专利名称：一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置和方法
技术领域：
本发明涉及通讯领域的光同步数字传输设备的点对点开销通道，本发明尤其涉及一种利用开销通道实现共享式数据通道的装置和方法。
背景技术：
光同步数字传输体系(SDH)规定了系列的开销字节，来实现网管和监控等功能。在开销字节里，有部分字节尚未定义，可以使用这些字节为用户提供额外的数字或模拟通道。具体实现见中国国家专利CN1269645A，专利名称《光同步数字传输设备用的模拟和数据接口装置》。
由于光传输设备的开销通道是点对点传输，开销字节在每一个节点都要终结和再生。因此，在每两个节点之间实现全双工的通讯一般需要占用一条开销通道，节点和处于节点上游和节点下游的两节点同时实现全双工通讯需要使用两个方向的开销通道，同时一般使用两个通讯接口实现和上游及下游的两个节点通讯。
在一些应用场合，提出需要只用一个通讯接口及一条开销通道即和上游和下游的节点通讯的要求，这种形式的应用就是“共享式”总线的应用。共享式的数据链路一般形式如以太网和RS485等接口，并不适用于点对点的接口应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种使用点对点的开销通道实现共享形式通道，并在每节点只使用一个通讯端口实现与上游和下游节点的通讯，衍生可以实现每个节点只使用一个通讯端口与多个节点通讯的装置。
本发明的另一目的在于提供一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的方法。
为解决上述任务，本发明提供一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置，包括有提供总线驱动的总线收发元件、与总线收发元件连接的完成主要逻辑处理的可编程逻辑器件及与可编程逻辑器件连接的完成逻辑电平到数据外部电平转换以及端口保护的通讯端口元件。
所述可编程逻辑器件由与总线收发元件连接的完成系统总线数据转换的解复用模块、与解复用模块连接的完成数据采样，选路直通、选路接收和选路并发功能的判别选路模块及与判别选路模块连接的完成从判别选路模块输出数据到系统总线数据转换的复用模块组成。
所述解复用模块包括与总线收发元件连接的计数器，与计数器连接的比较器，与比较器连接的串/并转换及锁存模块，与串/并转换模块连接的并/串转换模块，一端与总线收发元件连接另一端与并/串转换模块和串/并转换及锁存模块连接的计数器；所述判别选路模块包括由与串/并转换元件连接的三个与门，其中一个与门用于接收解复用模块输出的数据，另两个与门用于接收由分频元件控制输出的本站发送的采样数据及解复用模块输出的数据；所述复用逻辑模块包括与判别选路模块中的用于接收解复用模块输出数据的与门及与计数器连接的移位寄存器，与移位寄存器连接的锁存器，与计数器连接的与另一个计数器，与另一个计数器连接的比较器，与锁存器及比较器连接的并/串转换元件，一端与并/串转换元件连接另一端与通信端口元件连接的叠加模块。
本发明提供了一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的发送方法从系统侧接收的信号总线从总线收发元件接收和再生后，进入可编程逻辑器件进行处理，完成处理后的多路信号进入通讯端口元件发送。
本发明还提供了一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的接收方法从通讯端口元件接收的多路信号进入可编程逻辑器件处理，处理后的信号进入总线收发元件驱动后发送到系统一侧。
采用本发明的装置和方法具有以下特点1、对传送数据速率和数据位数没有限制。2、对判别选路模块稍加更改，可以适应多站点通讯的要求。3、不处理数据通道内容，不增加额外开销，实现透明传输。4、无需外部协议处理。5、适合于主从方式通讯应用。6、可以扩展以适应点到点链路和PDH线路应用，因而采用本发明所述的装置，与现有技术相比，用点对点的数字通道实现了共享形式的通道应用，节约了用户端口，拓广了接口适应范围，提高了开销通道的利用效率。
本发明将通过实施例结合附图加以说明。
图1是本发明装置的物理连接关系图。
图2是本发明装置的可编程逻辑器件的内部空间结构关系图。
图3是本发明装置的可编程逻辑器件的解复用模块数字电路逻辑示意图。
图4是本发明装置的可编程逻辑器件的判别选路模块数字电路逻辑示意图。
图5是本发明装置的可编程逻辑器件的复用模块数字电路逻辑示意图。
图6是公知技术装置的示意图。
