专利名称：一种光传送网中的虚级联同步系统及方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域，特别涉及一种光传送网中(OTN， Optical Transport Network)
的虚级联同步系统及方法。
背景技术：
随着OTN设备的逐渐商用，利用OTN设备承载大带宽的需求也越来越多。利用OTN的虚 级联技术可以实现OTN设备承载大带宽业务，比如STM-64、 IOG以太网、40GPOS等。OTN 的虚级联技术将大带宽的业务分为若干网络支持的颗粒分别进行传送，只需要在发送和接收 两端支持大带宽的处理即可。
如图1所示，为OTN虚级联的结构。如果将客户信号用X个OPUk (Optical Channel Payload Unit,光通道净荷单元)来装载(其中，k=l， 2， 3，分别对应2.5G、 10G、 40G的速率级别； X=l， ...， 256)，则其所用的虚级联容器用OPUk—Xv (k=l， 2， 3; X二l， ...， 256)来 表示。OPUk—Xv的帧结构是一个具有4行3810X列的字节块状帧结构，由OPUk—Xv开销区 (OH)和净荷区(Payload)构成。
在发送方，客户端数据经过包封、映射、成帧，向接收方发送。OPUk—Xv的净荷被映 射到X个OPUk中，每一个OPUk在一个ODUk (Optical Channel Data Unit,光通道数据单元) 中传输，X个ODUk就形成了ODUk—Xv。
在接收方向，OTN经过解帧、解映射恢复出客户数据。由于OTN是一个异歩系统，虚 级联基本容器OTUk (Optical Channel Transport Unit-k，光通道传输单元)之间是异步的，单 个容器OPUk以OTUk的形式在OTN网中穿越，OTUk在每个网元都需要进行异步映射/解 映射的过程，来自各个网元的OTUk会有速率和相位差异，因而，在接收方向首先需要将异 步的OTUk容器同步到一个系统时钟域上。另夕卜，由于ODUk—Xv中的每一个ODUk在网络 中单独传送，不同的ODUk通过网络传输时有不同的时延，因此在终结时ODUk之间有时延 差，进而在OPUk之间产生时延差。这种时延差必须进行补偿，因而需要进行虚级联延迟补 偿对齐，最后再通过异步解映射恢复出客户数据。
固定比特率(CBR)信号(STM—64、 STM—256)可以按照异步方式映射到OPUk—4v
中。OPUk—4v的帧结构如图2所示。OPUk—4v净荷区由4x4x3 808个字节构成。每行包括 l个正的调整机会字节(PJO)、 l个NJO字节和3个JC字节.其中，JC的第7位和第8位 用来控制该行的NJO和PJO。由于OPUk—4v净荷区的容量是OPUk的4倍，因此10 Gbit /s信号可装入OPUl—4v中，40Gbit/s的信号可装入OPU2—4v中。在装入的过程中，每 一行都可以作一个字节的正/负码速调整；在OPUk—4v帧中，可作4次共4个字节的正/ 负码速调整。
以STM-64overOTUl-4V为例，在发送方向，OTN虚级联标准的映射路径如下 STM-64—OPU1 -4v—4 X OPU1 —4 X ODU1 —4 X OTU1 。
如图3所示，现有技术1中提供了一种OTN异步虚级联延迟补偿/解映射的方案。在接 收方向，同步FIFO (First In First Out，先进先出)的写入时钟为各自的OTU1时钟，同步FIFO 的读时钟是OTU1系统时钟，利用该时钟从FIFO中读取OPUl，该系统时钟从接收的4个支 路中选取，FIFO仅是时钟域隔离作用，从而将4路的0TU1同步到一个时钟上。虚级联延迟 补偿的读控制部分按图2成帧，输出对齐的OPU1-4V结构，解映射部分从OPU1-4V中恢复 出STM-64。
该方案直接从4路OTU1时钟中选取一路作为系统时钟，对4路OTU1时钟有较高的要 求，要求4路OTU1时钟为同频。如果4路OTU1时钟有频差，则由于OPU1在OTU1中的 位置是固定的，在使用系统时钟对OPUl容器同步时，无法保证这种OPUl在OTUl中的固 定位置，经虚级联延迟补偿后也不能再生OTN帧结构，从而引入随机不可测量的抖动。异歩 解映射更无法对这部分抖动进行有效的泄漏控制，这对于抖动指标要求严格的业务如STM64 等尤其不利。
