CN101132327A - Ip电信网系统综合业务数据传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据传输网，特别涉及IP电信网系统中数据传输方法。本发明针对现有技术不能适应综合业务传输的缺点，提供一种IP电信网系统综合业务数据传输方法，以实现IP电信网的多业务网络功能。本发明的技术方案是，根据数据传输类型，采用面向连接和面向无连接传输方式，对数据包进行分组传输。本发明的有益效果是，能够实现系统的综合业务传输功能，能够根据不同业务类型，采用不同的分组封装和传输技术，充分利用两种传输方式的特点，使系统方便和高效地实现各种业务的传输。

Description

IP电信网系统综合业务数据传输方法

技术领域

本发明涉及数据传输网，特别涉及IP电信网系统中数据传输方法。

背景技术

网络层的端到端传输技术，目前主要有两种传输方式，一种是面向连接技术，一种是面向无连接(或称为不面向连接)技术。面向连接技术是在传输数据前，先通过一个带有网络地址(被叫和主叫)信息的呼叫信令，和对端建立一个连接，后续的数据传输在这个连接上进行，完成数据传输后，再通过信令来拆除这个连接。面向连接技术通过在建立连接时分配资源，拆除连接释放资源，能够容易做到资源的动态分配和保障，并且在随路信令系统中，能够有效减少数据分组的分组头长度，提高数据传输的效率。适合于话音、视频等实时性要求较高的资源保障性业务。面向连接技术具有连接过程，在连接建立后，就独享分配给该连接的资源，例如话音连接，哪怕没有实际的话音传输，也要占用资源。因此，它不适合短信、邮件、以及广播等非实时性业务或电报类业务。对于传输这些非实时性或电报类业务，正是面向无连接技术的特长。面向无连接技术在传输数据时，不需要先建立连接，直接在每个数据分组头上附带网络地址等信息进行传输。面向无连接技术，没有连接过程，不独占资源，能够大幅提高网络系统的资源利用率。所以，这两者技术，各自具有自己的特点，各自适应不同的业务类型。在现有的网络层传输技术中，要么采用面向连接技术，如PSTN、ISDN、ATM等网络，要么采用面向无连接技术，如IP网。由于它们采用技术的局限性，使得它们都不能很好解决综合业务数据有效传输问题。

IP电信网是融合了IP技术和电信网技术的新型电信网络，其网络系统结构，请参见中国发明专利公开说明书【发明名称：IP电信网系统及其实现方法；公开号：CN 1578238A；公开日：2005年2月9日】。要使IP电信网能够通过终端或边缘关口设备接入各类业务，如电话、视频类实时性业务，以及短信、邮件、广播等电报类(或称为数据报类)业务，并根据这些不同业务类型，在网络层采用不同的传输技术(面向连接技术和面向无连接技术)和分组封装结构来高效、灵活地传输它们，目前现有的各种网络层传输技术的分组结构(如PSTN、ATM、FR、IP等)都不能实现这些功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术不能适应综合业务传输的缺点，提供一种IP电信网系统综合业务数据传输方法，以实现IP电信网的多业务网络功能。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，IP电信网系统综合业务数据传输方法，包括如下步骤：

a.判断数据传输类型；

b.对于判断为面向连接的数据传输类型，如果系统中存在满足相应条件的连接，则直接对数据进行分组封装和传输；如果满足相应条件的连接不存在则执行以下步骤：

b1.发送建立端到端连接的呼叫请求，所述呼叫请求携带连接编号、源地址和目的地址；

b2.收到对方响应确认后，在数据分组封装中标识上述连接编号进行传输；

c.对于判断为面向无连接的数据传输类型，对数据进行分组封装后，通过相应的接口传输。

本发明的有益效果是，能够实现系统的综合业务传输功能，能够根据不同业务类型，采用不同的分组封装和传输技术，充分利用两种传输方式的特点，使系统方便和高效地实现各种业务的传输。利用面向连接传输方式的资源保障优势，使IP电信网系统为资源保障型业务提供高质量的传输服务，利用面向连接传输方式的大数据量(多分组)高效传输优势，使IP电信网系统为文件传输类等大数据量业务，提供有效的传输服务。利用面向无连接传输方式的高效、快捷优势，使IP电信网系统为无连接型业务提供高效的传输服务。

