專利名稱：大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于同步數(shù)字體系(SDH)的信號傳輸方法，特別涉及對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行延時恢復(fù)處理的方法。
背景技術(shù)：
同步數(shù)字體系(SDH)是一套可進行同步信息傳輸、復(fù)用、分插和交叉連接的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字信號的結(jié)構(gòu)層次。SDH的幀結(jié)構(gòu)為塊狀幀結(jié)構(gòu)，其中有豐富的控制信息，用于網(wǎng)絡(luò)管理，包括段開銷(SOH)和通道開銷(POH)，同時具備靈活的復(fù)用與映射結(jié)構(gòu)，允許將不同級別的信號經(jīng)處理后放入不同的虛容器(VCn)中。
“虛容器”VCn(n＝11、12、2、3、4)是用來支持SDH通道層連接的信息結(jié)構(gòu)，它是SDH通道的信息終端，由安排在塊狀幀結(jié)構(gòu)中的信息凈負荷和通道開銷(POH)組成。VC11、VC12、VC2和VC3因為碼速較低，稱為低階虛容器，而VC4因為碼速較高，稱為高階虛容器。多個同類虛容器可按照虛級聯(lián)協(xié)議級聯(lián)在一起從而構(gòu)成級聯(lián)虛容器VCn-xV，此處的VCn表示虛級聯(lián)虛容器中虛容器的類型，x表示虛容器個數(shù)，最后一個V表示虛級聯(lián)方式，例如8個VC3通過虛級聯(lián)方式可構(gòu)成一個虛級聯(lián)虛容器VC3-8V。
在虛級聯(lián)協(xié)議下，每個VCn作為虛級聯(lián)的最小“顆?！?，其傳輸可以獨立進行。例如在圖1所示8個VC3虛級聯(lián)形成的虛級聯(lián)虛容器VC3-8V的傳輸過程中，源或發(fā)送端通過通路(PATH)#0～#7同時傳送虛級聯(lián)虛容器VC3-8V中的8個虛容器VC3幀，這些幀都可以獨立地在SDH網(wǎng)絡(luò)中傳輸，并且具有相同的復(fù)幀號但是序列號各不相同，假設(shè)它們的序列號分別與通路號#0～#7一一對應(yīng)。經(jīng)過SDH網(wǎng)絡(luò)不同的交叉連接(即各種路由調(diào)度)，接收端接收到的VCn幀的順序可能與發(fā)送端的不同，這稱為亂序。例如在圖1中，宿或接收端接收到的VC3幀的序列號與通路號#0～#7不再保持在接收端處的對應(yīng)關(guān)系。順序發(fā)生變化的VCn幀必須通過重新排序，恢復(fù)到發(fā)送端的順序才能進行后續(xù)處理，這稱為空間整形。另外，由于SDH網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不同路徑的時延不同，因此在發(fā)送端同時發(fā)送的VCn幀不一定在接收端被同時接收到，這稱為延時。例如在圖1中，經(jīng)過SDH網(wǎng)絡(luò)的交叉連接后，這8個VC3幀可能先后到達接收端，即以不同的時延到達接收端。
亂序和延時是采用虛級聯(lián)進行傳輸時不可避免的兩個問題。在現(xiàn)有技術(shù)中，虛級聯(lián)虛容器幀在接收端的重新排序和延時恢復(fù)處理由包含現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的控制裝置完成，為了進行重新排序和延時恢復(fù)處理，一般是將接收到的虛容器幀數(shù)據(jù)依照接收先后順序?qū)懭氍F(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)內(nèi)部的塊動態(tài)訪問存儲器(BlockRAM)中，然后FPGA不斷從BlockRAM讀取虛容器幀數(shù)據(jù)，將復(fù)幀號相同的幀按照序列號順序重新組合為虛級聯(lián)虛容器。