如果上述系统是一个多虚级联组的系统，比如是个总共接收8路OTUl的系统，但这8路属 于两个不同的虚级联组，其中每四个是来自同一个源节点的虚级联组，那么如果选择两组中 的一组中的一路做为同步时钟，这种应用场景下也需要处理在同步过程给业务引入抖动的问 题。而且， 一旦被选的通路出现严重时钟劣化，另一组虚级联组将也受到影响，在这种系统 中，该方案更是不可取。
如图4所示，为现有技术中2提供的另一种OTN异步虚级联延迟补偿/解映射的方案。该方 案中，同步FIFO的读时钟可以从接收的4个支路中或从本地时钟中选取。
当OTUl系统时钟选自4个支路中的一路时钟时，也会产生现有技术l中同样的问题。
当OTUl系统时钟选自本地时钟时，由于OTUl系统时钟和接收的4个支路的OTUl时钟不 同频，因此虽然写入FIFO为OTU1 ，从FIFO中读出的为OPU1 ，但从FIFO中读出的OPU1在OTU 1
中的位置已经不固定，即0PU1帧与帧之间的间隔己经不固定，即0TU1帧结构已经破环。虚 级联延迟补偿单元对4路0PU1对齐处理，但对齐后的OPUl-4V帧与帧之间的间隔同样是随机 的，相当于提供给异步解映射单元缺口随机的跟踪时钟，不利于恢复出抖动指标合乎要求的 时钟。因而，本方案虽然能够把支路的OTUl同步到一个系统时钟上，但同步环节引入的抖动 幅度不可测量，异步解映射单元无法进行有效滤除，最终劣化输出业务时钟质量。
发明内容
为了使OTN虚级联异步解映射时恢复出平滑的业务数据，本发明实施例提供了一种光传
送网中的虚级联同步系统及方法。所述技术方案如下 一种光传送网中的虚级联同步系统，所述系统包括
同步单元，用于对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，产生同步控制信息，根 据FIFO水线对每一支路的同步控制信息进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及其相应 的缺口时钟；
虚级联延迟补偿单元，用于对所有支路的所述同步的光通道净荷单元进行虚级联延迟补 偿，根据所述每一支路同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟获得对齐的光通道净荷单 元虚级联容器及其相应的缺口时钟；
异步解映射单元，用于从所述对齐的光通道净荷单元虚级联容器中提取业务净荷，根据 所述对齐的光通道净荷单元虚级联容器及其相应的缺口时钟分别获取映射的正负调整信息及 光通道净荷单元指针调整信息；
平滑业务获取单元，用于根据所述映射的正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息 选择缺口均匀分布的调度图案，根据所述缺口均匀分布的调度图案从所述业务净荷中获取平 滑的业务净荷；
业务数据恢复单元，用于通过跟踪所述缺口均匀分布的调度图案获取数据时钟，并利用 所述数据时钟从所述平滑的业务净荷中恢复出业务数据。
本发明实施例还提供了一种光传送网中的虚级联同步方法，所述方法包括以下步骤
对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，产生同步控制信息，根据FIFO水线对每 一支路的同步控制信息进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟；.
对所有支路的所述同步的光通道净荷单元进行虚级联延迟补偿，根据所述每一支路同步 的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟获得对齐的光通道净荷单元虚级联容器，根据所述每 一支路同步的光通道净荷单元相应的缺口时钟获得所述光通道净荷单元虚级联容器相应的缺
口时钟；
从所述对齐的光通道净荷单元虚级联容器中提取业务净荷，根据所述对齐的光通道净荷 单元虚级联容器及其相应的缺口时钟分别获取映射的正负调整信息及光通道净荷单元指针调 整信息；
根据所述映射的正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息选择缺口均匀分布的调度 图案，根据所述缺口均匀分布的调度图案从所述业务净荷中获取平滑的业务净荷；
跟踪所述缺口均匀分布的调度图案获取数据时钟，并利用所述数据时钟从所述平滑的业 务净荷中恢复出业务数据。
本发明实施例所述技术方案通过采用同步过程的OPUk定点浮动和虚级联延迟补偿的再 成帧、再结合异步解映射有效地抑制了同步和映射引入的抖动，解决了固定比特率经OTN虚 级联传送带来的时钟抖动指标劣化问题。
