光传输网络设备及相应方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于光传输网络的映射器，包括第一斜坡信号发生器，用于接收客户时钟信号，以及产生客户斜坡信号；第二斜坡信号发生器，用于从所述映射器内部经反馈接收每单位帧内所传输的客户数据量信息，并产生传输斜坡信号；比较器，耦合至所述第一斜坡信号发生器和所述第二斜坡信号发生器，用于产生所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差；以及调整器，用于根据所述比较器的输出对所述每单位帧内所传输的客户数据量信息进行调整；其中，所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所述小数部分的位数至少与所述映射器的期望精度和所述客户时钟信号的频率相关。本发明还提供了一种相应的用于光传输网络的去映射器。
【专利说明】光传输网络设备及相应方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要涉及光传输网络技术，特别的涉及在光传输网络中用于进行映射和去 映射的设备及方法。
【背景技术】
[0002] 在光传输网络（Optical Transport Network,0ΤΝ)中对客户数据的传输包括两个 过程，在发送装置中进行的映射过程以及在接收装置中进行的去映射过程。所谓透明传输， 就是尽量完整的还原客户数据和客户时钟信号。这是所有网络传输都希望达到的状态。
[0003] 传统的映射器或去映射器仅仅通过缓冲器储存客户时钟信号和传输时钟信号，对 二者进行比较，并基于比较的结果在映射器中对每单位帧所传输的数据量进行调整，或基 于该比较结果来还原客户时钟信号。
【发明内容】
[0004] 无论是对映射器还是去映射器来说，仅仅采用一个缓冲器用来进行比较和调整所 带来的结果就是映射器或去映射器所能达到的精度很低。另外，采用这种传统方式还很容 易在映射过程中引入低频噪音，从而更难达到透明传输的目的。
[0005] 本发明所提供的设备和方法可以用于传输高速客户信号的0ΤΝ网络，由于映射器 和去映射器都具有更高的精确度，因此提高了客户时钟的还原质量。此外，由于在去映射过 程中滤除了映射过程引入的低频抖动，还原后的客户时钟的抖动和漂移指标下降幅度可以 达到30%。另外，由于本发明的方案较低的依赖于数字电路和时钟振荡器的性能，因此采用 低成本的ASIC芯片或FPGA就可以实现高精度的映射和去映射操作。
[0006] 本发明一方面提供了一种用于光传输网络的发送设备中的映射器，包括第一斜坡 信号发生器，用于接收客户时钟信号，以及产生相应的客户斜坡信号；第二斜坡信号发生 器，用于从所述映射器内部经反馈接收每单位帧内所传输的客户数据量信息，并产生相应 的传输斜坡信号；比较器，耦合至所述第一斜坡信号发生器和所述第二斜坡信号发生器，用 于产生所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差；以及调整器，耦合至所述比较器，用于 根据所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差，对所述每单位帧内所传输的客户数据量 信息进行调整，并将调整后的所述每单位帧内所传输的客户数据量信息输出给所述第二斜 坡信号发生器；其中，所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所 述小数部分的位数至少与所述映射器的期望精度和所述客户时钟信号的频率相关。
[0007] 特别的，所述第一斜坡信号发生器用于基于所述客户时钟信号生成初步的客户斜 坡信号，基于采样时钟信号对所述初步的客户斜坡信号进行插值和滤波，从而生成所述客 户斜坡信号；其中所述采样时钟信号的频率至少是所述客户时钟信号频率的3倍。
[0008] 特别的，所述第二斜坡信号发生器用于基于所述采样时钟信号使所述传输斜坡信 号递增，所述递增的幅度为平均到所述采样时钟信号的每个周期的每单位帧内所传输的客 户数据量，其中所述的每单位帧内传输的客户数据量小数部分的位数与所述传输斜坡信号 的小数部分位数相同。
[0009] 特别的，所述映射器还包括耦合在所述比较器和所述调整器之间的加法器，用于 将从调制噪音信号发生器接收的周期性噪音信号叠加在所述比较器的输出信号上，并将叠 加后的信号发送给所述调整器，所述噪音信号的频率高于所述光传输网络中的去映射器的 低通环路带宽，且低于所述映射器的低通环路带宽。
