CN100499407C - 开销消息处理装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种开销消息处理装置，包括开销解析单元，对开销消息进行协议分析处理，以得到操作维护管理信息；数据封装单元，将操作维护管理信息封装到数据帧中通过通信总线发送给所述设备内部的相应功能实体；数据解封装单元，在通信总线发来的数据帧中解析出封装的由所述设备内部相应功能实体生成的操作维护管理反馈信息；开销产生单元，对操作维护管理反馈信息进行协议分析处理后分别封装到同步传输模式信号的对应开销字节中，产生承载有新的开销消息的同步传输模式信号。相应地，本发明还提供了一种开销消息处理方法。本发明可以减轻背板的布线压力，提高开销消息处理过程的灵活性，并降低开销消息处理装置的成本。

Description

开销消息处理装置及其处理方法

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，更进一步涉及光纤通信系统中的开销消息处理装置及其处理方法。

背景技术

同步数字系列(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)是光纤通信系统中的一种数字通信体系，它是国际电信联盟-电信标准部(ITU-T，InternationalTelecommunication Union Telecommunication Standardization Sector)于1988年正式推荐的一套国际标准。在光纤通信系统中，SDH既是一个组网原则，又是一套复用方式；因此以SDH技术为基础，可以建成灵活、可靠和能够进行控制管理的全国电信光传输网乃至全世界电信光传输网。以SDH技术组建的光传输网可以方便地扩展新业务，还可以使不同厂家生产的通信设备进行互联互通。

在SDH标准技术推出前，光纤通信系统没有一套国际统一标准予以借鉴，都是由各个国家各自开发不同的光纤通信系统，即采用准同步数字系列(PDH，Plesiochronous Digital Hierarchy)组建光纤通信网。但是如果采用PDH术组建光纤通信网，各个系统所采用的信号传输速率、线路码型、接口标准和网络结构都不相同，无法在光纤线路上实现不同厂家设备之间的互联互通或直接联网，导致了许多技术的实施困难，并增加了组网成本。

而SDH标准技术就是为了克服PDH技术的上述缺点而产生的，它首先有一个明确的目标，再根据目标设定规范，然后根据设定规范研制设备；这样就可以按照最完善的方式来设定未来光纤通信网要求的系统和设备。

SDH标准技术相对于以前的PDH技术而言，具有以下主要优点：

(1)SDH在全世界范围内统一了光纤通信体系中各级信号的传输速率；其中SDH定义的信号传输格式为STM-N，其对应的信号传输速率为N×155.520Mb/s(Mb/s表示每秒传输信号的兆比特数，比特是量度信息长度的单位，其中N＝1，4，16，......)，STM信号的传输速率是以4倍递增的。

目前，最常用的SDH信号传送格式是STM-1、STM-4、STM-16和STM-64等，分别对应的信号传输速率为155Mb/s、622Mb/s、2.5Gb/s和10Gb/s等。

(2)SDH简化了复接和分接技术，SDH可以把2Mb/s等PDH支路业务流直接从SDH信号中复接或分接，而不必象PDH技术需要从基速群到高速群逐级进行复接或分接。从而简化了复接、分接技术，上下支路信号方便，大大提高了通信网的灵活性和可靠性。

(3)SDH定制了全世界光纤通信网所采用的接口标准；这样就使得不同厂家生产的通信设备可以按照定制的统一接口标准进行互联互通使用，节省了组网的成本。

(4)SDH在网络传输的线路码型中，安排了较多的富余比特，这些富余比特可以作为承载开销消息使用，所谓开销消息是指操作、管理、维护(OAM，Operation Administration Maintenance)消息，用于网路中的故障检测和监测传输性能参数等操作。

目前，用于定义SDH比特率的G.707建议规定了六个等级的SDH比特率系列，其中STM-N(N＝0，1，4，16，64，256)的意思是指第N级同步传输模式(STM，Synchronous Transport Module)的信号传输速率。STM的基本信号传输速率是155520kbit/s(即STM-1)，更高的信号传输速率是在STM-1传输速率的基础上以N的4整数倍进行倍增。

上述已经描述，SDH技术的一个显著特点是在网络传输的线路码型中具有丰富的开销比特资源，其实在SDH的帧结构中安排丰富的开销字节(overhead)就是为了实现网络系统的操作、管理、维护(OAM)功能。所述开销就是一些附加在业务消息比特基础之上的附加比特或附加字节。

其中在G.707建议中对同步传输模式(STM)格式具体分为再生段、复用段、AU指针、高阶通道、高阶虚容器、低阶通道和低阶虚容器，对于再生段、复用段、高阶通道和低阶通道，就是利用各自的开销字节来承载相应的管理信息，以完成网络系统的OAM功能。

由于在光纤通信系统中，开销消息的提取/插入电路和分析处理电路都比较复杂，所以目前光纤通信系统都是在通信设备的各个单板上独立完成开销消息的提取处理，然后通过专用的开销总线传送到专门的开销消息分析处理单元进行集中处理；而开销消息的插入处理与开销消息的提取处理过程相逆。