图1是现有技术中OPU-Xv结构图2是现有技术中CBR10G/CBR40G映射结构图3是现有技术1中OTN同步及虚级联延迟补偿/异步解映射的结构图4是现有技术2中OTN同步及虚级联延迟补偿/异步解映射的结构图5是本发明实施例1所述OTN虚级联同步系统结构图6是本发明实施例1所述OPUk定点浮动示意图7是本发明实施例1所述同歩单元的结构图8是本发明实施例1所述虚级联延迟补偿单元结构图9是本发明实施例1所述平滑业务获取单元示意图10是本发明实施例2所述OTN虚级联同歩方法流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进 一歩的详细描述。
在单虚级联或者多虚级联组接收系统中，使用系统时钟同步和虚级联延迟补偿所有虚级 联组成员，OTN虚级联接收方向的关键步骤是同步和虚级联延迟补偿。本发明实施例通过同 步过程的OPUk定点浮动和虚级联延迟补偿的再成帧、再结合异步解映射有效抑制同步引入的
抖动，从而解决固定比特率(CBR)经OTN虚级联传送带来的时钟抖动指标劣化问题。
本发明实施例以STM-64到4X0TU1的异步映射/解映射过程为例，说明OTN虚级联的同
步系统和方法，其他如STM-2560TN虚级联同步系统和方法，与此类似，不再赘述。 实施例l
如图5所示，本发明实施例提供了一种OTN虚级联同步系统。该系统包括5个单元，分别 是同步单元、虚级联延迟补偿单元、异步解映射单元、平滑业务获取单元和业务数据恢复单 元。下面分别对每个单元进行具体说明。
1、同步单元
同步单元完成4路OTUl的时钟同步处理，产生同步控制信息，根据FIFO水线对每一支路 的同步控制信息进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及该支路同步的光通道净荷单元 相应的缺口时钟。
现有技术中由于同步后系统时钟和支路时钟的差异性，同步后的OPUl在OTUl中的位置 是不固定的，这种不固定会给输出客户业务引入高振幅的抖动。因此希望浮动的OPUl和固定 的OPUl之间的差异是可测量的，以方便后续到同步部分将高振幅的抖动泄漏出去，达到优化 客户业务抖动指标的目的。本发明实施例中同步单元采用定点浮动的方式，在OTUl的固定区 域允许OPU浮动。
如图6所示，定义OTUl的第l行、第14个字节为OPUl负调整位置；定义第1行、第15个字 节为OPUl正调整位置。在实施过程中，也可以选择其他位置的字节为OPUl正、负调整位置， 只要是OTU空闲位就可以，并不局限于本实施例的正负调整位置定义方法。
按上述定义，该OPUl区域所能容纳的OPUl频率偏差范围计算如下
OPUl速率二2.48832Gbps;
最高速率二2.48832Gbps X 15233/15232=2.488483Gbps; 最低速率-2.48832GbpsX 15231/15232=2.4881566Gbps; 调整范围2.4881566 2.488483Gbps; 矛斤算成ppm: -65.65ppm~65.65ppm;
即该结构可以容纳接收OPUl在-65.65ppm 65.65ppm之间波动。
如图7所示，为同步单元的结构示意图。同步单元包括四路，每一支路包括同步子单元， 水线检测子单元和定点浮动控制子单元。其中，同步子单元又包括OPUl写控制子单元和 OPUIFIFO，用于对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，产生同步的光通道净荷单 元。如图7所示，同步单元的具体结构如下
同步子单元用于对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，产生同步控制信息。其 中，0PU1写控制子单元接收0TU1，从中提取得到0PU1，将0PU1写入0PU1FIF0，写入时 钟为各个通道接收的0TU1时钟。0PU1FIF0接收0PU1，进行时钟域的隔离。
水线检测子单元用于检测每一支路FIFO的水线，并将检测结果发送给相应的定点浮动控 制子单元。