[0010] 特别的，所述映射器还包括缓冲器，用于根据所述客户时钟信号接收并储存所述 客户数据；读取控制器，耦合在所述调整器和所述缓冲器之间的读取，用于根据从所述调 整器接收到的所述每单位帧内所传输的数据量信息对所述缓冲器中储存的所述客户数据 进行调整；以及开销插入器，耦合到所述缓冲器，用于对经调整后的所述客户数据插入开销 数据从而生成传输数据。
[0011] 特别的，所述映射器还包括滤波器，耦合至所述比较器，用于对所述比较器的输出 信号进行滤波；以及放大器，耦合在所述滤波器和所述加法器之间，用于对经过滤波的所述 比较器的输出信号进行放大。
[0012] 本发明的另一方面提供了一种用于光传输网络的接收设备中的去映射器，包括： 第一斜坡信号发生器，用于从所述去映射器内部经反馈接收客户时钟信号，产生相应的客 户斜坡信号；第二斜坡信号发生器，用于接收每单位帧内所传输的客户数据量，并产生相应 的传输斜坡信号；比较器，耦合至所述第一斜坡信号发生器和所述第二斜坡信号发生器，用 于产生所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差；以及耦合至所述比较器的时钟振荡 器，用于根据所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差还原所述客户时钟信号，并将所 述经还原的客户时钟信号输出至所述第一斜坡发射器；其中，所述客户斜坡信号和所述传 输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所述小数部分的位数至少与所述去映射器的期望精 度和所述客户时钟信号的频率相关。
[0013] 特别的，所述第一斜坡信号发生器用于基于所述客户时钟信号生成初步的客户斜 坡信号，基于采样时钟信号对所述初步的客户斜坡信号进行插值和滤波，从而生成所述客 户斜坡信号；其中所述采样时钟信号的频率至少是所述客户时钟信号频率的3倍。
[0014] 特别的，所述第二斜坡信号发生器用于基于所述采样时钟信号使所述传输斜坡信 号递增，所述递增的幅度平均到所述采样时钟信号的每个周期的每单位帧内所传输的客户 数据量，其中所述的每单位帧内传输的客户数据量小数部分的位数与所述传输斜坡信号的 小数部分位数相同。
[0015] 特别的，所述去映射器还包括滤波器，耦合至所述比较器，用于对所述客户斜坡信 号和所述传输斜坡信号之差进行滤波；放大器，耦合至所述滤波器和所述时钟振荡器，用于 对经过滤波的所述比较器的输出信号进行放大并将经滤波和放大的所述比较器的输出信 号传送给所述时钟振荡器；开销及客户数据提取器，用于接收传输数据，并从中提取所述每 单位帧内传输的数据量信息以及待处理的客户数据，并将其传送给所述第二斜坡信号发生 器；缓冲器，耦合至所述开销及客户数据提取器，用于接收所述待处理的客户数据，并根据 经所述时钟振荡器还原的客户时钟信号，对所述客户数据进行还原和输出；其中，由所述第 一斜坡信号发生器、第二斜坡信号发生器、比较器、滤波器、放大器、时钟振荡器组成的低通 环路的带宽为1至10赫兹。
[0016] 本发明的一方面提供了一种光传输网络设备，包括如前所述的任一映射器用于接 收客户数据并产生用于在光传输网络上传输的传输数据，以及如前所述的任一去映射器用 于接收所述传输数据并将其还原为所述客户数据。
[0017] 本发明还提供了一种用于在光传输网络的发送设备中进行映射操作的方法，包 括：接收客户时钟信号，并基于所述客户时钟信号生成相应的客户斜坡信号；接收每单位 帧内所传输的客户数据量信息，并基于该信息生成相应的传输斜坡信号；经比较获得所述 客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差，并根据所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之 差对所述每单位帧内所传输的客户数据量信息进行调整；其中，所述客户斜坡信号和所述 传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所述小数部分的位数至少与所述映射器的期望精 度和所述客户时钟信号的频率相关。
