CN101242232B - 实现以太网信号在光传送网中传输的方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现以太网信号在光传送网中传输的方法、装置及系统，方法通过将以太网信号映射到由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分的时隙单元；将以太网信号映射成光通道净荷单元，再映射成光通道传送单元输出到光传送网中进行传输，实现了以太网信号在光传送网中的透明传输。装置包括第一适配协议帧映射模块、第一虚级联模块及第一线路终端模块，将以太网信号转换为了光通道传送单元。装置包括第二线路终端模块、第二虚级联模块及第二适配协议帧映射模块；将光通道传送单元还原为了以太网信号。该系统包括第一、第二适配协议帧映射模块、第一、第二虚级联模块及第一、第二线路终端模块；实现了将以太网信号与光通道传送单元的相互转换。
Description
技术领域
本发明涉及一种光传送网信号传送技术，尤其涉及一种实现以太网信号在光传送网中传输的方法、装置及系统。
背景技术
同步数字系列(SDH)采用时分复用技术，提供固定带宽的时分复用传送通道。但是，随着数据通信的迅猛发展，数据业务的突发性和不可预测性，使得当前应用的SDH技术越来越不适合爆炸式的数据业务。
为了满足上述需求，国际电信联盟电信标准部(ITU-T)将SDH的技术优势与密集波分复用(DWDM)的带宽扩展技术相结合，制定了光传送网(OpticalTransport Network简称OTN)系列标准。OTN技术包括电层和光层的技术规范，提供了多极串联连接监测(TCM)处理方法及前向纠错(FEC)方法，实现了大容量业务的灵活调度和管理。
目前，为了解决大容量数据的传送问题，越来越多的业务通过光传送网传输数据。代表城域网主流技术的100G以太网，便是通过以下两种方法适配到光传送网传输信号的。
一种方法是将100GE信号适配到11个速率等级为2即10Gbit/s的光通道净荷单元组成的虚级联组(OPU2-11v)，具体为：对100GE信号解码，将解码后的信号通过通用成帧规程(GFP)封装，并将封装后的信号映射到11个OPU2虚级联单元，再发送到光传送网传送。
另一种方法是将100GE信号适配到3个速率等级为3即40Gbit/s的光通道净荷单元组成的虚级联组(OPU3-3v)，具体为：对100GE信号解码，将解码后的信号通过GFP封装，并将封装后的信号映射到3个OPU3虚级联单元，再发送到光传送网传送。
然而，经过发明人的深入研究，发现上述两种方法存在一定缺陷。100GE信号适配到OPU2-11v的方法通过将100G带宽的信号适配到11×2.5G带宽，浪费了大约9.95G的带宽；并且占用了11个彩色波长，造成传送成本高。100GE信号适配到OPU3-3v的方法将100G带宽的信号适配到3×40G带宽，造成了大约20.45G的巨大带宽浪费，且传送效率低。
发明内容
本发明实施例提出了一种实现以太网信号在光传送网中传输的方法、装置及系统，可以提高带宽的利用率，降低传送成本。
本发明实施例提供了一种实现以太网信号在光传送网中传输的方法，包括：
将以太网信号映射成适配协议帧；
将多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分为多个时隙单元；
将所述适配协议帧映射到所述时隙单元；
将映射后的所述光通道净荷单元映射成光通道传送单元输出到光传送网中进行传输。
上述方案通过多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分为适配以太网信号的多个时隙单元，从而将以太网信号映射到光通道净荷单元，进而映射到光传送单元输出到光传送网，实现了以太网信号在光传送网中的透明传输，同时大大提高了带宽利用率，节约了波长，大大降低了以太网信号在光传送网中的传送成本。
本发明实施例还提供了一种实现以太网信号在光传送网传输的装置，包括：第一适配协议帧映射模块、第一虚级联模块及第一线路终端模块。其中，第一适配协议帧映射模块用于将以太网信号映射成适配协议帧；第一虚级联模块用于将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分时隙单元，并将适配 协议帧映射到所述时隙单元；第一线路终端模块用于将光通道净荷单元映射成光通道传送单元，输出到光传送网中。
通过上述装置方案中第一适配协议帧映射模块对以太网信号的适配协议封装、第一虚级联模块将进一步将适配协议帧映射到虚级联组以及第一线路终端模块将光通道净荷单元映射到光通道传送单元传输到光传送网，实现了将以太网信号转换为光通道传送单元，并发送到光传送网，从而实现了以太网信号在光传送网中传输。