定点浮动控制子单元用于在光通道传输单元的固定位置设置正调整位置和负调整位置， 根据水线检测子单元的检测结果在正负调整位置上对同步子单元产生的同步控制信息进行指 针调整。定点浮动控制子单元产生的读控制输入到0PU1FIF0作为读取控制。0PU1读控制采 用定点浮动的方式，读控制在固定的位置(即定义的正、负调整位置)根据FIFO水线决定OPUl 是否浮动，进行读出速率的调整。具体来讲，定点浮动控制子单元根据检测的结果进行调整， 如FIFO水线高于高水线，即0PU1FIF0的写入速率大于读出的速率，则定点浮动控制子单元 使用负调整0PU1浮动区域，以提高读出速率；如FIFO水线低于低水线，即0PU1FIF0的写入 速率小于读出的速率，则使用正调整0PU1浮动区域，以降低读出速率；如FIFO水线在高低 水线之间，则0PU1不浮动。
上述由定点浮动控制子单元产生的读控制可以等效于缺口时钟，缺口时钟1J、缺口时钟 l一2、缺口时钟1—3和缺口时钟1一4分别是各个支路同步后扣除了开销和填充信息的结果，该缺 口时钟作为虚级联延迟补偿单元的写入时钟。
OPU1从OPU1FIFO的读出时钟和定点浮动控制子单元的写入时钟采用同一个时钟，该时 钟的来源可以是从各个支路中选取或本地时钟。0PU1FIF0输出的0PU1通过定点浮动控制子 单元输出到下一级虚级联延迟补偿单元。
2、虚级联延迟补偿单元
现有技术中虚级联处理仅有帧对齐功能，即一个虚级联组中最慢成员到达后即为对齐， 对齐一帧即可出数。这种方式的缺点是对齐后输出数据流量随机，无法透传同步过程指针调 整的情况。本实施例中，虚级联缓存的输出增加了再成帧单元，虚级联延迟补偿单元除了对4 个0PU1进行虚级联延迟补偿，完成对齐功能外，还能够透传同步过程引入的0PU1指针调整
{曰息。
本实施例中，虚级联延迟补偿单元用于对所有支路的同步的光通道净荷单元进行虚级联 延迟补偿，根据同步单元产生的每一支路同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟获得对 齐的光通道净荷单元虚级联容器和该光通道净荷单元虚级联容器相应的缺口时钟2。
如图8所示，虚级联延迟补偿单元包括4个虚级联延迟补偿缓存1、 2、 3和4，最慢通道识
别子单元和虚级联再成帧子单元。
虚级联延迟补偿缓存l、 2、 3和4用于接收并缓存从同步单元发送过来的4路0PU1，该4 路OPUl分别利用缺口时钟l一l、 1—2、 1_3和1一4写入，然后再发送到虚级联再成帧子单元。
最慢通道识别子单元的输入端输入复帧号信息和缺口时钟lj、 1_2、 1—3和1—4，根据复 帧号信息选取最慢的一支路的光通道净荷单元的通道号相应的缺口时钟作为虚级联延迟补偿 缓存的读控制。最慢通道选取方法可以依据最小复帧号判决实现。4个支路的复帧号进行比较， 取最小即可获得最小复帧号，当前最小复帧号对应的通道号就是最慢通道。该最慢通道对应 的缺口时钟为缺口时钟2，由于是依据最慢的一支路读数，可以保证虚级联组内其他支路相应 复帧的数据已经到达，即其他支路有数据可以提供，不会出现其他支路读空的情况。由于虚 级联成员是同源的，从长期看，前述同步过程正负指针调整的频率是相同的，短期的差异则 通过虚级联延迟补偿缓存缓冲，所以用最慢支路的缺口时钟统一从虚级联延迟补偿缓存中读 数，不会导致其他支路缓存溢出。同时选取的缺口时钟2包含前述同步过程引入的OPUl指针
调整信息，该指针调整信息实质上是由于源宿时钟不同源引入的抖动，需要通过后续平滑业 务获取单元处理。
虚级联再成帧子单元接收虚级联延迟补偿缓存l、 2、 3和4发送的4路0PU1，同时，缺口 时钟2输入到虚级联再成帧子单元作为读控制获得对齐的OPUl-4v。
虚级联延迟补偿单元产生的对齐的OPUl-4v输入到异步解映射单元，缺口时钟2作为异步 解映射单元的写入时钟。
3、异步解映射单元
如图5所示，异步解映射单元包括解映射子单元和统计子单元。
解映射子单元实现从虚级联延迟补偿单元输出的对齐的OPUl-4V中提取STM-64业务净 荷，输入到平滑业务获取单元中的平滑子单元；通过删除开销以及异步映射时塞入的控制信 息、填充信息，生成缺口时钟3，输入到平滑业务获取单元中的平滑子单元，该缺口时钟3反 映了STM-64净荷速率。解映射子单元还将缺口时钟2和对齐的0PU1-4V输入到统计子单元。 在实际应用中，也可以采用统计子单元直接从虚级联延迟补偿单元中获取缺口时钟2和对齐的 OPUl-4V的方案。
客户业务在OTN网中传送会有多个环节带来抖动，客户业务映射入OPUk-xV需要进行码 速调整，该过程会引入映射抖动。此外，由于OTN的异步特性，在宿节点来自不同网元的虚 级联成员时钟之间没有同步关系，需要进行同步过程，同步虚级联成员时也会给业务带来抖 动损伤，该抖动类似于SDH (Synchronous Digital Hierarchy,同步数字系列)网络的指针调整
