专利名称：Vt组光扩展接口及vt组光扩展格式化方法
技术领域：
本发明涉及远程通讯，更具体地说是涉及SONET的虚拟分流(VT)组光扩展接口的一种格式和行处理速率。
光载体(光导纤维)传输媒质，例如在美国国家标准协会(AN-SI)采用的以其标准号TI.105—1988宣布的题为″数字分级光接口速率和格式规格″的同步光纤网(SONET)标准范围内使用的光载体媒质，越来越为多种形式数字信号的通信所接受。按照SONET标准，光载体等级信号(如OC—1、OC—3、OC—12、OC—48)是由工作在同一等级的电同步传送信号(STS)经光转换而得到的信号。STS—1(STS等级1)被定义为基准SONET模块化信号，其传送速率为每秒51.840兆位/秒(Mbit/s)。
光载体一般用来传送高速光信号，例如，在远程通讯中常用的155.2Mbit/s速率的OC—3信道。在沿着光载体的不同位置上可设置接口，用于将电(数字)信号线路如DS—1、DS—3与光载体链接。在光信号线路与数字信号线路之间的接口处，可设置一种熟知型式的合并/下行多路复接器(ADM)，从而具备通过各种各样的低速接口管理DS—1和DS—3等级电路之类的多重功能。低速和较低等级的信号最后可用于连接系统的终端用户。
在某些应用场合，可能希望在将信号分解为较低等级的电子信号之前为光载体提供一种光扩展接口(光纤信号中转总线)。该光扩展接口可用于为来自OC—N/STS—N光信号总线和来自一个远程地点的光信号提供信号传输通道。这将能提高与SONET信号向远程地点的持续传输效益。但是，在该接口内有必要为光扩展传输光信号提供传输帧格式和行处理速率。一种可以采用的方法是采用数字信号标准或DS—X标准来传输这类信号。但上述标准对于SONET在操作、管理和维护(OAM)方面的功能并未作详尽的规定。
本发明的目的是根据SONET标准中的规定为VT组光扩展部分提供一种具有广泛的操作、管理和维护功能的传输帧格式。
本发明的另一目的是为VT组光扩展提供一种传输帧格式和行处理速率，其中包含足够大的带宽，以支持VT组传送与业已在SONET标准定义的开销相类似的开销，同时还根据新定义提供足够的带宽以供新开销之用。
本发明的进一步目的是为VT组光扩展提供一种传输帧格式，以便根据标准SONET格式行处理速率易于产生的行处理速率进行操作。
本发明的更进一步的目的是为具有一定净负荷能力的VT组光扩展提供一种传输帧格式，使其能以传送来自一个SONET的VT组的、且与另一个SONET接口传送来的同步净负荷包封完全相同的净负载。
本发明的又一个目的是为将VT组(VTG)总线与光扩展链接提供一个光扩展接口，该接口为供给光扩展的信号提供一种传输帧格式，并为供给VTG总线的信号提供多路复接的VT净负荷和相关的通道开销。
按照本发明，VT组光扩展格式规定了一个用于传输135个字节的传输帧，每个字节包括8位，该格式提供8.640 Mbit/s的行处理速率。
按照本发明，每个帧还包括一个传送开销部分和一个净负荷部分。传送开销部分由27个字节组成，并规定各种操作、管理和维护功能，而净负荷部分由108个字节组成，直接对应STS—N帧的一个VT组。
按照本发明，VT组光扩展部分格式行处理速率按照STS—N网络部件时钟的整数倍(i)决定，如N为1则i为6，而如N为3时则i为18。
按照本发明，在VTG总线与光扩展部分之间还设有一个光扩展接口，该接口响应在VTG总线上提供的多路复接VT组净负荷结构，在光扩展部分上提供一个对应的VT组光扩展传输帧，该接口还响应在光扩展部分上的VT组光扩展传输帧的结构，向VTG总线提供多路复接VT组净负荷和相关的通道开销。
按照本发明，该光扩展接口还根据从一个下行模块接口(DMI)接收到的定时信号决定光扩展部分的行处理速率。
按照本发明，该DMI按照STS—N网络部件时钟的整数倍(i)决定光扩展部分的行处理速率，如N为1则i为6，而当N为3时i为18。
