用于最低阶光学数据单元的子速率映射的制作方法
【专利摘要】提出用于最低阶光学数据单元的子速率映射。一个实施方式涉及用于使用光传送网传输数据的方法。从客户端源接收多个子速率客户端数据信号。所述多个子速率客户端数据信号均具有比最低阶数据单元的数据速率容量小的数据速率。在最低阶光学信道数据单元中提供预定数量的支路时隙，并且每个子速率客户端数据信号映射到所述支路时隙的至少一个。另一实施方式涉及光学数据通信服务器，所述光学数据通信服务器包括用于将多个子速率客户端数据流映射到预定数量的支路时隙的子速率映射器。还公开了其它实施方式和特征。
【专利说明】用于最低阶光学数据单元的子速率映射
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及光学数据通信。
【背景技术】
[0002]传统的光传送网(OTN)利用各种光学信道数据单元(0DU)。例如，0DU2可用于传送10千兆比特/秒(1G)信号。0DU2可被分成四个2.5千兆比特/秒(2.5G)支路时隙或八个1.25千兆/秒(1.25G)支路时隙。ODUl可用于传送2.5G信号并且可被映射到0DU2的一个2.5G支路时隙中或0DU2的两个1.25G支路时隙中。ODUO可用于传送1.25G信号并且可被映射到一个1.25支路时隙中。通过定义，根据传统的OTN标准，ODUO为最小(S卩，最低阶)ODU并且不被允许成为更高阶0DU。
【发明内容】
[0003]一个实施方式涉及用于使用光传送网传输数据的方法。从客户端源接收多个子速率客户端数据信号。所述子速率客户端数据信号每个均具有比最低阶数据单元的数据速率容量小的数据速率。在最低阶光学信道数据单元中提供预定数量的支路时隙，并且将每个子速率客户端数据信号映射到所述支路时隙的至少一个。将所述最低阶光学信道数据单元发送到光纤。
[0004]另一实施方式涉及光学数据通信服务器，其包括客户端接口、子速率映射器和线路接口。所述客户端接口从客户端源接收子速率客户端数据信号。所述客户端数据信号每个均具有比最低阶数据单元的数据速率容量小的数据速率。所述子速率映射器将所述子速率客户端数据流映射到所述预定数量的支路时隙。所述线路接口将所述最低阶光学信道数据单元发送至光纤。
[0005]另一实施方式涉及光学数据通信服务器，其包括线路接口、子速率反向映射器和客户端接口。所述线路接口从光纤接收最低阶光学信道数据单元。所述子速率反向映射器执行反向映射以从所述最低阶光学信道数据单元的支路时隙获得子速率客户端数据流。所述客户端接口将子速率客户端数据信号发送至客户端目的地。
[0006]另一实施方式涉及光学数据通信系统，所述系统包括发送服务器和接收服务器。所述发送服务器从客户端源接收子速率客户端数据信号，在最低阶光学信道数据单元中提供预定数量的支路时隙，以及将每个子速率客户端数据信号映射到所述支路时隙的至少一个支路时隙。所述接收服务器接收所述最低阶光学信道数据单元、执行反向映射以从所述支路时隙获得子速率客户端数据流、以及将子速率客户端数据流发送至客户端目的地。
[0007]还公开了其他实施方式和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是根据本发明的实施方式的光学数据通信的系统的示意图；
[0009]图2是根据本发明的实施方式的光学数据通信的方法的流程图；[0010]图3是根据本发明的实施方式的用于最低阶光学信道数据单元的子速率映射的示意图；
[0011]图4是可被配置为实现本发明的实施方式的现场可编程门阵列(FPGA)的简化部分框图；以及
[0012]图5示出了可被配置为利用本发明的实施方式的示例性数字系统的框图。
【具体实施方式】
[0013]如上所讨论的，根据传统的OTN标准，ODUO为最低阶数据单元并且不被允许用作更高阶数据单元。如此，使用ODUO获取待被传送的客户端数据信号的唯一方式是通过用通用映射规程(GMP )使用整个ODUO。