[0018] 特别的，所述基于所述客户时钟信号生成客户斜坡信号的步骤包括：基于所述客 户时钟信号生成初步的客户斜坡信号；基于采样时钟信号对所述初步斜坡信号进行插值并 进行滤波，从而生成所述客户斜坡信号；其中所述采样时钟信号的频率是所述客户时钟信 号频率的至少3倍；所述基于所述每单位帧内所传输的客户数据量信息生成传输斜坡信 号的步骤包括：基于所述采样时钟信号使所述传输斜坡信号递增，所述递增的幅度为平均 到所述采样时钟信号的每个周期的每单位帧内所传输的客户数据量，其中所述每单位帧内 所传输的客户数据量的小数部分的位数与所述传输斜坡信号的小数部分位数相同。
[0019] 本发明还提供了一种在光传输网络的接收设备中进行去映射操作的方法，包括接 收客户时钟信号，并基于所述客户时钟信号生成客户斜坡信号；接收每单位帧内所传输的 客户数据量信息，并基于该信息生成相应的传输斜坡信号；经比较获得所述客户斜坡信号 和所述传输斜坡信号之差；以及根据所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差还原所述 客户时钟信号；其中，所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所 述小数部分的位数至少与所述去映射器的期望精度和所述客户时钟信号的频率相关。
[0020] 特别的，所述基于所述客户时钟信号生成客户斜坡信号的步骤包括：基于所述客 户时钟信号生成初步的客户斜坡信号，基于采样时钟信号对所述初步的客户斜坡信号进行 差值和滤波，从而生成所述客户斜坡信号；其中所述采样时钟信号的频率至少是所述客户 短时时钟信号频率的3倍；所述基于每单位帧内所传输的客户数据量信息产生传输斜坡信 号的步骤包括：基于所述采样时钟信号使所述传输斜坡信号递增，所述递增的幅度为平均 到所述采样时钟信号的每个周期的每单位帧内所传输的客户数据量，其中所述每单位帧内 所传输的客户数据量的小数部分的位数与所述传输斜坡信号的小数部分位数相同。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1所示为根据本发明的一个实施例所述的光传输网络中的映射器示意图；
[0022] 图2a和图2b所示为由本发明一个实施例所述的映射器对客户斜坡信号进行插 值滤波操作前后的示意图；
[0023] 图3所示为根据本发明的一个实施例所述的光传输网络中的去映射器示意图；
[0024] 图4所示为根据本发明的一个实施例所述的在光传输网络中进行映射操作的流 程不意图；
[0025] 图5所示为根据本发明的一个实施例所述的在光传输网络中进行去映射操作的 流程示意图；以及
[0026] 图6所示为根据本发明的一个实施例所述的光传输网络设备的示意图。
【具体实施方式】
[0027] 下面详细讨论本申请的实施例的制造和使用。但是，应当理解的是，本发明提供了 许多可以在各种具体背景下实施的可行的创新性概念。所讨论的具体实施例仅是说明制造 和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。
[0028] 图1所示为根据本发明一个实施例所述的映射器100的示意图。图4所示为映射 器100进行映射操作的方法流程图。
[0029] 在步骤402,客户斜坡信号发生器102接收客户时钟信号。由于客户时钟信号的频 率一般都高于数字电路的工作频率，所以根据本发明的一个实施例，客户斜坡信号发生器 102接收到的可以是经过分频器124分频的客户时钟信号。分频器124可以对客户时钟信 号进行N分频，例如对于客户信号速率为10G的0ΤΝ网络来说，N可以等于64。
[0030] 客户斜坡信号发生器102客户斜坡信号发生器102可以基于客户时钟信号产生一 个初步的斜坡信号如图2a所示。其中每增加一个客户时钟周期，对应的斜坡信号值也加 一。例如，第1个客户时钟周期的位置对应的斜坡信号值为1。
[0031] 客户斜坡信号发生器102还可以对上述初步的斜坡信号进行插值和滤波处理。如 图2b所示，在客户时钟信号中插入采样时钟信号，该采样时钟信号的频率高于客户时钟 信号，特别的，该采样时钟信号的频率至少是客户时钟信号频率的3倍。
[0032] 采样时钟周期所对应的斜坡信号值是经过客户斜坡信号发生器102中的滤波器 进行滤波后得到的。这样，所述初步斜坡信号在经过插值和滤波以后就形成了客户斜坡信 号。