本发明为光扩展部分的传输VT组数据提供一种高级的传输帧格式，该格式无论在格式方面还是性能上都尽可能与现行的STS—N/OC—N接口协调一致。本发明的格式简化了为VT组光扩展接口采用一定格式所必需的标准作业方式，将该接口的不必要的新的和变更的开销规定及其性能减小到最低限度，并使该接口对现有的STS—N/OC—N标准的协同性达到最佳程度。本发明的格式和开销与现有的STS—N/OC—N格式和开销类似，因而可将为使VT组光扩展接口标准化而必须寻址的新格式和开销的有关版本数量减小到最低限度。这种被限定了的能力将能能够在保持现有培训费用、网络体系结构和OAM运用的同时引进SONET网络内的VT组光扩展接口。
本发明的上述和其他目的、特征及优点从以下参照附图对实施例所作的详细说明将看得更加明显。
图1是示出一种同步传输信号帧的帧格式、特别是表明传输开销和包封容量的STS—1帧的图。
图2是示出在图1的STS—1帧内VT组的帧列分配图。
图3是示出具有本发明光扩展接口和下行模块接口的合并/下行多路复接器(ADM)的示意框图。
图4是示出本发明光扩展部分作为SONET通信系统一部分的示意框图。
图5是图3中下行模块接口(DMI)的示意框图。
图6是图3中光扩展接口的示意框图。
图7是示出一种同步传输信号帧的帧格式、特别是在光扩展部分上使用的VT组光扩展帧格式图。
图8是以9行格式示出的VT组光扩展帧格式图。
本发明特别适用于专为在VT组光扩展部分上传输光信号提供的一种传输帧格式。该传输帧格式供可作为SONET系统合并/下行多路复接器(ADM)的一部分的光扩展接口使用。光扩展部分在使用本发明的传输帧格式的条件下，保证能够向远程地点传输VT组的光信号。此外，传送帧格式还提供符合SONET标准要求的操作、管理和维护功能。
本发明是为采用光载体(光导纤维)的传输媒质如在上述同步光网络(SONET)标准规定的范围内使用的光载体媒质准备的。光载体等级信号(如OC—1、OC—3、OC—12、OC—48)是由工作在同一等级的同步传送信号(STS)经光转换而得到的信号。如上所述，STS—1(STS等级1)被定义SONET模块基准信号，其传送速率为每秒51.840兆位(Mbit/s)。因此，STS—N光载体等级只不过是等级1的速率乘以N的一个等级，N为等于或大于1的整数。STS码流用帧表示，STS—1帧含810个字节，可设想为图1所示的9行，每行宽度为90个字节(90列)，帧的周期等于125微秒。传输顺序为从左至右逐行进行的方式。在每个字节内的最高有效位首先被传输。
STS—1帧可划分为分配给传输开销的部分和包括通道开销及净负荷的通称为同步净负荷包封(SPE)的部分。STS—1帧定义了多种不同的开销形式，其中包括维护、用户信道、频率调整、指令线、信道辨识和扩增信道。STS—1帧的前3列包括传输开销，依次为段开销和线路开销。段开销是区段层的开销，是与STS—N帧通过物理媒质有关的传输开销。线路开销是线路层的开销，是与通道层净负荷有关的传输开销。
如图1所示，STS—1帧的同步净负荷包封(SPE)由9行组成，每行宽87列。第1列为通道开销，其余的774个字节用于净负荷。在净负荷内包括由符合各种数字标准的信道组成的电话传送信息的信道。正如在本技术领域中所周知的，这些标准包括DS—0(64k-bit/s)、DS—1(1.544Mbit/s)和DS—3(44.736Mbit/s)。净负荷部分可用来传输DS—3信号或各种Sub—DS—3信号。在提供各种低速业务(如DS—1、DS—1C、DS—2)的同时，为保持协调的净负荷结构，对SPE规定了一种称作虚拟分支(VT)的结构。为传输上述Sub—DS—3信号，SPE被分成7个VT组，每个组内各有总数108个字节。一个STS—1信号按每个VT组的列分配示于图2。当7个VT组中的每一个按顺序以6.912Mbit/s被传送时，各STS—1帧顺序地以51.84Mbit/s传输。该VT组结构的设计意图是使传输易于协调，并且仅通过VT的处理即可统一切换各种净负荷。
