CN102237943B - 一种光传输帧开销的处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

为了解决现有技术中n路光传输帧的开销数据的处理效率较低的问题，本发明公开了一种光传输帧开销的处理方法及装置，该装置包括，开销提取模块，用于对光传输帧的开销数据进行提取；可编程逻辑器件，用于对提取的开销数据进行开销处理；开销插入模块，用于将处理后的开销数据插入到光传输帧，采用通过可编程逻辑器件对提取的开销数据进行开销处理，处理效率得到提高。

Description

一种光传输帧开销的处理方法及装置

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别涉及一种光传输帧开销的处理方法及装置。 

背景技术

光传输帧的开销数据包含了大量数据描述和控制信息，具体帧结构如图1所示，其中包括开销1、开销2、开销3、...、开销u，各开销的长度和位置都是可变的，在此仅用作示意说明。光传输帧传输时，常需要对光传输帧中的开销数据进行复杂的处理。对于不同应用环境，帧开销的具体处理过程有很大的不同，其常用处理方式是利用CPU、寄存器异步读取开销数据，完成开销处理逻辑与芯片之间的数据交换。这种方法虽然能够完成n路(n为正整数)光传输帧的开销数据的处理，但效率较低。 

发明内容

为了解决现有技术中采用CPU的方案进行光传输帧开销的处理效率较低的问题，本发明实施例提供了一种光传输帧开销的处理方法，包括： 

对n路并行光传输帧的开销数据进行提取，n为正整数；其中，对所述n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后提取，同一开销类型的所述开销数据提取时间相同； 

将按开销类型先后提取的全部开销数据或部分开销类型的开销数据依次存储在缓存中，并向可编程逻辑器件发送缓存中的开销数据； 

通过可编程逻辑器件对提取的开销数据进行开销处理； 

将处理后的开销数据插入到光传输帧。 

同时本发明实施例还提供一种光传输帧开销的处理装置，包括： 

开销提取模块，用于对n路并行光传输帧的开销数据进行提取，n为正整数；其中，对所述n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后提取，同一开销类型的所述开销数据提取时间相同； 

第一缓存器，用于依次存储按开销类型先后提取的全部开销数据或部分开销类型的开销数据； 

发送模块，用于向可编程逻辑器件发送第一缓存器中的开销数据； 

可编程逻辑器件，用于对提取的开销数据进行开销处理； 

开销插入模块，用于将处理后的开销数据插入到光传输帧。 

由本发明提供的具体实施方案可以看出，正是由于采用可编程逻辑器件对提取的开销数据进行开销处理，处理效率得到提高。 

附图说明

图1为光传输帧帧结构图； 

图2为本发明提供的光传输帧开销的处理装置结构图； 

图3为开销数据在缓存器中存储的数据结构图； 

图4本发明提供的实施例方法流程图； 

图5为本发明提供的80路光传输帧帧结构图； 

图6为80路光传输帧的开销数据在缓存器中存储的数据结构图。 

具体实施方式

为了解决现有技术中采用CPU的方案进行光传输帧开销的处理，效率较低的问题，本发明实施例提供一种光传输帧开销的处理装置，对n路光传输帧的n*Per bits开销数据进行提取，提取出的开销数据需进行连续传输，发送到可编程逻辑器件进行处理，处理后的开销数据需进行连续传输再插入到n路光传输帧中，其中连续传输是为了保证更高效的处理效率。下面以图2中的光传 输帧开销的处理装置为例进行说明，该光传输帧开销的处理装置包括：开销提取模块11、开销插入模块12、缓存器13、缓存器14、发送开销线15、接收开销线16、控制模块17、接收模块18、发送模块19和可编程逻辑器件20，开销提取模块11，用于对光传输帧的开销数据进行提取，可编程逻辑器件20，用于对提取的开销数据进行开销处理；开销插入模块12，用于将处理后的开销数据插入到光传输帧。进一步，开销提取模块11，还用于对n路并行光传输帧的开销数据进行提取，n为正整数，还包括：缓存器13，用于存储开销数据，发送模块19，用于向可编程逻辑器件20发送缓存器13中的开销数据；接收模块18，用于接收处理后的开销数据；缓存器14，用于存储处理后的开销数据；开销插入模块12，还用于将处理后的开销数据从缓存器14中取出插入到并行光传输帧。进一步，缓存器13，还用于存储并行光传输帧中的全部开销数据，缓存器14，还用于存储处理后的并行传输帧的全部开销数据，还包括：控制模块17，用于并行光传输帧插入完成后向发送模块发送控制信号，控制发送模块19同步开始向可编程逻辑器件20发送缓存器13中后续并行光传输帧中提取的全部开销数据，以及控制接收模块18同步开始接收处理后的从其它后续并行光传输帧中提取的全部开销数据。进一步，开销提取模块11，还用于对n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后提取，同一开销类型的开销数据提取时间相同；缓存器13，还用于依次存储按开销类型先后提取的全部开销数据；开销插入模块12，还用于对n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后插入，同一开销类型的开销数据插入时间相同。进一步，缓存器13，还用于存储并行光传输帧中部分开销类型的开销数据，缓存器14，还用于存储处理后的并行光传输帧中部分开销类型的开销数据。进一步，发送模块，还用于将提取出的开销数据进行连续传输，发送到可编程逻辑器件；接收模块，还用于接收可编程逻辑器件处理后的开销数据进行连续传输。 

