专利名称：一种光纤通信网交换机的信令降频方法
技术领域：
本发明属于计算机光纤通信领域，是一种使用"降频码"取代"8b/10b码"来表示 信令，使信令信号频率成倍下降的方法。
背景技术：
光纤通信系统通常采用8b/10b码进行传输，传输速率在1000Mbps以上。 一般的 电路达不到如此高的速率。故在发送时，需要"并/串转换器件"来提高频率；接收时，需要 "串/并转换器件"来降低频率。通常用"电收发器(ElectricTransceiver)"( —种大规模 集成电路器件)实现。交换机提取少量控制信道的信令时，也要用这种器件。
交换机是在信令控制下，接通或断开信道。为此，交换机必须从高速信号流中提取 控制信道的信令。高速信号流的传输速率太高，用收发器来降频代价很高。收发器的引出 线很多，而且大多是高频信号，占用相当大的PCB板面积。尤其是每个端口都需一个电收发 器，当交换机规模较大时，电收发器件和高频信号线占用大量的PCB板面积，过大的PCB板 无法放入BGA封装的测试仪器中进行焊接质量测试，高频信号线的布线长度同样有一定的 限制。因此，本发明的目的是采用"降频码"方法对信令进行编码，使信令的信号频率成倍 下降，从而交换机不用电收发器，即可直接提取信令，显著简化交换机的结构。更为可贵的 是，解决了PCB板的设计难题。
发明内容
本发明提出了一种适用于光纤通信网交换机的信令降频方法，使用降频码对信令 进行编码，使信令的信号频率成倍降低，所述降频码的信令帧包含信令帧头、信令类型和目 的端口号等，所述信令帧头的格式为0000011111， 1111100000，0000011111， 1111100000， 从而使信令帧头的信号频率降为原信号频率的1/5，便于解码时识别，使用时钟为传输速率 频率l/5的时钟来进行解码，用有限状态自动机(FSM)依次检测所述信令帧头、信令类型和 目的端口号。 本发明所述的方法，采用时钟相位相反的两套有限状态自动机(FSM)来解决交换 机时钟与各个外来信号之间的相位随机问题。 本发明所述的方法，为了避免高频信号误判，有限状态自动机FSM判断到非信令 的高频信号时就自动回到初始状态。
本发明具有以下优点 (1)提出了一种信令降频码，使信令信号频率成倍下降。无需通常采用的大规模集 成电路收发器(Transceiver)。 (2)信令帧格式有特殊的信令帧头，使信令帧信号频率降为原频率的1/5或1/10， 信令帧只有少数几个字，与原来用8b/10b码表示相比，长度相当。 (3)对于传输速率为1000Mbps的情况下，用200MHz的时钟来解码。(对于其它传 输速率的情况下，用其1/5频率的时钟来解码。)用有限状态自动机(FSM， Finite State
3帧头、信令类型、和目的端口号。采用时钟相位相反的两套FSM来解 决交换机时钟与各个外来的信号之间的相位随机的问题。 (4)为了避免对高频信号的误判，FSM判到非信令的高频信号时就自动回到初始 状态。
图1(a)所示的是现有技术的16端口光纤通信网交换机的结构图，图1(b)所示的 是按照本发明设计实现的16端口光纤通信网交换机的结构图，其中，取消了全部电收发器 和相应的连线； 图2 (a)是现有技术的交换机的PCB板布局布线图； 图2(b)是按照本发明设计实现的交换机PCB板布局布线图； 图3 (a)为降频码'1'的格式； 图3(b)为降频码'0'的格式； 图3(c)为降频码的信令帧头的格式。
其中 1——节点机(PC机，或服务器)
2——光收发器
3——电收发器
4——交换机控制器
5——交换器件
具体实施例方式(1)降频码的编码方法 光纤通信FC标准要求，在8b/10b编码中'0'和'1'个数尽量相等，以保证信道中 电位平衡。故降频码的编码只有"1111100000"和"0000011111"两种。"1111100000"表示
'o' ;"oooooiiiii"表示'r，可由io位中的最低位判别。参见图3(a)为降频码'r的格
式；图3(b)为降频码'0'的格式；图3(c)为降频码的信令帧头的格式。
(2)信令帧格式 信令帧头的格式为"0000011111， 1111100000，0000011111， 1111100000"，从 "00000"与"11111"的波形来看，频率降为原频率的1/5，从"0000000000"和"1111111111" 的波形来看，频率降为原频率的1/10。信令种类也可用1个字来表示。从('0， '0， '0， 'O，)，( '0， '0， 'o， 'r)，
('o' 'o' 'r 'o')...到('r 'r 'r 'r )，可表示16种信令。 用端口号寻址时，也可用1个字来表示16个目的端口号。加1个字可表示256个 端口号，以此类推，还可增加端口号。 可见，信令用降频码表示后，也只有少数几个字，与原来用8b/10b码表示相比，长 度相差不多。 (3)降频码的解码方法 降频码的解码方法比编码方法复杂得多。对于传输速率为1000Mbps的情况下，可
4用其频率的1/5，即200MHz时钟来解码。首先检测信令帧头，其特征为连续的10位'l'，
再连续的io位'o'，再连续的io位'r。这是高频信号流中唯一的。用有限状态自动机
FSM(Finite State Machine)技术不难实现。继续用FSM还可检测到信令类型和目的端口
号。为了避免高频信号误判，FSM判断到非信令的高频信号时就自动回到初始状态。由于
交换机的200MHz时钟与各个外来的信号之间的相位是随机的，有可能时钟前沿对正好出
现在信号跳变的瞬间，因此，需要另外一套反相200MHz时钟的FSM来配合使用。 本发明具有如下效果，以16个端口的交换机为例，可以节省16个收发器，约500
条高频信号线，PCB板面积减小为1/2以下。由于交换机结构的简化，其可靠性必然提高，
成本必然降低。 此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来 说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅 是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
权利要求
一种适用于光纤通信网交换机的信令降频方法，其特征在于使用降频码对信令进行编码，使信令的信号频率成倍降低，所述降频码的信令帧包含信令帧头、信令类型和目的端口号等，所述信令帧头的格式为0000011111，1111100000，0000011111，1111100000，从而使信令帧头的信号频率降为原信号频率的1/5，便于解码时识别，使用时钟为传输速率频率1/5的时钟来进行解码，用有限状态自动机(FSM)依次检测所述信令帧头、信令类型和目的端口号。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于采用时钟相位相反的两套有限状态自动机 (FSM)来解决交换机时钟与各个外来信号之间的相位随机问题。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于为了避免高频信号误判，有限状态自动机 FSM判断到非信令的高频信号时就自动回到初始状态。
全文摘要
本发明涉及一种用于光纤通信网交换机的“信令降频方法”，光纤通信系统通常采用8b/10b码进行传输，传输速率在1000Mbps以上。交换机工作时需要从中提取少量控制信道的信令，但一般的电路难以处理传输速率如此高的信令，需要“串/并转换器件”来降低其频率，才能提取信令。本发明提出一种“降频码”，信令用“降频码”编码后，其信号频率可成倍降低，从而使交换机无需“串/并转换器件”即可提取信令，结构显著简化。
文档编号H04Q11/00GK101754053SQ200810182840
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月10日 优先权日2008年12月10日
发明者刘君瑞, 徐烽涛, 樊晓桠 申请人:湖州瑞万思信息技术有限公司