：判断是否需要切换通道，若是，切换通道后，读取当前通道的定帧过程列表，确定当前通道所需处理的具体环节；否则，不切换通道，读取切换后的通道的定帧过程列表，确定切换后的通道所需处理的具体环节；根据确定的所述具体处理环节，进行相应环节的处理；将相应环节的处理数据和状态信息暂存至缓冲区内，并更新当前通道的定帧过程列表。本发明能在OTN系统中实现低速率ODU帧的定帧功能的同时，减小电路设计规模，减少电路资源及电路功耗，进而降低实现成本。

说明书

技术领域

本发明涉及OTN(OpticalTransportNetwork，光传输网)系统中 的定帧技术领域，特别是涉及一种OTN系统中基于ODU(Optical DataUnit，光数据单元)帧的多通道串行化定帧方法及装置。

背景技术

在OTN系统中，对于低速率ODU业务的处理，通常需要将多 个低速率ODU帧复用成一个高速率ODU帧，进行相应的处理后再 以同样的方式解复用成多个低速率ODU帧。在整个复用和解复用的 过程中，低速率ODU帧以一个整体作为高速率ODU帧的一部分来 进行处理，而不关心低速率ODU帧的具体结构。这使得在复用和解 复用过程中，低速率ODU帧的帧头位置会出现丢失的情况，因此， 需在进行低速率ODU帧的处理前，相应地进行帧头定位，即定帧。

然而，当一个高速率ODU帧通过解复用得到多个低速率ODU 帧时，则需要对得到的多个低速率ODU帧进行定帧处理。现有技术 中一般采用多个定帧处理装置同时对多个低速率帧进行处理的方式 来实现，即并行处理定帧过程。在这种处理方式下，虽然处理效率较 高，但是当高速率ODU帧中包含的低速率ODU帧的个数比较大时， 实现并行处理定帧过程所需的电路规模较大、资源较多、功耗较高， 进而使得实现成本较高。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明解决的技术问题为：在OTN系 统中实现低速率ODU帧的定帧功能的同时，减小电路设计规模，减 少电路资源及电路功耗，进而降低实现成本。

为达到以上目的，本发明提供一种OTN系统中基于ODU帧的 多通道串行化定帧方法，包括以下步骤：

A、判断是否需要切换通道，若是，切换通道，转入步骤C；否 则，不切换通道，转入步骤B；

B、读取当前通道的定帧过程列表，该定帧过程列表用于记录定 帧过程的处理信息，定帧过程依次包括数据拼接、帧头搜索、数据移 位和帧头检查四个处理环节；根据定帧过程列表中的处理信息，确定 当前通道所需处理的定帧过程中的一个具体环节，转入步骤D；

C、读取切换后的通道的定帧过程列表；根据定帧过程列表中的 处理信息，确定切换后的通道所需处理的定帧过程中的一个具体环节， 转入步骤D；

D、根据确定的所述具体处理环节，进行相应环节的处理，转入 步骤E；

E、将相应环节的处理数据和状态信息暂存至以通道号为索引的 缓冲区内；更新当前通道的定帧过程列表。

在上述技术方案的基础上，步骤A中所述判断是否需要切换通 道，具体包括以下步骤：判断当前待定帧的通道号与前一次定帧的通 道号是否相同，若是，则不需要切换通道，否则，需要切换通道；其 中，判断当前待定帧的通道号与前一次定帧的通道号是否相同时，若 不存在前一次定帧的通道号，即表明本次为首次进行定帧处理，则判 断为不需要切换通道。

在上述技术方案的基础上，步骤D中所述根据确定的所述具体 处理环节，进行相应环节的处理时，若所确定的具体处理环节为数据 拼接环节，其具体操作过程如下：将当前通道内先后传送的相邻两拍 N字节的并行数据，N为大于6的正整数，按照“先传送的放高字节， 后传送的放低字节”的顺序，拼接合并成一拍2N字节的并行数据。

在上述技术方案的基础上，步骤D中所述根据确定的所述具体 处理环节，进行相应环节的处理时，若所确定的具体处理环节为帧头 搜索环节，其具体操作过程如下：在拼接好的2N字节的并行数据中 进行帧定位信号FAS字节的搜索，所述FAS字节由6个字节组成； 搜索时，先将拼接好的2N字节的并行数据中的第2N-1字节到第N+5 字节分别作为起始位置，将第2N-6字节到第N字节分别作为结束位 置；选取起始位置和结束位置之间的任意6个字节与期望的FAS字 节进行比较，一旦找到与期望的FAS字节相同的6个字节，则该6 个字节即为FAS字节；记录下该FAS字节的首字节的偏移量。

