光傳送網(wǎng)中ODU1到ODU0的解映射電路的設(shè)計與實現(xiàn)?

韓美林 喬成芳

（商洛學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院 商洛 726000）

1 引言

OTN技術(shù)對已有的SDH和WDM的傳統(tǒng)優(yōu)勢進(jìn)行了更為有效的繼承和組合，能最大程度上滿足多業(yè)務(wù)、大顆粒、大容量、高可靠性的傳送需求，相比以往的數(shù)字傳送網(wǎng)，OTN技術(shù)包含了光層和電層的完整體系結(jié)構(gòu)，同時具備了SDH的安全與調(diào)度和WDM大容量遠(yuǎn)距離傳送的雙重優(yōu)勢，同時可以為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供最低的時延抖動，更好地滿足了目前的互聯(lián)網(wǎng)需要［3～4］。

雖然OTN具有很多優(yōu)點，但目前限制其快速發(fā)展的主要問題是交換問題。以往OTN采用的是面向連接的電路交換方式，其缺點是網(wǎng)絡(luò)的帶寬利用率低，電路交換時不同數(shù)據(jù)類型、不同規(guī)格、不同速率的終端很難相互進(jìn)行通信，也難以在通信過程中進(jìn)行差錯控制［5］。因此基于市場和技術(shù)的需求本文設(shè)計了在OTN分組交換技術(shù)的解映射過程中采用一種基于同步時鐘產(chǎn)生的均勻缺口時鐘來實現(xiàn)解幀［6］，將成幀后的一路16位ODU1信號通過異步映射方式去映射為兩路8位的ODU0信號供下級電路處理。

2 功能分析

通過對ODU1 remux ODU0模塊功能的分析，設(shè)計了圖1所示的將ODU1信號通過異步映射方式去映射到ODU0信號的總體結(jié)構(gòu)框圖。

如圖1所示，將ODU1 remux ODU0模塊分為三個小模塊，分別為一路ODU1到ODTU01的時隙拆分模塊，兩路ODTU01到ODU0的JC調(diào)整模塊，兩路ODU0的成幀器模塊［7］。在輸入端，其中otu2_clk和odu1_clk產(chǎn)生與odu1同頻的虛擬時鐘，odu1_line和odu1_columm是odu1的行列指示信號；od?tu01_a、odtu01_b是時隙拆分后支路的數(shù)據(jù)，mfas是復(fù)幀信號。jc_decision是當(dāng)前幀中JC0到JC3多數(shù)判決結(jié)果的輸出。在輸出端，其中otu2_clk和odu0_clk產(chǎn)生與odu0同頻的虛擬時鐘［8］；w_data0、w_data1是JC調(diào)整后時間上不均勻的兩個支路的ODU0數(shù)據(jù)；odu0_data0、odu0_data1是odu0成幀后的數(shù)據(jù)，odu0_column和odu0_line是odu0成幀后的行列指示信號。

ODU0的成幀器模塊與ODU1的成幀器模塊相似，此處不再重復(fù)。ODU1 remux ODU0模塊的接口定義及說明如表1所示。

圖1 ODU1 remux ODU0模塊的總體結(jié)構(gòu)框圖

3 ODU1 remux ODU0模塊子模塊設(shè)計

3.1 ODU1到ODTU01的時隙拆分模塊設(shè)計

根據(jù)ODUk幀結(jié)構(gòu)可知，ODU1和ODU0的幀格式相同，均是4×3824，前16列為開銷部分，后3808列為凈荷部分［9］。2路ODU0數(shù)據(jù)加上ODU1開銷數(shù)據(jù)組成一路的ODU1數(shù)據(jù)，根據(jù)ODU1的幀結(jié)構(gòu)和ODU1的行列指示去除ODU1的前16列開銷數(shù)據(jù)后將剩余數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)間插的方式拆分為兩路8bit的ODTU01數(shù)據(jù)輸出給下級電路使用［10］。并將ODU1的復(fù)幀MFAS輸出，為JC調(diào)整模塊做準(zhǔn)備。