[0014]然而， 申请人:已经确定ODUO的此特征在某些情况下造成不利的宽带浪费。例如，将第一级同步传送模块(STM-1)信号映射到ODUO中导致87%的可用带宽被浪费。类似地，将第四级同步传送模块(STM-4)、或快速以太网、或标准清晰度串行数字接口(SD-SDI)信号映射到ODUO中也浪费了大量的带宽。
[0015]本公开提供了允许客户端数据信号(例如，STM-l、STM-4、快速以太网、SD-SDI及其他)被映射到ODUO中且较少带宽被浪费的技术方案。根据本发明的实施方式，子速率映射到ODUO (光传送网中的最低阶数据单元)可通过将来自多个客户端数据流的比特复用成最低阶光学信道数据单元的载荷单元的字节来实现。
[0016]图1是根据本发明的实施方式的用于光学数据通信的示例性系统100的示意图。示例性系统100包括光学数据通信网络102、客户端数据节点104和光学数据通信服务器106。
[0017]所描绘的示例性光学数据通信网络102包括多个光学开关108。可预料到开关108的数量和开关108之间的互连将根据光学数据通信网络102的实现而改变。光学信道数据单元可经由光学数据通信网络102从一个服务器106被传送至另一服务器106。服务器106可经由线路接口 112通信地连接至光学数据通信网络102。
[0018]每个客户端数据节点104可生成客户端数据信号并且将客户端数据信号发送至光学数据通信服务器106。多个客户端数据信号可经由客户端接口 110被服务器106接收。客户端数据信号可包括子速率客户端数据信号。每个子速率客户端数据信号具有如下数据速率，该数据速率低于由光学数据通信网络支持的最低阶数据单元的数据速率容量。例如，光学数据通信网络可以是光传送网，并且最低阶数据单元可以被指定成ODUO的零阶光学信道数据单元。
[0019]服务器106可包括子速率映射器120和子速率反向映射器122。根据本发明的实施方式，发送服务器处的子速率映射器120可将多个客户端数据信号映射到最低阶光学信道数据单元的载荷单元(即，映射到最低阶载荷单元)。接收服务器处的子速率反向映射器122可反向映射最低阶载荷单元以再生多个客户端数据信号。例如，最低阶光学信道数据单元可以是光传送网中的0DU0。用于ODUO的载荷单元可被表示成0PU0。
[0020]在一个实施方式中，最低阶数据单元的载荷单元可被有效地分成八个支路(trib)时隙并且每个子速率客户端数据信号可被映射到八个支路时隙中的一个或多个。如果最低阶数据单元为0DU0，则每个支路时隙具有为(238/239) xl.244160G/8的154.87兆比特/秒(Mb/s)的容量。位同步映射的STM-1数据信号需要(239/238)xl55.52Mb/s=156.17Mb/s，并且因此被映射到八个支路时隙中的两个支路时隙。位同步映射的STM-4数据信号需要(239/238)x622.08Mb/s=624.69Mb/s，因此被映射到八个支路时隙中的五个支路时隙。位同步映射的快速以太网数据信号需要(239/238) xl25Mb/s=125.52Mb/s,因此被映射到八个支路时隙中的一个支路时隙。SD-SDI数据信号可具有270Mb/s、360Mb/s、143Mb/s或177Mb/s的数据速率，因此根据速率分别被映射到八个支路时隙中的两个、三个、一个或两个支路时隙。类似地，其它子速率数据信号(包括SBCON、DVB-ASI及其他)可被映射到八个支路时隙中的一个或多个支路时隙。
[0021]在另一实施方式中，最低阶数据单元的载荷单元可被有效地分成十六个支路时隙，并且每个子速率客户端数据信号可被映射到十六个支路时隙中的一个或多个支路时隙。如果最低阶数据单元为0DU0，则每个支路时隙具有为(238/239)xl.244160G/16的77.43兆比特/秒(Mb/s)的容量。位同步映射的STM-1数据信号需要156.17Mb/s,因此被映射到十六个支路时隙中的三个支路时隙。位同步映射的STM-4数据信号需要624.69Mb/s，因此被映射到十六个支路时隙中的九个支路时隙。位同步映射的快速以太网数据信号需要125.52Mb/s,因此被映射到十六个支路时隙中的两个支路时隙。SD-SDI数据信号可具有270Mb/S、360Mb/s、143Mb/s或177Mb/s的数据速率，因此根据速率分别被映射到十六个支路时隙中的四个、五个、两个或三个支路时隙。类似地，其它子速率数据信号(包括SBC0N、DVB-ASI及其他)可被映射到十六个支路时隙中的一个或多个支路时隙。