可在一个VT组中传送的VT信号共有4类VT1.5(1.728Mbit/s)、VT2(2.304Mbit/s)、VT3(3.456Mbit/s)和VT6(6.912Mbit/s)。在一个VT组内的所有VT信号都必须具有相同形式，但在一个单独的SPE内可以有不同的形式。每个VT组可传送4个VT1.5、3个VT2.0、2个VT3.0或1个VT6.0。
参照图3，图中示出的合并/下行多路复接器(ADM)110具有一个本发明的光扩展接口。ADM 110如图所示连接在光载体112之间，光载体112各有一个以(例如)155.52Mbit/s的光载体等级—3(OC—3)行处理速率工作的光信道。光信号沿着光信号线路112加到在ADM 110内的高速光接口(HIF)115。各高速光接口115包括一个用于将接收到的光信号变换为STS—3电信号的光—电接收机和一个用于将STS—3电信号变换为OC—3光信号以便在光信号线路112上传输的电—光发送机。接收机的输出加给在各高速接口内的高速多路复接—分接器(图中未画出)，并由其接收发送机的输入。多路复接—分接器在分接方向将STS—3信号变换为3个STS—1信号，而在复接方向将3个STS—1信号变换为一个STS—3信号。将这3个STS—1信号向信号线路122提供并从信号线路122接收。
信号线路122将HIF 115连接于一个交叉连接设备127。交叉连接设备127在两个高速接口115之间并且(或者)通过信号线路133在一个高速接口115与一个或多个下行模块接口DMI 130之间提供一个可调的即可用软件提供的交叉连接功能。各个DMI130在低速设施即1级同步数字信号(DS—1)通信量与1级传输信号等级1(STS—1)分组总线之间提供一个接口。下行模块接口130的输出通过一个虚拟分组(VTG)总线140加到多个VTG总线接口单元145。在本发明的例子中，各个DMI 130如图所示连接7个VTG总线接口单元145。DMI 130的操作将在后文详细说明。
每个VTG总线接口145支持4个1级数字信号(DS—1)的电路156。VTG接口单元用一个VT信号的浮动VT指针向VT组提供同步映射。VTG接口单元在复接(MUX)方向执行DS—1向VT组的映射，在分接(DEMUX)方向执行VT组向DS—1的映射。DS—1电路156可与终端用户(图中未画出)连接，用于将信号传入或传出光信号线路112。
到此为止所说明的所有设备只不过是本技术领域内众所周知的例子。
按照本发明，可能需要从ADM 110接口向一个远程地点以低速(例如DS—1)进行光传输。为此就要装设一个光扩展下行模块接口(OEDMI)170，以便通过电的VTG总线140与光扩展接口(OEI)172连接。OEI 170在电的VTG总线140与光扩展(OE)光纤信号总线178之间提供一个接口。
参照图4，图中示出了一个连接在图3的ADM 110与一个从属光扩展接口(Slave OEI)180之间的图3中的光扩展部分178的例子。如图所示，另一个ADM 110通过不同长度的光信号线路112与图3的ADM 110和网络中其他的ADM(图中未画出)相连接。光扩展部分178设置在ADM 110和从属OEI 180之间，用于向处在远程地点的DS—1电路提供电信号。从上述以及后文的详细说明可知，图4的ADM 110包括用来在VTG总线140与光扩展部分178的一端之间提供接口的OEI 172(图3)，而在光扩展部分178的另一端设置了一个Slave OEI 180，用于在光扩展部分178与4个DS—1电路156a之间提供接口(通过VTG总线140a和VTG总线接口145a)。
