CN101631064B - 一种数据发送与接收的方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种不改变数据速率的数据发送、接收的方法。所述发送方法包括包括步骤：对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔；在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块；将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成；对所述待发送数据进行加扰处理，其中各数据块的同步字符不进行加扰处理；识别出所述预定长度的数据中的数据块，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据。同时揭露结束数据的方法及实现的装置与系统。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及在以太网中的一种数据发送与接收的方法、装置及系统。
背景技术
随着通信技术的飞速发展，业界对带宽的需求越来越大。对于终端用户而言，业界正将居民用户的带宽从1-6Mbps提升到25-30Mbps甚至100Mbps，这就要求汇聚层面有1到2个数量级的扩容。对于家庭市场，IPTV也是一个快速增长的高宽带业务。提供个性化的内容服务是杀手级的应用，诸如许多内容服务商对于带宽也有十分巨大的需求。对于数据中心、高性能计算中心以及研究机构对带宽的要求也越来越高。10G以太网已经不能满足当前的需求，因此更高速率的40G/100G以太网的出现已经成为迫切的需求。
参阅图1，所示为40G/100G以太网的架构。40G/100G以太网在现有以太网架构的基础上对其物理层进行了修改。在调和子层（RS）和物理编码子层（PCS）之间重新定义了40G/100G媒质无关接口（XL/CGMII）。在物理编码子层采用64B/66B线路编码和加扰技术。40G/100G以太网标准制定了8种应用场景，在某些应用场景中以可选项或者必选项引入前向纠错编码（FEC）。在物理层还引入了多通道分发方法将数据分发到各个通道上，利用多通道来传输数据。
在以太网的数据链路层中，将上层网络层发送来的数据以MAC（MediaAccess Control，媒体接入控制）帧的形式进行打包。由于上层发送的数据并不一定是连续的，因此两个MAC帧之间需要填充一定数量的空闲控制字符/I/，称之为以太网数据的帧间间隔（IPG,Inter Packet Gap）。为了对MAC帧中的数据进行保护，规定了两个MAC帧之间的IPG的最小长度为12字节（Byte）。
现在出现一种对齐字的发送和接收方法。在发送端，通过特定的指示符指示在MAC帧之间额外增加一定数量的IPG，为插入对齐字预留空间；同时维持MAC帧的速率不变。经过RS层或者XL/CGMII之后，对IPG进行删除，然后对数据进行64B/66B编码和加扰，形成以block为单位的数据块。接着按照一定的时间间隔周期性的插入连续多个以block为单位的对齐字。用轮询块分发（Round Robin Block Distribution）的方法将各个数据块分发到各个通道上。在接收端，各个通道进行对齐后，将各个通道的数据进行合并，然后将连续的对齐字进行删除；经过解扰和66B/64B译码后，插入相应数量的IPG。以上方法对MAC发送下来的部分IPG数据进行删除及增加导致数据速率的变化，使得数据发送接收的时钟也要随之变化，给实现上带来了难度。
发明内容
本发明实施例提供一种不改变物理层数据速率的数据发送、接收的方法。
本发明实施例提供的发送以太网数据的方法，其包括步骤：
对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔；
在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少N个可供提取的空闲控制块，所述N取值为发送数据的通道的个数加1，所述提取空闲控制块的步骤中空闲控制块的个数为M，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；
将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成，且所述预定长度的数据由M个数据块组成；
对所述待发送数据进行加扰处理，其中各数据块的同步字符不进行加扰处理；
识别出所述预定长度的数据中的数据块，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据。
同时再提供一种接收数据的方法，该方法包括步骤：
对接收到的各通道的数据进行数据同步；
合并所述各通道的数据；
对所述合并后的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
将所述合并后的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰；
识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据；
将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
对所述数据进行线路译码。
进一步提供另一种接收数据的方法，该方法包括步骤：
对接收到的各通道的数据进行数据同步；
对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
合并所述各通道的数据；
将所述合并后的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰；
识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据；
将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
对所述数据进行线路译码。
自然的，本发明实施例还提供一种以太网中的发送端装置，所述装置还包括：
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块处理模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少N个可供提取的空闲控制块，所述N取值为发送数据的通道的个数加1，所述提取空闲控制块的个数为M，且所述预定长度的数据由M个数据块组成，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；及将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成，且所述预定长度的数据由M个数据块组成，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
通道对齐字替换及分发模块，用于识别出所述由同步字符标识的空闲控制块组成的预定长度的数据，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据。
同时再提供接收端装置，所述装置包括：
多通道合并及同步字符标识模块，用于对该模块接收到的各通道的数据进行数据同步，合并所述各通道的数据，对该模块接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
更进一步的，再提供一种接收以太网数据的方法，所述方法为：
对接收到的数据进行数据同步；
对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
将所述接收到的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰；
识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据；
将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