[0022]此外，服务器106可将多个低阶数据单元映射到高阶数据单元，并且执行反向映射以从高阶数据单元获得多个低阶数据单元。此映射可根据分层级实现。例如，两个ODUO可被映射到一个ODUl并且四个ODUl可被映射到一个0DU2，对于高阶也是类似的。子速率反向映射器122可经历映射以从高阶数据单元获得低阶数据单元。例如，两个ODUO可从一个ODUl获得并且四个ODUl可从一个0DU2获得，对于高阶也是类似的。
[0023]图2是根据本发明的实施方式的用于光学数据通信的示例性方法200的流程图。方法200可例如使用图1的光学数据通信系统100或类似的系统执行。
[0024]依据块202，可在光学数据通信服务器(发送服务器)处接收多个客户端数据信号。多个客户端数据信号可包括多个子速率客户端数据信号，所述子速率客户端数据信号具有比由最低阶光学信道数据单元支持的数据速率低的数据速率。例如，最低阶光学信道数据单元可为光传送网的0DU0，并且客户端数据信号可包括一个或多个STM-1、STM-4、快速以太网或SD-SDI数据信号。具有比由最低阶光学信道数据单元支持的最大数据速率低的数据速率的客户端数据信号可被称为子速率客户端数据信号。最低阶光学信道数据单元的载荷单元可被称为最低阶光学信道载荷单元或最低阶载荷单元。
[0025]依据块204，可通过发送服务器中的子速率映射器将多个子速率客户端数据信号复用到最低阶数据单元的载荷单元(即，复用到最低阶载荷单元)。如本文中所公开的，最低阶光学数据单元可被分成预定数量的支路时隙(例如，八个或十六个支路时隙)并且每个子速率客户端数据信号可被映射到所述支路时隙中的一个或多个。根据本发明的实施方式，来自子速率客户端数据信号的载荷区域的数据可以是被复用到最低阶载荷单元中的字节，并且用于子速率客户端数据信号的支路时隙开销(TSOH)可以是被复用到最低阶载荷单元的开销区域中的帧。下面参考图3描述数据的字节交织和开销的帧交织的示例。[0026]依据块206，可由发送服务器中的子速率映射器将低阶光学信道数据单元映射到高阶光学信道数据单元。例如，在光传送网中，两个ODUO可被映射到一个ODUl并且四个ODUl可被映射到一个0DU2，对于高阶也是类似的。
[0027]依据块208，可将光学信道数据单元从发送服务器发送至光学数据通信网络用以传送至另一光学数据通信服务器(接收服务器)。依据块210，接收服务器可接收经由光学数据通信网络传送的光学信道数据单元。
[0028]依据块212，接收服务器中的子速率反向映射器可从高阶光学信道数据单元获得低阶光学信道数据单元。例如，在光传送网络中，两个ODUO可从一个ODUl反向映射并且四个ODUl可从0DU2反向映射，对于高阶也是类似的。
[0029]依据块214，可由接收服务器中的子速率反向映射器从最低阶光学信道数据单元解复用多个子速率客户端数据信号。根据本发明的实施方式，子速率反向映射器可解复用来自最低阶载荷单元的交织字节以获得用于支路时隙的字节流。然后可基于支路时隙至子速率客户端数据信号的反向映射，从字节流再生成客户端数据信号。
[0030]依据块216，可将再生的子速率客户端数据信号从接收服务器发送至它们的客户端目的地。如上所述，这些再生的子速率客户端数据信号为数据速率基本比由光学数据通信网络支持的最低阶光学信道数据单元的数据速率低的数据信号。这有利地增加了最低阶数据单元中的可用带宽的利用率而不需要改变光学开关。
[0031]图3是根据本发明的实施方式的用于最低阶光学信道数据单元的示例性子速率映射的示意图。在此示例中，八个155Mb/s支路时隙被映射到光传送网的0DU0。
[0032]如图3所示，最低阶数据单元(在此示例中为ODUO)可被组织在行和列中。每行可包括3824列(编号为1-3284)。列1_16可用于开销信息，并且列17-3284可用于载荷数据。