FPGA提供了現(xiàn)場可編程能力，它可以通過編寫硬件編程語言規(guī)定其內(nèi)部各與非門的連接狀態(tài)，從而使FPGA實現(xiàn)各種所需的功能，因此現(xiàn)有技術(shù)的方法具有簡單、靈活和方便的優(yōu)點。但是這種方法也存在一定的缺點，具體而言，當(dāng)傳輸延時較大時，所要存儲的虛容器幀數(shù)增多，相應(yīng)地，對存儲容量的需求也較高，而FPGA內(nèi)部的BlockRAM存儲容量有限，并且FPGA一般都價格昂貴，因此通過增加FPGA的數(shù)量來解決存儲容量不足將大幅增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，它能夠在保持FPGA實現(xiàn)方式簡單、靈活和方便的優(yōu)點的同時，又能以較低成本對接收到的大傳輸延時的虛容器幀進行快速而有效的延時恢復(fù)處理。
在按照本發(fā)明的對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法中，在發(fā)送端，若干數(shù)量的虛容器幀按照一定的順序以虛級聯(lián)方式形成每個虛級聯(lián)虛容器幀，在接收端，由包含現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的控制裝置對接收到的虛容器幀進行延時恢復(fù)和重新排序處理，其特征在于，當(dāng)接收端接收到同時到達的若干數(shù)量的虛容器幀時，所述控制裝置執(zhí)行以下步驟(1)確定當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀的復(fù)幀號；
(2)將所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀的復(fù)幀號進行相互比較以確定所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀相互之間是否超出預(yù)先設(shè)定的延時范圍，并且如果確定超出預(yù)先設(shè)定的延時范圍，則指示所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀超出延時范圍；(3)根據(jù)各自的復(fù)幀號將所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀寫入獨立于所述現(xiàn)場可編程門陣列的外部存儲器內(nèi)，其中，所述外部存儲器包含多個存儲區(qū)域組，每個復(fù)幀號唯一對應(yīng)一個存儲區(qū)域組，復(fù)幀號相等的虛容器幀被寫入所對應(yīng)的同一存儲區(qū)域組的不同區(qū)域；以及(4)以所述存儲區(qū)域組為單位從所述外部存儲器讀取虛容器幀，用于將復(fù)幀號相同的虛容器幀組合為與發(fā)送端相同的虛級聯(lián)虛容器幀。
由上可見，在本發(fā)明的大傳輸延時虛級聯(lián)虛容器幀的處理方法中，虛容器幀的數(shù)據(jù)按照確定的復(fù)幀號與存儲位置之間的關(guān)系寫入獨立于現(xiàn)場可編程門陣列的外部存儲器中，因此通過采用便宜的外部存儲器就可以在保持FPGA方式簡單、靈活和方便的前提下，以合理的代價，快速、有效地實現(xiàn)大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀的延時恢復(fù)處理。


通過以下結(jié)合附圖對本發(fā)明較佳實施例的詳細描述，可以進一步理解本發(fā)明的目的、優(yōu)點和特點，其中圖1示出了8個VC3虛級聯(lián)形成的虛級聯(lián)虛容器VC3-8V的傳輸過程；圖2為按照本發(fā)明較佳實施例的確定當(dāng)前接收的虛容器幀是否超過延時范圍的示意圖；以及圖3為按照本發(fā)明的大傳輸延時虛級聯(lián)虛容器幀的重新排序和延時恢復(fù)處理方法流程圖。
