CN101436955A - 以太网物理层oam开销的发送、接收方法及发送、接收装置 - Google Patents

以太网物理层oam开销的发送、接收方法及发送、接收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以太网物理层OAM开销的发送方法，包括：调整数据流中有效数据块和一部分IPG的发送顺序；当收到发送OAM开销的请求时，用OAM开销替换所述一部分IPG，并在发送所述有效数据块之前发送所述OAM开销。本发明还公开了另一种以太网物理层OAM开销的发送方法以及相应发送装置。利用本发明，可以调整MAC数据流中IPG和有效数据块的发送顺序，及时发送OAM开销。

Description

以太网物理层OAM开销的发送、接收方法及发送、接收装置
技术领域
本发明涉及以太网物理层技术领域，特别涉及以太网物理层OAM开销的发送、接收方法及发送、接收装置。
背景技术
长期以来，以太网以其成本优势得到了广泛的应用，随着技术的发展和时间的推移，逐步开始迈向100G速率。当前100G以太网(100G Ethernet，100GE)已经进入标准化工作，电气和电子工程师协会的高速研究小组(Institute ofElectrical and E1ectronics Engineers Higher Speed Study Group，IEEE HS SG)已经明确10G以上高速以太网(High Speed Ethernet，HSE)的需求，并通过研究其市场潜在性、技术成熟性和经济成熟性，确定后续标准立项。限于技术实现的难度问题，成本问题，未来的100GE，将经历由多通道(lane)到单通道的逐渐演进的过程。
图1示出了多通道HSE的模型。如图所示，包括媒介访问控制(Media AccessControl，MAC)模块，生成MAC数据；调解(Reconciliation Sublayer，RS)模块，是MAC模块物理层模块之间的通路；物理绑定层(physical boundinglayer，PBL)模块，负责多通道数据的分发及汇聚；物理编码子层(PhysicalCoding Sublayer，PCS)模块，主要负责对来自MAC模块数据的编码；物理媒介附加(Physical Medium Attachment，PMA)模块，负责把编码转换为适应物理层传输的比特流，同时完成数据解码的同步；物理媒介相关(PhysicalMedium-Dependent，PMD)模块，负责信号的传送包括信号的放大、调制和波的整形；媒介相关接口(Medium-Dependent Interface，MDI)定义了对应于不同的物理媒介和PMD设备所采用的连接器类型。其中，100G媒介无关接口(100Gigabit Medium-Independent Interface，CGMII)为高速接口，一般地，基于现有器件的处理速率，可能的多通道100GE的CGMII接口位宽为640bits或者320bits。
以太网物理层运行、管理和维护(Operation、Administration andMaintenance，OAM)开销，用来提供对以太网整个链路的连通性监控与故障管理。OAM开销可以封装在包间隙(Inter-Packet Gap，IPG)里进行传输。而IPG在MAC子层发送MAC帧数据时产生。现有技术中，正常情况下当MAC子层发送完一个完整的MAC帧后，需要停止至少发送96bits数据需要的时间间隔，才能发送下一MAC帧，这一停止发送MAC数据的时间间隔在MAC子层称为帧间隙(Inter-Frame Gap，IFG)，对应在MII接口和物理子层则称为包间隙IPG。由于只有最小IFG的定义，因此当MAC子层发完一个完整的MAC帧后无数据可发期间，也算作IFG，对应下层IPG。IPG体现为物理层停止发送MAC帧数据的时间间隔内传输的数据。
现有技术中发送OAM开销的方法中，如果在需要发送OAM开销时正在发送MAC帧，需要等待MAC帧发送完毕，利用之后的IPG中发送所述OAM开销。具体可以如下述步骤所述：
