CN101227476B - Gfp帧的解封装方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种GFP帧的解封装方法及装置，涉及光网络通讯领域所采用的GFP帧传送技术，解决了现有技术中解封装GFP帧的管理帧后可能产生带宽缺口的问题。本发明的实施例将管理帧中的净负荷头预先保存，在解封装时，将管理帧和数据帧的核心帧头和净负荷头全部剥离，在解封装输出后再将净负荷头和剥离掉核心帧头和净负荷头的管理帧粘合输出。本发明GFP帧的解封装方法及装置的实施例主要用于GFP帧接收端的设计，还可以用于IC设计、以及FPGA或CPLD的逻辑模块设计。

Description

GFP帧的解封装方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通讯领域，特别涉及GFP(通用成帧规程)帧传送技术。

背景技术

GFP(Generic framing procedure，通用成帧规程)属于G.7041规范，是一种新的数据封装技术。采用GFP封装技术得到的GFP帧结构如图1所示，包括核心帧头(Core header)和净负荷区(Payload area)。Core header包括：16bit的负荷长度指示(payload length indicator)和16bit的核心帧头校验(cHEC：CoreHeader Check Sum)。净负荷区包括：净负荷头(Payload Header)、净负荷信息域(Payload Information field)和净负荷的帧检验序列(Payload FCS)三部分。其中净负荷头包括：净负荷类型域(Payload Type filed)和净负荷类型的校验位(tHEC：Type HEC)。

目前，GFP的处理电路位宽一般定为64bit，因此处理电路每个时钟周期内可以同时处理64bit(8Byte)数据。由于GFP帧中净负荷信息域的长度可变，故而GFP帧的可能不是8Byte的整数倍，造成GFP帧的尾部出现一个不足8Byte的数据块，但这些不足8Byte的数据块还需要用一个时钟周期来传送，浪费了带宽。

若某个GFP帧的尾部出现了不足8Byte的数据块，但传输这些不足8Byte的数据块需要单独一个时钟周期。如图2所示，第一个GFP帧的数据为34Byte，其尾部多出2Byte，第二个GFP帧的数据也为38Byte，其尾部多出6Byte，正常情况下，传输这两个GFP帧需要10个时钟周期。为了节约带宽，需要将后一个GFP帧的帧首数据拼接到前一个GFP帧的尾部，使得传输GFP帧中不足8Byte的数据就不需要用单独一个时钟周期，将上述两个GFP帧拼接后，只需要9个时钟周期就可以传输这两个GFP帧。

GFP帧包括数据帧和管理帧两种类型，如图3所示，在接收端接收到GFP帧后，首先区分出GFP帧的边界以及GFP帧的类型(数据帧或管理帧)，如果接收到的是GFP管理帧，解封装处理模块RECIEVER将GFP数据帧的corehead剥离后，将帧首对齐，并输出管理帧到接收端的处理模块；如果接收到的是GFP数据帧，解封装处理模块RECIEVER将GFP数据帧的corehead和payload header剥离后，将帧首对齐，并输出数据帧到接收端的处理模块。

接收端输出解封装后的GFP帧最多能够用的时钟周期，和发送端传输该GFP帧的时钟周期相同。对于数据帧而言，由于在解封装时，数据帧被剥离了corehead和payload header，总共8Byte，所以，输出解封装后数据帧所用的时钟周期比接收解封装前的数据帧少一个时钟周期，能够保证正确输出解封装后的数据帧。但是，对于管理帧而言，由于在解封装时，管理帧只是将corehead剥离，总共4Byte，倘若管理帧在解封装前的帧尾多出的数据块为5Byte到7Byte，那么解封装后的管理帧的尾部出现一个不足4Byte的数据块，但这4Byte的数据块需要用一个单独的时钟周期来输出，会产生带宽缺口，可能使得输出解封装后的管理帧所用的时钟周期比接收解封装前的管理帧所用的时钟周期多，使得输出解封装后的时钟周期步后，可能造成接收端在输出解封装后的GFP帧时会丢掉一部分数据。

例如：若连续传输的3个管理帧均为13Byte，那么传输该3个管理帧需要的时钟周期数为(13+13+13)/8向上取整，即需要5个时钟周期；接收端将这些管理帧解封装后得到的数据均为9Byte，输出每个解封装后的管理帧需要的时钟周期为9/8向上取整，即2个时钟周期，所以，接收端输出该3个解封装后的管理帧需要6个时钟周期。但是，接收端只有5个时钟周期来输出解封装后的管理帧，所以，接收端会丢掉其中一个时钟周期的数据。

