一种确定虚级联对齐越限的方法及通信业务处理装置 【技术领域】
本发明涉及数字传输领域，尤其涉及一种确定虚级联对齐越限的方法及通信业务处理装置。
背景技术
在同步数字体系(synchronous digital hierarchy，SDH)系统中，为了灵活组网以及提高宽带利用效率，常常以虚级联的方式传递数据。虚级联技术就是允许任意多个小的容器级联起来并组装成一个比较大的容器来传输数据业务。
虚级联最大的优势在于使得SDH网络可以提供合适大小的通道给数据业务，避免了宽带的浪费。由于构成虚级联的成员所走的路经不同，造成不同支路有不同的延时。为了得到正确的数据，下游的接收新片必须将接收到的支路按照原有的规律对齐，该过程即为“虚级联恢复”或“延时补偿”，芯片的虚级联恢复能力越强，系统所允许的支路之间延时就越大，系统的性能也就随之越高。实现虚级联延时补偿的方法一般是将存在延时的数据缓存于存储器中，再按照对齐的规律将数据读出。在相同的处理方法下，存储器的容量大小决定了虚级联延时补偿能力。为了提高虚级联延时补偿能力，一般采用容量较大的外部随机存取存储器(random-access memory，RAM)缓存数据，虚级联延时补偿能力同时受外部RAM容量和采用的处理方法的影响。
在虚级联接收处理时，需要解决的一个关键问题就是延迟补偿；因为各个独立传送的数据传送单元可能走不同的网络路径，到达目的的时间延迟可能具有较大的差别，必须通过一定的方法进行对齐处理，对齐处理的一个关键问题就是要找出最早到达的通道和最晚到达的通道，并且判断它们的延迟差是否超出了协议本身的补偿能力或系统提供的缓存的补偿能力。现有技术采用的方法是从低位开始截取时间序列标识较短的一部分，例如低8位，由于估计各个通路的延迟差不会太大，当特定一路的截短时间序列标识经过0时，判断其他通路的超前和滞后关系，首先判断大于128的截短时间序列标识中最小值，如果有，该路延迟最大，如果没有，上述指定的特定一路延迟最大。对于延迟最小的一路的判断，类似的只需要判断哪一路拥有小于或等于128的截短时间序列标识中最大值即可。
但是所述方法的判断时间较长，最长需要等到截短时间序列标识运行一个循环。该现有技术是建立在各个通路的延时差不会太大的技术上进行判断的，但是在实际过程中各个通路时间延时不同，并不能完全保证延时差在给定的范围内进行判断，截取的时间越长，等待时间越长；截取的时间太短，有可能产生对齐状态的误报。
【发明内容】
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明实施例提供了一种确定虚级联对齐越限的方法及通信业务处理装置。通过本发明实施例的技术方案在虚级联协议允许的范围内，能准确及时确定对齐越限状态。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提出了一种确定虚级联对齐越限的方法，该方法包括：
确定虚级联组通道上所有复帧丢失和帧丢失消失，获得虚级联组中所有参与虚级联通道上的时间序列标识；
将虚级联组中所有参与虚级联通道上的时间序列标识生成半环比较矩阵，并查找最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识；
根据查找的所述最超前时间序列标识和所述最滞后时间序列标识确定虚级联对齐越限。
相应地，本发明实施例还提出了一种通信业务处理装置，该装置包括：
判断单元，用于确定所有复帧丢失和帧丢失是否消失；
获取单元，用于在所述判断单元确定所有复帧丢失和帧丢失消失后，获得虚级联组中所有参与虚级联通道上的时间序列标识；
半环比较矩阵单元，用于将获取单元中获得的所有参与虚级联通道上的时间序列标识生成半环比较矩阵，并查找最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识；
确定单元，用于根据所述半环比较矩阵单元查找的最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识确定虚级联对齐越限。
实施本发明实施例的技术方案，在所有复帧丢失和帧丢失消失时即可进行半环比较矩阵判断，所需判断时间较短，有利于倒换时间等指标的提高；本发明实施例的判断过程是建立在虚级联协议的极限能力基础上，通过数学方法中的半环比较矩阵可以识别出虚级联通道中的最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识，在协议能力范围内能够准确、及时地确定对齐越限状态。
【附图说明】
图1是本发明实施例中的虚级联对齐越限半环比较矩阵环示意图；
图2是本发明实施例中的确定虚级联对齐越限的方法的流程图；
图3是本发明实施例中的确定虚级联对齐越限的方法的软件流程图；
图4是本发明实施例中的通信业务处理装置结构示意图。
【具体实施方式】
本发明实施例提供了一种确定虚级联对齐越限的方法及通信业务处理装置，通过本发明实施例的技术方案在虚级联协议允许的范围内，能准确及时的确定对齐状态。