[0033]每帧可包括4行(编号为1-4)，并且复帧行号被显示以跨多个帧的行编号。复帧定位信号(MFAS)可用于对帧编号。如图所示，MFAS可以是8比特数，其中在附图中示出了比特数6、7和8。
[0034]根据本发明的实施方式，支路时隙开销(TSOH)数据可以是被复用到ODUO中的帧。如图3所指示的，第一帧的列15和16[MFAS比特(6)78为(0)00]可用于发送第一支路时隙(TSl)的TSOH数据。第二帧的列15和16[MFAS比特(6)78为(0)01]可用于发送第二支路时隙(TS2)的TSOH数据。第三帧的列15和16[MFAS比特(6)78为(O) 10]可用于发送第三支路时隙(TS3)的TSOH数据。第四帧的列15和16[MFAS比特(6)78为(0)11]可用于发送第四支路时隙(TS4)的TSOH数据。
[0035]此外,第五巾贞的列15和16[MFAS比特(6) 78为(1)00]可用于根据映射,发送第一支路时隙(TSl)或第五支路时隙(TS5)的TSOH数据。第六帧的列15和16[MFAS比特(6)78为(1)01]可用于根据映射，发送第二支路时隙(TS2)或第六支路时隙(TS6)的TSOH数据。第七帧的列15和16[MFAS比特(6)78为(I) 10]可用于根据映射，发送第三支路时隙(TS3)或第七支路时隙(TS7)的TSOH数据。第八帧的列15和16[MFAS比特(6)78为(I) 11]可用于根据映射，发送第四支路时隙(TS4)或第八支路时隙(TS8)的TSOH数据。
[0036]而且，用于支路时隙的载荷数据可以是被复用到ODUO的列17-3284中的字节。如图所示，对于每行，来自支路时隙I至8中的每个支路时隙的一个字节可分别被映射到列17至24。来自支路时隙I至8中的每个支路时隙的下一字节可分别被映射到行的列25至32。以此类推，直到来自支路时隙I至8中的每个支路时隙的最后一个字节可分别被映射到行的列3277至3284。
[0037]FPGA 实施
[0038]图4是可配置有实现本发明的实施方式的电路的现场可编程门阵列(FPGA) 400的简化部分框图。应该理解，本发明的实施方式可用于各种类型的集成电路，例如，现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑设备(PLD)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)、可编程逻辑阵列(PLA)、数字信号处理器(DSP)和特定用途集成电路(ASIC)。
[0039]FPGA400在其“核心”内包括可编程逻辑阵列块(或LAB) 402的二维阵列，LAB402通过改变长度和速度的列和行互连导体进行互连。LAB402包括多个逻辑元件(或LE)。LE是提供用户定义逻辑功能的有效实现的可编程逻辑块。FPGA具有可被配置为实现各种组合和顺序的功能的许多逻辑元件。逻辑元件可使用可编程互连结构。可编程互连结构可被编程为互连几乎任意期望配置中的逻辑元件。
[0040]FPGA400还可包括分布式存储结构，该分布式存储结构包括改变阵列提供的尺寸的随机存取存储器(RAM)块。RAM块包括例如块404、块406和块408。这些存储器块还可包括移位寄存器和FIFO缓存器。
[0041]FPGA400还可包括数字信号处理(DSP)块410，DSP410可实现例如具有加或减特征的乘法器。在此示例中位于芯片周边的输入/输出元件(1E) 412支持许多单端和不同的输入/输出标准。每个10E412耦接至FPGA400的外部端子(即，引脚)。
[0042]如图所示包括例如PMA和PCS电路420的阵列。PCS电路一般提供实现数据通信协议的数字逻辑功能，而PMA电路一般提供用于数据通信的混合(模拟/数字)信号功能。例如，对于某些协议，PCS电路可被配置为尤其执行用于被发送至PMA电路的数据的8比特至10比特和/或128比特至130比特编码，和/或用于从PMA电路接收的数据的10比特至8比特和/或130比特至128比特解码。PMA电路可被配置为尤其执行待被发送的数据的序列化(并串转换)和接收的数据的反序列化(串并转换)。