本实施例中有n路并行光传输帧在进行传输，每路光传输帧包括Per bits开销数据，通过一个单向位宽为w的双向开销线与可编程逻辑器件20交换数 据。采用的工作时钟频率为clock。为了把Per*n bits开销数据，通过单向位宽为w的开销线同步输出，本实施例提出一种开销线帧结构，即提取出的开销数据在缓存器中存储的数据结构，参见图3，针对n路光传输帧，组织开销线帧时，按照提取开销的先后顺序，依次填充到开销线帧结构中，例如，由于开销1先被提取出来，先存入缓存的是n个开销1，然后是n个开销2，直到n个开销u，按照这种结构把n路开销数据组织起来，依次输出和接收。如果n路开销的同一个开销序列(包括n个开销类型相同的开销数据如n个开销1)Mx同时被提取出来，则按照从第1路到第n路的顺序填充开销线帧，即Mx-1、Mx-2、...、Mx-n。 

本实施例中，在开销数据全部插入到当前光传输帧后，置开销插入完成信号RDY有效，开始触发开销数据的发送和接收，其传输顺序按照开销线帧的帧结构从第一个字节依次传输。发送的开销数据是从当前光传输帧提取出的，接收到的开销数据是之前传输发送出去经可编程逻辑处理过的。接收可以比发送开始的时刻晚，其延后时长t秒(t为大于等于0的实数)由光传输帧的实际处理过程来决定。发送和接收时差虽然允许相差t秒，但其收发的总数据量、用时、速率是相同的，故开销发送和接收整体上是同步的。 

本实施例中的参数稍加修改即可实现不同速率要求和不同路数光传输帧开销数据的同步传输，向可编程逻辑器件发送缓存中的开销数据的开销线宽度(w bits)、开销线时钟频率(clock)、光传输帧中的全部数据(Per bits)、光传输帧的传输速率V、光传输帧帧长(N bits)之间的关系可以通过下述公式表示： 

(Per*n)/(w*clock)＜(N/V) 

根据上述公式通过修改开销线宽度w或开销线时钟频率clock，即可使本实施例的方案适用于不同情形下的开销数据传输。 

开销提取模块11和开销插入模块12从光传输帧中提取和插入开销数据，针对同一光传输帧，开销数据的插入是在提取之后X(X＞＝1)个时钟周期进 行(插入开销数据是从之前的光传输帧中提取出来的)。缓存器13、缓存器14按照开销线帧结构存储开销提取模块11提取出的开销数据和开销插入模块12需要的插入数据，缓存器13、缓存器14的大小分别为Per*n bits。双向开销线即接收模块18、发送模块19与可编程逻辑器件20的连接，包括w位宽的发送开销线15和w位宽的接收开销线16，是开销数据的连接通路，其位宽为2*w。可编程逻辑器件20完成开销数据的处理。由于可编程逻辑器件20的特性，可根据开销处理的需求实时更改处理逻辑。 

在开销插入模块12完成开销插入后，置标识信号RDY有效时，控制模块17产生接收模块18和发送模块19的控制信号。控制模块还负责重新开始计数，并对工作时钟做一次复位。 

发送模块19和接收模块18根据控制要求按开销线帧结构每时钟周期从缓存器13中提取w bits开销数据送往发送开销线15和从接收开销线16采样w bits开销数据保存到缓存器14。实际实施时，采样数据的开始时刻可通过设置参数adjust进行调整，adjust的值由接收延时t决定。 

针对n路并行光传输帧开销处理，在根据公式1确定好单向开销线宽w、开销线时钟频率clock等参数后，其处理过程简述如下： 

1、开销提取模块11提取开销数据并存储到缓存器13中，开销插入模块12从缓存器14中取出其它的开销数据插入到该光传输帧中，一帧开销插入完成后，置插入完成信号RDY有效。 