抖动，指针调整抖动也称为结合抖动。映射抖动和结合抖动在OTN网络的宿节点都需要给以 处理，以保证客户业务的性能。
为了达到上述目的，统计子单元根据缺口时钟2和标准0PU1时钟的差异即可识别0PU1 指针调整信息，根据OPUl-4v识别异步映射时的正负调整信息，并将获取的OPUl指针调整信 息和正负调整信息提供给平滑业务获取单元中的时钟平滑子单元使用。
4、平滑业务获取单元
平滑业务获取单元实现对映射/解映射过程、同步过程造成的时钟缺口进行平滑，即根据 所述映射的正负调整信息及光通道净荷单元指针调整信息选择缺口均匀分布的调度图案。并 且根据所得到的缺口均匀分布的调度图案从异步解映射单元发送的业务净荷获中取平滑的业 务净荷。如图9所示，平滑业务获取单元包括平滑子单元和时钟平滑子单元。
时钟平滑子单元的作用是定制调度图案，即生成缺口均匀分布的调度图案(即缺口时钟 4)。调度图案的选择依据为异步映射的正、负调整信息以及同步过程的OPUl指针调整信息。
业务平滑的调度图案计算方法如下假设使用3个调度图案MapA、 MapB和M叩C，分别
对应正调整、负调整和不调整，设MapA的使甩概率为Pl， MapB的使用概率为P2，则MapC
的使用概率为1-P1-P2，则以下公式成立
7 =加—x [M— x PI + M— x + MopC x (1 - Pl - i32〗x歸/z
V: STM-64业务速率；
SysFreq: OTUl系统时钟； Pl: MapA的使用概率； P2: MapB的使用概率； Width:平滑FIFO的位宽。
对于STM-64到0PU1-4V映射，调度图案可以设计为MapA=(255， 237)(表示255个时 钟周期，237个有效)，MapB=(255， 239)， MapO(255， 238)。
如图9所示，时钟平滑子单元包括相加子单元，泄漏速率控制子单元和图案选择控制子单
元o
相加子单元将所述映射的正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息相加，即由异步
映射正负调整值和0PU1指针调整值之和得到用于选择调度图案的泄漏值，并将该泄漏值发送 到泄漏速率控制子单元。
泄漏速率控制子单元可通过泄漏速率控制算法对泄漏值进行比特级的泄漏，控制泄漏值 的泄漏速率，将低频高振幅的抖动扩展到高频低振幅的抖动，将经过泄漏速率控制后的泄漏 值发送到图案选择控制子单元。图案选择控制子单元用于根据泄漏速率控制子单元发送的泄 漏值选择调度图案，如该泄漏值为正，并且绝对值大于等于一个泄漏单位(即FIFO的位宽)， 则选择MapA;如该泄漏值为负，并且绝对值大于等于一个泄漏单位，则选择MapB;如该泄 漏值绝对值小于一个泄漏单位，则选择MapC,并将所选择的调度图案打上均匀的缺口，该选 择的缺口均匀的时钟为缺口时钟4。缺口时钟4输入到业务数据恢复单元中的跟踪缓存子单元 和时钟跟踪锁相环(PLL)。
实际应用中，也可以不采取将上述正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息相加的 方案，而采取分别发送到后一级泄漏速率控制单元和图案选择控制子单元，通过图案选择控 制子单元选择一个缺口均匀分布的调度图案，从而获取业务时钟及恢复业务数据。
平滑子单元的作用是以缺口时钟3将解映射子单元输出的净荷写入，根据上述缺口均匀分
布的调度图案(即缺口时钟4)作为读时钟，控制从平滑子单元中的业务净荷读出速率，获 得平滑的业务净荷，通过对业务流量的控制减少锁相环调整动作的加速或延迟，从而减少抖 动。并向业务数据恢复单元发送该平滑的业务净荷。
0PU1指针调整引发的净荷时钟抖动若一次性在一个图案选择周期进行完全释放会引发 时钟的抖动，这里增加一个低频滤波处理子单元，用于对泄漏值的统计判断进行泄漏速率控 制，即通过锁相环的低通滤波环节滤除指针的短时间内的震荡，将OPU指针的调整统计判断， 做为控制泄漏速率的一个参数，控制指针调整的泄放速度，可以减小时钟的瞬间抖动。滤波 后的泄漏值发送到图案选择控制子单元。其中每次正负调整机会的使用称为一次释放，泄放 指调整的控制策略把统计得到的结果平缓的使用调整机会释放出去。
5、业务数据恢复单元
如图5所示，业务数据恢复单元由跟踪缓存子单元和时钟跟踪锁相环(PLL)组成。 时钟跟踪锁相环用于踪缺口均匀分布的调度图案获取出数据时钟。该时钟跟踪锁相环可
