专利名称：用于突发容许过度误码率报警检测和清除的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及到电信领域。本发明具体涉及到用于高速同步数字电信信号的在线(in-service)性能监视的设备和方法。
2.现有技术状态当前在美国和世界其他地区运营的电信网络从模拟传送向数字传送的演化对带宽提出了越来越高的要求。实践证明替代铜制电缆的光纤光缆对这一发展演化是一种有价值的工具，其用途几乎遍及大容量干线到用户分布配置设备。光纤光缆能够比铜制电缆承载更多的信息，并具有较好的抗干扰性。
随着光纤通信的出现而出现了控制数据传送的各种标准。一种标准是公知的“SONET”；即“同步光纤网”。有关SONET标准的细节可参见Bellcore文献TR-NWT-000253及其所涉及的文献，其全文可作为本文的参考文献。在美国，SONET标准基于一种同步传送信号(STS)，而欧洲的SDH(同步数字分层结构)基于一种同步传送模块(STM)。STS和STM信号可以配置成不同的比特率并且表示成STS-n和STM-n，其中的n代表比特率倍数。例如，STS-3信号的比特率是STS-1信号的三倍，而STM-4信号的比特率是STM-1信号的四倍。尽管STM-1信号与STS-3信号具有相同的比特率，但这些信号含有不同的帧结构。
正如Bellcore文献和表示SONET STS-1帧的现有技术图1的例子中所述，SONET信号是按一种帧格式传送的，此帧格式包括分段开销(section overhead)和线路开销(line overhead)以及同样是按照字节列布置的有效载荷，其中分段开销和线路开销共同构成按照字节列布置的传送开销(TOH)。有效载荷的字节又包括“路径层开销”(POH)字节。从显示TOH和POH字节的细节的现有技术图2中可见，TOH字节当中的字节B1和B2是八位交错奇偶校验(BIP-8)码。同样，路径开销包括的字节B3是一个BIP-8码字节。线路的误码率是从一个STS-N中的STS-1的BIP-8总和获得的。对于STM信号的情况来说，误码率是从一个STM-N中STM-1的BIP-24总和获得的。参见ITU-TRecommendation G.707、G.708和G.709。
正如Bellcore文献TR-NWT-000253中所述，一个范围在1×10-3到1×10-9的用户选择的BER门限用于为自动保护切换(ASP)的启动而指示信号故障(SF)和信号恶化(SD)状态。(参见Bellcore TR-NWT-000253的Section5.3)。另外，还有最大检测时间要求和一个平均检测时间目标，这取决于选择的BER电平。例如，如Bellcore TR-NWT-000253的表5-2中所述，对于1×10-3的BER，最大报警检测时间是10ms，而对于1×10-5的BER，最大检测时间是1秒。对于1×10-3的BER，平均检测时间目标是8ms，而对于1×10-5的BER，平均检测时间目标是300/Nms或8ms，显然比较大，这其中N是STS信号的电平(例如，对于STS-1信号，N＝1)。用来检测报警条件的算法也应该能接受长达3ms的突发误差(burst error)。
在根据BIP-8代码出错(violation)来检测和产生报警状态时，在Bellcore TR-NWT-000253中建议了一种滑动窗口算法(SWA)。特别地，检查数据的Mt连续块，其中的Mt等于在重新初始化(为了报警)之前观测到的最大块数。如果有Mt或更多的块(Mt是一个希望的标志计数门限数)，这些Mt块中均具有m个或多个奇偶出错(其中m是一个奇偶出错计数门限)，并且将发出一个报警。如果不是的话，就按一个块推进(滑动)Mt连续块的窗口，并且对这一组Mt连续块，重复这些计算。而且，如果有Mt或更多的块均具有m个或以上的奇偶出错，就发出一个报警。如果没有，就再次滑动此窗口，并且重复这些计算。
在针对N帧的窗口大小实施此滑动窗口算法时，必须要检查当前一帧和前面N-1个帧的BIP-8代码出错，并且还必需存储前面N-1个BIP-8代码出错。对逐帧检查BER并存储前面N-1个BIP-8代码出错的要求对于实施SWA的硬件和/或软件来说是极大的限制。事实上，为了按8ms的检测时间目标来满足1×10-3的BER门限，只有硬件或VLSI实施才是可行的。另外，利用此滑动窗口算法，用来宣告信号恶化或故障的错误报警率太高而无法接受。