目前，在光纤通信系统中一种应用比较普遍的开销消息处理技术是利用开销总线的方式实现开销消息提取/插入单元和开销消息分析处理单元之间的开销消息传递。如下：

参照图1，该图是现有技术中开销消息提取处理的过程示意图；图中所示在每个设备的线路单板上都设置有开销消息提取单元功能模块10，在接收到传输线路传输来的光纤信号后，线路单板上的开销消息提取单元10对光纤信号进行提取开销消息操作，一般传输线路上的光纤信号主要由业务消息和开销消息组成，所以开销消息提取单元10将提取出的开销消息通过开销总线传送到开销消息分析处理单元，而将提取了开销消息的业务消息通过业务总线传输到业务消息处理单元中进行处理。

参照图2，该图是现有技术中开销消息插入处理的过程示意图；图中所示在每个设备的线路单板上还同时设置有开销消息插入单元功能模块20，其中线路单板上的开销消息插入单元20用于将开销消息分析处理单元发来的开销消息和业务消息处理单元发来的业务消息进行合并处理，即将开销消息插入到业务消息的相应字节中，和业务消息一起组合后发送到光纤传输线路上。

参照图3，该图是现有技术中通信设备内部开销消息处理的主要过程示意图；其中在SDH/SONET信号接收端，系统利用线路单板1上的开销消息提取单元10对接收信号进行分离开销消息和业务流，然后将分离的开销消息利用时分复用(TDM，Time Division Multiplexing)技术，通过开销总线(开销总线为并行总线或者为串行总线)送出，开销总线穿过背板3后将开销消息送到开销单板2中设置的专门用于开销处理的开销消息分析处理单元30进行集中处理。

而在SDH/SONET信号发送端，系统将开销单板2中开销消息分析处理单元30处理后的开销消息利用TDM技术复用后，通过开销总线送出，开销总线穿过背板3后将开销消息送到线路单板1上的开销消息插入单元20，开销消息插入单元20将接收到的开销消息与业务流合并后送往发送端发送。

参照图4，该图是现有技术中存在多块线路单板的开销消息处理过程示意图；图中线路单板1、线路单板2......线路单板n上都设置有开销消息提取单元和开销消息插入单元，每个线路单板上的开销消息提取单元将在接收信号中提取的开销消息通过开销总线穿过背板3后传输到开销消息分析处理单元30进行集中处理；同时开销消息分析处理单元30分别将开销消息通过开销总线穿过背板3后传输给每个线路单板上的开销消息插入单元进行开销消息插入处理。

综上所述，利用现有技术的开销消息处理方式会存在如下的弊端：

1)开销总线是通过背板来连接每个线路单板和开销消息分析处理单元的，所以当存在多块线路单板时，就会存在大量的开销总线，导致背板布线压力过大，也增加了背板的布线密度和层数，从而增加了系统的成本，同时也使传输信号质量受到负面影响；

2)在开销消息分析处理单元中要有大量的以分别用于从每个开销总线上提取开销消息的提取单元，在开销消息分析处理单元内部如果使用硬件方式设置对应每个开销总线的提取单元，则各个提取单元是相互独立的，无法进行共享，因此造成了系统成本的增加。

3)两个线路单板之间无法直接传递开销消息，必须经过开销消息分析处理单元的分析处理操作，从而使系统应用不够灵活，这一点在环形复用段保护中有比较明显的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种开销消息处理装置及其处理方法，以减轻背板的布线压力，同时提高开销消息处理过程的灵活性，并降低开销消息处理装置的成本。

为解决上述问题，本发明提出了一种开销消息处理装置，用于使通信设备中的每块线路单板分别对光纤通信系统中的开销消息进行处理，所述线路单板之间通过通信总线进行连接，包括：

开销解析单元，用于对光传输线路发来的同步传输模式信号中的开销字节所承载的开销消息分别进行协议分析处理，以得到操作维护管理信息；

数据封装单元，分别与所述开销解析单元和通信总线连接，用于将操作维护管理信息封装到数据帧中通过通信总线发送给所述设备内部的相应功能实体；和

数据解封装单元，与通信总线连接，用于在通信总线发来的数据帧中解析出封装的由所述设备内部相应功能实体生成的操作维护管理反馈信息；

开销产生单元，与所述数据解封装单元连接，用于对操作维护管理反馈信息进行协议分析处理后分别封装到同步传输模式信号的对应开销字节中，产生承载有新的开销消息的同步传输模式信号发送到光传输线路。

所述装置还包括：

上行通信物理接口，所述数据封装单元通过该上行通信物理接口和通信总线连接，用于将数据帧信号转换为适合在通信总线上传输的信号发送到通信总线；和

下行通信物理接口，所述数据解封装单元通过该下行通信物理接口和通信总线连接，用于将通信总线发来的数据帧信号转换为适合在线路单板上传输的信号。

其中所述数据封装单元进一步包括：

数据报形成单元，与所述开销解析单元连接，用于对操作维护管理信息添加优先级标识和源物理地址，以形成数据报；

数据帧封装单元，分别与所述数据报形成单元和上行通信物理接口连接，用于将形成的数据报封装到包含有相应功能实体所在的槽位物理地址的数据帧结构中，形成数据帧发送到上行通信物理接口处理。