以是模拟环，也可以是数字环。本实施例中，跟踪参考时钟，即跟踪的对象为缺口时钟4，获
取的数据时钟是连续的STM-64时钟。
跟踪缓存子单元用于利用经锁相环恢复出的业务时钟从平滑的业务净荷中恢复出业务数据。
实施例2
如图10所示，本发明实施例还提供了一种光传送网中的虚级联同步方法。本实施例中， 采用定点浮动的方式，首先，分别定义0TU1的两个空闲字节为正、负调整位置，例如定义 0TU1的第1行、第14个字节为0PU1负调整位置；定义第1行、第15个字节为0PU1正调整位置。
在实施过程中，也可以选择其他位置的字节为0PU1正、负调整位置，并不局限于本实施例的 正负调整位置定义方法。该正、负调整位置在0TU1的位置是相对固定的，以便使0PU1在固 定的位置浮动。
在定义了正、负调整位置以后，依次执行同步、虚级联延迟补偿、异步解映射、平滑业 务获取和业务数据恢复五大步骤，具体操作如下
首先，在OTN虚级联接收方向对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，根据FIFO 水线对每一支路0PU1进行指针调整，产生同步的0PU1，具体步骤如下
步骤IOI:各支路使用各自0TU1时钟将0PU1写入FIFO。
步骤102:利用系统时钟作为读时钟，对每一支路的0PU1进行同步处理，产生同步控制 信息；其中系统时钟采用同一个时钟，该时钟的来源可以是从各个支路中选取或本地时钟。
步骤103:根据FIFO水线对每一支路的同步控制信息进行指针调整，产生同步的0PU1及 其相应的缺口时钟。
0PU1读控制采用定点浮动的方式，即读控制在0TU1固定的位置(即定义的正、负调整位 置滩据FIF0水线决定0PU1是否浮动，即进行读出速率的调整。
检测每一支路FIFO水线，并根据FIF0水线的检测结果在正负调整位置上调整0PU1浮动 区域，如FIFO水线高于高水线，则使用负调整0PU1浮动区域，以提高读出速率；如FIFO水 线低于低水线，则使用正调整0PU1浮动区域，以降低读出速率；如FIFO水线在高低水线之 间，贝IJ0PU1不浮动。
对0PU1FIF0的读取控制，即读取的使能可以等效于缺口时钟，4路分别为缺口时钟1一1、 缺口时钟1—2、缺口时钟1_3、缺口时钟1—4。相当于利用缺口时钟1—1 缺口时钟1一4作为读控 制将对应通道的OPUl读出FIFO。
至此，完成了同步步骤，后续步骤需要通过虚级联延迟补偿将OPUl-4v对所有支路的同 步的0PU1进行虚级联延迟补偿，根据每一支路同步的0PU1及其相应的缺口时钟获得对齐的 0PU1虚级联容器，根据每一支路同步的0PU1相应的缺口时钟获得0PU1虚级联容器相应的缺 口时钟。
步骤104:将步骤103中读出的每一支路OPU1根据各自相应的缺口时钟写入FIFO。 步骤105:识别出所有支路中最慢的一支路的缺口时钟，作为缺口时钟2，并根据该缺口
时钟2将对齐后的0PU1读出，获取对齐的OPUl-4v。该缺口时钟2为0PU1虚级联容器相应的
缺口时钟。
上述步骤得到了对齐的OPUl-4v及其对应的缺口时钟2，对齐之后需要通过解映射步骤将
业务净荷提取出来。
步骤106:从步骤105中获取的OPUl-4V中提取STM-64净荷，通过删除开销以及异步映射 时塞入的控制信息、填充信息，生成缺口时钟3。
步骤107:根据步骤105中得到的缺口时钟2识别0PU1指针调整信息，根据0PU14v识别
异步映射时的正负调整信息。
由于指针调整信息和正负调整信息引入低频高振幅的抖动，需要通过进一步的平滑步骤 滤除，所以需要通过下面业务平滑步骤获取平滑的缺口时钟，并通过该平滑的缺口时钟读取 平滑的业务净荷。
步骤108:根据步骤107中获取的映射的正负调整信息和OPU1指针调整信息选择缺口均匀 分布的调度图案，根据该缺口均匀分布的调度图案从步骤106获取的业务净荷中获取平滑的业 务净荷。
以缺口时钟3将净荷写入FIFO，同时利用业务平滑算法生成缺口时钟4，控制从FIFO中的 业务净荷读出速率。
业务平滑算法的调度图案计算方法如下假设使用3个调度图案MapA、 MapB和MapC， 分别对应正调整、负调整和不调整。