步骤1：顺序接收待发送的数据流，每一拍发送数据流中的一个IPG或一个有效数据块。所述MAC数据流包括MAC帧和IPG。如图2a所示，其中，MAC帧为数据流中的有效数据，且一个MAC帧包括若干有效数据块，如第一MAC帧包括有效数据块a和有效数据块b，第二MAC帧包括有效数据块c、有效数据块d和有效数据块e。在第一MAC帧和第二MAC帧之间，也就是在有效数据块b和有效数据块c之间，包括IPG1。
步骤2：按顺序接收MAC数据流，且当接收有效数据块b时，收到提供IPG的请求，以请求利用IPG发送OAM开销。如图2b所示，在接收有效数据块b的过程中收到提供IPG请求。
步骤3：发送有效数据块a和有效数据块b。如图2c所示。该步骤中，由于没有可用IPG发送OAM开销，因此等待下一拍是否是IPG。
步骤4：利用有效数据块b之后的IPG1发送OAM开销。如图2d所示。
步骤5：顺序发送后续有效数据块c、d和e。如图2e所示。
由上述过程可见，当接收到在需要发送OAM开销的IPG请求时，需要等待MAC帧发送完毕才能利用之后的IPG发送OAM开销，这样，不能及时发送OAM开销。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种以太网物理层OAM开销的发送、接收方法及发送、接收装置，以实现及时发送OAM开销。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种以太网物理层OAM开销的发送方法及发送置是这样实现的：
一种以太网物理层OAM开销的发送方法，包括：
调整数据流中有效数据块和一部分IPG的发送顺序；
当收到发送OAM开销的请求时，用OAM开销替换所述一部分IPG，并在发送所述有效数据块之前发送所述OAM开销。
一种以太网物理层OAM开销的发送方法，包括：
当转发所述数据流中的有效数据块时，如果接收到提供IPG的请求，则将当前要转发的有效数据块存入缓存中，将OAM开销作为当前发送的数据。
一种以太网物理层OAM开销的发送装置，包括：调解模块，数据缓存，IPG缓存，至少一个OAM发送模块，其中，
调解模块，用于将接收的数据流中的一部分IPG存入IPG缓存，并将所述数据流中的有效数据块和其余IPG存入数据缓存，还用于将所述IPG缓存中的IPG发送到OAM发送模块之后，再发送所述数据缓存中的有效数据块和其余IPG到OAM发送模块；
数据缓存，用于存储有效数据块和其余IPG；
IPG缓存，用于存储所述一部分IPG；
OAM发送模块，用于用OAM开销替换所述一部分IPG，并发送所述OAM开销，再发送所述数据缓存中的IPG和有效数据块。
一种以太网物理层OAM开销的发送装置，包括：调解模块，缓存，至少一个OAM发送模块，其中，
调解模块，用于将当前要转发的有效数据块存入缓存中，将OAM开销作为当前发送的数据；
缓存，用于存储有效数据块；
OAM发送模块，用于发送所述OAM开销，再发送所述缓存中的有效数据块。
由以上本发明实施例提供的技术方案可见，通过调整数据流中有效数据块和一部分IPG的发送顺序，可以立即提供所述IPG，来发送OAM开销，之后再发送有效数据块和其余IPG，这样，可以保证及时发送OAM开销。
附图说明
图1为现有技术中多通道高速以太网的模型；
图2a～2e为现有技术发送OAM开销的方法；
图3为本发明发送方法第一实施例的流程图；
图4为本发明发送方法实施例中最终发送的数据流的示意图；
图5为本发明发送方法第二实施例的流程图；
图6a～6d为本发明发送方法第二实施例中不同步骤对应数据流的示意图；
图7为本发明接收方法实施例的流程图；
图8为本发明发送装置第一实施例的示意图；
图9为本发明发送装置第二实施例的框图；
图10为本发明接收装置实施例的框图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种以太网物理层OAM开销的发送方法，调整MAC数据流中有效数据块和一部分IPG的发送顺序，并在发送所述有效数据块之前发送所述OAM开销。
现有技术中，由于MAC帧长是可变的，虽然规定相邻MAC帧之间的最小间隙为96bits，而MAC帧长为可变范围中的最大值时，IPG流量将会很小。例如：现有技术规定最小间隙是96bits，MAC帧长为最大值1500bytes，对于1G以太网，此时的IPG流量为1G*96/(96+1500*8)，此时由于MAC帧长为最大值1500bytes，IPG流量将是最小值，将有可能不能保证有足够的IPG发送OAM开销。