现在参照图5，图中较为详细地示出了OEDMI 170。OEDMI170包括一个多路复接/分接器(MUX)302，用来将沿着STS—1分组总线133施加的信号进行分接，提供给VTG总线140，同时也用来将由VTG总线140接收的信号进行复接，提供给STS—1分组总线133。MUX 302由微处理机310控制，微处理机310具有一个存储器312，用来为其提供程序和数据存储。定时控制电路(CLK)315提供从51.840Mbit/s的STS—1分组总线行处理速率到VTG总线的6.912Mbi/s行处理速率的适当定时。此外，时钟315还以8.640Mbit/s速率供给一个时钟信号，为光扩展部分提供行处理速率。此行处理速率由STS—1分组总线的行处理速率除以整倍数6算出。
在本发明的例子中，图3的OEDMI 170连接7个光扩展接口172，用于分别将一个STS—1帧的7个VT组的各自与各个光扩展接口172链接。另外，在各VT组总线内对各光扩展接口172(图3)设有一条处于VTG状态和备用线320(图5)，用来提供控制、报警和通过光扩展接口172的传入/传出。
现在再来看图6，图3的光扩展接口172在MUX(复接)方向执行VT组向光扩展格式的映射，并在DEMUX(分接)方向执行光扩展格式向VT组的映射。图6中对OEI 172的描述所涉及的是装在ADM内的OEI，但本技术领域中的熟练技术人员都能理解，这种描述完全适用于一个Slave OEI 180(图4)。由图3中的OEDMI提供的VT组数据在复接方向沿着VTG总线140施加于在光扩展接口172内的一个VT组格式化器412(图6)。格式化器412是一个格式生成器，其功能将在后文中详述，它用于在MUX方向将线路140上的VT组数据以本发明的光扩展格式变换为线路414上的数据；并在DEMUX方向将线路414上的具有本发明格式的数据变换为线路140上的VT组数据。格式化器412可用一个专用集成电路(ASIC)实现。
格式化器412通过8.640Mbit/s的信号速率连接于一个光输入/输出设备(OPTICS I/O)415。OPTICS I/O 415为格式化器412供给的电信号与光扩展总线178链接提供一个光/电接口。OPTICSI/O 415包括一个光—电(电接收机)设备420和一个电—光(电发送机)设备423。电接收机420在DEMUX方向将光扩展部分178接收到的光信号变换为供给格式化器412的电信号，而电发送机423则在MUX方向将格式化器412提供的电信号变换为供给光扩展部分178的光信号。
如上所述，格式化器412在一个(MUX)方向执行VT组向光扩展帧的映射，并在另一个(DEMUX)方向执行光扩展帧向VT组的映射。图7和图8示出了本发明的光扩展帧的格式。图7所示的光扩展格式包括27行、5列，而图8示出的是与9行SONET格式极为类似的具有9行、15列的格式。图7和图8两个图均由左至右然后自上而下阅读。光扩展帧包括一个由135个字节组成的帧，其基本信号分为两个主要部分，一部分用于组传输开销，一部分用于净负荷。组传输开销包括27个字节，而净负荷包括一个与SONET帧的一个VT组直接对应的108个字节的VT组。如本技术领域所周知的，一个VT组可包括1个VT—6、2个VT—3、3个VT—2、或4个VT—1.5。
组传输开销的27个字节在图7所示5列格式中设置在第1列，在图8的15列格式中设置在第1、第6、第11列。为便于说明和理解，将根据图7所示5列格式的第1列说明组传输开销的功能。
VT组传输开销是为一个端对端光扩展部分178的操作、管理和维护(OAM)而设的。OAM标准化是对多家供货商供应的混合设备提出的要求，而且便于对系统的所有各级进行管理。组传输开销27个字节的功能分配如图7所示，并说明如下。
成帧字节两个成帧字节或帧定位信号，由帧格式化器提供。这两个字节对应于STS—1 A1和A2字节。
链路跟踪链路跟踪用来反复传送64千位(Kbit)固定链接的字符串，使接收端能够连续检验通道的完整性。该信息的内容可由用户编程而且可由帧格式化器提供。这个字节对应于STS—1J1字节。
多帧指示器多帧指示器是为其需要的帧比一个单一光扩展帧长的净负荷而设的。多帧指示器也由帧格式化器提供。这个字节对应于STS—1 H4字节。
