專利名稱：傳輸幀的設(shè)備和控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠有效地通過以太網(wǎng)同時(shí)提供實(shí)時(shí)服務(wù)和非實(shí)時(shí)服務(wù)的同步以太網(wǎng)。
背景技術(shù)：
最近，電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)802.3已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了以太網(wǎng)。由于傳統(tǒng)以太網(wǎng)利用在IEEE 802.3中所定義的載波偵聽多址接入/沖突檢測(cè)(CSMA/CD)來提供接入，在保持幀間間隙(IFG)的同時(shí)，最初，將上層服務(wù)幀作為以太網(wǎng)幀來傳輸，并且可以根據(jù)幀產(chǎn)生序列來傳輸這些幀，而與上層服務(wù)幀的類型無關(guān)。
由于傳輸時(shí)延，以太網(wǎng)并不適合傳送運(yùn)動(dòng)圖像或語音數(shù)據(jù)。然而，利用傳統(tǒng)以太網(wǎng)來傳送諸如視頻數(shù)據(jù)/語音數(shù)據(jù)等同步數(shù)據(jù)的技術(shù)正在得到積極地討論。所討論的用來傳輸同步數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)被稱為同步以太網(wǎng)。
在同步以太網(wǎng)中，根據(jù)周期來傳輸幀。通常，一個(gè)周期具有125μs。一個(gè)周期被分為能夠傳輸同步幀的同步持續(xù)時(shí)間和能夠傳輸異步幀的異步持續(xù)時(shí)間。同步幀對(duì)應(yīng)于固定長度的以太網(wǎng)幀，而異步幀對(duì)應(yīng)于可變長度的以太網(wǎng)幀。
圖1是示出了典型同步以太網(wǎng)中的傳輸周期的結(jié)構(gòu)示例的圖。
如圖所示，同步以太網(wǎng)以125微秒的傳輸周期10來傳輸數(shù)據(jù)，其中，每一個(gè)傳輸周期包括用于傳輸同步數(shù)據(jù)的同步字段100和用于傳輸異步數(shù)據(jù)的異步字段110。
更具體地，用于傳輸同步數(shù)據(jù)的同步幀模塊100在傳輸周期中具有最高優(yōu)先級(jí)，且根據(jù)當(dāng)前正在討論的提案，包括738個(gè)字節(jié)的子幀101、102和103。此外，用于傳輸異步數(shù)據(jù)的異步幀模塊110包括在相應(yīng)區(qū)域中具有可變長度的子同步幀111、112和113。
如圖1所示，同步以太網(wǎng)必須保持精確的周期，因?yàn)閭鬏敾谥芷诓呗浴Ｈ欢?，異步幀難以保持精確的幀，因?yàn)楫惒綆哂锌勺冮L度。
圖2是用于解釋由于同步以太網(wǎng)中的異步幀而出現(xiàn)的同步不匹配的情況的圖。
如圖2所示，周期21、22和23包括同步幀201、202、203、207、208、209、212和213、以及異步幀204、205、206、210和211。同步以太網(wǎng)通過將數(shù)據(jù)與周期21、22和23的起始點(diǎn)同步，來傳輸同步數(shù)據(jù)。然而，在圖2中，由于第N個(gè)周期21的異步幀206，破壞了周期22的同步。因此，第(N+1)個(gè)周期22的起始點(diǎn)延遲了Δt1214，而第(N+2)個(gè)周期23的起始點(diǎn)延遲了Δt2215。如上所述，可變長度的異步幀的傳輸引起了周期的延遲，并且該延遲對(duì)同步幀的傳輸會(huì)造成不利影響，從而難以有效地提供實(shí)時(shí)服務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，提出了本發(fā)明來解決在現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的上述問題，并且本發(fā)明通過提供用于控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)姆椒?，提供了額外的優(yōu)點(diǎn)，為了提供同步以太網(wǎng)設(shè)備中的傳輸周期之間的嚴(yán)格同步，可以控制正在被傳輸?shù)漠惒綆妮敵觥?br> 在一個(gè)實(shí)施例中，提出了一種幀傳輸設(shè)備，用于針對(duì)同步以太網(wǎng)系統(tǒng)的傳輸周期實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格幀同步。所述幀傳輸設(shè)備包括周期控制器，用于提供與傳輸周期的傳輸塊有關(guān)的信息；傳輸復(fù)用器，用于在一個(gè)傳輸周期中復(fù)用并輸出針對(duì)傳輸而輸入的同步幀和異步幀；以及傳輸控制器，使用與同步幀的尺寸、異步幀的尺寸和由周期控制器提供的傳輸周期的傳輸塊有關(guān)的信息來控制傳輸復(fù)用器，從而使復(fù)用的同步幀和異步幀的總尺寸不會(huì)超過一個(gè)傳輸周期的尺寸。
