CN104247452B - 一种光通道数据单元的gmp映射方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光通道数据单元的GMP映射方法，包括：根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；同时生成映射过程中的调整字节，并对调整字节进行编码处理；根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据；将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中，将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧；本发明还提供一种光通道数据单元的GMP映射装置。根据本发明的技术方案，能够根据业务速率的动态变化实现光通道数据单元的GMP映射。

Description

一种光通道数据单元的GMP映射方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域的有线传输技术，尤其涉及一种光通道数据单元的GMP映射方法及装置。

背景技术

随着通信技术的快速发展，光传送网(OTN，Optical Transport Network)以能够实现大容量业务的灵活调度和管理的优点，日益成为骨干传送网的主要技术。为了实现客户业务的处理，OTN提供针对多种业务的映射处理，如采用的自适应固定比特率业务的通用映射规程(GMP，Generic Mapping Procesdure)。GMP方案中，根据每帧周期中的客户实体数量Cn值，通过预定的计算规则实时计算客户数据在净荷中的分布图案，以实现客户信号比特的透明传送。

现有技术中，GMP方案存在以下两种具体实现方式：

一种是不同于G.709协议中定义的新型GMP映射方法，获取预先根据预订客户实体数量计算确定的预定客户实体数量个客户数据对应的固定分布图案，并为佘下的客户实体对应的佘下客户实体数据确定对应的动态分布图案；之后，便可以根据所述固定分布图案及所述动态分布图案对当前帧周期待发送的客户数据进行映射处理。

一种是先将各路低阶光通道数据单元(ODU，Optical channel Data Unit)j信号变成多个并行8b信号，并行的个数等于该路ODUj占用光通道数据支路单元(ODTU，Opticalchannel Data Tributary Unit)中的时隙的个数，然后分别对这些并行信号单独做GMP映射，最后将这些并行的映射结果合并在一起，完成该路的ODUj到ODTU的GMP映射，然后多路ODTU复用到ODU4中。

上述两种现有的技术方案的实质都是根据固定的业务速率实现GMP映射的方法，因此，目前根据动态的业务速率实现GMP映射的方案还是空白。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光通道数据单元的GMP映射方法及装置，能够根据业务速率的动态变化实现光通道数据单元的GMP映射。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种光通道数据单元的GMP映射方法，包括：

根据低阶光通道数据单元ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；同时生成映射过程中的调整字节，并对调整字节进行编码处理；

根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成光通道数据支路单元ODTU数据；

将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中，将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧。

上述方法中，所述根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器为：

将各种速率的低阶ODUk数据流按照速率及同一速率的不同数据通路的原则进行解复用处理，并将解复用处理后的低阶ODUk数据中同一数据通路的低阶ODUk数据写到同一个存储器中，实现对低阶ODUk数据的缓存。

上述方法中，所述生成映射过程中的调整字节为：

对输入的客户信号自动计算一个复帧内n比特数据的大小，得到Cn值；其中，n的大小根据配置输入的客户信号的速率自动计算得出；

计算调整字节Cm和Cnd，将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整，得到的值为Cm；将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整后，得到的余数为Cnd；其中，m等于n/8取整后得到的值。

上述方法中，所述对调整字节进行编码处理为：

先将多路的Cm及Cnd进行复用，再对调整字节Cm和Cnd进行编码处理；其中，复用的原则是选择当前业务占用的高阶ODU的最后一个时隙与光通道净荷单元复帧标识OMFI相等的控制通路，对所述控制通路中的调整字节进行编码。

上述方法中，所述读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据为：

利用所述缓存数据的读使能，从存储器中读取预先缓存的低阶ODUk数据，并根据m由大到小的顺序对读取出的低阶ODUk数据排序，排序后的低阶ODUk数据作为ODTU数据中的有效数据，所述ODTU数据的无效数据用0填充，生成ODTU数据。

上述方法中，所述将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中为：

采用16分类方法对生成的多通道的ODTU数据进行时隙交叉处理，将多通道的ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中。

