專利名稱：多協(xié)議通用線路傳輸方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，特別涉及多協(xié)議數(shù)據(jù)的點(diǎn)到點(diǎn)傳輸技術(shù)。
背景技術(shù)：
近幾年來，公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)也獲得巨大的發(fā)展，先后建立了分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(X.25)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(Digital Data Networks，簡(jiǎn)稱“DDN”)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)(Integrated Service Data Networks，簡(jiǎn)稱“ISDN”)、幀中繼(Frame Relay，簡(jiǎn)稱“FR”)和異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，簡(jiǎn)稱“ATM”)寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)。公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的整體水平顯著提高，各類數(shù)據(jù)網(wǎng)用戶增長(zhǎng)迅猛，特別是國際互聯(lián)網(wǎng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。
這諸多數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中采用的底層線路技術(shù)主要有同步數(shù)字系列(Synchronous Digital Hierarchy，簡(jiǎn)稱“SDH”)、以太網(wǎng)等。SDH是從(Plesiochronous Digital Hierarchies，簡(jiǎn)稱“PDH”)過渡而來的。PDH最早應(yīng)用在市話中繼等語音業(yè)務(wù)中，適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的傳輸，隨著傳輸系統(tǒng)容量的迅速發(fā)展，更多的電路被集中到少數(shù)傳輸系統(tǒng)上，暴露出PDH技術(shù)的不足逐級(jí)復(fù)用造成上下電路復(fù)雜而不靈活，預(yù)留開銷很小，不利于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和維護(hù)，使得PDH技術(shù)不適于同步網(wǎng)傳輸。而SDH技術(shù)是基于同步時(shí)分復(fù)用方式(Time Division Multiplex，簡(jiǎn)稱“TDM”)，與PDH相比，SDH在寬帶綜合業(yè)務(wù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理方面有較大優(yōu)勢(shì)，更加適合現(xiàn)在寬帶電信網(wǎng)絡(luò)傳輸。而以太網(wǎng)技術(shù)主要應(yīng)用在計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)中，采用基于載波幀聽和沖突監(jiān)測(cè)技術(shù)的總線通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的異步傳輸，方便于組網(wǎng)，成本低，但也存在不適用于高質(zhì)量實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)傳輸?shù)热秉c(diǎn)。
但在網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)際協(xié)議(Internet Protocol，簡(jiǎn)稱“IP”)一直被看好，將成為未來數(shù)據(jù)網(wǎng)的主要網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。
隨著多種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)并存發(fā)展的態(tài)勢(shì)，多種協(xié)議的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的發(fā)展成為焦點(diǎn)，最新發(fā)展起來的多種針對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)新需求的技術(shù)，特別是城域網(wǎng)中的如多協(xié)議標(biāo)簽交換(Multi Protocol Label Switching，簡(jiǎn)稱“MPLS”)、光傳輸網(wǎng)(Optical Transport Networks，簡(jiǎn)稱“OTN”)系列以及高容量的千兆以太網(wǎng)(Gigabyte Ethernet，簡(jiǎn)稱“GE”)、彈性分組環(huán)(Resilient Packet Ring，簡(jiǎn)稱“RPR”)等?？傊鄻I(yè)務(wù)的綜合傳輸，不同服務(wù)質(zhì)量(Quality ofService，簡(jiǎn)稱“QoS”)的提供，方便的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理維護(hù)機(jī)制，以及可靠的保護(hù)機(jī)制等，是下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。
MPLS是基于標(biāo)記的IP路由選擇方法，這些標(biāo)記可以表示逐跳式或者顯式路由，并指明QoS級(jí)別、虛擬專網(wǎng)(Virtual Private Networks，簡(jiǎn)稱“VPN”)標(biāo)志以及特定的傳輸方式等信息，MPLS采用簡(jiǎn)化的技術(shù)來完成第二、第三層的轉(zhuǎn)換，因此加大了IP包的轉(zhuǎn)發(fā)速度。
