CN100584103C - 光传送网中的信号调度方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光传送网络中的信号调度方法，包括：将所接收的光信号经光电转换处理成为电信号，再进行解映射处理后，适配至一个统一的颗粒级别，在基于该颗粒级别的异步交叉矩阵中进行异步交叉调度处理。同时还公开了一种光传送网络中的信号调度系统包括：光电转换单元、解映射单元、适配装置、异步交叉矩阵接收的光信号经光电转换单元转换为电信号后，输入至解映射单元，经解映射处理输出后，进入适配装置适配处理，以统一的颗粒级别输出，进入异步交叉矩阵进行异步交叉调度。本发明实现了高低各种速率级别信号的交叉调度，降低系统设计的复杂性，实现各速率级别信号之间的分插复用以及交叉连接功能，以提高OTN网络的组网灵活性。

Description

光传送网中的信号调度方法和系统

技术领域

本发明涉及光传送网络(OTN)中的信号调度技术，特别是指一种在OTN中实现信号调度的方法和系统。

背景技术

光传送体系(OTH)技术是在同步数字体系(SDH)/同步光网络(Sonet)之后的新一代传送体制。OTN网络的优势是满足数据带宽的爆发性发展要求，它是针对骨干网络层次大容量粗颗粒的调度需求而发展形成的一种透明传送技术，并采用了数字包封技术。

为了实现OTH中的数据传输，国际电信联盟标准部(ITU-T)G.709建议定义了光数据单元(ODUk)，其中k＝1，2，3，作为三种级别的连接信号，速率分别为：

ODU1：239/238×2.48832Gbps＝2.498775126Gbps；

ODU2：239/237×9.95328Gbps＝10.037273924Gbps；

ODU3：239/236×39.81312Gbps＝40.319218983Gbps。

即，ODUk(k＝1，2，3)的速率满足：239/(239-k)דSTM-N”。

以及，光传送单元(OTUk)，其中k＝1，2，3，作为三种级别的传送信号，速率分别为：

OTU1：255/238×2.48832Gbps＝2.66605714285714Gbps；

OTU2：255/237×9.95328Gbps＝10.7092253164557Gbps；

OTU3：255/236×39.81312Gbps＝43.018413559322Gbps。

即，OTUk(k＝1，2，3)的速率满足：255/(239-k)דSTM-N”。

另外，还定义了光净荷单元(OPUk)、支路单元组(ODTUGk)等信号，其中k＝1，2，3，用以实现不同的功能。

并且，ITU-T G.709还定义了上述各种信号之间相互转换的映射及时分复用(TDM)方法，转换路径参见图1所示。

从图1中可以看出，提供的映射及时分复用路径主要有：

1、STM16-＞OPU1-＞ODU1-＞OTU1

2、STM64-＞OPU2-＞ODU2-＞OTU2

3、STM256-＞OPU3-＞ODU3-＞OTU3

4、4×STM16-＞4×OPU1-＞4×ODU1-＞ODTUG2-＞OPU2-＞ODU2-＞OTU2

5、16×STM16-＞16×OPU1-＞16×ODU1-＞ODTUG3-＞OPU3-＞ODU3-＞OTU3

6、4×STM64-＞4×OPU2-＞4×ODU2-＞ODTUG3-＞OPU3-＞ODU3-＞OTU3

为了保证OTN网络对客户数据及其同步定时的透明传送，在进行信号交叉调度时，OTN网络基于不同颗粒的ODUk(k＝1，2，3)信号分别进行调度，交叉调度单元分开处理，从而完成ODUk(k＝1，2，3)信号的连接调度功能。

目前，基于ODUk(k＝1，2，3)连接的调度采用高速异步交叉网片实现。但是，当前业界成熟的高速大容量异步电交叉网片端口速率一般能达到3.6Gbps，仅可以对ODU1串行信号完成调度功能。

这样，对于ODU2/ODU3串行信号，即通过上述映射复用路径2、3得到的ODU2/ODU3信号，由于其内部客户数据为大颗粒形式，例如STM64、STM256，因此应该直接对ODU2/ODU3实现调度功能，但是现有异步交叉芯片技术水平上无法实现如此高比特速率的调度功能，这样必须先采用解复用的方法分解得到低比特速率信号，在此称之为等效ODU1信号，再进行调度。其中，这里的等效ODU1信号与正常ODU1帧结构相同，但比ODU1速率要高。

目前提出的OTN网络中的信号调度方案主要有如下两种：

第一种技术方案为专利号为US 2002/0080442的美国专利。参见图2所示，实现信号调度的系统包括：三个独立的异步交叉矩阵S3、S2、S1，分别基于43G、10.7G、2.7G颗粒，用于对相应速率的信号进行交叉；三个异步交叉矩阵之间通过时分复用解复用单元MUX2和MUX1进行耦合。

具体工作方式为：速率为43G的OTU3信号进入输入/输出端口IO3，转换为ODU3信号后，进入基于43G颗粒的异步交叉矩阵S3，进行调度后输出；进入MUX2解复用为4路10.7G的ODU2信号，进入基于10.7G颗粒的异步交叉矩阵S2，进行调度后输出；进入MUX1，每路10.7G的ODU2信号被解复用为4路2.7G的ODU1信号，进入基于2.7G颗粒的异步交叉矩阵S 1，进行调度。

对于速率为10.7G的输入信号OTU2则直接进入IO2，转换为ODU2信号后，进入基于10.7G颗粒的异步交叉矩阵S2，进行调度后输出；进入MUX1，10.7G的ODU2信号被解复用为4路2.7G的ODU1信号，进入基于2.7G颗粒的异步交叉矩阵S1，进行调度。

对于速率为2.7G的输入信号OTU1则直接进入IO1，转换为ODU1信号后，进入基于2.7G颗粒的异步交叉矩阵S1，进行调度。

但是由于目前异步交叉芯片技术还不成熟，还不能提供这种大容量的43Gbps和10.7Gbps颗粒级别的异步电交叉网片，因此无法实现等效ODU2和ODU3串行信号调度。另外，由于各级矩阵之间有耦合关系，使调度路径复杂；整个系统供使用了3个级别基于43G/10.7G/2.7G颗粒的异步交叉矩阵，使得交叉设计也很复杂。

现有第二种技术方案，来自于专利号为US 2003/001616416的美国专利。参见图3所示，该系统主要由晶振单元、映射单元(Map)、解映射单元(Demap)、串/并单元、并/串单元以及同步交叉网片组成。

信号交叉调度过程中，输入的OTU3/OTU2/OTU1信号分别进入对应速率的Map单元21、24、27，进行一定数量字节的填塞映射后到达一个更高速率，完成信号的透明映射，此时各路信号的速率刚好为SDH基本速率单元STM-1(155.52Mbps)的整数倍，即OTU3-＞288×155.52Mbps＝44.78976Gbps，OTU2-＞72×155.52Mbps＝11.19744Gbps，OTU1-＞18×155.52Mbps＝2.79936Gbps。这些填塞字节映射过程的作用是完成OTUk信号到SDH容器频差的平滑，是一种异步映射过程，以保证所有OTUk信号的同步。

然后，从Map单元21、24、27输出的这些串行高速信号经过S/P单元22、25、28分别转换成64/16/4路并行信号，其单线速率为699.84Mbps，即S/P单元22、25、28分别完成44.78976Gbps-＞64×669.84Mbps，11.19744Gbps-＞16×669.84Mbps，2.79936Gbps-＞4×669.84Mbps的转换，以使调度系统在669.84MHz基准频率上进行同步调度，从而实现OTU3/2/1信号的调度功能。

并行信号进入基于699.84Mbps颗粒的同步交叉网片10进行交叉调度后，进入P/S单元32、35、38分别转换成串行高速信号，其单线速率为699.84Mbps，即P/S单元32、35、38分别完成64×669.84Mbps-＞44.78976Gbps，16×669.84Mbps-＞11.19744Gbps，4×669.84Mbps-＞2.79936Gbps的转换。

最后，串行高速信号进入Demap单元31、34、37，进行和Map过程相反的去填塞解映射过程，从高速串行信号中恢复出内部的OTU3/2/1业务数据输出。

其中，晶振单元15输出44.78976GHz的时钟信号fo，并且该时钟信号fo还进一步进入1/4分频单元16、1/16分频单元17和1/N分频单元18；时钟信号fo通过1/4分频单元161/16分频单元17的分频处理得到11.19744GHz和2.79936GHz的时钟信号fo/4和fo/16。这些输出的时钟信号可分别送给对应的Map/Demap单元用于OTU3/2/1业务与44.78976Gbps、11.19744Gbps、2.79936Gbps串行高速信号之间的异步映射/解映射。1/N分频单元18的分频比N为串/并(S/P)单元28并行位宽的16倍，即4×16＝64，用于产生各S/P单元、背板调度系统、P/S单元的基准频率699.84MHz。

