CN1196281C - 光转发器和使用其进行自动光信号类型识别的方法 - Google Patents

光转发器和使用其进行自动光信号类型识别的方法 Download PDF

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Abstract

光转发器能执行等效于至少两个不同的光信号类型的电信号的性能监控，每个光信号类型根据传输协议和/或比特率唯一可鉴。光转发器包括用于转换来自光信号源的输入光信号到电信号的光电(O/E)接收机模块；用于执行电信号性能监控的性能监控模块；和用于从电信号再生输出光信号提供给光信号目的地的电光(E/O)发射机模块。

Description

光转发器和使用其进行 自动光信号类型识别的方法
技术领域
本发明涉及光通信领域。
背景技术
光通信网络包括提供不同级别的功能和从仅用于转发光信号的光中继器到能够转发光信号及进行性能监控的光转发器的范围内的插入板网络元件。光中继器能同时根据传输协议和比特率转发不同的光信号，也就是，相同的光中继器能以不同速率转发特别是SDH、ATM、PDH和其它信号。与此相对，同一光转发器转发及执行单一光信号的性能监控，即在特别比特率的特别传输协议。插入板为着维护的目的被定期地更换，而且，就光转发来说，需要支持新的系统结构。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种光转发器，包括一个光电O/E接收机模块，用于将从光信号源输入的光信号转换为电信号；一个性能监控模块，用于执行对所述电信号的性能监控；一个电光E/O发射机模块，用于从所述电信号再生输出的光信号以输送给光信号目的地；并且其中所述性能监控模块通过对各个不同的光信号类型调用一个适当的性能监控方案，能够执行对与至少两个不同的光信号类型等效的电信号的性能监控，每个光信号类型按照传输协议和/或比特率唯一可鉴。
本发明第一方面的目的在于提供一种能够在至少两个不同的光信号类型支持性能监控(PM)的光转发器，因而提高其应用灵活性及方便设备缩减。按照本发明的光转发器更好地支持在一种或更多不同的比特率下不同传输协议的光信号的性能监控。为了随着输入的光信号的光信号类型更新，本发明的光转发器能够通过网络管理系统外部配置或者若提供的话以用于自动光信号类型识别的基准模型标定图自配置。本发明的光转发器更好地支持与所谓2R再生相对的所谓3R再生，即除了光信号的再成形和再放大以外，还有其再定时。
根据本发明的第二方面，提供了一种自动光信号类型识别方法，包括的步骤有：
a.将光信号转换为电信号；
b.存储有多个基准模型的基准模型词典，每个模型唯一识别不同的光信号类型；以及
c.标定嵌入在电信号中的基准模型，用于识别光信号的光信号类型。
本发明的第二方面基于这样的事实：按照特征向量每个光信号类型都具有唯一的基准模型，并且在其特征向量的一对立即连续的出现之间是固定的或者可变的字长，因此能够从其它的光信号类型中识别出来。本发明的自动光信号类型识别方法在特征向量的立即连续的出现之间更好地识别由递升的字节长度分级的光信号类型。本发明的自动光信号类型识别方法能够从其等效的电信号中脱机或联机识别光信号的光信号类型。
附图说明
为了理解本发明并看到其如何被实际运用，最佳实施例将仅通过无限制的示例参考附图被描述，图中相似的部分用相同标号，且其中：
图1是本发明的一个可外部配置的光转发器的方框图；
图2是本发明的一个可自配置的光转发器的方框图；
图3是表示图2的光转发器实施自动光信号类型识别方法的流程图；
图4是表示和图3的自动光信号类型识别方法一起使用的基准模型词典的表格；
图5是在批文件地址(BYTE90,000，BIT5)和(BYTE245,520，BIT5)从随着其唯一识别特征向量的立即连续的出现的STM-64光信号中产生的批文件的示意图；以及