3.2 ODTU01到ODU0的JC調(diào)整模塊設(shè)計

ODU1幀結(jié)構(gòu)中，在前3行的第16列中存放著對調(diào)整字節(jié)進(jìn)行解釋的JC開銷，G709中規(guī)定為了在異步映射中最大程度的減小對調(diào)整字節(jié)的解釋錯誤［11］，用3個JC開銷采用多數(shù)判決的辦法對調(diào)整的字節(jié)進(jìn)行一到兩個字節(jié)的正負(fù)調(diào)整，從而避免因調(diào)整字節(jié)的解釋錯誤導(dǎo)致整個客戶數(shù)據(jù)的傳錯。

ODTU01到ODU0采用3個寄存器JC1到JC3進(jìn)行多數(shù)判決，由接收到的JC開銷為高的個數(shù)情況進(jìn)行判決［12］。在第4列時按照之前判決的結(jié)果和MFAS最后兩位對應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行JC的調(diào)整。ODTU01到ODU0的JC調(diào)整字節(jié)意義具體結(jié)構(gòu)如表 2所示［13］。

表2 字節(jié)調(diào)整信息意義

從表2可以看出：當(dāng)三個JC中至少有兩個為00時，判斷為不調(diào)整，則NJO為開銷數(shù)據(jù)，PJO1、PJO2均為客戶數(shù)據(jù)；當(dāng)三個JC中至少有兩個為01時，判斷為負(fù)調(diào)整，則NJO、PJO1、PJO2均為客戶數(shù)據(jù)；當(dāng)三個JC中至少有兩個為10時，則判斷為有兩個正調(diào)整，則NJO、PJO1、PJO2均為開銷數(shù)據(jù)；當(dāng)三個JC中至少有兩個為11時，則判斷為有一個正調(diào)整，則NJO為開銷數(shù)據(jù)，PJO1、PJO2均為無效數(shù)據(jù)［14］。

ODTU01到ODU0的JC調(diào)整模塊具體設(shè)計為根據(jù)ODU1的行列指示判斷是否為開銷數(shù)據(jù)，是開銷則直接送給開銷模塊進(jìn)行開銷的提取處理，然后判斷復(fù)幀MFAS最后一位對應(yīng)的數(shù)據(jù)是否為零，如果為零則將第一行的第八列的最低兩位送給jc1、第二行的第八列的最低兩位送給jc1、第三行的第八列的最低兩位送給jc3。根據(jù)多數(shù)判決如果至少有兩個相等則說明JC判決正確反之則錯誤［15］。如果jc1、jc2、jc3至少有兩個等于0則為不調(diào)整，如果至少有兩個等于1則為負(fù)調(diào)整，如果至少有兩個為2則為兩個正調(diào)整，如果至少有兩個為3則為一個正調(diào)整。詳細(xì)步驟根據(jù)圖2所示完成相應(yīng)的操作。其他一路設(shè)計步驟相同不再做說明。

圖2 ODTU01到ODU0的一路JC調(diào)整模塊詳細(xì)流程圖

4 仿真結(jié)果分析

如圖3所示為ODU1 remux ODU0模塊的電路仿真結(jié)果圖。odu1_gap_en為ODU1數(shù)據(jù)的使能信號，data_in為成幀后的ODU1數(shù)據(jù)流，line和column分別為ODU1數(shù)據(jù)流的行列指示，mfas為復(fù)幀值，jc_decision表示jc1、jc2、jc3調(diào)整多數(shù)判決的結(jié)果，fifo_data0、fifo_data1分別為解復(fù)用后沒有成幀的ODU0數(shù)據(jù)流，fifo_en0、fifo_en1分別為ODU0數(shù)據(jù)流的使能信號。從圖中可以看出mfas為00時表示調(diào)整第一路ODU0數(shù)據(jù)，jc多數(shù)判決結(jié)果為00表示不調(diào)整，則fifo_data0數(shù)據(jù)輸出不調(diào)整。一路16bit的ODU1數(shù)據(jù)流去映射為兩路8bit的ODU0數(shù)據(jù)流。

圖3 ODU1 remux ODU0模塊的電路仿真結(jié)果圖

5 結(jié)語

本文設(shè)計并實現(xiàn)了光傳送網(wǎng)中ODU1到ODU0的解復(fù)用映射電路。仿真表明，本設(shè)計能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地完成ODU1到ODU0的數(shù)據(jù)傳輸，大大減少了鎖相環(huán)的使用，時鐘抖動也較少。同時設(shè)計中采用的是Verilog硬件語言，不僅可以有效地縮短設(shè)計周期，而且增加電路設(shè)計的可移植性。