專利名稱：Lcas動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法。
背景技術(shù)：
在SDH傳輸業(yè)務(wù)中，LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme，鏈路容量調(diào)整方案)主要功能是利用SDH開銷字節(jié)自定義控制幀結(jié)構(gòu)，以帶內(nèi)方式控制所承載的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)帶寬解映射所需要的VC(Virtual Capacity，虛容器)的個(gè)數(shù)，并支持動(dòng)態(tài)無損的帶寬(即虛容器個(gè)數(shù))切換。這里，對(duì)LCAS技術(shù)作以簡單介紹。LCAS最初又稱為VBA(Variable Bandwidth Allocation，可變帶寬分配)技術(shù)?？梢钥闯觯琇CAS技術(shù)具有帶寬靈活和動(dòng)態(tài)調(diào)整等特點(diǎn)，當(dāng)用戶帶寬發(fā)生變化時(shí)，可以調(diào)整VCG(Virtual Concatenation Group，虛容組)中的Member(成員)個(gè)數(shù)，這一調(diào)整不會(huì)對(duì)用戶的正常業(yè)務(wù)產(chǎn)生中斷。此外，LCAS技術(shù)還提供一種容錯(cuò)機(jī)制當(dāng)虛容組中的某成員失效，不會(huì)使整個(gè)虛容組失效，而是自動(dòng)地將失效的成員從虛容組中剔除，剩下的正常成員繼續(xù)傳輸業(yè)務(wù)；當(dāng)失效的成員恢復(fù)后，系統(tǒng)自動(dòng)將該失效成員加入虛容組。一般來說，LCAS技術(shù)對(duì)VCG調(diào)整有兩個(gè)原因，分別為，鏈路狀態(tài)發(fā)生變化當(dāng)LCAS檢測到網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)某Member失效時(shí)，自動(dòng)減小VCG的容量；如果檢測到失效的Member修復(fù)后，則自動(dòng)地增加VCG的容量。這種容量調(diào)整對(duì)對(duì)每個(gè)Member來說，都是可行的。帶寬配置發(fā)生變化LCAS的源端和目的端之間的控制機(jī)制，可根據(jù)實(shí)際開展的業(yè)務(wù)帶寬需求調(diào)整VCG的容量，具體地根據(jù)業(yè)務(wù)流量和帶寬來調(diào)整所用到的VCG容量。另外，VCG還有標(biāo)識(shí)字段GID(Group Identification bit，組標(biāo)識(shí))，其用來標(biāo)識(shí)VCG，同一個(gè)VCG的所有成員GID相同。
LCAS中考慮了多種可能的控制過程。為方便理解，下面僅以VCG中處于序列中間的某一VC失效時(shí)的LCAS控制過程來闡述其工作原理。VCG中某VC(設(shè)為成員I)失效
a.VCG鏈路末端節(jié)點(diǎn)首先檢測出故障并向首端發(fā)送成員失效消息(MST＝FAIL)，指出失效成員(成員i)；b.首端節(jié)點(diǎn)將成員i的控制字段CTRL置為“不可用(DNU)”，發(fā)往末端節(jié)點(diǎn)；c.末端節(jié)點(diǎn)開始僅采用正常的VC重組VCG，即將失效的VC從VCG中暫時(shí)刪除；失效VC恢復(fù)后d.首端節(jié)點(diǎn)亦將失效的VC從VCG中暫時(shí)刪除，僅采用正常的VC發(fā)送數(shù)據(jù)；e.VCG鏈路末端節(jié)點(diǎn)首先檢測出失效的VC恢復(fù)，向首端發(fā)送“成員恢復(fù)消息(MST＝OK)”；f.首端將該成員的控制字段CTRL置為“正常(NORM)”，發(fā)往末端節(jié)點(diǎn)。
雖然LCAS技術(shù)承載多數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)提高了傳輸系統(tǒng)的帶寬利用率，但其在對(duì)VCG輸出字節(jié)(解映射過程)時(shí)為單字節(jié)填入，即其單次解映射字節(jié)為單字節(jié)，在帶寬變動(dòng)時(shí)，容易造成從SDH幀中解間插的VC靜荷數(shù)據(jù)的錯(cuò)亂，從而影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，造成部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有的LCAS切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法所存在的問題和不足，本發(fā)明的目的是提供一種可動(dòng)態(tài)調(diào)整帶寬且沒有數(shù)據(jù)損失的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其中的虛容組包含有16個(gè)成員，每個(gè)成員由16個(gè)虛容器串行連接而成，并建立主解映射表和備用解映射表，所述解映射表以以下方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解映射若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n小于4，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行4次輸出操作作為一個(gè)解映射周期；若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n大于等于4而小于等于16，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行16次輸出操作作為一個(gè)解映射周期，其中，前n次為實(shí)操作，后16-n次為空操作。
進(jìn)一步地，該方法還包括若數(shù)據(jù)帶寬有變動(dòng)，根據(jù)新帶寬值對(duì)備用解映射表進(jìn)行配置，配置完成后，等待主解映射表中配置有效成員的虛容器中輸出完上一LCAS復(fù)幀的數(shù)據(jù)后馬上將備用解映射表切換為主解映射表，原主解映射表自動(dòng)變?yōu)閭溆媒庥成浔怼?br> 進(jìn)一步地，所述輸出操作為每次填入最多4個(gè)字節(jié)，最少為0字節(jié)。
進(jìn)一步地，所述空操作為不輸出字節(jié)的操作。
進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)帶寬調(diào)整后，虛容組以新配置的主解映射表的0地址作為起始地址。
進(jìn)一步地，所述帶寬變動(dòng)配置備用解映射表為指定備用解映射表的有效成員的數(shù)量。
進(jìn)一步地，所述虛容組中組成各成員的虛容器均相同。
進(jìn)一步地，所述虛容器組各成員的虛容器可以為VC-3、VC-4、VC-12或VC-11中的任意一種。
本發(fā)明通過設(shè)置VCG，采用16個(gè)Member，每個(gè)Member又由16個(gè)相同的VC串行連接，在本發(fā)明采用多字節(jié)映射，大大提高了數(shù)據(jù)帶寬。由于LCAS的復(fù)幀由16個(gè)單幀組成，本發(fā)明通過設(shè)置主解映射表，數(shù)據(jù)按主解映射表的映射關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，在帶寬調(diào)整后，首先配置備用解映射表，其提供帶寬調(diào)整后的數(shù)據(jù)輸出關(guān)系，待配置結(jié)束并等待VCG中配置有效的VC中輸出完上一LCAS復(fù)幀的數(shù)據(jù)后馬上將備用解映射表切換為主解映射表，之后到達(dá)的數(shù)據(jù)流將以新的帶寬從VCG中新配置有效的VC內(nèi)輸出。也即本發(fā)明僅在VCG的有效Member所有字節(jié)輸出時(shí)才對(duì)VCG進(jìn)行調(diào)整，也即只在LCAS復(fù)幀的邊界處切換。這保證了整個(gè)數(shù)據(jù)的有序性，數(shù)據(jù)不會(huì)錯(cuò)亂。


下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作出詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明多字節(jié)解映射過程示意圖；圖2為本發(fā)明的FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的虛容組(VCG)包含有16個(gè)成員(Member)，每個(gè)成員由16個(gè)虛容器(VC)串行連接而成，對(duì)數(shù)據(jù)解映射的方式如下若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n小于4，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行4次輸出操作作為一個(gè)解映射周期；若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n大于等于4而小于等于16，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行16次輸出操作作為一個(gè)解映射周期，其中，前n次為實(shí)操作，后16-n次為空操作。若數(shù)據(jù)帶寬有變動(dòng)，僅在虛容組中的所有有效成員所有字節(jié)輸出時(shí)調(diào)整有效成員個(gè)數(shù)，即調(diào)整在復(fù)幀的邊界進(jìn)行。
