CN100583727C - 一种多网络接口反向复用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多网络接口反向复用方法，包括以下处理步骤：1)发送端将待传送的业务数据码流拆分为多个N字节数据段，在每个数据段上增加一个带有数据段排列序号的头部信息，通过调度算法将包括头部信息的各数据段由多路E1/T1接口中的其中一路发送至接收端；2)接收端从各路E1/T1接口中收到数据段中提取头部信息中的序号，并将数据段排序后进行组合，得到业务数据码流。采用本发明可以实现在多网络接口数据传送中同时满足带宽利用率高、适合多种业务码流，而且传输时不会发生码流中断。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用多个网络接口进行传输数据的方法，即多网络接口反向复用方法。
背景技术
对于利用多个网络接口进行传输数据的过程，理想的状态是达到以下三点：一是带宽利用率高；二是适合多种业务码流；三是传输时不会发生码流中断。
现有的多网络接口反向复用方法主要有以下两种：
第一种方法分为两个步骤：第一步是先通过信令进行协商，确定网络接口次序和各网络接口的相对时延；第二步根据协商结果发送单纯的业务数据码流，不再发送协商信息；而接收根据第一步确定的网络接口次序和各网络接口相对时延对多个网络接口的业务数据码流进行整理。
这种方法的优点是：
(1)传输有效带宽为100％，利用率高。
(2)可以针对任何码流，无论是包流还是字节流。
这种方法的缺点是：
(1)如果在已经进入第二步后，各网络接口相对时延发生变化，则需要重新退回到第一步。此时传输码流会发生中断。
(2)当网络升降速时，也需要重新退回到第一步。尤其在升速时造成不必要的码流中断。网络升降速是指：在一组网络接口进行反向复用传输数据过程中，如果这组网络接口中的某些网络接口有故障，导致反向复用利用其余正常的网络接口传输数据，称之为降速；如果某些网络接口在故障后又能够恢复，导致反向复用在这组网络接口中利用更多的网络接口传输数据，称之为升速。
第二种方法是针对业务数据码流为包流的方法，借助业务数据码流的包，在其中额外插入几个信息字节作为协商信令，可以同时传输业务数据码流和协商信令。这种方法的优点是，在传输时不会因为各网络接口时延变化引起码流中断。这种方法的缺点是，只能针对基于包流的数据码流的传输，不能针对基于字节流的传输。同时不支持多业务数据码流。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种带宽利用率高、适合多种业务码流，而且传输时不会发生码流中断的多网络接口反向复用方法。
本发明的多网络接口反向复用方法，包括以下处理步骤：
1)发送端将待传送的业务数据码流拆分为多个N字节数据段，在每个数据段上增加一个带有数据段排列序号的头部信息，通过调度算法将包括头部信息的各数据段由多路E1/T1接口中的其中一路发送至接收端；
2)接收端从各路E1/T1接口中收到数据段中提取头部信息中的序号，并将数据段排序后进行组合，得到业务数据码流；当需要传送多个业务数据码流时，所述数据段头部信息还包括业务编号，而且数据段排列序号根据业务数据类型的不同分别循环编号。
优选的，所述步骤1)前还包括以下处理步骤：系统初时化时，各发送端构造并发送无效数据段，根据各接收端接收到的数据段信息确定出可用于接收业务数据的接收端。
优选的，所述头部信息包括以下内容：用于标记数据段开始的同步字，用于标识数据段先后顺序的序号，包括远端告警信息、有效负载标志、线路接口次序、业务类型的综合信息字一，以及包括CRC校验字段和保留字段的综合信息字二。
采用本发明的多网络接口反向复用方法具有以下技术效果：
(1)可以适用于任何业务数据码流，基于包流或字节流的数据码流都可适应。
(2)在由于网络原因引起各网络接口相对时延变化的情况下，不会引起业务数据码流中断。
(3)支持多业务数据码流的传送。
(4)升降速可靠、迅速。
(5)功能可以根据需要进行扩展，带宽利用率可调整。
(6)实现方法简单。
附图说明
图1是本发明优选实施例中带头部信息的数据段原理图
图2是本发明优选实施例中头部信息中综合信息字一原理图；
图3是本发明优选实施例中头部信息中综合信息字二原理图。
具体实施方式
目前公网中的专线(Leased Line)传输系统(包括SDH，PDH，ATM)提供的网络接口通常为E1/T1，带宽为2Mbps或1.5Mbps。本发明是一种可以提供大于2Mbps(对于T1是1.5Mbps)小于8Mbps(对于4个T1是6Mbps)带宽的数据，利用多个E1/T1接口在传输网中进行传输的方案。