下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。
本发明实施例提出的方法在虚级联协议允许的范围内，能够准确的上报对齐越限(Loss Of Alignment，LOA)，本发明适用于灵活可配的Xv处理。要实现虚级联接收的对齐，首先需要确定是否是在系统的对齐能力范围之内，然后才能给出拥有最超前时间序列标识的通道和拥有最滞后时间序列标识的通道。
本发明实施例在虚级联接收处理中，将整个时间序列标识看成一个环，如图1中所示，当所有正在写入的数据的时间序列标识都在半环上时，判断各个通道的最大亏损环距离所导致的存储需求是否小于系统提供的RAM存储能力，如果大于系统提供的RAM存储能力，则上报LOA，否则上报非LOA。
这里需要介绍半环比较数学工具的定义，其定义的关系集合包括有{v，η，∴}，其中：
超前符号“v”表示半环超前关系，当两个时间序列标识的无符号差为0＜a-b＜L/2时，其中：L为时间序列标识的周期，则avb；
对齐符号“η”表示半环对齐关系，则aηb；
滞后符号“∴”表示半环滞后关系，当两个时间序列标识的无符号差为a-b＞＝L/2时，其中：L为时间序列标识的周期，则a∴b。
上述半环比较符号，具有如下的性质：
如果参与比较的元素都分布于半环上，比较具有传递性，否则，可能失去传递性。比如有a、b、c，三个元素参与比较时，如果a、b、c满足在半环上，且有avb、bvc，那么avc；但如果a、b、c不在半环上，且有avb、bvc那么a∴c却有可能成立；
如果参与比较的元素中，有一个元素滞后或对齐于其他所有的元素，所有的元素一定在半环上，且该元素是最滞后值中的一个；
如果参与比较的元素中，有一个元素超前或对齐于其他所有的元素，所有的元素一定在半环上，且该元素是最超前值中的一个；
N个数之间的半环比较关系，可以用一个N*N矩阵表示，如a、b、c，三个数之间的关系满足a、b、c在半环上，且avbvc，其矩阵如下：
a b c
a η v v
b ∴ η v
c ∴ ∴ η
这个方正矩阵具有反对角对称性质，可以用来压缩存储和简化运算。
下面结合附图2来详细说明本发明实施例中确定虚级联对齐越限的方法，在所有OOM或OOF消失后的一刻，一个虚级联组中所有参与虚级联的通道都锁定各自的时间序列标识，具体步骤如下：
步骤S201：开始；
步骤S202：判断所有OOM和OOF是否消失，当确定所有OOM或OOF都消失后进行步骤S203，否则继续进行步骤S202；
这里确定OOM和OOF是否消失，可以通过主动检测或者被动接受OOM或者OOF消失的情况来确定。
步骤S203：将虚级联组中所有参与虚级联通道上的时间序列标识生成半环比较矩阵；
在确定所有OOM或OOF消失后的一刻，一个虚级联组所有参与虚级联的通道都锁定各自的时间序列标识，生成半环比较矩阵。在一个虚级联组锁定各自的时间序列标识时，获取虚级联组中所有参与虚级联通道上的时间序列标识和时间序列标识周期，其中：所述时间序列标识周期为帧结构转化的时间对齐循环计数周期，所述时间序列标识为各个通道上的时间对齐循环计数值。
步骤S204：根据半环比较矩阵查找是否存在最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识，如果存在则进行步骤S205，否则转步骤S208；
这里的最超前时间序列标识为没有滞后符号出现的行，最滞后时间序列标识为没有超前符号出现的行。
在建立了半环比较矩阵之后，每行从左到右检查，如果存在没有出现∴的行，设所述行号为M，则必定存在没有出现v的行，反之亦然。设所述行号为m，M行对应的则为最超前时间序列标识，m行对应的则为最滞后时间序列标识，在判断不出现∴的行、或不出现v的行后，则进行步骤S205；如果不存在上述的行，说明通道延迟差超出协议的最大补偿能力，上报LOA转步骤S208。
步骤S205：找出最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识；
在检查了半环比较矩阵之后，在矩阵中没有∴出现的行是最超前时间序列标识，在矩阵中没有v出现的行是最滞后时间序列标识。
步骤S206：确定最超前时间序列标识与最滞后时间序列标识的差所对应的数据存储需求是否超出了系统所提供的存储需求，如果没有超出，则进行步骤S207，如果超出则进行步骤S208；
在确定所述最超前时间序列标识与最滞后时间序列标识的差值所对应的数据存储需求是否超出了系统所提供的存储需求之前还包括：获得所述半环比较矩阵上时间序列标识的周期，该存储需求以时间序列标识的周期为单位对系统的各个通道上的时间序列标识进行补偿。
该最超前时间序列标识与最滞后时间序列标识的差计算方法为：差值为最超前时间序列标识减去最滞后时间序列标识；或差值为时间序列标识的周期减去最滞后时间序列标识再加上最超前时间序列标识。
步骤S207：上报非LOA以及最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识；