為適應(yīng)新的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)需求，當(dāng)前的線路傳輸技術(shù)主要有SDH/OTN、以太網(wǎng)等。SDH/OTN具有SDH本身所具備的操作管理維護(hù)(OperationAdministration Maintenance，簡(jiǎn)稱“OAM”)功能，具有比較強(qiáng)的保護(hù)和恢復(fù)能力，可以在SDH的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的綜合，可以按照波長(zhǎng)根據(jù)發(fā)展需要進(jìn)行擴(kuò)容，缺點(diǎn)是各種業(yè)務(wù)信號(hào)在進(jìn)入SDH后，缺乏像ATM那樣的QoS保證，而且更致命的一點(diǎn)就是由于沒有脫離SDH的TDM時(shí)隙交換方式，這使得SDH/OTN線路傳輸技術(shù)在多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)中不能提供很高的帶寬利用率。因?yàn)?，由于多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)中不同協(xié)議的實(shí)時(shí)性不同，復(fù)用中不可避免的會(huì)產(chǎn)生時(shí)隙空閑的情況，不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用，這就限制了線路傳輸中的帶寬資源利用率的提高，不利于下一代數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。
以太網(wǎng)技術(shù)由于其簡(jiǎn)便特點(diǎn)在數(shù)據(jù)設(shè)備中被廣泛采用。以太網(wǎng)的總線競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制基本實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)計(jì)復(fù)用。隨著數(shù)字處理技術(shù)的飛速發(fā)展，百兆、千兆、萬兆等高速率以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。百兆快速以太網(wǎng)的帶寬作為城域骨干網(wǎng)還不夠，而千兆以太網(wǎng)逐漸延伸到城域網(wǎng)的匯聚層，用作將小區(qū)用戶匯聚到城域POP點(diǎn)，或者將匯聚層設(shè)備連接到骨干層。隨著萬兆以太網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，以太網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)在多業(yè)務(wù)高帶寬數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中逐漸得到應(yīng)用。
千兆、萬兆以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層主要分串行物理媒體層、物理介質(zhì)相關(guān)子層(Physical Medium Dependent，簡(jiǎn)稱“PMD”)、物理介質(zhì)連接子層(PhysicalMedium Attachment，簡(jiǎn)稱“PMA”)、廣域網(wǎng)接口子層(Wide Area NetworkInterface Sublayer，簡(jiǎn)稱“WIS”)、物理編碼子層(Physical Coding Sublayer，簡(jiǎn)稱“PCS”)、協(xié)調(diào)子層和媒體無關(guān)接口(Media Independent Interface，簡(jiǎn)稱“MII”)，即千兆媒體無關(guān)接口(Gigabyte Media Independent Interface，簡(jiǎn)稱“GMII”)和萬兆媒體無關(guān)接口(10Gigabyte Media Independent Interface，簡(jiǎn)稱“XGMII”)。
其中，PMD子層的功能是支持在PMA子層和介質(zhì)之間交換串行化的符號(hào)代碼位。PMD子層將這些電信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于在某種特定介質(zhì)上傳輸?shù)男问?。PMD是物理層的最低子層，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定物理層負(fù)責(zé)從介質(zhì)上發(fā)送和接收信號(hào)。PMA子層提供了PCS和PMD層之間的串行化服務(wù)接口。和PCS子層的連接稱為PMA服務(wù)接口。另外PMA子層還從接收位流中分離出用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的符號(hào)對(duì)齊(定界)的符號(hào)定時(shí)時(shí)鐘。WIS子層是可選的物理子層，可用在PMA與PCS之間，產(chǎn)生適配的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流。該速率數(shù)據(jù)流可以直接映射到傳輸層而不需要高層處理。PCS子層位于協(xié)調(diào)子層(通過GMII)和PMA子層之間。PCS子層完成將經(jīng)過完善定義的以太網(wǎng)媒體接入控制層(Media Access Control，簡(jiǎn)稱“MAC”)功能映射到現(xiàn)存的編碼和物理層信號(hào)系統(tǒng)的功能上去。PCS子層和上層RS/MAC的接口由XGMII提供，與下層PMA接口使用PMA服務(wù)接口。協(xié)調(diào)子層的功能是將XGMII的通路數(shù)據(jù)和相關(guān)控制信號(hào)映射到原始協(xié)議標(biāo)簽服務(wù)(Protocol LabelService，簡(jiǎn)稱“PLS”)接口定義(MAC/PLS)接口上。XGMII接口提供了10Gbit/s的MAC和物理層間的邏輯接口。XGMII和協(xié)調(diào)子層使MAC可以連接到不同類型的物理介質(zhì)上。