其中所述数据解封装单元进一步包括：

数据帧解封单元，与所述下行通信物理接口连接，用于在下行通信物理接口发来的数据帧中提取包含有各功能实体生成的操作维护管理反馈信息、源物理地址和优先级标识的数据报；

数据报解析单元，分别与所述数据帧解封单元和开销产生单元连接，用于对提取的数据报进行解析处理，并将解析出的操作维护管理反馈信息发送到开销产生单元处理。

其中所述开销解析单元和开销产生单元进一步包括：

公务处理模块，用于对同步传输模式信号中的E1字节、E2字节、F1字节和F2字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

复用段保护处理模块，用于对同步传输模式信号中的K1字节和K2字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

数据通信通道处理模块，用于对同步传输模式信号中的D1字节至D12字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

同步状态信息处理模块，用于对同步传输模式信号中的S1字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

告警性能处理模块，用于对同步传输模式信号中的B1字节、B2字节、B3字节、M1字节、G1字节和N1字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

适配处理模块，用于对同步传输模式信号中的J0字节、J1字节和C2字节所承载的开销消息进行协议分析处理。

相应的，本发明还提出了一种开销消息处理方法，用于使通信设备中的每块线路单板分别对光纤通信系统中的开销消息进行处理，所述线路单板之间通过通信总线进行连接，包括：

上行开销处理步骤

-源线路单板对光传输线路发来的同步传输模式信号中的开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以得到操作维护管理信息；并

将操作维护管理信息封装到数据帧中通过通信总线发送给所述设备内部的相应功能实体；

下行开销处理步骤

-目的线路单板在通信总线发来的数据帧中提取由所述设备内部的相应功能实体生成的操作维护管理反馈信息；并

对操作维护管理反馈信息进行协议分析处理后封装到同步传输模式信号的对应开销字节中，产生承载有新的开销消息的STM信号发送到光传输线路。

其中所述将数据帧发送到通信总线之前还包括步骤：

-将数据帧信号转换为适合在通信总线上传输的信号；

其中所述目的线路单板接收到通信总线发来的数据帧后还包括步骤：

-将数据帧信号转换为适合在线路单板上传输的信号。

其中所述将操作维护管理信息封装到数据帧中的过程进一步包括：

-将操作维护管理信息封装到包含有优先级标识和源线路单板所在的槽位物理地址信息的数据报中；

-将所述数据报封装到包含有相应功能实体所在的槽位物理地址信息的数据帧格式中，形成所述数据帧。

其中所述从数据帧中提取操作维护管理反馈信息的过程进一步包括：

-在通信总线发来的数据帧中提取包含有操作维护管理反馈信息、优先级标识和发送反馈信息的相应功能实体所在的槽位物理地址信息的数据报；

-在得到的数据报中提取操作维护管理反馈信息。

其中所述目的线路单板接收通信总线发来的数据帧的过程还包括步骤：目的线路单板判断接收数据帧中包含的目的物理地址是否为自身所在的槽位物理地址；如果是，继续后续信息提取处理；否则丢弃数据帧。

本发明开销消息处理装置及其处理方法能够达到以下有益效果：

(1)由每块线路单板分别对自身接收的开销消息进行提取和协议分析处理，不必再分别通过背板传输到开销消息分析处理单元进行集中分析处理，因此减小了背板的布线压力，确保了传输信号的质量，同时节约了开销消息处理系统的成本；

(2)任何两个线路单板之间可以直接传递开销消息，从而提高了开销消息处理系统的灵活性，在环形复用段保护配置中不必受到对偶单板的限制。

附图说明

图1是现有技术中开销消息提取处理的过程示意图；

图2是现有技术中开销消息插入处理的过程示意图；

图3是现有技术中通信设备内部开销消息处理的主要过程示意图；

图4是现有技术中存在多块线路单板的开销消息处理过程示意图；

图5是本发明开销消息处理装置及其处理方法采用由通信设备中的每块线路单板分别对STM信号中开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理的过程示意图；

图6是本发明开销消息处理装置的主要功能单元组成结构示意图；

图7是本发明开销消息处理装置的具体实施结构组成示意图；

图8是STM-1信号的简单信号结构组成示意图；

图9是本发明开销消息处理方法中对上行开销消息进行处理的流程图；

图10是本发明开销消息处理方法中对下行开销消息进行处理的流程图。

具体实施方式

本发明开销消息处理装置及其处理方法用于处理光纤通信系统中传输的的同步传输模式(STM，Synchronous Transport Module)信号中开销字节所承载的开销消息，以完成不同设备之间对OAM信息进行交互。而实现方式是采用由通信设备中的每块线路单板分别对STM信号中开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理，而不再采用现有技术中由每块线路单板分别提取STM信号中的开销消息，再最终发送到开销消息分析处理单元进行集中处理，最后再由每块线路单板分别将分析处理后的开销消息插入到STM信号中发送到光纤传输线路上去。

参照图5，本发明开销消息处理装置及其处理方法采用由通信设备中的每块线路单板分别对STM信号中开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理的过程主要如下：