2、当控制模块17侦查到RDY信号有效后，即输出控制信号CS到可编程逻辑器件20、发送模块19、接收模块18，开始开销数据的传输和处理。传输数据的速率是每一个时钟周期T(1/clock)分别发送和接收w bits的开销数据。具体而言就是，发送模块19按开销线帧结构的次序依次从存储器13中取出w bits的开销数据，通过发送开销线送到可编程逻辑器件20，直至发送完一帧开销线帧。接收模块18在发送模块19开始发送adjust个周期T后开始采样接收开销线16，之后的采样速率和发送开销的速率相同，其采样到的开销数据 按开销线帧结构存储到缓存器14。当发送完成adjust个clock周期后，接收模块18也完成开销数据的接收。 

3、可编程逻辑器件20在接收到传输开始的控制信息后，接收开销数据并处理，处理后的开销数据暂存在缓存器21中，同时从缓存器21中取开销数据发送到接收模块18。缓存器21为可编程逻辑器件20内部器件，大小可以为Per+adjust+y，y＞＝1。 

在上述n路并行光传输帧开销处理过程中，仅由一个插入完成信号RDY脉冲触发控制模块开始工作，即可自动完成一个光传输帧开销的处理，其控制逻辑简单可靠。在一帧开销处理完成后，控制模块17和可编程逻辑器件20都恢复到一个固定的状态，在下一个RDY信号有效后，重新开始操作，同时对clock时钟进行一次校准，使光传输帧传输与clock同步。通过上述处理，使当前开销数据的处理不会波及到后面的开销数据，进一步提高了该装置的可靠性和可恢复性。 

通过下面实施例进行具体说明，流程具体实施步骤如图4所示包括： 

步骤101，开销提取模块11对n路并行光传输帧1的n*Per bits开销数据进行提取，n为正整数。 

步骤102，将n*Per bits开销数据存储到缓存器13中。 

步骤103，发送模块19由缓存器13中读取n*Per bits开销数据，并通过发送开销线15向可编程逻辑器件20发送。 

步骤104，通过可编程逻辑器件20对提取的n*Per bits开销数据进行开销处理。 

步骤105，接收模块18通过接收开销线16接收处理后的n*Per bits开销数据，并存入缓存器14中。 

步骤106，开销插入模块12将处理后的n*Per bits开销数据从缓存器14中取出插入到并行光传输帧3。 

步骤107，插入完成后，需置插入完成信号RDY有效，控制模块17向发 送模块19和接收模块18发送控制信号。 

本实施例中假设各个模块的工作时钟为clock1，例如clock1为336M。光传输帧的传输顺序为光传输帧1、光传输帧2、光传输帧3、光传输帧4...，n路光传输帧中，同时进行传输的光传输帧为并行光传输帧。 

其中步骤101中，开销提取模块11对开销数据进行提取，针对同一光传输帧1开销提取模块11对光传输帧1的开销数据进行提取，并且开销插入模块12会将缓存器14中的之前提取的开销数据(经过处理的开销数据，该开销数据被提取时所属光传输帧应先于光传输帧1进行传输)插入到光传输帧1，在时序上插入是在提取之后X(X＞＝1)个clock周期进行。具体实施时，可以通过可编程逻辑器件20的处理策略，控制选择插入的光传输帧，例如，可编程逻辑器件20中增加缓存器21，通过增加缓存器21中开销数据的存储量，使得从光传输帧1中提取的开销数据可以插入到较后传输的光传输帧3中，或通过从开销数据中提取对应的特征信息，根据预定策略，在需要的时候通过特征信息还原开销数据，进而插入到预定的光传输帧4中。 

其中步骤102中，缓存器13中的开销数据可按如图4所示的帧结构进行存储，即对n路并行光传输帧中的n*Per bits开销数据按开销类型先后提取，同一开销类型的开销数据提取时间相同，并且将按开销类型先后提取的n*Per bits开销数据依次存储在缓存器13中，例如同时先对n路并行光传输帧中的开销1进行提取，然后再对n路并行光传输帧中的开销2进行提取，存储时，先将n个开销1存入缓存器13中，再将n个开销2存入缓存器13中。 