附图说明

图1是IP电信网系统结构示意图；

图2是承载于可靠链路控制协议中的分组格式示意图；

图3是承载于精简链路控制协议中的分组格式示意图；

图4是面向连接的通用信令分组格式示意图；

图5是呼叫请求分组格式示意图；

图6是面向连接的数据分组格式示意图；

图7是面向无连接的数据分组格式示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施方式，详细描述本发明的技术方案。

本发明的技术方案是，IP电信网系统综合业务数据传输方法，包括如下步骤：

IP电信网系统综合业务数据传输方法，包括如下步骤：

a.判断数据传输类型；

b.对于判断为面向连接的数据传输类型，如果系统中存在满足相应条件的连接，则直接对数据进行分组封装和传输；如果满足相应条件的连接不存在则执行以下步骤：

b1.发送建立端到端连接的呼叫请求，所述呼叫请求携带连接编号、源地址和目的地址；

b2.收到对方响应确认后，在数据分组封装中标识上述连接编号进行传输；

c.对于判断为面向无连接的数据传输类型，对数据进行分组封装后，通过相应的接口传输；

具体的是，步骤b中所述分组封装的格式包括地址字段，类型字段，信息载荷及帧效验字段；所述信息载荷包含连接编号；

具体的是，步骤c中所述分组封装的格式包括地址字段，类型字段，信息载荷及帧效验字段；所述信息载荷包含数据包参数；

进一步的是，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按边缘关口设备的外网接口来设定数据业务类型；对来自于这些接口的数据，根据预先的设定，判断数据传输类型；

或者，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的源端网段地址，设定相应数据传输类型，对不同源端网段地址的数据，根据预先设定判断数据传输类型；

或者，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的目的端网段地址，设定相应数据传输类型，对不同目的端网段地址的数据，根据预先设定判断数据传输类型；

或者，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的业务类型，设定相应数据传输类型，对不同业务类型的数据，根据预先设定判断数据传输类型；

或者，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的载荷类型设定相应数据传输类型，对不同信息载荷类型的数据，根据预先设定判断数据传输类型；

或者，所述步骤a是：IP电信网的终端设备根据终端的不同类型判断数据传输类型。

在对本发明进行说明之前，有必要对IP电信网系统的结构和运行原理作一个简要的说明。

IP电信网结构如图1所示，网络系统至少包含一个节点设备(CR、MR、AR)，一个地址转换设备ADT，一个网络管理设备NM，多个边缘关口设备ED或终端设备TE。对于现有网络(如IP网络)，通过边缘关口设备ED和地址转换设备ADT进行地址转换，把现有网络(如IP网)接入网内。对于IP电信网终端设备直接通过AR接入网络中。

IP电信网的工作原理如下：

对于接入外网等现有网络的场合，下面以接入的外网是IP网络为例进行描述。IP电信网的边缘关口设备一方面运行外网路由协议，如IP网络的BGP协议，一方面运行IP电信网的网内的协议，边缘关口设备通过网内协议向地址转换设备通告外网路由信息。网络运行中，当边缘关口设备从外网接口接收到需要转发的IP包时，根据IP包目的IP地址，通过网内协议向地址转换设备发送地址转换请求，地址转换设备查找地址转换表，将转换结果发回给边缘关口设备，边缘关口设备用这个返回的网内地址和本发明提出的两种传输方法(面向连接和面向无连接)之一来封装和发送这个包。

IP电信网针对不同业务类型，将提供面向连接服务和面向无连接服务。针对电话等实时类业务，提供面向连接服务；针对短信等非实时业务将提供面向无连接服务。网络提供何种服务由终端业务类型决定，并在协议中实现。