具體實施例方式
如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，虛級聯(lián)虛容器幀在接收端的重新排序和延時恢復(fù)處理由包含現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的控制裝置完成，當(dāng)接收端接收到經(jīng)SDH網(wǎng)絡(luò)路由到達的虛容器幀時，控制裝置將它們依照接收先后順序?qū)懭隖PGA內(nèi)部的BlockRAM中，但是在本發(fā)明的方法中，虛容器幀數(shù)據(jù)被寫入獨立于FPGA的外部存儲器中，因此此時的FPGA相當(dāng)于是外部存儲器的接口控制器，該外部存儲器數(shù)據(jù)線、地址線和控制線上的信號都由FPGA產(chǎn)生。外部存儲器比較好的是采用存儲容量大、存取速度較快和控制邏輯簡單但價格較FPGA低得多的同步靜態(tài)存儲器(SSRAM)，但是在本發(fā)明的方法中，還可以采用其它外部存儲器，只要這些存儲器能夠滿足延時恢復(fù)處理對存儲容量和存取速度等的要求即可。
以下以圖1所示8個VC3虛級聯(lián)形成的虛級聯(lián)虛容器VC3-8V的傳輸過程為例，借助圖3所示的流程圖描述本發(fā)明大傳輸延時虛級聯(lián)虛容器幀的重新排序和延時恢復(fù)處理過程。在該實例中，假設(shè)源或發(fā)送端按照一定順序在通路上同時發(fā)送的8個虛容器幀經(jīng)過SDH網(wǎng)絡(luò)路由，以不同的時延和順序出現(xiàn)在宿或接收端的通路上。
如圖3所示，當(dāng)接收端接收到經(jīng)SDH網(wǎng)絡(luò)路由同時到達的8個虛容器VC3幀時，控制裝置首先確定這8個虛容器幀的復(fù)幀號。
對于虛容器VC3和VC4，其POH中的開銷字節(jié)H4包含了復(fù)幀號和序列號的內(nèi)容。具體而言，表1示出了一組16幀虛容器復(fù)幀的H4字節(jié)的定義，其中，每個H4字節(jié)的8個比特一分為二，左邊4個比特可表示復(fù)幀指示(即大復(fù)幀號)或序列指示(即序列號)，右邊4個比特表示小復(fù)幀號(即幀編號)，它們共同構(gòu)成表示每個虛容器幀的復(fù)幀號，換句話說，每個虛容器幀對應(yīng)一個12比特的復(fù)幀號。在小復(fù)幀號為0和1的復(fù)幀的H4開銷字節(jié)中，左邊4個比特分別表示復(fù)幀指示的高4位比特(MSB)和低4位比特(LSB)，在小復(fù)幀號為14和15的復(fù)幀的H4開銷字節(jié)中，左邊4個比特分別表示序列指示的高4位比特(MSB)和低4位比特(LSB)，并且該組內(nèi)所有復(fù)幀號都具有同一大復(fù)幀號和序列號。復(fù)幀號用來表示虛容器幀VC3或VC4是否同時發(fā)出，即，復(fù)幀號相同的虛容器幀是同時發(fā)出的，因此在解映射時應(yīng)該視為屬于同一虛級聯(lián)虛容器幀。序列號表示虛容器幀VC3或VC4在虛級聯(lián)虛容器幀VC3-xV或VC4-xV中的序號，因此決定了這些虛容器幀的間插復(fù)用順序。
表1

對于低階虛容器VCn(n＝11和12)，其POH中的開銷字節(jié)K4包含了復(fù)幀號的內(nèi)容。根據(jù)K4字節(jié)確定復(fù)幀號的方式與根據(jù)H4字節(jié)確定復(fù)幀號的方式在原理上是相同的，因此此處不再贅述。