通信设备中接收侧各个线路单板(线路单板1，线路单板2......线路单板n)在板内直接对STM信号流中的开销消息进行分析处理(由开销处理单元200处理)，其分析处理过程根据G.707建议中规定的解析协议进行，然后再对分析处理后得到的OAM信息进行封装处理(由数据处理单元100处理)，在信息封装过程中加入信息源地址和信息目的地址，然后将封装处理后的数据帧通过共享式板间通信总线300发送，其他线路单板收到通信总线上发来的数据帧后，解析地址信息，并根据地址信息判断是否为本板需要接收的数据帧，如果不是本板所要接收的数据帧，则丢弃不做处理；而如果判断是本板所需接收的数据帧，则接收该数据帧，进行解封装，获取其中的OAM反馈信息(由数据处理单元100处理)，并对OAM反馈信息进行协议分析处理后封装到STM信号的相应字节中(由开销处理单元200处理)，发送到光口处理之后发送到光纤传输线路上。从而这种开销处理方式实施更为灵活，且能够减小通信设备中背板的布线压力。

参照图6，该图是本发明开销消息处理装置的主要功能单元组成结构示意图；其中在通信设备中包含有多块线路单板，每块线路单板之间通过设备内部的通信总线进行连接，则在每块线路单板上都包括上行光线路接口单元S110，开销解析单元S120，数据封装单元S130、上行通信物理接口(PI，PhysicalInterface)S140，下行通信物理接口S150，数据解封装单元S160，开销产生单元S170和下行光线路接口单元S180，各个功能单元的作用及其联系关系如下：

上行光线路接口单元S110，与光传输线路连接，用于接收光传输线路传来的光信号(STM信号)，并对接收的STM光信号进行光电转换和串并变换；

开销解析单元S120，与上行光线路接口单元S110连接，用于对经上行光线路接口单元S110串并变换后的STM信号中的开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理(其中对开销字节所承载开销消息进行分析处理的过程采用G.707建议的标准处理过程)，因为开销消息即是光纤通信系统中的OAM数据，所以可以通过分析开销消息，来得到OAM信息；

数据封装单元S130，与开销解析单元S120连接，用于将经开销解析单元S120协议分析处理后得到的OAM信息封装到数据帧中；

上行通信PI S140，分别与数据封装单元S130和通信总线300连接，用于将由数据封装单元S130生成的数据帧转换为适合在通信总线300上传输的信号形式后发送到通信总线300，然后通过通信总线300将封装有OAM信息的数据帧发送给通信设备内的相应功能实体；当然如果通信总线300和线路单板上传输的信号形式一样，则该上行通信PI S140可以省略，则上行数据处理单元S130直接和通信总线300连接；

下行通信PI S150，与通信总线300连接，用于接收通信总线300发来的数据帧信号(该数据帧中封装的信息主要为通信设备中各个功能实体所生成的OAM反馈信息)，并将数据帧信号转换为适合在线路单板上传输的信号形式；同理如果通信总线300和线路单板上传输的信号形式一样，则该下行通信PI S150可以省略，则后续下行数据处理单元S160直接和通信总线300连接；

数据解封装单元S160，与下行通信PI S150连接，用于接收下行通信PIS150处理后的数据帧，并在接收的数据帧中提取封装的由各个功能实体生成的OAM反馈信息；

开销产生单元S170，与数据解封装单元S160连接，用于对提取的STM反馈信息进行协议分析处理后封装到STM信号的对应字节中，以产生承载有新的开销消息的STM信号(同理对STM信号开销字节所要承载的OAM信息进行分析处理的过程采用G.707建议的标准处理过程)，因为开销消息即是光纤通信系统中的OAM数据，所以可以通过分析开销消息，来设置对远程通信设备的维护管理数据；

下行光线路接口单元S180，分别与开销产生单元S170和光传输线路连接，用于对经开销产生单元S170协议分析处理后的承载有新的开销消息的STM信号进行并串变换和电光转换后发送到光传输线路。

其中上行光线路接口单元S110进一步包括上行系统物理接口(SPI，System Physical Interface)S112和定帧单元S114；数据封装单元S130又进一步包括数据报形成单元S132和数据帧封装单元S134；数据解封装单元S160又进一步包括数据帧解封单元S162和数据报解析单元S164；下行光线路接口单元S180又进一步包括成帧单元S182和下行系统物理接口S184，如图7所示。下面结合图7对本发明开销消息处理装置的具体实施过程作进一步的详细说明，该图中的开销消息处理装置主要包括：

上行SPI S112，与光传输线路连接，用于接收光传输线路传来的STM光信号，并对接收的STM光信号进行光电转换；其中上行SPI S112主要接收从光纤线路传来的STM-N信号，并对STM-N信号进行光电转换，以产生STM-N电信号。

定帧单元S114，与上行SPI S112连接，用于对上行SPI S112光电转换处理后的STM-N电信号进行串并变换，其中定帧单元S114可以对STM-N电信号的串行信号形式的帧信号进行定位，搜索字节为F628的字节位置，以产生出以125us为周期的并行信号。

开销解析单元S120，与定帧单元S114连接，用于对经定帧单元S114串并变换后的STM-N信号中的开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理(其中对开销字节所承载开销消息进行协议分析处理的过程采用G.707建议的标准处理过程)。

由于STM-N信号是同步字节结构的信号，由定帧单元S114定帧处理后产生并行信号，即可以根据并行信号来确定各个开销字节在STM-N信号中的确切位置，然后再根据预先的配置对各个字节所承载的开销消息进行协议分析处理，其中开销消息的协议分析处理过程既可以由硬件完成，也可以由软件完成，一般对于实时性要求严格的协议分析由硬件模块完成，而实时性要求不太严格的协议分析由软件完成，以降低成本。

