可识别站点顺序及数量的环网信令传输方法与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种可识别站点顺序及数量的环网信令传输方法。

背景技术：

环网的站点(环网设备)之间需要互通信令，目前大部分环网的互通信令是通过存储转发方式实现的。存储转发方式为：本站点接收到环网上一站点的信令数据包后存储分析；如果是发给本站点的，则信令数据包到此截止；如果不是发给本站点的，则信令数据包转发给下一个站点。然而，如果第一个站点的信令数据包是发给最后一个站点的，需要经过多次存储转发才能到达目的站点。如果第一个站点发送的信令数据包是发给下一个相邻站点的，则能很快到达。

这种存储转发方式在环网上站点数较多时会有如下的缺点：

(1)无法判断环网中站点数量及各站点的顺序，不利于环网的管控。

(2)无法判断环网的群延迟。

(3)本站点如果检测到接收的信令数据包是发给自己的，则该信令数据包到本站截至，因此，现有的环网信令传输方式无法使得各站点获得整个环网上的全部数据包，不便于环网监控。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提出了一种可识别站点顺序及数量的环网信令传输方法，(1)该方法通过各站点的若干依次排列的信令收、发通道使得各站点发送的信令数据包逐次移位转发，可依据各信令接收通道中信令数据包的内容及信令数据包所在通道的位置来判断环网上站点的数量和站点的位置，解决了现有环网中站点数量的不易检测和管控的问题。(2)该方法设置信令收、发通道的数量不小于环网站点的数量，各站点每帧发送信令数据包的一比特数据，每个站点发送出去的本站点的数据经过环网循环之后都会返回到本站点，站点接收及发送数据时，都会记录接收和发送的帧数。因此，返回的数据的接收帧序号减去发送帧序号便可得到环网群延迟帧数，解决了现有环网环网的群延迟无法判断的问题。(3)该方法中环网上的各站点在环网上是平等的(对等的)。每个站点都可以收到环网上其他站点发出的所有数据包，解决了现有的环网信令传输方式无法使得各站点获得整个环网上的全部数据包，不便于监控的问题。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种可识别站点顺序及数量的环网信令传输方法，环网包括若干个用于信令数据包、广播数据包收发及处理的站点，各站点通过传输介质顺次循环连接，该方法包括以下步骤：

为环网中的每个站点设置若干个信令接收通道以及与信令接收通道数量相同的信令发送通道；将各信令接收通道依次排列，并将各信令发送通道依次排列；每个站点的信令接收通道的数量相同，且信令接收通道的数量不小于环网中站点的总数。

通过本站点的各信令接收通道分别对上一个站点的各信令发送通道发送的各信令数据包一一进行接收。

将本站点待发送的信令数据包发送到本站点的第一个信令发送通道上。

将本站点的第一个至倒数第二个信令接收通道接收的各信令数据包分别一一发送到本站点的第二个至最后一个信令发送通道上；并且丢弃本站点最后一个信令接收通道接收的信令数据包。

将本站点上的各信令发送通道上的各信令数据包分别一一发送到下一站点的各信令接收通道上。

滤过本站点的各信令接收通道中已被本站点接收过的信令数据包，得到本站点各信令接收通道中新接收的信令数据包，用于本站点进行分析处理。

进一步地，所述为环网中的每个站点设置若干个信令接收通道以及与信令接收通道数量相同的信令发送通道；将各信令接收通道依次排列，并将各信令发送通道依次排列；每个站点的信令接收通道的数量相同，且信令接收通道的数量不小于环网中站点的总数的步骤，包括：