当按本发明提出的传输类型判断方法，判断该包是面向连接型业务时，则按面向连接的传输方式建立连接，该连接用连接编号CN标识。在建立这个连接的过程中，网络中相应节点设备都要为此连接分配资源(如接口带宽资源等)，以保障该连接上分组的传输质量。

当连接建立后，将把接收到的IP包按面向连接的分组封装格式进行封装并在这个连接上进行传输。IP电信网系统中和这个连接相关的所有节点设备在传输该连接上的数据分组时，通过分组中的连接编号CN进行识别并高效地传输它们。该连接将保持一定时间，以便传输更多同类(目的地址相同、传输类型相同)IP包。在一定时间内该连接没有同类包传输时，系统将自动拆除该连接，释放出相关资源。

当按本发明提出的传输类型判断方法，判断IP包是面向无连接型业务时，则按面向无连接的传输方式封装这个IP包，封装格式如图7所示。在分组的包头中，携带有目的地址信息，网络中的节点设备接收到该分组后，通过有序的目的地址能够快速地传到下一个节点，直至传到目的边缘关口设备中。

对于接入IP电信网终端设备的场合，由于该终端设备已具有该IP电信网协议功能，不再需要边缘关口设备和地址转换设备作转换，终端设备根据自身属性，直接按连接型传输方式或无连接型传输方式，向AR设备传送数据。

当组建IP电信网时，需要对边缘关口设备配置传输方式条件，当边缘关口设备从外部接口接收到一个IP包时，根据ADT返回的结果(网内地址)和传输条件决定采用哪种传输方式传输这个IP包。

决定传输方式的条件可以是以下但不限于以下所列方法。在下面所列方法中，数据业务类型包含传输方式和资源需求信息。所以根据数据业务类型就能够决定边缘关口设备应该采用哪种传输方式来封装和传输它们。所列方法如下：

IP电信网的边缘关口设备，通过静态配置方式，按边缘关口设备的外网接口来设定相应的数据传输类型。对来自于这些接口的数据，按预先设定的数据传输类型进行传输。如果设定的业务类型所需的传输方式是面向连接型的，则凡是来自于该外网接口的包都采用面向连接型方式传输。如果一个边缘关口设备有两个外网接口E0和E1，分别连接两个IP网，A网和B网，A网主要跑IP电话，B网主要跑办公数据，则可以配置E0接口为连接型业务类型，配置E1为无连接型业务类型。这样来自于A网的话音数据都采用具有资源保障的连接型方式传输，B网的办公数据都采用无连接型方式传输。

IP电信网的边缘关口设备，通过静态配置方式，按承载信息的源端网段地址，如在边缘关口设备接入IP网的场合，按源端IP网段地址，来设定相应业务类型。对不同源端网段地址的数据，按预先设定的数据传输方式进行传输。这种设置方式可以适应对于来自同一个外网接口，但是源网段地址不同的IP包要求的资源和业务类型也不同的场合。

IP电信网的边缘关口设备，通过静态配置方式，按承载信息的目的端网段地址，如在边缘关口设备接入IP网的场合，按目的端IP网段地址，来设定相应业务类型。对不同目的端网段地址的数据，按预先设定的数据传输方式进行传输。这种设置方式可以适应对于来自同一个外网接口，但是目的网段地址不同的IP包要求的资源和业务类型也不同的场合。

IP电信网的边缘关口设备，通过静态配置方式，按承载信息的业务类型，如在边缘关口设备接入IP网的场合，按IP包的TOS字段指示，来设定相应业务类型。对不同业务类型的数据，按预先设定的数据传输方式进行传输。这种设置方式可以适应对于来自同一个外网接口，同时使用了IP包TOS字段的场合。

