CN101064720A - 提高基站接入业务流的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高基站接入业务流的方法，包括：使用双层虚拟局域网VLAN标识基站和网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型设定为双层VLAN；通过内层VLAN和外层VLAN中的信息共同标识一个数据通路标识；根据所述数据通路类型及所述数据通路标识维护所述数据通路。利用本发明，可以提高基站接入的业务流数量，节省VLAN资源，满足应用需求。

Description

提高基站接入业务流的方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体涉及一种提高基站接入业务流的方法。

背景技术

随着通信技术和新业务的部署，市场与技术的相互作用，宽带接入移动服务及更高数据速率业务的需求日益增长，用户需求的变化使固定宽带接入服务和移动服务在技术和业务上呈现融合的趋势，宽带移动化和移动宽带化逐渐成为两个领域技术发展的趋势，并互为补充、互相促进。在宽带移动化方面，IEEE802(电气和电子工程师协会)工作组先后制定了WLAN(无线局域网)和WiMAX(微波接入全球互通)等技术规范。

图1是WiMAX网络参考模型：

WiMAX网络由ASN(接入服务网络)和CSN(互连服务网络)组成。ASN由NAP(网络接入提供商)管理，CSN由NAP(网络服务提供商)管理。SS/MS(固定/移动终端)可能漫游到不是自己签约的CSN，即从Home NSP(家乡网络服务提供商)漫游到Visited NSP(拜访地网络服务提供商)。R1、R2、R3、R4、R5表示网络逻辑实体间的接口，ASP表示提供具体业务的运营商。

其中，ASN由一个或多个GW(网关)和BS(基站)逻辑实体组成，BS通过R6接口与GW相连，如图2所示。现有技术中，R6接口的Data Path(数据通路)采用隧道方式，可以是VLAN(虚拟局域网)、GRE(通用路由封装)隧道或者MPLS(多协议标签交换)。

在使用VLAN这种链路层封装协议来作R6接口的数据通路时，VLAN ID(虚拟局域网标识)为Data Path ID(数据通路标识)。由于VLAN ID只有12比特，除去0、1、FFF三个VLAN ID保留值，最多能表示的数据通路个数为：4096-3＝4093个。在数据通路的粒度为常用的业务流级的情况下，这意味着一个BS最多只能接入4093个业务流。而对于运营商而言，这种标识方式远远不能满足实际需要。而且，VLAN ID是宝贵的公共资源，如果直接使用VLAN ID来标识业务流，会造成资源的浪费。

另一方面，由于这些VLAN是网关和基站间的所有链路层设备可见的，在运营商的网络环境中，这些VLAN ID可能不是连续的值，这就需要在网关与基站间的每个链路层设备上对这些VLAN进行配置，而要在每个链路层设备上都配置上千条不连续的VLAN，人工配置的工作量将是非常庞大的。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高微波接入全球互通网络中基站接入业务流的方法，以克服现有技术中采用VLAN的封装方式能够标识的业务流不能满足实际需要的缺点，提高基站能够接入的业务流，节省VLAN资源，满足应用需求。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种提高基站接入业务流的方法，所述方法包括步骤：

A、使用双层虚拟局域网VLAN标识基站和网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型设定为双层VLAN；

B、通过内层VLAN和外层VLAN中的信息共同标识一个数据通路标识；

C、根据所述数据通路类型及所述数据通路标识维护所述数据通路。

可选地，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN ID共同标识一个数据通路标识。

将外层VLAN标识取连续或离散的值，内层VLAN标识取基站与网关分配的2至4094连续取值中的任一值，将每个外层VLAN标识与每个内层VLAN标识的组合作为一个数据通路标识。

可选地，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN的标签控制信息TCI共同标识一个数据通路标识。

将外层VLAN标识取连续或离散的值，内层VLAN的TCI取基站与网关分配的0至65535连续取值中的任一值，将每个外层VLAN标识与每个内层VLAN的TCI的组合作为一个数据通路标识。

所述步骤C具体为：

根据所述数据通路类型及所述数据通路标识创建、预创建、修改、删除所述数据通路。

一种提高基站接入业务流的方法，所述方法包括步骤：

a、使用双层虚拟局域网VLAN标识基站和网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型默认为VLAN；

b、通过内层VLAN和外层VLAN中的信息共同标识一个数据通路标识，每个数据通路标识对应所述基站接入的一个业务流；

c、根据所述数据通路类型及所述数据通路标识维护所述数据通路。

可选地，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN ID共同标识一个数据通路标识。

可选地，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN的标签控制信息TCI共同标识一个数据通路标识。

