专利名称：一种支路单元保护的方法
技术领域：
本发明涉及一种实现支路单元保护方法，具体地涉及在传输速率为155Mb/s的同步数字系列系统中对支路单元提供1:n保护的方法，本方法对同步数字系列(SDH)系统中其它接口单元及其他应用领域的保护设计有着同样的借鉴作用。
背景技术：
在同步数字系列系统中，多种速率的电支路接口，例如常规的2Mb/s，34Mb/s，45Mb/s，140Mb/s等准同步数字系列(PDH)的支路接口和155Mb/s的SDH支路接口，均以特定格式映射/解映射到SDH的帧信号中，通过SDH的光线路传输。在实现这些接口的SDH系统设计中，往往需要将支路接口分解为连接单元和支路单元。基于对业务可靠性的考虑，往往需要对关键的支路单元设计为1:n保护。
现有技术对于支路接口单元的保护，一般采用如图1所示的方式。在图1所示的系统正常工作的情况下，与连接单元1相连的线路接口业务(一般通过75Ω的同轴电缆引入)通过支路1接入交叉连接单元，与连接单元n相连的线路接口业务通过支路n接入交叉连接单元，保护连接单元和保护支路单元处于空闲状态。
一旦某个支路单元r(1≤r≤n)失效，与之接口的连接单元r和交叉连接单元同时动作，将线路接口业务倒换到保护连接单元和保护支路单元上。
从保护实现方式的角度来看，这种方式直观，简明。但是它至少存在如下几种弊端首先，连接单元i(1≤i≤n)与保护连接单元完成的功能不同，必然采用不同的设计，无法兼容，因而增加了系统的维护量；其次，n的取值受到限制，可以设想，一旦n取得较大，例如n＝5，则必须有四个连接单元的输入输出信号与保护连接单元接口，一方面增加了背板的印刷电路板布线难度，同时增加了保护连接单元的设计复杂度，特别是对于较高速率的线路接口，这一制约因素表现得相当明显；第三，保护连接单元和保护支路单元的位置是固定的，在系统中的拓扑结构无法改变，这种缺陷在系统进行扩容时就表现出来。用户的需求是不断变化的，一旦保护连接单元和保护支路单元的位置在前期的工程开通中已经被占用，再增加支路单元的保护功能是相当困难的，而且需要中断原有的业务。
另外，在系统设计中，连接单元和支路单元一般不在一个单板上实现，而是独立设计的，合理界定支路单元内的模块，既要实现对关键模块的保护，同时要考虑避免电路重复，简化设计，降低成本。现有技术的系统设计一般选择支路单元A的划分方式。此时进入连接单元和保护连接单元的码型为代码标记转换码(CMI码)，对于线路一侧的输入输出接口，CMI码的均衡和驱动电路是必不可少的，造成电路的重复和器件浪费。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种支路单元的保护方法。本发明的方法适用于同步数字系列系统中，该系统中多个连接单元以级联方式形成单向环型拓扑结构，每个连接单元执行代码标记转换码驱动/均衡、代码标记转换码/非归零码码型变换、时钟恢复，每个连接单元内以四个二选一选择器执行连接单元与支路单元的信号连接控制，正常工作正态下每个连接单元通过各自的支路单元与主备用交叉连接单元正常连接，该方法包括步骤选择环型拓扑结构中多个连接单元之一作为保护连接单元，与该保护连接单元正常连接支路单元即为保护支路单元，其余连接单元和支路单元为工作连接单元和工作支路单元；主备用交叉连接单元检测来自支路单元的告警信号线，一旦检测到来自某个支路单元的告警信号，则主备用交叉连接单元确定失效支路单元与保护支路单元的位置；主备用交叉连接单元以控制线信号控制保护连接单元和失效支路单元对应连接单元内的二选一选择器动作，将失效支路单元所对应的连接单元的输入输出信号倒换到保护支路单元。
本发明的支路单元保护方法中，保护连接单元的位置选择是通过网管软件设置的。
本发明的支路单元保护方法中，可以选择保护支路单元与工作支路单元比例为1∶3。
使用本发明的方法可以实现保护连接单元与保护支路单元位置的灵活设置，实现保护连接单元与工作连接单元的一致性，降低系统成本。
图1为说明支路单元保护方式的示意图；图2为本发明方法所采用的支路单元与连接单元之间结构划分的示意图；图3为本发明支路单元保护方法所采用的SDH系统配置示意图。