在另一實(shí)施例中，提出了一種幀傳輸方法，用于針對(duì)同步以太網(wǎng)系統(tǒng)的傳輸周期實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格幀同步，所述方法包括步驟(1)如果傳輸周期開始，控制要傳輸?shù)妮斎胪綆钡皆谝粋€(gè)傳輸周期中達(dá)到同步幀傳輸塊的末尾部分為止；(2)在達(dá)到同步幀傳輸塊的末尾部分之后，確定在傳輸周期中是否達(dá)到異步幀傳輸塊的末尾部分；以及(3)如果在傳輸周期中并未達(dá)到異步幀傳輸塊的末尾部分，則通過將輸入異步幀的尺寸與傳輸周期中的異步幀傳輸塊的尺寸進(jìn)行比較來控制輸入異步幀的輸出。


結(jié)合附圖，從以下詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1示出了在典型同步以太網(wǎng)中的傳輸周期的結(jié)構(gòu)示例；圖2是用于解釋由于同步以太網(wǎng)中的異步幀而出現(xiàn)的同步不匹配的情況的圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的以幀的嚴(yán)格同步來控制幀傳輸?shù)膫鬏斨芷冢粓D4是示出了根據(jù)本發(fā)明的控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)脑O(shè)備結(jié)構(gòu)的方框圖；以及圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。為了清楚和簡單，由于其可能使本發(fā)明的主題變得不清楚，因此將省略這里所包括的已知功能和配置的詳細(xì)描述。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，控制幀傳輸來實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格同步的傳輸周期。
如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的周期31、32和33包括同步幀301、302、303、306、307、308、310、311和312、以及異步幀304、305、309和313。從圖3中可以理解，在每一個(gè)周期的起始點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)了精確的幀同步。在第N個(gè)周期31的情況下，在傳輸異步幀305之后，在第N個(gè)周期31中，剩余空閑傳輸塊，并且在第(N+1)個(gè)周期中，其具有小于第一異步幀309的尺寸。結(jié)果，該空閑傳輸塊處于空狀態(tài)，然后，在下一周期中傳輸具有下一序列的異步幀309。因此，能夠保持嚴(yán)格的同步。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，將要傳輸?shù)漠惒綆珹的尺寸與在相應(yīng)傳輸周期中剩余的異步幀傳輸塊B的尺寸進(jìn)行比較。如果要傳輸?shù)漠惒綆珹大于異步幀傳輸塊，則在將該異步幀傳輸塊B保持在空狀態(tài)的同時(shí)，相應(yīng)的傳輸周期對(duì)幀進(jìn)行傳輸，并且在下一周期中，傳輸在相應(yīng)的傳輸周期中并未傳輸?shù)漠惒綆珹。
為此，需要MAC層或MAC層的上層比較和控制同步幀、異步幀和用于幀傳輸?shù)膫鬏斨芷趬K。圖4示出了用于控制幀傳輸?shù)脑O(shè)備。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制幀傳輸以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格同步的設(shè)備結(jié)構(gòu)的方框圖。