其中步骤103中，在本实施例中，由于发送模块19的工作时钟为clock1，即在每条发送开销线15上的数据传输速率F为336Mbps，Per＝192，n＝80，一个光传输帧包括的数据比特数量N＝4080*4*8bit，光传输帧的传输速率V＝5.4Gbps，由于需要满足(Per*n)/(w*F)＜(N/V)，本实施例中向可编程逻辑器件发送缓存器13中的开销数据的数据线即发送开销线15的位宽w＝8，其中发送模块19将缓存器13中的开销数据连续传输到可编程逻辑器件20。 

其中步骤105中，类似的缓存器14的开销数据可按如图4所示的帧结构进行存储，同样接收开销线15的位宽w＝8，可编程逻辑器件处理后的n*Per bits开销数据需连续进行传输，接收模块18连续接收处理后的n*Per bits开销数据，并存入缓存器14中。 

其中步骤106中，由于本实施例中从开销提取到开销插入整个光传输帧开销的处理时延，使得开销插入时，开销数据无法插入到开销提取的光传输帧1中，会插入到后续光传输帧3中。并且在光传输帧3中的开销数据的提取，会在比插入早几个工作时钟周期T执行。 

其中步骤107中，根据信号RDY有效，控制模块在并行光传输帧1的开销数据全部插入到光传输帧3后，向发送模块19发送控制信号CS，控制发送模块19同步开始向可编程逻辑器件20发送缓存器13中并行光传输帧3中提取的全部n*Per bits开销数据，同时，控制接收模块18同步开始从可编程逻辑器件20接收处理后的并行光传输帧2中提取的全部n*Per bits开销数据。 

当然，上述实施例中，是将并行传输帧的全部n*Per bits开销数据存储到缓存器13中，将处理后的并行传输帧的全部n*Per bits开销数据存储到缓存器14中。也可以是将并行光传输帧中的开销1存储到缓存器13中，将处理后的并行光传输帧中的开销1存储到缓存器13中，向可编程逻辑器件20发送缓存器13中的开销1，将处理后的开销1从缓存器13中取出插入到并行光传输帧。对开销2和开销3也执行类似操作，或者，将并行光传输帧中的开销1开销2一同存储到缓存器13中，将处理后的并行光传输帧中的开销1开销2一同存储到缓存器13中，向可编程逻辑器件20发送缓存器13中的开销1和开销2，将处理后的开销1和开销2一同从缓存器13中取出插入到并行光传输帧。 

当然，上述实施例中，采用了缓存器13和缓存器14，这是为了保证提取出的开销数据没有立即全部被传输时，数据不会丢失，若能保证提取出的开销数据可以立即全部被传输，则不需要缓存器13、缓存器14、接收模块18和发送模块19，例如一次提取24bits的开销数据，可以通过将发送开销线15的位 宽改为24，使得在一个工作时钟周期中可以完成提取的开销数据的传输，并且不会影响开销数据的处理。此时的工作流程是，开销提取模块11对光传输帧1的开销数据进行提取，之后通过发送开销线15直接传输到可编程逻辑器件20，通过可编程逻辑器20件对提取的开销数据进行开销处理；开销插入模块12通过接收开销线16接收处理后的开销数据，并插入到光传输帧1。 

在上述的方法实施例中，可通过调整公式(Per*n)/(w*clock)＜(N/V)中的参数w、clock的不同取值实现不同路数、不同速率的光传输帧的开销处理。下面以实现80路5.4Gbps，每帧24个开销字节的一种光传输帧，帧结构如图5所示，光传输帧大小为4080*4byte。开销的处理为例说明本处理方法，其中步骤3是为了提高可恢复性做的完善设计。本例采用工作时钟336M，，则根据公式(Per*n)/(w*clock)＜(N/V)，可得到发送开销线15和接收开销线16宽皆为8。该实施例的可编程逻辑器件20对开销数据不做处理，原值缓存后送回，可通过设置一个1920+1+1byte的缓存器21实现。本实施例组成的开销线帧结构参见图6。80路并行光传输帧开销处理的具体实施步骤如下： 

步骤1、RDY信号有效时，对336M开销线时钟做一次上升沿校准，使该时钟与发送数据同步。 

步骤2、开销提取模块11提取80路共80*24bytes个开销数据，按开销线帧结构要求存储到缓存器13中。开销插入模块12从缓存器14中取出接收到的开销数据插入到80路ODU帧相应位置，当插入完成后置完成信号RDY有效。 

步骤3、控制模块17在检测到RDY有效时，输出持续1个开销线时钟周期的有效信号FP，同时开始以336M时钟为单位计数，并置收发开始信号work(控制信号)有效。计数值与控制信号一起输入到开销发送和开销接收模块。 