如圖3所示，隨后，控制裝置將這8個復(fù)幀號進行相互比較以確定同時接收到的8個虛容器幀相互之間是否超出預(yù)先設(shè)定的延時范圍。在這里，延時范圍可以幀長為單位，例如假定可處理的延時范圍或延時幀數(shù)為100幀，則8個復(fù)幀號中的任意兩個幀號之差都在±100以內(nèi)時，被同時接收到的8個虛容器幀將被視為屬于延時范圍以內(nèi)，而只要有任意兩個幀號之差在±100以外，被同時接收到的8個虛容器幀就將被視為超出延時范圍。當(dāng)有超出預(yù)先設(shè)定的延時范圍的情形，控制裝置將指示被同時接收到的8個虛容器幀超出延時范圍以供后續(xù)處理使用。
在上述是否超出延時范圍的判斷過程中，一般可采用復(fù)幀號兩兩相減得到幀號差的方法，即，首先將8個虛容器幀的8個復(fù)幀號兩兩相減得到共計28個幀號差，然后判斷每個幀號差是否在±100以內(nèi)。然而，當(dāng)虛級聯(lián)的虛容器幀數(shù)較多時，計算幀號差的計算工作量將非線性地增加。而且虛容器幀的復(fù)幀號是循環(huán)使用的或者說是一個循環(huán)數(shù)，具體而言，例如對于虛容器VC3和VC4，其復(fù)幀號為12比特，取值范圍介于0～4095，當(dāng)復(fù)幀號的取值達到4095后，就將再次從0開始取值，因此對于循環(huán)數(shù)首尾邊界處復(fù)幀號的比較需要作特殊的處理。
針對上述兩種情況，在本發(fā)明的較佳實施例中提出一種稱為“半圓法”的算法來進行復(fù)幀號的比較，以下借助圖2作詳細描述。
如圖2所示，為了處理循環(huán)數(shù)的比較，以虛容器VC3和VC4為例，可將復(fù)幀號0～4095均勻地排布在一個圓上并且首尾相連，圓弧可以劃分為若干弧段，每個弧段代表一個連續(xù)的復(fù)幀號范圍。在圖中，圓弧被劃分為A、B和C三段圓弧，分別對應(yīng)2048～4095、0～1023和1024～2047三個復(fù)幀號范圍。當(dāng)比較兩個復(fù)幀號時，首先確定其各自所屬的弧段，并且設(shè)定跨段的復(fù)幀號，A段的始終比C段大，C段比B段大，B段又比A段大，換句話說，如果復(fù)幀號分屬弧段A和B，則將弧段B內(nèi)的復(fù)幀號加上4095后再與弧段A內(nèi)的復(fù)幀號相減以得到幀號差，如果分屬弧段B和C，則直接將弧段C內(nèi)的復(fù)幀號減去弧段B內(nèi)的復(fù)幀號即可得到幀號差，如果分屬弧段C和A，則直接將弧段A內(nèi)的復(fù)幀號減去弧段C內(nèi)的復(fù)幀號即可得到幀號差，如果同屬一個弧段，則直接將兩個復(fù)幀號相減即可得到幀號差。以2500，4000，10和1300四個復(fù)幀號為例，其中兩個在A段，一個在B段，一個在C段。對于同屬A段的復(fù)幀號4000和2500，直接比較即可，對于屬于B和C段的復(fù)幀號10和1300，直接比較即可，對于復(fù)幀號4000和10，復(fù)幀號10應(yīng)該加上4095再與復(fù)幀號4000進行比較。在上述循環(huán)比較方法中，關(guān)鍵是當(dāng)對首尾相鄰邊界處的循環(huán)數(shù)進行比較時，應(yīng)該將較小的復(fù)幀號視為下一輪循環(huán)數(shù)，因此應(yīng)該加上一個最大復(fù)幀號。
由于在判斷兩個虛容器幀的幀號差是否超出延時范圍時，實際上并不需要精確地知道超出延時范圍的兩幀到底相差多少幀，因此可對上述方式作進一步的改進。具體而言，可將整個圓弧以延時范圍幀數(shù)為單位分為多個弧段，如果兩個被比較的復(fù)幀號同屬一個弧段，則直接將兩個復(fù)幀號相減可得到幀號差以進行超出延時范圍判斷，如果分屬相鄰并且位于首尾邊界兩側(cè)的兩個弧段，則將較小復(fù)幀號加上最大復(fù)幀號取值(如果是虛容器VC3或VC4，則為4095)后再與另一弧段內(nèi)的復(fù)幀號相減可得到幀號差以進行超出延時范圍判斷，如果分屬相鄰并且不在首尾邊界兩側(cè)的兩個弧段，則直接兩個復(fù)幀號相減可得到幀號差以進行超出延時范圍判斷，如果分屬相隔一個或以上弧段的兩個弧段，則直接判斷超出延時范圍而無需計算幀號差。