现有技术二的缺点是：该技术是基于OTU1/OTU2/OTU3信号传送单元的调度，未实现ODU1/ODU2/ODU3的连接层次功能，这样对于OTN网络的连接监视管理无法实现，其不是一个完整的OTN设备单元，只是完成了OTU1/OTU2/OTU3的调度功能。OTU1/OTU2/OTU3的异步映射的填塞方法不尽相同，因此传送单元之间无法互通，只能构成独立的OTU1或OTU2或OTU3的OTN网络，使OTN网络组网受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种光传送网中实现信号调度的方法，实现高低各种速率级别信号的交叉调度，降低系统设计的复杂性，实现各速率级别信号之间的分插复用以及交叉连接功能，以提高OTN网络的组网灵活性。

基于上述目的本发明提供的一种光传送网络中的信号调度方法，包括：

将所接收的光信号经光电转换处理成为电信号，再进行解映射处理后，将信号速率适配至一个统一的颗粒级别，在基于该颗粒级别的异步交叉矩阵中进行异步交叉调度处理；

所述信号速率适配的过程包括：

对于当前信号的速率大于所述颗粒级别的情况，

如果所接收信号是由多路速率为所述颗粒级别的低速信号映射复用而成的，则将当前信号时分解复用成多路所述的低速信号；

如果所接收信号是由一路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射而成的，则将当前信号拆分成多路速率为所述颗粒级别的并行信号；

如果所接收信号是由一路以上速率大于所述颗粒级别的高速信号映射复用而成的，则将当前信号时分解复用成多路所述的高速信号，将得到的每路高速信号拆分成多路速率为所述颗粒级别的并行信号。

该方法所述信号速率适配的过程包括：

经过解映射处理后，如果当前信号的速率等于所述颗粒级别，则将当前信号直接送入所述异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果当前信号的速率小于所述颗粒级别，则将多路与当前信号同种类型的信号合并成一路速率为所述颗粒级别的信号。

该方法所述接收的光信号为ITU-T G.709协议下的光信号。

该方法所述统一的颗粒级别为ODU1速率级别；

如果所接收的光信号为由1路ODU1映射而成的OTU1，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU1进行ODU成帧、扰码处理后，送入所述异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由4路ODU1映射复用而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU2时分解复用为4路ODU1后，进行ODU成帧、扰码处理；

如果所接收的光信号为由16路ODU1映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU3时分解复用为16路ODU1，进行ODU成帧、扰码处理后；

如果所接收的光信号为由1路ODU2映射而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU2进行ODU成帧、扰码处理后，使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为ODU1速率级别的并行信号；

如果所接收的光信号为由1路ODU3映射而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU3进行ODU成帧、扰码处理后，使用通道化成帧的方法拆分为16路速率为ODU1速率级别的并行信号；

如果所接收的光信号为由4路ODU2映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU3时分解复用为4路ODU2后，进行ODU成帧、扰码处理，将得到的每路ODU2分别使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为ODU1速率级别的并行信号。

该方法所述解映射的处理过程包括：OTU定帧、解扰、FEC解码、OTU开销终结、ODU解映射。

该方法所述拆分的过程为：对信号进行定帧处理后，按帧的顺序进行缓存，每当存满n帧后，将该n帧的数据并行发出，并重复执行上述拆分的过程；其中n为当前信号欲拆分成的路数。

该方法所述解映射的处理过程在执行完ODU解映射后进一步包括：ODU映射、OTU成帧、FEC编码增加FEC区域、扰码；所述统一的颗粒级别为OTU1速率级别；

如果所接收的光信号为由1路ODU1映射而成的OTU1，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU1信号进行ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码、扰码处理后，形成OTU1，送入所述异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由4路ODU1映射复用而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU2时分解复用为4路ODU1信号，进行ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码、扰码处理后，形成4路OTU1，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由16路ODU1映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU3时分解复用为16路ODU1信号，进行ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码、扰码处理后，形成16路OTU1，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由1路ODU2映射而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU2进行ODU2映射、OTU2成帧、FEC编码、扰码处理后，形成OTU2，使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为OTU1速率级别的并行信号，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由1路ODU3映射而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU3进行ODU3映射、OTU3成帧、FEC编码、扰码处理后，形成OTU3，使用通道化成帧的方法拆分为16路速率为OTU1速率级别的并行信号，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由4路ODU2映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU3时分解复用为4路ODU2信号，进行ODU2映射、OTU2成帧、FEC编码、扰码处理后，形成4路OTU2，将得到的每路OTU2分别使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为OTU1速率级别的并行信号，进入异步交叉调度。

该方法所述拆分过程为：对信号按帧的顺序进行缓存，每当存满n帧后，将该n帧的数据并行发出，并重复执行上述拆分的过程；其中n为当前信号的欲拆分成的路数。

该方法其特征在于，所述异步交叉调度处理后，进一步包括：执行所述信号速率适配的过程的逆过程，进行解映射处理和电光转换成为光信号后输出。

本发明的另一主要目的是一种光传送网中实现信号调度的系统，可支持高低各种速率级别信号的交叉调度，降低系统设计的复杂性，支持各速率级别信号之间的分插复用以及交叉连接功能，提高OTN网络的组网灵活性。

基于该目的本发明提供的一种光传送网络中的信号调度系统，包括：

至少一个光电转换单元，用于将接收的光信号转换为电信号；

至少一个解映射单元，用于对信号进行解映射处理；

至少一个适配装置，用于将输入信号适配为统一的颗粒级别的信号；以及

异步交叉矩阵，用于对统一颗粒级别的信号进行异步交叉调度；

接收的光信号经光电转换单元转换为电信号后，输入至解映射单元，经解映射处理输出后，进入适配装置，适配成速率符合所述统一的颗粒级别的信号后输入至异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果所述输入信号是由多路速率为所述颗粒级别的低速信号映射复用而成的，所述适配装置中包括：信号生成单元和时分解复用单元，时分解复用单元用于将由多路低速信号映射复用而成的高速信号时分解复用为多路速率为所述统一颗粒级别的低速信号，并输出至所述信号生成单元；

如果所接收信号是由一路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射而成的，所述适配装置中包括：信号生成单元和拆分单元，拆分单元用于将所述信号生成单元处理后输出的信号拆分为多路速率为所述统一颗粒级别的并行信号；

如果所接收信号是由一路以上速率大于所述颗粒级别的高速信号映射复用而成的，所述适配装置中包括：信号生成单元、时分解复用单元和拆分单元，时分解复用单元将由多路低速信号映射复用而成的高速信号解复用为多路所述低速信号输入至所述信号生成单元和拆分单元，拆分单元将信号生成单元处理后输出的低速信号进一步拆分为所述统一颗粒级别的并行信号。

如果所述输入信号的速率为所述统一颗粒级别，所述适配装置为用于信号成帧、扰码的信号生成单元。

该系统所述拆分单元包括：定帧模块、写地址产生模块、读地址产生模块、n分频模块、以及2n个先入先出存储器FIFO，其中，n为信号经该拆分单元拆分后输出的信号路数；

输入信号具有随路同步时钟，经定帧模块的搜帧处理后得到帧信号，同步时钟与帧信号一起输入写地址产生模块，产生写地址和写允许分别进入每个先入先出存储器FIFO，控制先入先出存储器FIFO的写入，同时信号时钟还输入至n分频模块，经n分频模块分频后的输出与帧信号一起输入至读地址产生模块，产生读地址和读允许分别进入每个先入先出存储器FIFO，控制先入先出存储器FIFO的读出；

输入信号的数据按帧的顺序依次写入n个先入先出存储器FIFO，写满后n个先入先出存储器FIFO中的数据并行输出，同时后面的数据依次写入另外的n个先入先出存储器FIFO，写满后所述另外n个先入先出存储器FIFO中的数据并行输出。

该系统进一步包括：至少一个电光转换单元，用于将接收的电信号转换为光信号；

至少一个映射单元，用于对信号进行映射处理；

至少一个逆适配装置，用于将所述异步交叉矩阵输出的统一的颗粒级别的信号反向适配为所需速率的信号；

异步交叉矩阵进行异步交叉调度后输出的信号，进入逆适配装置进行反向适配处理，输入至映射单元，经映射处理后，进入电光转换单元转换为光信号。

该系统如果所需输出信号的速率为所述统一颗粒级别，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元和信号恢复单元，所述定帧对齐单元对异步交叉矩阵输出的统一颗粒级别的信号进行定帧对齐处理后输入至信号恢复单元进行解扰码处理后输出；

