CN101039156B - 同步数字系列业务数据传送方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同步数字系列业务数据传送方法及装置，其中所述方法包括：发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照源宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，封装成所述分组交换网络传送的数据帧后发送；接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，按照所述源宿端同步的同一参考时钟对所述数据帧进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流。本发明可以实现在包交换网络传送同步数字系列业务数据，且被传送同步数字系列业务信号的时钟指标与同步数字系列网络中的时钟指标相当，并使被传送信号延时降低。

Description

同步数字系列业务数据传送方法及装置

技术领域

本发明涉及包交换网络技术领域，更具体的说，本发明涉及一种分组交换网络中的同步数字系列业务数据传送方法及装置。

背景技术

分组交换网络(PSN，Packet-Switched Network)通常包含由以太网交换机(二、三层交换机)、路由器构建的IP网络，以及由MPLS交换机构建的MPLS网络以及异步传输模式(ATM，Asynchronous Transfer Mod)网络等。随着宽带数据业务的迅速发展，原来以时分复用技术为核心的SDH体制渐露不足，而以分组交换为基础的网络以其优越的带宽统计复用功能，正在成为运营商建设新一代承载网的焦点。

PSN网络在对包业务进行传送时有其天然优势，目前在PSN网络中除了承载包业务外，还需要承载其他的业务，例如时分复用业务(通常包括同步数字系列业务(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)或准同步数字系列(PDH，Plesiochronous Digital Hierarchy)业务)等，对于PDH/SDH业务，为了实现在PSN网络中承载，现有技术通常通过电路仿真技术(CES，Circuit EmulationService)实现。所谓电路仿真，就是在源端将连续的业务数据流切片成包进行传送，在宿端再将业务数据流从包中恢复出来的过程，在采用电路仿真技术传送PDH/SDH业务数据时，一般采用将PDH/SDH业务数据码流按字节进行打包(例如64字节为一个包)，放置到分组网络传送帧中的净荷区域，再添加分组网络所需的其它包头信息进行传送。

采用所述电路仿真方式接收端接收PDH业务数据的工作原理参考图1所示：

接收端包括接收数据的终端设备、对网络来的数据进行缓冲的FIFO缓冲区以及根据所述FIFO充满程度进行频率控制的锁相环，接收数据时，经过网络传送的数据首先进入FIFO缓冲区，存入的速率等于包从网络到达的速率。FIFO缓冲区数据传送给终端设备是由本地时钟控制的，本地时钟由锁相环PLL产生，PLL的时钟输出由FIFO的充满程度控制，若FIFO缓冲区趋于读空，则PLL输出的时钟变慢；若FIFO缓冲区趋于溢出，则PLL输出的时钟变快。由于在PSN网络中，包的传送延时变化很大，FIFO充满程度一直会有很大的随机波动，所以输出的本地时钟质量不好，从而导致所传送业务的时钟劣化，上述技术在传送SDH业务数据时同样存在所述的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种同步数字系列业务数据传送方法及装置，以实现在包交换网络传送同步数字系列业务数据，且被传送同步数字系列业务信号的时钟指标与同步数字系列网络中的时钟指标相当，并使被传送信号延时降低。

为解决上述问题，本发明的同步数字系列业务数据传送方法，包括：

a、发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，封装成分组交换网络传送的数据帧后发送；

b、接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，按照所述发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对解封装后的数据帧进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流。

其中，步骤a具体包括：

a1、发送数据的源端以指针调整方式按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对同步数字系列业务数据流进行速率适配，切片形成净荷数据包；

a2、将各个净荷数据包添加相应的包头封装为所述分组交换网络传送的数据帧后发送出去；

步骤b具体包括：

b1、接收数据的宿端对来自所述分组交换网络的数据帧进行解封装，获取传送的同步数字系列业务数据流的各个净荷数据包；

b2、对所述各个净荷数据包进行乱序、丢失处理，按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟将所述各个净荷数据包输出，恢复被传送的同步数字系列业务数据流。

其中，步骤b2中所述对净荷数据包进行丢失处理采用：

按字节数补齐丢失数据；或

按照所丢失的净荷数据包在同步数字系列业务数据帧中的位置进行补齐相应丢失数据。

其中，步骤a2中封装数据帧时以所述净荷数据包的序列号指示净荷数据包的先后顺序，以及该封装的数据帧在同步数字系列业务数据帧中的位置，步骤b2中根据所述序列号对同步数字系列业务数据帧中的各个净荷数据包进行乱序、丢失处理。

可选地，所述包头为以太网、虚拟局域网标签VLAN、多协议标签交换MPLS、PWE3、互联协议IP、用户数据包协议UDP、异步传输模式ATM信头或所述各项的组合。

相应地，本发明的同步数字系列业务数据传送装置，包括：

速率适配数据发送装置，用于发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，封装成分组交换网络传送的数据帧后发送；