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实施例作进一步的详细说明。
图3示出了本发明方法第一实施例的流程图，如图，包括：
步骤301：调整数据流中有效数据块和一部分IPG的发送顺序。
具体的，RS模块接收数据流，将所述数据流中的一部分IPG存入IPG缓存，将所述数据流中的有效数据块和其余IPG存入数据缓存。
所述将所述数据流中的一部分IPG存入IPG缓存，将数据流中的有效数据块和其余IPG存入数据缓存，具体包括：当IPG缓存中存放的IPG达到或超过预置的高门限时，将接收的数据流中的全部IPG写入数据缓存；当IPG缓存中存放的IPG低于预置的高门限时，将接收的数据流中的全部IPG写入IPG缓存。
IPG缓存中存放的IPG达到或超过预置的高门限，表示此时IPG缓存有足够多的IPG来发送OAM开销，此时，不需将数据流中的IPG存入IPG缓存，而是全部存入数据缓存。
相反地，IPG缓存中存放的IPG低于预置的高门限时，将接收的数据流中的IPG存入IPG缓存。数据流中的有效数据块存入数据缓存。
步骤302：当收到发送OAM开销的请求时，用OAM开销替换所述一部分IPG，并在发送所述有效数据块之前发送所述OAM开销。
具体应用中，可以将取出的IPG缓存中的IPG打上标记后发送到OAM发送模块，相应地，OAM发送模块用OAM开销替换打上标记的一部分IPG OAM开销后发送，并转发RS模块发来的所述数据缓存中的IPG和有效数据块。
上述步骤中，RS模块接收到提供IPG的请求时，可以立即提供所述IPG缓存中的IPG，这样，调整了数据流中IPG和有效数据块的发送顺序，及时的发送了OAM开销。
上述步骤还包括：当IPG缓存中存放的IPG低于预置的低门限时，通知MAC模块降低数据流中有效数据块的速率。由于IPG缓存中存放的IPG低于预置的低门限说明所述IPG缓存中缺少用以发送OAM开销的IPG，此时，通知MAC模块降低数据流中有效数据块的速率，相应地会增加数据流中IPG的数量，因此，IPG缓存中存储的IPG可以增多，以满足发送较多OAM开销的情况。
所述MAC模块降低发送数据流的速率，例如在总速率为100Gbit/s(以下简称100G，其它有关速率的描述与此类似)的情况下，MAC模块传递给RS模块的MAC帧有效数据块速率为99.5G，则IPG的速率为0.5G。如果此时要发送0.6G的OAM开销，而0.5G<0.6G，所以不能通过简单地替换IPG为OAM开销。此时，需要降低MAC模块传送给RS模块的有效数据块速率，如降低到99.4G，则MAC模块传给RS模块的IPG为0.6G。可以满足0.6G OAM开销传送的需要。有效数据块速率从99.5G降为99.4G即是反压过程。反压的目的是降低有效数据块速率，产生更多的IPG。
当IPG缓存中存放的IPG达到或超过预置的低门限时，说明IPG缓存中存放的IPG已经足以发送OAM开销，这时，还可以包括通知MAC模块不降低数据流中有效数据块的速率。
以下例举该方法第一实施例的一个完整例子。
步骤A：当IPG缓存中存放的IPG达到或超过预置的高门限时，将数据流中的IPG写入数据缓存；当IPG缓存中存放的IPG低于预置的高门限时，将数据流中的IPG写入IPG缓存。
设数据流如图2a所示，包括第一MAC帧，IPG1，第二MAC帧。其中第一MAC帧包括有效数据块a和有效数据块b，第二MAC帧包括有效数据块c、有效数据块d和有效数据块e。
并假设IPG缓存中存放的IPG低于预置的高门限，则经过步骤A的处理后，IPG缓存中包括IPG1，数据缓存中包括第一MAC帧的有效数据块a和有效数据块b，第二MAC帧的有效数据块c、有效数据块d和有效数据块e。
步骤B：RS模块接收到提供IPG的请求，取出IPG缓存中的IPG1发送到OAM发送模块。
步骤C：OAM发送模块用要发送的OAM开销来替换IPG1并发送所述OAM开销后，再转发RS模块发来的所述数据缓存中第一MAC帧的数据块b，第二MAC帧的数据块c、数据块d和数据块e。转发的数据流如图4所示。