如果所需输出的为由多路速率为所述颗粒级别的低速信号映射复用而成的信号，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元、信号恢复单元和时分复用单元，时分复用单元用于将经所述定帧对齐单元和信号恢复单元输出的多路低速信号时分复用为一路所需速率级别的高速信号后输出；

如果所需输出的为由一路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射而成的信号，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元、信号恢复单元和合并单元，所述定帧对齐单元将所述异步交叉矩阵输出的每组统一颗粒级别的并行信号进行定帧对齐处理后输入至合并单元，合并单元将多路并行信号合并为一路所需速率级别的高速信号后输入至信号恢复单元解扰码处理后输出；

如果所需输出的为由一路以上速率大于所述颗粒级别的高速信号映射复用而成的信号，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元、信号恢复单元、时分复用单元和合并单元，所述定帧对齐单元将所述异步交叉矩阵输出的每组统一颗粒级别的并行信号进行定帧对齐处理后输入至合并单元，合并单元将多路并行信号合并为一路信号后输入至信号恢复单元解扰码处理后输出至时分复用单元时分复用为一路所需速率级别的高速信号后输出。

该系统所述合并单元，内部设置有2n个先入先出存储器FIFO，每个先入先出存储器FIFO存储一帧数据，数据和参考帧信号依次写入n个先入先出存储器FIFO进行对齐处理，与此同时，以n倍于写操作的速率依次从另外n个先入先出存储器FIFO中读取数据并输出；其中，n为信号经该拆分单元拆分后输出的信号路数；

所述定帧对齐单元包括：

背板接口模块，用于对输入的n路信号进行时钟数据恢复，将恢复后的n路时钟和数据信号输入至定帧对齐模块，选择其中一路时钟作为参考时钟分别发送至定帧对齐模块和所述合并单元；

定帧对齐模块，用于对每路信号分别进行帧搜索，找到n路信号各自的帧起始位置，将n路信号的帧起始位置都对齐到相同的帧相位上，输出n路对齐的数据和参考帧信号至所述合并单元。

该系统所述异步交叉矩阵为异步交叉网片。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种光传送网中信号调度的方法和系统具有如下特点和优点：

1)采用信号速率适配的方式，使无论哪种速率级别的信号都可以到转换为统一速率级别，并在统一异步交叉矩阵中进行调度，而无需多级交叉单元，从而降低了系统设计的复杂性，并且统一调度能够实现各速率级别信号之间的灵活分插复用，提高了OTN网络的组网灵活性。

2)本发明拓展了现有技术信号的时分复用/解复用技术，将高速信号拆分成多路低速并行信号捆绑调度，通过通道化成帧的并行信号上传送高速信号颗粒，并且在调度系统中使用相同的调度路径，从而实现高速信号颗粒的调度功能。使在现有异步交叉芯片技术水平上，解决了ODU2/ODU3更高速率信号的调度问题。

附图说明

图1为ITU-T G.709定义的各种信号之间的映射复用路径示意图；

图2为现有第一种技术方案的信号调度系统结构示意图；

图3为现有第二种技术方案的信号调度系统结构示意图；

图4为本发明信号调度系统的结构框图；

图5为本发明信号调度系统中适配装置的结构示意图；

图6为本发明信号调度系统中逆适配装置的结构示意图；

图7为本发明可同时对基于ODU1/ODU2/ODU3进行统一调度的系统结构示意图；

图8为ITU-T G.709规定的从ODUk到OTUk的映射结构示意图；

图9为本发明信号调度系统中的ODU2拆分单元的结构示意图；

图10为本发明信号调度系统中针对ODU2信号的ODU2FIFO合并单元的结构示意图；

图11为本发明针对ODU2信号的ODU2FIFO合并单元中背板接口模块的结构示意图；

图12为本发明针对ODU2信号的ODU2FIFO合并单元中定帧对齐模块的结构示意图；

图13为本发明定帧对齐模块帧对齐过程的时序图；

图14为本发明本发明针对ODU2信号的ODU2FIFO合并单元中ODU2FIFO合并单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本发明的核心思路为：在现有高速异步交叉技术的基础上，为了统一ODU1/ODU2/ODU3信号的调度单元，将所接收的光信号经光电转换成为电信号，并进行解映射处理后，适配至一个统一的颗粒级别，在基于该颗粒级别的同一个异步交叉矩阵中进行异步交叉调度处理。

进行适配过程中，如果信号的速率大于所述统一的颗粒级别，则将当前信号分解成多路信号，使每路信号的速率满足所述统一的颗粒级别；如果信号的速率等于所述统一的颗粒级别，则信号经解映射后可直接送入异步交叉矩阵进行异步交叉调度；如果信号的速率小于所述统一的颗粒级别，则可将多路信号通过时分复用等方式合并成一路信号，使该信号的速率满足所述颗粒级别。

这其中，当信号的速率大于所述统一的颗粒级别时，又有三种情况，以ITU-T G.709协议下，采用基于2.5Gbps颗粒级别的异步交叉矩阵为例：

第一种情况，该信号是由多路速率为所述颗粒级别的低速信号映射复用而成的，比如：当前的OTU2或OTU3是由4路或16路ODU1映射复用而成的，则只需将当前信号进行时分解复用，还原成多路速率为所述颗粒级别的低速信号，即将OTU2经解映射后的ODU2信号时分解复用为4路ODU1，将OTU3经解映射后的ODU3信号时分解复用为16路ODU1。

第二种情况，该信号是由一路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射而成的，比如：当前的OTU2是由ODU2映射而成的，或OTU3是由ODU3映射而成的，则应将当前信号拆分成多路速率为所述颗粒级别的并行信号，比如：将OTU2经解映射为ODU2后，再使用通道化成帧的方法拆分成4路速率级别为2.5Gbps的信号，即ODU1速率级别，再并行发送至异步交叉矩阵，并且在调度时使用相同的调度路径，使并行信号捆绑调度，由于这4路信号组合在一起才能构成完整的ODU2，因此为描述方便，本发明将拆分后的ODU2表示为ODU2[3:0]，每个ODU2[3:0]中包含有4个ODU1速率级别的信号；将OTU3经解映射为ODU3后，再使用通道化成帧的方法拆分成16路ODU1速率级别的信号，再并行发送至异步交叉矩阵绑定调度，为描述方便，本发明将拆分后的ODU3表示为ODU3[15:0]，每个ODU3[15:0]中包含有16个ODU1速率级别的信号。

第三种情况，该信号是由多路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射复用而成的，比如：当前的OTU3是由4路ODU2映射复用而成的，则应将当前信号时分解复用成多路速率大于所述颗粒级别的高速信号，再将得到的每路高速信号拆分成多路速率为所述颗粒级别的并行信号，即OTU3经解映射为ODU3后，先解复用为4路ODU2，再将每路ODU2拆分为4路ODU1速率级别的信号，即ODU2[3:0]，从而得到总共包含有16路ODU1速率级别的信号，即4×ODU2[3:0]，并行发送至异步交叉矩阵。

为实现上述方法本发明提供了一种信号调度系统，该系统的结构框图参见图4所示，至少应包括：用于对统一颗粒级别的信号进行异步交叉调度的异步交叉矩阵，以及至少一个光电转换单元、解映射单元和适配装置，用于对信号进行调度前的速率适配。调度过程为：所需要进行调度处理的光信号被该信号调度系统接收后，经光电转换单元转换为电信号后，输入至解映射单元，经解映射处理输出后，进入适配装置适配处理后，以统一的颗粒级别输出，进入异步交叉矩阵进行异步交叉调度。

调度后输出的信号根据需要还可以再进一步进行反向适配，转换成传输所需速率的信号，这样在异步交叉矩阵的输出端还可在增加逆适配装置、映射单元和电光转换单元。这样，经异步交叉矩阵调度后的输出信号进入逆适配模块执行适配过从的逆过程，转换为所需速率的信号，经映射单元重新映射后，进入电光转换单元恢复为光信号后输出。

基于当前ITU-T G.709协议规定的各种连接信号ODU1/ODU2/ODU3，本发明适配装置的结构参见图5所示。

对于ODU1信号，由于本实施例的异步交叉矩阵统一采用ODU1速率级别的，因此根据所需的不同输出信号对ODU1信号进行简单的成帧、适配等操作即可。具体来讲，如果需要输出ODU1信号，则ODU1的适配装置为用于扩展ODU帧头和信号扰码的ODU1信号生成单元501；如果需要在信号上增加控制信息比特和FEC纠错功能，输出带有FEC编码的OTU1信号，则ODU1的适配装置为用于ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码以及扰码的OTU1信号生成单元502。