所述步骤c具体为：

根据所述数据通路类型及所述数据通路标识创建、预创建、修改、删除所述数据通路。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明通过使用双层VLAN标识基站和网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型设定为双层VLAN，这样，就可以由内层VLAN和外层VLAN中的信息共同来标识一个与基站接入的业务流相对应的数据通路标识，并根据该数据通路类型及数据通路标识创建、预创建、修改、删除所述数据通路。由于只有外层VLAN是网关和基站间的所有链路层设备可见的，网关和基站间的链路层设备不解析内层的802.1Q协议头，因此，在一般网关与基站间需要几万个数据通路标识的情况下，外层VLAN ID只需要分配几个或十几个即可。比如，如果通过外层VLAN ID和内层VLAN ID组合的方式来表示数据通路标识，则能表示的数据通路标识最大个数为：4093*4093＝16752649；如果通过外层VLAN ID和内层TCI字段组合的方式来表示数据通路标识，则能表示的数据通路标识最大个数为：4093*65536＝268238848。可见，利用本发明，不仅完成能够满足接入业务流的需求，而且，在数据通路标识总数一定的情况下，可以大大减少外层VLAN ID，外层VLAN个数的减少，将大大节省VLAN资源，同时也有效地减少了对网关与基站间的链路层设备的配置工作量。

附图说明

图1是现有技术中WiMAX网络参考模型；

图2是现有技术中ASN的参考模型；

图3是本发明方法的实现流程图；

图4是现有协议中带有802.1Q协议头的以太网帧结构；

图5是802.1Q协议头格式；

图6是本发明中双层VLAN封装的以太网帧结构；

图7是本发明方法中数据通路的创建流程；

图8是本发明方法中数据通路的预创建流程；

图9是本发明方法中数据通路的修改流程；

图10是本发明方法中数据通路的删除流程。

具体实施方式

本发明的核心在于在WiMAX(微波接入全球互通网络)中，针对单层VLAN来作为R6接口的数据通路可标识的业务流有限的情况，采用双层VLAN来标识基站与网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型设定为双层VLAN，由内层VLAN和外层VLAN中的信息共同来标识一个与基站接入的业务流相对应的数据通路标识，并根据该数据通路类型及数据通路标识来维护所述数据通路，包括对数据通路的创建、预创建、修改及删除等操作。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图3，图3示出了本发明方法的实现流程，包括以下步骤：

步骤301：使用双层VLAN(虚拟局域网)标识基站和网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型设定为双层VLAN。

本技术领域人员知道，VLAN封装遵循IEEE 802.1Q协议，即VirtualBridged Local Area Networks(虚拟局域网)协议，主要规定了VLAN的实现。

每一个支持802.1Q协议的主机，在发送数据包时，都在原来的以太网帧头中的源地址后增加了一个4字节的802.1Q帧头，之后接原来以太网的长度或类型域。

图4为带有802.1Q协议头的以太网帧结构，包括以下字段：

目的地址(6字节)、源地址(6字节)、802.1Q协议头(4字节)、长度/类型(2字节)、数据(46-1517字节)、FCS(帧校验序列，4字节)。

其中，4个字节的802.1Q标签头包含了2个字节的标签协议标识(TPID--Tag Protocol Identifier，它的值是8100)，和2个字节的标签控制信息(TCI--Tag Control Information)，TPID是IEEE定义的新的类型，表明这是一个加了802.1Q标签的本文，其格式如图5所示，包括以下字段：

TPID：标签协议标识，2字节，固定为8100；

TCI：标签控制信息，包括：Priority、cfi、VLAN ID；

Priority：优先级，3bit，可以表示8种优先级，用来区分管理数据和业务数据；

cfi(Canonical Format Indicator)：1bit，主要用于总线型的以太网与FDDI(光纤分布式数据接口)、令牌环网交换数据时的帧格式

VLAN ID：虚拟局域网的标识，12bit，除0、1、FFF三个VLAN ID保留外，其他VLAN ID标识不同的VLAN，指明VLAN的ID，一共4096个，每个支持802.1Q协议的主机发送出来的数据包都会包含这个域，以指明自己属于哪一个VLAN。