参照图8，该图是STM-1信号的简单信号结构组成示意图；国际电信联盟在ITU-T G.707建议中，对STM-1信号的帧结构作了规定。规定STM-1信号帧由9行270列的数据块构成，传输时按由左到右、由上到下的顺序排成串行码流依次传输，帧周期为125μs。其中第一行包含9个开销字节和261个净荷字节(图中阴影部件)。开销字节区域又分为段开销区(SOH，Section

Overhead)和管理单元指针区(AU-PTR：Administrative Unit-Pointer)。段开销SOH区主要包含帧的配置、操作及管理等信息。管理单元指针区AU-PTR用来指示数据在净荷区的实际起始点。净荷区主要包含数据通道的数据以及低阶信号在向高阶信号复用时所加入的通道开销。

下表为STM-1信号的帧结构：

其中第一行除最右面的字节J14外的所有字节为不扰码字节；

所有的X字节为保留字节；

最右面一列的所有字节为通道开销POH字节；

其中第1、2、3行中的前9列所有字节为再生段开销(RSOH，RegeneratorSection Overhead)字节；

第4行中的前9列所有字节为管理单元指针AU-PTR字节；

第5、6、7、8、9行中的前9列所有字节为复用段开销(MSOH，MultiplexSection Overhead)字节。

其中开销解析单元S120和开销产生单元S170中主要包括：

公务处理模块，用于对STM-1信号中的E1字节、E2字节、F1字节和F2字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以产生相应的OAM信息；其中E1字节承载的开销消息用于再生段公务联络线，可提供一个64kbit/s通路；E2字节承载的开销消息用于复用段公务联络线，可提供一个64kbit/s通路；F1字节承载的开销消息为网络运营者提供一个64kbit/s通路，为特殊维护目的提供历史的数据/话音通路；F2字节承载的开销消息为使用者提供通道单元之间的通信通路；

复用段保护(MSP，Multiplex Section Protection)处理模块，用于对STM-1信号中的K1字节和K2字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以产生相应的OAM信息；MSP处理模块用于复用段保护倒换信令，其中各比特的安排和面向比特的协议在G.783建议中已经规定：K1字节中的第1至第4比特(B1-B4)承载的开销消息用于指示倒换请求的原因，K1字节中的第5至第8比特(B5-B8)承载的开销消息用于指示提出倒换请求的工作系统序号，K2字节中的第1至第5比特(B1-B5)承载的开销消息用于指示复用段所在备用系统倒换开关所桥接到的工作系统序号；

数据通信通道(DCC，Data Communication Channel)处理模块，用于对STM-1信号中的D1字节至D12字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以产生相应的OAM信息；其中D1字节，D2字节和D3字节承载的开销消息用于再生段传送再生器的运行、维护和管理信息，可提供速率达192kbit/s的DCC通路；D4-D12字节所承载的开销消息用于复用段传送再生器的运行、维护和管理信息，可提供速率达576kbit/s的DCC通路；

同步状态信息(SSM，Synchronization status message)处理模块，用于对STM-1信号中的S1字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以产生相应的OAM信息；其中S1字节所承载的开销消息用于传送同步状态信息SSM；

告警性能处理模块，用于对STM-1信号中的B1字节、B2字节、B3字节、M1字节、G1字节和N1字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以产生相应的OAM信息；其中B1字节承载的开销消息用于再生段误码监测，使用8比特做奇偶(BIP)校验，为BIP-8；B2字节承载的开销消息用于复用段误码监测，使用3个B2字节共24比特做奇偶(BIP)校验，为BIP-24。M1字节承载的开销消息用于将复用段远端检测到的差错信息回传；B3字节承载的开销消息用于高阶通道误码监测，使用8比特做奇偶(BIP)校验，为BIP-8；G1字节承载的开销消息用于目的端将检测到的通道状态和性能回传到通道的源端；N1字节承载的开销消息用于高阶通道的串联连接检测功能。

适配处理模块，用于对STM-1信号中的J0字节、J1字节和C2字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以产生相应的OAM信息；其中J0字节承载的开销消息是再生段接入点的识别符，用于重复发送一个代表某段接入点的标志，从而使接收端能够确认自己与预定的段的发送端是否保持着连接；J14字节承载的开销消息用于重复发送高阶通道接入点识别符，接收端利用J1字节所承载的开销消息来确定自己与预定的发送端是否保持着连接；C2字节所承载的开销消息用于指示虚容器中装载的业务组成类型。

这里建议K1字节，K2字节，E1字节，E2字节和F1字节的协议分析处理由硬件模块完成，而对其他字节的协议分析处理则由软件模块完成。

数据报形成单元S132，与开销解析单元S120连接，用于对由开销解析单元S120协议分析处理后得到的OAM信息添加优先级标识和源物理地址信息，以形成数据报；新生成的数据报，将被按照其包含开销消息的实时性要求标注优先等级，具体规定见下表，但不局限于下表。

 