千兆以太網(wǎng)接口基本應(yīng)用在點(diǎn)到點(diǎn)線路，不再共享帶寬。千兆以太網(wǎng)與傳統(tǒng)低速以太網(wǎng)最大的相似之處在于采用相同的以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)。萬兆以太網(wǎng)技術(shù)與千兆以太網(wǎng)類似，仍然保留了以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)。通過不同的編碼方式或波分復(fù)用提供10Gbit/s傳輸速度。所以就其本質(zhì)而言，10G以太網(wǎng)仍是以太網(wǎng)的一種類型。這種低效率的封裝格式直接導(dǎo)致了以太網(wǎng)技術(shù)的低帶寬利用率等缺點(diǎn)。
另外，由于以太網(wǎng)的原設(shè)計(jì)是面向局域網(wǎng)的，網(wǎng)絡(luò)管理功能較弱，傳輸距離短并且其物理線路沒有任何保護(hù)措施。當(dāng)以太網(wǎng)作為廣域網(wǎng)進(jìn)行長(zhǎng)距離、高速率傳輸時(shí)必然會(huì)導(dǎo)致線路信號(hào)頻率和相位產(chǎn)生較大的抖動(dòng)，而且以太網(wǎng)的傳輸是異步的，在接收端實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步比較困難。在現(xiàn)在多業(yè)務(wù)交換數(shù)據(jù)網(wǎng)中，以太網(wǎng)技術(shù)還缺乏便捷高效的網(wǎng)絡(luò)OAM功能。
可見，目前的線路傳輸技術(shù)不能很好的適應(yīng)新型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)下的高帶寬利用率和高效可靠的網(wǎng)絡(luò)管理的要求。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問題SDH/OTN的TDM方式不可避免的產(chǎn)生空閑時(shí)隙的浪費(fèi)，不能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)復(fù)用；千兆、萬兆以太網(wǎng)則由于封裝格式的冗長(zhǎng)性以及過于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)管理功能，使得目前的線路傳輸技術(shù)均不能得到理想的帶寬利用率和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理維護(hù)的功能。
造成這種情況的主要原因在于，SDH/OTN沿用了SDH的時(shí)分復(fù)用機(jī)制，在多種不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，不能保證時(shí)隙的充分利用；千兆、萬兆以太網(wǎng)采用了低速率總線型傳統(tǒng)以太網(wǎng)的封裝格式，浪費(fèi)了傳輸資源，而且由于以太網(wǎng)原始針對(duì)局域網(wǎng)涉及的，管理能力弱，不能很好的支持多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種多協(xié)議通用線路傳輸方法及其裝置，使得在多種業(yè)務(wù)共存的高速率數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，能夠達(dá)到高帶寬利用率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠異步傳輸，同時(shí)提供高效的網(wǎng)絡(luò)管理功能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種多協(xié)議通用線路傳輸方法，包含以下步驟在發(fā)送端，將多個(gè)業(yè)務(wù)流復(fù)用在一個(gè)數(shù)據(jù)流上，并根據(jù)通用物理通道數(shù)據(jù)幀的幀格式進(jìn)行成幀處理；所形成的所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀通過以太網(wǎng)物理層在物理媒質(zhì)上傳輸；在接收端，經(jīng)過所述以太網(wǎng)物理層從所述物理媒質(zhì)中提取得到所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀；根據(jù)所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀的幀格式進(jìn)行幀解析處理，并解復(fù)用得到多個(gè)所述業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)。
其中，所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀按照碼流發(fā)送順序包含可選的前導(dǎo)字段、可選的幀起始定界符字段、可選的協(xié)議指示符字段、可選的標(biāo)簽字段、凈荷字段和幀校驗(yàn)序列字段；其中，所述前導(dǎo)字段用于收發(fā)雙方進(jìn)行幀同步，所述幀起始定界符字段用于指示數(shù)據(jù)幀的開始，所述協(xié)議指示符字段用于指示所承載數(shù)據(jù)的協(xié)議類型，所述標(biāo)簽字段用于業(yè)務(wù)復(fù)用和鑒別，所述凈荷字段用于承載協(xié)議數(shù)據(jù)，所述幀校驗(yàn)序列字段用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行檢錯(cuò)糾錯(cuò)校驗(yàn)。