本发明实施例又提供了一种将光通道传送单元还原为以太网信号的装置，包括：第二线路终端模块、第二虚级联模块及第二适配协议帧映射模块；其中，第二线路终端模块用于将光传送网发送的光通道传送单元解映射为光通道净荷单元；第二虚级联模块用于将所述第二线路终端模块解映射得到的光通道净荷单元组成虚级联组，并将该虚级联组解映射到适配协议帧；第二适配协议帧映射模块用于将所述第二虚级联模块解映射得到的适配协议帧解映射为以太网信号输出到以太网中。
上述将光通道传送单元还原为以太网信号的装置通过第二线路终端模块将光通道传送单元解映射成了光通道净荷单元，通过第二虚级联模块将光通道净荷单元解映射成了适配协议帧，通过第二适配协议帧映射模块将适配协议帧转换成了以太网信号并发送到了以太网中，从而将承载有以太网信号的光通道传送单元还原为了以太网信号，并发送到了以太网中继续传输。
本发明实施例又提供了一种实现以太网信号在光传送网传输的系统，包括：第一、第二适配协议帧映射模块、第一、第二虚级联模块及第一、第二线路终端模块；其中，第一适配协议帧映射模块用于将以太网信号映射成适配协议帧；第一虚级联模块用于将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分成时隙单元，并将所述适配协议帧映射到所述时隙单元；第一线路终端模块用于将光通道净荷单元映射成光通道传送单元，输出到光传送网中；第二线路终端模块用于将从光传送网接收到的光通道传送单元解映射为光通道净 荷单元，该光通道传送单元由所述第一线路终端模块输出到光传送网中；第二虚级联模块用于将所述第二线路终端模块解映射得到的光通道净荷单元组成虚级联组，并将该虚级联组解映射到适配协议帧；第二适配协议帧映射模块用于将所述第二虚级联模块解映射得到的适配协议帧解映射为以太网信号，输出到以太网中。
通过上述实现以太网信号在光传送网传输的系统，实现了将以太网信号发送到光传送网进行传输，以及将承载有以太网信号的光通道传送单元接收到以太网中。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实现以太网信号在光传送网中传输的方法实施例的流程图；
图2为图1实施例中OPU3-5v时隙划分示意图；
图3为本发明实现以太网信号在光传送网中传输的装置一实施例的结构示意图；
图4为本发明实现以太网信号在光传送网中传输的装置另一实施例的结构示意图；
图5为本发明实现以太网信号在光传送网中传输的系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例将以太网信号如100GE信号映射到适配协议帧如GFP帧、链路接入规程(Link Access Procedure，以下简称LAPS)协议帧或高级数据链路控制(High level Data L Control，以下简称HDLC)协议帧等；再将适配协议帧分别映射到两个以上的OPUk组成的虚级联组的时隙单元；最后 将映射了适配协议帧的虚级联组中的光通道净荷单元(OPUk)映射到同等速率的光通道传送单元OTUk，即若k＝1，则OPU1映射为OTU1；若k＝2，则OPU2映射为OTU2；若k＝3，则OPU3映射为OTU3；并且，在将适配协议帧映射到时隙单元之前，将虚级联组划分为与以太网信号适配的时隙单元，适配协议帧映射到时隙单元后，虚级联组中的OPUk便承载了适配协议帧承载的以太网信号，OPUk映射为OTUk后，经过OTUk在光传送网中的传输，从而实现了以太网信号在光传送网中的透明传输，同时大大减少了波长的占用，提高了带宽的利用率。
下面结合实施例和附图对本发明进行具体说明。
图1为本发明实现以太网信号在光传送网中传输的方法实施例的流程图，以100GE信号实现在光传送网中传输为例，具体过程为：
步骤101、将2路100GE信号分别映射成适配协议帧，适配协议可为GFP协议、或者LAPS(链路接入规程)协议、或者HDLC(High level Data L Control)协议，也可以将4路100GE信号分别映射成适配协议帧，这里不再赘述。本实施例中，适配协议采用GFP协议，相应的实施方式包括以下两步：
步骤1011、分别对2路100GE信号进行物理编码子层(PCS)解码，除去包间间隔信息(Inter-Packet Gap，简称IPG)信息和前导信息后，提取得到2路MAC帧。
步骤1012、将得到的2路MAC帧信号分别封装为2路成帧GFP即GFP-F帧信号，其它实施例中，也可根据实际需要将MAC帧信号封装为透明GFP即GFP-T帧信号，这里不再赘述。