为了防止接收端由于时钟周期不够而丢失数据，现有技术在传输管理帧时添加了一个4Byte的空闲帧(idle)，接收端在对管理帧解封装时，需要同时剥离idle帧和corehead，共8Byte，使得输出解封装后的管理帧所用的时钟周期比传输时少一个时钟周期，以保证接收端不会由于时钟周期不够而丢失数据。

发明人在实施本发明的过程中发现，这种添加idle帧的方式会造成较多的带宽浪费，并且要求接收到的管理帧的帧首必须有个idle帧，这就要求发送管理帧的对端都具备在管理帧的帧首添加idle帧的功能。

发明内容

本发明的实施例提供一种GFP帧的解封装方法及装置，在接收到的管理帧的帧首没有idle帧的情况下，不会由于时钟周期不够而丢失数据。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种GFP帧的解封装方法，所述GFP帧包括GFP数据帧和GFP管理帧，所述方法包括：

接收GFP帧；

提取并保存GFP管理帧净负荷头；

剥离GFP管理帧或GFP数据帧的核心帧头和净负荷头；

将已保存的GFP管理帧净负荷头和剥离后的GFP管理帧粘合输出。

一种GFP帧的解封装装置，所述GFP帧包括GFP数据帧和GFP管理帧，所述装置包括：

接收模块，用于接收GFP帧；

提取模块，用于提取GFP管理帧净负荷头；

存储模块，用于保存所述GFP管理帧中的净负荷头；

剥离模块，用于剥离GFP管理帧或GFP数据帧的核心帧头和净负荷头；

粘合模块，用于粘合已保存的GFP管理帧净负荷头和剥离后的GFP管理帧，并输出粘合后的管理帧。

由上述技术方案所描述的本发明的实施例，由于对管理帧进行解封装时，需要将核心帧头和净负荷头都剥离后再输出，总共剥离了一个时钟周期所能够传输的数据，使得输出出解封装后管理帧所用的时钟周期比接收管理帧时少一个时钟周期，并且最后将管理帧净负荷头和剥离后的管理帧粘合后输出。故而，采用本发明的实施例可以不影响接收端对管理帧的处理，同时接收端在输出解封装后的管理帧时，也避免了由于时钟周期不够而丢失数据的现象。本发明GFP帧的解封装装置实施例中，剥离模块输出解封装后管理帧所用的时钟周期，比接收管理帧时少一个时钟周期，保证了剥离模块输出解封装后管理帧有足够的时钟周期，不会丢失数据；并且由于粘合模块要将管理帧净负荷头和剥离后的管理帧粘合在一起后输出，使得接收端能够正常处理管理帧。

由于采用本发明的实施例后，不需要在传输管理帧时同时传输一个idle帧，故而，发送管理帧的对端都不需要具备在管理帧的帧首添加idle帧的功能，使得接收端能够应用的范围更广。

附图说明

图1为现有技术中GFP帧的结构图；

图2为现有技术中连续传输GFP帧的数据块示意图；

图3为现有技术中GFP解封装前后的数据块示意图；

图4为本发明GFP帧的解封装方法实施例的流程图；

图5为本发明GFP帧的解封装装置实施例的实现框图。

具体实施方式

本发明GFP帧的解封装方法及装置的实施例在对管理帧解封装时，将管理帧的corehead和payload header都剥离掉，使的解封装后的管理帧比解封装前的管理帧少了一个时钟周期的数据，可以少用一个时钟周期来输出，在接收端在输出解封装后的管理帧时，避免了由于时钟周期不够而丢失数据的现象。

下面结合附图对本发明GFP帧的解封装方法及装置的实施例进行详细描述。

如图4所示，接收端对接收到的GFP帧的具体处理如下：

401、接收到从发送端发出的GFP帧。

402、获取所述GFP帧中净负荷头的净负荷类型，通过所述净负荷类型来区分所述GFP帧为管理帧或数据帧；若所述GFP帧为管理帧，则生成管理帧标识；若所述GFP帧为数据帧，则生成数据帧标识。

作为一个例子，在GFP帧中净负荷类型的标识符可以为包括3bit的数据，如标识符为000表示该GFP帧为数据帧，标识符为100表示该GFP帧为管理帧，标识符为其他的数值作为备用标识。当然，也可以任取二进制的8个3位数中的任何两个表示数据帧或管理帧，也可用其他位宽的二进制数作为净荷类型的标志符。

403、提取管理帧中的净负荷头，然后按照先进先出的方式保存净负荷头，即：按照接收到GFP管理帧的先后顺序依次保存所述GFP管理帧中的净负荷头。

404、对于接收到的GFP帧，无论是管理帧还是数据帧，都统一将GFP帧的核心帧头和净负荷头剥离，即剥离掉GFP帧头8Byte的数据，以保证输出解封装后的GFP帧能够比接收解封装前的GFP帧少用一个时钟周期。