步骤4、发送模块19在控制信号work有效时，计数器counter值每增加1，从缓存器13中，按开销线帧结构依次取8bits数据发送到可编程逻辑器件20。 

步骤5、可编程逻辑器件20在检测到FP有效时，开始每336M时钟采样 一次发送开销线，把采样数据存储到缓存器14。同时按相同频率从缓存器21取8bits数据发送到接收开销线上。读写缓存器21的顺序都是从缓存器21的首字节开始，先读后写，但是对于读写动作，首地址相差1+1。 

步骤6、接收模块18在控制信号work有效时，在计数值counter的低位数值与采样调整信号adjust值相同时，开始对接收开销线采样，之后每336M时钟周期采样一次，所得数据即为处理过的开销数据，把此数据按开销帧结构暂存到缓存器14中备下次开销插入取用。Adjust为2bits位宽。 

步骤7、控制模块17counter值记满1920*4，work信号失效，完成本次开销数据的传输和处理。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (15)

1.一种光传输帧开销的处理方法，其特征在于，包括：

对n路并行光传输帧的开销数据进行提取，n为正整数；其中，对所述n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后提取，同一开销类型的所述开销数据提取时间相同；

将按开销类型先后提取的全部开销数据或部分开销类型的开销数据依次存储在缓存中，并向可编程逻辑器件发送缓存中的开销数据；

通过可编程逻辑器件对提取的开销数据进行开销处理；

将处理后的开销数据插入到光传输帧。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对提取的开销数据进行开销处理步骤和将处理后的开销数据插入到光传输帧步骤之间还包括：

接收处理后的开销数据并存储到缓存中。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将处理后的开销数据插入到光传输帧具体为：

将处理后的开销数据从缓存中取出插入到并行光传输帧。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将处理后的开销数据存储到缓存中具体为：

将处理后的并行传输帧的全部开销数据存储到缓存中。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将处理后的开销数据从缓存中取出插入到并行光传输帧步骤完成后还包括：

同步开始向可编程逻辑器件发送缓存中后续并行光传输帧中提取的全部开销数据，以及同步开始从可编程逻辑器件接收处理后的其它后续并行光传输帧中提取的全部开销数据。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将处理后的开销数据从缓存中取出插入到并行光传输帧具体为：

对n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后插入，同一开销类型的开销数据插入时间相同。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，向可编程逻辑器件发送缓存中的开销数据的数据线的位宽w、数据线采用的时钟频率clock、单路光传输帧中的全部开销数据的比特数Per、并行光传输帧的路数n、光传输帧包括的数据的比特数量N、光传输帧的传输速率V之间的关系如下：(Per*n)/(w*clock)＜(N/V)。

8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，将处理后的开销数据存储到缓存中具体为：

将处理后的并行传输帧中部分开销类型的开销数据存储到缓存中。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将提取出的开销数据进行连续传输，发送到可编程逻辑器件；

接收可编程逻辑器件处理后的开销数据进行连续传输。

10.一种光传输帧开销的处理装置，其特征在于，包括：

开销提取模块，用于对n路并行光传输帧的开销数据进行提取，n为正整数；其中，对所述n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后提取，同一开销类型的所述开销数据提取时间相同；

第一缓存器，用于依次存储按开销类型先后提取的全部开销数据或部分开销类型的开销数据；

发送模块，用于向可编程逻辑器件发送第一缓存器中的开销数据；

可编程逻辑器件，用于对提取的开销数据进行开销处理；

开销插入模块，用于将处理后的开销数据插入到光传输帧。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：

接收模块，用于接收处理后的开销数据；

第二缓存器，用于存储处理后的开销数据；

插入模块，还用于将处理后的开销数据从第二缓存器中取出插入到并行光传输帧。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，第二缓存器，还用于存储处理后的并行传输帧的全部开销数据；

还包括：控制模块，用于并行光传输帧插入完成后向发送模块发送控制信号，控制发送模块同步开始向可编程逻辑器件发送第一缓存器中后续并行光传输帧中提取的全部开销数据，以及控制接收模块同步开始接收处理后的从其它后续并行光传输帧中提取的全部开销数据。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，开销插入模块，还用于对n路并行光传输帧中的全部开销数据按开销类型先后插入，同一开销类型的开销数据插入时间相同。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，第二缓存器，还用于存储处理后的并行光传输帧中部分开销类型的开销数据。

15.如权利要求10所述的装置，其特征在于，发送模块，还用于将提取出的开销数据进行连续传输，发送到可编程逻辑器件；

接收模块，还用于接收可编程逻辑器件处理后的开销数据进行连续传输。