速率解适配数据接收装置，用于接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，按照所述发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对解封装后的数据帧进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流。

其中，所述速率适配数据发送装置包括：

指针调整装置，用于发送数据的源端以指针调整方式按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对传送的同步数字系列业务数据流进行速率适配；

切片装置，用于将所述速率适配的同步数字系列业务数据流切片形成净荷数据包；

数据帧封装发送装置，用于将所述净荷数据包添加相应的包头封装为所述分组交换网络传送的数据帧后发送出去；

所述速率解适配数据接收装置包括：

数据帧解封装接收装置，对来自所述分组交换网络的数据帧进行解封装，获取传送的同步数字系列业务数据流的各个净荷数据包；

数据恢复装置，用于对所述各个净荷数据包进行乱序、丢失处理，按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟将所述各个净荷数据包输出，恢复被传送的同步数字系列业务数据流。

其中，所述数据帧封装发送装置封装时以所述净荷数据包的序列号指示净荷数据包的先后顺序，以及该封装的数据帧在同步数字系列业务数据帧中的位置，所述数据恢复装置根据所述净荷数据包序列号对同步数字系列业务 数据帧中的各个净荷数据包进行乱序、容器丢失处理。

其中，所述数据恢复装置对净荷数据包进行丢失处理采用：

按字节数补齐丢失数据；或

按照所丢失的净荷数据包在同步数字系列业务数据帧中的位置进行补齐相应丢失数据。

可选地，所述数据帧封装发送装置封装的所述包头为以太网、虚拟局域网标签VLAN、多协议标签交换MPLS、PWE3、互联协议IP、用户数据包协议UDP、异步传输模式ATM信头或所述各项的组合。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明中发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照源宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，封装成所述分组交换网络传送的数据帧后发送；接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，同样按照所述源宿端同步的同一参考时钟对所述数据帧中进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流，从而可实现在包交换网络中传送同步数字系列业务数据，且被传送同步数字系列业务信号的时钟指标与同步数字系列网络中的时钟指标相当，并使被传送信号延时降低。

附图说明

图1是是现有技术接收业务数据的示意图；

图2是本发明源宿端基于同一参考时钟传送SDH业务数据的示意图；

图3是SDH网络时钟同步时源宿端基于同一参考时钟传送SDH业务数据的示意图；

图4是本发明源端按照指针调整方式发送SDH业务数据的示意图；

图5是本发明中对STM-1信号进行切片的示意图；

图6是本发明中将SDH信号封装到以太网帧的基本帧结构示意图；

图7是图6所示帧结构中CONTROLWORD字段结构；

图8是本发明宿端接收SDH业务数据的示意图；

图9是本发明同步数字系列业务数据传送装置的示意图；

图10是本发明同步数字系列业务数据传送装置的一种具体实现示意图。

具体实施方式

本发明应用在分组交换网络中进行SDH业务数据传送，其核心在于发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照源宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，也即对不同速率大小的SDH业务数据流，本发明中均按照源宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，然后封装成所述分组交换网络传送的数据帧后发送；与之相适应的，本发明中接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，同样按照所述源宿端同步的同一参考时钟对所述数据帧进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流，可避免通过来自PSN网络数据包的快慢来恢复时钟，能够解决PSN网络传送SDH信号时钟劣化的问题，下面详细进行说明。

参考图2，本发明中发送业务数据的源端设备系统与接收业务数据的宿端设备系统基于同一参考时钟，源、宿设备系统时钟的同步可以由该设备所处的网络利用自己的物理层来传递同步信息，使得源、宿设备系统时钟同步，也可以由外部时钟源提供同步，比如GPS；当两端的SDH网络时钟同步时，参考时钟也可以直接使用被传送信号所携带的时钟，如图3所示。

本发明中源端需对同步数字系列业务数据流进行速率适配，例如指针调 整方式，即在源端可以利用指针调整，将被传送SDH信号频率适配到参考时钟频率，具体实现时还可采用其他速率适配方式，这里不再赘述。

下面以指针调整进行速率适配具体说明详细的SDH业务数据传送过程。

参考图4，本发明中发送SDH业务数据时，被传送SDH信号首先经过物理层处理后恢复出二进制数据和时钟，经过帧搜索后，确定指针位置，然后进行指针调整完成被传送SDH信号的频率到参考时钟频率的适配，适配后的数据帧是完整的SDH数据帧，包括了所有段开销和新生成的指针，继续对所述完整的SDH数据帧进行按字节切片，如图5所示，可以90字节为一片进行切片形成净荷数据包，另外，为了宿端方便对丢包进行处理，具体切片时最好从帧定位字节“A1A2”开始。