以下介绍本发明的第二方法实施例，图5示出了本发明方法第二实施例的流程图，如图，包括：
步骤501：RS模块在转发数据流中的有效数据块时接收提供IPG的请求。
所述请求提供的IPG用以发送所需要发送的OAM开销。
具体的，该步骤可以包括步骤501a和501b：
步骤501a：RS模块转发数据流中的有效数据块。所述数据流可以如图6a所示，包括第一MAC帧，IPG1，第二MAC帧。其中第一MAC帧包括数据块a和数据块b，第二MAC帧包括数据块c、数据块d和数据块e。RS模块转发MAC数据流中的有效数据块例如为转发数据块b时接收到提供IPG的请求。
步骤501b：OAM产生模块响应OAM控制面模块发来的发送OAM开销的请求，请求RS模块提供用来发送所需发送的OAM开销的IPG。
步骤502：将当前要转发的有效数据块存入缓存中，将OAM开销作为当前发送的数据。
如图6b所示，数据块b被存入缓存中，RS模块生成额外IPG，即图中的IPG b，并将IPG b发送到OAM发送模块。
如图6c所示，RS模块利用转发的后续数据流中的IPG1来发送缓存中的数据块b，并发送到OAM发送模块，OAM发送模块转发所述数据块b，并转发后续的数据流，如图中的数据块c，数据块d和数据块e。最终发送的数据流可以如图4所示。
上述步骤中，RS模块接收到提供IPG的请求时，将所述数据流中转发的有效数据块存入数据缓存中，将OAM开销作为当前发送的数据，并发送，之后再发送所述数据缓存中的有效数据块和后续数据流，这样，调整了数据流中IPG和有效数据块的发送顺序，及时的发送了OAM开销。
上述步骤中还可以包括：当缓存中存放的有效数据块达到或高于预置的高门限时，通知MAC模块降低数据流中有效数据块的速率。
当缓存中存放的有效数据块达到或高于预置的高门限时，表示缺少用以存储数据流中有效数据块的缓存，也就不能生成足够的额外IPG，此时，通知MAC模块降低数据流中有效数据块的速率，相应地会增加数据流中IPG的数量，因此，缓存中可以用来存储有效数据块的空间增多，也就能够生成更多的额外IPG，以满足发送较多OAM开销的情况。
第一方法实施例和第二方法实施例中，OAM发送模块发送的OAM开销可以在不同通道中独立发送，从而实现对以太网不同通道进行连通性监控与故障管理。
以下介绍本发明接收方法的实施例。
图7示出了该接收方法实施例的流程，包括：
步骤701：OAM检测与提取模块检测数据流，当检测到数据流中的OAM开销，提取所述OAM开销。
OAM开销具有不同于数据流中有效数据块的码块特征，因此，OAM检测与提取模块可以通过对数据流中码块特征的检测提取出OAM开销。
步骤702：OAM接收处理模块接收所述OAM检测与提取模块提取的OAM开销，并提交至OAM控制面模块进行处理。
该步骤中，OAM检测与提取模块将所述提取的OAM开销发送到OAM接收处理模块，经OAM接收处理模块处理所述OAM开销后，由接收端OAM控制面执行相应的监控和管理功能。
步骤703：RS模块接收并转发数据流至MAC模块，并通过插入IPG或者删除IPG的方式适配MAC模块数据流的传输速率。
由上述实施例可见，接收端接收到数据流中有足够的OAM开销信息，通过提取所述OAM开销，OAM控制面模块可以正确接收所述OAM开销信息，从而进行相应处理。而且，如果相应发送步骤发送的OAM开销是在不同通道独立发送，则接收端根据接收的OAM开销可以对每一通道实现相应的监控和管理功能。
以下介绍本发明发送装置第一实施例。图8示出了该发送装置第一实施例的框图。
一种以太网物理层OAM开销的发送装置，包括：MAC层模块801，调解模块802，数据缓存803，IPG缓存804，OAM产生模块805，至少一个OAM发送模块806，至少一个物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关模块807，其中，
MAC模块801，用于生成数据流，所述数据流包括有效数据块和IPG；
调解模块802，用于接收数据流，将所述数据流中的一部分IPG存入IPG缓存804，并将所述数据流中的另一部分IPG和有效数据块存入数据缓存803；还用于接收OAM产生模块805发来的提供IPG的请求，取出IPG缓存804中的IPG发送到OAM发送模块806；