对于由4×ODU1复用而成的ODU2信号，如果需要输出带有FEC编码的4×OTU1信号，则ODU2的适配装置按信号流向依次包括：用于完成ODU2信号向4路低级别的ODU1信号时分解复用转换的时分解复用单元511，以及处理该多路信号的完成ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码及扰码的OTU1信号生成单元502；如果需要输出4×ODU1信号，则ODU2的适配装置按信号流向依次包括：用于完成ODU2信号向4路低级别的ODU1信号时分解复用转换的时分解复用单元511，以及处理该多路信号的用于扩展ODU帧头和信号扰码的ODU1信号生成单元501。其中，由于需要经时分解复用单元511处理后输出的信号为4路，因此这里所述ODU1信号生成单元501、OTU1信号生成单元502应分别为4个(图5中为简化起见只绘出一个)。

对于不是由低级信号复用而成的ODU2信号，如果需要输出带有FEC编码的OTU信号，则ODU2的适配装置按信号流向依次包括：完成ODU2映射、OTU2成帧、FEC编码及扰码的OTU2信号生成单元504，以及用于完成串行OTU2信号向OTU2[3:0]并行信号转换的OTU2拆分单元506；如果需要输出ODU2信号，则ODU2的适配装置按信号流向依次包括：用于扩展ODU帧头和信号扰码的ODU2信号生成单元503，以及用于完成串行ODU2信号向ODU2[3:0]并行信号转换的ODU2拆分单元505。

对于由16×ODU1复用而成的ODU3信号，如果需要输出带有FEC编码的16×OTU1信号，则ODU3的适配装置按信号流向依次包括：用于完成ODU3信号向16路低级别的ODU1信号时分解复用转换的时分解复用单元512，以及对应的16个OTU1信号生成单元502；如果需要输出16×ODU1信号，则ODU3的适配装置按信号流向依次包括：用于完成ODU3信号向多路低级别的ODU1信号时分解复用转换的时分解复用单元512，以及对应的16个ODU1信号生成单元501。

对于由4×ODU2复用而成的ODU3信号，如果需要输出带有FEC编码的OTU信号，则ODU3的适配装置按信号流向依次包括：用于完成ODU3信号向4路低级别的ODU2信号时分解复用转换的时分解复用单元513，对应的4个OTU2信号生成单元504，以及对应的多个用于完成串行OTU2信号向OTU2[3:0]并行信号转换的OTU2拆分单元506；如果需要输出ODU信号，则ODU3的适配装置按信号流向依次包括：用于完成ODU3信号向4路低级别的ODU2信号时分解复用转换的时分解复用单元513，对应的4个ODU2信号生成单元503，以及对应的4个用于完成串行ODU2信号向ODU2[3:0]并行信号转换的ODU2拆分单元505。

对于不是由低级信号复用而成的ODU3信号，如果需要输出带有FEC编码的OTU信号，则ODU3的适配装置按信号流向依次包括：用于完成ODU3映射、OTU3成帧、FEC编码及扰码的OTU3信号生成单元508，以及用于完成串行OTU3信号向OTU3[15:0]并行信号转换的OTU3拆分单元510；如果需要输出ODU信号，则ODU3的适配装置按信号流向依次包括：用于扩展ODU帧头和信号扰码的ODU3信号生成单元507，以及用于完成串行ODU3信号向ODU3[15:0]并行信号转换的ODU3拆分单元509。

其中，上述ODUk/OTUk(k＝1，2，3)信号生成单元在本发明中有时也统一称为信号生成单元，所述ODUk/OTUk(k＝1，2，3)拆分单元也统一称为拆分单元。

基于当前ITU-T G.709协议规定的各种连接信号ODU1/ODU2/ODU3，本发明逆适配装置的结构参见图6所示。

对于需要逆适配为ODU1的信号，由于本实施例的异步交叉矩阵统一采用ODU1速率级别的，因此逆适配过程中，只需进行简单的定帧对齐，解扰码等处理。具体来讲，如果输入的为OTU1信号，则ODU1的逆适配装置为用于OTU1信号定帧对齐OTU1定帧对齐单元616，和完成解扰、FEC解码、ODU1解映射形成ODU1输出的OTU1信号恢复单元602；如果输入的为ODU1信号，则ODU1的逆适配装置为用于ODU1信号定帧对齐的ODU1定帧对齐单元615，和用于解扰的ODU1信号恢复单元601。

对于需要逆适配为ODU2的信号，如果输入的为4×OTU1信号，则ODU2的逆适配装置按信号流向依次包括：OTU1定帧对齐单元616和4个具有解扰、FEC解码及ODU1解映射功能的OTU1信号恢复单元602，以及用于完成4路低级别的ODU1信号向ODU2信号时分复用转换的时分复用单元617；如果输入的为4×ODU1信号，则ODU2的逆适配装置按信号流向依次包括：ODU1定帧对齐单元615以及ODU1解扰功能的ODU1信号恢复单元601，以及用于完成多路低级别的ODU1信号向ODU2信号时分复用转换的时分复用单元617。

如果输入的为OTU2[3:0]信号，则ODU2的逆适配装置按信号流向依次包括：4个用于OTU2[3:0]定帧对齐的OTU2[3:0]定帧对齐单元604，用于完成OTU2[3:0]并行信号向串行OTU2信号转换的OTU2FIFO合并单元612，以及用于完成OTU2解扰、FEC解码和ODU2解映射功能形成ODU2的OTU2信号恢复单元606；如果输入的为ODU2[3:0]信号，则ODU2的逆适配装置按信号流向依次包括：4个用于ODU2[3:0]定帧对齐的ODU2[3:0]定帧对齐单元603，用于完成ODU2[3:0]并行信号向串行ODU2信号转换的ODU2FIFO合并单元611，以及完成ODU2解扰功能的ODU2信号恢复单元605。

对于需要逆适配为ODU3的信号，如果输入的为16×OTU1信号，则ODU3的逆适配装置按信号流向依次包括：OTU1定帧对齐单元616和16个具有解扰、FEC解码及ODU1解映射功能的OTU1信号恢复单元602，以及用于完成多路低级别的ODU1信号向ODU3信号时分复用转换的时分复用单元618；如果输入的为16×ODU1信号，则ODU3的逆适配装置按信号流向依次包括：ODU1定帧对齐单元615和16个具有解扰功能的ODU1信号恢复单元601，以及用于完成多路低级别的ODU1信号向ODU3信号时分复用转换的时分复用单元618。

如果输入的为4×OTU2[3:0]信号，则ODU3的逆适配装置按信号流向依次包括：用于4×OTU2[3:0]定帧对齐的4×OTU2[3:0]定帧对齐单元604，4个用于完成OTU2[3:0]并行信号向串行OTU2信号转换的OTU2FIFO合并单元612，4个用于完成OTU2解扰、FEC解码及ODU2解映射功能的OTU2信号恢复单元606，以及时分复用单元619；如果输入的为4×ODU2[3:0]信号，则ODU3的逆适配装置按信号流向依次包括：用于4×ODU2[3:0]定帧对齐的4×ODU2[3:0]定帧对齐单元603，4个用于完成ODU2[3:0]并行信号向串行ODU2信号转换的ODU2FIFO合并单元611，用于完成ODU2解扰功能的ODU2信号恢复单元605，以及时分复用单元619。

如果输入的为OTU3[15:0]信号，则ODU3的逆适配装置按信号流向依次包括：用于OTU3[15:0]定帧对齐的OTU3[15:0]定帧对齐单元608，用于完成OTU3[15:0]并行信号向串行OTU3信号转换的OTU3FIFO合并单元614，以及用于OTU3解扰、FEC解码和ODU3解映射功能形成ODU3的OTU3信号恢复单元610；如果输入的为ODU3[15:0]信号，则ODU3的逆适配装置按信号流向依次包括：用于ODU3[15:0]定帧对齐的ODU3[15:0]定帧对齐单元608，用于完成ODU3[15:0]并行信号向串行ODU3信号转换的ODU3FIFO合并单元613，以及用于ODU3解扰形成ODU3的ODU3信号恢复单元609。

其中，上述ODUk/OTUk(k＝1，2，3)信号恢复单元在本发明中有时也统一称为信号恢复单元，所述ODU1/OTU1、ODU2[3:0]/OTU2[3:0]、ODU3[15:0]/OTU3[15:0]定帧对齐单元有时也统一称为定帧对齐单元，所述ODUk/OTUk(k＝1，2，3)FIFO合并单元也统一称为合并单元。