上述方法中，所述16分类方法为：

将速率1～80时隙的ODUk数据流在保证业务无损切换时分成16类，对所述16类进行单独映射；所述分类的原则是按照路数相等为一类的原则。

上述方法中，所述按照路数相等为一类的原则为：

如果速率占用的时隙个数为L，则80/L后取整为路数，L的取值范围是1～80，80/L取整后相等的值对应的L的速率为一类。

本发明还提供一种光通道数据单元的GMP映射装置，包括：

处理单元，用于根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；

存储器，用于缓存所述低阶ODUk数据；

第一生成单元，用于在处理单元工作的同时，生成映射过程中的调整字节；

编码单元，用于对所述调整字节进行编码处理；

计算单元，用于根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能；

第二生成单元，用于根据所述缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据；

时隙交叉单元，用于将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中；

成帧单元，用于将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧。

本发明提供的光通道数据单元的GMP映射方法及装置，根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；同时生成映射过程中的调整字节，并对调整字节进行编码处理；根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据；将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中，将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧，因此能够根据业务速率的动态变化生成对应的ODTU数据，然后将ODTU数据时隙交叉到高阶ODU中，形成高阶ODU帧，实现光通道数据单元的GMP映射。

附图说明

图1是本发明实现光通道数据单元的GMP映射方法的流程示意图；

图2是本发明实现光通道数据单元的GMP映射装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；同时生成映射过程中的调整字节，并对调整字节进行编码处理；根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据；将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中，将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧。

下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。

本发明提供一种光通道数据单元的GMP映射方法，图1是本发明实现光通道数据单元的GMP映射方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤101，根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；

具体的，本发明的技术方案应用于低阶ODUk到高阶ODU的GMP映射，低阶ODUk可以为兼容性最小的1.25G速率的ODU0，也可以为速率为1～80时隙的ODU1、ODU2、ODU3、ODU3e、ODUflex等，高阶ODU可以为ODU4，ODU4的时隙最大值是80，如果是其他ODU，则时隙最大值不一定是80，而是根据业务速率确定，如ODU3的时隙最大值是32；这里的低阶ODUk和高阶ODU也可以是相对而言的，例如，低阶ODUk为ODU1或ODU2时，高阶ODU可以为ODU3等。

首先，解复用单元将各种速率的低阶ODUk数据流按照速率及同一速率的不同数据通路的原则进行解复用处理，并将解复用处理后的低阶ODUk数据分发到多个处理单元；每个处理单元将收到的低阶ODUk数据中同一数据通路的低阶ODUk数据写到同一个存储器中，实现对低阶ODUk数据的缓存，利用的存储器可以是先进先出数据缓存器(FIFO，FirstInput First Output)；这里，处理单元的数量取决于最小颗粒时低阶ODUk数据流的最大数据通路数和每一数据通路的处理业务跨度的能力，日此，能够保证某几个时隙的数据切换时不影响其他时隙的业务。

步骤102，生成映射过程中的调整字节，并对调整字节进行编码处理；

具体的，在进行步骤101的同时，需要生成映射过程中需要的调整字节；GMP映射过程中的调整字节是通过Cn来实现的，第一生成单元对输入的客户信号自动计算一个复帧内n比特数据的大小，得到Cn值；其中，n表示最小颗粒，单位是比特，n的大小是根据配置输入的客户信号的速率自动计算得出的，这里是采用独立于上述数据通道的控制通路来生成Cn，而且控制通路的时钟要高于上述数据通路，同时对应的同一类型业务的数据位宽小，这样计算出的n的值要小，而且抖动越小，如当各种ODUk数据进行混合处理时，一般前面的处理(如开销处理等)会进行总线复用，将各种速率的ODUk数据复用到同一位宽的数据总线上，这样对于速率小的低阶ODUk数据，其抖动在复用过程中会累计，比如ODU2数据的数据通道的数据位宽为256b，这样在一个复帧周期内，数据流的抖动是256b的整数倍，抖动累计到256b时出现一次，而控制通路的只为16b，这样抖动是16b整数倍；这样计算出的Cn值可以大大减少抖动，并且可以避免在映射过程或前面开销处理等各种速率的复用总线带来的抖动；在第一生成单元完成Cn计算后，第一生成单元根据当前业务占用高阶ODU的时隙个数的计算出m，根据m与计算出的Cn计算调整字节，其中m为一次调整的bit数；该调整字节包括一次调整字节数Cm和累计值Cnd，将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整，得到的值为Cm；将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整后，得到的余数为Cnd；其中，m等于n/8取整后得到的值；

编码单元对调整字节Cm和Cnd进行编码处理，编码方法参照G.709协议中的方法进行编码，该编码方法为对前后两帧的Cm进行作差比较，比较结果分为-2、-1、0、1、2、大于2或小于-2，共六类，根据这六类比较结果进行编码，其编码原则如表1所示，I表示Cm对应位翻转，U表示对应位不翻转；表1中C1～C14对应Cm值的高到低的bit，表中的II表示增加指示，DI表示减少指示；