图7是本发明装置的一种实施示意图。
图8是本发明所述装置的另一种实施示意图。
具体实施例方式
参照附图，将详细叙述本发明的具体实施方案。
本发明所述装置为解决光同步数字传输系统中开销字节为点对点通讯而无法实现共享形式通道应用的问题，提出以下思路利用点对点通道在每个站点构成一条来源可选的双向直通通道，同时在两个接收方向选择一路接收。其设计依据为通用全双工数据通道类型(如RS232，RS422数据类型)的通讯原理，即数据在无发送数据时通道中填充全“1”信号，在数据发送时数据字段以起始位“0”开始，以终止位结束。光同步数字传输系统要求数据透明传送，对传输数据不加处理和辨别，但在共享形式应用时，由于需要判别数据的有无来决定发送和接收数据来源，因此需要扩展通常意义传输设备的应用，即需要判别数据的类型和动态决定数据的方向。
本发明的装置如图1所示，硬件部分由三部分组成，包括总线收发元件、与总线收发元件连接的可编程逻辑器件及与可编程逻辑器件连接的通讯端口元件。
总线收发元件主要完成系统总线收发方向的驱动，提供与内部和外部电路的适配，可以由总线驱动芯片实现，本实施例所示的系统总线速率为8Mbps；可编程逻辑器件是系统的核心，完成全部逻辑功能；通讯端口元件完成端口内外电气性能的适配、转换以及接口的保护，由接口电路芯片和保护器件组成，保护器件可以由热敏电阻器件和过压保护器件组成，本实施例以IEEE RS232标准接口为例说明。
图2所示为可编程逻辑内部空间结构关系和信号流程图，可编程逻辑器件由与总线收发元件连接的完成系统总线数据转换的解复用模块、与解复用模块连接的完成数据采样，选路直通、选路接收和选路并发功能的判别选路模块以及与判别选路模块连接的完成从判别选路模块输出数据到系统总线数据转换的复用模块组成。
如图示，从两个光方向来的8M bit/s的开销字节总线(也可以是总线中的不同时隙)，经过解复用模块后把选定的时隙取出，转换为64k数据信号，同时把两个方向来的64k数据信号发送给判别选路模块进行判别和选路发送；复用模块把从判别选路模块来的64k数据信号复用进8M的相应时隙；判别选路模块完成从两个接收通道的选路接收，选择接收的数据发到接口芯片的接收端，同时从本端发送的数据和两个方向的接收数据中选择有信号的数据分别发到东向和西向的发送端口，经过复用模块插入系统的8M总线的相应时隙中。
图3所示为解复用模块的电路示意图，所述解复用模块包括与总线收发元件连接的计数器，与计数器连接的比较器，与比较器连接的串/并转换及锁存模块，与串/并转换模块连接的并/串转换模块，一端与总线收发元件连接另一端与并/串转换模块和串/并转换及锁存模块连接的计数器。
解复用模块利用从系统方向来的8M时钟进行计数，系统的8k帧头作为计数器的起始值，计数结果和选定的时隙比较得到的选定时隙脉冲信号送入串/并转换模块作为串并转换的初始脉冲，同时8M的系统HW线和8M系统时钟也送入串/并转换模块作为数据和时钟信号进行转换和锁存，同时8M时钟计数产生的64k时钟信号也随锁存的数据一起送入下级的并/串转换模块，和系统的8k帧头一起进行并/串转换，输出的64k数据送入下级的判别选路模块。
图4所示的判别选路模块按照技术方案实现，判别选路模块包括与串/并转换元件连接的三个与门。由于有效数据以数字“0”开始，所以判别和选路都可用逻辑与门电路自动实现，如图示，东向和西向的接收数据相与，由于无效数据全为“1”，所以相与的结果为有效数据被接收；同理，东向的发送数据可能有两个来源西向发来的数据和本点发送的64k数据，选取有效的数据发到东向；东向发来的数据和本点发送的64k数据相与作为西向发送的数据。其中本站发送的64k数据是本站发送数据经过与发送方向同步的64k时钟采样得到。
图5所示为复用模块的示意图，所述复用逻辑模块包括与判别选路模块中的用于接收解复用模块输出数据的与门及与计数器连接的移位寄存器，与移位寄存器连接的锁存器，与计数器连接的与另一个计数器，与另一个计数器连接的比较器，与锁存器及比较器连接的并/串转换元件，一端与并/串转换元件连接另一端与通信端口元件连接的叠加模块。
8M的系统时钟计数分频得到的64k时钟和64k数据进入移位寄存器后，被8k的系统帧头锁存成为8位的并行数据，同时，系统的8M时钟和8k帧头计数分频得到的计数值和选定的64k时隙比较，得到的选定时隙帧定位信号和上面的8位并行数据以及系统8M时钟一起经过并/串转换成为8M的信号，几个8M信号叠加后作为系统的8M HW线输出。
