CN100336364C

CN100336364C - 调制解调器信号在ip网中传输的方法

Info

Publication number: CN100336364C
Application number: CNB031132456A
Authority: CN
Inventors: 雷海强; 倪明; 羊峥嵘
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2003-04-16
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2023-04-16
Also published as: CN1538691A

Abstract

一种调制解调器信号在IP网中传输的方法，包括以下步骤：发送端将各路调制解调器信号解调恢复成数据，形成帧存入各缓存区；将各缓存区的数据组成IP数据包；将构造的IP数据包发送给接收端；接收端接收发送端的IP数据包；接收端提取IP数据包数据区的数据帧，并保存在各接收缓存区中；分别将各接收缓存区中的信号数据通过对应的调制解调器，调制成调制解调器信号到电话用户线或连接公众电话交换网的中继线，并清空相应的数据区。该方法可以不断重新建立连接，信号不易中断，保证了正常通信，对收、发端的数据流量用数据溢出标志进行反压流量控制，避免了两端速率的差异造成数据丢失，数据传输可靠。

Description

调制解调器信号在IP网中传输的方法

技术领域

本发明涉及一种IP网中的信号传输方法，特别是涉及一种利用数据封装，实现调制解调器信号在IP网中传输的方法。

背景技术

目前，用户的调制解调器信号通过数字程控电话交换机或其他电话用户接入设备把模拟调制解调器信号转换成数字化的调制解调器信号，经过时分电路交换和传输到对端数字程控电话交换机或电话用户接入设备再转换成模拟调制解调器信号给接收调制解调器，由此实现调制解调信号的传输。对端的接收设备也可以是能接收数字化调制解调器信号的IP接入服务器，通过IP接入服务器就可用调制解调器实现与因特网的连接。随着电路交换网向IP网进化，再下一代电信网中将由媒体网关、IP网、网关控制器和其他设备组成。因为，IP网中存在IP包丢失的可能和包时延的抖动，如果媒体网关把数字化的调制解调器信号直接放入IP包中传输将导致对端转换后的调制解调信号失真而导致调制解调连接不上或时常连接中断，使传输失败，而且直接把数字化的调制解调器信号放入IP包将导致数据量增大和IP网传输效率降低。所以，以现有技术，是不可能实现在IP网中传输数字化的调制解调器信号。但是通过调制解调器进行数据通讯的方式还在广泛的运用，因此，下一代基于IP网的电信网必须支持该业务。本发明正式针对上述问题，提出了如何通过IP包来传输调制解调器信号的解决方法。

发明内容

本发明的目的正是针对上述背景技术中存在的缺陷，提供一种调制解调器信号在IP网中传输的方法，将调制解调器信号解调出的数据封装成IP数据包，发送给IP核心网，然后，在接收端接收IP数据包，将其解封装，再通过调制成调制解调器信号给用户。

为了达到上述目的，本发明提供一种调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于包括以下步骤：

发送端将各路调制解调器信号解调恢复成数据并按一定大小形成帧存入各缓存区；

将所述各缓存区的数据组成IP数据包；

将所述构造的IP数据包发送给IP网的接收端；

接收端接收传送自发送端的IP数据包；

接收端提取以IP数据包数据区的数据帧，并将其保存在各接收缓存区中；

分别将各接收缓存区中的信号数据通过对应的调制解调器，再调制成调制解调器信号送到电话用户线或连接公众电话交换网的中继线，并清空相应的数据区，完成在IP网中的信号传输。

利用本发明调制解调器信号在IP网中传输的实现方法，可以不断重新建立连接，因而信号不易中断，保证了通信的正常进行，由于对收发两端的数据流量用数据溢出标志进行了反压流量控制，避免了两端速率的差异造成的数据丢失，使数据传输可靠。

附图说明

图1是本发明对调制解调器信号在IP网中传输的实现方法功能模块示意图；

图2是本发明的调制解调器信号在IP网中传输的接收流程图；

图3是本发明的调制解调器信号在IP网中传输的发送流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例并参照附图对该发明的技术方案进行详细说明。

