一种网络中误码率的检测方法及系统与流程

本发明涉及误码率检测领域，具体来讲涉及一种网络中误码率的检测方法及系统。
背景技术：
：随着移动互联网的发展，运营商的网络规模越来越来，用户对网络可靠性的要求也越来越高。通信设备和光缆的长期使用，必然会逐步老化，从而引起网络中的误码率提高。因此，必须采取有效措施对线路中的误码率进行准确的测量，在信号尚未中断但已经出现劣化时触发告警或保护倒换，进而采取进一步措施，保证网络的稳定性。在常见的ptn((packettransportnetwork，分组传送网)、ipran(ipradioaccessnetwork，无线接入网ip化)网络中，一般采用丢包率测量的方式来评估网络中的误码率，即将接收到的数据包重新计算crc(cyclicredundancycheck，循环冗余校验)值，并与数据包后面附带的循环冗余校验码进行对比，如果校验不通过则认为数据包中有误码，经过长时间的统计，计算得到线路中的误码率。但是，基于丢包率的误码率检测要求线路中本身有较大的数据流量，当线路中数据流量较低时，检测精度大幅度降低。传统的误码率检测方法中，远端设备发送的以太网包被本地设备接收后进入交换芯片，交换芯片对接收到的以太网包重新计算crc值，并与该以太网包附带的crc值进行对比，如果算出的crc值与包附带的crc值不同，则判定该以太网包是错包，错包计数器加一，并记录错包长度。然后根据以下公式计算误码率(biterrorrate，ber)：ber＝bitcrc/bittotal其中，bitcrc表示crc错误的数据位数，bittotal表示接收到的总数据位数。ber指标与系统的随机噪声和抖动有关，产生错误的比特位是随机的，可能突发也可能随机的出现，无法准确预计。因此精确的测量系统的ber需要无限长的时间。在有限的时间中，只能在一定的确信区间内测量ber指标。在网络中误码率为ber时，平均需要传输1/ber位数据才会出现1位误码。例如，假设网络中误码率为10-12，则平均需要传输1012bit的数据会出现1bit误码。在网络流量为100mbps的情况下，至少需要统计时长1012/100*106＝10000s才能出现1次误码，以此获得误码率数据。但是，由于误码出现的随机性，在工程应用中需要统计到多次误码才能获得准确的误码率，因此需要统计的时长大于该误码率情况下出现1bit误码的时长。以1000m速率的以太网接口为例，在不同网络流量下检测到1bit的平均时间如表1：表1由表1不难看出，现有方法的缺陷在于网络流量较低的情况下，需要很长时间的测量才能取得比较准确的误码率精度。技术实现要素：针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种网络中误码率的检测方法及系统，不依赖于网络流量检测误码率，并能够提高误码率的检测精度。为达到以上目的，一方面，采取一种网络中误码率的检测方法，包括：在线路中接口电路的接收方向，检测错误的物理层编码数据块个数，结合接口电路收到的物理层编码数据块总数，计算出误码率。优选的，所述线路中，无论网络是否空闲，始终有物理层编码信号传输。优选的，当物理层编码符合接口电路中接口速率对应的编码规则时，物理层编码数据块检测为正确。优选的，对于接口速率为10m和100m的以太网络，物理层采用4b/5b编码规则。优选的，对于接口速率为1000m的以太网络，物理层采用8b/10b编码规则。优选的，对于接口速率为10g、25g、40g、50和100g的以太网络，物理层采用64b/66b编码规则。优选的，所述64b/66b编码规则包括2bit的前导码，当前导码为00或11时，说明物理层编码错误。另一方面，采取一种网络中误码率的检测系统，设置于本地设备中，包括：编码判定单元，其设置于接口电路，用于检测接口电路数据接收方向的物理层编码数据块是否正确；第一计数器，其设置于接口电路，其用于对编码判定单元检测到的错误的物理层编码数据块计数；第二计数器，其设置于接口电路，其用于对接口电路接收到的物理层编码数据块计数；cpu，其用于根据第一计数器和第二计数器的计数，计算误码率。优选的，所述cpu周期性提取第一计数器和第二计数器中的数据，且所述第一计数器和第二计数器在一个周期内不会出现计数器溢出。优选的，所述编码判定单元、第一计数器和第二计数器设置于交换芯片中，所述交换芯片还包括：循环冗余校验模块，用于实现以太网数据包的循环冗余校验码的生成和校验；包计数器，用于实现不同长度、不同类型的以太网数据包的分别计数；数据处理模块，其用于完成以太网数据包的解析、封装或转发。上述技术方案中的任一个技术方案均具有如下优点或有益效果：由于以太网络无论是处于忙碌还是空闲状态，线路中始终有物理层编码信号在传输，从而保证接收端与发送端一直保持连通状态。