为环网中的每个站点分配相同数量的信令通信时隙；每个信令通信时隙包含八个比特位。

每个比特位为一个信令接收通道或一个信令发送通道；每个信令接收通道和信令发送通道每一帧分别接收或发送信令数据包的一个比特的数据。

进一步地，所述将本站点待发送的信令数据包发送到本站点的第一个信令发送通道上的步骤，包括：

为本站点当前帧待发送的并行信令数据包添加包头和包尾。

将添加包头和包尾后的并行的信令数据包转化为串行的信令数据包。

对信令数据包做crc校验，并将校验结果插入到信令数据包的结束标志之前。

将本站点当前帧待发送的信令数据包的一比特数据发送到本站点的第一个信令发送通道上。

记录本站点当前帧发送的数据的发送帧序号，用于计算环网群延迟帧数。

进一步地，所述信令数据包包含用于标识信令数据包起始和结束的标志序列。

所述将本站点当前帧待发送的信令数据包的一比特数据发送到本站点的第一个信令发送通道上的步骤，包括：

判断本站点是否闲置；若为是，则用连续的标志序列的一比特数据代替本站点当前帧待发送的信令数据包的一比特数据。

进一步地，所述将本站点待发送的信令数据包发送到本站点的第一个信令发送通道上的步骤，还包括：

根据本站点的各信令接收通道的编号与各信令接收通道接收到信令数据包中的源地址信息确定出每一个站点在环网上的位置，还原出环网中各站点的顺序结构图。

进一步地，所述将本站点第l个信令接收通道接收的信令数据包发送到本站点的第l+1个信令发送通道上；并且丢弃本站点最后一个信令接收通道接收的信令数据包的步骤，包括：

将本站点各信令接收通道当前帧接收的各数据分别延后一比特位。

舍去最后一位数据。

将剩余的延后的数据依次一一发送到本站点的除第一个信令发送通道的其它各信令发送通道上。

进一步地，所述滤过本站点的各信令接收通道中已接收过的信令数据包，得到本站点各信令接收通道中新接收的信令数据包，用于本站点进行分析处理的步骤，包括：

对本站点的各信令接收通道所接收的各信令数据包的包头进行检测。

对本站点的各信令接收通道所接收的各信令数据包做crc校验。

根据本站点的各信令接收通道所接收的各信令数据包的目的地址获取属于本站点的信令数据包和广播数据包。

记录本站点当前帧接收的数据的接收帧序号。

判断本站点之前发送的数据是否返回到本站点；若为是，则根据该返回的数据的发送帧序号和接收帧序号计算出环网群延迟帧数。

进一步地，在所述将添加包头和包尾后的并行的信令数据包转化为串行的信令数据包之后还包含以下步骤：

在串行的信令数据包中连续出现5个逻辑1的后面插入逻辑0。

进一步地，在所述对本站点的各信令接收通道所接收的各信令数据包的包头进行检测之后还包含以下步骤：

去掉信令数据包中连续出现5个逻辑1的后面的逻辑0。

本发明的有益效果：

(1)该方法通过各站点的若干依次排列的信令收、发通道使得各站点发送的信令数据包逐次移位转发，可依据各信令接收通道中信令数据包的内容及信令数据包所在通道的位置来判断环网上站点的数量和站点的位置，实现了对环网中站点数量的检测和管控。

(2)该方法设置信令收、发通道的数量不小于环网站点的数量，各站点每帧发送信令数据包的一比特数据，每个站点发送出去的本站点的数据经过环网循环之后都会返回到本站点，站点接收及发送数据时，都会记录接收和发送的帧数。因此，返回的数据的接收帧序号减去发送帧序号便可得到环网群延迟帧数。

(3)该方法中环网上的各站点在环网上是平等的(对等的)。每个站点都可以收到环网上其他站点发出的所有数据包，所以任何一个站点都可以监控环网上传输的全部数据包，便于监控。

附图说明

图1为本发明的环网的结构示意图。

图2为本发明的流程示意图。

图3为本发明中信令数据在一站点的信令接收、发送通道的移位转发的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。

如图1所示，为环网的结构示意图，环网包括若干个用于信令数据包、广播数据包收发及处理的站点。各站点通过传输介质顺次循环连接。传输介质为e1线。

如图2所示，一种可识别站点顺序及数量的环网信令传输方法，包括以下步骤：

s1：为环网中的每个站点设置若干个信令接收通道以及与信令接收通道数量相同的信令发送通道；将各信令接收通道依次排列，并将各信令发送通道依次排列；每个站点的信令接收通道的数量相同，且信令接收通道的数量不小于环网中站点的总数。

s2：通过本站点的各信令接收通道分别对上一个站点的各信令发送通道发送的各信令数据包一一进行接收。

s3：将本站点待发送的信令数据包发送到本站点的第一个信令发送通道上。

s4：将本站点的第一个至倒数第二个信令接收通道接收的各信令数据包分别一一发送到本站点的第二个至最后一个信令发送通道上；并且丢弃本站点最后一个信令接收通道接收的信令数据包。