IP电信网的边缘关口设备，通过静态配置方式，按承载信息的载荷类型，如在边缘关口设备接入IP网的场合，按IP包的协议字段、以及特定协议的信息类型(如TCP/UDP的端口号)等指示，来设定相应业务类型。对不同信息载荷类型的数据，按预先设定的数据传输方式进行传输。如对于FTP文件传输类操作，虽然带宽资源保障要求不高，但是数据量大，往往需要很多连续分组才能完成，对于此类业务适合配置成资源保障要求不高的面向连接型方式来传输。

IP电信网的边缘关口设备，通过以上业务类型设定方式的任意组合，来决定数据传输方式。通过以上方式的组合应用，可以对不同源地址/目的地址、不同TOS字段、不同信息载荷类型等的IP包，按最适合传输方式传输。

本发明的数据传输方法所述的分组属于网络层，逻辑上和链路层协议无关，既可以用如图2所示的可靠链路控制协议承载，也可由如图3所示精简链路控制协议承载。关于可靠链路控制协议和精简链路控制协议的详细介绍参见本发明人的发明专利申请200610021575.7(申请日：2006年8月10日，申请名称：IP电信网数据帧封装方法)。如图2所示基于可靠链路控制协议的网络传输方式的类型由第二层中I帧头部C相邻的类型字段标识。而精简链路控制协议的网络传输方式直接由第一层类型字段标识。可靠链路控制协议第二层I帧类型和信息部分的定义和精简链路控制协议第一层的信息和信息部分采用相同的定义。

面向连接传输分组，由信令分组和数据分组组成，由类型字段区分。信令分组的通用格式如图4所示，它们由连接编号(CN)字段、信令类型字段和控制参数字段组成。主要信令有呼叫请求、呼叫确认、连接拆除请求、连接拆除确认、资源更改等。不同的信令具有不同的控制参数，不同的信令由信令类型字段进行区分。图5所示为建立连接呼叫请求信令的分组格式，其控制参数是地址长度、被叫地址、主叫地址、以及资源要求等信息。除了连接的建立是通过呼叫请求和呼叫确认信令交互来实现的，信令分组的主要功能就是控制系统中端到端连接的建立和拆除。

数据分组如图6所示，由连接号(CN)、通道状态(CS)、以及数据字段所组成。数据分组在由CN标示的连接上传输。数据分组又分为用户数据分组和运维管理分组，由CS字段的OAM位区分。运维管理分组，由系统用来管理该连接。CS字段中的前向拥塞(FECN)和后向拥塞(BECN)标示用来携带相应方向上的流量信息，供端点设备调节数据流量之用。

面向连接型传输方式工作步骤如下：

边缘关口设备从外部接口收到一个IP包，通过内网接口和ADT转换其地址后，查看满足现条件的连接是否存在，如果存在则直接按图6格式封装这个IP包成为一个IP电信网的数据分组，在该连接上进行传输。该数据分组的具体格式如图6所示，包含连接编号CN、通道状态CS和数据部分；所述通道状态CS包含操作维护管理标识OAM、前向拥塞标识FECN、和后向拥塞标识BECN。

如果该条件的连接不存在，则通过发送信令类型为呼叫请求的如图5所示格式的信令分组来建立一个端到端连接，这个连接由连接编号CN来表示。呼叫分组应携带目的地址即对端地址、源地址即本端地址、资源(如带宽资源)需求等参数，这些参数来自于ADT返回值和业务类型设定值。到达目的地的沿途节点设备在收到呼叫请求分组时，按呼叫请求要求保留该连接所需资源(如接口带宽等)和选用出接口合适的CN号，继续向下一节点传输，当最后到达目的边缘关口设备时，目的边缘关口设备返回一个呼叫响应分组。当响应分组沿来时路经，最终到达源ED设备时，就建立了该连接。注意连接是端到端的，但是CN号是两两节点之间的。节点设备要保留入出接口的CN号的对应关系，以便在后续传输数据分组时正确地交换它们。