本发明在发送端将待传送的业务数据码流拆分为多个N字节的数据段，并在其前面加上头部信息构成一个包括带头部信息的数据段(以下称之为反向复用帧)，通过调度算法将此反向复用帧通过多路E1/T1接口中的其中一路发送至接收端；头部信息中包括各数据段的排列序号。在接收端将从各路E1/T1接口中收到的反向复用帧根据其前端的头部信息中的序号进行排序，并按次序将反向复用帧中的数据负载进行组合，以得到原始的业务数据码流。
如果要传送多种业务数据码流，则对每种业务数据码流分别处理，通过反向复用帧头部信息中还设有业务类型字段，根据业务类型进行区分，并使用独立的序号以便接收端进行不同业务类型的排序和数据再生。
以下进一步介绍数据段头部信息包括的信息内容。如图1所示，每个数据段前都对应有一个头部信息，该头部信息包括四方面内容，本实施例中使用4个字节作为头部信息，四方面内容各使用1个字节。数据段用于承载业务数据码流。头部信息的四方面内容分别为
同步字(SyncWord)：1字节，取值0x47。用于标记反向复用帧的开始。
序号(SeqNo)：1字节。用于标识反向复用帧的顺序。取值为0-255循环递增。序号仅对有效负载分配。当数据负载无效时，序号字段为0。
综合信息字一(MisInfol)：1字节。包含远端告警信息、有效负载标志、线路接口次序、业务类型等字段。
综合信息字二(MisInfo2)：1字节。包含CRC校验字段和保留字段。
综合信息字一结构如图2所示，其中：
远端告警标志(A)：1表示远端告警，0表示无远端告警。
有效负载标志(P)：1表示本包是有效负载，0表示本包是无效负载。
线路接口编号(CID)：取值为0-3。表示将要发送本包数据的E1/T1接口的序号。根据反向复用帧头部信息中综合信息字一的CID字段即可确认和本接口相连接的对端的端口号。
业务类型(SID)：取值0-15。表示本包数据所属的业务种类。
综合信息字二结构如图3所示，其中：
保留字段(Reserved)：用于功能扩展。内容为0。
CRC校验字段：4位CRC校验字，用于校验反向复用帧头部信息的正确性。生成多项式：g(x)＝x4-x-1。
本发明通过端到端定位状态(以下称之为P2P帧定位状态)来确定发送端和接收端接口之间的连接状态。即P2P帧定位状态是用来反映本端设备的E1/T1接口和对端设备的E1/T1接口之间的连接状态的参数。共分为3个状态：P2P同步丢失、P2P远端告警、P2P帧定位。
下面再具体介绍帧定位状态的判定方法。P2P帧定位状态的判定是通过反向复用帧头部信息来确定的。当一个E1/T1接口不能正确接收对端与之相连的E1/T1接口的数据时，即不能在接收的数据中找到正确的头部信息，则该E1/T1接口的P2P帧定位状态为P2P同步丢失。此时，该接口发送的反向复用帧中综合信息字一的远端告警标志(A)为1。当一个E1/T1接口能够正确接收对端与之相连的E1/T1接口的数据，但在所接收的头部信息中的综合信息字一的远端告警标志(A)为1，则该E1/T1接口的P2P帧定位状态为P2P远端告警。此时，该接口发送的反向复用帧中综合信息字一的远端告警标志(A)为0。当一个E1/T1接口能够正确接收对端与之相连的E1/T1接口的数据，并且在所接收的头部信息中的综合信息字一的远端告警标志(A)为0，则该E1/T1接口的P2P帧定位状态为P2P帧定位。此时，该接口发送的反向复用帧中综合信息字一的远端告警标志(A)为0。
以下介绍一种较为可靠的方法既能有效避免由于线路波动(误码、闪断)引起的不必要的降速，同时能够可靠并相对及时的完成升降速的功能。即根据反向复用帧中的头部信息来判定接口的当前状态，再根据当前状态来确定P2P帧定位状态。具体处理步骤如下：
(1)设置E1/T1接口的当前状态和P2P帧定位状态的初始值为P2P同步丢失，并且设置此接口没有同步成功。
(2)在接口没有同步成功的情况下，如果在接口上找到连续3个SyncWord，并且CRC校验成功，则认为此接口同步成功。
(3)在接口同步成功的情况下，根据反向复用帧头部信息中的综合信息字一的远端告警标志(A)来确定当前状态：A＝1为P2P远端告警，A＝0为P2P帧定位。
(4)在接口同步成功的情况下，如果SyncWord丢失或者CRC校验错误，则设置接口没有同步成功，且当前状态设置为P2P同步丢失。
(5)当前状态持续一个固定时间未发生变化，则设置P2P帧定位状态为当前状态的值。
(6)在接口同步不成功的情况下，该接口发送的反向复用帧的综合信息字一的远端告警标志(A)为1。
(7)在接口同步成功的情况下，该接口发送的反向复用帧的综合信息字一的远端告警标志(A)为0。