表1

由于最小颗粒时控制通路较多，所以这里先将多路的Cm及Cnd进行复用，再共用一个编码单元进行编码；复用的原则是选择当前业务占用的高阶ODU的最后一个时隙与光通道净荷单元(OPU，Optical channel Payload Unit)复帧标识(OMFI，OPU Multi FrameIdentifier)相等的控制通路，对该控制通路中的调整字节进行编码，因此能够大大节省编码资源。

步骤103，根据生成的调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据；

具体的，计算单元根据生成的调整字节Cm及成帧单元提供的高阶ODU帧头，利用算法生成缓存数据的读使能，这里，可以利用Sigma/Delta算法；第二生成单元利用计算单元计算出的缓存数据的读使能，从存储器中读取预先缓存的低阶ODUk数据，并根据m由大到小的顺序对读取出的低阶ODUk数据排序，排序后的低阶ODUk数据作为ODTU数据中的有效数据，同时ODTU数据的无效数据用0填充，以生成ODTU数据。

如此，实现以m为依据的有效数据和无效数据的填充，并实现根据配置的m值，通过改变m值来控制存储器中数据的读出以及对应ODTU数据的生成，动态生成ODTU数据的实现对不同配置的单通路之间的共通达到一个很好的通用效果，为整体实现各种速率业务的混合映射的的资源减少起到关键作用。

步骤104，将生成的多通道的ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中，将高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧；

具体的，时隙交叉单元对生成的多通道的ODTU数据进行时隙交叉处理，将多通道的ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中，例如，如果高阶ODU为ODU4，则将以路为单位的ODTU4数据按照字节交叉到ODU4的80个净荷的时隙中；由于低阶ODUk数据流的速率跨度较大，速率范围是1～80，而且时隙交叉实现任意业务的交叉，所以本发明中采用16分类方法，16分类方法是实现以路为单位到以字节为单位的时隙交叉的方法，能够减少时隙交叉的规模，这种时隙交叉方式有助于对一个通道进行映射，而不是以单个时隙进行映射，可以防止以时隙映射中同步的问题出现；16分类方法为：将速率1～80时隙的ODUk数据流在保证业务无损切换时分成16类，对这16类进行单独映射，分类原则是按照路数相等为一类的原则，具体为：若速率占用的时隙个数为L，则80/L后取整即为路数，L的取值范围是1～80，也就是说80/L取整后相等的值对应的那几个L大小的速率为一类；

成帧单元将编码后的调整字节作为开销，与高阶ODU净荷的时隙中的数据组成完整的高阶ODU帧，例如对于ODU4，成帧单元将ODU4净荷的80个时隙中的数据和作为开销的编码后的调整字节组成完整的ODU4帧。

采用本发明提供的技术方案，可以实现低于ODU4的任意速率的低阶ODUk映射到ODU4，兼容性很强，跨度大，可以兼容最小的1.25G速率ODU0，同时支持ODU1、ODU2、ODU3、ODU3e以及ODUflex等；同时还可以支持业务的无损切换；而且，将不同速率的业务进行复用，达到减少资源情况，如低阶ODUk速率为41到80时隙这个大范围的速率业务，用一个比较小的单元就实现复用，只需要配置该业务在41到80这个区间大小就能完成对应业务的映射；还有就是对于速率范围在27到40这个区间复用，可以将31时隙的ODU3与33时隙的ODU3e很好的复用起来；此外，还可以实现高精度Cn的产生，生成Cn时用高时钟下均匀的缺口信号并且独立与数据通道进行统计产生，这样可以避免在映射过程或前面开销处理等各种速率业务复用总线带来的抖动；这里用672.16M时钟产生Cn，1个时隙对应的位宽为2b，这样可以最小精确到2b的波动，精度很高。对于n时隙业务，其精度可到2*n，而且这种方法随着时钟频率的不断增加，其精度随着增加，而且是计算缺口信号，独立与数据流，计算资源小而且移植性强；其中，缺口信号表示业务速率的有效信号，即valid，一般为单bit，高电平表示有效，低电平表示无效，因此高电平占比例越高速率越高。

为实现上述方法，本发明还提供一种光通道数据单元的GMP映射装置，图2是本发明实现光通道数据单元的GMP映射装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：

处理单元21，用于根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；

存储器22，用于缓存所述低阶ODUk数据；

第一生成单元23，用于在处理单元21工作的同时，生成映射过程中的调整字节；

编码单元24，用于对所述调整字节进行编码处理；

计算单元25，用于根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能；

第二生成单元26，用于根据所述缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据；

时隙交叉单元27，用于将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中；

成帧单元28，用于将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧。

其中，所述处理单元21根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器为：将各种速率的低阶ODUk数据流按照速率及同一速率的不同数据通路的原则进行解复用处理，并将解复用处理后的低阶ODUk数据中同一数据通路的低阶ODUk数据写到同一个存储器中，实现对低阶ODUk数据的缓存。