进一步地，可在2路GFP-F帧的保留开销字节中分别添加连接顺序校验字节，以校验多路GFP帧映射到OPU3-5v时隙单元的正确性。
在执行步骤101的同时，将虚级联组划分时隙，这里采用5个速率等级为3的光通道净荷单元即OPU3组成虚级联组，即为OPU3-5v，将OPU3-5v划分为2个时隙单元TS1、TS2，分别对应100GE信号。OPU3-5v具体划分如图 2所示，将OPU3-5v虚级联组XJL中的2个OPU3：OPU3-1、OPU3-3划分为与第1路100GE信号相对应的时隙单元TS1，另外2个OPU3：OPU3-2、OPU3-4划分为与第2路100GE信号的时隙单元TS2，最后1个OPU3：OPU3-5交替适配2路100GE信号，即交替划分到2个时隙单元TS1、TS2中。由于1个OPU3的速率大约为40Gbit/s，OPU3-5v的速率之和为200.752595Gbit/s±20ppm，时隙单元TS1、TS2的净荷区容量均为100.3762975Gbit/s±20ppm，大于100GE，因而可完全承载100GE信号的MAC帧，实现MAC帧的透传。并且，在利用LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)进行链路容量调整时，可通过调整OPU3的数量来调整传送2路100GE信号的带宽。
需要说明的是，划分形式不限于此，可根据实际需要采用其他划分形式，例如将由6个OPU3组成的虚级联组(OPU3-6v)划分为3个分别适配100GE信号的时隙单元，以用于实现3路100GE信号映射成光通道传送单元，这里不再赘述；并且，划分时隙单元不限于与步骤101同时进行，可根据实际需要在适配协议帧映射到时隙单元之前的任何时候执行，这里不再赘述。
步骤102、将适配协议帧映射到时隙单元。相应的实施方式为：首先可以根据实际需要，在GFP帧中插入管理帧，以实现对GFP帧的管理维护。还可在2路GFP帧映射分别填充到TS1、TS2时，在2路GFP帧中分别插入一定数量的空闲帧(即IDLE帧)，使得加上空闲帧后，2路GFP帧速率分别与TS1、TS2的速率相等。这样OPU3-5v中的TS1、TS2分别完全承载了100GE信号的MAC帧。
GFP帧映射到OPU3后，还可利用LCAS来调整组成虚级联组的OPU3的数量，控制链路容量大小。具体可以为：通过网管配置LCAS，使链路容量调整到符合客户要求的容量，如5个通道净荷单元组成的OPU3-5v；或者根据检测到的MAC帧流量，LCAS将链路容量在1×OPU3到5×OPU3之间进行实时调整，通过调整组成虚级联组的光通道净荷单元的数量，来调整传送100GE信号的带宽。
步骤103、将OPU3映射到光通道传送单元(OTU3)输出到光传送网中。
将OPU3-5v中的5个OPU3分为5路，分别封装为速率等级为3的光通道数据单元(ODU3)，然后再将ODU3封装形成OTU3，调制到光媒质上输出到光传送网中。OPU3、ODU3及OTU3之间的映射可参考ITU-T G.709建议。
上述实施例中，100GE信号通过光传送网传输到达接收地后，本发明以太网信号实现在光传送网中传输的方法还可进一步包括：
接收从光传送网发送的光通道传送单元解映射为光通道净荷单元。
与图1流程相对应地，将承载了2路100GE信号的MAC帧的5路OTU3解映射为ODU3，再解映射为OPU3，
将光通道净荷单元组成虚级联组解映射为适配协议帧。与图1流程相对应地，将5路OPU3组成OPU3-5v，解映射到2路GFP帧，也可解映射为LAPS帧或HDLC帧。
将适配协议帧解映射为以太网信号。与图1流程相对应地，将GFP帧还原为MAC帧信号，当GFP帧中添加有连接顺序校验字节时，还原过程中还要进行连接顺序校验。然后MAC帧插入IPG信息和前导信息进行PCS编码后，生成以太网信号输出到以太网中。
实现以太网信号在光传送网传输的装置包括：第一适配协议帧映射模块、第一虚级联模块及第一线路终端模块。其中，第一适配协议帧映射模块将以太网信号映射成适配协议帧；第一虚级联模块将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分时隙单元，并将适配协议帧映射到所述时隙单元；第一线路终端模块将光通道净荷单元映射成光通道传送单元，这样，光通道传送单元便承载了以太网信号，第一线路终端模块将光通道传送单元输出到光传送网中，从而实现了以太网信号在光传送网中的传输。