本發(fā)明的單次解映射可同時(shí)輸出多個(gè)字節(jié)，最小0字節(jié)，最大為4字節(jié)；數(shù)據(jù)帶寬每次調(diào)整后，虛容組均以0地址作為起始地址。這里，虛容組中組成各成員的虛容器均相同，其可以為任意種類，包括有VC-3、VC-4、VC-12和VC-11。
本發(fā)明可通過FPGA平臺(tái)得以實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PGA包括有數(shù)據(jù)流模塊、主解映射表、備用解映射表、LCAS協(xié)議解析模塊和VCG。其中數(shù)據(jù)流模塊將VCG中配置有效的VC內(nèi)的數(shù)據(jù)字節(jié)按照解映射表提供的抽取關(guān)系取出，并整理成4字節(jié)寬的數(shù)據(jù)流；解映射表提供的抽取關(guān)系由LCAS協(xié)議解析模塊配置，為了方便調(diào)整，設(shè)計(jì)了主備兩張解映射表，主用解映射表提供當(dāng)前帶寬對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)抽取關(guān)系，備用解映射表提供帶寬調(diào)整后的數(shù)據(jù)抽取關(guān)系。當(dāng)LCAS協(xié)議解析模塊解析到數(shù)據(jù)帶寬將要發(fā)生變化后，會(huì)根據(jù)新的帶寬值對(duì)備用解映射表進(jìn)行配置，配置結(jié)束并等待VCG中配置有效的VC中抽取完上一LCAS復(fù)幀的數(shù)據(jù)后馬上將備用解映射表切換為主用解映射表，之后將從VCG中新帶寬配置有效的VC內(nèi)抽取數(shù)據(jù)。在本本發(fā)明中每個(gè)虛容器組預(yù)留了16個(gè)成員的帶寬，為了解映射表配置的簡化，對(duì)虛容器組的成員的有效性作了以下定義每個(gè)有效的組成員必須是在LCAS協(xié)議協(xié)商后確定在該VCG中使用的VC虛容器，且每個(gè)組成員在VCG中排列順序必須以其在LCAS協(xié)議中被分配的SQ(順序號(hào))排列，對(duì)于出現(xiàn)DNU(Don’tUse)狀態(tài)的組成員需要自動(dòng)剔除，并由下一個(gè)SQ對(duì)應(yīng)的VC虛容器填補(bǔ)。這樣，解映射表就有16張。
本發(fā)明為多字節(jié)虛容器解映射在目前的系統(tǒng)內(nèi)由于時(shí)鐘頻率的限制，為了提供更高帶寬的數(shù)據(jù)流量，往往采用擴(kuò)展數(shù)據(jù)位寬的方式，但數(shù)據(jù)位寬的增加使得傳統(tǒng)的以單個(gè)字節(jié)為單位的解映射方式無法滿足帶寬的要求，因此本發(fā)明采用解映射表的方式設(shè)計(jì)了適用于m(m＝0、1、2、3、4)字節(jié)的解映射方法。如圖1所示，為單次解映射4字節(jié)的情況，虛容器VC_4、VC_5、VC_6和VC_0中的字節(jié)A1、A2、A3、A4按照解映射表的配置分別同時(shí)解映射到數(shù)據(jù)流模塊中，直到VC_0至VC_6所有的虛容器的所有字節(jié)均輸出。本發(fā)明的解映射表是指用于將多個(gè)VC虛容器的凈荷字節(jié)取出到多字節(jié)位寬的數(shù)據(jù)流中所需的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表項(xiàng)。為了提高解映射帶寬，每次可同時(shí)填入m(m＝0、1、2、3、4)個(gè)字節(jié)，具體個(gè)數(shù)與已配置的VC個(gè)數(shù)有關(guān)。由于LCAS協(xié)議要求無損動(dòng)態(tài)調(diào)整業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)帶寬，即動(dòng)態(tài)調(diào)整有效的VC的個(gè)數(shù)，而每張解映射表僅表示一種數(shù)據(jù)帶寬的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此在動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)帶寬時(shí)需要在不同配置的解映射表之間切換。