所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀包含由連續(xù)的多個(gè)所述標(biāo)簽字段組成的標(biāo)簽棧，用于實(shí)現(xiàn)多協(xié)議嵌套傳輸。
所述標(biāo)簽字段包含標(biāo)簽標(biāo)識(shí)、優(yōu)先級(jí)、棧底、生存時(shí)間四個(gè)子字段；其中，所述標(biāo)簽標(biāo)識(shí)子字段用于標(biāo)識(shí)多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的不同業(yè)務(wù)流；所述優(yōu)先級(jí)子字段用于指示所承載業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級(jí)；所述棧底子字段用于指示本標(biāo)簽是否為所述標(biāo)簽棧的棧底；所述生存時(shí)間子字段用于指示該數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中存活時(shí)間。
所述標(biāo)簽字段還用于指示網(wǎng)絡(luò)操作管理維護(hù)信息幀。
所述前導(dǎo)字段長(zhǎng)為7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)內(nèi)容為二進(jìn)制的“10101010”；所述幀起始定界符字段長(zhǎng)為1字節(jié)，內(nèi)容為二進(jìn)制的“10101011”。
所述協(xié)議指示符字段長(zhǎng)為1字節(jié)，采用十六進(jìn)制的“0x33”表示凈荷為IPV4數(shù)據(jù)、“0x66”表示凈荷為IPV6數(shù)據(jù)、“0x99”表示凈荷為多協(xié)議標(biāo)簽交換馬蒂尼草案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還提供了一種多協(xié)議通用線路傳輸裝置，包含以太網(wǎng)接口模塊、成幀模塊和業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊，其中所述以太網(wǎng)接口模塊用于實(shí)現(xiàn)高速率以太網(wǎng)物理層的功能，完成對(duì)物理媒質(zhì)的訪問；所述成幀模塊用于對(duì)來自所述以太網(wǎng)接口模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步和幀定界處理，將來自所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊的數(shù)據(jù)流封裝成幀后通過所述以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送；所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊用于將來自所述成幀模塊的數(shù)據(jù)流解復(fù)用為多個(gè)業(yè)務(wù)流，將多個(gè)待發(fā)的業(yè)務(wù)流復(fù)用在一個(gè)數(shù)據(jù)流上并發(fā)送到所述成幀模塊。
其中，所述裝置還包含多個(gè)高層處理模塊，每一個(gè)高層處理模塊用于對(duì)一種協(xié)議的待發(fā)業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)計(jì)算并添加標(biāo)簽、類型指示和幀校驗(yàn)字段，并發(fā)送到所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊；所述高層處理模塊還用于對(duì)來自所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊的業(yè)務(wù)流進(jìn)行幀校驗(yàn)，丟棄未通過校驗(yàn)的幀，并去除通過校驗(yàn)的幀中標(biāo)簽、類型指示和幀校驗(yàn)字段。
所述以太網(wǎng)接口模塊包含物理編碼子層處理子模塊和物理介質(zhì)連接子層、物理介質(zhì)相關(guān)子層處理子模塊，分別用于完成以太網(wǎng)物理層的物理編碼子層、物理介質(zhì)連接子層和物理介質(zhì)相關(guān)子層的功能。
通過比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，采用了通用物理通道幀格式對(duì)多協(xié)議的各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，該通用物理通道幀格式能直接適配在快速以太網(wǎng)的物理層，幀字節(jié)利用率高，因而應(yīng)用于線路傳輸中大大提高了帶寬利用率，同時(shí)對(duì)OAM幀的支持提供了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理維護(hù)功能，而標(biāo)簽棧的結(jié)構(gòu)支持了嵌套技術(shù)；多業(yè)務(wù)復(fù)用提供了對(duì)多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的支持；對(duì)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，增強(qiáng)了對(duì)多協(xié)議業(yè)務(wù)的支持。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來了較為明顯的有益效果，即高效的數(shù)據(jù)幀封裝格式大大提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率，合理的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了便捷高效的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理維護(hù)功能，采用以太網(wǎng)物理層的功能實(shí)現(xiàn)了高速率數(shù)據(jù)傳輸，能夠直接利用IP或MPLS進(jìn)行組網(wǎng)，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)層次，降低了實(shí)現(xiàn)成本。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的通用物理通道數(shù)據(jù)幀格式示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多協(xié)議通用傳輸裝置示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多協(xié)議通用傳輸方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