如圖4所示，用于控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)脑O(shè)備包括周期控制器41，用于提供與傳輸周期中的塊有關(guān)的信息，傳輸復(fù)用器43，用于復(fù)用并輸出針對(duì)傳輸而輸入的同步幀和異步幀；以及傳輸控制器42，利用與針對(duì)傳輸而輸入的同步幀和異步幀的尺寸有關(guān)的信息、以及與由周期控制器41提供的傳輸周期中的塊有關(guān)的信息，來控制傳輸復(fù)用器43的輸出。
具體地，周期控制器41包括整個(gè)周期計(jì)數(shù)器401，用于提供與傳輸周期的整個(gè)傳輸塊有關(guān)的信息；同步傳輸計(jì)數(shù)器402，根據(jù)來自傳輸控制器42的同步幀輸出信息，提供與同步幀塊有關(guān)的信息；以及異步傳輸計(jì)數(shù)器403，根據(jù)來自傳輸控制器42的異步幀輸出信息，提供與異步幀塊有關(guān)的信息。
下面將描述利用上述結(jié)構(gòu)來控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)脑O(shè)備的操作。
周期控制器41的整個(gè)周期計(jì)數(shù)器401管理具有8kHz的相應(yīng)傳輸周期的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)。換句話說，整個(gè)周期計(jì)數(shù)器401向傳輸控制器42通知具有125μs的每一個(gè)傳輸周期的起始點(diǎn)。
傳輸復(fù)用器43在一個(gè)周期中復(fù)用并輸出輸入同步幀和異步幀。
在同步幀的情況下，同步幀具有預(yù)定尺寸，并且要傳輸?shù)耐綆臄?shù)量是確定的，從而在傳輸控制器42的控制下，根據(jù)其輸入序列對(duì)其進(jìn)行復(fù)用。信號(hào)sync_cycle_en用來報(bào)告與同步幀傳輸持續(xù)時(shí)間有關(guān)的信息，并且實(shí)現(xiàn)僅同步幀的傳輸。要傳輸?shù)耐綆哂泄潭ㄩL度，并且在一個(gè)傳輸周期中的同步幀傳輸持續(xù)時(shí)間與同步幀的數(shù)量S成正比。由此，同步幀傳輸持續(xù)時(shí)間可以表示為“S*N”。因此，在超過同步幀傳輸持續(xù)時(shí)間的情況下，不傳輸同步幀。
此外，在同步幀的情況下，由于傳輸控制器42預(yù)先具有包括要傳輸?shù)耐綆膫鬏數(shù)膹?fù)用信息，當(dāng)描述根據(jù)本發(fā)明的傳輸控制時(shí)，將省略由周期控制器41的同步傳輸計(jì)數(shù)器402傳輸/接收與同步幀傳輸塊有關(guān)的信息的描述。在異步幀的情況下，傳輸控制器42接收與數(shù)稱異步幀的尺寸有關(guān)的信息，將由異步傳輸計(jì)數(shù)器403所提供的當(dāng)前剩余的異步傳輸塊的尺寸與輸入異步幀的尺寸進(jìn)行比較，并且將與相應(yīng)異步幀的輸出狀態(tài)有關(guān)的控制信號(hào)提供給傳輸復(fù)用器43。如果輸出了相應(yīng)異步幀，則傳輸控制器42向異步傳輸計(jì)數(shù)器403發(fā)送與輸出異步幀的尺寸有關(guān)的信息，并且控制異步傳輸計(jì)數(shù)器403更新其信息。
這里，通過用于通知異步幀傳輸持續(xù)時(shí)間的信號(hào)async_cycle_en，使異步幀相互區(qū)分。
因此，當(dāng)傳輸異步幀時(shí)，需要通過將要傳輸?shù)漠惒綆拈L度與剩余的異步傳輸塊的尺寸進(jìn)行比較，來控制異步幀的傳輸。這里，“Tasync”定義為在一個(gè)傳輸周期中所分配的異步幀傳輸塊，“Tsent”定義為在一個(gè)周期中已經(jīng)傳輸?shù)漠惒綆某叽绾?，以及“Lasync”定義為要傳輸?shù)漠惒綆拈L度。下面將描述使用該定義的傳輸控制器的操作。
如果“Tasync-Tsent”大于“Lasync”，則對(duì)傳輸復(fù)用器43進(jìn)行控制，從而能夠輸出相應(yīng)的異步幀。如果“Tasync-Tsent”小于“Lasync”，則對(duì)傳輸復(fù)用器43進(jìn)行控制，從而能夠禁止相應(yīng)異步幀的輸出。
圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。
注意，盡管將術(shù)語“幀傳輸塊”與術(shù)語“幀傳輸時(shí)間”一起使用，但是術(shù)語“塊”和“時(shí)間”表示相同的含義，由于根據(jù)時(shí)間對(duì)傳輸周期中的幀傳輸塊進(jìn)行分割。