405、根据步骤402中生成的管理帧标识和数据帧标识，输出解封装后的GFP帧。具体为：如果步骤402中生成的是管理帧标识，则先输出最先保存的管理帧净负荷头，再输出剥离掉核心帧头和净负荷头后的管理帧；如果步骤402中生成的是数据帧标识，那么根据该数据帧标识选择剥离掉核心帧头和净负荷头后的数据帧，并直接输出剥离掉核心帧头和净负荷头后的数据帧。

通过上述GFP帧的解封装方法的处理，在输出解封装后的管理帧比解封装前少8Byte数据，能够保证接收端在输出解封装后的管理帧时，不会由于时钟周期不够而丢失数据。例如：若连续传输的3个管理帧均为13Byte，那么传输该3个管理帧需要的时钟周期数为(13+13+13)/8向上取整，即需要5个时钟周期；接收端将这些管理帧解封装后得到的数据均为5Byte，输出每个解封装后的管理帧需要的时钟周期为5/8向上取整，即1个时钟周期，所以，接收端输出该3个解封装后的管理帧需要3个时钟周期。接收端有5个时钟周期来输出解封装后的管理帧，所以，接收端有足够的时钟周期来输出解封装后的管理帧，不会导致数据丢失。

如图5所示，对应于上述GFP帧的解封装方法，本发明的实施例还提供一种GFP帧的解封装装置，包括预处理电路1、存储器3、粘合电路4和解封装电路2。具体包括：

接收模块11，用于接收GFP帧，接收到的GFP帧可能是管理帧也可能是数据帧，在具体实施时，该接收模块可以位于接收端的预处理电路1中，也可以位于其他电路中。

分析模块12，用于区分所述GFP帧为管理帧或数据帧。该分析模块需要通过提取单元121和标识生成单元122来实现，其中提取单元121用于获取所述GFP帧中净负荷头的净负荷类型；标识生成单元122用于根据所述净负荷类型生成管理帧标识或数据帧标识，并输出该数据帧标识或管理帧标识。在具体实施时，该分析模块可以位于接收端的预处理电路1中，也可以位于其他电路中。

作为一个例子，在GFP帧中净负荷类型的标识符可以为包括3bit的数据，标识符为000表示该GFP帧为数据帧，标识符为100表示该GFP帧为管理帧，标识符为其他的数值作为备用标识。当然，也可以任取二进制的8个3位数中的任何两个表示数据帧或管理帧，也可用其他位宽的二进制数作为净荷类型的标志符。

提取模块13，如果标识生成单元122生成管理帧标识，则提取管理帧中的净负荷头，在具体实施时，该提取模块可以位于接收端的预处理电路1中，也可以位于其他电路中。

存储模块，也就是图5中的存储器3，用于保存所述管理帧中的净负荷头，该存储模块可以通过一个先进先出的队列模块来实现，以便按照接收的先后顺序处理管理帧，保证管理帧之间不会出现混乱。

剥离模块21，用于剥离GFP帧的核心帧头和净负荷头；然后将剥离掉核心帧头和净负荷头的GFP帧输出，这里的GFP帧包括管理帧和数据帧。在具体实施时，该剥离模块可以位于解封装电路2中，也可以位于其他电路中。

在上述的剥离模块处理之后，GFP帧将会被输出到选择模块和粘合模块。

选择模块4从剥离模块输出的GFP帧中选择其中的数据帧输出，具体为：如果分析模块输出的是数据帧标识，则选择模块4选择该GFP帧，并直接输出。

粘合模块5从剥离模块输出的GFP帧中选择其中的管理帧，并将管理帧和已保存的管理帧净负荷头粘合，然后输出粘合后的管理帧。该粘合模块5用于粘合已保存的管理帧净负荷头和剥离后的管理帧，并输出粘合后的管理帧。具体实现为：通过输入单元输入51所述的管理帧标识；然后通过读取单元52读取存储器中已保存的管理帧净负荷头；通过输出单元53先输出管理帧净负荷头，再根据所述的管理帧标识输出经过剥离模块处理的GFP帧中的的管理帧，使得管理帧最终输出的管理帧能够被接收端识别。粘合模块一般可以通过数据选择器来实现，其中一个选择条件是GFP帧必须为管理帧，该数据选择器的两个输入端分别连接到存储模块和剥离模块，而数据选择器的条件输入端连接到标识生成单元，当标识生成单元输出的为管理帧标识时，数据选择器先选择存储模块中的净负荷头输出，再选择剥离模块输出的管理帧输出，即可完成将净负荷头和管理帧先后输出的目的，实现了管理帧的数据粘合。