如圖3所示，在將這8個復(fù)幀號進行相互比較以確定同時接收到的8個虛容器幀相互之間是否超出預(yù)先設(shè)定的延時范圍后，控制裝置將這些虛容器幀寫入獨立于FPGA的外部存儲器。在本發(fā)明的方法中，外部存儲器包含一定數(shù)量的特定存儲區(qū)域，這些同時接收到的虛容器幀被寫入相應(yīng)的特定存儲區(qū)域內(nèi)，并且特定存儲區(qū)域與虛容器幀的復(fù)幀號存在確定的對應(yīng)關(guān)系。以圖1的虛級聯(lián)虛容器VC3-8V為例，外部存儲器可被分為8個大塊以對應(yīng)8個虛容器的虛級聯(lián)，假設(shè)延時范圍為100幀，則每個大塊須至少再分為100個小塊，因此總計800個小塊的特定存儲區(qū)域。由于是8個虛容器的虛級聯(lián)，因此同時發(fā)送的8個虛容器幀的復(fù)幀號是相同的，為此可將每8塊特定存儲區(qū)域歸并為一個存儲區(qū)域組，每個復(fù)幀號都與一個存儲區(qū)域組唯一地對應(yīng)，同時接收到的虛容器幀中復(fù)幀號相同的虛容器幀將被存儲在對應(yīng)的同一存儲區(qū)域組的不同小塊內(nèi)。值得指出的是，虛容器幀的復(fù)幀號有可能大于延時幀數(shù)，對此，可按照一定的規(guī)則使這些大于延時幀數(shù)的復(fù)幀號唯一地映射至某一存儲區(qū)域組，并且使得對應(yīng)同一存儲區(qū)域組的復(fù)幀號之間不是相等就是超過延時幀數(shù)。比較好的是，對于復(fù)幀號大于延時幀數(shù)的虛容器幀，可對其復(fù)幀號進行取模運算，除數(shù)為延時幀數(shù)，其對應(yīng)的存儲區(qū)域組就是取值等于模數(shù)的復(fù)幀號所對應(yīng)的存儲區(qū)域組。值得指出的是，上述示例的映射規(guī)則僅具有示意性質(zhì)，實際上還可采用其它各種能夠滿足上述要求的映射規(guī)則，因此上述示例不應(yīng)視為對本發(fā)明精神和范圍的限定。
如圖3所示，控制裝置隨后以存儲區(qū)域組為單位從外部存儲器讀取虛容器幀從而將復(fù)幀號相同的虛容器幀組合為與發(fā)送端相同的虛級聯(lián)虛容器幀。對于屬于同一相關(guān)復(fù)幀號但是復(fù)幀號不相等的虛容器幀，它們已超過延時范圍，因此可利用前述步驟中超出延時范圍的指示加以區(qū)分。
此外，在本發(fā)明的方法中，比較好的是使同一存儲區(qū)域組內(nèi)的不同小塊存儲區(qū)域是相鄰的，因而能順序讀取復(fù)幀號相同的虛容器幀以加快讀取速度。
權(quán)利要求
1.一種對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，在發(fā)送端，若干數(shù)量的虛容器幀按照一定的順序以虛級聯(lián)方式形成每個虛級聯(lián)虛容器幀，在接收端，由包含現(xiàn)場可編程門陣列的控制裝置對接收到的虛容器幀進行延時恢復(fù)和重新排序處理，其特征在于，當(dāng)接收端接收到同時到達的若干數(shù)量的虛容器幀時，所述控制裝置執(zhí)行以下步驟(1)確定當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀的復(fù)幀號；(2)將所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀的復(fù)幀號進行相互比較以確定所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀相互之間是否超出預(yù)先設(shè)定的延時范圍，并且如果確定超出預(yù)先設(shè)定的延時范圍，則指示所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀超出延時范圍；(3)根據(jù)各自的復(fù)幀號將所述當(dāng)前接收到的若干數(shù)量的虛容器幀寫入獨立于所述現(xiàn)場可編程門陣列的外部存儲器內(nèi)，其中，所述外部存儲器包含多個存儲區(qū)域組，每個復(fù)幀號唯一對應(yīng)一個存儲區(qū)域組，復(fù)幀號相等的虛容器幀被寫入所對應(yīng)的同一存儲區(qū)域組的不同區(qū)域；以及(4)以所述存儲區(qū)域組為單位從所述外部存儲器讀取虛容器幀，用于將復(fù)幀號相同的虛容器幀組合為與發(fā)送端相同的虛級聯(lián)虛容器幀。