要将在光传送网中传输的光通道传送单元将其承载的以太网信号再次发送到以太网，可使用将光通道传送单元还原为以太网信号的装置，该装置包括第二线路终端模块、第二虚级联模块及第二适配协议帧映射模块；其中， 第二线路终端模块将光传送网发送的光通道传送单元解映射为了光通道净荷单元；第二虚级联模块将所述第二线路终端模块解映射得到的光通道净荷单元组成虚级联组，并将该虚级联组解映射为了适配协议帧；第二适配协议帧映射模块将所述第二虚级联模块解映射得到的适配协议帧解映射为了以太网信号输出到以太网中，从而将承载有以太网信号的光通道传送单元还原为了以太网信号。
图3为本发明实现以太网信号在光传送网中传输的装置实施例的结构示意图。该装置包括：第一、第二适配协议帧映射模块Z11、Z12，第一、第二虚级联模块Z21、Z22及第一、第二线路终端模块Z31、Z32。本实施例中，第一、第二适配协议帧映射模块Z11、Z12封装在一起，第一、第二虚级联模块Z21、Z22封装在一起，第一、第二线路终端模块Z31、Z32封装在一起。
在发送方向上，第一适配协议帧映射模块Z11用于将以太网信号映射到适配协议帧，例如将2路100GE信号映射到适配协议帧如GFP帧、LAPS帧或HDLC帧。第一适配协议帧映射模块Z11将以太网发送的以太网信号进行PCS解码，并从解码得到的信号中提取MAC帧，将MAC帧封装为适配协议帧，并发送给第一虚级联模块Z21。
第一虚级联模块Z21用于将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分时隙单元，如将5个OPU3组成的虚级联组划分为2个时隙单元。并将适配协议帧映射到所述时隙单元；
进一步地，第一虚级联模块Z21还可连接管理控制模块，参见图4，管理控制模块Z4根据人工配置的容量参数生成容量控制命令发送给第一虚级联模块Z21，第一虚级联模块Z21根据容量控制命令调整与第一线路终端模块Z31之间的链路容量。
第一适配协议帧映射模块Z11还可检测MAC帧流量发送给管理控制模块Z4，这种情况下，管理控制模块Z4根据第一适配协议帧映射模块Z11发送的流量数据计算最优的链路容量，生成容量控制命令发送给第一虚级联模块 Z21，第一虚级联模块Z21根据容量控制命令调整与第一线路终端模块Z31之间的链路容量。
第一线路终端模块Z31用于在接收到第一虚级联模块Z21发送的OPU3后，将OPU3映射为OTU3，输出到光传送网中。
接收方向上，第二线路终端模块Z32用于接收光传送网发送的OTU3，解映射为OPU3；第二虚级联模块Z22接收第二线路终端模块Z32发送的OPU3，组成虚级联组解映射为适配协议帧；第二适配协议帧映射模块Z12将第二虚级联模块Z22解映射得到的适配协议帧解映射为MAC帧，在MAC帧中插入IPG信息和前导信息，然后进行PCS编码，生成以太网信号输出到以太网中。
第一、第二适配协议帧映射模块Z11、Z12，第一、第二虚级联模块Z21、Z22及第一、第二线路终端模块Z31、Z32也可分别置于光传送网的两端，如图5所示，第一适配协议帧映射模块Z11、第一虚级联模块Z21及第一线路终端模块Z31置于光传送网的一端，将以太网信号转换为光通道传送单元，并发送到光传送网中，第二适配协议帧映射模块Z12、第二虚级联模块Z22及第二线路终端模块Z32置于光传送网的另一端，将承载有以太网信号的光通道传送单元还原为以太网信号，组成一个实现以太网信号在光传送网传输的系统。
在光传送网的接收端，第一适配协议帧映射模块Z11将以太网信号映射成适配协议帧；第一虚级联模块Z21将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分成时隙单元，并将适配协议帧映射到时隙单元；第一线路终端模块Z31将光通道净荷单元映射成光通道传送单元，输出到光传送网中。
在光传送网的发送端，第二线路终端模块Z32将从光传送网接收到的光通道传送单元解映射为光通道净荷单元，该光通道传送单元由第一线路终端模块Z31输出到光传送网中；第二虚级联模块Z22将第二线路终端模块Z32解映射得到的光通道净荷单元组成虚级联组，并将该虚级联组解映射到适配协议帧；第二适配协议帧映射模块Z12将第二虚级联模块Z22解映射得到的 适配协议帧解映射为以太网信号，输出到以太网中。
本发明实施例通过将OPU3-5v划分为适配100GE信号的2个时隙单元，将映射有100GE的MAC帧的2路适配协议帧分别映射到时隙单元后，虚级联组中的5个OPU3便承载了2路100GE的MAC帧，于是，在1路100GE仅占用了2.5个彩色波长的情况下，实现了100GE信号在光传送网中的透传，大大节约了波长，同时将带宽利用率提高到了99.6％，大大降低了通过光传送网传输以太网信号的成本。通过第一适配协议映射模块、第一虚级联模块及第一线路终端模块，以太网信号在光传送网中传输的实现装置能够使得以太网信号转换为光通道传送单元并发送到光传送网中，从而实现以太网信号在光传送网中传输。通过第二适配协议映射模块、第二虚级联模块及第二线路终端模块，将承载有以太网信号的光通道传送单元还原为了以太网信号，并发送到了以太网中继续传输。