前面引入的共同拥有的美国专利US5724362描述了利用复位窗口算法来产生和清除过度误码率(excessive bit error rate)(EBER)报警的方法和设备。在“空闲状态”下监视STSn电信信号的输入数据块(每个数据块为B帧长)的BIP-8字节(例如，B2字节)，以执行代码出错计数(CV)。若是接收到代码出错计数满足或超过代码出错计数门限(CVSET)的一个数据块，就在“交叉计算状态(crossing calculationstate)”将计数器初始化，并且监视一个由多(W)个块构成的窗口。计数器对此窗口中具有满足或超过CVSET的CV的输入数据块进行计数。在交叉计算状态下，如果计数满足或超过了其自身的门限(X)，就进入报警状态并设置一个EBER报警。如果不是，系统就返回到“空闲状态”。一旦在报警状态下，就监视每个接收的数据块，以执行其代码出错计数。具有CVCLR(代码出错清除)或以下的CV计数的第一接收块初始化一个设置清除计数器CC的“清除计数状态”。清除计数器CC被用来对窗口中具有CVCLR或以下的CV的输入数据块的数量进行计数。如果CC计数达到时间窗口内的第三门限值Y，就清除报警并且系统返回到空闲状态。否则，系统就转入报警状态。参数B、W、X、Y、CVSET和CVCLR对于预期的在1×10-5到1×10-5之间的BER可由用户来配置。这些方法还可用于STM-N信号。尽管所描述的方法对突发误差状态是普遍有效的，但在突发状态下无法按任意方式来配置以改善性能。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种用于执行过度误码率(EBER)报警产生和清除的方法，这可以用硬件、软件或固件来实施。
本发明的另一目的是提供一种EBER报警产生和清除算法，能够满足检测时间和检测时间目标标准。
本发明的再一目的是提供一种EBER报警产生和清除算法，它相对滑动窗口算法具有较低的错误报警率。
本发明的又一目的是提供一种EBER报警产生和清除算法，对于预期的BER和对于预期的突发误差来说，此算法是可配置的。
以下要讨论如何实现这些目的，本发明的算法采用以下的用户可配置参数变量检测门限(THDV)、检测时基(TBDV)、恢复门限(THRV)、恢复时基(TBRV)和突发模式指示器(BURST)。门限THDV和THRV是代表BIP出错数的16位数。时基TBDV和TBRV是代表用来确定报警检测和恢复的采样窗口中帧数的16位数。BURST指示器是用来指示是否允许或禁止突发模式的一个1位值。本发明方法的步骤包括配置上述的参数变量，并且保持一个帧计数(FC)和一个误差计数(EC)。如果BURST＝0，就在EC≥THDV和FC＜TBDV时检测到一个报警条件，并且在FC≥TBRV和EC＜THRV时检测到一个报警恢复。如果BURST＝1，就在EC≥THDV和FC＜TBDV时检测到一个可能的报警条件，并在误差计数超过第二连续时间门限时检测到实际的报警状态。同样，如果BURST＝1，只在EC持续低于恢复门限达到两个连续恢复时基窗口时才检测到报警恢复。按照目前优选的实施例，帧计数器可以调节到每125微秒或每500微秒对帧计数一次，这样能使各个采样窗口扩大到32.768秒。
本领域的技术人员参照以下结合附图的详细描述还能认识到本发明的其它目的和优点。
图1是SONET STS-1帧的布局的一种现有技术形式；图2是在图1中STS-1帧的分段、线路和路径层开销部分中规定字节的一种现有技术形式；图3是表示本发明的用于产生和清除误码率报警的方法的流程图；以及图4是用于按照本发明的方法产生和清除误码率报警的一种设备的方框图。
最佳实施方式的具体说明本发明的方法采用以下的用户可配置参数变量检测门限(THDV)、检测时基(TBDV)、恢复门限(THRV)、恢复时基(TBRV)以及突发模式指示器(BURST)。门限THDV和THRV优选是代表BIP出错数的16位数。时基TBDV和TBRV优选是代表用来确定报警检测和恢复的采样窗口中帧数的16位数。BURST指示器是用来指示是否允许或禁止突发模式的一个1位值。本发明方法的步骤包括保持一个可以复位的帧计数(FC)和一个可以复位的误差计数(EC)。按照目前优选的实施例，根据是否设置了一个时基位(TBH)，帧计数器FC每隔125μs或每隔500μs增量一次。如果TBH被设置为1，FC就每隔500μs增量一次，而最大检测和恢复时间是216*500μs＝32.768秒。
