專利名稱：用于突發(fā)容許過度誤碼率報警檢測和清除的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及到電信領域。本發(fā)明具體涉及到用于高速同步數(shù)字電信信號的在線(in-service)性能監(jiān)視的設備和方法。
2.現(xiàn)有技術狀態(tài)當前在美國和世界其他地區(qū)運營的電信網(wǎng)絡從模擬傳送向數(shù)字傳送的演化對帶寬提出了越來越高的要求。實踐證明替代銅制電纜的光纖光纜對這一發(fā)展演化是一種有價值的工具，其用途幾乎遍及大容量干線到用戶分布配置設備。光纖光纜能夠比銅制電纜承載更多的信息，并具有較好的抗干擾性。
隨著光纖通信的出現(xiàn)而出現(xiàn)了控制數(shù)據(jù)傳送的各種標準。一種標準是公知的“SONET”；即“同步光纖網(wǎng)”。有關SONET標準的細節(jié)可參見Bellcore文獻TR-NWT-000253及其所涉及的文獻，其全文可作為本文的參考文獻。在美國，SONET標準基于一種同步傳送信號(STS)，而歐洲的SDH(同步數(shù)字分層結構)基于一種同步傳送模塊(STM)。STS和STM信號可以配置成不同的比特率并且表示成STS-n和STM-n，其中的n代表比特率倍數(shù)。例如，STS-3信號的比特率是STS-1信號的三倍，而STM-4信號的比特率是STM-1信號的四倍。盡管STM-1信號與STS-3信號具有相同的比特率，但這些信號含有不同的幀結構。
正如Bellcore文獻和表示SONET STS-1幀的現(xiàn)有技術圖1的例子中所述，SONET信號是按一種幀格式傳送的，此幀格式包括分段開銷(section overhead)和線路開銷(line overhead)以及同樣是按照字節(jié)列布置的有效載荷，其中分段開銷和線路開銷共同構成按照字節(jié)列布置的傳送開銷(TOH)。有效載荷的字節(jié)又包括“路徑層開銷”(POH)字節(jié)。從顯示TOH和POH字節(jié)的細節(jié)的現(xiàn)有技術圖2中可見，TOH字節(jié)當中的字節(jié)B1和B2是八位交錯奇偶校驗(BIP-8)碼。同樣，路徑開銷包括的字節(jié)B3是一個BIP-8碼字節(jié)。線路的誤碼率是從一個STS-N中的STS-1的BIP-8總和獲得的。對于STM信號的情況來說，誤碼率是從一個STM-N中STM-1的BIP-24總和獲得的。參見ITU-TRecommendation G.707、G.708和G.709。
正如Bellcore文獻TR-NWT-000253中所述，一個范圍在1×10-3到1×10-9的用戶選擇的BER門限用于為自動保護切換(ASP)的啟動而指示信號故障(SF)和信號惡化(SD)狀態(tài)。(參見Bellcore TR-NWT-000253的Section5.3)。另外，還有最大檢測時間要求和一個平均檢測時間目標，這取決于選擇的BER電平。例如，如Bellcore TR-NWT-000253的表5-2中所述，對于1×10-3的BER，最大報警檢測時間是10ms，而對于1×10-5的BER，最大檢測時間是1秒。對于1×10-3的BER，平均檢測時間目標是8ms，而對于1×10-5的BER，平均檢測時間目標是300/Nms或8ms，顯然比較大，這其中N是STS信號的電平(例如，對于STS-1信號，N＝1)。用來檢測報警條件的算法也應該能接受長達3ms的突發(fā)誤差(burst error)。
在根據(jù)BIP-8代碼出錯(violation)來檢測和產(chǎn)生報警狀態(tài)時，在Bellcore TR-NWT-000253中建議了一種滑動窗口算法(SWA)。特別地，檢查數(shù)據(jù)的Mt連續(xù)塊，其中的Mt等于在重新初始化(為了報警)之前觀測到的最大塊數(shù)。如果有Mt或更多的塊(Mt是一個希望的標志計數(shù)門限數(shù))，這些Mt塊中均具有m個或多個奇偶出錯(其中m是一個奇偶出錯計數(shù)門限)，并且將發(fā)出一個報警。如果不是的話，就按一個塊推進(滑動)Mt連續(xù)塊的窗口，并且對這一組Mt連續(xù)塊，重復這些計算。而且，如果有Mt或更多的塊均具有m個或以上的奇偶出錯，就發(fā)出一個報警。如果沒有，就再次滑動此窗口，并且重復這些計算。