[0043]与PMA/PCS阵列420中的模块耦接的LAB402子集可被配置为执行上述的方法和装置。例如，编程的FPGA可用于实现服务器中的子速率映射器和/或子速率反向映射器。作为另一实施例，可选地，上述的方法和装置可使用硬件电路、或部分配置LAB402和部分硬连接电路实现。
[0044]将理解，FPGA400在本文中被描述仅用于说明目的并且本发明可用许多不同类型的 PLD、FPGA 和 ASIC 实现。
[0045]本发明还可在具有作为若干部件之一的FPGA的系统中实现。图5示出了可实现本发明技术的示例性数字系统500的框图。系统500可以是编程数字计算机系统、数字信号处理系统、专业数字交换网络或其它处理系统。而且，这些系统可被设计用于各种应用，例如电信系统、汽车系统、控制系统、消费电子产品、个人计算机、互联网通信和网络等。此夕卜，系统500可被设置在单个板上、或多个板上、或多个封装内。
[0046]系统500包括通过一个或多个总线互连在一起的处理单元502、存储单元504和输入/输出(I/o)单元506。根据此示例性实施方式，FPGA508被嵌入处理单元502内。FPGA508可满足系统500中的许多不同目的。FPGA508可例如为处理单元502的支持其内外操作的逻辑构件块。FPGA508被编程以实现在系统操作中发挥其具体作用所必要的逻辑功能。FPGA508可通过连接510特别耦接至存储器504和/或通过连接512耦接至I/O单元 506。
[0047]处理单元502可将数据引导至合适的系统部件用于处理或存储，执行存储在存储器504中的程序，经由I/O单元506接收和发送数据，或其它类似的功能。处理单元502可以是中央处理单元(CPU)、微处理器、浮点协处理器、图形协处理器、硬件控制器、微控制器、被编程用作控制器的现场可编程门阵列、网络控制器、或任意类型的处理器或控制器。而且，在许多实施方式中，常常不需要CPU。
[0048]例如，取代CPU，一个或多个FPGA508可控制系统的逻辑操作。作为另一实施例，FPGA508充当可根据需要被重新编程为处理具体计算任务的可重构处理器。可选地，FPGA508自身可包括嵌入式微处理器。存储单元504可以是随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘或软盘媒质、闪存、磁带、或任意其它存储装置、或这些存储装置的任意组
入
口 ο
[0049]在上面的描述中，给出了许多具体细节以提供对本发明的实施方式的透彻理解。然而，所示的本发明实施方式的上面描述不旨在于穷尽的且不会将本发明限制于所公开的精确形式。本领域技术人员将认识到可在不存在具体细节中的一个或多个的情况下、或用其它方法、部件等实现。
[0050]在其它示例中，已知的结构或操作未被详细示出和描述以避免模糊本发明的各方面。尽管本发明的【具体实施方式】和实施例在本文中被描述用于说明目的，但是本领域技术人员将认识到在本发明的范围内，各种等同的修改是可能的。可根据上面的详细描述对本发明进行这些修改。
【权利要求】
1.一种用于使用光传送网传输数据的方法，包括: 从客户端源接收多个子速率客户端数据信号，其中所述多个子速率客户端数据信号均具有比最低阶数据单元的数据速率容量小的数据速率； 在最低阶光学信道数据单元中提供预定数量的支路时隙； 将多个子速率客户端数据流的每个子速率客户端数据信号映射到所述支路时隙的至少一个支路时隙；以及 将所述最低阶光学信道数据单元发送到光纤。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述最低阶数据单元包括最低阶载荷单元，所述最低阶载荷单元包括载荷区域，并且来自所述预定数量的支路时隙的载荷数据被字节复用到所述载荷区域。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述最低阶载荷单元还包括载荷单元开销区域，并且用于所述支路时隙的开销数据被帧复用到所述载荷单元开销区域。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述预定数量的支路时隙为八个。