本发明中，各站点的各信令接收通道与各信令发送通道之间的信令数据包传输采用移位转发方式。如果不采用移位转发，则每个站点需要使用不同的信令发送通道发送本站待发送的信令数据包，而非统一使用第一个信令发送通道。比如第一个站点使用第一个发送通道发送本站的信令数据包，其余信令发送通道直接转发来自信令接收通道的信令数据包；第二个站点使用第二个信令发送通道发送本站的信令数据包，其余信令发送通道直接转发来自信令接收通道的信令数据包。这将导致：(1)、环网加入新站点时，新站点不知道自己应该使用哪个信令发送通道发送本站点的信令数据包。(2)、如果两个站点使用了相同的信令发送通道发送本站点的信令数据包，则这两个两个站点发出的信令数据包不能到达所有站点。(3)、各站点不可能通过仅仅通过接收自己发送的信令数据包就能判断出环网上的站点数量。(4)、由于每个站点分别使用不同信令发送通道发送本站的信令数据包，因此每个站点之间不对等，不利于管控。

对于信令数据包移位转发而言，丢弃本站点最后一个信令接收通道接收的信令数据包，实现了信令数据包在环网上的生命终结，避免信令数据包在环网上永无止境的兜圈。

s5：将本站点上的各信令发送通道上的各信令数据包分别一一发送到下一站点的各信令接收通道上。

s6：滤过本站点的各信令接收通道中已被本站点接收过的信令数据包，得到本站点各信令接收通道中新接收的信令数据包，用于本站点进行分析处理。

每个站点每次将信令接收通道接收的信令数据包延后一个通道后通过信令发送通道发送到下一站，各信令数据包直至延后到最后一个信令接收通道后才会被丢弃，因此，在环网中站点总数小于站点的信令接收通道的数量的情况下，每个站点发送的信令数据包就会在环网中循环超过一圈，环网的某些站点的信令接收通道就会含有已接收并处理过的信令数据包，所以滤过本站点的各信令接收通道中已接收过的信令数据包，避免对信令数据包做重复处理。s6对信令消息的过滤处理不影响s4，也就是说无论本站点本站点的各信令接收通道有无过滤出已接收过的信令数据包，除了本站点最后一个信令接收通道的信令数据包直接舍弃外，其余的本站点本站点的各信令接收通道上的信令数据包都会传到本站点本站点的各信令发送通道上。

具体地，s1包含：

为环网中的每个站点分配相同数量的信令通信时隙；每个信令通信时隙包含八个比特位；每个比特位为一个信令接收通道或一个信令发送通道；每个信令接收通道和信令发送通道每一帧分别接收或发送信令数据包的一个比特的数据。

每个站点使用相同数量的时隙用于信令通信。信令通信使用的时隙个数越多，支持的站点数也就越多。关系式为：支持的站点数＝信令通信的时隙个数*每个时隙的信令接收(或发送)通道的个数。

由于e1线的时隙总数固定，所以信令通信使用的时隙个数越多，留给语音通信的时隙个数就越少。

环网的信令数据包格式如下：

信令数据包依次包括起始帧、目的地址、源地址、包序号、信息内容、crc校验、结束帧；其中，起始帧、目的地址、源地址为信令数据包的包头，crc校验、结束帧为信令数据包的包尾。

0x7e，dstaddr，srcaddr，framenum，data1，data2，......，datan，crchigh，crclow，0x7e。

0x7e标志序列，数据帧起始和结束标志。

dstaddr目的地址，接收数据包的设备地址，由软件指定(0x0保留，0xff为广播地址)。

srcaddr源地址，发送数据包的设备地址，由软件指定(0x0保留，0xff为广播地址)。

framenum包序号，每发送一帧数据包序号加一，用于剔除重复帧和丢包测试。

data1，data2，......，datan信息数据内容。

crchigh，crclow为crcccitt校验，参与校验的数据从dstaddr到datan。

具体地，s2包含：

通过本站点的各信令接收通道分别对上一个站点的各信令发送通道当前帧发送的一个比特的数据进行一一接收。

具体地，s3包含：

s31：为本站点当前帧待发送的并行信令数据包添加包头和包尾。

s32：将添加包头和包尾后的并行的信令数据包转化为串行的信令数据包；并在串行的信令数据包中连续出现5个逻辑“1”的后面插入逻辑“0”。

为了方便从串行数据流中找到数据包的头部和尾部，我们借用hdlc协议的插0删0做法，具体为：

(1)“0”位插入/删除：如上所述，hdlc协议规定以01111110(即0x7e标志序列)为标志字节，但在信息场中也完全有可能有同一种模式的字符，为了把它与标志字节区分开来，所以采取了“0”位插入和删除技术。具体作法是发送端在发送所有信息(除标志字节外)时，只要遇到连续5个“1”，就自动插入一个“0”，当接收端在接收数据时(除标志字节)如果连续收到5个“1”，就自动将其后的一个“0”删除，是以恢复信息的原有形式。这种“0”位的插入和删除过程是由硬件自动完成的。