本發(fā)明根據(jù)多協(xié)議傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，提出了多協(xié)議通用線路傳輸方法，采用高效的通用物理通道數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行封裝，通過前導(dǎo)碼等字段直接適配在高速率以太網(wǎng)物理層，同時(shí)通過業(yè)務(wù)標(biāo)簽等字段實(shí)現(xiàn)了可靠的多業(yè)務(wù)復(fù)用，支持多協(xié)議數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸和管理。本發(fā)明采用多協(xié)議通用線路傳輸方法實(shí)現(xiàn)一種新的線路傳輸裝置--通用物理通道，使得多種不同協(xié)議的數(shù)據(jù)幀能夠在異步線路中可靠高效的傳輸。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的通用物理通道數(shù)據(jù)幀格式。該通用物理通道數(shù)據(jù)幀格式的各個(gè)字段按照碼流發(fā)送順序分別為前導(dǎo)字段(Preamble)、幀起始定界符字段(Start Frame Delimiter，簡(jiǎn)稱“SFD”)、協(xié)議指示符字段(Protocol Indicator，簡(jiǎn)稱“PI”)、標(biāo)簽字段(Label)、凈荷字段(Payload)、幀校驗(yàn)序列字段(Frame Check Sequence，簡(jiǎn)稱“FCS”)。
其中，前導(dǎo)字段長(zhǎng)為7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)內(nèi)容為二進(jìn)制的“10101010”，用于接收方進(jìn)行線路接收機(jī)時(shí)鐘的提取，使其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。由于碼流交替變化使得接收方可以方便的從電平或調(diào)制信號(hào)的變化中提取發(fā)送碼率，用于接收同步。
幀起始定界符字段長(zhǎng)為1字節(jié)，內(nèi)容為二進(jìn)制的“10101011”，用于指示數(shù)據(jù)幀的開始，可見幀起始定界符的前7位的設(shè)計(jì)與前導(dǎo)符一致，這樣可以便于接收方在監(jiān)測(cè)連續(xù)兩個(gè)1來判斷數(shù)據(jù)幀的開始。
協(xié)議指示符字段長(zhǎng)為1字節(jié)，用于指示所承載數(shù)據(jù)所采用的協(xié)議，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中采用十六進(jìn)制的“0x33”表示凈荷為IPV4數(shù)據(jù)、“0x66”表示凈荷為IPV6數(shù)據(jù)、“0x99”表示凈荷為MPLS馬蒂尼草案(Draft-MARTINI)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
標(biāo)簽字段長(zhǎng)為4字節(jié)，包含標(biāo)簽標(biāo)識(shí)(Label ID)、優(yōu)先級(jí)(Priority)、棧底(Bottom)、生存時(shí)間(TTL)四個(gè)子字段。其中標(biāo)簽標(biāo)識(shí)子字段長(zhǎng)為20位，用于標(biāo)識(shí)多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的不同業(yè)務(wù)流。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，采用特定的標(biāo)簽標(biāo)識(shí)指示OAM幀，用于支持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和維護(hù)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)機(jī)制。優(yōu)先級(jí)子字段長(zhǎng)為3位，用于指示該業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級(jí)，實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的不同QoS保證。棧底子字段長(zhǎng)位1位，用于指示該標(biāo)簽是否為堆棧底部。生存時(shí)間子字段長(zhǎng)為8位，用于指示該數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中存活時(shí)間，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，都會(huì)進(jìn)行減操作。標(biāo)簽字段主要用于業(yè)務(wù)的復(fù)用和鑒別。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于單個(gè)通道的情況，省略標(biāo)簽字段。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，標(biāo)簽可以嵌套添加，構(gòu)成多個(gè)標(biāo)簽，即圖1中所示由連續(xù)多個(gè)標(biāo)簽字段組成一個(gè)標(biāo)簽棧，而只有棧底的標(biāo)簽字段的所述棧底子字段設(shè)為有效，該標(biāo)簽棧技術(shù)可以用于實(shí)現(xiàn)隧道傳輸。