图6是在批文件地址(BYTE90,000，BIT5)和(BYTE130,000，BIT5)从随着其唯一识别特征向量的立即连续的出现的IP over SDL光信号中产生的批文件的示意图。
具体实施方式
图1示出网络管理系统NMS1控制下的光转发器10，该系统通过输入光信号的光信号类型的信号类型指示信号通知它。光转发器10执行下述光信号类型的转发和性能监控：155Mbit/s(STM-1)、622Mbit/s(STM-4)、2.5Gbit/s(STM-16)及10Gbit/s(STM-64)的SDH信号；622Mbit/s及2.5Gbit/s的ATM信号；1.25Gbit/s的千兆位以太网信号；和2.5及10Gbit/s的IP信号(在下文称作“光信号类型表”)；并且只转发其它光信号类型，这些其它光信号类型包括44Mbit/s及140Mbit/s PDH光信号等。
光转发器10包括一个耦合到光信号源(未示)的光电(O/E)接收机模块11；一个现场可编程门阵列(FPGA)控制模块12；一个电分离器13；一个电选择器14(构成一个开关元件)；一个在电分离器13和选择器14之间延伸的主通路16且具有时钟和数据回收(CDR)单元17，一个去复用器18，一个前向纠错(FEC)及性能监控(PM)单元19，以及复用器21；一个在分离器13和选择器14之间延伸的旁路通路22(由电分路器构成)；一个耦合到光信号目的地(未示)的电光(E/O)发射机模块。
O/E接收机模块11将输入光信号转换为电信号，并在无光信号被检测的情况下提供一个光信号损耗(LOS)信号给FPGA控制模块12。FPGA控制模块12在O/E接收机模块11被通知输入光信号的光信号类型并相应地提供时钟速率指示信号给CDR17和复用器21，以及信号类型指示信号给FEC和PM单元19以产生合适的性能监控方案。FPGA控制模块12也设置选择器14到用于上述光信号类型表中任何输入光信号的主通路16及到用于任何其它输入光信号的旁路通路22。分路器13将来自O/E接收机模块11的电信号分离为两个相同的光信号，分别提供给主通路16和旁路通路22。CDR单元17执行电信号上的时钟与数据恢复，且在无数据信号即检测到连续零流时提供数据信号损耗(LOS)信号给FPGA控制模块12。FEC和PM单元19在电信号上执行前向纠错和性能监控，并提供合适的数据信号损耗(LOS)信号、帧损耗(LOF)信号、信号丢失(SF)信号和信号恶化(SD)信号给FPGA控制模块12。选择器14能够从主通路16或者旁路通路22之一中提供电信号给E/O发射机模块23，由来自FPGA控制模块12的SX信号所确定。E/O发射机模块2 3能够通过来自FPGA控制模块12的TX_EN信号起动且从电信号中3R再生输出光信号。E/O发射机模块23在其被起动但无光信号被检测到的情况下提供TX_LOS信号给FPGA控制模块12。
光信号的3R再生除再成形和再放大外还包括再定时以达到减小抖动。再定时性能包含在CDR单元17中使用几个精确的振荡器以从输入光信号中提取时钟信号，几个旁路滤波器包括窄带宽滤波器用于导出精确且无抖动的时钟速率，以及另外的精确振荡器用于再定时输出光信号。
上述光信号类型表的性能监控(PM)是这样实施的：四种SDH光信号类型(STM1/4/16/64)的PM根据ITU-T G.707标准确定的B1/B2字节；两种ATM光信号类型的PM根据AF-PHY-00128标准确定的OAM单元中的8纠错码(EDC)；GE光信号类型的PM根据IEEE802.3Z标准确定的无效码字；以及IPoverSDL光信号类型的PM由1998年9月出版的Lucent Technologies中的SDL数据链路标准确定。