(2)hdlc异常结束：若在发送过程中出现错误，则hdlc协议常用异常结束(abort)字符，或称为失效序列使本帧作废。在hdlc规程中，7个连续的“1”被作为失效字符。当然在失效序列中不使用“0”位插入/删除技术。hdlc协议规定，在一帧之内不允许出现数据间隔。在两帧之间，发送器可以连续输出标志字符序列，也可以输出连续的高电平，它被称为空闲(idle)信号。

s33：对信令数据包做crc校验，并将校验结果插入到信令数据包的结束标志之前。

s34：将本站点当前帧待发送的信令数据包的一比特数据发送到本站点的第一个信令发送通道上。

具体地，s34包含：

判断本站点是否闲置；若为是，则用连续的标志序列的一比特数据代替本站点当前帧待发送的信令数据包的一比特数据。

环网上的站点可能在某个时刻空闲，不发送信令数据包，但空闲的站点每帧需要发送一比特数据来代替信令数据包的位置，保证环网延迟固定。

标志序列0x7e不使用插0删0做法。站点空闲时，连续发送标志序列0x7e，以便有数据发送时，节约发送0x7e的时间(发送不使用插0技术的0x7e需要1ms时间的)。站点空闲时，没有信令数据包发送，而连续发送0x7e。这样，有信令数据包的时候，即可直接开始发送dstaddr，可以提高通信的实际传输速率。站点接收数据时，允许接收连续“不使用插0技术”的0x7e；当收到非“不使用插0技术”的0x7e数据时，表明正在接收信令数据包的内容。

s35：根据本站点的各信令接收通道的编号与各信令接收通道接收到信令数据包中的源地址信息确定出每一个站点在环网上的位置，还原出环网中各站点的顺序结构图。

s36：记录本站点当前帧发送的数据的发送帧序号，用于计算环网群延迟帧数。

各站点每向下一站发送一帧的数据，就对一帧计数器进行加一，记录本站点每帧数据的发送时的帧序号。

信令数据包包含空信令数据包及有用信令数据包，各站点的第一个信令发送通道每一帧向下一站点发送空信令数据包或有用信令数据包的的一比特数据。

具体地，s4包含：

s41：将本站点各信令接收通道当前帧接收的各数据分别延后一比特位；

s42：舍去最后一位数据；

s43：将剩余的延后的数据依次一一发送到本站点的除第一个信令发送通道的其它各信令发送通道上。

具体地，s6包含：

s61：对本站点的各信令接收通道所接收的各信令数据包的包头进行检测，异常终止检测、正常结束检测；去掉信令数据包中连续出现5个逻辑“1”的后面的逻辑“0”。

s62：对本站点的各信令接收通道所接收的各信令数据包做crc校验。

s63：根据本站点的各信令接收通道所接收的各信令数据包的目的地址获取属于本站点的信令数据包和广播数据包。

s64：记录本站点当前帧接收的数据的接收帧序号。

各站点每接收上一站发送一帧的数据，就对另一帧计数器进行加一，记录本站点每帧数据的接收时的帧序号。

s65：判断本站点之前发送的数据是否返回到本站点；若为是，则根据该返回的数据的发送帧序号和接收帧序号计算出环网群延迟帧数。

每个站点发送出去的本站点的数据经过环网循环之后都会返回到本站点，站点接收及发送数据时，都会记录接收和发送的帧数，因此，返回的数据的接收帧序号减去发送帧序号便可得到环网群延迟帧数。

如图3所示，设每个站点的时隙数量为4个。每个时隙每一帧收发一个字节的信令数据包，即每个站点每一帧收发32比特(bit)位的信令数据包。每一bit位作为一个信令收发通道，将这32bit位分为32个信令收发通道。32个信令收发通道的编号为00至31。每个站点使用第一个发送时隙的起始bit位作为本站点最新的信令数据包的信令发送通道。