在針對N幀的窗口大小實施此滑動窗口算法時，必須要檢查當前一幀和前面N-1個幀的BIP-8代碼出錯，并且還必需存儲前面N-1個BIP-8代碼出錯。對逐幀檢查BER并存儲前面N-1個BIP-8代碼出錯的要求對于實施SWA的硬件和/或軟件來說是極大的限制。事實上，為了按8ms的檢測時間目標來滿足1×10-3的BER門限，只有硬件或VLSI實施才是可行的。另外，利用此滑動窗口算法，用來宣告信號惡化或故障的錯誤報警率太高而無法接受。
前面引入的共同擁有的美國專利US5724362描述了利用復位窗口算法來產(chǎn)生和清除過度誤碼率(excessive bit error rate)(EBER)報警的方法和設備。在“空閑狀態(tài)”下監(jiān)視STSn電信信號的輸入數(shù)據(jù)塊(每個數(shù)據(jù)塊為B幀長)的BIP-8字節(jié)(例如，B2字節(jié))，以執(zhí)行代碼出錯計數(shù)(CV)。若是接收到代碼出錯計數(shù)滿足或超過代碼出錯計數(shù)門限(CVSET)的一個數(shù)據(jù)塊，就在“交叉計算狀態(tài)(crossing calculationstate)”將計數(shù)器初始化，并且監(jiān)視一個由多(W)個塊構成的窗口。計數(shù)器對此窗口中具有滿足或超過CVSET的CV的輸入數(shù)據(jù)塊進行計數(shù)。在交叉計算狀態(tài)下，如果計數(shù)滿足或超過了其自身的門限(X)，就進入報警狀態(tài)并設置一個EBER報警。如果不是，系統(tǒng)就返回到“空閑狀態(tài)”。一旦在報警狀態(tài)下，就監(jiān)視每個接收的數(shù)據(jù)塊，以執(zhí)行其代碼出錯計數(shù)。具有CVCLR(代碼出錯清除)或以下的CV計數(shù)的第一接收塊初始化一個設置清除計數(shù)器CC的“清除計數(shù)狀態(tài)”。清除計數(shù)器CC被用來對窗口中具有CVCLR或以下的CV的輸入數(shù)據(jù)塊的數(shù)量進行計數(shù)。如果CC計數(shù)達到時間窗口內(nèi)的第三門限值Y，就清除報警并且系統(tǒng)返回到空閑狀態(tài)。否則，系統(tǒng)就轉入報警狀態(tài)。參數(shù)B、W、X、Y、CVSET和CVCLR對于預期的在1×10-5到1×10-5之間的BER可由用戶來配置。這些方法還可用于STM-N信號。盡管所描述的方法對突發(fā)誤差狀態(tài)是普遍有效的，但在突發(fā)狀態(tài)下無法按任意方式來配置以改善性能。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種用于執(zhí)行過度誤碼率(EBER)報警產(chǎn)生和清除的方法，這可以用硬件、軟件或固件來實施。
本發(fā)明的另一目的是提供一種EBER報警產(chǎn)生和清除算法，能夠滿足檢測時間和檢測時間目標標準。
本發(fā)明的再一目的是提供一種EBER報警產(chǎn)生和清除算法，它相對滑動窗口算法具有較低的錯誤報警率。
本發(fā)明的又一目的是提供一種EBER報警產(chǎn)生和清除算法，對于預期的BER和對于預期的突發(fā)誤差來說，此算法是可配置的。
以下要討論如何實現(xiàn)這些目的，本發(fā)明的算法采用以下的用戶可配置參數(shù)變量檢測門限(THDV)、檢測時基(TBDV)、恢復門限(THRV)、恢復時基(TBRV)和突發(fā)模式指示器(BURST)。門限THDV和THRV是代表BIP出錯數(shù)的16位數(shù)。時基TBDV和TBRV是代表用來確定報警檢測和恢復的采樣窗口中幀數(shù)的16位數(shù)。BURST指示器是用來指示是否允許或禁止突發(fā)模式的一個1位值。本發(fā)明方法的步驟包括配置上述的參數(shù)變量，并且保持一個幀計數(shù)(FC)和一個誤差計數(shù)(EC)。如果BURST＝0，就在EC≥THDV和FC＜TBDV時檢測到一個報警條件，并且在FC≥TBRV和EC＜THRV時檢測到一個報警恢復。如果BURST＝1，就在EC≥THDV和FC＜TBDV時檢測到一個可能的報警條件，并在誤差計數(shù)超過第二連續(xù)時間門限時檢測到實際的報警狀態(tài)。同樣，如果BURST＝1，只在EC持續(xù)低于恢復門限達到兩個連續(xù)恢復時基窗口時才檢測到報警恢復。按照目前優(yōu)選的實施例，幀計數(shù)器可以調(diào)節(jié)到每125微秒或每500微秒對幀計數(shù)一次，這樣能使各個采樣窗口擴大到32.768秒。