较为完整的能够实现基于目前ITU-T G.709协议规定的所有连接信号ODU1/ODU2/ODU3，进行统一调度的系统结构，参见图7所示，该系统对外有OTU1、OTU2和OTU3三类接口分别针对OTU1、OTU2和OTU3，并集中在异步交叉网片进行统一调度。

图7的信号调度系统包括：

异步交叉网片，用于进行信号的交叉调度，异步交叉网片的所有接口信号均为2.5Gbps级别(即属于2.5Gbps范围)；

Map单元，完成ODUk到OTUk信号的映射转换，对所输入的信号依次执行ODUk映射、OTUk开销插入、OTUk成帧、前向纠错(FEC)编码、扰码操作；

Demap单元，完成OTUk信号到ODUk信号的解映射转换，对所输入的信号依次执行OTUk定帧、解扰、FEC解码、OTUk开销终结、ODUk解映射操作；

时分复用单元，完成多路ODU1/2信号向更高级别ODU2/3信号的时分复用过程，其过程为透明的异步映射复接过程，保证了多路ODU1/2信号的完全透明传送，关于具体时分复用方法，ITU-T G.709第19节有详细定义。

时分解复用单元，完成时分复用的ODU2/3信号向多路低级别ODU1/2信号的时分解复用过程，其过程为透明的异步解映射分接过程，保证了多路ODU1/2信号的完全透明传送，解时分复用是时分复用的反向过程，在ITU-TG.709第19节中也有详细定义。

ODU2FIFO合并单元611和ODU3FIFO合并单元613，完成异步交叉网片侧ODU2[3:0]和ODU3[15:0]并行信号向串行ODU2和ODU3信号的转换，该转换过程为一个物理的合并变换过程。

ODU2拆分单元505和ODU3拆分单元509，使用通道化成帧的方法完成串行ODU2和ODU3信号向异步交叉网片方向ODU2[3:0]和ODU3[15:0]并行信号的转换，为一个物理的拆分变换过程。

图7中的虚线框所示的为上述适配/逆适配单元，其中，在信号向异步交叉网片的输入方向上，还有ODUk信号生成单元，在反方向上还对应的有ODUk定帧对齐单元和信号恢复单元，k＝1，2，3，由于这些单元对应的都是信号处理中普遍需要采用的常规技术，因此图7中为简化起见，没有绘出。

该系统的信号调度过程描述如下：

对于输入的由ODU1映射而成的OTU1(1×ODU1)信号，经O/E单元转换为电信号后，进入Demap单元进行解映射处理转换为1×ODU1，在适配装置中进行ODU成帧、扰码等适配后，送入异步交叉网片进行异步交叉调度。

这里为表述方便，用n×ODUk或n×ODUk[m:0]代表n路ODUk信号或ODUk[m:0](m+1)bit并行信号，其中k＝1，2，3。

对于输入的由4路ODU1映射复用而成的OTU2(4×ODU1)信号，经O/E单元转换为电信号后，进入Demap单元进行解映射处理转换为1×ODU2，再进入适配装置，在其中的时分解复用单元中解复用为4×ODU1，并进行ODU成帧、扰码等处理后，送入异步交叉网片进行异步交叉调度。

对于输入的由16路ODU1映射复用而成的OTU3(16×ODU1)信号，经O/E单元转换为电信号后，进入Demap单元进行解映射处理转换为1×ODU3，再进入适配装置，在其中的时分解复用单元解复用为16×ODU1，并进行ODU成帧、扰码等处理后，送入异步交叉网片进行异步交叉调度。

对于输入的由1路ODU2映射而成的OTU2(1×ODU2)信号，经O/E单元转换转换为电信号后，进入Demap单元转换成1×ODU2信号；进入适配装置，在进行ODU成帧、扰码等处理后，由于此时每路ODU2串行信号的速率达到了10Gbps级别，异步交叉网片无法满足其传送要求，必须要降低速率，因此该ODU2信号需要进入ODU2拆分单元505，拆分成1×ODU2[3:0]并行信号形式，并行信号单线速率下降至2.5Gbps级别；这样，拆分后的ODU2[3:0]并行信号即可进入异步交叉单元进行异步交叉调度。

对于输入的由1路ODU3映射而成的OTU3(1×ODU3)信号，O/E单元转换为电信号后，进入Demap单元转换成1×ODU3信号；进入适配装置，在进行ODU成帧、扰码等处理后，由于每路ODU3串行信号的速率达到了40Gbps级别，异步交叉网片无法满足其传送要求，必须要降低速率，因此该ODU3信号还要再进入ODU3拆分单元509，拆分成1×ODU3[15:0]并行信号形式，并行信号单线速率下降至2.5Gbps级别；这样，拆分后的ODU3[15:0]并行信号即可进入异步交叉单元进行异步交叉调度。

对于输入的由4路ODU2映射复用而成的OTU3(4×ODU2)信号，经O/E单元转换为电信号后，进入Demap单元转换成1×ODU3信号；进入适配装置，首先1×ODU3信号进入时分解复用单元513转换成4×ODU2信号，并在ODU2信号生成单元503进行ODU成帧、扰码等处理；之后，由于每路ODU2串行信号的速率达到了10Gbps级别，异步交叉网片无法满足其传送要求，必须要降低速率，因此每路ODU2信号再分别进入4个ODU2拆分单元505，使用通道化成帧的方法分别拆分成ODU2[3:0]并行信号形式，并行信号单线速率下降至2.5Gbps级别；这样，拆分后的4×ODU2[3:0]并行信号进入异步交叉单元进行异步交叉调度。

异步交叉单元在2.5Gbps基准上，在同类信号之间进行异步交叉调度，即在输入的ODU1信号之间进行调度，在输入的ODU2[3:0]之间进行调度，在输入的ODU3[15:0]之间进行调度，即完成了ODU1/ODU2/ODU3颗粒的调度功能。经过调度后输出的信号根据不同的映射复用需求分别进行反向处理。

反向过程描述如下：

对于调度后需要以OTU1(1×ODU1)输出的情况，根据ITU-T G.709规定的映射关系以及图7中可以看出，其对应的从异步交叉网片输出的信号应是1×ODU1。1×ODU1在逆适配装置中进行简单的ODU定帧(如果为多光口的OTU1信号输出，则需要ODU1的定帧对齐)和解扰后，进入Map单元转换为OTU1(1×ODU1)，经E/O单元转换为光信号后输出。

对于调度后需要以OTU2(4×ODU1)输出的情况，根据ITU-T G.709规定的映射关系以及图7中可以看出，其对应的从异步交叉网片输出的信号应是4×ODU1。4×ODU1先进入逆适配装置，首先，4×ODU1信号需要进行定帧对齐解扰，之后在时分复用单元617中转换成1×ODU2信号，再进入Map单元转换为OTU2(4×ODU1)，经E/O单元转换为光信号后输出。

对于调度后需要以OTU3(16×ODU1)输出的情况，根据ITU-T G.709规定的映射关系以及图7中可以看出，其对应的从异步交叉网片输出的信号应是16×ODU1。16×ODU1先进入逆适配装置，首先对16×ODU1信号进行定帧对齐解扰，之后在时分复用单元618中转换成1×ODU3信号，再进入Map单元转换为OTU3(16×ODU1)，经E/O单元转换为光信号后输出。

对于调度后需要以OTU2(1×ODU2)输出的情况，根据ITU-T G.709规定的映射关系以及图7中可以看出，其对应的从异步交叉网片输出的信号应是1×ODU2[3:0]。1×ODU2[3:0]先进入逆适配装置，在经ODU2[3:0]定帧对齐单元603的定帧对齐处理后，在ODU2FIFO合并单元611，合并成1×ODU2信号，并在ODU2信号恢复单元605进行解扰处理；然后进入Map单元转换成OTU2(1×ODU2)，经E/O单元转换为光信号后输出。

对于调度后需要以OTU3(1×ODU3)输出的情况，根据ITU-T G.709规定的映射关系以及图7中可以看出，其对应的从异步交叉网片输出的信号应是1×ODU3[15:0]。1×ODU3[15:0]先进入逆适配装置，在经ODU3[15:0]定帧对齐单元的定帧对齐处理后，在ODU3FIFO合并单元613，合并成1×ODU3信号，并在信号恢复单元进行解扰处理；然后进入Map单元转换成OTU3信号(1×ODU3)，经E/O单元转换为光信号后输出。