另外，为了在所述的PSN网络中传送，还需将各个净荷数据包添加相应的包头封装为所述分组交换网络传送的数据帧后发送出去，具体对于不同的网络所述包头也不一样，例如，所述包头可以为以太网、虚拟局域网标签VLAN、多协议标签交换MPLS、PWE3、互联协议IP、用户数据包协议UDP以及异步传输模式ATM信头中一个或几个的组合，具体封装过程为现有技术，这里不再赘述。

参考图6，该图是本发明中将TDMoIP(本发明中只针对SDH信号)封装到以太网帧的基本结构，其中所述以太网包括容器数据包用来承载输入信号流。所述容器数据包包括数据域及CONTROL WORD字段，参考图7，该图是所述CONTROL WORD字段结构示意图，所述CONTROL WORD字段具体包括如下：

FORM ID：用来指示净荷的类型，比如说T1/E1/T3/E3有带帧结构的，和不带帧结构的，有恒定比特率适时业务和变比特率适时业务，FORM ID会有不同的值进行标识。

L：本地信号失效；

R：远端接收失效；

RES：保留；

LENGTH：指示CONTROL WORD和PAYLOAD的长度；

SEQUENC NUMBER：序列号，每发送一个数据包，该值加一。

为了在宿端有效的解决数据包乱序问题，本发明中封装数据帧时可以所述净荷数据包的序列号指示数据包的先后顺序，以及该帧在SDH帧中的位置，即可以对多个SDH帧(例如：8帧、16帧等)使用一个连续Sequence Number周期，如图5中是以STM-1信号为例，对于STM-4、STM-16、STM-64同样可以按照此方法，先通过指针调整完成信号速率到参考时钟频率的适配，再按固定字节数装入包中顺序发送。带有control word字段的净荷数据包，添加PSN网络所需的其它包头后形成完整的数据帧，再经过物理层处理后即可发送到PSN网络传送。

参考图8，与宿端相应，本发明中接收业务数据时，宿端经过物理层处理，对来自网络的数据帧进行解封装，获取传送的SDH业务数据流的各个净荷数据包；对所述各个净荷数据包进行乱序、丢失处理，具体实现时，首先根据净荷数据包所携带的Sequence Number对数据包进行乱序恢复，丢失处理。对丢失的数据包的处理有如下两种较简单的方式：

1.按字节数补齐丢失数据；或

2.按照所丢失的净荷数据包在同步数字系列帧中的位置进行补齐相应丢失数据，比如比如A1A2丢失的情况下，可以将A1A2补齐。

经过乱序、丢失处理后的数据，按照源宿端同步的同一参考时钟即可将所述各个净荷数据包输出，形成串行数据流，恢复被传送的SDH业务数据流。

下面说明本发明的另一方面。

参考图9，该图是本发明同步数字系列业务数据传送装置的示意图，所述装置主要包括：

速率适配数据发送装置11，用于发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照源宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，封装成所述分组交换网络传送的数据帧后发送；

速率解适配数据接收装置12，用于接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，按照所述源宿端同步的同一参考时钟对所述数据帧中进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流。

下面详细说明，参考图10，该图是本发明同步数字系列业务数据传送装置的一种具体实现示意图，其中所述速率适配数据发送装置11具体包括：

指针调整装置111，所述指针调整装置111主要用于源端以指针调整方式按照源宿端同步的同一参考时钟对传送的同步数字系列业务数据流进行速率适配；

切片装置112，所述切片装置112主要用于将所述速率适配的同步数字系列业务数据流切片形成净荷数据包，具体切片方式可参考前述说明，这里不再赘述；

数据帧封装发送装置113，用于将所述净荷数据包添加相应的包头封装为所述分组交换网络传送的数据帧后发送出去；具体实现时，为了在包交换网络中进行传送，需要将所述的各个净荷数据包添加相应的包头并经过物理层处理后封装为包交换网络可传送的数据帧，也即由本发明所述的数据帧封装发送装置113将各个净荷数据包加上相应的包头封装为包交换网络可传送的数据帧后发送出去，具体包头参考前述说明，这里不再赘述。

相应地，本发明中所述速率解适配数据接收装置12具体包括：

数据帧解封装接收装置121，所述数据帧解封装接收装置121主要对来自网络的数据帧进行解封装，获取传送的同步数字系列业务数据流的各个净荷数据包；与接收端相对应，本发明中所述数据帧解封装接收装置121需要将来自网络的数据经过物理层处理后，解封装获取传送的SDH业务数据流的各 个净荷数据包；

数据恢复装置122，所述数据恢复装置122主要用于对所述各个净荷数据包进行乱序、丢失处理，按照源宿端同步的同一参考时钟将所述各个净荷数据包输出，恢复被传送的同步数字系列业务数据流。