当本发明将以太网信号在光传送网中传输的实现方法做成独立软件时，该软件可以存储在计算机可读取的任何类型存储介质如中。例如该软件可存储在记录介质中，如可插入计算机系统驱动器的圆盘状介质，采用磁性、光学或磁光方式存储信息；或者可存储在计算机系统的固定记录介质如硬盘驱动器，或者一固态计算机存储器中。使用时，将以太网信号或光通道传送单元信号输入计算机系统，计算机系统可通过调用并运行该软件，输出光通道传送单元发送到光传送网中传输或输出以太网信号发送到以太网中传输。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种实现以太网信号在光传送网中传输的方法，其特征在于，包括：
将以太网信号映射成适配协议帧；
根据各以太网信号的速率，将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分为多个分别适配于各以太网信号的时隙单元；
将所述适配协议帧映射到所述时隙单元；
将映射后的光通道净荷单元映射成光通道传送单元，输出到光传送网中进行传输；
其中，所述以太网信号通过GFP-T封装或GFP-F封装映射成所述适配协议帧，在所述适配协议帧的保留开销字节中添加连接顺序校验字节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以太网信号为2路100GE信号，所述虚级联组由5个速率等级为3的光通道净荷单元组成；所述虚级联组划分为2个时隙单元。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，映射成适配协议帧前进一步包括：根据预先配置参数或根据当前链路流量，利用LCAS动态调整组成所述虚级联组的光通道净荷单元的数量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
从光传送网接收到光通道传送单元，并解映射为光通道净荷单元；
将多个所述光通道净荷单元组成虚级联组，并将该虚级联组解映射为适配协议帧；
将所述适配协议帧解映射为以太网信号。
5.一种实现以太网信号在光传送网传输的装置，其特征在于，包括：
第一适配协议帧映射模块，用于将以太网信号映射成适配协议帧，其中，所述以太网信号通过GFP-T封装或GFP-F封装映射成所述适配协议帧，在所述适配协议帧的保留开销字节中添加连接顺序校验字节；
第一虚级联模块，用于根据各以太网信号的速率，将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分为多个分别适配于各以太网信号的时隙单元，并将所述适配协议帧映射到所述时隙单元；
第一线路终端模块，用于将光通道净荷单元映射成光通道传送单元，输出到光传送网中。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括管理控制模块，用于生成容量控制命令，所述第一虚级联模块根据所述容量控制命令调整所述第一虚级联模块与第一线路终端模块之间的链路容量。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一适配协议帧映射模块还用于检测以太网信号流量；所述管理控制模块根据所述第一适配协议帧映射模块检测到的以太网信号流量生成调整所述链路容量的容量控制命令。
8.一种实现以太网信号在光传送网传输的系统，其特征在于，包括：
第一适配协议帧映射模块，用于将以太网信号映射成适配协议帧，其中，所述以太网信号通过GFP-T封装或GFP-F封装映射成所述适配协议帧，在所述适配协议帧的保留开销字节中添加连接顺序校验字节；
第一虚级联模块，用于根据各以太网信号的速率，将由多个光通道净荷单元组成的虚级联组划分为多个分别适配于各以太网信号的时隙单元，并将所述适配协议帧映射到所述时隙单元；
第一线路终端模块，用于将光通道净荷单元映射成光通道传送单元，输出到光传送网中；
第二线路终端模块，用于将从所述光通道传送单元解映射为光通道净荷单元；
第二虚级联模块，用于将所述第二线路终端模块解映射得到的光通道净荷单元组成虚级联组，并将该虚级联组解映射到适配协议帧；
第二适配协议帧映射模块，用于将所述第二虚级联模块解映射得到的适配协议帧解映射为以太网信号，输出到以太网中。
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