将步骤107中获取的OPU1指针调整信息和正负调整信息相加，得到泄漏值，对该值可通 过泄漏速率控制算法进行比特级的泄漏，经过泄漏速率控制算法后，将低频高振幅的抖动扩 展到高频低振幅的抖动，并通过锁相环的低通滤波环节滤除；如该泄漏值为正，并且绝对值 大于等于一个泄漏单位(即FIFO的位宽)，则选择MapA;如该泄漏值为负，并且绝对值大 于等于一个泄漏单位，则选择MapB;如该泄漏值绝对值小于一个泄漏单位，则选择MapC。 将所选择的调度图案打上均匀的缺口，该选择的缺口均匀的时钟为缺口时钟4。以缺口均匀的 缺口时钟4作为读时钟，读取平滑子单元中的业务净荷，获得平滑的业务净荷。这样就实现了 对业务的平滑。
对于STM-64到0PU1-4V解映射，调度图案可以设计为MapA=(255， 237)(表示255个 时钟周期，237个有效)，MapB=(255， 239)， MapC=(255， 238)。
0PU1指针调整引发的净荷时钟抖动若一次性在一个图案选择周期进行完全释放会引发 时钟的抖动，这里增加一点低频滤波处理，将OPU指针的调整统计判断，做为控制泄漏率控 制的一个参数，控制指针调整的泄放速度，可以减小时钟的瞬间抖动。
步骤109:跟踪缺口均匀分布的调度图案，获取出数据时钟。在本实施例中，可以采用时 钟通过锁相环进行跟踪，时钟跟踪锁相环可以是模拟环，也可以是数字环，跟踪的参考时钟，
即跟踪的对象为缺口时钟4，获取的数据时钟为连续的STM-64时钟。
利用经锁相环获取的数据时钟从步骤107获得的平滑的业务净荷中恢复出业务数据。
本发明实施例所述技术方案通过同步过程的OPUk定点浮动和虚级联延迟补偿的再成 帧、再结合异步解映射有效抑制同步和映射引入的抖动，解决了固定比特率经OTN虚级联传 送带来的时钟抖动指标劣化问题。尤其适用于多虚级联组在一个宿端进行重组。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种光传送网中的虚级联同步系统，其特征在于，所述系统包括同步单元，用于对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，产生同步控制信息，根据FIFO水线对每一支路的同步控制信息进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟；虚级联延迟补偿单元，用于对所有支路的所述同步的光通道净荷单元进行虚级联延迟补偿，根据所述每一支路同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟获得对齐的光通道净荷单元虚级联容器，根据所述每一支路同步的光通道净荷单元相应的缺口时钟获得所述光通道净荷单元虚级联容器相应的缺口时钟；异步解映射单元，用于从所述对齐的光通道净荷单元虚级联容器中提取业务净荷，根据所述对齐的光通道净荷单元虚级联容器及其相应的缺口时钟分别获取映射的正负调整信息及光通道净荷单元指针调整信息；平滑业务获取单元，用于根据所述映射的正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息选择缺口均匀分布的调度图案，根据所述缺口均匀分布的调度图案从所述业务净荷中获取平滑的业务净荷；业务数据恢复单元，用于通过跟踪所述缺口均匀分布的调度图案获取数据时钟，并利用所述数据时钟从所述平滑的业务净荷中恢复出业务数据。
2. 如权利要求l所述的光传送网中的虚级联同步系统，其特征在于，所述同步单元具体 包括同步子单元，用于对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，产生同步控制信息； 水线检测子单元，用于检测每一支路FIFO水线；定点浮动控制子单元，用于在光通道传输单元的固定位置设置正调整位置和负调整位置， 根据所述水线检测子单元的检测结果在所述正负调整位置上对所述每一支路的同步控制信息 进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟。
3. 如权利要求l所述的光传送网中的虚级联同步系统，其特征在于，所述虚级联延迟补 偿单元具体包括虚级联延迟补偿缓存，用于写入并缓存每一支路同步的光通道净荷单元； 最慢通道识别子单元，用于根据复帧号信息选取最慢一支路光通道净荷单元的通道号相 应的缺口时钟；虚级联再成帧子单元，用于根据所述最慢一支路光通道净荷单元的通道号相应的缺口时 钟读取所述虚级联延迟补偿缓存中的每一支路光通道净荷单元，获得对齐的光通道净荷单元 虚级联容器，并将所述最慢一支路光通道净荷单元的通道号相应的缺口时钟作为所述光通道 净荷单元虚级联容器相应的缺口时钟。
4. 如权利要求l所述的光传送网中的虚级联同步系统，其特征在于，所述平滑业务获取 单元具体包括时钟平滑子单元，用于根据所述映射的正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息得 到泄漏值，对所述泄漏值进行泄漏速率控制，根据经过泄漏速率控制后的泄漏值选择缺口均 匀分布的调度图案；平滑子单元，用于根据所述缺口均匀分布的调度图案从所述业务净荷中获取平滑的业务 净荷。
5. 如权利要求4所述的光传送网中的虚级联同步系统，其特征在于，所述时钟平滑子单 元还包括低频滤波处理子单元，用于对所述泄漏值的统计判断进行泄漏速率控制。
6. —种光传送网中的虚级联同步方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤 对每一支路光通道传输单元进行时钟同步处理，产生同步控制信息，根据FIFO水线对每一支路的同步控制信息进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟；对所有支路的所述同步的光通道净荷单元进行虚级联延迟补偿，根据所述每一支路同步 的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟获得对齐的光通道净荷单元虚级联容器，根据所述每 一支路同步的光通道净荷单元相应的缺口时钟获得所述光通道净荷单元虚级联容器相应的缺 口时钟；从所述对齐的光通道净荷单元虚级联容器中提取业务净荷，根据所述对齐的光通道净荷 单元虚级联容器及其相应的缺口时钟分别获取映射的正负调整信息及光通道净荷单元指针调 整信息；根据所述映射的正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息选择缺口均匀分布的调度 图案，根据所述缺口均匀分布的调度图案从所述业务净荷中获取平滑的业务净荷；跟踪所述缺口均匀分布的调度图案获取数据时钟，并利用所述数据时钟从所述平滑的业 务净荷中恢复出业务数据。
7. 如权利要求6所述的光传送网中的虚级联同步方法，其特征在于，所述根据FIFO水线 对每一支路的同步控制信息进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟 的步骤具体包括-检测每一支路FIFO水线；在光通道传输单元的固定位置设置正调整位置和负调整位置，根据检测结果在所述正负 调整位置上对所述每一支路的同步控制信息进行指针调整，产生同步的光通道净荷单元及其 相应的缺口时钟。
8. 如权利要求6所述的光传送网中的虚级联同步方法，其特征在于，所述根据所述每一 支路同步的光通道净荷单元及其相应的缺口时钟获得对齐的光通道净荷单元虚级联容器，根 据所述每一支路同步的光通道净荷单元相应的缺口时钟获得所述光通道净荷单元虚级联容器 相应的缺口时钟的步骤具体包括写入并缓存每一支路光通道净荷单元；根据复帧号信息选取最慢一支路光通道净荷单元的通道号相应的缺口时钟； 根据所述最慢一支路光通道净荷单元的通道号相应的缺口时钟读取每一支路光通道净荷 单元，获取对齐的光通道净荷单元虚级联容器，并将所述最慢一支路光通道净荷单元的通道 号相应的缺口时钟作为所述光通道净荷单元虚级联容器相应的缺口时钟。
9. 如权利要求6所述的光传送网中的虚级联同歩方法，其特征在于，所述根据所述映射 的正负调整信息及光通道净荷单元指针调整信息选择缺口均匀分布的调度图案的步骤具体包 括根据所述映射的正负调整信息和光通道净荷单元指针调整信息得到泄漏值，对所述泄漏 值进行泄漏速率控制，根据经过泄漏速率控制后的泄漏值选择缺口均匀分布的调度图案。
10. 如权利要求9所述的光传送网中的虚级联同步方法，其特征在于，所述方法还包括增加低频滤波处理，对所述泄漏值的统计判断进行泄漏速率控制。
全文摘要
本发明公开了一种光传送网中的虚级联同步系统及方法，属于光通信领域。所述系统包括同步单元、虚级联延迟补偿单元、异步解映射单元、平滑业务获取单元和业务数据恢复单元。所述方法包括在同步过程中采用OPUk定点浮动，进行虚级联延迟补偿、再结合异步解映射恢复出业务数据。本发明所述技术方案有效抑制同步和虚级联延迟补偿引入的抖动，解决了固定比特率经OTN虚级联传送带来的时钟抖动指标劣化问题。
文档编号H04Q11/00GK101374030SQ200710146169
公开日2009年2月25日 申请日期2007年8月24日 优先权日2007年8月24日
发明者晨 王, 王秀英, 磊 石, 娟 董 申请人:华为技术有限公司