根据业务分类粒度的不同，数据通路可以分为三级：业务流级、用户级和基站级。通常采用业务流级。

由于NWG协议规定，网关与基站间的接口使用VLAN作为数据通路时，通过VLAN ID来标识数据通路标识，也就是说使用VLAN ID来标识基站接入的业务流，可见，使用IEEE 802.1Q协议的VLAN封装使得基站接入的业务流最多只能达到4093个。

为了提高WiMAX中基站可接入的业务流数量，就需要扩充VLAN封装中能够标识的数据通路标识的数量。

为此，本发明对基站与网关间的业务流采用了双层VLAN的封装方式，即在现有的带有VLAN头以太网帧结构中增加一层VLAN头，其结构如图6所示：

在802.1Q协议头的外层再封装一层802.1Q协议头。由于网关与基站间的链路层设备只解析外层的802.1Q协议头，因此，可以通过外层802.1Q协议头和内层802.1Q协议头中的信息共同来标识一个数据通路标识。

步骤302：通过内层VLAN和外层VLAN中的信息共同标识一个数据通路标识，每个数据通路标识可以对应一个业务流、用户、或基站。

具体可以有以下几种方式：

在数据通路类型中增加一个类型表示双层VLAN，比如，表示为VLANStacking，以示与单层VLAN的区别。对于这种类型的数据通路，通过以下方式来标识Data Path ID。

(1)由外层VLAN ID和内层VLAN ID共同标识一个数据通路标识：

根据组网需要，外层VLAN ID可以为几个连续或离散的值，内层VLANID为网关与基站分配的2～4094连续取值空间中的任一值。外层和内层VLANID共同标识一个Data Path ID。这样，在Data Path ID总数一定的情况下，外层VLAN ID总数只是原来的1/4093，外层VLAN数将大大减少。能表示的Data Path ID最大个数为：4093*4093＝16752649，这已完全能满足最大需求。但在一般网关与基站间需要几万个Data Path ID的情况下，外层VLAN ID只需要分配几个或十几个。

由于只有外层VLAN是网关与基站间的所有链路层设备可见的，外层VLAN数的大大减少，将大大节省VLAN资源，同时也大大节省了网关与基站间的链路层设备配置工作量。

(2)由外层VLAN ID和内层VLAN的TCI共同标识一个数据通路标识：

由于网关与基站间的链路层设备不解析内层的802.1Q协议头，这样内层VLAN 16bit的TCI字段(包括VLAN ID和其前面的4bit)可全部用于业务流的标识。这样，内层VLAN的TCI可为0～65535连续取值空间中的任一值。外层VLAN ID和内层VLAN的TCI共同标识一个Data Path ID。这样，在DataPath ID总数一定的情况下，外层VLAN ID总数只是原来的1/65536。能表示的Data Path ID最大个数为：4093*65536＝268238848。

也可以将数据通路类型VLAN默认为双层VLAN，也就是说，统一采用双层VLAN对基站与网关之间传送的数据流进行封装，这样，仍采用上述两种标识方式，可以有效地扩展基站接入的业务流。

步骤303：根据数据通路类型及数据通路标识对建立的数据通路进行维护。

本技术领域人员知道，R6接口数据通路的维护包括：创建、预创建、修改、删除。

如果采用VLAN Stacking来标识数据通路的类型，则为了实现VLANStacking功能，需要相应地修改数据通路维护流程中各消息的数据通路类型及数据通路标识；如果采用VLAN来默认标识双层VLAN的数据通路，则只需相应地修改数据通路维护流程中的数据通路标识即可。

假设数据通路类型为VLAN Stacking，4字节的数据通路标识通过12bit的外层VLAN ID和12bit的内层VLAN ID共同来标识。

下面分别对数据通路的创建、预创建、修改、删除流程进行详细说明。

参照图7所示数据通路的创建流程：

1.当基站接入一个业务流时，基站向网关发送Path Registration Request(路径创建请求)消息，在该消息中包含Data Path Type(数据通路类型)和Data Path ID(数据通路标识)信息。其中，Data Path Type为VLAN Stacking，Data Path ID为外层“VLAN ID+内层VLAN ID”。

2.网关收到Path Registration Request消息后，提取该消息中的Data PathType和Data Path ID，向基站回应Path Registration Response(路径创建响应)消息，在该消息中携带Data Path Type和Data Path ID；