由于在现有GFP帧的解封装时，解封装电路在解封装管理帧和解封装数据帧时所做的操作不同，造成解封装电路较为复杂；但在上述GFP帧的解封装装置中，解封装电路只需要将GFP帧的核心帧头和净负荷头都剥离，不需要对管理帧和数据帧做不同的操作，使得解封装电路能够较为简单。

同时，由于解封装电路剥离的数据共有8Byte(核心帧头和净负荷头)，这样就可以使得所有的GFP帧在解封装后比解封装前少一个时钟周期的数据，保证接收端有足够的时钟周期来输出解封装后的GFP帧，不会造成数据丢失。并且该接收端对管理帧的处理不需要管理帧的帧首添加有idle帧，使得该接收端能够和不具有添加idle帧功能的发送端配合使用，扩大了适用范围。

本发明GFP帧的解封装方法及装置的实施例，适用于GFP帧接收端的设计，也适用于对GFP帧进行数据处理的IC(集成电路)设计，以及用于FPGA(现场可编程门阵列)的逻辑模块设计，或用于CPLD(Complex Programmable LogicDevice，复杂可编程逻辑器件)的逻辑模块设计。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种GFP帧的解封装方法，所述GFP帧包括GFP数据帧和GFP管理帧，其特征在于，所述方法包括：

接收GFP帧；

提取并保存GFP管理帧净负荷头；

剥离GFP管理帧或GFP数据帧的核心帧头和净负荷头；

将已保存的GFP管理帧净负荷头和剥离后的GFP管理帧粘合输出。

2.根据权利要求1所述的GFP帧的解封装方法，其特征在于，所述接收GFP帧之后，所述方法还包括：

获取所述GFP帧中净负荷头的净负荷类型；

根据所述净负荷类型区分所述GFP帧为GFP管理帧或GFP数据帧。

3.根据权利要求2所述的GFP帧的解封装方法，其特征在于，所述根据所述净负荷类型区分所述GFP帧为GFP管理帧或GFP数据帧后，所述方法还包括：

若所述GFP帧为管理帧，则生成管理帧标识；

所述将已保存的GFP管理帧净负荷头和剥离后的GFP管理帧粘合输出具体为：

先输出已保存的GFP管理帧净负荷头，再根据所述的管理帧标识输出剥离后的管理帧。

4.根据权利要求2所述的GFP帧的解封装方法，其特征在于，所述根据所述净负荷类型区分所述GFP帧为GFP管理帧或GFP数据帧后，所述方法还包括：

若所述GFP帧为数据帧，则生成数据帧标识；

根据所述的数据帧标识选择剥离核心帧头和净负荷头后的GFP数据帧；

输出所述选择出的GFP数据帧。

5.根据权利要求1所述的GFP帧的解封装方法，其特征在于，所述保存GFP管理帧中的净负荷头具体为：按照接收所述GFP管理帧的先后顺序依次保存所述GFP管理帧中的净负荷头；

所述将已保存的GFP管理帧净负荷头和剥离后的GFP管理帧粘合输出具体为：

得到剥离后的GFP管理帧后，将最先保存的GFP管理帧的净负荷头和所述剥离后的GFP管理帧粘合输出。

6.一种GFP帧的解封装装置，所述GFP帧包括GFP数据帧和GFP管理帧，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于接收GFP帧；

提取模块，用于提取GFP管理帧净负荷头；

存储模块，用于保存所述GFP管理帧中的净负荷头；

剥离模块，用于剥离GFP管理帧或GFP数据帧的核心帧头和净负荷头；

粘合模块，用于粘合已保存的GFP管理帧净负荷头和剥离后的GFP管理帧，并输出粘合后的管理帧。

7.根据权利要求6所述的GFP帧的解封装装置，其特征在于，所述装置还包括：

提取单元，用于获取所述GFP帧中净负荷头的净负荷类型，根据所述净负荷类型区分所述GFP帧为GFP管理帧或GFP数据帧。

8.根据权利要求7所述的GFP帧的解封装装置，其特征在于，所述装置还包括：

标识生成单元，用于根据所述净负荷类型生成帧类型标识；

所述粘合模块包括：

读取单元，用于读取存储模块中已保存的管理帧净负荷头；

输出单元，用于在所述标识生成单元生成的帧类型标志为管理帧标识时，先输出GFP管理帧净负荷头，再输出剥离后的GFP管理帧。

9.根据权利要求7所述的GFP帧的解封装装置，其特征在于，所述装置还包括：

标识生成单元，用于根据所述净负荷类型生成帧类型标识；

选择模块，用于在所述标识生成单元生成的帧类型标志为数据帧标识时，选择剥离核心帧头和净负荷头后的GFP数据帧，并输出该选择的GFP数据帧。

10.根据权利要求6所述的GFP帧的解封装装置，其特征在于，所述存储模块为先进先出的队列模块。

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