[0033] 客户斜坡信号包括一个整数部分和一个小数部分。整数部分就是每个客户时钟周 期所对应的斜坡信号值，小数部分是经过客户斜坡信号发生器102插值滤波后获得的值。 这个小数部分的位数S是根据用户期望的映射器精确度而决定的。例如，根据以下公式（1) 可以对小数部分的位数S进行计算。假设所期望的精确度是10皮秒，经分频后的客户时钟 信号频率是19440000赫兹，那么根据以下公式可知客户斜坡信号的小数部分的位数S应该 是13。
[0034]
【权利要求】
1. 一种用于光传输网络的发送设备中的映射器，包括 第一斜坡信号发生器，用于接收客户时钟信号，以及产生相应的客户斜坡信号； 第二斜坡信号发生器，用于从所述映射器内部经反馈接收每单位帧内所传输的客户数 据量信息，并产生相应的传输斜坡信号； 比较器，耦合至所述第一斜坡信号发生器和所述第二斜坡信号发生器，用于产生所述 客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差；以及 调整器，耦合至所述比较器，用于根据所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差，对 所述每单位帧内所传输的客户数据量信息进行调整，并将调整后的所述每单位帧内所传输 的客户数据量信息输出给所述第二斜坡信号发生器； 其中，所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所述小数部 分的位数至少与所述映射器的期望精度和所述客户时钟信号的频率相关。
2. 如权利要求1所述的映射器，其中所述第一斜坡信号发生器用于基于所述客户时钟 信号生成初步的客户斜坡信号，基于采样时钟信号对所述初步的客户斜坡信号进行插值和 滤波，从而生成所述客户斜坡信号；其中所述采样时钟信号的频率至少是所述客户时钟信 号频率的3倍。
3. 如权利要求2所述的映射器，其中所述第二斜坡信号发生器用于基于所述采样时钟 信号使所述传输斜坡信号递增，所述递增的幅度为平均到所述采样时钟信号的每个周期的 每单位帧内所传输的客户数据量，其中所述的每单位帧内传输的客户数据量小数部分的位 数与所述传输斜坡信号的小数部分位数相同。
4. 如权利要求1所述的映射器，还包括耦合在所述比较器和所述调整器之间的加法 器，用于将从调制噪音信号发生器接收的周期性噪音信号叠加在多数比较器的输出信号 上，并将叠加后的信号发送给所述调整器，所述噪音信号的频率高于所述光传输网络中的 去映射器的低通环路带宽，且低于所述映射器的低通环路带宽。
5. 如权利要求1所述的映射器，还包括： 缓冲器，用于根据所述客户时钟信号接收并储存所述客户数据； 读取控制器，耦合在所述调整器和所述缓冲器之间的读取，用于根据从所述调整器接 收到的所述每单位帧内所传输的数据量信息对所述缓冲器中储存的所述客户数据进行调 整；以及 开销插入器，耦合到所述缓冲器，用于对经调整后的所述客户数据插入开销数据从而 生成传输数据。
6. 如权利要求4所述的映射器，还包括： 滤波器，耦合至所述比较器，用于对所述比较器的输出信号进行滤波；以及 放大器，耦合在所述滤波器和所述加法器之间，用于对经过滤波的所述比较器的输出 信号进行放大。
7. -种用于光传输网络的接收设备中的去映射器，包括： 第一斜坡信号发生器，用于从所述去映射器内部经反馈接收客户时钟信号，产生相应 的客户斜坡信号； 第二斜坡信号发生器，用于接收每单位帧内所传输的客户数据量，并产生相应的传输 斜坡信号； 比较器，耦合至所述第一斜坡信号发生器和所述第二斜坡信号发生器，用于产生所述 客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差；以及 耦合至所述比较器的时钟振荡器，用于根据所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之 差还原所述客户时钟信号，并将所述经还原的客户时钟信号输出至所述第一斜坡发射器； 其中，所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所述小数部 分的位数至少与所述去映射器的期望精度和所述客户时钟信号的频率相关。
8. 如权利要求7所述的去映射器，其中所述第一斜坡信号发生器用于基于所述客户时 钟信号生成初步的客户斜坡信号，基于采样时钟信号对所述初步的客户斜坡信号进行插值 和滤波，从而生成所述客户斜坡信号；其中所述采样时钟信号的频率至少是所述客户时钟 信号频率的3倍。