连接建立后，源边缘关口设备设备按图6所示的格式封装IP包为数据分组后，在此连接上传输。数据分组不再携带冗长的地址信息，只携带连接编号CN。中间节点接收到数据分组后，按连接建立时保存的入/出接口CN号关系信息，替换CN号后发送到下一节点，直至目的边缘关口设备。目的ED接收后，恢复出IP包，发向相应的外网接口。在发送数据分组时，除了CN号之外，还携带了这个连接链路的前向和后向拥塞信息，以告诉源或目的ED当前的连接通路状况。

系统设定超时时间T1和T2，其中T2大于T1。数据传输完毕后，在时间T1超时后，没有同类数据传输时，由建立方拆除该连接；或由目的方在T2超时后，拆除该连接；释放系统资源。

面向无连接型传输方式工作步骤如下：

边缘关口设备从外网接口收到一个IP包，通过内网接口和ADT转换其地址后，则直接按图7格式封装这个IP包为面向无连接的数据分组，通过相应的接口传输这个数据分组。如图7所示，无连接型数据分组包括类型字段和信息载荷字段；其中信息载荷包含数据包头和数据；数据包头包含版本号、路由方式、业务类型、紧急标识、组播标识、扩展标识、数据长度、源地址、目的地址等信息。当中间节点收到这个分组后，要根据这些信息和节点保存的路由信息，把该分组转发到下一节点设备。

对于IP电信网的终端设备，如果该终端设备的业务类型是面向连接型，则按上述面向连接型传输方式处理。如果是面向无连接型，则按上述面向无连接型传输方式处理。

本发明实现的多业务传输技术，对于终端设备能够按照终端业务类型、对于边缘关口设备能够通过多种方式，如网段地址、包的业务类型(TOS)、包的协议、特定协议的载荷类型(如TCP/UDP的端口号)、以及按照整个接口来设定采用的传输方式。

Claims (9)

1.IP电信网系统综合业务数据传输方法，包括如下步骤：

a.判断数据传输类型；

b.对于判断为面向连接的数据传输类型，如果系统中存在满足相应条件的连接，则直接对数据进行分组封装和传输；如果满足相应条件的连接不存在则执行以下步骤：

b1.发送建立端到端连接的呼叫请求，所述呼叫请求携带连接编号、源地址和目的地址；

b2.收到对方响应确认后，在数据分组封装中标识上述连接编号进行传输；

c.对于判断为面向无连接的数据传输类型，对数据进行分组封装后，通过相应的接口传输。

2.根据权利要求1所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，步骤b中所述分组封装的格式包括地址字段，类型字段，信息载荷及帧效验字段；所述信息载荷包含连接编号。

3.根据权利要求1所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，步骤c中所述分组封装的格式包括地址字段，类型字段，信息载荷及帧效验字段；所述信息载荷包含数据包参数。

4.根据权利要求1、2或3所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按边缘关口设备的外网接口来设定数据业务类型；对来自于这些接口的数据，根据预先的设定，判断数据传输类型。

5.根据权利要求1、2或3所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的源端网段地址，设定相应数据传输类型，对不同源端网段地址的数据，根据预先设定判断数据传输类型。

6.根据权利要求1、2或3所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的目的端网段地址，设定相应数据传输类型，对不同目的端网段地址的数据，根据预先设定判断数据传输类型。

7.根据权利要求1、2或3所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的业务类型，设定相应数据传输类型，对不同业务类型的数据，根据预先设定判断数据传输类型。

8.根据权利要求1、2或3所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，所述步骤a是：IP电信网的边缘关口设备以静态配置方式，按承载信息的载荷类型设定相应数据传输类型，对不同信息载荷类型的数据，根据预先设定判断数据传输类型。

9.根据权利要求1、2或3所述的IP电信网系统综合业务数据传输方法，其特征在于，所述步骤a是：IP电信网的终端设备根据终端的不同类型判断数据传输类型。

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