图2示出由于其具有用于支持输入光信号(见图3)的自动光信号类型识别方法的FPGA控制模块31而比光转发器10升级的光转发器30。这一结构免除了来自网络管理系统NMS1的信号类型指示信号的需要但要求在其位置上一部分电信号被提供给用于分析的FPGA控制模块31。自动光信号类型识别方法与包含唯一识别不同的光信号类型(见图4)的基准模型的基准模型词典联系实施。每一基准模型包括可以是完整的分组标题的一个所谓特征向量，例如，不同比特率STM光信号的不同字节长度A1/A2标题，或者部分分组标题，例如，ATM光信号的F3 OAM单元的头四个字节。另外，每一基准模型包括特征向量的立即连续的出现之间的字节长度。字节长度可以是固定的长度，比如STM1/4/16/64信号，或者在字节长度信息组典型地相关联的特征向量的下游中被编码的可变字节长度。
一般说来，自动光信号类型识别方法包含标定光信号类型的特征向量的两个出现，参阅图4最右栏开头的字节长度。需要两个出现的原因在于避免根据相应于参阅光信号类型的特征向量的比特的单个随机出现而大量识别。为使计算负担最小化，自动光信号类型识别方法执行基准模型标定方案，其试图根据在它们各自的特征向量立即连续的出现之间的升级的字节长度识别光信号类型。由此，支持上述光信号类型表的光信号类型的性能监控，它们的识别顺序如下：GE(直到2430字节)、STM-1(2430字节)、STM-4(9720字节)、ATM(22843字节)、STM-16(38880字节)、IP overSDL(直到65336字节)以及STM-64(155520字节)。
自动光信号类型识别方法能够在光转发器由电信号拷贝而来的批文件上作为批量工作脱机执行，其中电信号的大小双倍于可作为输入光信号出现的光信号特征向量的两个立即连续的出现之间的最大字节长度。典型地，STM-64光信号为潜在的输入光信号，且因此批文件包含总共311040字节。批文件的内容由从(BYTE1，BIT0)到(BYTE311039，BIT7)的地址分配，批文件的每一字节其中最大可能性一定程度在电信号的两个相邻字节之上。标定特征向量的第一出现包含比较特征向量与开始于批文件地址(BYTE1，BIT0)的批文件的相应字节长度，并通过比特增量进行下游比特直到匹配被找到或者，可替代地，特征向量的第一比特到达下一帧的第一字节BIT0，批文件被参阅光信号类型的光信号导出。由此，能够明确推出，如果在进行了总共19440比较检查之后不能从批文件地址(BYTE0，BIT1)到(BYTE2430，BIT0)标定出识别特征向量，则批文件不含有STM-1光信号等效的电信号。
执行自动光信号类型识别方法用于识别STM-64光信号，其唯一基准模型包括384字节长特征向量，组成为在192A2字节后192A1字节，以及下述立即连续的出现之间的固定155520字节长度。假定STM-64识别特征向量的第一出现在批文件地址(BYTE90000，BIT5)标定，于是第二出现在批文件地址(BYTE245520，BIT5)(见图5)被发现。相似地，假定SDL标题的第一出现在批文件地址(BYTE90000，BIT5)标定，且其字节长度信息组编码字节长度40000字节，则第二出现在批文件地址(BYTE130000，BIT5)被发现。
联机光信号类型识别与脱机识别相同，包括确定之前的比较检查数量，能够推出电信号不从所参阅的光信号类型的光信号中导出。不同之处在于沿电信号的特征向量与等效字节长度之间的用于匹配的连续比较检查在空白字节长度上实施，由相应于整数字节长度的字节长度分隔，等于所参阅的光信号类型特征向量的立即连续的出现之间的字节长度加一比特。这样，识别STM-1光信号类型，能够在19441比特(8bits×2430字节在立即连续的出现之间+1bit)之后最早处实施立即连续的比较检查。字节长度的整数取决于实施比较检查的次数，以及参阅光信号类型的特征向量的立即连续的出现之间的字节长度。
当本发明参考有限数量的实施例被描述时，将可以懂得本发明的许多改变、修正及其它应用也在所补正的权利要求书的范围内。例如，本发明的光转发器能作为单向性的光转发器、附加方向光转发器和分支方向光转发器来用。并且，本发明自动光信号类型识别方法所能识别的光信号类型范围能够延伸至包括特别是PDH光信号。