在上述技术方案的基础上，步骤D中所述根据确定的所述具体 处理环节，进行相应环节的处理时，若所确定的具体处理环节为数据 移位环节，其具体操作过程如下：根据帧头搜索环节记录的偏移量， 将搜索到的FAS字节前移至2N字节的并行数据的首字节，FAS字节 后面的数据按照相同的偏移量进行移位；在FAS字节所处位置给出 帧头标识。

在上述技术方案的基础上，步骤D中所述根据确定的所述具体 处理环节，进行相应环节的处理时，若所确定的具体处理环节为帧头 检查环节，其具体操作过程如下：根据数据移位环节给出的帧头标识， 以及移位之后的数据，按固定的帧长来检查给出的帧头标识以及FAS 字节是否正确，若正确，给出同步状态标志；否则，给出失步状态标 志。

在上述技术方案的基础上，步骤E之后还包括以下步骤：根据缓 冲区内存储的各个通道的状态信息，给出相应的失步告警；判断是否 继续进行定帧处理，若是，返回步骤A，否则结束。

本发明还提供一种应用上述方法的OTN系统中基于ODU帧的 多通道串行化定帧装置，包括通道切换检测单元、第一定帧环节判定 单元、第二定帧环节判定单元、定帧环节处理单元和缓存单元；

所述通道切换检测单元用于：判断是否需要切换通道，若是，切 换通道，向第二定帧环节判定单元发送第二判定信号；否则，不切换 通道，向第一定帧环节判定单元发送第一判定信号；

所述第一定帧环节判定单元用于：收到第一判定信号后，读取当 前通道的定帧过程列表，该定帧过程列表用于记录定帧过程的处理信 息，定帧过程依次包括数据拼接、帧头搜索、数据移位和帧头检查四 个处理环节；根据定帧过程列表中的处理信息，确定当前通道所需处 理的定帧过程中的一个具体环节，向定帧环节处理单元发送处理信号；

所述第二定帧环节判定单元用于：收到第二判定信号后，读取切 换后的通道的定帧过程列表；根据定帧过程列表中的处理信息，确定 切换后的通道所需处理的定帧过程中的一个具体环节，向定帧环节处 理单元发送处理信号；

所述定帧环节处理单元用于：收到处理信号后，根据确定的所述 具体处理环节，进行相应环节的处理，并向缓存单元发送缓存信号；

所述缓存单元用于：收到缓存信号后，将定帧环节处理单元的处 理数据和状态信息暂存至以通道号为索引的缓冲区内；更新当前通道 的定帧过程列表。

在上述技术方案的基础上，所述定帧环节处理单元包括数据拼接 子单元、帧头搜索子单元、数据移位子单元和帧头检查子单元；

所述数据拼接子单元用于：将当前通道内先后传送的相邻两拍N 字节的并行数据，N为大于6的正整数，按照“先传送的放高字节， 后传送的放低字节”的顺序，拼接合并成一拍2N字节的并行数据， 从而完成数据拼接环节的处理；

所述帧头搜索子单元用于：在拼接好的2N字节的并行数据中进 行FAS字节的搜索；搜索时，先将拼接好的2N字节的并行数据中的 第2N-1字节到第N+5字节分别作为起始位置，将第2N-6字节到第 N字节分别作为结束位置；选取起始位置和结束位置之间的任意6个 字节与期望的FAS字节进行比较，一旦找到与期望的FAS字节相同 的6个字节，则该6个字节即为FAS字节；记录下该FAS字节的首 字节的偏移量，从而完成帧头搜索环节的处理；

所述数据移位子单元用于：根据帧头搜索子单元记录的偏移量， 将搜索到的FAS字节前移至2N字节的并行数据的首字节，FAS字节 后面的数据按照相同的偏移量进行移位；并在FAS字节所处位置给 出帧头标识，从而完成数据移位环节的处理；

所述帧头检查子单元用于：根据数据移位子单元给出的帧头标识， 以及移位之后的数据，按固定的帧长检查给出的帧头标识以及FAS字 节是否正确，若正确，给出同步状态标志；否则，给出失步状态标志， 从而完成帧头检查环节的处理。