本領域的技術人員參照以下結合附圖的詳細描述還能認識到本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。


圖1是SONET STS-1幀的布局的一種現(xiàn)有技術形式；圖2是在圖1中STS-1幀的分段、線路和路徑層開銷部分中規(guī)定字節(jié)的一種現(xiàn)有技術形式；圖3是表示本發(fā)明的用于產(chǎn)生和清除誤碼率報警的方法的流程圖；以及圖4是用于按照本發(fā)明的方法產(chǎn)生和清除誤碼率報警的一種設備的方框圖。
最佳實施方式的具體說明本發(fā)明的方法采用以下的用戶可配置參數(shù)變量檢測門限(THDV)、檢測時基(TBDV)、恢復門限(THRV)、恢復時基(TBRV)以及突發(fā)模式指示器(BURST)。門限THDV和THRV優(yōu)選是代表BIP出錯數(shù)的16位數(shù)。時基TBDV和TBRV優(yōu)選是代表用來確定報警檢測和恢復的采樣窗口中幀數(shù)的16位數(shù)。BURST指示器是用來指示是否允許或禁止突發(fā)模式的一個1位值。本發(fā)明方法的步驟包括保持一個可以復位的幀計數(shù)(FC)和一個可以復位的誤差計數(shù)(EC)。按照目前優(yōu)選的實施例，根據(jù)是否設置了一個時基位(TBH)，幀計數(shù)器FC每隔125μs或每隔500μs增量一次。如果TBH被設置為1，F(xiàn)C就每隔500μs增量一次，而最大檢測和恢復時間是216*500μs＝32.768秒。
檢測、恢復和時基門限被選擇為滿足用于1.0E-3到1.0E-8的GR-253-CORE標準切換初始化時間。為了滿足這一標準，在所要求的切換時間之前也應該提供一個報警通知，以便主機有實際執(zhí)行切換功能的足夠時間。表1表示每幀的通知時間和B2出錯(排除分段開銷)與檢測門限和切換初始化時間的比較。

表1GR-253-CORE標準表明，對于按SONET測試組的測試，誤差的分布是周期性或隨機的。由于本發(fā)明的算法采用離散窗口，所以檢測時基計數(shù)器應該設置在報警通知時間的二分之一，以滿足報警通知時間目標。誤差檢測和時基控制寄存器應該按表2中所示來設置。

表2表2中最后一行假設將TBH設置在1，即時基為500μs且A0440＝20。如果BER高于編程的門限，通知就要發(fā)生在針對與輸入BER匹配的門限所列舉的時間量之內(nèi)。例如，如果門限是為了監(jiān)視1.0E-5電平上的BER來編程的(在16ms以內(nèi)通知)，但實際輸入BER是1.0E-3，則通知中斷就要設置在1ms而不是一直等到16ms窗口結束。
圖3將本發(fā)明的方法表示為一種具有四種狀態(tài)和10個觸發(fā)器的狀態(tài)機。這些狀態(tài)的名稱是空閑報警狀態(tài)10、報警設置狀態(tài)12、突發(fā)報警清除狀態(tài)14和突發(fā)報警設置狀態(tài)16。觸發(fā)器標記為A-J并且是按照是否允許BURST模式、EC與檢測和恢復門限的比較、以及FC與檢測和恢復時基門限的比較等項目來定義的。
如上所述，本發(fā)明的操作會受到是否設置了BURST位來指示BURST模式下的操作的明顯影響。在BURST模式被關閉時，本發(fā)明的方法是在FC達到由觸發(fā)器F指示的門限TBDV之前在誤差計數(shù)EC等于或超過門限THDV時從空閑報警清除狀態(tài)10推進到報警設置狀態(tài)12。同樣，在突發(fā)模式被關閉時，當EC在由觸發(fā)器G指示的TBRV的至少一個完整周期中保持低于恢復門限THRV的情況下實行從報警設置狀態(tài)12返回到空閑報警清除狀態(tài)10的恢復。