对于调度后需要以OTU3(4×ODU2)输出的情况，根据ITU-T G.709规定的映射关系以及图7中可以看出，其对应的从异步交叉网片输出的信号应是4路的ODU2[3:0]。4×ODU2[3:0]信号先分别进入逆适配装置，在经ODU2[3:0]定帧对齐单元603的定帧对齐处理后，在ODU2FIFO合并单元611，合并成4×ODU2信号，并在ODU2信号恢复单元605进行解扰处理，然后进入时分复用单元转换成1×ODU3信号；再进入Map单元转换成OTU3(4×ODU2)，经E/O单元转换为光信号后输出。

另外，在ODU1或者ODU2/ODU3背板信号上还可以增加控制信息比特和FEC纠错功能，从而更有利于异步交叉网片背板信号的传输。

具体做法可以在适配/逆适配装置中设置相应的OTUk信号生成/恢复单元701，其中k＝1，2，3。。

OTUk信号生成单元依次完成ODUk映射、OTUk成帧、FEC编码和扰码功能；OTUk信号恢复单元依次完成OTUk解扰、FEC解码和ODUk解映射功能。

上述ODUk映射/解映射、OTUk成帧、FEC编解码以及OTUk扰码解扰码均为现有成熟技术，因此对于他们的内部具体结构这里不再赘述。

从ODUk到OTUk的映射结构可参见图8所示，相对于ODUk，OTUk在第一行第1至14列增加了帧定界开销(FA OH)和OTUk开销(OTUk OH)，增加了第3825至4080列，并在其中填充了OTUk的FEC编码(OTUk FECRS)。

这样，异步交叉网片侧的OTUk信号为带有FEC编码的信号，从而能够大大提高背板传输性能，并纠正一定量的误码。

这时，异步交叉网片的输入输出信号都为OTU类型信号，对OTU1或者与OTU1同级别的OTU2[3:0]、OTU3[15:0]并行信号进行交叉调度。

为清楚起见，下面以OTU3(4×ODU2)信号的调度过程为例进行举例说明，输入的OTU3(4×ODU2)，经O/E单元转换为电信号后，进入Demap单元转换成1×ODU3信号，然后1×ODU3信号进入时分解复用单元转换成4×ODU2信号，之后，进行ODU2映射，并通过OTU成帧、FEC编码及扰码形成4×OTU2，每路4×OTU2信号再分别进入4个OTU2拆分单元506，分别拆分成OTU2[3:0]并行信号形式，并行信号单线速率下降至2.5Gbps级别；拆分后的4×OTU2[3:0]并行信号最后进入异步交叉单元进行异步交叉调度。

在经异步交叉网片调度后输出的信号中，有4路OTU2[3:0]并行信号经4×OTU[3:0]定帧对齐处理后进入OTU2FIFO合并单元612，合并成4×OTU2信号，再通过解扰、FEC解码和ODU2解映射形成4×ODU2，然后进入时分复用单元转换成1×ODU3信号，再进入Map单元转换成OTU3(4×ODU2)，经E/O单元转换为光信号后输出。

其它信号的调度过程可以以此类推，不再赘述。

在信号向异步交叉网片的输入输出方向上，上面所述O/E、E/O单元、Demap/Map单元、时分解复用/时分复用单元、以及ODU映射、OTU成帧、FEC编码及扰码/OTU解扰、FEC解码、ODU解映射单元都采用的是目前已有技术，可以利用现有器件实现。但对于上述的拆分过程，本发明中使用的是一种通道化成帧的方法，现有的通道化成帧方法是将每个OTU或ODU的帧以16字节块为单位拆分成4路通道传送，但该方法只适用于ODU2/OTU2信号，本发明的调度过程中对ODU2/OTU2信号可以采用该方法。但是，为了方便对不同速率信号的统一调度，本发明又提出了一种可普遍适用于各种OTN信号新的拆分方法。

该方法以帧为单位，对信号按帧的顺序进行缓存，每当存满n帧后，将该n帧的数据并行发出，并重复执行上述过程；其中n为当前信号的欲拆分成的路数。

当然，适用于本发明的拆分方法并不限于此，其它任何能够完成对ODU1以上级别的高速信号通道化成帧的拆分方法都是允许的。

根据上述拆分方法，本发明信号调度系统中的ODU2信号的ODU拆分单元的结构参见图9所示，包括：定帧模块、写地址产生模块，读地址产生模块，4分频模块、以及8个先入先出存储器FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3、FIFO_4、FIFO_5、FIFO_6、FIFO_7、FIFO_8。其中，4分频模块用于将输入信号的频率降低为原有频率的1/4；写地址产生模块用于控制每个FIFO写指针的写入频率；读地址产生模块用于控制每个FIFO读指针的读出频率；8个FIFO共分为两组，每4个为一组，每个FIFO可存储一个ODU2帧的数据。

信号的拆分过程具体包括：

输入的ODU2信号具有随路的同步时钟，经定帧模块搜帧处理后得到帧信号FP，这一过程是成熟的现有技术，不再赘述。同步时钟与帧信号一起进入写地址产生模块，产生写地址W_Addr和写允许WE1，WE2，...，WE8，分别进入每个FIFO的W_Addr和WE端，控制FIFO的写入。所述写地址和写允许的产生规则为：FIFO写地址循环变化，使ODU2数据串行依次写入各个FIFO；写允许信号轮流有效，使写满第一组的4个FIFO后再跳转到另一组FIFO。其中，在图9中两组中对应的FIFO共用一组写地址线W_Addr来接收写地址信号，即FIFO_1与FIFO_5、FIFO_2与FIFO_6、FIFO_3与FIFO_7、FIFO_4与FIFO_8两两共用一组，从而可以简化布线，当然也允许为每个FIFO都提供一组写地址线W_Addr。

时钟Clk还输入至4分频模块，经4分频模块分频后的输出信号与帧信号FP一起分别输入至读地址产生模块的Clk和FP端，读地址产生模块产生读地址R_Addr以及读允许RE1、RE2，读地址R_Addr分别进入每个FIFO的R_Addr；读允许RE1输入第一组先入先出存储器FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3、FIFO_4，RE2输入第二组先入先出存储器FIFO_5、FIFO_6、FIFO_7、FIFO_8，分别控制各FIFO的读出。读地址和读允许的产生规则是：读地址循环变化，读允许信号RE1和RE2交替有效，使两组FIFO中的数据交替并行读出，其中，在图9中两组中对应的FIFO共用一组读地址线，即FIFO_1与FIFO_5、FIFO_2与FIFO_6、FIFO_3与FIFO_7、FIFO_4与FIFO_8两两共用一组，当然，也可设置为不共用。另外，产生的读地址信号需要保证当前进行读出操作的一组FIFO与当前进行写入操作的一组FIFO错开，进行乒乓方式的读写，即写FIFO_1至FIFO_4的期间，读FIFO_5至FIFO_8；写FIFO_5至FIFO_8时，读FIFO_1至FIFO_4。其中，可以看出，FIFO的读出频率是写入频率的1/4。

ODU2数据顺序写入FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3和FIFO_4，每个FIFO存储一帧数据；FIFO_1至FIFO_4都写入一帧过后，跳转到FIFO_5、FIFO_6、FIFO_7和FIFO_8同样的顺序写入，与此同时，读指针开始从FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3和FIFO_4中同时并行读出数据，形成低速的并行数据ODU2[0]、ODU2[1]、ODU2[2]和ODU2[3]输出，读速率为ODU2速率的1/4，如此读写动作交替，即完成了ODU2信号到并行信号ODU2[3:0](ODU1速率级别信号)的转换。

如此，拆分后得到的ODU2[3:0]信号依然为成帧信号，包含有FA区域；数据延迟为4×T_ODU2＝4×12.191μs＝48.764μs。

对于OTU2信号的情况与ODU2的基本相同，只是OTU拆分单元的每个FIFO_x需要存储OTU2的一帧数据。

在信号从异步交叉网片向光口的输出方向上，上面所述E/O单元、Map单元、时分复用单元、ODUk/OTUk信号恢复单元都采用的是目前已有技术，可以利用现有器件实现。但是，由于从交叉网片接收的是n×ODUk[m:0]，因此ODUk/OTUk定帧对齐单元和ODUk/OTUk FIFO合并单元，k＝1，2，3，必须采用新的技术。以下是本发明提供的一种实现方案：

由于这里所述ODUk/OTUk定帧对齐单元和ODUk/OTUk FIFO合并单元联系比较紧密，因此下面将二者合起来进行描述，参见图10所示，以对ODU2信号的处理为例，包括：背板接口模块、定帧对齐模块和ODU2FIFO合并单元611，其中背板接口模块和定帧对齐模块属于ODU定帧对齐单元1001。