参考图1所示的本发明的功能模块示意图，其中，在IP网关中，有N条用户线与中继线调制解调器信号101输入到调制解调收发模块102中，经由发送处理解调出数据组成能够在IP网中传输的IP数据包，再通过IP网的传输与交换到达IP网接收端，将组成IP数据包的信息主体保存在接收缓存区103中，然后通过调制解调收发模块102进行接收处理，将数据再经调制后，送到相应的用户线或中继线上。每一路调制解调器信号对应一个调制解调器和一个数据帧缓存区，调制解调器可双工工作。

对于IP网的传输与交换是双向通讯电路，本发明的实现方法对上行和下行方向的处理方式是相同的，在图1中仅说明了其中的一个方向的实现，另一方向的信号传输方法相同。

本发明包括以下步骤：

步骤1：发送端将通过电话用户线或连接公众电话交换网的中继线接收的各路调制解调器信号解调恢复成数据并按一定大小形成帧存入各缓存区；

在该步骤中，接收数据时，首先把本端调制解调器设为正常接收状态，如果对端发送过来的包中数据溢出标志为有效，则把本端调制解调器设为停止接收状态，直到对端发送过来的包中数据溢出标志为无效时，再把本端调制解调器设为正常接收状态。

步骤2：将所述缓存区的信号数据组成IP数据包；

在该步骤中，一个IP数据包是N₁个调制解调器信号解调恢复成的数据按一定大小形成帧并构成的信息主体、一个表示IP数据包先后顺序的循环序列号N₂，并结合构成IP网数据包的其它部分字节组成的，指定一个特殊的循环序列号码F为信息主体数据无效标志。

步骤3：将所述构造的IP网数据包发送给IP网的接收端；

步骤4：接收端接收传送自发送端的IP网数据包；

步骤5：接收端提取IP网数据包数据区的数据，并将其保存在接收缓存区中；

所述步骤5中接收端收到IP网包后提取数据区中数据和循环序列号，数据溢出标志D。在该步骤中，接收端收到IP网数据包后提取数据区中数据和循环序列号，设定数据溢出标志为D。如果循环序列号不为F，则按数据区中的表示包循环序列号把信息主体数据存入对应的接收缓存区。如果循环序列号为F，则丢弃信息主体数据。如数据溢出标志D为有效，则把本端调制解调器设为停止接收状态，直到对端发送过来的包中数据溢出标志为无效时，再把本端调制解调器设为正常接收状态。

所述每一个接收缓存区都被均分为N₃个接收缓存子区，N₂为值不小于3的N₃的倍数，IP包的信息主体按照包循环序列号顺序分别放入N₃个接收缓存子区中，每一个子区放置包循环序列号相连的N₂/N₃个IP包的信息主体；

设定一个接收缓存子区完成指针，当接收缓存子区X中接收到该子区最后一循环序列号的IP包或接收到缓存子区X+1中的任意一循环序列号的IP包时，如果缓存子区X-1中有数据，则接收缓存子区完成指针指向缓存子区X-1；如果缓存子区X-1中没有有数据，则当缓存子区X+1中最后一循环序列号的IP包或接收到缓存子区X+2中的任意一循环序列号的IP包时，接收缓存子区完成指针指向缓存子区X。

所述X为N₃-1时，则X-1为N₃-2，X+1为N₃，X+2为1；如当X为N₃时，则上面的X-1为N₃-1，X+1为1，X+2为2。

所述接收缓存子区完成指针指向某个缓存子区时，如果没有收到该子区中的某些循环序列号的IP包，则用一个特定的一样大小固定包进行填补。

由于IP网为非同步网，因此发送同步数据有时会造成接收端缓冲区溢出，为避免出现此种情况，接收端需要设定一个接收端满阀值Y，当接收到的循环序列号与当前接收缓存子区完成指针相减的绝对值小于Y时，表明收端缓冲区将满，需通知对端暂停发送数据；同时，为避免系统中的收发动作过于频繁地停止，故设一接收端空阀值Z，且Z大于Y，当接收到循环序列号与当前接收缓存子区完成指针相减的绝对值大于Z时，表明接收端缓冲区没有溢出。本发明设定一个数据溢出标志设置判定、发送规则，当接收到的IP包中循环序列号不为F时，把该循环序列号与当前接收缓存子区完成指针相减，其绝对值小于等于Y时，设置发送包中数据溢出标志D为有效，如果此时无发送数据，则在接收到IP包时发送信息主体数据为任意数，循环序列号为F，数据溢出标志D为有效的IP包。其绝对值大于等于Z时设置发送包中数据溢出标志为无效，如果此时无发送数据，则在接收到IP包时发送信息主体数据为任意数，循环序列号为F，数据溢出标志D为无效的IP包。Z必须大于Y，Z和Y的大小与接收缓存子区大小有关；