Claims (18)

1.一种光转发器，包括一个光电O/E接收机模块，用于将从光信号源输入的光信号转换为电信号；一个性能监控模块，用于执行对所述电信号的性能监控；一个电光E/O发射机模块，用于从所述电信号再生输出的光信号以输送给光信号目的地；并且其中所述性能监控模块通过对各个不同的光信号类型调用一个适当的性能监控方案，能够执行对与至少两个不同的光信号类型等效的电信号的性能监控，每个光信号类型按照传输协议和/或比特率唯一可鉴。
2.如权利要求1所述的光转发器，其中所述发射机模块对输出光信号执行再生时的再定时、再成形和再放大。
3.如权利要求1或2的光转发器，进一步包括在所述光电O/E接收机模块和所述电光E/O发射机模块之间旁路所述性能监控模块的一个电分路器，用于分路其性能监控未得到前述性能监控模块支持的光信号转换的电信号。
4.如权利要求1至3中的任何一项所述的光转发器，可根据光信号的光信号类型外部配置。
5.如权利要求1至3中的任何一项所述的光转发器，可根据光信号的光信号类型进行自配置。
6.如权利要求5所述的光转发器，进一步包括一个控制模块，用于存储关于多个基准模型的基准模型词典，每个模型唯一识别不同的光信号类型，且标定用于识别光信号的光信号类型的嵌入在电信号中的基准模型。
7.如权利要求6所述的光转发器，其中所述控制模块在第一位置标定一个由嵌入在电信号中的传输协议唯一识别的特征向量的第一出现，识别与特征向量相关联的传输协议，并通过与传输协议相关联的在基准模型词典中规定的固定字节长度沿电信号下游从第一位置跳到第二位置，且在第二位置标定嵌入在电信号中的特征向量的第二出现。
8.如权利要求6所述的光转发器，其中所述控制模块在第一位置标定一个由嵌入在电信号中的传输协议唯一识别的特征向量的第一出现，识别与特征向量相关联的传输协议，读出由传输协议确定的嵌入在电信号中的字节长度字段，并通过在字节长度字段中被编码的字节长度沿电信号下游从第一位置跳到第二位置，且在第二位置标定嵌入在电信号中的特征向量的第二出现。
9.如权利要求6至8中的任何一项所述的光转发器，其中所述控制模块识别从其等效的电信号脱机的光信号的光信号类型。
10.如权利要求6至8中的任何一项所述的光转发器，其中所述控制模块识别从其等效的电信号联机的光信号的光信号类型。
11.自动光信号类型识别方法，包括的步骤有：
a.将光信号转换为电信号；
b.存储有多个基准模型的基准模型词典，每个模型唯一识别不同的光信号类型；以及
c.标定嵌入在电信号中的基准模型，用于识别光信号的光信号类型。
12.如权利要求11所述的方法，其中步骤c包括步骤：
c1.在第一位置标定由嵌入在电信号中的传输协议唯一识别的特征向量的第一出现；
c2.识别与特征向量相关联的传输协议并通过与传输协议相关联的在基准模型词典中规定的固定字节长度沿电信号下游从第一位置跳到第二位置；且
c3.在第二位置标定嵌入在电信号中的特征向量的第二出现。
13.如权利要求11所述的方法，其中步骤c包括步骤：
c1.在第一位置标定由嵌入在电信号中的传输协议唯一识别的特征向量的第一出现；
c2.识别与特征向量相关联的传输协议，读出由传输协议确定的嵌入在电信号中的字节长度字段，并通过在字节长度字段中被编码的字节长度沿电信号下游从第一位置跳到第二位置；且
c3.在第二位置标定嵌入在电信号中的特征向量的第二出现。
14.如权利要求11至13中的任何一项所述的方法，用于脱机识别光信号的光信号类型。
15.如权利要求11至13中的任何一项所述的方法，用于联机识别光信号的光信号类型。
16.如权利要求11至15中的任何一项所述的方法，其中步骤c识别按递增字节长度分级的光信号类型，所述字节长度是在存储于所述基准模型词典中的相应基准模型的相应特征向量的一对直接相连的出现之间的字节长度。
17.如权利要求11所述的方法，其中还包括导出与所述光信号有关的速率方面的信息的步骤。
18.如权利要求11所述的方法，其中还包括检索与所述光信号有关的时钟速率指示信号的步骤。
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