5.如权利要求4所述的方法，其中每个支路时隙具有154.87兆比特/秒的数据速率容量。
6.如权利要求1至 3中任一项所述的方法，其中所述预定数量的支路时隙为十六个。
7.如权利要求6所述的方法，其中每个支路时隙具有77.43兆比特/秒的数据速率容量。
8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中子速率客户端数据信号被映射到多个支路时隙。
9.如权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括: 接收所述最低阶光学信道数据单元； 反向映射以从所述支路时隙获得所述多个子速率客户端数据流；以及 将所述多个子速率客户端数据流发送至客户端目的地。
10.一种光学数据通信服务器，包括: 多个客户端接口，用于从客户端源接收多个子速率客户端数据信号，其中所述多个客户端数据信号均具有比最低阶数据单元的数据速率容量小的数据速率； 子速率映射器，用于在最低阶光学信道数据单元中提供预定数量的支路时隙，并且将所述多个子速率客户端数据流的每个子速率客户端数据信号映射到所述支路时隙的至少一个支路时隙；以及 线路接口，用于将所述最低阶光学信道数据单元发送至光纤。
11.如权利要求10所述的服务器，其中所述最低阶光学信道数据单元包括最低阶载荷单元，以及其中所述子速率映射器将来自所述预定数量的支路时隙的载荷数据字节复用到所述最低阶载荷单元的载荷区域。
12.如权利要求11所述的服务器，其中所述子速率映射器将用于所述支路时隙的开销数据帧复用到所述最低阶载荷单元的开销区域。
13.如权利要求10至12中任一项所述的服务器，其中所述预定数量的支路时隙为八个。
14.如权利要求13所述的服务器，其中每个支路时隙具有154.87兆比特/秒的数据速率容量。
15.如权利要求10至12中任一项所述的服务器，其中所述预定数量的支路时隙为十六个。
16.如权利要求15所述的服务器，其中每个支路时隙具有77.43兆比特/秒的数据速率容量。
17.如权利要求10至12中任一项所述的服务器，其中所述子速率映射器将子速率客户端数据信号映射到多个子路时隙。
18.如权利要求10至12中任一项所述的服务器，还包括: 线路接口，用于从光纤接收所述最低阶光学信道数据单元； 子速率反向映射器，用于反向映射以从所述支路时隙获得所述多个子速率客户端数据流； 多个客户端接口，用于将所述多个子速率客户端数据信号发送至客户端目的地。
19.一种光学数据通信服务器，包括: 线路接口，用于从光纤 接收最低阶光学信道数据单元； 子速率反向映射器，用于反向映射以从所述最低阶光学信道数据单元的支路时隙再生多个子速率客户端数据流，其中所述多个客户端数据信号均具有比所述最低阶数据单元的数据速率容量小的数据速率；以及 多个客户端接口，用于将所述多个子速率客户端数据信号发送至客户端目的地。
20.一种光学数据通信系统，所述系统包括: 发送服务器，用于从客户端源接收多个子速率客户端数据信号，其中所述多个客户端数据信号均具有比最低阶数据单元的数据速率容量小的数据速率；在最低阶光学信道数据单元中提供预定数量的支路时隙；以及将多个子速率客户端数据流的每个子速率客户端数据信号映射到所述支路时隙的至少一个支路时隙；以及 接收服务器，用于接收所述最低阶光学信道数据单元，反向映射以从所述支路时隙再生所述多个子速率客户端数据流，以及将所述多个子速率客户端数据流发送至客户端目的地。
【文档编号】H04Q11/00GK104038851SQ201410083309
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2013年3月8日
【发明者】W·哈斯 申请人:阿尔特拉公司