所述接收缓存子区数据接收完成之前收到重复的不为F循环序列号IP包时，则丢弃后一个重复的循环序列号以IP包。

步骤6：分别将各接收缓存区中的信号数据通过对应的调制解调器，再调制成调制解调器信号到电话用户线或连接公众电话交换网的中继线，并清空相应的数据区，完成在IP网中的信号传输。

下面通过一个具体的实例来对本发明提供的方法作进一步说明：

假设当前的信号为：如图1所示的第1条用户线连接一个调制解调器用户，设速率为48千比特每秒，一帧时长为12.5毫秒共75个字节；

参考图2所示，在发送端将该调制解调器信号经解调处理，步骤201；将N1个调制解调器信号解调后的数据帧存入缓存区，步骤202；将N1个数据帧加上包循环序列号和数据溢出标志D，组成IP包，如果需要，进行数据溢出判定和处理，步骤203；发送到IP网，步骤204；IP包端口号表示用户的地址，本例中取N₁＝1，N₂＝12，N₃＝4；IP网传输时延为100毫秒。

参考图3所示，在接收端，接收端收到IP包，步骤301；提取数据区中的75字节数据和包循环序列号、数据溢出标志D，步骤302；接受判定规则判定X-1区接收完成，步骤303；然后按IP包端口号和IP包循环序列号把数据存入相应的12个75字节数据大小的接收缓存区。

由于IP网传输中存在各包的延时不一和丢包现象，为消除这些影响，所以本实施例中，假设将接收缓存区均分为1、2、3、4区，每区可存3个IP包中的数据。确定一接收判定规则：

初始阶段，1区数据接收完成指针如果当2区中的最后一序列号6的包被收到或3区中任意一循环序列号包被收到时，在1区中有数据这指向1区；1区无数据则在3区中的最后一循环序列号9的包被收到或4区中任意一循环序列号包被收到为判定时指向2区；2区无数据则以4区中的最后一循环序列号12的包被收到或1区中任意一循环序列号包被收到为判定指向3区；3区无数据则以1区中的最后一循环序列号3的包被收到或2区中任意一循环序列号包被收到为判定指向4区，然后循环移动；

接下来，进行丢包与重复包处理，步骤304；如在1区中有数据时，当2区中的最后一循环序列号6的包被收到或3区中任意一循环序列号包被收到，则判定1区数据接收完成，这时如果1区中有某些序列号的包未收到将按丢包处理，用一同样大小的固定包填补，然后将1区数据放入调制解调器再调制给用户，同时清空1区数据。如果某区数据接收未完成之前收到该区中重复的循环序列号包，则丢弃最后收到的包；

同样，2区数据接收完成以3区中的最后一循环序列号9的包被收到或4区中任意一循环序列号包被收到为判定；3区数据接收完成以4区中的最后一循环序列号12的包被收到或1区中任意一循环序列号包被收到为判定；4区数据接收完成以1区中的最后一循环序列号3的包被收到或2区中任意一循环序列号包被收到为判定；丢包与收到重复包处理与1区一致。

可设F＝0，Y＝1，Z＝2，D＝0为无效，D＝1为有效。当接收到的IP包中循环序列号不为0时，把该循环序列号与当前接收缓存子区完成指针相减，其绝对值小于等于1时设置发送包中数据溢出标志为1，如果此时无发送数据，则在接收到IP包时发送信息主体数据为任意数，循环序列号为0，数据溢出标志为1的IP包。其绝对值大于等于2时设置发送包中数据溢出标志为0，如果此时无发送数据，则在接收到IP包时发送信息主体数据为任意数，循环序列号为0，数据溢出标志为0的IP包；

系统的平均时延＝(解调调制时间+2×12.5×N₁×N₂/N₃)+IP网传输时延，本例中，解调调制时间为20毫秒，因此系统的平均时延＝(20毫秒+2×12.5×1×12/4毫秒)+100毫秒＝195毫秒；