经交叉调度后的ODU2[3:0]进入背板接口模块中，对输入的4路并行信号进行时钟数据恢复，将恢复后的n路时钟和数据信号输入至定帧对齐模块，并选择其中一路时钟作为参考时钟分别发送至定帧对齐模块和ODU2FIFO合并单元611。

定帧对齐模块对每路信号分别进行帧搜索，找到4路信号各自的帧起始位置，将4路信号的帧起始位置都对齐到相同的帧相位上，输出4路对齐的数据和参考帧信号至ODU2FIFO合并单元611。

ODU2FIFO合并单元611内部设置有两组FIFO，每组4个，每个FIFO存储一帧数据。对齐之后的ODU2[3:0]并行数据与参考帧一起按帧使用低速时钟并行写入其中的一组FIFO，进行对齐处理；与此同时，以4倍于写操作的速率按帧顺序依次从另一组FIFO中读取数据并发出，两组FIFO采用乒乓读写方式防止读写冲突。最后得到ODU2数据；数据延迟为4×T_ODU2＝4×12.191μs＝48.764μs。

其中，背板接口模块的结构参见图11所示，包括：4个时钟数据恢复模块(CDR)和四选一的选择器1101，ODU2[3:0]的各路并行信号ODU2[0]、ODU2[1]、ODU2[2]和ODU2[3]分别进入4个CDR恢复出数据ODU2[n]和对应的时钟信号ODU2[n]Clk并输出，其中n＝0，1，2，3；恢复出的4路时钟信号ODU2[n]Clk同时进入四选一选择器1101，根据时钟选择控制信号选择一路时钟输出，作为参考时钟。其中，由于ODU2[3:0]信号是由同一ODU2信号拆分而成的，因此CDR时钟信号同时钟源，可选择其中一路CDR时钟作为定帧对齐FIFO的读时钟，以完成ODU2[3:0]数据的定帧对齐，弥补了4路信号经过交叉调度及传送过程中产生的延迟差异。

定帧对齐模块结构参见图12所示，包括：4个搜帧模块、4个FIFO和相应的写地址产生模块、以及一个帧相位对齐模块和一个读地址产生模块。

经CDR恢复后的各路数据ODU2[n](n＝0，1，2，3)和时钟ODU2[n]Clk(n＝0，1，2，3)首先分别进入搜帧模块进行搜帧，搜索出各路信号的帧相位分别输出给帧相位对齐模块和各FIFO的写地址产生模块；写地址产生模块还接收对应的时钟信号，产生写地址分别输出至对应的FIFO；帧相位对齐模块根据接收的参考时钟把各信号的帧相位对齐到一个合适的位置，生成参考帧信号输出给读地址产生模块以及后面的ODU2FIFO合并单元611；读地址产生模块接收所述参考帧信号和参考时钟生成读地址输出给各FIFO；各FIFO在读写地址的作用下循环进行读写操作，把4路信号都对齐到相同的帧相位上。其中，此帧相位是4路中某一路信号搜帧出来的帧信号，即内部自动帧对齐操作。由于读写地址的时钟频率是相同的，在合适的读写地址差异情况下，FIFO不会溢出或为空。其中读写地址差异由帧相位对齐模块决定，与FIFO的大小相关。

参见图13所示，为帧对齐过程的时序图。由于每个FIFO的大小是有限制的，所以各个帧信号的最大偏差不能超过FIFO的大小范围，对齐后的参考帧信号相位应位于最落后的帧相位后一定量延迟的位置，但不能超过FIFO的范围，即该参考帧信号的相位应落在图13中所示实线框区域内。

ODU2FIFO合并单元611的结构参见图14所示，包括：写地址产生模块、读地址产生模块、4倍频模块、以及8个先入先出存储器FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3、FIFO_4、FIFO_5、FIFO_6、FIFO_7和FIFO_8。其中8个FIFO分为两组，每个FIFO存储一帧数据。

参考时钟和参考帧信号进入写地址产生模块，产生各个FIFO的写地址W_Addr和写允许信号WE1、WE2，产生规则是：FIFO写地址循环变化，WE1和WE2交替有效，对齐的ODU2[3:0]并行数据ODU2[0]至ODU2[3]并行写入第一组FIFO，其中，两组中对应的FIFO可共用一组写地址线，即FIFO_1与FIFO_5、FIFO_2与FIFO_6、FIFO_3与FIFO_7、FIFO_4与FIFO_8两两共用一组，写速率为参考时钟速率，之后跳转到另一组FIFO。参考时钟经四倍频模块后输出的四倍频时钟信号与参考帧信号一起进入读地址产生模块，产生各个FIFO的读地址和读允许信号RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7、RE8，产生规则为：FIFO读地址循环变化，读允许信号轮流有效，使读完第一组的4个FIFO后再跳转到另一组FIFO。其中，两组中对应的FIFO可共用一组读地址线，即FIFO_1与FIFO_5、FIFO_2与FIFO_6、FIFO_3与FIFO_7、FIFO_4与FIFO_8两两共用一组。FIFO中的数据被串行读出，并且当前正在读的一组FIFO与当前正写的一组FIFO错开。即FIFO的写指针并行分别写入FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3和FIFO_4，然后再并行写入FIFO_5、FIFO_6、FIFO_7和FIFO_8，写速率为参考时钟速率；此时，读指针开始从FIFO_1、FIFO_2、FIFO_3和FIFO_4顺序读出数据。读速率为参考时钟的4倍频。从而完成了4路ODU2并行信号ODU2[3:0](2.5Gbps级别信号)到一路ODU2信号的转换。

对于OTU2信号的合并处理采用同样的方法可以实现，只是OTU2FIFO合并单元612的FIFO_x需要存储OTU2的一帧数据。

本发明信号调度系统中的ODU3/OTU3信号的ODU/OTU拆分单元的结构与ODU2/OTU2信号的拆分单元类似，包括：定帧模块，写地址产生模块，读地址产生模块，16分频模块和32个先入先出存储器(FIFO)FIFO_1、FIFO_2、...、FIFO_32。

ODU3/OTU3的拆分处理过程与上述ODU2/OTU2的拆分处理过程基本一致，只是16个FIFO为一组进行乒乓方式的读写，FIFO读指针的时钟频率是写指针时钟频率的1/16。

ODU3/OTU3信号的ODU3/OTU3定帧对齐单元以及ODU3/OTU3FIFO合并单元的结构也与ODU2/OTU2信号的情况类似，背板接口模块中包括16个CDR、16选一的选择器；ODU3/OTU3定帧对齐模块中包括16个搜帧模块、16个FIFO和相应的写地址产生模块、以及一个帧相位对齐模块和一个读地址产生模块；ODU3/OTU3FIFO合并单元中包括写地址产生模块、读地址产生模块、16倍频模块、以及32个先入先出存储器FIFO_1、FIFO_2、...、FIFO_32。

同样，ODU3/OTU3的合并处理过程与上述ODU2/OTU2的合并处理过程也基本一致，只是16个FIFO为一组进行乒乓方式的读写，FIFO读指针的时钟是写指针时钟的16倍。

上面所述的拆分/合并单元只是举例，也可以采用其它方式实现高级别的信号与ODU1/OTU1速率级别信号之间的转换，本发明并不加以限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1、一种光传送网络中的信号调度方法，其特征在于，包括：

将所接收的光信号经光电转换处理成为电信号，再进行解映射处理后，将信号速率适配至一个统一的颗粒级别，在基于该颗粒级别的异步交叉矩阵中进行异步交叉调度处理；

所述信号速率适配的过程包括：

对于当前信号的速率大于所述颗粒级别的情况，

如果所接收信号是由多路速率为所述颗粒级别的低速信号映射复用而成的，则将当前信号时分解复用成多路所述的低速信号；

如果所接收信号是由一路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射而成的，则将当前信号拆分成多路速率为所述颗粒级别的并行信号；

如果所接收信号是由一路以上速率大于所述颗粒级别的高速信号映射复用而成的，则将当前信号时分解复用成多路所述的高速信号，将得到的每路高速信号拆分成多路速率为所述颗粒级别的并行信号。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号速率适配的过程还包括：

经过解映射处理后，如果当前信号的速率等于所述颗粒级别，则将当前信号直接送入所述异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果当前信号的速率小于所述颗粒级别，则将多路与当前信号同种类型的信号合并成一路速率为所述颗粒级别的信号。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收的光信号为ITU-T G.709协议下的光信号。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述统一的颗粒级别为ODU1速率级别；

如果所接收的光信号为由1路ODU1映射而成的OTU1，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU1进行ODU成帧、扰码处理后，送入所述异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由4路ODU1映射复用而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU2时分解复用为4路ODU1后，进行ODU成帧、扰码处理；