开销字节	实时性要求	优先等级
			K1，K2	高	1
E1，E2，F1，F2	中	2
			D1-D12	中	3
其他	低	4

优先等级分为4级，1级最高，依次为2，3，4级。优先等级将确定数据报发送的先后顺序。

其中发送规则为：

优先等级高的数据报可以抢占优先等级低的数据报位置优先发送；

同等优先等级的数据报按照顺序发送。

同时，将本地线路单板所在的槽位物理地址作为源物理地址标注到该生成的数据报中。则形成的数据报格式见下表：

 

源地址(8bit)

优先等级(2bit)

数据信息(长度不限)

最后，形成的数据报由OAM信息、优先等级和源物理地址(形成该数据报的线路单板所在的槽位物理地址)3部分组成。

数据帧封装单元S134，与数据报形成单元S132连接，用于将形成的数据报封装到数据帧结构中；这里优选高级数据链路控制(HDLC，High-level datalink control)协议进行数据帧封装，但并不局限于此协议，例如还可以选用Ethernet协议或邮箱协议等完成数据帧的封装。

因为高级数据链路控制协议HDLC是面向比特的链路控制协议，它是通过用一定的比特组合所表示的命令和响应来实现对链路的监控。HDLC具有以下特点：

1、透明传输：对传输信息比特结构无任何限制，信息可以是任意的字符码集和任意的比特串，包括8bits为单位组成的字符串在内；

2、可靠性高：在所有的帧里都采用循环冗余校验，并将信息帧按顺序编号，以防止信息码组的漏发和重收；

3、传输效率高：在通信中不必等到对方应答就可以发送下一帧，可以连续传送，并可以进行双向同时通信；

4、具有极大的灵活性：传输控制和处理功能分离，应用非常广泛；

基于HDLC上述的优点，因此这里优选使用HDLC协议将数据报封装成标准的HDLC数据帧形式。

其中HDLC的帧结构如下图所示：

上图HDLC的帧格式由标志序列、地址字段、控制字段、信息字段和帧校验序列字段组成；

本发明开销消息的处理方法及其处理装置规定地址字段A内封装的内容为：在设备中各个功能实体(包括线路单板)所在的槽位物理地址，以此物理地址作为HDLC帧格式中的地址。这样如本线路单板发出信号时，源地址即为本线路单板所在的槽位物理地址，目的地址即为OAM信息要发送到的功能实体所在的槽位物理地址。有关地址字段A的举例如下：

 

槽位物理地址	HDLC目的地址
		1	0x01
2	0x02
		3	0x03
4	0x04
		...	...

而封装后的HDLC数据帧的信息字段I中封装的内容即为上述所形成的数据报中的OAM信息和优先级标识。而封装后的HDLC数据帧其他字段(如标志序列、控制字段和帧校验序列字段)中都采用HDLC标准字段内容进行封装。

上行通信物理接口S140，分别与数据帧封装单元S134和通信总线300连接，用于将由数据帧封装单元S134封装后的HDLC数据帧转换为适合在通信总线300上传输的信号形式后发送到通信总线300，再通过通信总线300发送给设备中相应的功能实体；这里建议上行通信PI S140使用RS-485串口协议对HDLC数据帧进行信号转换处理，因为RS-485串口协议具有如下特点：

1)为平衡差分接口；

2)支持多点对多点之间的相互通信；

3)忍受-7V到12V的共模干扰；

4)可驱动32个负载；

5)传输距离不超过50Ft时最高速率可达10Mbps；

6)传输速率为100Kbps时最大传输距离可达4000Ft；

7)支持全双工和半双工通信，支持共享总线的冲突检测；

8)使用双绞线传输数据，具有较强的抗干扰能力。

上面只是对在线路单板上对由光传输线路发往通信总线的上行开销消息进行处理的处理装置进行了说明；下面再说明对由通信总线发往光传输线路的下行开销消息进行处理的处理装置：

下行通信PI S150，与通信总线300连接，用于接收通信总线300发来的数据帧信号(该数据帧信号中主要封装的是设备中各个功能实体所生成的OAM反馈信息)，并将数据帧信号转换为适合在线路单板上传输的信号形式；如果上述上行通信PI S140使用RS-485串口协议，这里下行通信PI S150相应也要使用RS-485串口协议对数据帧信号进行转换，以使接收的数据帧信号适合在线路单板上传输。

数据帧解封单元S162，与下行通信物理接口S150连接，用于在下行通信物理接口S150发来的数据帧中提取包含有OAM反馈信息、源物理地址信息和优先级标识的数据报；其中数据帧解封单元S162在接收下行通信物理接口S150发来的数据帧之前首先判断HDLC数据帧地址字段A中封装的目的物理地址是否为本线路单板所在的槽位物理地址，如果不是本线路单板所在的槽位物理地址，则丢弃该数据帧；否则对接收的HDLC数据帧结构进行解析，去除目的物理地址信息、控制信息和帧校验等信息，提取出包含有OAM反馈信息、优先级标识和源物理地址信息的数据报，并将提取的数据报发送给后续的数据报解析模块S164。

数据报解析单元S164，与数据帧解封单元S162连接，用于接收数据帧解封单元S162发来的数据报并对其进行解析处理，并将解析出的由相应功能实体生成的OAM反馈信息发送到后续开销产生单元S170进行处理。数据报解析单元S164主要提取数据报中包含的OAM反馈信息，并将提取的信息根据数据报中的优先级标识依次发送给后续的开销产生单元S170。