凈荷字段即為該數(shù)據(jù)幀所承載的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，其長(zhǎng)度不固定。
幀校驗(yàn)序列字段長(zhǎng)為4個(gè)字節(jié)，整個(gè)數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)，即從對(duì)幀定界符字段之后的協(xié)議指示符字段開始到凈荷字段，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用32位的循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check，簡(jiǎn)稱“CRC”)。
熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述幀格式描述中所采用的具體字段值以及長(zhǎng)度等參數(shù)，如前導(dǎo)字段的長(zhǎng)度、協(xié)議指示符的內(nèi)容等，可以根據(jù)實(shí)際情況和系統(tǒng)需求設(shè)定；同樣的，各個(gè)字段可以根據(jù)實(shí)際需要省略，比如前導(dǎo)碼字段、幀起始定界符字段、協(xié)議指示符字段、標(biāo)簽字段等可以省略，能達(dá)到發(fā)明目的，而不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)上述通用物理通道幀格式對(duì)多種協(xié)議進(jìn)行封裝，然后在高速率以太網(wǎng)物理線路上進(jìn)行傳輸，傳輸裝置需要完成成幀流程和以太網(wǎng)接口處理等功能。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多協(xié)議通用傳輸裝置的組成結(jié)構(gòu)。由上而下包含高層處理模塊、業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊、成幀模塊、以太網(wǎng)接口模塊以及傳輸介質(zhì)。
其中，高層處理模塊用于完成標(biāo)簽處理、類型指示、幀校驗(yàn)計(jì)算等功能。在發(fā)送端，按照配置，將一個(gè)有特定標(biāo)簽標(biāo)識(shí)和特定優(yōu)先級(jí)的標(biāo)簽字段添加到凈荷字段前，根據(jù)收發(fā)雙方的約定，添加協(xié)議指示符字段，然后對(duì)從協(xié)議指示符字段到凈荷字段的所有字節(jié)進(jìn)行CRC計(jì)算，以便接收端進(jìn)行幀校驗(yàn)，保證數(shù)據(jù)在傳送過程中的完整性，大大提高線路傳輸?shù)目煽啃?。在接收端，?duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行FCS校驗(yàn)，校驗(yàn)出錯(cuò)則丟棄；然后將FCS和協(xié)議指示符去除；當(dāng)下游不需要標(biāo)簽時(shí)，同時(shí)去掉標(biāo)簽。每個(gè)業(yè)務(wù)流對(duì)應(yīng)一個(gè)高層處理模塊。
業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊用于進(jìn)行多個(gè)不同業(yè)務(wù)流復(fù)用在一條數(shù)據(jù)流上傳輸。在發(fā)送端，將多個(gè)業(yè)務(wù)流，按照一定的調(diào)度算法，比如根據(jù)WRR算法，合并為一條數(shù)據(jù)流；在接收端，將數(shù)據(jù)流，按照一定算法，比如根據(jù)標(biāo)簽標(biāo)識(shí)符進(jìn)行區(qū)分，提取出多條特定的業(yè)務(wù)流。
成幀模塊用于進(jìn)行幀同步和幀定界處理。在發(fā)送端，根據(jù)需要在復(fù)用后的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)包前按照約定加上SFD字段和前導(dǎo)字段，然后下發(fā)信號(hào)指示給以太網(wǎng)接口模塊，使其開始發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包或者結(jié)束數(shù)據(jù)包的發(fā)送，即指示該幀的開始和結(jié)束。在接收端，根據(jù)約定刪除SFD字段和前導(dǎo)字段，按照以太網(wǎng)接口模塊的信號(hào)指示，接收一個(gè)數(shù)據(jù)幀，然后交給業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊。
以太網(wǎng)接口模塊用于實(shí)現(xiàn)高速率以太網(wǎng)物理層的功能，完成對(duì)以太網(wǎng)物理媒質(zhì)的訪問。包含PCS處理子模塊和PMA、PMD處理子模塊。在發(fā)送端，PCS處理子模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，同時(shí)根據(jù)所述成幀模塊的信號(hào)指示，在碼流中插入表示幀開始和結(jié)束的特殊控制碼，并將編碼之后的數(shù)據(jù)碼組變?yōu)榇袛?shù)據(jù)，交給PMA、PMD處理子模塊處理，完成與物理介質(zhì)相關(guān)的操作。在接收端，首先由PMA、PMD處理子模塊從相應(yīng)物理媒質(zhì)中接收數(shù)據(jù)碼流，并交由PCS處理子模塊進(jìn)行處理，PCS處理子模塊從串行數(shù)據(jù)識(shí)別出碼組，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，根據(jù)表示幀開始和結(jié)束的特殊控制碼確定數(shù)據(jù)幀的起始和結(jié)束，并通過信號(hào)將幀起始和結(jié)束信息通知給后續(xù)的成幀模塊。