在处理该通信业务的装置接收到相关信息之后，即可对虚级联通道进行相关的对齐处理。
步骤S208：上报LOA；
上报LOA则说明通道延迟差超出协议的最大补偿能力，通信业务处理装置不会采取相应的对齐处理。
步骤S209：结束。
该流程图2的实现过程是建立在协议的极限能力基础上，在协议能力范围内能准确的上报LOA状态，利用数学方法，形式化的定义了LOA的判断方法和识别最超前时间序列和最滞后时间序列。在查找的过程中，矩阵行列中也可能出现没有滞后符号出现的行或者没有超前符号出现的行，这里的最超前时间序列标识为没有滞后符号出现的行所对应的时间序列标识，最滞后时间序列标识为没有超前符号出现的行所对应的时间序列标识。
图3示出了本发明实施例中查找最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识的软件流程图，具体步骤如下：
步骤S301：开始；
步骤S302：判断所有OOM和OOF是否消失，如果消失则进行步骤S303，否则继续进行步骤S302；
步骤S303：锁定各路的时间序列标识，以N路时间序列标识为元素进行半环比较后生成N*N半环比较矩阵；
步骤S304：初始化M和m，令M＝-1，m＝-1，row＝0，col＝0；
M为最超前时间序列标识行，m为最滞后时间序列标识行，row为N*N半环比较矩阵中的行，col为列。
步骤S305：定义Flag_M＝1，Flag_m＝1，col＝0；
这里定义Flag_M和Flag_m是为了查找最超前和最滞后时间序列标识。
步骤S306：判断Elem[row]是否滞后于elem[col]，如果是，则进行步骤S307，否则进行步骤S308；
这里根据Elem[row]∴elem[col]是判断半环比较矩阵中一行上两个元素的超前/滞后关系。
步骤S307：令Flag_M＝0；
步骤S308：判断Elem[row]是否超前于elem[col]，如果是，则进行步骤S309，否则进行步骤S310；
这里根据Elem[row]velem[col]是判断半环比较矩阵中一行上两个元素的超前/滞后关系。
步骤S309：令Flag_m＝0；
步骤S310：判断col＜N-1，如果col小于N-1时，则进行步骤S311，否则进行步骤S312；
步骤S311：col＝col+1，在col数值上加1之后进行步骤S306的判断过程；
步骤S312：判断是否会有Flag_M＝＝1，如果存在进行步骤S313，否则转步骤S314；
步骤S313：令M＝row，所述M为最超前时间序列标识所在的行；
步骤S314：判断是否会有Flag_m＝＝1，如果存在进行步骤S315，否则转步骤S316；
步骤S315：令m＝row，所述m为最超前时间序列标识所在的行；
步骤S316：判断row＜N-1，如果row小于N-1时，则进行步骤S317，否则进行步骤S318；
步骤S317：row＝row+1，在row数值上加1之后进行步骤S305；
需要说明的是，步骤S304至步骤S317是判断半环比较矩阵中的最超前和最滞后时间序列标识行的过程。
步骤S318：判断是否存在M＝-1或m＝-1，如果存在则进行步骤S320，否则进行步骤S319；
如果存在M＝-1或m＝-1时，说明这些元素都不在半环之后，所以会超出系统所提供的补偿能力，进入步骤S320。
步骤S319：判断M和m对应的时间序列标识之差是否超出系统提供的缓存能力，如果超出则进行步骤S320，否则进行步骤S321；
M所对应的时间序列标识为最超前，m对应的时间序列标识为最滞后。所述最超前时间序列标识与最滞后时间序列标识的差计算方法为：该差值为最超前时间序列标识减去最滞后时间序列标识；或差值为时间序列标识的周期减去最滞后时间序列标识再加上最超前时间序列标识。
步骤S320：上报LOA；
步骤S321：上报非LOA，最超前时间序列标识对应的为行为M，最滞后时间序列标识对应的行为m；
在系统允许的范围内进行对齐处理，系统需要获知最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识进行相应的对齐处理。
步骤S322：结束。
如果一个虚级联组所有的通道都处于工作状态时，则需重新进行步骤S402进行下个LOA的判断。