具体实施例方式
下面结合说明书附图详细介绍本发明方法的技术原理与集体实现方式。在实现本发明的支路保护方式时，需要考虑几点技术问题第一，系统中保护连接单元和保护支路单元的位置应当可以灵活配置；第二，要保证保护连接单元和工作连接单元在电路设计上的一致性；第三，简化系统设计，避免重复设计，降低系统成本。为解决这些技术问题，本发明采用单向环型拓扑结构，以级联方式实现支路单元的1:n保护，保护支路单元与保护连接单元的位置由软件灵活控制；采用对称的系统设计，使得保护连接单元与工作连接单元的电路设计一致；采用图2所示的支路单元B划分方式，简化系统设计，避免重复设计降低成本。
图1所示为支路单元1:n保护的实现方式。图2中的支路单元A表示支路单元与连接单元之间的常规划分方式，图2中的支路单元B表示本发明的支路单元保护方法所采用的支路单元与连接单元之间的划分方式。在本发明所采用的上述划分方式中，CMI均衡与驱动功能、时钟恢复功能和CMI/NRZ码型变换功能均由连接单元实现，支路单元仅仅完成开销处理和指针处理(关键模块)，与连接单元的接口采用非归零(NRZ)码型和低电压正极性发射极耦合逻辑电路(LVPECL)电平，背板传输安全可靠。当直接利用专用集成电路(ASIC)芯片作为连接单元的硬件时，可以完成时钟恢复、CMI编码/解码、CMI码的均衡/驱动功能，节省了额外的均衡/驱动芯片。
图3为采用本发明方法的SDH系统配置示意图。图3中多个支路单元与主备用交叉连接单元相连接，图中最左侧的支路单元被设定为保护支路单元，保护支路单元上方的连接单元被设置为保护连接单元，其余支路单元2至n分别与各自上方的连接单元2至n正常连接以配合工作。图3中的每个连接单元由实现时钟恢复、CMI编码/解码、CMI码的均衡/驱动功能的专用集成电路和四个二选一选择器组成。在正常工作状态下，每个支路单元与上方对应的连接单元配合工作。由于图3所示的SDH系统采用单向环形拓扑结构，不仅以低成本方式保证支路接口的输出波形样板、输入衰减、输入输出回损等主要指标容易实现。而且，图3的SDH系统可以通过软件灵活配置保护连接单元和保护支路单元的位置，使系统易于扩容改造。图3的系统配置方式可以用于155Mb/s支路单元1:n保护。
如图3所示，采用“支路单元B”的划分方式，在连接单元包含有如下功能模块时钟恢复，CMI编解码，CMI均衡和驱动等。为了实现保护功能，在每个连接单元设计四个二选一选择器；支路单元完成各种开销和指针处理。每个支路单元与主备交叉连接单元之间除了双向的业务信号接口外，还将本单元的告警信息传递给主备交叉连接模块，同时主备用交叉连接模块通过控制信号控制连接单元动作。
从图3中可以看到，连接单元的设计具有对称性，无论是作为保护连接单元的连接单元还是作为工作连接单元的连接单元，只需要通过人工在现场进行手动设置即可，一旦设定了保护连接单元，则该保护连接单元下方的支路单元也就成为了相应的保护支路单元，这样发保护的优先级别就固定下来。按照图3中的信号流向，紧邻保护单元右边的支路单元的优先级别最高，而且顺图中向右方向依次降低。当然，我们可以配置处于级别高的支路单元例如图3中的支路单元2不需要保护，但是为了实现对较低级别的支路单元例如支路单元3的保护，处于较高级别的支路单元例如支路单元2必须工作正常，否则，低级别的连接单元因“传递链”的中断而无法切换到较高级别支路单元，就不能实现正常保护倒换。图3的系统中，系统配置成为单向环路的拓扑结构，对保护单元和工作单元的位置没有特殊的指定，只需要通过网管配置保护单元和工作单元的位置即可。最后，由于连接模块之间的接口信号是一级一级的级联再生(犹如“传递链”一样)，传递信号的格式为抗干扰能力强的LVPECL电平，NRZ码，从而适用于较高速率的支路单元的保护场合，也容易实现一个保护支路单元对多个的工作支路单元的保护，即1:n的保护。
支路单元的保护倒换要在三个单元内动作，过程是有损伤的。其控制核心为交叉连接单元，交叉连接单元根据各个支路单元送来的盘失效信号告警1，告警2，告警3，告警n，以及保护支路单元位置的设置情况，按优先级决定倒换的发生，将工作支路单元和交叉连接单元之间的业务信号切到保护支路单元上。同时启动发生倒换动作的保护连接单元和失效工作连接单元的控制信号，控制保护连接单元和失效工作连接单元完成倒换动作。连接单元的倒换动作由图3中二选一选择器的执行相应的选择完成，二选一选择器可用LVPECL选路器件实现。