开销产生单元S170，对接收的OAM反馈信息进行协议分析处理后封装到STM信号的对应字节中，以产生承载有新的开销消息的STM信号(其中对OAM反馈信息中要封装到对应开销字节中的开销消息进行协议分析处理同样采用G.707建议的标准过程)。

成帧单元S182，与开销产生单元S170连接，用于对经开销产生单元S170协议分析处理后的承载有新的开销消息的STM信号进行并串变换，以形成为成帧的串行STM-N电信号。

系统物理接口S184，分别与成帧单元S182和光传输线路连接，用于对成帧单元S182处理生成的STM-N信号进行电光转换，以生成STM-N信号的光信号形式后发送到光传输线路。

其实如上所述，在一个设备内的每块线路单板上都应该同时具备上述的上行开销消息处理装置和下行开销消息处理装置，以使不同的线路单板之间能够相互交互处理后的开销消息。

相应的，本发明还提出了一种开销消息处理方法，参照图9，该图是本发明开销消息处理方法中对上行开销消息进行处理的流程图；其中上行开销消息是指由光传输线路发送到通信总线的开销消息，其处理过程如下：

步骤S10，源线路单板(这里将从光传输线路接收开销消息的线路单板定义为源线路单板)接收光传输线路发来的STM-N光信号；

步骤S20，源线路单板对接收到的STM-N光信号进行光电转换，以得到STM-N电信号形式；

步骤S30，源线路单板对STM-N电信号进行帧定位处理及串并变换，得到STM-N的并行信号形式；

步骤S40，源线路单板对变换后的STM-N并行信号中开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理(其中协议分析处理过程基于G.707建议)，以得到OAM信息；

步骤S50，源线路单板将协议分析处理后的OAM信号封装到标准数据帧格式中发送到通信总线，再由通信总线传输给对应的功能实体；其中将协议分析处理后的OAM信息封装到数据帧中的过程如下：

将协议分析处理后的OAM信息封装到包含有优先级标识(用于指示各个数据报的发送顺序)和源线路单板所在的槽位物理地址信息的数据报中；

再将形成的数据报封装到包含有OAM信息要发送到的功能实体所在的槽位物理地址信息的标准数据帧格式中，形成标准数据帧形式，以能够在通信总线上传输；其中可以采用HDLC协议、Ethernet协议或邮箱协议等分别将数据报封装成标准的HDLC数据帧、Ethernet数据帧或邮箱数据帧等格式，这些标准的帧格式都能够在通信总线上传输。

而如果线路单板上传输的信号形式和通信总线上传输的信号不一致，则要将封装后的数据帧信号转换为适合在通信总线上传输的信号形式后再发送到通信总线上。

参照图10，该图是本发明开销消息处理方法中对下行开销消息进行处理的流程图；其中下行开销消息是指由通信总线发送到光传输线路的开销消息，其处理过程如下：

步骤S60，目的线路单板(这里将从通信总线接收开销消息的线路单板定义为目的线路单板)接收通信总线发来的数据帧；同理如果线路单板上传输的信号形式和通信总线上传输的信号不一致，则目的线路单板要将接收数据帧信号转换为适合在线路单板上传输的信号形式。

步骤S65，目的线路单板判断接收数据帧中包含的目的物理地址信息是否为自身所在的槽位物理地址信息；如果是，继续执行后续步骤S70；否则执行步骤S90，丢弃数据帧。

步骤S70，目的线路单板从接收数据帧中提取出由相应功能实体产生的OAM反馈信息；其在接收数据帧中提取OAM反馈信息的过程如下：

在通信总线发来的数据帧中提取包含有OAM反馈信息、优先级标识和源物理地址信息的数据报；

然后在得到的数据报中提取由相应功能实体产生的OAM反馈信息。

步骤S75，目的线路单板对提取得到的OAM反馈信息进行协议分析处理(其中协议分析处理过程基于G.707建议)，然后将协议分析处理后的OAM反馈信息封装到STM信号的对应字节中，以产生承载有新的开销消息的STM信号；

步骤S80，目的线路单板对承载有新的开销消息的STM信号进行成帧处理和并串变换，以得到串行的STM-N信号；

步骤S85，目的线路单板对得到的串行STM-N信号进行电光转换处理，得到STM-N光信号形式，然后将STM-N光信号发送到光传输线路。

上述过程实现了基于线路单板对开销消息直接进行协议分析处理，以完成光纤通信系统中的开销消息的处理过程，使OAM消息的处理更为简洁，且这种开销消息处理方式能够减小光通信设备中背板的布线压力，并提高了开销消息处理过程的灵活性，特别是在配置复用段保护(MSP，Multiplex SectionProtection)业务时将不再要求对偶板位，节约了系统的成本。

在本发明上述的开销消息处理装置及其处理方法中，每块线路单板对STM-N信号中开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理或对要封装到STM信号相应开销字节的OAM信息进行协议分析处理时，都采用现有标准的协议分析处理过程(这个处理过程在G.707建议中已经描述，这里就不再赘述)。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种开销消息处理装置，用于使通信设备中的每块线路单板分别对光纤通信系统中的开销消息进行处理，所述线路单板之间通过通信总线进行连接，其特征在于，包括：