如果傳輸周期根據(jù)整個(gè)周期計(jì)數(shù)器401的信息開始(步驟501)，則傳輸同步幀，直到達(dá)到同步幀傳輸塊的結(jié)尾為止(步驟502、503和504)。更詳細(xì)地，步驟503表示以下步驟控制同步幀傳輸，從而輸出一個(gè)同步幀，直到不存在剩余的同步幀傳輸塊為止。而步驟504表示以下步驟重復(fù)從同步幀傳輸塊的尺寸中減去同步幀的尺寸。如果完成了同步幀傳輸(步驟502)，則確定是否存在剩余的異步幀傳輸塊(步驟505)。如果確定存在剩余的異步幀傳輸塊，則確定該剩余的異步幀傳輸塊的尺寸是否大于要傳輸?shù)漠惒綆某叽?步驟506)。
如果并不存在異步幀傳輸塊(步驟505)，或者如果該剩余的異步幀傳輸塊的尺寸小于要傳輸?shù)漠惒綆某叽?步驟506)，則終止異步幀的傳輸。
如果該剩余的異步幀傳輸塊的尺寸大于要傳輸?shù)漠惒綆某叽?步驟506)，則對(duì)異步幀傳輸進(jìn)行控制，從而在相應(yīng)的周期中輸出異步幀(步驟507)，并且更新與剩余的異步幀傳輸塊有關(guān)的信息(步驟508)。
在已經(jīng)描述了確保同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中的幀嚴(yán)格同步的方法的實(shí)施例之后，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，該系統(tǒng)的特定優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。另外，應(yīng)該注意，根據(jù)本發(fā)明的方法可以通過程序來實(shí)現(xiàn)，并且能夠以計(jì)算機(jī)可讀取的格式存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)(諸如CD ROM、RAM、軟盤、硬盤、磁光盤等)中。
盡管已經(jīng)參考其特定優(yōu)選實(shí)施例示出了并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會(huì)理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。此外，可以進(jìn)行多種修改來適合特定的情形和本發(fā)明的教導(dǎo)，而不會(huì)脫離中心范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于作為為了實(shí)施本發(fā)明而設(shè)想的最佳方式而公開的特定實(shí)施例，而是本發(fā)明應(yīng)該包括落在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種幀傳輸設(shè)備，用于針對(duì)同步以太網(wǎng)系統(tǒng)的傳輸周期實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格幀同步，所述幀傳輸設(shè)備包括周期控制器，用于提供與傳輸周期的傳輸塊有關(guān)的信息；傳輸復(fù)用器，用于在一個(gè)傳輸周期中復(fù)用并輸出針對(duì)傳輸而輸入的同步幀和異步幀；以及傳輸控制器，使用與同步幀的尺寸、異步幀的尺寸和由周期控制器提供的傳輸周期的傳輸塊有關(guān)的信息來控制傳輸復(fù)用器，從而使復(fù)用的同步幀和異步幀的總尺寸不會(huì)超過一個(gè)傳輸周期的尺寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幀傳輸設(shè)備，其特征在于所述周期控制器包括整個(gè)周期計(jì)數(shù)器，用于提供與一個(gè)傳輸周期中的整個(gè)傳輸塊有關(guān)的信息；異步傳輸計(jì)數(shù)器，用于接收與來自傳輸控制器的異步幀有關(guān)的輸出信息，并更新與一個(gè)周期中的異步幀塊有關(guān)的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幀傳輸設(shè)備，其特征在于還包括同步傳輸計(jì)數(shù)器，用于接收與來自傳輸控制器的同步幀有關(guān)的輸出信息，并更新與一個(gè)周期中的同步幀塊有關(guān)的信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幀傳輸設(shè)備，其特征在于所述傳輸控制器控制傳輸復(fù)用器，以便將輸入到傳輸復(fù)用器的異步幀的長度(Lasync)與剩余的異步傳輸塊(Tasync-Tsent)進(jìn)行比較，如果“Tasync-Tsent”大于“Lasync”，則輸出異步幀，而如果“Tasync-Tsent”小于“Lasync”，則禁止異步幀的輸出，“Tasync”為在一個(gè)傳輸周期中分配的異步幀傳輸塊，“Tsent”是在一個(gè)傳輸周期中已經(jīng)傳輸?shù)漠惒綆某叽绾汀?