检测、恢复和时基门限被选择为满足用于1.0E-3到1.0E-8的GR-253-CORE标准切换初始化时间。为了满足这一标准，在所要求的切换时间之前也应该提供一个报警通知，以便主机有实际执行切换功能的足够时间。表1表示每帧的通知时间和B2出错(排除分段开销)与检测门限和切换初始化时间的比较。
表1GR-253-CORE标准表明，对于按SONET测试组的测试，误差的分布是周期性或随机的。由于本发明的算法采用离散窗口，所以检测时基计数器应该设置在报警通知时间的二分之一，以满足报警通知时间目标。误差检测和时基控制寄存器应该按表2中所示来设置。
表2表2中最后一行假设将TBH设置在1，即时基为500μs且A0440＝20。如果BER高于编程的门限，通知就要发生在针对与输入BER匹配的门限所列举的时间量之内。例如，如果门限是为了监视1.0E-5电平上的BER来编程的(在16ms以内通知)，但实际输入BER是1.0E-3，则通知中断就要设置在1ms而不是一直等到16ms窗口结束。
图3将本发明的方法表示为一种具有四种状态和10个触发器的状态机。这些状态的名称是空闲报警状态10、报警设置状态12、突发报警清除状态14和突发报警设置状态16。触发器标记为A-J并且是按照是否允许BURST模式、EC与检测和恢复门限的比较、以及FC与检测和恢复时基门限的比较等项目来定义的。
如上所述，本发明的操作会受到是否设置了BURST位来指示BURST模式下的操作的明显影响。在BURST模式被关闭时，本发明的方法是在FC达到由触发器F指示的门限TBDV之前在误差计数EC等于或超过门限THDV时从空闲报警清除状态10推进到报警设置状态12。同样，在突发模式被关闭时，当EC在由触发器G指示的TBRV的至少一个完整周期中保持低于恢复门限THRV的情况下实行从报警设置状态12返回到空闲报警清除状态10的恢复。
在BURST模式被接通时，本发明的方法是在FC达到由图3中下部的触发器H指示的门限TBDV之前在误差计数EC等于或超过门限THDV时从空闲报警清除状态10推进到有条件突发报警清除状态14。在有条件突发报警清除状态14下，如果EC在下一连续TBDV期间降低到检测门限THDV以下，就重新进入空闲报警清除状态10。在有条件突发报警清除状态14下，如果EC在下一连续TBDV期间保持在检测门限THDV以上，按照图3中左侧的触发器H的指示进入报警设置状态12。在BURST模式被接通时，从报警设置状态12恢复到空闲报警清除状态10是通过有条件恢复状态(即，突发报警设置状态16)实行的。具体地说，如果EC持续TBRV的一个完整循环都落在恢复门限THRV以下，就按图3顶部的触发器B的指示进入突发报警设置状态16。在突发报警设置状态16下，如果EC在下一个连续的恢复周期落在恢复门限以下，就按图3右侧的触发器B的指示进入空闲报警清除状态10。在突发报警设置状态16下，如果EC在下一个连续的恢复周期上升到等于或大于恢复门限，就按触发器D所示重新进入报警设置状态12。触发器A、C、E和J分别表示状态机在状态12、16、10和14中保持的条件。
图4中表示用来执行本发明方法的一种设备100。此设备100包括状态机102、可复位帧计数器104和可复位误差计数器106。此状态机被耦合到用于TBDV(检测时基)的用户可配置输入108、用于THDV(检测门限)的输入110、用于THRV(恢复门限)的输入112、用于TBRV(恢复时基)的输入114和用于BURST(突发模式设置)的输入116。状态机102从帧计数器104接收帧计数118并通过复位线120使帧计数器104复位。从误差计数器106中为状态机102提供误差计数122，由状态机102通过复位线124使误差计数器106复位。帧计数器104和误差计数器106都从STS/STM帧126和时钟128接收输入。帧计数器104还接收用于TBH(时基)的用户可配置输入130，这是一个用来指示帧计数是应每125μs还是应每500μs增量一次的一位指示器。如图所示，此状态机还有一个报警输出132。
本领域的技术人员根据上文就能用硬件、软件或是硬件和软件的一种组合来实现设备100。按照所述的目前最佳实施例，该设备是采用ASIC(专用集成电路)或FPGA(场可编程门电路阵列)作为固件来实施的。
本文中描述了用来为STSn或STMn信号产生过度误码率报警的方法和设备的多个实施例。尽管描述了本发明的具体实施例，但不是为了要限制本发明，本发明的意义应该扩展到阅读过说明书后在技术上允许的范围。因此，本领域的技术人员无需脱离权利要求书限定的本发明的原理和范围还能做出其它的修改。