最后，再把数据调制成调制解调器信号，传送给用户，步骤305。

对于其他通路的调制解调器信号的处理过程与上面的方法是等同的，在此就不再赘述。

由于IP网中存在时延抖动和丢包，可能产生误码。但如果将来IP网带宽足够和IP网交换机无阻塞，以及设定合适的N₁、N₂、N₃值就可大大降低误码率。由于对丢包采用同样大小的固定包填补的方法，因此，在丢包不严重的情况下，对用户的影响是可以忽略的。

Claims

1.一种调制解调器信号在IP网中传输的方法，包含以下步骤：

发送端将各路调制解调器信号解调恢复成数据，并形成帧存入各缓存区；

将所述各缓存区的数据组成IP数据包；

将所述构造的IP数据包发送给IP网的接收端；

接收端接收传送自发送端的IP数据包；

接收端提取IP数据包数据区的数据帧，并将其保存在各接收缓存区中；

分别将各接收缓存区中的IP数据包数据区的数据帧通过对应的调制解调器，再调制成调制解调器信号送到电话用户线或连接公众电话交换网的中继线，并清空相应的数据区，完成在IP网中的信号传输。

2.如权利要求1所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其中所述IP数据包是由多个调制解调器信号解调恢复成的数据按一定大小形成帧所构成的信息主体、表示IP数据包先后顺序的循环序列号，以及结合构成IP数据包的其它部分字节组成的。

3.如权利要求2所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其中所述循环序列号中将指定一个特殊的循环序列号号码为信息主体数据无效标志。

4.如权利要求1所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于所述接收端提取IP网数据包数据区的数据帧，并将其保存在接收缓存区中的步骤，还包括接收端收到IP网数据包后，提取数据区中的数据、循环序列号，和数据溢出标志。

5.如权利要求4所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于如果循环序列号不是指定为信息主体数据无效标志序列号，则按数据区中的表示IP数据包先后顺序的循环序列号把信息主体数据存入对应的接收缓存区；反之，则丢弃信息主体数据。

6.如权利要求4所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于如数据溢出标志为有效，则将本端调制解调器设为停止接收状态，直到对端发送过来的包中数据溢出标志为无效时，再把本端调制解调器又设为正常接收状态。

7.如权利要求4所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于所述循环序列号的值设定为接收缓存子区个数的倍数，且不小于3。

8.权利要求4所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于设定一个接收缓存子区完成指针，在当前接收缓存子区中接收到该子区最后一循环序列号的IP包或接收到相对于当前缓存子区的后一子区中的任意一循环序列号的IP包时，如果相对于当前缓存子区的前一子区中有数据，则接收缓存子区完成指针指向相对于当前缓存子区的前一子区；反之，当接收相对于当前缓存子区的后一子区中最后一循环序列号的IP包或接收到相对于当前缓存子区的之后第二个子区中的任意一循环序列号的IP包时，接收缓存子区完成指针指向当前缓存子区。

9.如权利要求8所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于，接收缓存子区完成指针指向某个缓存子区时，如果当前子区中的某些循环序列号的IP包没有收到，则用固定包进行填补。

10.如权利要求8所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于，设定一个数据溢出标志设置判定、发送规则，当接收到的IP包中循环序列号不是设定为信息主体数据无效标志的序列号时，把该循环序列号与当前接收缓存子区完成指针相减，其绝对值小于等于接收端满阀值时设置发送包中数据溢出标志为有效，如果此时无发送数据，则在接收到IP包时发送信息主体数据为任意数，循环序列号是设定为信息主体数据无效标志的序列号时，数据溢出标志为有效的IP包；其绝对值大于等于接收端空阀值时设置发送包中数据溢出标志为无效，如果此时无发送数据，则在接收到IP包时发送信息主体数据为任意数，序列号为信息主体数据无效标志序列号，数据溢出标志为无效的IP包。

11.如权利要求10所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于接收端满阀值和接收端空阀值的大小与接收缓存子区大小有关，接收端空阀值必须大于接收端满阀值。

12.如权利要求4所述的调制解调器信号在IP网中传输的方法，其特征在于接收缓存子区数据接收完成之前收到重复的序列号不为信息主体数据无效标志序列号IP包时，则丢弃后一个重复的循环序列号IP数据包。