数据缓存803，用于存储有效数据块和IPG；
IPG缓存804，用于存储IPG；
OAM产生模块805，用于生成OAM开销，并请求调解模块802提供IPG；
OAM发送模块806，用于利用所述IPG缓存804中的IPG来发送OAM开销后发送到物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关模块807，并转发调解模块802发来的所述数据缓存803中的IPG和有效数据块到物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关模块807；
物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关807，用于处理和转发OAM开销和有效数据块。所述处理可以包括编码，解码，扰码/解扰，串并/并串变换，光电/电光转换等。
当IPG缓存804中存放的IPG达到或超过预置的高门限时，调解模块802将数据流中的IPG写入数据缓存。
当IPG缓存804中存放的IPG低于预置的高门限时，调解模块将数据流中的IPG写入额外IPG缓存804。
当IPG缓存804中存放的IPG低于预置的低门限时，调解模块802还用于通知MAC模块801降低数据流中有效数据块的速率。
当IPG缓存804中存放的IPG达到或超过预置的低门限时，调解模块802还用于通知MAC模块801不再降低数据流中有效数据块的速率。
利用上述接收装置接收OAM开销的方法与前述接收方法类似，在此不再赘述。
以下介绍本发明发送装置第二实施例。图9示出了该发送装置第二实施例的框图。
一种以太网物理层OAM开销的发送装置，包括：MAC模块901，调解模块902，缓存903，OAM产生模块904，至少一个OAM发送模块905，至少一个物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关模块906，其中，
MAC模块901，用于生成数据流；所述数据流包括有效数据块和IPG；
调解模块902，用于在转发数据流中的有效数据块时接收OAM产生模块904发来的提供IPG的请求，将所述数据流中转发的有效数据块存入缓存903中，生成额外IPG，将该额外IPG发送到OAM发送模块905；
缓存903，用于存储有效数据块；
OAM产生模块904，用于生成OAM开销，并请求调解模块902提供IPG；
OAM发送模块905，用于将当前要转发的有效数据块存入缓存中，将OAM开销作为当前发送的数据，并转发调解模块902发来的所述数据缓存中的IPG和有效数据块到物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关906；
物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关模块906，用于处理和转发OAM开销、缓存中的有效数据块及数据流。
当缓存903中存放的有效数据块达到或高于预置的高门限时，调解模块902还用于通知MAC模块901降低数据流中有效数据块的速率。
当缓存903中存放的有效数据块低于预置的低门限时，调解模块902还用于通知MAC模块901不降低数据流中有效数据块的速率。
利用上述发送装置发送OAM开销的方法与前述发送方法类似，在此不再赘述。
以下介绍本发明接收装置实施例。图10示出了该接收装置实施例的框图。
一种以太网物理层OAM开销的接收装置，包括至少一个物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关模块101，至少一个OAM检测与提取模块102，OAM接收处理模块103，调解模块104，MAC模块105，其中，
物理编码/物理媒介附加/物理媒介相关模块101，用于将接收的数据流转发至OAM检测与提取模块；所述数据流中包含MAC帧数据，OAM开销和IPG；
OAM检测与提取模块102，用于检测数据流，当检测到数据流中的OAM开销，提取所述OAM开销；
OAM接收处理模块103，用于接收OAM检测与提取模块发来的所述OAM开销，并提交至OAM控制面模块进行处理；