因此在线路中接口电路的接收方向，对所有收到的物理层编码数据块个数和错误的物理层编码数据块个数分别计数，并以此计算误码率，从而实现不依赖于网络流量的误码率监测，无论是线路中有数据传输还是空闲都可以检测误码率，并且大大的缩短了低流量状态下的检测时间。不依赖业务流量检测误码率，可以大幅度提高误码率的检测精度，能够在还能减小信号劣化时的检测和反应时间，在信号劣化的早期发现故障，当光缆受到损伤或逐步老化时，可以通过cpu自动上报信号劣化告警，并能够触发保护倒换，大大提高了网络的健壮性和可维护性。附图说明图1为本发明第一实施例网络中误码率的检测方法流程图；图2为本发明第六实施例网络中误码率的检测系统示意图。附图标记：cpu1，光模块2，交换芯片3，数据处理模块31，循环冗余校验模块32，包计数器33，接口电路34，编码判定单元340，第一计数器341，第二计数器342。具体实施方式以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。第一实施例本实施例网络中误码率的检测方法，用于检测网络中，本地设备和远端设备之间线路上的误码率，如图1所示，具体包括如下步骤：s101.在线路中接口电路的接收方向，对接口电路收到的物理层编码数据块个数进行计数；同时，对每一个收到的物理层编码数据进行检测，记录错误的物理层编码数据块的个数。s102.根据记录的两组个数，计算出线路中误码率。上述步骤中，优选为以太网络，无论网络是处于忙碌还是空闲状态，线路中始终有物理层编码信号在传输，从而保证接收端与发送端一直保持连通状态。步骤s101中，通过检测接口电路收到数据的合法性来检测物理层编码数据块是否正确，当物理层编码符合接口电路中接口速率对应的编码规则时，物理层编码检测为正确，也就是检测合法，对应的物理层编码数据块正确；否则，视为物理层编码数据块错误，出现误码。步骤102中，通过周期性计算，得到每个周期中的误码率，计算周期可以根据实际情况进行设置。第二实施例在第一实施例的基础上，本实施例中，对于接口速率为10m和100m的以太网络，物理层采用4b/5b编码规则，4b/5b编码表如表2所示。表2十六进制数4位二进制数4b/5b编码0000011110100010100120010101003001110101401000101050101010116011001110701110111181000100109100110011a101010110b101110111c110011010d110111011e111011100f111111101根据4b/5b编码表，当接收端收到的数据为01110时，在表2中可以查找到，则判断为合法编码。当接收端收到的数据为00001时，在表2中查找不到，说明该物理层编码采用的不是4b/5b编码规则，该数据判断为误码，需要对误码的物理层编码数据块进行计数。第三实施例在第一实施例的基础上，本实施例中，对于接口速率为1000m的以太网络，物理层采用8b/10b编码规则。8b/10b编码是将一组连续的8位数据分解成两组数据，一组3位，一组5位，经过编码后分别成为一组4位的代码和一组6位的代码，从而组成一组10位的数据发送出去。数据值可以统一的表示为dx.y或kx.y，其中d表示为数据代码，k表示为特殊的命令代码。x表示输入的原始数据的低5位edcba，y表示输入的原始数据的高3位hgf。对于8bit数据，它在表中的位序为hgfedcba，即h为最高位，a为最低位，如表3所示，edcba经过5b/6b编码为abcdei；如表4所示，hgf经过3b/4b编码为fghj。传送10bit编码的顺序为abcdeifghj。表3表4与第二实施例的判断方式基本相同，如果接收端收到的数据符合8b/10b编码规则，则判断为合法编码，物理层编码数据块正确；否则说明该物理层编码采用的不是8b/10b编码规则，该数据判断为误码，需要对误码的物理层编码数据块进行计数。第四实施例基于第一实施例，本实施例中，对于接口速率为10g、25g、40g、50和100g的以太网络，物理层采用64b/66b编码规则。与8b/10b和4b/5b相比，64b/66b编码规则的判断有所差异。64b/66b编码是万兆以太网pcs(physicalcodingsublayer，物理编码子层)的关键部分。它并不是真正的编码，而是一种基于扰码机制编解码方式。这种编码方式，是ieee推荐的10g通信的标准编码方式。64b/66b编码将64bit数据或控制信息编码成66bit块传输。66bit块前2bit为前导码，主要用于接收端的数据对齐和接收数据位流的同步。前导码有“01”和“10”两种，当前导码是“01”时，66bit块后64bit全部是数据；当前导码是“10”时，66bit块后64bit是数据和控制信息的混合，其紧挨着中前导码的8bit为信息类型，后面的56bit是控制信息或者数据或者两者的混合。