需要说明的，本发明中所述数据帧封装发送装置113封装时可以所述净荷数据包的序列号指示数据包的先后顺序，以及该帧在SDH帧中的位置，所述数据帧解封装接收装置121可根据所述净荷数据包序列号对数据帧中的各个净荷数据包进行乱序、容器丢失处理，具体丢失可参考前述说明，这里不再赘述。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种同步数字系列业务数据传送方法，其特征在于，包括：

a、发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，封装成分组交换网络传送的数据帧后发送；

b、接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，按照所述发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对解封装后的数据帧进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流；

其中步骤a具体包括：

a1、发送数据的源端确定指针位置，以指针调整方式按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对同步数字系列业务数据流进行速率适配，适配后的数据帧是完整的同步数字系列业务数据帧，适配后的数据帧包括所有段开销和新生成的指针，对适配后的数据帧进行切片形成净荷数据包；

a2、将各个净荷数据包添加相应的包头封装为所述分组交换网络传送的数据帧后发送出去；

步骤b具体包括：

b1、接收数据的宿端对来自所述分组交换网络的数据帧进行解封装，获取传送的同步数字系列业务数据流的各个净荷数据包；

b2、对所述各个净荷数据包进行乱序、丢失处理，按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟将所述各个净荷数据包输出，恢复被传送的同步数字系列业务数据流。

2.根据权利要求1所述的同步数字系列业务数据传送方法，其特征在于，步骤b2中所述对净荷数据包进行丢失处理采用：

按字节数补齐丢失数据；或

按照所丢失的净荷数据包在同步数字系列业务数据帧中的位置进行补齐相应丢失数据。

3.根据权利要求1所述的同步数字系列业务数据传送方法，其特征在于，步骤a2中封装数据帧时以所述净荷数据包的序列号指示净荷数据包的先后顺序，以及该封装的数据帧在同步数字系列业务数据帧中的位置，步骤b2中根据所述序列号对同步数字系列业务数据帧中的各个净荷数据包进行乱序、丢失处理。

4.根据权利要求1-3任一项所述的同步数字系列业务数据传送方法，其特征在于，所述包头为以太网、虚拟局域网标签VLAN、多协议标签交换MPLS、PWE3、互联协议IP、用户数据包协议UDP、异步传输模式ATM信头或所述各项的组合。

5.一种同步数字系列业务数据传送装置，其特征在于，包括：

速率适配数据发送装置，用于发送数据的源端将同步数字系列业务数据流按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟进行速率适配，封装成分组交换网络传送的数据帧后发送；

速率解适配数据接收装置，用于接收数据的宿端解封装来自所述分组交换网络的数据帧，按照所述发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对解封装后的数据帧进行速率解适配后获取传送的同步数字系列业务数据流；

其中所述速率适配数据发送装置包括：

指针调整装置，用于发送数据的源端确定指针位置，以指针调整方式按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟对传送的同步数字系列业务数据流进行速率适配，适配后的数据帧是完整的同步数字系列业务数据帧，适配后的数据帧包括所有段开销和新生成的指针；

切片装置，用于将所述速率适配的同步数字系列业务数据帧切片形成净荷数据包；

数据帧封装发送装置，用于将所述净荷数据包添加相应的包头封装为所述分组交换网络传送的数据帧后发送出去；

所述速率解适配数据接收装置包括：

数据帧解封装接收装置，对来自所述分组交换网络的数据帧进行解封装，获取传送的同步数字系列业务数据流的各个净荷数据包；

数据恢复装置，用于对所述各个净荷数据包进行乱序、丢失处理，按照发送数据的源端与接收数据的宿端同步的同一参考时钟将所述各个净荷数据包输出，恢复被传送的同步数字系列业务数据流。

6.根据权利要求5所述的同步数字系列业务数据传送装置，其特征在于，所述数据帧封装发送装置封装时以所述净荷数据包的序列号指示净荷数据包的先后顺序，以及该封装的数据帧在同步数字系列业务数据帧中的位置，所述数据恢复装置根据所述净荷数据包序列号对同步数字系列业务数据帧中的各个净荷数据包进行乱序、丢失处理。

7.根据权利要求5所述的同步数字系列业务数据传送装置，其特征在于，所述数据恢复装置对净荷数据包进行丢失处理采用：

按字节数补齐丢失数据；或

按照所丢失的净荷数据包在同步数字系列业务数据帧中的位置进行补齐相应丢失数据。

8.根据权利要求6所述的同步数字系列业务数据传送装置，其特征在于，所述数据帧封装发送装置封装的所述包头为以太网、虚拟局域网标签VLAN、多协议标签交换MPLS、PWE3、互联协议IP、用户数据包协议UDP、异步传输模式ATM信头或所述各项的组合。

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