调解模块104，用于向MAC模块转发数据流，并通过插入IPG或者删除IPG的方式适配MAC模块数据流的传输速率；
所述数据流中的OAM开销被OAM检测与提取模块提取后为IPG，仍位于调解模块转发的数据流中。
MAC模块105，用于接收调解模块104发来的数据流。
利用上述接收装置接收OAM开销的方法与前述接收方法类似，在此不再赘述。
虽然通过实施例描绘了本发明实施例，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 (14)

1、一种以太网物理层OAM开销的发送方法，其特征在于，包括：
调整数据流中有效数据块和一部分IPG的发送顺序；
当收到发送OAM开销的请求时，用OAM开销替换所述一部分IPG，并在发送所述有效数据块之前发送所述OAM开销。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，所述OAM开销发送后，发送所述数据流中的有效数据块和其余IPG。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整数据流中有效数据块和一部分IPG的发送顺序包括：
将所述数据流中的一部分IPG存入IPG缓存，并将所述数据流中的有效数据块和其余IPG存入数据缓存。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述数据流中的一部分IPG存入IPG缓存，并将所述数据流中的有效数据块和其余IPG存入数据缓存包括：
当IPG缓存中存放的IPG达到或超过预置的高门限时，将接收的数据流中的全部IPG写入数据缓存；将数据流中的有效数据块存入数据缓存。
5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
当IPG缓存中存放的IPG低于预置的低门限时，降低数据流中有效数据块的速率。
6、一种以太网物理层OAM开销的发送方法，其特征在于，包括：
当转发数据流中的有效数据块时，如果接收到提供IPG的请求，则将当前要转发的有效数据块存入缓存中，将OAM开销作为当前发送的数据进行发送。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述OAM开销发送后，将所述缓存中的有效数据块作为当前发送的数据。
8、如权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
当缓存中存放的有效数据块达到或高于预置的高门限时，降低数据流中有效数据块的速率。
9、一种以太网物理层OAM开销的发送装置，其特征在于，包括：
数据缓存，用于存储有效数据块和IPG；
IPG缓存，用于存储IPG；
调解模块，用于将接收的数据流中的一部分IPG存入所述IPG缓存，并将所述数据流中的有效数据块和其余IPG存入所述数据缓存；
至少一个OAM发送模块，用于用OAM开销替换所述IPG缓存中的储存的IPG，并发送所述OAM开销。
10.如权利要求9所述的发送装置，其特征在于，所述调解模块还用于将所述IPG缓存中的IPG发送到OAM发送模块之后，再发送所述数据缓存中的有效数据块和其余IPG到OAM发送模块。
11、如权利要求9所述的发送装置，其特征在于，当IPG缓存中存放的IPG达到或超过预置的高门限时，调解模块将接收的数据流中的全部IPG写入数据缓存。
12、如权利要求9所述的发送装置，其特征在于，当IPG缓存中存放的额外IPG低于预置的低门限时，所述调解模块还用于使得降低数据流中有效数据块的速率。
13、一种以太网物理层OAM开销的发送装置，其特征在于，包括：调解模块，缓存，至少一个OAM发送模块，其中，
所述调解模块，用于将当前要转发的有效数据块存入所述缓存中，将OAM开销作为当前发送的数据；
所述缓存，用于存储有效数据块；
所述OAM发送模块，用于发送所述OAM开销，再发送所述缓存中的有效数据块。
14、如权利要求13所述的发送装置，其特征在于，当所述缓存中存放的有效数据块达到或高于预置的高门限时，所述调解模块还用于使得降低数据流中有效数据块的速率。
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