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幀傳輸設(shè)備，其特征在于所述整個(gè)周期計(jì)數(shù)器管理一個(gè)傳輸周期的起始點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的幀傳輸設(shè)備，其特征在于一個(gè)傳輸周期為8kHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的幀傳輸設(shè)備，其特征在于所述傳輸控制器控制傳輸復(fù)用器，以便將輸入到傳輸復(fù)用器的異步幀的長度(Lasync)與剩余的異步傳輸塊(Tasync-Tsent)進(jìn)行比較，如果“Tasync-Tsent”大于“Lasync”，則輸出異步幀，而如果“Tasync-Tsent”小于“Lasync”，則禁止異步幀的輸出，“Tasync”為在一個(gè)傳輸周期中分配的異步幀傳輸塊，“Tsent”是在一個(gè)傳輸周期中已經(jīng)傳輸?shù)漠惒綆某叽绾汀?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的幀傳輸設(shè)備，其特征在于所述傳輸控制器控制傳輸復(fù)用器，以便將輸入到傳輸復(fù)用器的異步幀的長度(Lasync)與剩余的異步傳輸塊(Tasync-Tsent)進(jìn)行比較，如果“Tasync-Tsent”大于“Lasync”，則輸出異步幀，而如果“Tasync-Tsent”小于“Lasync”，則禁止異步幀的輸出，“Tasync”為在一個(gè)傳輸周期中分配的異步幀傳輸塊，“Tsent”是在一個(gè)傳輸周期中已經(jīng)傳輸?shù)漠惒綆某叽绾汀?br> 9.一種幀傳輸方法，用于針對(duì)同步以太網(wǎng)系統(tǒng)的傳輸周期實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格幀同步，所述方法包括步驟(1)如果傳輸周期開始，控制要傳輸?shù)妮斎胪綆钡皆谝粋€(gè)傳輸周期中達(dá)到同步幀傳輸塊的末尾部分為止；(2)在達(dá)到同步幀傳輸塊的末尾部分之后，確定在傳輸周期中是否達(dá)到異步幀傳輸塊的末尾部分；以及(3)如果在傳輸周期中并未達(dá)到異步幀傳輸塊的末尾部分，則通過將輸入異步幀的尺寸與傳輸周期中的異步幀傳輸塊的尺寸進(jìn)行比較來控制輸入異步幀的輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的幀傳輸方法，其特征在于步驟(3)包括以下步驟(4)按照以下方式來控制異步幀的傳輸如果在傳輸周期中并未達(dá)到異步幀傳輸塊的末尾部分，則將輸入異步幀的尺寸與傳輸周期的異步幀傳輸塊的尺寸進(jìn)行比較；而如果異步幀傳輸塊的尺寸大于要傳輸?shù)漠惒綆某叽?，則輸出所述輸入異步幀；(5)按照以下方式來控制異步幀的傳輸如果在傳輸周期中并未達(dá)到異步幀傳輸塊的末尾部分，則將輸入異步幀的尺寸與傳輸周期的異步幀傳輸塊的尺寸進(jìn)行比較；而如果異步幀傳輸塊的尺寸小于要傳輸?shù)漠惒綆某叽?，則禁止所述輸入異步幀的輸出；(6)當(dāng)在步驟(4)中輸出異步幀時(shí)，更新與異步幀傳輸塊有關(guān)的信息。
全文摘要
公開了一種傳輸幀的設(shè)備和用于控制嚴(yán)格同步的幀傳輸?shù)姆椒āＫ鰩瑐鬏斣O(shè)備包括周期控制器，用于提供與傳輸周期的傳輸塊有關(guān)的信息；傳輸復(fù)用器，用于在一個(gè)傳輸周期中復(fù)用并輸出針對(duì)傳輸而輸入的同步幀和異步幀；以及傳輸控制器，使用與同步幀的尺寸、異步幀的尺寸和由周期控制器提供的傳輸周期的傳輸塊有關(guān)的信息來控制傳輸復(fù)用器，從而使復(fù)用的同步幀和異步幀的總尺寸不會(huì)超過一個(gè)傳輸周期的尺寸。
文檔編號(hào)H04L5/00GK1764102SQ200510108579
公開日2006年4月26日 申請(qǐng)日期2005年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月19日
發(fā)明者林世倫, 宋在涓, 權(quán)瑞遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社