3.基站收到Path Registration Request消息后，向网关回应Path RegistrationAcknowledge(路径创建确认)消息，在该消息中携带Data Path Type和Data PathID。

这样，就完成了一个业务流数据通路的创建过程，通过该通路即可传输该业务流。

参照图8所示数据通路的预创建流程：

1.基站向网关发送Path Pre-Registration Request(路径预创建请求)消息，在该消息中包含Data Path Type(数据通路类型)和Data Path ID(数据通路标识)信息。其中，Data Path Type为VLAN Stacking，Data Path ID为外层“VLANID+内层VLAN ID”。

2.网关收到Path Pre-Registration Request消息后，提取该消息中的DataPath Type和Data Path ID，向基站回应Path Pre-Registration Response(路径预创建响应)消息，在该消息中携带Data Path Type和Data Path ID；

3.基站收到Path Pre-Registration Response消息后，向网关回应PathPre-Registration Acknowledge(路径预创建确认)消息，在该消息中携带DataPath Type和Data Path ID。

这样，就完成了一个业务流数据通路的预创建过程。

参照图9所示数据通路的修改流程：

1.基站/网关向网关/基站发送Path Modification Request(路径修改请求)消息，在该消息中包含Data Path Type(数据通路类型)和Data Path ID(数据通路标识)信息。其中，Data Path Type为VLAN Stacking，Data Path ID为外层“VLAN ID+内层VLAN ID”；

2.网关/基站收到Path Modification Request消息后，提取该消息中的DataPath Type和Data Path ID，向基站/网关回应Path Modification Response(路径修改响应)消息，在该消息中携带Data Path Type和Data Path ID；

3.基站/网关收到Path Modification Response消息后，向网关/基站回应Path Modification Acknowledge(路径修改确认)消息，在该消息中携带Data PathType和Data Path ID。

这样，就完成了一个业务流数据通路的修改过程。

参照图10所示数据通路的删除流程：

1.网关向基站发送Path De-Registration Request(路径删除请求)消息，在该消息中包含Data Path Type(数据通路类型)和Data Path ID(数据通路标识)信息。其中，Data Path Type为VLAN Stacking，Data Path ID为外层“VLANID+内层VLAN ID”；

2.基站收到Path De-Registration Request消息后，提取该消息中的DataPath Type和Data Path ID，向网关回应Path De-Registration Response(路径删除响应)消息，在该消息中携带Data Path Type和Data Path ID；

3.网关收到Path De-Registration Response消息后，向基站回应PathDe-Registration Acknowledge(路径删除确认)消息，在该消息中携带Data PathType和Data Path ID。

这样，即删除了一个业务流对应的数据通路。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (10)

1、一种提高基站接入业务流的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

A、使用双层虚拟局域网VLAN标识基站和网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型设定为双层VLAN；

B、通过内层VLAN和外层VLAN中的信息共同标识一个数据通路标识；

C、根据所述数据通路类型及所述数据通路标识维护所述数据通路。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN ID共同标识一个数据通路标识。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

将外层VLAN标识取连续或离散的值，内层VLAN标识取基站与网关分配的2至4094连续取值中的任一值，将每个外层VLAN标识与每个内层VLAN标识的组合作为一个数据通路标识。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN的标签控制信息TCI共同标识一个数据通路标识。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

将外层VLAN标识取连续或离散的值，内层VLAN的TCI取基站与网关分配的0至65535连续取值中的任一值，将每个外层VLAN标识与每个内层VLAN的TCI的组合作为一个数据通路标识。

6、根据权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体为：

根据所述数据通路类型及所述数据通路标识创建、预创建、修改、删除所述数据通路。

7、一种提高基站接入业务流的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

a、使用双层虚拟局域网VLAN标识基站和网关之间的数据通路，并将该数据通路的类型默认为VLAN；

b、通过内层VLAN和外层VLAN中的信息共同标识一个数据通路标识，每个数据通路标识对应所述基站接入的一个业务流；

c、根据所述数据通路类型及所述数据通路标识维护所述数据通路。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN ID共同标识一个数据通路标识。

9、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：

通过外层虚拟局域网标识VLAN ID和内层VLAN的标签控制信息TCI共同标识一个数据通路标识。

10、根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤c具体为：

根据所述数据通路类型及所述数据通路标识创建、预创建、修改、删除所述数据通路。

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