指令线一个用于线路等级指令线的64kbit/sPCM(脉冲编码调制)话音信道。这个字节的内容一般由发送程序提供，发送程序取得对应的SONET指令线字节的内容，并将该内容提供给格式化器，以便分配光扩展格式开销。这个字节对应于STS—1 E1字节。
用户信道一个为用户目的而保留在一边的64kbit/s信道。这个信道的内容也是通过发送程序从对应的SONET STS—1字节提供给格式化器。这个字节对应于STS—1 F1字节。
DCC一个由3个字节提供的192kbit/s数据通信信道(DCC)，用于在各段间的报警、维护、控制和管理。该数据通过发送程序从STS帧提供。这3个字节对应于STS—1 D1～D3字节。
位交替奇偶性位交替奇偶性用于差错监视。这个字节的内容由帧格式化器计算。这个字节对应于STS—1 B2字节。
APS两个字节分配给在光扩展部分中的自动保护设备之间的信号装置。这两个字节的内容由帧格式化器提供。这两个字节对应于STS—1 K1和K2字节。
SYNS一个通过发送程序从STS—1帧提供的同步化字节。这个字节对应于STS—1 Z1字节。
信号标签一个分配给信号标签的字节，用于提供STS—1 SPE的结构指示。这个字节通过发送程序从STS—1帧提供。这个字节对应于STS—1 C1字节。
通道状态一个从通道终端设备发送、并返回通道发端设备的状态字节，用于传送终端设备状态和通道差错特性。这个字节使整个双工通道的状态和性能可以在任何一端或通道的任何点上得到监视。这个字节由帧格式化器产生并对应于STS—1 G1字节。
其余的组传输开销字节留待将来分配给尚未定义的目的使用。
光扩展帧的行处理速率(LR)等于STS—1帧的行处理速率的六分之一，由下列式1给出LR＝(135字节/帧)(8位/字节)(8kHz)＝8640kHz/帧……式1行处理速率也可用下列式2或式3中的任何一式决定LR＝(27字节/行)(5行)(8位/字节)(8 kbit/s)＝8640kHz……式2LR＝(51.840Mbit/s)/(6)＝8640kHz……式3如以上对DMI 170(图3)的讨论，8.640MHz的行处理速率由时钟315(图5)将STS—1分组的行处理速率除以6提供。该行处理速率通过VTG总线140提供给帧格式器。
再来参看图4，一个Slave OEI 180设置在光扩展部分178的远离ADM 110的一端。该Slave OEI 180通过VTG总线140a与VTG总线接口145a连接，并提供与ADM110内的OEI 172(图3)相同的功能。该Slave OEI 180在沿着ADM 110的MUX方向执行VT组向光扩展格式的映射，并在沿着VTG总线接口145a的DEMUX方向执行光扩展格式向VT组的映射。如上所述，VTG总线接口145a支持4个DS—1电路156a。
尽管本发明已根据其实施例作了描述和图示说明，但本技术领域的熟练技术人员应该理解，上述以及此外可能进行的其他各种变更、省略和增补在任何方面都不脱离本发明的主旨和范围。
权利要求
1.一种用于将按码流传送的数据定位的VT组光扩展格式化方法，包括以下步骤将被传送的数据按包括135个字节的传输帧排列，其中每个传输帧包括一个传输开销部分和一个净负荷部分；将表示被传送信息的数据放在上述净负荷部分；和将表示控制信息的数据放在上述开销部分，上述控制信息与传输帧内的上述被传送信息有关；
2.按照权利要求1所述的VT组光扩展格式化方法，其特征在于上述传输开销部分由27个字节组成，并规定操作、管理和维护功能，上述净负荷部分由108个字节组成。
3.按照权利要求2所述的VT组光扩展格式化方法，其特征在于上述净负荷部分直接对应STS—N帧的一个VT组。
4.按照权利要求1所述的VT组光扩展格式化方法，还包括将传输帧以8.640Mbit/s的行处理速率按码流传送的步骤。