在BURST模式被接通時，本發(fā)明的方法是在FC達到由圖3中下部的觸發(fā)器H指示的門限TBDV之前在誤差計數(shù)EC等于或超過門限THDV時從空閑報警清除狀態(tài)10推進到有條件突發(fā)報警清除狀態(tài)14。在有條件突發(fā)報警清除狀態(tài)14下，如果EC在下一連續(xù)TBDV期間降低到檢測門限THDV以下，就重新進入空閑報警清除狀態(tài)10。在有條件突發(fā)報警清除狀態(tài)14下，如果EC在下一連續(xù)TBDV期間保持在檢測門限THDV以上，按照圖3中左側的觸發(fā)器H的指示進入報警設置狀態(tài)12。在BURST模式被接通時，從報警設置狀態(tài)12恢復到空閑報警清除狀態(tài)10是通過有條件恢復狀態(tài)(即，突發(fā)報警設置狀態(tài)16)實行的。具體地說，如果EC持續(xù)TBRV的一個完整循環(huán)都落在恢復門限THRV以下，就按圖3頂部的觸發(fā)器B的指示進入突發(fā)報警設置狀態(tài)16。在突發(fā)報警設置狀態(tài)16下，如果EC在下一個連續(xù)的恢復周期落在恢復門限以下，就按圖3右側的觸發(fā)器B的指示進入空閑報警清除狀態(tài)10。在突發(fā)報警設置狀態(tài)16下，如果EC在下一個連續(xù)的恢復周期上升到等于或大于恢復門限，就按觸發(fā)器D所示重新進入報警設置狀態(tài)12。觸發(fā)器A、C、E和J分別表示狀態(tài)機在狀態(tài)12、16、10和14中保持的條件。
圖4中表示用來執(zhí)行本發(fā)明方法的一種設備100。此設備100包括狀態(tài)機102、可復位幀計數(shù)器104和可復位誤差計數(shù)器106。此狀態(tài)機被耦合到用于TBDV(檢測時基)的用戶可配置輸入108、用于THDV(檢測門限)的輸入110、用于THRV(恢復門限)的輸入112、用于TBRV(恢復時基)的輸入114和用于BURST(突發(fā)模式設置)的輸入116。狀態(tài)機102從幀計數(shù)器104接收幀計數(shù)118并通過復位線120使幀計數(shù)器104復位。從誤差計數(shù)器106中為狀態(tài)機102提供誤差計數(shù)122，由狀態(tài)機102通過復位線124使誤差計數(shù)器106復位。幀計數(shù)器104和誤差計數(shù)器106都從STS/STM幀126和時鐘128接收輸入。幀計數(shù)器104還接收用于TBH(時基)的用戶可配置輸入130，這是一個用來指示幀計數(shù)是應每125μs還是應每500μs增量一次的一位指示器。如圖所示，此狀態(tài)機還有一個報警輸出132。
本領域的技術人員根據(jù)上文就能用硬件、軟件或是硬件和軟件的一種組合來實現(xiàn)設備100。按照所述的目前最佳實施例，該設備是采用ASIC(專用集成電路)或FPGA(場可編程門電路陣列)作為固件來實施的。
本文中描述了用來為STSn或STMn信號產(chǎn)生過度誤碼率報警的方法和設備的多個實施例。盡管描述了本發(fā)明的具體實施例，但不是為了要限制本發(fā)明，本發(fā)明的意義應該擴展到閱讀過說明書后在技術上允許的范圍。因此，本領域的技術人員無需脫離權利要求書限定的本發(fā)明的原理和范圍還能做出其它的修改。
權利要求
1.用于為STSn或STMn電信信號產(chǎn)生過度誤碼率(EBER)報警的一種方法，所述STSn或STMn電信信號具有一幀，所述方法包括a)在空閑狀態(tài)中，在一個預置檢測時間周期中對誤碼進行計數(shù)；b)將所述預置檢測時間周期期間的誤碼的總計數(shù)與一個檢測門限值相比較；c)在所述總計數(shù)超過所述檢測門限值時，i)如果未設置突發(fā)模式指示器，就進入報警狀態(tài)并產(chǎn)生一個報警；和ii)如果設置了突發(fā)模式指示器，就重復步驟“a)”和“b)”，直至在進入報警狀態(tài)并產(chǎn)生報警之前對于多個連續(xù)檢測周期來說所述總計數(shù)超過所述檢測門限。