下面解释图3的系统配置中倒换工作过程。如图3所示，图中最左侧位置配置了保护支路单元和保护连接单元，其它位置配置为工作支路单元和工作连接单元。正常情况下，主要业务通过工作支路单元接入，保护支路单元可以接入辅助业务，或者空闲。一旦交叉连接单元检测到某个工作支路单元失效，例如图3中的工作支路单元3因故障而失效，并出现告警，交叉连接单元将根据失效工作支路单元的位置进行优先级分析，决定接受保护的工作支路单元。在本例子中，工作支路单元2没有出现故障，因此交叉连接单元决定对工作单元3实施保护。此时交叉连接单元启动控制1和控制3两个信号，控制两个连接单元完成如下倒换动作保护支路单元接口的输入输出信号全部倒向与工作连接单元2接口的信号，并且切断保护连接单元的辅助业务；同时，连接单元3内的两个二选一选择器切换，将连接单元3的输入输出信号全部倒换到支路单元2上。这样，保护支路单元通过连接单元2内的线路与连接单元3连接，从而完成了对失效的支路单元3的保护。系统中其它连接单元内的选择器不发生任何动作。
以本发明的方法应用于10G带宽的SDH系统中，以实现155Mb/s电支路接口保护，支路单元的密度为16路/单元，支路单元的保护为1:3保护。该试验系统经验测获得的试验结果如下(1)可以通过网管任意配置保护单元的位置，保护功能正常。并且通过高温50摄氏度，低温-5摄氏度各4个小时的稳定观察，没有发现误码，验证了连接单元模块之间的接口信号在PCB背板上传输的可靠性；(2)保护连接单元和工作连接单元完全兼容；(3)回损测试均在-17dB以下，其它接口指标均满足ITU-T建议标准；(4)大大降低了设备成本。
上述附图和实施例仅仅用于解释本发明方法的工作原理，并不对本发明的保护范围构成限制，本发明的保护范围由所附带的权利要求书所限定。
权利要求
1.一种用于同步数字系列系统的支路单元保护方法，该系统中多个连接单元以级联方式形成单向环型拓扑结构，每个连接单元执行代码标记转换码驱动/均衡、代码标记转换码/非归零码码型变换、时钟恢复，每个连接单元内以四个二选一选择器执行连接单元与支路单元的信号连接控制，正常工作正态下每个连接单元通过各自的支路单元与主备用交叉连接单元正常连接，该方法包括步骤选择环型拓扑结构中多个连接单元之一作为保护连接单元，与该保护连接单元正常连接支路单元即为保护支路单元，其余连接单元和支路单元为工作连接单元和工作支路单元；主备用交叉连接单元检测来自支路单元的告警信号线，一旦检测到来自某个支路单元的告警信号，则主备用交叉连接单元确定失效支路单元与保护支路单元的位置；主备用交叉连接单元以控制线信号控制保护连接单元和失效支路单元对应连接单元内的二选一选择器动作，将失效支路单元所对应的连接单元的输入输出信号倒换到保护支路单元。
2.根据权利要求1的支路单元保护方法，其特征在于保护连接单元的位置选择是通过网管软件设置的。
3.根据权利要求1的支路单元保护方法，其特征在于选择保护支路单元与工作支路单元比例为1∶3。
全文摘要
一种适用于同步数字系列系统的支路单元保护方法，该方法选择环型拓扑结构中多个连接单元之一作为保护连接单元，主备用交叉连接单元检测来自支路单元的告警信号线，一旦检测到来自某个支路单元的告警信号，则主备用交叉连接单元确定失效支路单元与保护支路单元的位置；主备用交叉连接单元以控制线信号控制保护连接单元和失效支路单元对应连接单元内的二选一选择器动作，将失效支路单元所对应的连接单元的输入输出信号倒换到保护支路单元。使用本发明的方法可以实现保护连接单元与保护支路单元位置的灵活设置，实现保护连接单元与工作连接单元的一致性，降低系统成本。
文档编号H02H7/00GK1558481SQ20041000068
公开日2004年12月29日 申请日期2004年1月16日 优先权日2004年1月16日
发明者陈永洲, 朱宇霞, 章灿辉 申请人:烽火通信科技股份有限公司