在上述技术方案的基础上，所述缓存单元包括数据缓存子单元和 状态缓存子单元；所述数据缓存子单元用于：以通道号为索引存储定 帧环节处理单元的处理数据；所述状态缓存子单元用于：以通道号为 索引存储定帧环节处理单元的状态信息。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明将定帧过程依次划分为数据拼接、帧头搜索、数据 移位和帧头检查这四个处理环节，每次定帧处理时仅需确定并完成一 个环节的处理，再结合暂存恢复机制，从整体上通过串行化的时分复 用的方式分别独立完成多个通道的低速率ODU帧的定帧处理。

与现有技术相比，本发明彻底改变了以往采用多个定帧处理装置 同时对多个低速率ODU帧进行并行处理的做法，能在实现低速率 ODU帧的定帧功能的同时，极大地节省定帧所需的电路资源，减小 设计规模，降低电路功耗，进而使得实现成本降低。

(2)本发明中，在进行帧头搜索环节之前，会在数据拼接环节 中将前后相邻的两拍N字节数据拼成一拍2N字节的数据，然后在拼 接好的数据的高N字节中搜索FAS字节，巧妙地解决了搜索帧头时 FAS的6个字节因位于前后相邻的两拍并行数据中而无法准确定帧的 问题。该搜索方式能够对不同的失帧情况进行统一处理，不但快捷高 效，而且搜索精准度高。

附图说明

图1为本发明实施例中OTN系统中基于ODU帧的多通道串行 化定帧方法的流程图；

图2为本发明实施例中OTN系统中基于ODU帧的多通道串行 化定帧装置的框图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1所示，本发明实施例提供一种OTN系统中基于ODU 帧的多通道串行化定帧方法，包括以下步骤：

步骤S1：判断是否需要切换通道，若是，切换通道，转入步骤 S3；否则，不切换通道，转入步骤S2。

其中，步骤S1中所述判断是否需要切换通道，具体包括以下步 骤：判断当前待定帧的通道号与前一次定帧的通道号是否相同，若是， 则不需要切换通道，否则，需要切换通道。其中，判断当前待定帧的 通道号与前一次定帧的通道号是否相同时，若不存在前一次定帧的通 道号，即表明本次为首次进行定帧处理，则判断为不需要切换通道。

步骤S2：读取当前通道的定帧过程列表，该定帧过程列表用于 记录定帧过程的处理信息，其中定帧过程依次包括数据拼接、帧头搜 索、数据移位和帧头检查四个处理环节；根据定帧过程列表中的处理 信息，确定当前通道所需处理的定帧过程中的一个具体环节，即确定 当前通道处于定帧过程中的哪一处理环节，转入步骤S4。

步骤S3：读取切换后的通道的定帧过程列表；根据定帧过程列 表中保存的处理信息，确定切换后的通道所需处理的定帧过程中的一 个具体环节，即确定上次从该通道切换至其他通道时，该通道最后处 于定帧过程中的哪一环节，转入步骤S4。

步骤S4：根据确定的具体处理环节，进行相应环节的处理，转 入步骤S5。

步骤S5：将相应环节的处理数据和状态信息暂存至以通道号为 索引的缓冲区内；更新当前通道的定帧过程列表，转入步骤S6。

步骤S6：根据缓冲区内存储的各个通道的状态信息，给出相应 的失步告警，转入步骤S7。

步骤S7：判断是否继续进行定帧处理，若是，返回步骤S1；否 则，结束。

实际操作时，步骤S4中所述根据确定的具体处理环节，进行相 应环节的处理时，若所确定的具体处理环节为数据拼接环节，其具体 操作过程如下：将当前通道内先后传送的相邻两拍N字节的并行数 据，N为大于6的正整数，按照“先传送的放高字节，后传送的放低 字节”的顺序，拼接合并成一拍2N字节的并行数据，用于给帧头搜 索环节、数据移位环节提供便于进行处理的数据，且拼接后的2N字 节位宽的并行数据仍与通道号对应。其中，先传送的一拍N字节的 并行数据从数据缓冲区中获得。