如果所接收的光信号为由16路ODU1映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU3时分解复用为16路ODU1后，进行ODU成帧、扰码处理；

如果所接收的光信号为由1路ODU2映射而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU2进行ODU成帧、扰码处理后，使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为ODU1速率级别的并行信号；

如果所接收的光信号为由1路ODU3映射而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU3进行ODU成帧、扰码处理后，使用通道化成帧的方法拆分为16路速率为ODU1速率级别的并行信号；

如果所接收的光信号为由4路ODU2映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射后形成的ODU3时分解复用为4路ODU2后，进行ODU成帧、扰码处理，将得到的每路ODU2分别使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为ODU1速率级别的并行信号。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述解映射的处理过程包括：OTU定帧、解扰、FEC解码、OTU开销终结、ODU解映射。

6、根据权利要求2、4、5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述拆分的过程为：对信号进行定帧处理后，按帧的顺序进行缓存，每当存满n帧后，将该n帧的数据并行发出，并重复执行上述拆分的过程；其中n为当前信号欲拆分成的路数。

7、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述解映射的处理过程在执行完ODU解映射后进一步包括：ODU映射、OTU成帧、FEC编码增加FEC区域、扰码；所述统一的颗粒级别为OTU1速率级别；

如果所接收的光信号为由1路ODU1映射而成的OTU1，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU1信号进行ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码、扰码处理后，形成OTU1，送入所述异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由4路ODU1映射复用而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU2时分解复用为4路ODU1信号，进行ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码、扰码处理后，形成4路OTU1，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由16路ODU1映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU3时分解复用为16路ODU1信号，进行ODU1映射、OTU1成帧、FEC编码、扰码处理后，形成16路OTU1，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由1路ODU2映射而成的OTU2，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU2进行ODU2映射、OTU2成帧、FEC编码、扰码处理后，形成OTU2，使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为OTU1速率级别的并行信号，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由1路ODU3映射而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU3进行ODU3映射、OTU3成帧、FEC编码、扰码处理后，形成OTU3，使用通道化成帧的方法拆分为16路速率为OTU1速率级别的并行信号，进入异步交叉调度；

如果所接收的光信号为由4路ODU2映射复用而成的OTU3，则所述信号速率适配的过程为将解映射处理过程后形成的ODU3时分解复用为4路ODU2信号，进行ODU2映射、OTU2成帧、FEC编码、扰码处理后，形成4路OTU2，将得到的每路OTU2分别使用通道化成帧的方法拆分为4路速率为OTU1速率级别的并行信号，进入异步交叉调度。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述拆分的过程为：对信号按帧的顺序进行缓存，每当存满n帧后，将该n帧的数据并行发出，并重复执行上述拆分的过程；其中n为当前信号的欲拆分成的路数。

9、根据权利要求1、2、4、5、7、8中任意一项所述的方法，其特征在于，所述异步交叉调度处理后，进一步包括：执行所述信号速率适配的过程的逆过程，进行映射处理和电光转换成为光信号后输出。

10、一种光传送网络中的信号调度系统，其特征在于，包括：

至少一个光电转换单元，用于将接收的光信号转换为电信号；

至少一个解映射单元，用于对信号进行解映射处理；

至少一个适配装置，用于将输入信号适配为统一的颗粒级别的信号；以及

异步交叉矩阵，用于对统一颗粒级别的信号进行异步交叉调度；

接收的光信号经光电转换单元转换为电信号后，输入至解映射单元，经解映射处理输出后，进入适配装置，适配成速率符合所述统一的颗粒级别的信号后输入至异步交叉矩阵进行异步交叉调度；

如果所述输入信号是由多路速率为所述颗粒级别的低速信号映射复用而成的，所述适配装置中包括：信号生成单元和时分解复用单元，时分解复用单元用于将由多路低速信号映射复用而成的高速信号时分解复用为多路速率为所述统一颗粒级别的低速信号，并输出至所述信号生成单元；

如果所接收信号是由一路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射而成的，所述适配装置中包括：信号生成单元和拆分单元，拆分单元用于将所述信号生成单元处理后输出的信号拆分为多路速率为所述统一颗粒级别的并行信号；

如果所接收信号是由一路以上速率大于所述颗粒级别的高速信号映射复用而成的，所述适配装置中包括：信号生成单元、时分解复用单元和拆分单元，时分解复用单元将由多路低速信号映射复用而成的高速信号解复用为多路所述低速信号输入至所述信号生成单元和拆分单元，拆分单元将信号生成单元处理后输出的低速信号进一步拆分为所述统一颗粒级别的并行信号。

11、根据权利要求10所述的系统，其特征在于，如果所述输入信号的速率为所述统一颗粒级别，所述适配装置为用于信号成帧、扰码的信号生成单元。

12、根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述拆分单元包括：定帧模块、写地址产生模块、读地址产生模块、n分频模块、以及2n个先入先出存储器FIFO，其中，n为信号经该拆分单元拆分后输出的信号路数；

输入信号具有随路同步时钟，经定帧模块的搜帧处理后得到帧信号，同步时钟与帧信号一起输入写地址产生模块，产生写地址和写允许分别进入每个先入先出存储器FIFO，控制先入先出存储器FIFO的写入，同时信号时钟还输入至n分频模块，经n分频模块分频后的输出与帧信号一起输入至读地址产生模块，产生读地址和读允许分别进入每个先入先出存储器FIFO，控制先入先出存储器FIFO的读出；

输入信号的数据按帧的顺序依次写入n个先入先出存储器FIFO，写满后n个先入先出存储器FIFO中的数据并行输出，同时后面的数据依次写入另外的n个先入先出存储器FIFO，写满后所述另外n个先入先出存储器FIFO中的数据并行输出。

13、根据权利要求10所述的系统，其特征在于，该系统进一步包括：至少一个电光转换单元，用于将接收的电信号转换为光信号；

至少一个映射单元，用于对信号进行映射处理；

至少一个逆适配装置，用于将所述异步交叉矩阵输出的统一的颗粒级别的信号反向适配为所需速率的信号；

异步交叉矩阵进行异步交叉调度后输出的信号，进入逆适配装置进行反向适配处理，输入至映射单元，经映射处理后，进入电光转换单元转换为光信号。

14、根据权利要求13所述的系统，其特征在于，如果所需输出信号的速率为所述统一颗粒级别，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元和信号恢复单元，所述定帧对齐单元对异步交叉矩阵输出的统一颗粒级别的信号进行定帧对齐处理后输入至信号恢复单元进行解扰码处理后输出；

如果所需输出的为由多路速率为所述颗粒级别的低速信号映射复用而成的信号，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元、信号恢复单元和时分复用单元，时分复用单元用于将经所述定帧对齐单元和信号恢复单元输出的多路低速信号时分复用为一路所需速率级别的高速信号后输出；

如果所需输出的为由一路速率大于所述颗粒级别的高速信号映射而成的信号，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元、信号恢复单元和合并单元，所述定帧对齐单元将所述异步交叉矩阵输出的每组统一颗粒级别的并行信号进行定帧对齐处理后输入至合并单元，合并单元将多路并行信号合并为一路所需速率级别的高速信号后输入至信号恢复单元解扰码处理后输出；

如果所需输出的为由一路以上速率大于所述颗粒级别的高速信号映射复用而成的信号，所述逆适配装置包括：定帧对齐单元、信号恢复单元、时分复用单元和合并单元，所述定帧对齐单元将所述异步交叉矩阵输出的每组统一颗粒级别的并行信号进行定帧对齐处理后输入至合并单元，合并单元将多路并行信号合并为一路信号后输入至信号恢复单元解扰码处理后输出至时分复用单元时分复用为一路所需速率级别的高速信号后输出。

15、根据权利要求14所述的系统，其特征在于，

所述合并单元，内部设置有2n个先入先出存储器FIFO，每个先入先出存储器FIFO存储一帧数据，数据和参考帧信号依次写入n个先入先出存储器FIFO进行对齐处理，与此同时，以n倍于写操作的速率依次从另外n个所述先入先出存储器FIFO中读取数据并输出；其中，n为信号经该拆分单元拆分后输出的信号路数；

所述定帧对齐单元包括：

背板接口模块，用于对输入的n路信号进行时钟数据恢复，将恢复后的n路时钟和数据信号输入至定帧对齐模块，选择其中一路时钟作为参考时钟分别发送至定帧对齐模块和所述合并单元；

定帧对齐模块，用于对每路信号分别进行帧搜索，找到n路信号各自的帧起始位置，将n路信号的帧起始位置都对齐到相同的帧相位上，输出n路对齐的数据和参考帧信号至所述合并单元。

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