因此，当前导码是“00”或“11”时，说明收到了错误的前导码，进而表明数据的物理层编码错误，需要对误码的物理层编码数据块进行计数。第五实施例在上述实施例的基础上，本实施例中提供网络中误码率的检测系统，设置于本地设备中，用于检测本地设备和远端设备之间线路上的误码率。如图2所示，所述系统包括编码判定单元340、第一计数器341、第二计数器342和cpu1。其中，编码判定单元340、第一计数器341和第二计数器342设置于交换芯片3的接口电路34中，编码判定单元340用于检测接口电路34接收方向数据的物理层编码数据块是否正确；第一计数器341用于对编码判定单元340检测到的错误物理层编码数据块进行计数；第二计数器342对接口电路34接收到的物理层编码数据块计数，即每收到一个物理层编码数据块就加1。cpu1设置于交换芯片3外，用于根据第一计数器341和第二计数器342的计数计算误码率。优选的，编码判定单元在进行物理层编码数据块检测时，对于接口速率为10m和100m的以太网络，根据4b/5b编码规则进行检测；对于接口速率为1000m的以太网络，根据8b/10b编码规则进行检测；对于接口速率为10g、25g、40g、50和100g的以太网络，根据64b/66b编码规则。如果发现物理层编码的编码规则与接口速率不匹配，则认为该数据为误码，对应物理层编码数据块错误，第一计数器341和第二计数器342分别加1。对于物理层采用4b/5b或8b/10b编码规则的结构接口：误码率＝bitcrc/bittotal≈(第一计数器341的计数/(第二计数器342的计数*物理层编码数据块大小))*100％；其中，物理层编码数据块大小表示单个物理层编码的数据位数。如果接口采用4b/5b编码，物理层编码数据块大小对应取值为5；如果接口采用8b/10b编码，物理层编码数据块大小对应取值为10。对于物理层采用64b/66b编码规则的结构接口：误码率＝bitcrc/bittotal≈(第一计数器341的计数/(第二计数器342的计数*2))*100％。优选的，cpu1周期性第一计数器341和第二计数器342的计数，第一计数器341和第二计数器342具有一定的宽度，保证至少在cpu1的一个周期内，不会出现计数器溢出。cpu1完成误码率的计算，并完成告警上报和保护倒换等动作，在本地设备的接口通信中断又重新恢复时，cpu还要完成第一计数器341和第二计数器342的清零，以免出现误码率虚高的情况。第六实施例在第五实施例的基础上，如图2所示，为第六实施例的应用示意图。本地设备包括cpu1，光模块2和交换芯片3，远端设备发送的以太网数据包被本地设备的光模块2接收后转化为电信号，进入交换芯片3。交换芯片3包括数据处理模块31、循环冗余校验模块32、包计数器33和接口电路34。接口电路34，其用于完成线路编码的编解码过程。在发送方向，接口电路34完成数据的物理层编码，依据标准的物理层编码规则，包括4b/5b，8b/10b和64b/66b等，例如ge接口以太网络的8b到10b的编码。具体的，在接收方向，接口电路34完成数据净荷的解码，恢复出原始数据，例如ge接口以太网络的10b到8b的解码。循环冗余校验模块32，用于实现以太网数据包的循环冗余校验码的生成和校验，还用于丢弃校验错误的以太网数据包。具体的，在发送方向，循环冗余校验模块32根据以太网数据包的内容生成循环冗余校验码，并添加到以太网数据包的指定位置。在在接收方向，重新生成循环冗余校验码并与以太网数据包中自带的校验码进行比较，如果不同，则判断为错包。如果被判断为错包，则该以太网数据包直接丢弃，后端的数据处理模块21不再进行处理。包计数器33，用于实现不同长度、不同类型的以太网数据包的分别计数，并上报到网络系统界面，便于运维人员维护。数据处理模块31，其用于完成以太网数据包的解析、封装或转发等功能。本实施例中，接口电路34包括编码判定单元340、第一计数器341和第二计数器342。编码判定单元340用于检测接口电路34接收方向数据的物理层编码数据块是否正确；第一计数器341用于对编码判定单元340检测到的错误物理层编码数据块进行计数；第二计数器342对接口电路34接收到的物理层编码数据块计数，第二计数器342每收到一个物理层编码数据块计数就加1。cpu1设置于交换芯片3外，用于根据第一计数器341和第二计数器342的计数计算误码率。具体的，通过第二计数器342对接口电路34接收到的物理层编码数据块总数进行计数，cpu1根据从第一计数器341和第二计数器342中提取的计数，完成误码率的计算，无论线路中有数据传输还是空闲，都可实现准确的误码率检测，提高了检测精度。本发明不局限于上述实施方式，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。当前第1页12