权利要求
1.用于为STSn或STMn电信信号产生过度误码率(EBER)报警的一种方法，所述STSn或STMn电信信号具有一帧，所述方法包括a)在空闲状态中，在一个预置检测时间周期中对误码进行计数；b)将所述预置检测时间周期期间的误码的总计数与一个检测门限值相比较；c)在所述总计数超过所述检测门限值时，i)如果未设置突发模式指示器，就进入报警状态并产生一个报警；和ii)如果设置了突发模式指示器，就重复步骤“a)”和“b)”，直至在进入报警状态并产生报警之前对于多个连续检测周期来说所述总计数超过所述检测门限。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，还包括d)在报警状态下，在一个预置恢复时间周期对误码进行计数；e)将所述预置恢复时间周期期间的误码的总计数与一个恢复门限值相比较；f)当所述总计数小于所述恢复门限值时，i)如果未设置突发模式指示器，就进入空闲状态并消除报警；和ii)如果设置了突发模式指示器，就重复步骤“d)”和“e)”，直至在进入空闲状态并消除报警之前对于多个连续恢复周期来说所述总计数小于所述检测门限。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，在步骤a)之前，所述方法还包括d)根据误码的预期发生来设置检测周期、检测门限和突发模式指示器。
4.按照权利要求2的方法，其特征在于，在步骤a)之前，所述方法还包括g)根据误码的预期发生来设置检测周期、检测门限、恢复周期、恢复门限和突发模式指示器。
5.按照权利要求1的方法，其特征在于所述检测周期是一个预置的帧计数值。
6.按照权利要求5的方法，其特征在于帧计数每125μs增量一次。
7.按照权利要求5的方法，其特征在于帧计数每500μs增量一次。
8.用于为STSn或STMn电信信号产生过度误码率(EBER)报警的一种设备，所述STSn或STMn电信信号具有一帧，所述设备包括a)用于确定重复检测周期的检测时基装置；b)用于对信号的误码进行计数并且提供误码值的误码计数器装置；c)耦合到所述检测时基装置和所述误码计数器装置的报警检测装置，用于确定在一个检测周期期间误码值是否大于或等于一个检测门限；d)耦合到所述报警检测装置的突发模式检测装置，用于确定所述设备是否工作在突发模式中；以及f)耦合到所述报警检测装置的报警产生装置，用于产生一个报警，其中i)当所述突发模式检测装置检测到所述设备未工作在突发模式中时，在所述报警检测装置确定在一个检测周期期间误码值大于或等于一个检测门限时，所述报警产生装置产生一个报警；和ii)当所述突发模式检测装置检测到所述设备正工作在突发模式中时，在所述报警检测装置确定在两个连续检测周期期间误码值大于或等于检测门限时，所述报警产生装置就产生一个报警。
9.按照权利要求8的设备，其特征在于，进一步包括g)恢复时基装置，用于确定重复恢复周期；以及h)恢复检测装置，耦合到所述恢复时基装置和所述误码计数器装置，用于确定在一个恢复周期期间误码值是否小于一个恢复门限，其中i)当所述突发模式检测装置检测到所述设备未工作在突发模式中时，在所述恢复检测装置确定在一个恢复周期期间误码值小于一个恢复门限时，所述报警产生装置消除报警；和ii)当所述突发模式检测装置检测到所述设备正工作在突发模式中时，在所述恢复检测装置确定在两个连续恢复周期期间误码值小于一个恢复门限时，所述报警产生装置消除报警。
全文摘要
一种过度误码率检测算法(图3)按两种模式工作(116)BURST模式(10&14)和非BURST模式(10&12)。在非BURST模式(10&12)下，若是一个误差计数(EC)在一组帧内超过(>=)一个门限(THDV)，就进入报警状态(12)，若是误差计数(EC)在一组帧内持续低于一个门限(THDV)，就退出报警状态(12)。在BURST模式(10&14)下，只有在误差计数(EC)在连续两个时间内超过门限(THDV)才进入报警状态(12)，并且只有在误差计数(EC)对于两个连续帧计数都保持低于门限(THDV)时才退出报警状态(12)。
文档编号H04Q11/04GK1500244SQ02807602
公开日2004年5月26日 申请日期2002年3月4日 优先权日2001年3月29日
发明者E·索特斯亚克, E 索特斯亚克, K·S·辛赫, 辛赫, P·戈亚 申请人:美商传威股份有限公司