在此基础上，步骤S4中所述根据确定的具体处理环节，进行相 应环节的处理时，若所确定的具体处理环节为帧头搜索环节，其具体 操作过程如下：在拼接好的2N字节的并行数据中进行FAS(Frame AlignmentSignal，帧定位信号)字节的搜索，根据光传输系统接口协 议G.709规定，所述FAS字节由6个字节组成，即 OA1_OA1_OA1_OA2_OA2_OA2，其中，OA1＝0xF6，OA2＝0x28； 搜索时，先将拼接好的2N字节的并行数据中的第2N-1字节到第N+5 字节分别作为起始位置，将第2N-6字节到第N字节分别作为结束位 置；选取起始位置和结束位置之间的任意6个字节与期望的FAS字 节进行比较，一旦找到与期望的FAS字节相同的6个字节，则该6 个字节即为FAS字节；记录下该FAS字节的首字节的偏移量，范围 为0～N-1。

上述搜索过程的原理分析如下：由于FAS字节的首字节出现的 位置可能位于一拍N字节的并行数据中的任意一个字节，因此搜索 过程主要是对每拍并行数据进行搜索，判断其中是否存在符合期望的 6个字节的FAS，其中需要考虑两种情况：1、FAS的6个字节全部 在一拍N字节的并行数据中；2、FAS的6个字节分别在前后相邻的 两拍并行数据中。由于FAS字节只有6个字节，小于一拍N字节的 并行数据，因此不会出现FAS字节处于相邻三拍并行数据中的情况。 对于FAS字节处于一拍并行数据中的情况，处理比较简单，在一拍 并行数据中进行搜索即可；而对于FAS字节位于前后相邻的两拍并 行数据中的情况，需要将前后相邻的两拍数据按照“先传送的放高位， 后传送的放低位”的顺序，拼成一拍位宽为2N字节的并行数据，然 后在其高N字节中搜索是否存在FAS字节。

有鉴于此，对于以上两种情况，本发明采用上述统一处理的方法： 先将前后相邻的两拍N字节数据拼成一拍2N字节的数据，然后在拼 接好的数据的高N字节中搜索FAS字节(具体搜索方式如上所述)。 该搜索方式能够对不同的失帧情况进行统一处理，不但快捷高效，而 且搜索精准度高。

进一步地，步骤S4中所述根据确定的具体处理环节，进行相应 环节的处理时，若所确定的具体处理环节为数据移位环节，其具体操 作过程如下：根据帧头搜索环节记录的偏移量，将搜索到的FAS字 节前移至2N字节的并行数据的首字节，FAS字节后面的数据按照 相同的偏移量进行移位，以保证FAS字节后面数据的连续性；并在 FAS字节所处位置给出帧头标识fp(FramePulse，帧脉冲)。

更进一步地，步骤S4中所述根据确定的具体处理环节，进行相 应环节的处理时，若所确定的具体处理环节为帧头检查环节，其具体 操作过程如下：根据数据移位环节给出的帧头标识fp，以及移位之后 的数据，按固定的帧长来检查给出的帧头标识fp以及FAS字节是否 正确，若正确，给出同步状态标志；否则，给出失步状态标志。

为了更好的理解本发明，下面以80个通道ODU帧，每拍处理 位宽为40字节的数据为例(即N＝40)，对定帧过程的四个处理环节： 数据拼接、帧头搜索、数据移位和帧头检查，做出以下详细说明：

(1)数据拼接环节：将当前通道内先后传送的相邻两拍40字节 位宽的数据，按照“先传送的放高字节，后传送的放低字节”的顺序， 拼接合并成一拍80字节的并行数据。

(2)帧头搜索环节：将拼接好的一拍80字节的并行数据的第 79字节到第45字节分别作为起始位置，将相应的第74字节到第40 字节分别作为结束位置；选取起始位置和结束位置之间的任意6个字 节与期望的FAS字节OA1_OA1_OA1_OA2_OA2_OA2进行比较，从 而确定该拍数据中是否含有FAS字节；一旦找到与期望的FAS字节 相同的6个字节，则该6个字节即为FAS字节；记录下该FAS字节 的首字节的偏移量shift，范围为0～39。

(3)数据移位环节：根据帧头搜索环节给出的范围在0～39内 的偏移量shift，将搜索到的FAS字节前移至80字节的并行数据的首 字节，FAS字节后面的数据按照相同的偏移量进行移位；并在FAS 字节所处位置给出帧头标识fp。

(4)帧头检查环节：以数据移位环节给出的帧头标识fp为基准， 在间隔一个帧周期的位置检查是否有帧头标识fp，且该处的数据中期 望位置的连续6个字节是否为FAS字节；若连续的几帧帧头检查正 确，则表明帧头标识fp以及FAS字节正确，给出同步状态标志；若 连续的几帧帧头检查错误，则表明帧头标识fp以及FAS字节不正确， 给出失步状态标志。