当E1/T1接口的P2P帧定位状态由P2P同步丢失或P2P远端告警变为P2P帧定位，表示系统升速；当E1/T1接口的P2P帧定位状态由P2P帧定位变为P2P远端告警或P2P同步丢失时，表示系统降速。当系统升速或降速时，应该重新计算当前的速率，并上报给上层模块，以便得到码率合适的业务数据码流。
本发明反向复用方法的通信流程具体为：
(1)系统初始化后，所有E1/T1接口的P2P帧定位状态均为P2P同步丢失，此时，当前速率为0。所有接口均发送反向复用空帧，并接收数据进行分析，以确定P2P帧定位状态。
(2)当有接口的P2P帧定位状态变为P2P帧定位，系统进行升速。此时，重新计算当前速率，并上报给上层模块。
(3)接收上层模块的业务数据码流，将其分包，并根据调度算法选择其中一路状态为P2P帧定位的接口发送。
(4)从接口接收数据并对数据进行分析，确定接口的P2P帧定位状态。对从P2P帧定位状态为P2P帧定位的接口接收的反向复用帧，过滤反向复用空帧，将有效的反向复用帧按照业务类型分类并排序，将排序后恢复出来的业务数据码流传送给上层模块。
(5)当有接口的P2P帧定位状态发生变化时，确定是否需要升降速处理。如果需要，则重新计算当前速率并上报给上层模块。
对于单个数据码流传送时，在发送端，将待传送的业务数据码流拆分为N字节的数据段，并在其前面加上4字节的头部信息构成一个反向复用帧，通过调度算法将此反向复用帧通过多路E1/T1接口中的其中一路发送至接收端。其中，头部信息的综合信息字一中有效负载标志(P)为1，线路接口编号(CID)为传送该包的E1/T1接口的编号。
如果有多个业务数据码流需要传送，则对它们分配不同的业务编号，然后分别进行上述处理，并且将业务编号填写入反向复用帧头部信息的综合信息字一的业务类型(SID)字段。每种业务数据码流的序号字节单独循环递增。
在无业务码流需要传送或业务码流总码率低于当前速率时，在接口上应传送反向复用空帧予以补充。所谓反向复用空帧，就是无有效负载的反向复用帧，其头部信息的综合信息字1中有效负载标志(P)为0。
业务数据码流仅在P2P帧定位状态为P2P帧定位的接口上传送，在P2P状态不为P2P帧定位的接口上仅传送反向复用空帧。在接收方，过滤掉反向复用空帧，根据业务类型(SID)将反向复用帧分类，并分别根据序号进行排序，按顺序将数据负载恢复为原始的业务数据码流。
多路E1/T1接口之间由于路由或其他原因可能存在相对的时延，即发送方在同一个8K中通过多路E1/T1发送的数据在接收方不能在同一个8K中收到，有些可能晚几个8K，这取决于线路自身的特性。系统应当确定一个最大容忍的相对时延，接收方在对反向复用帧进行排序时，对在最大时延范围内未抵达的反向复用帧继续等待，而对超过最大时延范围未抵达的反向复用帧予以丢弃。最大时延的确定和系统的存储器容量相关，最大时延越大，存储器容量需求也越大。
本发明的带宽使用率取决于反向复用帧中数据负载的长度N。N越大，带宽的使用率越高，但业务数据码流传送延时越大，对存储器容量的要求也越大；N越小，带宽的使用率越低，但传送延时越小，对存储器容量的要求也越小。用户可以根据实际系统的性能要求、系统的处理能力和存储器容量综合考虑来确定N的大小。
带宽使用率＝N/(N+4)
例如：当N＝256时，带宽使用率为98.46％。
综上所述，可以看出本发明是一种可以实现带宽利用率高、适合多种业务码流，而且传输时不会发生码流中断的多网络接口反向复用方法。
Claims (3)
1.一种多网络接口反向复用方法，所述方法包括以下处理步骤：
1)发送端将待传送的业务数据码流拆分为多个N字节数据段，在每个数据段上增加一个带有数据段排列序号的头部信息，通过调度算法将包括头部信息的各数据段由多路E1/T1接口中的其中一路发送至接收端；
2)接收端从各路E1/T1接口中收到数据段中提取头部信息中的序号，并将数据段排序后进行组合，得到业务数据码流；其特征在于，
当需要传送多个业务数据码流时，所述数据段头部信息还包括业务编号，而且数据段排列序号根据业务数据类型的不同分别循环编号。
2.根据权利要求1所述的多网络接口反向复用方法，其特征在于，所述步骤1)前还包括以下处理步骤：
系统初始化时，各发送端构造并发送无效数据段，根据各接收端接收到的数据段信息确定出可用于接收业务数据的接收端。
3.根据权利要求1所述的多网络接口反向复用方法，其特征在于，所述头部信息包括以下内容：用于标记数据段开始的同步字，用于标识数据段先后顺序的序号，包括远端告警信息、有效负载标志、线路接口次序、业务类型的综合信息字一，以及包括CRC校验字段和保留字段的综合信息字二。
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