可見，在多協(xié)議通用線路傳輸中，發(fā)送端首先由高層處理模塊進(jìn)行業(yè)務(wù)相關(guān)處理，然后由業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊將多個(gè)業(yè)務(wù)流復(fù)用到一個(gè)數(shù)據(jù)流上，經(jīng)過成幀模塊成幀之后，由以太網(wǎng)接口模塊處理，在物理介質(zhì)上傳輸；接收端則相反的先由以太網(wǎng)接口模塊提取碼流，再由成幀模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)包提取，經(jīng)過業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊解復(fù)用為多個(gè)業(yè)務(wù)流，最后傳給高層進(jìn)行相關(guān)處理。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，采用IEEE 802.3所定義的100M、1000M物理層或者IEEE 802.3ae所定義的10G物理層，來實(shí)現(xiàn)物理層的傳送。而封裝功能與物理層之間采用IEEE 802.3所定義的MII、GMII接口，IEEE 802.3ae所定義的XGMII或XAUI進(jìn)行通信。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的多協(xié)議通用傳輸方法流程圖。
在步驟301中，在發(fā)送端根據(jù)前述通用物理通道幀格式進(jìn)行成幀處理，并將多個(gè)業(yè)務(wù)流復(fù)用在一個(gè)數(shù)據(jù)流上。其中，由高層處理模塊完成標(biāo)簽處理、類型指示、幀校驗(yàn)計(jì)算等功能，由業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊完成業(yè)務(wù)流復(fù)用功能，由成幀模塊完成最終的封裝。
接著進(jìn)入步驟302，在發(fā)送端形成的通用物理通道數(shù)據(jù)幀通過以太網(wǎng)接口模塊在物理媒質(zhì)上傳輸。其中，以太網(wǎng)接口模塊中PCS處理子模塊和PMA、PMD處理子模塊分別完成以太網(wǎng)物理層的PCS子層、PMA子層和PMD子層的功能。
接著進(jìn)入步驟303，在接收端由以太網(wǎng)接口模塊從媒質(zhì)中提取得到通用物理通道數(shù)據(jù)幀。
接著進(jìn)入步驟304，在接收端根據(jù)通用物理通道幀格式進(jìn)行幀解析處理，并解復(fù)用得到多個(gè)業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)。
雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種多協(xié)議通用線路傳輸方法，其特征在于，包含以下步驟在發(fā)送端，將多個(gè)業(yè)務(wù)流復(fù)用在一個(gè)數(shù)據(jù)流上，并根據(jù)通用物理通道數(shù)據(jù)幀的幀格式進(jìn)行成幀處理；所形成的所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀通過以太網(wǎng)物理層在物理媒質(zhì)上傳輸；在接收端，經(jīng)過所述以太網(wǎng)物理層從所述物理媒質(zhì)中提取得到所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀；根據(jù)所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀的幀格式進(jìn)行幀解析處理，并解復(fù)用得到多個(gè)所述業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多協(xié)議通用線路傳輸方法，其特征在于，所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀按照碼流發(fā)送順序包含可選的前導(dǎo)字段、可選的幀起始定界符字段、可選的協(xié)議指示符字段、可選的標(biāo)簽字段、凈荷字段和幀校驗(yàn)序列字段；其中，所述前導(dǎo)字段用于收發(fā)雙方進(jìn)行幀同步，所述幀起始定界符字段用于指示數(shù)據(jù)幀的開始，所述協(xié)議指示符字段用于指示所承載數(shù)據(jù)的協(xié)議類型，所述標(biāo)簽字段用于業(yè)務(wù)復(fù)用和鑒別，所述凈荷字段用于承載協(xié)議數(shù)據(jù)，所述幀校驗(yàn)序列字段用于對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行檢錯(cuò)糾錯(cuò)校驗(yàn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多協(xié)議通用線路傳輸方法，其特征在于，所述通用物理通道數(shù)據(jù)幀包含由連續(xù)的多個(gè)所述標(biāo)簽字段組成的標(biāo)簽棧，用于實(shí)現(xiàn)多協(xié)議嵌套傳輸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多協(xié)議通用線路傳輸方法，其特征在于，所述標(biāo)簽字段包含標(biāo)簽標(biāo)識(shí)、優(yōu)先級(jí)、棧底、生存時(shí)間四個(gè)子字段；其中，所述標(biāo)簽標(biāo)識(shí)子字段用于標(biāo)識(shí)多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的不同業(yè)務(wù)流；所述優(yōu)先級(jí)子字段用于指示所承載業(yè)務(wù)流的優(yōu)先級(jí)；所述棧底子字段用于指示本標(biāo)簽是否為所述標(biāo)簽棧的棧底；所述生存時(shí)間子字段用于指示該數(shù)據(jù)幀在網(wǎng)絡(luò)中存活時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多協(xié)議通用線路傳輸方法，其特征在于，所述標(biāo)簽字段還用于指示網(wǎng)絡(luò)操作管理維護(hù)信息幀。