5.按照权利要求1所述的VT组光扩展格式化方法，还包括以下步骤按STS—N网络部件时钟的整数倍(i)决定光扩展部分的行处理速率；以上述行处理速率按码流传送传输帧。
6.按照权利要求5所述的VT组光扩展格式化方法，其特征在于如N为1则i为6，而如N为3时则i为18。
7.按照权利要求5所述的VT组光扩展格式化方法，其特征在于上述行处理速率为8.640Mbit/s。
8.一种用于在光扩展部分与VTG总线之间传送数据的光扩展接口，包括格式化器设备，用于响应在VTG总线上提供的多路复接VT组净负荷结构，并在光扩展部分上提供一个对应的VT组光扩展传输帧，上述VT组净负荷包括表示被传送信息的数据和表示控制信息的数据的被传送数据，上述格式化器设备包括a)提供上述包括135个字节的传输帧的设备，每个传输帧包括一个传输开销部分和一个净负荷部分；b)将表示被传送信息的数据放在上述净负荷部分的设备；和c)将表示控制信息的数据放在上述开销部分的设备，上述控制信息与传输帧内的上述被传送信息有关；
9.按照权利要求8所述的光扩展接口，其中，上述格式化器设备还响应在光扩展部分上的VT组光扩展传输帧的结构，向VTG总线提供多路复接VT组净负荷。
10.按照权利要求9所述的光扩展接口，还包括在上述格式化器设备与光扩展部分之间的光接口设备，上述光接口设备包括电发送设备和电接收设备，电发送设备用于将从上述格式化器设备接收到的电的VT组光扩展传输帧变换为光的VT组光扩展传输帧供给光扩展部分，电接收设备用于将从光扩展部分接收到的光的VT组光扩展传输帧变换为电的VT组光扩展传输帧供给上述格式化器设备。
11.按照权利要求9所述的光扩展接口，其特征在于上述传输开销部分由27个字节组成，并规定操作、管理和维护功能，上述净负荷部分由108个字节组成。
12.按照权利要求11所述的光扩展接口，其特征在于上述净负荷部分直接对应STS—N帧的一个VT组。
13.按照权利要求9所述的光扩展接口，还包括以8.640Mbit/s的行处理速率向光扩展部分提供上述传输帧、和从其接收上述传输帧的设备。
14.按照权利要求9所述的光扩展接口，还包括按STS—N网络部件时钟的整数倍(i)决定光扩展部分的行处理速率；和以上述行处理速率向光扩展部分提供上述传输帧、和从其接收上述传输帧的设备。
15.按照权利要求14所述的光扩展接口，其特征在于如N为1则i为6，而如N为3时则i为18。
16.按照权利要求14所述的光扩展接口，其特征在于上述行处理速率为8.640Mbit/s。
17.按照权利要求14所述的光扩展接口，其特征在于上述决定设备为下行模块接口。
18.按照权利要求9所述的光扩展接口，其特征在于上述控制信息中的某些信息对应着上述VTG净负荷，而上述控制信息中的其余信息则由上述格式化器设备产生。
19.按照权利要求2所述的VT组光扩展格式化方法，还包括以下步骤按STS—N网络部件时钟的整数倍(i)决定行处理速率，其中N为大于或等于1的整数；和以上述行处理速率按码流传送传输帧。
20.按照权利要求19所述的VT组光扩展格式化方法，其特征在于如N为1则i为6，而如N为3时则i为18。
21.按照权利要求19所述的VT组光扩展格式化方法，其特征在于上述行处理速率为8.640Mbit/s。
全文摘要
本发明提供了一种VT组光扩展格式，规定了一个用于传送135个字节的传输帧。每个帧包括一个传输开销部分和一个净负荷部分。传输开销部分由27个字节组成并规定各种操作、管理和维护功能，而净负荷部分由108个字节组成并直接对应着STS-N帧的一个VT组。在VTG总线与光扩展部分之间设置了光扩展接口，用于在光扩展部分上提供一个对应的VT组光扩展传输帧，还向VTG总线提供多路复接VT组净负荷和相关的通道开销。
文档编号H04Q11/04GK1129375SQ9511820
公开日1996年8月21日 申请日期1995年9月28日 优先权日1994年9月30日
发明者克劳德·梅尔文·赫尔洛克 申请人:阿尔卡塔尔有限公司