图4示出了本发明实施中的通信业务处理装置结构示意图，该装置包括判断单元41、获取单元42、半环矩阵比较单元43以及确定单元44，其中：判断单元41用于确定所有复帧丢失(Out Of Multi-Frame，OOM)和帧丢失(Out OfFrame，OOF)是否消失；获取单元42用于在判断单元41确定所有复帧丢失和帧丢失消失时，获得虚级联组中所有参与虚级联通道上的时间序列标识；半环比较矩阵单元43用于将获取单元42获得的所有参与虚级联通道上的时间序列标识生成半环比较矩阵，并查找最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识；确定单元44用于根据半环比较矩阵单元43查找的最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识确定虚级联是否对齐越限。这里的最超前时间序列标识为半环比较矩阵中不出现滞后符号的行所对应的时间序列标识，最滞后时间序列标识为半环比较矩阵中不出现超前符号的行所对应的时间序列标识。相应的，本发明实施例提供的装置，其包括的获取单元42还用于在判断单元41确定所有复帧丢失(OOM)和帧丢失(OOF)消失后，获得虚级联组中所有参与虚级联通道上的时间序列标识周期；其中，所述时间序列标识为相应虚级联中帧结构转化的时间对齐循环计数值；所述时间序列标识周期为帧结构转化的时间对齐循环计数周期。该时间序列标识周期可以为系统对虚级联通道上时间序列标识补偿提供依据，该补偿以时间序列标识周期内的任意值或者以时间序列标识周期为单元为虚级联通道上时间序列标识进行补偿，如以四分之一时间序列标识周期或者二分之一时间序列标识周期，可以根据具体的硬件参数进行设置。在确定单元44确定虚级联对齐越限之后，该通信业务处理装置通过上报单元45上报对齐越限状态，在实际过程中，上报单元45根据通信业务处理装置判断是否对齐越限的状态来具体上报给系统，如非对齐越限状态或对齐越限状态。系统或通信业务处理装置根据上报单元45上报的对齐越限状态进行相关操作。
上述装置内的各单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述。
下面列举具体的两个虚级联的实际应用场景，本发明实施例中的判断LOA方法，可以应用于OPU1 Xv虚级联和SDH VC4虚级联。
本发明实例采用光通道传送单元(Optical channel Transport Unit，OTU)帧结构中的复帧指示(Multi-Frame Indicator，MFI)，复帧对齐序列(Multi-FrameAlignment Sequence，MFAS)，行元素ROW_CNT和列元素COL_CNT转化出来的时间对齐循环计数值作为时间序列标识。
其中：每个OPU帧的净荷区为4行3808列，共4*3808字节；每一帧，MFAS[7:0]加1；每256帧(MFAS循环一次)MFI[15:0]增1；采用每拍处理4字节的方式，MFI每循环一次的周期数为：3808*4*256*65536/4＝63887638528，所述值为本发明实施例的时间序列标识的周期。
本发明实施例各个通道的时间序列标识为ALIGN_CNTi＝{MFIi，MFASi，ROW_CNTi}*952+COL_CNTi，以ALIGN_CNTi为元素，按照图3和图4所述方法，生成半环比较矩阵，然后按照图3和图4所提供的流程，即可判断LOA，并得到最超前、最滞后时间序列标识分别对应的通道号，即可获得最滞后时间序列标识和最超前时间序列标识。
本发明实施例可以采用SDH VC4虚级联中的VC4开销帧结构中的MFI，ROW_CNT，COL_CNT转化出来的时间对齐循环计数值作为时间序列标识。
其中：每个VC4帧的净荷区为9行260列，共9*260字节；每帧MFI1[3:0]加1；每MFI2[7:0]加1；我们采用每拍处理1字节的方式，MFI每循环一次的周期数为：260*9*16*256＝9584640，所述值为本发明实施例时间序列标识的周期。本实施例各个通道的时间序列标识为ALIGN_CNTi＝{MFI2i，MFIli，ROW_CNTi}*260+COL_CNTi，以ALIGN_CNTi为元素，按照图3和图4所述方法，生成半环比较矩阵，然后按照图3和图4所提供的流程，即可判断LOA，并得到最超前、最滞后时间序列标识分别对应的通道号，即可获得最滞后时间序列标识和最超前时间序列标识。
需要说明的是，本发明实施例仅以OPU1 Xv虚级联和SDH VC4虚级联进行了相关描述，凡是采用对若干个小带宽数据传送单元添加时间序列标识和空间序列标识后组成的虚拟的大带宽的数据传送单元的方法传送数据的应用，都可以通过本发明所提供的实施例进行处理，通过将各个参与数据传输通道上的时间序列标识生成半环比较矩阵，根据半环比较数学工具的定义在半环比较矩阵中查找最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识，这里不再过多赘述。
综上所述，在所有复帧丢失和帧丢失消息时即可进行半环比较矩阵判断，所需判断时间较短，有利于倒换时间等指标的提高；本发明实施例的判断过程是建立在虚级联协议的极限能力基础上，通过数学方法中的半环比较矩阵可以识别出虚级联通道中的最超前时间序列标识和最滞后时间序列标识，在协议能力范围内能够准确、及时地确定对齐越限状态。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
以上所揭露的仅为本发明的具体实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。