参见图2所示，本发明实施例还提供一种OTN系统中基于ODU 帧的多通道串行化定帧装置，包括通道切换检测单元、第一定帧环节 判定单元、第二定帧环节判定单元、定帧环节处理单元和缓存单元。

通道切换检测单元用于：判断是否需要切换通道，若是，切换通 道，向第二定帧环节判定单元发送第二判定信号；否则，不切换通道， 向第一定帧环节判定单元发送第一判定信号；

其中，通道切换检测单元判断是否需要切换通道的具体步骤为： 判断当前待定帧的通道号与前一次定帧的通道号是否相同，若是，则 不需要切换通道，否则，需要切换通道；其中，判断当前待定帧的通 道号与前一次定帧的通道号是否相同时，若不存在前一次定帧的通道 号，即表明本次为首次进行定帧处理，则判断为不需要切换通道。

第一定帧环节判定单元用于：收到第一判定信号后，读取当前通 道的定帧过程列表，该定帧过程列表用于记录定帧过程的处理信息， 定帧过程依次包括数据拼接、帧头搜索、数据移位和帧头检查四个处 理环节；根据定帧过程列表中的处理信息，确定当前通道所需处理的 定帧过程中的一个具体环节，向定帧环节处理单元发送处理信号。

第二定帧环节判定单元用于：收到第二判定信号后，读取切换后 的通道的定帧过程列表；根据定帧过程列表中的处理信息，确定切换 后的通道所需处理的定帧过程中的一个具体环节，向定帧环节处理单 元发送处理信号。

定帧环节处理单元用于：收到处理信号后，根据确定的所述具体 处理环节，进行相应环节的处理，并向缓存单元发送缓存信号。

其中，定帧环节处理单元包括数据拼接子单元、帧头搜索子单元、 数据移位子单元和帧头检查子单元；

所述数据拼接子单元用于：将当前通道内先后传送的相邻两拍N 字节的并行数据，N为大于6的正整数，按照“先传送的放高字节， 后传送的放低字节”的顺序，拼接合并成一拍2N字节的并行数据， 从而完成数据拼接环节的处理；

所述帧头搜索子单元用于：在拼接好的2N字节的并行数据中进 行FAS字节的搜索；搜索时，先将拼接好的2N字节的并行数据中的 第2N-1字节到第N+5字节分别作为起始位置，将第2N-6字节到第 N字节分别作为结束位置；选取起始位置和结束位置之间的任意6个 字节与期望的FAS字节进行比较，一旦找到与期望的FAS字节相同 的6个字节，则该6个字节即为FAS字节；记录下该FAS字节的首 字节的偏移量，从而完成帧头搜索环节的处理；

所述数据移位子单元用于：根据帧头搜索子单元记录的偏移量， 将搜索到的FAS字节前移至2N字节的并行数据的首字节，FAS字节 后面的数据按照相同的偏移量进行移位；并在FAS字节所处位置给 出帧头标识，从而完成数据移位环节的处理；

所述帧头检查子单元用于：根据数据移位子单元给出的帧头标识， 以及移位之后的数据，按固定的帧长检查给出的帧头标识以及FAS 字节是否正确，若正确，给出同步状态标志；否则，给出失步状态标 志，从而完成帧头检查环节的处理。

缓存单元用于：收到缓存信号后，将定帧环节处理单元的处理数 据和状态信息暂存至以通道号为索引的缓冲区内；更新当前通道的定 帧过程列表。

其中，缓存单元包括数据缓存子单元和状态缓存子单元；

所述数据缓存子单元用于：以通道号为索引存储定帧环节处理单 元的处理数据，该处理数据包括数据拼接子单元进行数据拼接时所需 的先传送的一拍N字节的并行数据；

所述状态缓存子单元用于：以通道号为索引存储定帧环节处理单 元的状态信息，该状态信息包括帧头搜索子单元记录的偏移量，以及 帧头检查子单元给出的同步状态标志、失步状态标志。

从上述内容可以看出，本发明提出的OTN系统中基于ODU帧 的多通道串行化定帧方法及装置，通过利用一套基本的定帧方法加上 一些简单的暂存恢复机制，以时分复用的方式分别独立完成多个通道 的低速率ODUk(k＝0，1，2，3，flex)帧的定帧功能，节省了定帧 所需的资源，减小了设计规模。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细 描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。