图6为现有技术示意图，A，B，C三点为三个通讯站点，每个站点通过一个端口和相邻端口进行全双工通讯，每个站点需要配置两个端口和左右两个站点通讯；图7为按照本技术方案的实施例，中间通过一个开销字节联系，每个节点有一个全双工通讯端口与左右的两个节点通讯，对于主从方式应用的“共享”形式总线来说，每个时刻只有一个节点发送数据，所有的节点接收，接收判别后，只有一个节点回应应答，此装置可以很好的适应此种形式的应用。对不分主从的应用形式，对于冲突或错误的信息，节点在收到后作丢弃和校验、延迟接收或发送握手等协议处理，可用软件形式实现，不涉及本硬件装置，不作详述。
图8为所述装置的实施例二示意图，本站接收从站点一和站点二、站点三发送来的数据，选择有数据的一路接收；发送端口通过判别选路模块，从本站发送的数据和其他方向接收到的数据中选择有数据发送的一路发送到另外三个方向站点。
本装置的发送方向从系统侧接收的信号总线从总线收发元件接收和再生后，进入可编程逻辑器件进行处理，完成处理后的信号进入通讯端口元件发送。接收方向从通讯端口元件接收的信号进入可编程逻辑器件处理，处理后的总线进入总线收发元件驱动后发送到系统一侧。
权利要求
1.一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置，其特征在于它包括提供总线驱动的总线收发元件、与总线收发元件连接的完成逻辑处理的可编程逻辑器件及与可编程逻辑器件连接的完成逻辑电平到数据外部电平转换以及端口保护的通讯端口元件。
2.根据权利要求1所述的一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置，其特征在于所述可编程逻辑器件由与总线收发元件连接的完成系统总线数据转换的解复用模块、与解复用模块连接的完成数据采样，选路直通、选路接收和选路并发功能的判别选路模块以及与判别选路模块连接的完成从判别选路模块输出数据到系统总线数据转换的复用模块组成。
3.根据权利要求2所述的一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置，其特征在于所述解复用模块包括与总线收发元件连接的计数器，与计数器连接的比较器，与比较器连接的串/并转换及锁存模块，与串/并转换模块连接的并/串转换模块，一端与总线收发元件连接另一端与并/串转换模块和串/并转换及锁存模块连接的计数器；所述判别选路模块包括由与串/并转换元件连接的三个与门，其中一个与门用于接收解复用模块输出的数据，另两个与门用于接收由分频元件控制输出的本站发送的采样数据及解复用模块输出的数据；所述复用逻辑模块包括与判别选路模块中的用于接收解复用模块输出数据的与门及与计数器连接的移位寄存器，与移位寄存器连接的锁存器，与计数器连接的与另一个计数器，与另一个计数器连接的比较器，与锁存器及比较器连接的并/串转换元件，一端与并/串转换元件连接另一端与通信端口元件连接的叠加模块。
4.根据权利要求1所述的一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置，其特征在于所述的通讯端口原件由接口电路芯片和保护器组成。
5.根据权利要求4所述的一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置，其特征在于所述的保护器由热敏电阻元件和过压保护器件组成。
6.一种根据权利要求1所述的一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的发送方法，其特征在于从系统侧接收的信号总线从总线收发元件接收和再生后，进入可编程逻辑器件进行处理，完成处理后的多路信号进入通讯端口元件发送。
7.一种根据权利要求1所述的一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的接收方法，其特征在于从通讯端口元件接收的多路信号进入可编程逻辑器件处理，处理后的信号进入总线收发元件驱动后发送到系统一侧。
全文摘要
本发明公开了一种利用传输开销通道实现共享式数据通道的装置和方法，所述装置包括有提供总线驱动的总线收发元件、与总线收发元件连接的完成主要逻辑处理的可编程逻辑器件及与可编程逻辑器件连接的完成逻辑电平到数据外部电平转换以及端口保护的通讯端口元件。采用本发明所述的装置和方法，与现有技术相比，用点对点的数字通道实现了共享形式的通道应用，节约了用户端口，拓广了接口适应范围，提高了开销通道的利用效率。
文档编号H04L12/24GK1533057SQ03115958
公开日2004年9月29日 申请日期2003年3月20日 优先权日2003年3月20日
发明者吴炜, 吴 炜 申请人:中兴通讯股份有限公司