9. 如权利要求8所述的去映射器，其中所述第二斜坡信号发生器用于基于所述采样时 钟信号使所述传输斜坡信号递增，所述递增的幅度平均到所述采样时钟信号的每个周期的 每单位帧内所传输的客户数据量，其中所述的每单位帧内传输的客户数据量小数部分的位 数与所述传输斜坡信号的小数部分位数相同。
10. 如权利要求9所述的去映射器，还包括 滤波器，耦合至所述比较器，用于对所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差进行 滤波； 放大器，耦合至所述滤波器和所述时钟振荡器，用于对经过滤波的所述比较器的输出 信号进行放大并将经滤波和放大的所述比较器的输出信号传送给所述时钟振荡器； 开销及客户数据提取器，用于接收传输数据，并从中提取所述每单位帧内传输的数据 量信息以及待处理的客户数据，并将其传送给所述第二斜坡信号发生器； 缓冲器，耦合至所述开销及客户数据提取器，用于接收所述待处理的客户数据，并根据 经所述时钟振荡器还原的客户时钟信号，对所述客户数据进行还原和输出； 其中，由所述第一斜坡信号发生器、第二斜坡信号发生器、比较器、滤波器、放大器、时 钟振荡器组成的低通环路的带宽为1至10赫兹。
11. 一种光传输网络设备，包括如权利要求1至6中任一所述的映射器用于接收客户数 据并产生用于在光传输网络上传输的传输数据，以及如权利要求7至10中任一所述的去映 射器用于接收所述传输数据并将其还原为所述客户数据。
12. -种用于在光传输网络的发送设备中进行映射操作的方法，包括： 接收客户时钟信号，并基于所述客户时钟信号生成相应的客户斜坡信号； 接收每单位帧内所传输的客户数据量信息，并基于该信息生成相应的传输斜坡信号； 经比较获得所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差，并根据所述客户斜坡信号和 所述传输斜坡信号之差对所述每单位帧内所传输的客户数据量信息进行调整； 其中，所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所述小数部 分的位数至少与所述映射器的期望精度和所述客户时钟信号的频率相关。
13. 如权利要求12所述的方法，其中 所述基于所述客户时钟信号生成客户斜坡信号的步骤包括： 基于所述客户时钟信号生成初步的客户斜坡信号； 基于采样时钟信号对所述初步斜坡信号进行插值并进行滤波，从而生成所述客户斜坡 信号；其中所述采样时钟信号的频率是所述客户时钟信号频率的至少3倍； 所述基于所述每单位帧内所传输的客户数据量信息生成传输斜坡信号的步骤包括： 基于所述采样时钟信号使所述传输斜坡信号递增，所述递增的幅度为平均到所述采样 时钟信号的每个周期的每单位帧内所传输的客户数据量，其中所述每单位帧内所传输的客 户数据量的小数部分的位数与所述传输斜坡信号的小数部分位数相同。
14. 一种在光传输网络的接收设备中进行去映射操作的方法，包括 接收客户时钟信号，并基于所述客户时钟信号生成客户斜坡信号； 接收每单位帧内所传输的客户数据量信息，并基于该信息生成相应的传输斜坡信号； 经比较获得所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差；以及 根据所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号之差还原所述客户时钟信号； 其中，所述客户斜坡信号和所述传输斜坡信号包括整数部分和小数部分，所述小数部 分的位数至少与所述去映射器的期望精度和所述客户时钟信号的频率相关。
15. 如权利要求14所述的方法，其中 所述基于所述客户时钟信号生成客户斜坡信号的步骤包括： 基于所述客户时钟信号生成初步的客户斜坡信号，基于采样时钟信号对所述初步的客 户斜坡信号进行差值和滤波，从而生成所述客户斜坡信号；其中所述采样时钟信号的频率 至少是所述客户短时时钟信号频率的3倍； 所述基于每单位帧内所传输的客户数据量信息产生传输斜坡信号的步骤包括： 基于所述采样时钟信号使所述传输斜坡信号递增，所述递增的幅度为平均到所述采样 时钟信号的每个周期的每单位帧内所传输的客户数据量，其中所述每单位帧内所传输的客 户数据量的小数部分的位数与所述传输斜坡信号的小数部分位数相同。
【文档编号】H04B10/25GK104253648SQ201310270934
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2013年6月28日 优先权日:2013年6月28日
【发明者】杨勇 申请人:上海贝尔股份有限公司