每个站点接收上一站的32个信令收发通道的信令数据包，并将在接收数据推后一个bit位发送给下一个站点，将最后一个接收通道的数据丢弃。每个站点需要处理32个信令接收通道的数据和1个发送通道的数据，透传31个通道的数据。

本站点的32个信令发送通道组成为：信令发送通道00为本站点最新的信令发送通道；信令发送通道01的信令数据包来自本站点信令接收通道00；信令发送通道02的信令数据包来自本站点信令接收通道01；依次类推，信令发送通道31的信令数据包来自本站点信令接收通道30。

每个信令接收通道和信令发送通道每一帧传输1bit信令数据，每秒传输速率为8kbps。

这样，在如图1所示的环网中，站点1的信令接收通道00接收到的是来自站点5的信令数据包，站点1的信令接收通道01接收到的是来自站点4的信令数据包，站点1的信令接收通道02接收到的是来自站点3的信令数据包，站点1的信令接收通道03接收到的是来自站点2的信令数据包，站点1的信令接收通道04接收到的是来自站点1(本站点)的信令数据包。

站点1的信令接收通道05接收到的仍是来自站点5的信令数据包，这个信令数据包只是比被信令接收通道00收到时晚了一个环网群延迟的时间。

同理，站点1的信令接收通道06接收到的是来自站点4的信令数据包，这个信令数据包只是比被接收通道1收到时晚了一个环网群延迟的时间。以此类推。

因此，可以看出，在32个站点满配状态时，即环网中站点的总数与每个站点的信令收发通道的数量相同时，信令接收通道31接收到的是来自本站点本站点上一帧的信令数据包。信令接收通道31为最后一个信令接收通道，接收的信令数据包直接被丢弃。其它31个信令接收通道接收到的分别是来自其它31个站点的信令数据包。

并可以看出，环网中站点的总数小于每个站点的信令收发通道的数量时，每个站点总的信令接收通道会收到相同的信令数据包。此时，各站只需过滤掉这些重复的信令数据包，并对不重复的信令数据包进行分析处理即可。

由于每个站点的信令接收通道的数量不小于环网中站点的总数，保证了每个站点发送的信令数据包可以到达环网上所有的站点上。

总站点为n时(n<＝32)，每个站点发出一个信令数据包，可在第n-1信令接收通道收到本站点发送的信令数据包(当然，环网上其它站点也会收到这个信令数据包)，再第(x*n)-1[x＝1，2，...]信令接收通道(如果(x*n)-1<32)也能收到本站点发送的数据包。如果每个站点发送的信令数据包含本站点识别信息(比如有一个唯一的站点id)，那么该环网有这样的优点：

1、根据接收本站点发送的信令数据包可以评估环网通信是否正常。若本站发送的信令数据包能被本站重新收到，则证明环网正常，否则环网异常。

2、根据接收本站点发送的信令数据包的最小信令接收通道号即可评估出环网上的站点数量。(本实施例中，因为信令接收通道号从0计起，如果接收本站点发送的信令数据包的最小信令接收通道为第8通道，则环网上一共有9个站点)。这样，本站点获取环网站点总数时，不需依赖于其它站点的响应。

3、通过接收的信令数据包的时隙通道编号和接收数据包中的识别信息(比如站点id)，可以准确的识别出环网上各站点的顺序。

4、环网上站点数量或者站点顺序发生变化，所有站点即可快速感知。

5、本站点接收信令数据包的时间(帧计数的值)减去本站点发送这个信令数据包的时间(帧计数的值)就等于环网群延迟。

6、环网各站点发出的信令数据包到达环上所有站点的时间差不超过环网群延迟时间。

7、在环网环境确定后，发送信令数据包到接收到数据包的延迟基本上只与信令数据包的长度有关。

8、在环网中增加一个站点，即可收集到环网上所有的信令数据包，方便监控。

9、根据每个站点发送的信令数据包包头的源站点识别信息(站点id)和目的站点识别信息(站点id)，可以实现在接收侧过滤出目的站点识别信息(站点id)为本站点的信令数据包和广播数据包，丢弃其它信令数据包以减轻系统处理接收数据包数量过多的压力。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的基本构思的前提下直接导出或联想到的其它改进和变化均应认为包含在本发明的保护范围之内。