2.按照權利要求1的方法，其特征在于，還包括d)在報警狀態(tài)下，在一個預置恢復時間周期對誤碼進行計數(shù)；e)將所述預置恢復時間周期期間的誤碼的總計數(shù)與一個恢復門限值相比較；f)當所述總計數(shù)小于所述恢復門限值時，i)如果未設置突發(fā)模式指示器，就進入空閑狀態(tài)并消除報警；和ii)如果設置了突發(fā)模式指示器，就重復步驟“d)”和“e)”，直至在進入空閑狀態(tài)并消除報警之前對于多個連續(xù)恢復周期來說所述總計數(shù)小于所述檢測門限。
3.按照權利要求1的方法，其特征在于，在步驟a)之前，所述方法還包括d)根據(jù)誤碼的預期發(fā)生來設置檢測周期、檢測門限和突發(fā)模式指示器。
4.按照權利要求2的方法，其特征在于，在步驟a)之前，所述方法還包括g)根據(jù)誤碼的預期發(fā)生來設置檢測周期、檢測門限、恢復周期、恢復門限和突發(fā)模式指示器。
5.按照權利要求1的方法，其特征在于所述檢測周期是一個預置的幀計數(shù)值。
6.按照權利要求5的方法，其特征在于幀計數(shù)每125μs增量一次。
7.按照權利要求5的方法，其特征在于幀計數(shù)每500μs增量一次。
8.用于為STSn或STMn電信信號產(chǎn)生過度誤碼率(EBER)報警的一種設備，所述STSn或STMn電信信號具有一幀，所述設備包括a)用于確定重復檢測周期的檢測時基裝置；b)用于對信號的誤碼進行計數(shù)并且提供誤碼值的誤碼計數(shù)器裝置；c)耦合到所述檢測時基裝置和所述誤碼計數(shù)器裝置的報警檢測裝置，用于確定在一個檢測周期期間誤碼值是否大于或等于一個檢測門限；d)耦合到所述報警檢測裝置的突發(fā)模式檢測裝置，用于確定所述設備是否工作在突發(fā)模式中；以及f)耦合到所述報警檢測裝置的報警產(chǎn)生裝置，用于產(chǎn)生一個報警，其中i)當所述突發(fā)模式檢測裝置檢測到所述設備未工作在突發(fā)模式中時，在所述報警檢測裝置確定在一個檢測周期期間誤碼值大于或等于一個檢測門限時，所述報警產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一個報警；和ii)當所述突發(fā)模式檢測裝置檢測到所述設備正工作在突發(fā)模式中時，在所述報警檢測裝置確定在兩個連續(xù)檢測周期期間誤碼值大于或等于檢測門限時，所述報警產(chǎn)生裝置就產(chǎn)生一個報警。
9.按照權利要求8的設備，其特征在于，進一步包括g)恢復時基裝置，用于確定重復恢復周期；以及h)恢復檢測裝置，耦合到所述恢復時基裝置和所述誤碼計數(shù)器裝置，用于確定在一個恢復周期期間誤碼值是否小于一個恢復門限，其中i)當所述突發(fā)模式檢測裝置檢測到所述設備未工作在突發(fā)模式中時，在所述恢復檢測裝置確定在一個恢復周期期間誤碼值小于一個恢復門限時，所述報警產(chǎn)生裝置消除報警；和ii)當所述突發(fā)模式檢測裝置檢測到所述設備正工作在突發(fā)模式中時，在所述恢復檢測裝置確定在兩個連續(xù)恢復周期期間誤碼值小于一個恢復門限時，所述報警產(chǎn)生裝置消除報警。
全文摘要
一種過度誤碼率檢測算法(圖3)按兩種模式工作(116)BURST模式(10&14)和非BURST模式(10&12)。在非BURST模式(10&12)下，若是一個誤差計數(shù)(EC)在一組幀內(nèi)超過(>=)一個門限(THDV)，就進入報警狀態(tài)(12)，若是誤差計數(shù)(EC)在一組幀內(nèi)持續(xù)低于一個門限(THDV)，就退出報警狀態(tài)(12)。在BURST模式(10&14)下，只有在誤差計數(shù)(EC)在連續(xù)兩個時間內(nèi)超過門限(THDV)才進入報警狀態(tài)(12)，并且只有在誤差計數(shù)(EC)對于兩個連續(xù)幀計數(shù)都保持低于門限(THDV)時才退出報警狀態(tài)(12)。
文檔編號H04Q11/04GK1500244SQ02807602
公開日2004年5月26日 申請日期2002年3月4日 優(yōu)先權日2001年3月29日
發(fā)明者E·索特斯亞克, E 索特斯亞克, K·S·辛赫, 辛赫, P·戈亞 申請人:美商傳威股份有限公司