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多協(xié)議通用線路傳輸方法，其特征在于，所述前導(dǎo)字段長(zhǎng)為7個(gè)字節(jié)，每個(gè)字節(jié)內(nèi)容為二進(jìn)制的“10101010”；所述幀起始定界符字段長(zhǎng)為1字節(jié)，內(nèi)容為二進(jìn)制的“10101011”。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多協(xié)議通用線路傳輸方法，其特征在于，所述協(xié)議指示符字段長(zhǎng)為1字節(jié)，采用十六進(jìn)制的“0x33”表示凈荷為IPV4數(shù)據(jù)、“0x66”表示凈荷為IPV6數(shù)據(jù)、“0x99”表示凈荷為多協(xié)議標(biāo)簽交換馬蒂尼草案業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
8.一種多協(xié)議通用線路傳輸裝置，其特征在于，包含以太網(wǎng)接口模塊、成幀模塊和業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊，其中所述以太網(wǎng)接口模塊用于實(shí)現(xiàn)高速率以太網(wǎng)物理層的功能，完成對(duì)物理媒質(zhì)的訪問；所述成幀模塊用于對(duì)來自所述以太網(wǎng)接口模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行幀同步和幀定界處理，將來自所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊的數(shù)據(jù)流封裝成幀后通過所述以太網(wǎng)接口模塊發(fā)送；所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊用于將來自所述成幀模塊的數(shù)據(jù)流解復(fù)用為多個(gè)業(yè)務(wù)流，將多個(gè)待發(fā)的業(yè)務(wù)流復(fù)用在一個(gè)數(shù)據(jù)流上并發(fā)送到所述成幀模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多協(xié)議通用線路傳輸裝置，其特征在于，所述裝置還包含多個(gè)高層處理模塊，每一個(gè)高層處理模塊用于對(duì)一種協(xié)議的待發(fā)業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)計(jì)算并添加標(biāo)簽、類型指示和幀校驗(yàn)字段，并發(fā)送到所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊；所述高層處理模塊還用于對(duì)來自所述業(yè)務(wù)復(fù)用解復(fù)用模塊的業(yè)務(wù)流進(jìn)行幀校驗(yàn)，丟棄未通過校驗(yàn)的幀，并去除通過校驗(yàn)的幀中標(biāo)簽、類型指示和幀校驗(yàn)字段。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的多協(xié)議通用線路傳輸裝置，其特征在于，所述以太網(wǎng)接口模塊包含物理編碼子層處理子模塊和物理介質(zhì)連接子層、物理介質(zhì)相關(guān)子層處理子模塊，分別用于完成以太網(wǎng)物理層的物理編碼子層、物理介質(zhì)連接子層和物理介質(zhì)相關(guān)子層的功能。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，公開了一種多協(xié)議通用線路傳輸方法及其裝置，使得在多種業(yè)務(wù)共存的高速率數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，能夠達(dá)到高帶寬利用率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可靠異步傳輸，同時(shí)提供高效的網(wǎng)絡(luò)管理功能。這種多協(xié)議通用線路傳輸方法及其裝置采用了通用物理通道幀格式對(duì)多協(xié)議的各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，該通用物理通道幀格式能直接適配在快速以太網(wǎng)的物理層，幀字節(jié)利用率高，因而應(yīng)用于線路傳輸中大大提高了帶寬利用率，同時(shí)對(duì)OAM幀的支持提供了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理維護(hù)功能，而標(biāo)簽棧的結(jié)構(gòu)支持了嵌套技術(shù)；多業(yè)務(wù)復(fù)用提供了對(duì)多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的支持；對(duì)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化，增強(qiáng)了對(duì)多協(xié)議業(yè)務(wù)的支持。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1691666SQ20041003701
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
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