本發(fā)明目前支持每種數(shù)據(jù)帶寬的配置中有效的VC個(gè)數(shù)為j(j＝0、1、2、....16)，每單次解映射的結(jié)果都是從某個(gè)VC虛容器中取出一個(gè)字節(jié)，在多字節(jié)虛容器解映射的情況下，每次可能從多個(gè)VC虛容器中同時(shí)各取出入一字節(jié)。但由于解映射表控制輸出的字節(jié)數(shù)每次最大為4，在有效VC虛容器個(gè)數(shù)為非4的整數(shù)倍的情況下，每單次解映射結(jié)果可能導(dǎo)致當(dāng)前數(shù)據(jù)帶寬下所使用的各個(gè)有效VC虛容器的剩余的字節(jié)數(shù)不等，即VC虛容器的邊界在每單次解映射結(jié)束可能未對(duì)齊。在數(shù)據(jù)帶寬不變的情況下，上述VC虛容器邊界未對(duì)齊的狀況并不影響輸出多字節(jié)的數(shù)據(jù)流，但在帶寬調(diào)整的時(shí)候，如果輸出的字節(jié)使映射表的邊界未對(duì)齊，如果切換解映射表可能會(huì)導(dǎo)致一部分?jǐn)?shù)據(jù)錯(cuò)亂和丟失，從而導(dǎo)致輸出的多字節(jié)數(shù)據(jù)流的字節(jié)順序錯(cuò)亂。本設(shè)計(jì)為了支持動(dòng)態(tài)無損的調(diào)整數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬，由LCAS控制切換解映射表的時(shí)機(jī)。首先必須滿足解映射表循環(huán)一周輸出的字節(jié)數(shù)應(yīng)該能使每個(gè)VC虛容器剩余的字節(jié)容量相等，由于解映射表輸出字節(jié)數(shù)最大為4，有效VC虛容器的個(gè)數(shù)又在0到16之間不定，因此若每循環(huán)一周從每個(gè)有效VC虛容器僅取出4個(gè)字節(jié)，就可在16次操作后最多從16個(gè)有效的VC虛容器各取出4字節(jié)，假如配置的有效VC虛容器個(gè)數(shù)為n(4＜＝n＜＝16)，則在n次操作后即可從n個(gè)VC虛容器取出4字節(jié)，剩余(16-n)個(gè)單次解映射的操作不取出字節(jié)；0＜n＜4時(shí)僅需要4次取出操作。這樣以16為循環(huán)周期，每循環(huán)一周可使每個(gè)有效的VC虛容器取出相同的字節(jié)數(shù)。其次，以4字節(jié)的倍數(shù)作為解映射一周后的VC虛容器剩余的字節(jié)容量值，就要求Member的容量必須為4字節(jié)的整數(shù)倍，這樣在SDH的單獨(dú)應(yīng)用VC-3、VC-4均無法滿足，但由于LCAS復(fù)幀由16個(gè)單幀組成這一條件，只要在LCAS復(fù)幀的邊界處切換，即不會(huì)造成數(shù)據(jù)的錯(cuò)亂和丟失。因此，每個(gè)Member采用16個(gè)VC串行連接，其容量即可滿足上述條件，并可支持任何字節(jié)在復(fù)幀邊界解映射切換。
由于動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)帶寬需要在不同的解映射表之間切換，為了方便表項(xiàng)內(nèi)容的讀取，在每次切換時(shí)要求都以0地址作為起始。本發(fā)明中的數(shù)據(jù)流位寬為32bit即4字節(jié)，每次可接收的字節(jié)數(shù)可能為0、1、2、3、4中任意一個(gè)，若要每次表項(xiàng)起始位置的輸出字節(jié)數(shù)具有周期性，即解映射關(guān)系可循環(huán)由表項(xiàng)配置的話，表項(xiàng)循環(huán)一周輸出的字節(jié)數(shù)必須是4的整數(shù)倍，再結(jié)合LCAS復(fù)幀由16個(gè)單幀組成這一條件，每個(gè)Member由16個(gè)VC串行連接。
如圖2所示，本發(fā)明以FPGA作為驗(yàn)證平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)，F(xiàn)PGA由數(shù)據(jù)流模塊D、主解映射表M、備用解映射表M`、LCAS協(xié)議解析模塊L、VC虛容器組VCG等模塊構(gòu)成。其中數(shù)據(jù)流模塊D將VCG中配置有效的VC內(nèi)的數(shù)據(jù)字節(jié)按照解映射表M提供的抽取關(guān)系取出，并整理成4字節(jié)寬的數(shù)據(jù)流；解映射表M提供的抽取關(guān)系由LCAS協(xié)議解析模塊配置，為了方便調(diào)整，設(shè)計(jì)了主備兩張解映射表，主用解映射表M提供當(dāng)前帶寬對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)抽取關(guān)系，備用解映射表M`提供帶寬調(diào)整后的數(shù)據(jù)抽取關(guān)系。