2.如權(quán)利要求1所述的對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，其特征在于，虛容器幀的復(fù)幀號為在一定范圍內(nèi)取值的循環(huán)數(shù)，所屬取值范圍以延時范圍為單位被分為多段，在步驟(2)中，如果兩個被比較的復(fù)幀號同屬一段，則直接將兩個復(fù)幀號相減得到幀號差以判斷是否超出延時范圍，如果分屬相鄰并且位于循環(huán)數(shù)首尾邊界兩側(cè)的兩段，則將較小復(fù)幀號加上最大復(fù)幀號取值后再與屬于另一段的復(fù)幀號相減得到幀號差以判斷是否超出延時范圍，如果分屬相鄰并且不位于首尾邊界兩側(cè)的兩段，則將兩個復(fù)幀號相減得到幀號差以判斷是否超出延時范圍，如果分屬相隔一個或以上段的兩段，則直接判斷超出延時范圍。
3.如權(quán)利要求1或2所述的對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，其特征在于，同一存儲區(qū)域組內(nèi)的不同存儲區(qū)域是相鄰的以能夠被順序讀取。
4.如權(quán)利要求1或2所述的對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，其特征在于，所述外部存儲器為同步靜態(tài)存儲器。
5.如權(quán)利要求1或2所述的對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，其特征在于，所述虛容器為VC3或VC4虛容器，在所述步驟(1)中根據(jù)每個虛容器幀通道開銷段內(nèi)的H4字節(jié)確定該虛容器幀的復(fù)幀號。
6.如權(quán)利要求1或2所述的對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，其特征在于，所述虛容器為V11、V12和V2虛容器，在所述步驟(1)中根據(jù)每個虛容器幀通道開銷段內(nèi)的K4字節(jié)確定該虛容器幀的復(fù)幀號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種對大傳輸延時的虛級聯(lián)虛容器幀進行處理的方法，它能夠在保持現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實現(xiàn)方式簡單、靈活和方便的優(yōu)點的同時，又能以較低成本對接收到的大傳輸延時的虛容器幀進行快速而有效的延時恢復(fù)處理。在本發(fā)明的方法中，當(dāng)前接收到的虛容器幀被根據(jù)各自的復(fù)幀號寫入獨立于現(xiàn)場可編程門陣列的外部存儲器內(nèi)，其中，所述外部存儲器包含多個存儲區(qū)域組，具有相等復(fù)幀號的虛容器幀被寫入同一個存儲區(qū)域組的不同區(qū)域，并且以存儲區(qū)域組為單位從外部存儲器讀取虛容器幀用于將復(fù)幀號相同的虛容器幀組合為與發(fā)送端相同的虛級聯(lián)虛容器幀。
文檔編號H04L12/28GK1474559SQ0213638
公開日2004年2月11日 申請日期2002年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月5日
發(fā)明者劉玥, 廖志權(quán), 徐春, 劉 申請人:華為技術(shù)有限公司