所述第一生成单元23生成映射过程中的调整字节为：对输入的客户信号自动计算一个复帧内n比特数据的大小，得到Cn值；其中，n的大小根据配置输入的客户信号的速率自动计算得出；计算调整字节Cm和Cnd，将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整，得到的值为Cm；将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整后，得到的余数为Cnd；其中，m等于n/8取整后得到的值。

所述编码单元24对调整字节进行编码处理为：先将多路的Cm及Cnd进行复用，再对调整字节Cm和Cnd进行编码处理；其中，复用的原则是选择当前业务占用的高阶ODU的最后一个时隙与OMFI相等的控制通路，对所述控制通路中的调整字节进行编码。

所述第二生成单元26读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据为：利用所述缓存数据的读使能，从存储器中读取预先缓存的低阶ODUk数据，并根据m由大到小的顺序对读取出的低阶ODUk数据排序，排序后的低阶ODUk数据作为ODTU数据中的有效数据，所述ODTU数据的无效数据用0填充，生成ODTU数据。

所述时隙交叉单元27将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中为：采用16分类方法对生成的多通道的ODTU数据进行时隙交叉处理，将多通道的ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光通道数据单元的通用映射规程GMP映射方法，其特征在于，该方法包括：

根据低阶光通道数据单元ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；同时生成映射过程中的调整字节，并对调整字节进行编码处理；

根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成光通道数据支路单元ODTU数据；

将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中，将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器为：

将各种速率的低阶ODUk数据流按照速率及同一速率的不同数据通路的原则进行解复用处理，并将解复用处理后的低阶ODUk数据中同一数据通路的低阶ODUk数据写到同一个存储器中，实现对低阶ODUk数据的缓存。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成映射过程中的调整字节为：

对输入的客户信号自动计算一个复帧内n比特数据的大小，得到Cn值；其中，n的大小根据配置输入的客户信号的速率自动计算得出；

计算调整字节Cm和Cnd，将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整，得到的值为Cm；将当前计算的Cn值加上上一帧中Cn/m的余数后，除以m的商并取整后，得到的余数为Cnd；其中，m等于n/8取整后得到的值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对调整字节进行编码处理为：

先将多路的Cm及Cnd进行复用，再对调整字节Cm和Cnd进行编码处理；其中，复用的原则是选择当前业务占用的高阶ODU的最后一个时隙与光通道净荷单元复帧标识OMFI相等的控制通路，对所述控制通路中的调整字节进行编码。

5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据为：

利用所述缓存数据的读使能，从存储器中读取预先缓存的低阶ODUk数据，并根据m由大到小的顺序对读取出的低阶ODUk数据排序，排序后的低阶ODUk数据作为ODTU数据中的有效数据，所述ODTU数据的无效数据用0填充，生成ODTU数据。

6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，所述将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中为：

采用16分类方法对生成的多通道的ODTU数据进行时隙交叉处理，将多通道的ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述16分类方法为：

将速率1～80时隙的ODUk数据流在保证业务无损切换时分成16类，对所述16类进行单独映射；所述分类的原则是按照路数相等为一类的原则。

8.根据权利要求7中所述的方法，其特征在于，所述按照路数相等为一类的原则为：

如果速率占用的时隙个数为L，则80/L后取整为路数，L的取值范围是1～80，80/L取整后相等的值对应的L的速率为一类。

9.一种光通道数据单元的GMP映射装置，其特征在于，该装置包括：

处理单元，用于根据低阶ODUk数据流的速率，将低阶ODUk数据缓存到存储器；

存储器，用于缓存所述低阶ODUk数据；

第一生成单元，用于在处理单元工作的同时，生成映射过程中的调整字节；

编码单元，用于对所述调整字节进行编码处理；

计算单元，用于根据所述调整字节并利用算法生成缓存数据的读使能；

第二生成单元，用于根据所述缓存数据的读使能，读取缓存的低阶ODUk数据，并根据读取出的数据生成ODTU数据；

时隙交叉单元，用于将多通道的所述ODTU数据时隙交叉到高阶ODU净荷的时隙中；

成帧单元，用于将所述高阶ODU净荷的时隙中的数据和编码后的调整字节组成完整的高阶ODU帧。