當(dāng)LCAS協(xié)議解析模塊L解析到數(shù)據(jù)帶寬將要發(fā)生變化后，會(huì)根據(jù)新的帶寬值對(duì)備用解映射表M`進(jìn)行配置，配置結(jié)束并等待VCG中配置有效的VC中抽取完上一LCAS復(fù)幀的數(shù)據(jù)后馬上將備用解映射表M`切換為主用解映射表M，之后數(shù)據(jù)流模塊D將從VCG中新帶寬配置有效的VC內(nèi)抽取數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，其中的虛容組包含有16個(gè)成員，每個(gè)成員由16個(gè)虛容器串行連接而成，并建立主解映射表和備用解映射表，所述解映射表以以下方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解映射若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n小于4，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行4次輸出操作作為一個(gè)解映射周期；若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n大于等于4而小于等于16，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行16次輸出操作作為一個(gè)解映射周期，其中，前n次為實(shí)操作，后16-n次為空操作。
2.如權(quán)利要求1所述的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，該方法還包括若數(shù)據(jù)帶寬有變動(dòng)，根據(jù)新帶寬值對(duì)備用解映射表進(jìn)行配置，配置完成后，等待主解映射表中配置有效成員的虛容器中輸出完上一LCAS復(fù)幀的數(shù)據(jù)后馬上將備用解映射表切換為主解映射表，原主解映射表自動(dòng)變?yōu)閭溆媒庥成浔怼?br> 3.如權(quán)利要求1所述的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，所述輸出操作為每次填入最多4個(gè)字節(jié)，最少為0字節(jié)。
4.如權(quán)利要求1所述的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，所述空操作為不輸出字節(jié)的操作。
5.如權(quán)利要求2所述的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)帶寬調(diào)整后，虛容組以新配置的主解映射表的0地址作為起始地址。
6.如權(quán)利要求1所述的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，所述帶寬變動(dòng)配置備用解映射表為指定備用解映射表的有效成員的數(shù)量。
7.如權(quán)利要求1至6中任一權(quán)利要求所述的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，所述虛容組中組成各成員的虛容器均相同。
8.如權(quán)利要求7所述的LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其特征在于，所述虛容器組各成員的虛容器可以為VC-3、VC-4、VC-12或VC-11中的任意一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LCAS動(dòng)態(tài)無損切換數(shù)據(jù)帶寬的解映射方法，其中的虛容組包含有16個(gè)成員，每個(gè)成員由16個(gè)虛容器串行連接而成，并建立主解映射表和備用解映射表，所述解映射表以以下方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解映射若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n小于4，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行4次輸出操作作為一個(gè)解映射周期；若虛容組的有效成員個(gè)數(shù)n大于等于4而小于等于16，則對(duì)所述虛容組進(jìn)行16次輸出操作作為一個(gè)解映射周期，其中，前n次為實(shí)操作，后16－n次為空操作。本發(fā)明僅在VCG的有效Member所有字節(jié)輸出時(shí)才對(duì)VCG進(jìn)行調(diào)整，也即只在LCAS復(fù)幀的邊界處切換。這保證了整個(gè)數(shù)據(jù)的有序性，數(shù)據(jù)不會(huì)錯(cuò)亂。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1561075SQ20041003917
公開日2005年1月5日 申請(qǐng)日期2004年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月20日
發(fā)明者樊彧, 牟景輝, 鄧曉林, 戴未, 樊 申請(qǐng)人:港灣網(wǎng)絡(luò)有限公司