开销解析单元，用于对光传输线路发来的同步传输模式信号中的开销字节所承载的开销消息分别进行协议分析处理，以得到操作维护管理信息；

数据封装单元，分别与所述开销解析单元和通信总线连接，用于将操作维护管理信息封装到数据帧中通过通信总线发送给所述设备内部的相应功能实体；和

数据解封装单元，与通信总线连接，用于在通信总线发来的数据帧中解析出封装的由所述设备内部相应功能实体生成的操作维护管理反馈信息；

开销产生单元，与所述数据解封装单元连接，用于对操作维护管理反馈信息进行协议分析处理后分别封装到同步传输模式信号的对应开销字节中，产生承载有新的开销消息的同步传输模式信号发送到光传输线路。

2、根据权利要求1所述的开销消息处理装置，其特征在于，还包括：

上行通信物理接口，所述数据封装单元通过该上行通信物理接口和通信总线连接，用于将数据帧信号转换为适合在通信总线上传输的信号发送到通信总线；和

下行通信物理接口，所述数据解封装单元通过该下行通信物理接口和通信总线连接，用于将通信总线发来的数据帧信号转换为适合在线路单板上传输的信号。

3、根据权利要求2所述的开销消息处理装置，其特征在于，所述数据封装单元进一步包括：

数据报形成单元，与所述开销解析单元连接，用于对操作维护管理信息添加优先级标识和源物理地址，以形成数据报；

数据帧封装单元，分别与所述数据报形成单元和上行通信物理接口连接，用于将形成的数据报封装到包含有相应功能实体所在的槽位物理地址的数据帧结构中，形成数据帧发送到上行通信物理接口处理。

4、根据权利要求2所述的开销消息处理装置，其特征在于，所述数据解封装单元进一步包括：

数据帧解封单元，与所述下行通信物理接口连接，用于在下行通信物理接口发来的数据帧中提取包含有各功能实体生成的操作维护管理反馈信息、源物理地址和优先级标识的数据报；

数据报解析单元，分别与所述数据帧解封单元和开销产生单元连接，用于对提取的数据报进行解析处理，并将解析出的操作维护管理反馈信息发送到开销产生单元处理。

5、根据权利要求1所述的开销消息处理装置，其特征在于，所述开销解析单元和开销产生单元进一步包括：

公务处理模块，用于对同步传输模式信号中的E1字节、E2字节、F1字节和F2字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

复用段保护处理模块，用于对同步传输模式信号中的K1字节和K2字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

数据通信通道处理模块，用于对同步传输模式信号中的D1字节至D12字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

同步状态信息处理模块，用于对同步传输模式信号中的S1字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

告警性能处理模块，用于对同步传输模式信号中的B1字节、B2字节、B3字节、M1字节、G1字节和N1字节所承载的开销消息进行协议分析处理；

适配处理模块，用于对同步传输模式信号中的J0字节、J1字节和C2字节所承载的开销消息进行协议分析处理。

6、一种开销消息处理方法，用于使通信设备中的每块线路单板分别对光纤通信系统中的开销消息进行处理，所述线路单板之间通过通信总线进行连接，其特征在于，包括：

上行开销处理步骤

-源线路单板对光传输线路发来的同步传输模式信号中的开销字节所承载的开销消息进行协议分析处理，以得到操作维护管理信息；并

将操作维护管理信息封装到数据帧中通过通信总线发送给所述设备内部的相应功能实体；

下行开销处理步骤

-目的线路单板在通信总线发来的数据帧中提取由所述设备内部的相应功能实体生成的操作维护管理反馈信息；并

对操作维护管理反馈信息进行协议分析处理后封装到同步传输模式信号的对应开销字节中，产生承载有新的开销消息的STM信号发送到光传输线路。

7、根据权利要求6所述的开销消息处理方法，其特征在于，

所述将数据帧发送到通信总线之前还包括步骤：

-将数据帧信号转换为适合在通信总线上传输的信号；

所述目的线路单板接收到通信总线发来的数据帧后还包括步骤：

-将数据帧信号转换为适合在线路单板上传输的信号。

8、根据权利要求6所述的开销消息处理方法，其特征在于，所述将操作维护管理信息封装到数据帧中的过程进一步包括：

-将操作维护管理信息封装到包含有优先级标识和源线路单板所在的槽位物理地址信息的数据报中；

-将所述数据报封装到包含有相应功能实体所在的槽位物理地址信息的数据帧格式中，形成所述数据帧。

9、根据权利要求6所述的开销消息处理方法，其特征在于，所述从数据帧中提取操作维护管理反馈信息的过程进一步包括：

-在通信总线发来的数据帧中提取包含有操作维护管理反馈信息、优先级标识和发送反馈信息的相应功能实体所在的槽位物理地址信息的数据报；

-在得到的数据报中提取操作维护管理反馈信息。

10、根据权利要求6所述的开销消息处理方法，其特征在于，所述目的线路单板接收通信总线发来的数据帧的过程还包括步骤：

目的线路单板判断接收数据帧中包含的目的物理地址是否为自身所在的槽位物理地址；如果是，继续后续信息提取处理；否则丢弃数据帧。

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