对所述数据进行线路译码。
同时再提供一种接收端装置，该装置包括媒质相关接口模块、物理媒质相关层模块、物理媒质附加层模块，其特征在于，所述装置还包括：
同步字符标识模块，用于对该模块接收到的数据进行数据同步，及对所述数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
继续提供发送以太网数据的方法所述方法包括：
对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔；
在一预定的数据长度内对以太网数据的帧间间隔中的空闲控制块进行标识，所述预定的数据长度的数据中包含至少S个可供标识的空闲控制块，所述S取值为发送数据的通道的个数，在一预定的数据长度内对以太网数据的帧间间隔中的空闲控制块进行标识的个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
对包含所述进行了空闲控制块标识的数据进行加扰，其中各数据块的同步字符不进行加扰；
识别出所述已进行标识的空闲控制块，并删除预定个数的所述已进行标识的空闲控制块，所述删除预定个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
将通道对齐字以发送所述预定数据长度为周期插入到已删除空闲控制块的数据中；
发送完成通道对齐字插入的数据。
自然的再提供一种发送端装置，所述装置包括：
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块标识模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中标识空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少S个可供标识的空闲控制块，所述S取值为发送数据的通道的个数，在一预定的数据长度内对以太网数据的帧间间隔中的空闲控制块进行标识的个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
空闲控制块处理模块，用于识别所述已进行标识的空闲控制块，并删除预定个数的所述已进行标识的空闲控制块，所述删除预定个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
通道对齐字插入模块，用于将通道对齐字以所述预定的数据长度为周期插入到已删除空闲控制块的数据中；
发送模块，用于发送完成通道对齐字插入的数据。
显然的，本发明实施例提供一种以太网中数据传输的系统，所述系统包括一发送端装置及一接收端装置，
所述发送端装置包括：
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块处理模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少N个可供提取的空闲控制块，所述N取值为发送数据的通道的个数加1，所述提取空闲控制块的个数为M，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；及将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成，且所述预定长度的数据由M个数据块组成，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
通道对齐字替换及分发模块，用于识别出所述由同步字符标识的空闲控制块组成的预定长度的数据，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据；
所述接收端装置包括：多通道合并及同步字符标识模块，用于对该模块接收到的各通道的数据进行数据同步，合并所述各通道的数据，对该模块接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
不改变物理层各子模块数据速率的多通道对齐字发送、接收方法。相对现有技术提出的速率可变的技术方案，本发明不仅有利于在单一时钟下的电路实现，减少了复杂度，而且由于各个通道的对齐字并不占用实际数据带宽，其插入的周期可以更灵活而不增加具体实现的复杂度。此外，本发明技术方案不需要降低MAC层的有效数据速率，实际上降低了开销。
附图说明
图1为40G/100G以太网架构。
图2为发送数据第一实施例方法流程图。
图3为接收数据的第一实施例方法流程图。
图4为接收数据的第二实施例的方法流程图。
图5为本发明从发送到接收的第一实施例的流程示意图。
图6为进行空闲控制块提取及标识的流程图。
图7为进行通道标识符替换及通道分发的流程图。
图8为对接收到的数据进行通道合并及同步字符标识的流程图。
图9为进行空闲控制块的恢复及插入的流程图。
图10为本发明从发送到接收的第二实施例的流程示意图。
图11为发送数据的第三实施例的方法流程图。
图12为发送端装置的第一实施例的结构框图。
图13为空闲控制块处理模块的结构框图。
图14为通道对齐字替换及分发模块的结构框图。
图15为发送端装置的第二实施例的结构框图。
图16为接收端装置第一实施例的结构框图。
图17为多通道合并及同步字符标识模块的结构框图。
图18为空闲控制块恢复及插入模块结构框图。
图19为接收端装置第二实施例的结构框图。
图20为接收端装置第二实施例中同步字符标识模块的结构框图。
图21为接收端装置第二实施例中空闲控制块恢复及插入模块的结构框图。
具体实施方式
本发明实施例给出了应用于40G/100G高速以太网系统的一实施方式和实现流程。
64B/66B编码已经广泛应用到10G以太网系统中。64B/66B编码器将传送来的数据进行线路编码，形成以66比特为单位的数据块（Block）。数据块包含2比特的同步字符（Sync Header）和64比特的信息（Payload）。如果64比特信息为MAC帧的数据信息，则该数据块称为信息块，其同步字符设置为“01”；如果64比特信息中中包含如IPG等控制字符时，则该数据块称为控制块，其同步字符设置为“10”，并通过对数据块类型域（Block TypeFiled）设置来表示64比特信息的类型。当66比特数据块的同步字符为“10”，数据块类型域为“0x1e”，且全部控制字符为空闲控制字符/I/时，称之为IDLE控制块，即空闲控制块（IDLE Block）。空闲控制块的是由以太网帧间的IPG经过64B/66B线路编码后得到的。通过对同步字符和数据块类型域进行识别，可以判断出MAC帧的开始和结束，从而也可以确定IPG的起止位置。同步字符为“00”或“11”为无效同步字符。完成64B/66B编码后，64比特的信息进入扰码器（Scrambler）进行加扰，2比特的同步字符不进入扰码器。在本发明的实施例中利用了64B/66B线路编码后数据块同步字符的无效同步字符“00”或“11”标识提取的空闲控制块，从而使数据经过扰码器后能够在通道对齐字替换时通过识别同步字符将空闲控制块识别出来。
在40G/100G高速以太网物理层中，由于引入了多通道的概念，为了在接收端实现多通道同步，并能唯一识别出各个通道的数据，需要在各通道的数据中周期性地插入能唯一标识各通道的通道对齐字。为了不影响最终的实际物理链路的数据发送速率，通道对齐字占用的带宽需要从以太网数据的IPG中抽取。在本实施例方案中，为了实现通道对齐字的发送和接收，并保证数据在经过物理层各子模块，如扰码器或解扰器时，保持数据速率不变，相对现有物理层架构，在发送端和接收端分别新增了IDLE提取及标识模块和IDLE恢复及插入模块，在发送端的多通道分发模块和接收端的多通道合并模块中增加或修改了通道对齐字替换和同步字符标识功能。首先介绍发送数据第一实施例，为发送数据的方法。
如图2所示发送数据第一实施例方法流程图，发送数据的方法为：
S101，对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔。
所述的线路编码为64B/66B线路编码，对以太网数据进行64B/66B线路编码，对线路编码后输出的以太网数据依据线路编码规则进行识别，识别出数据中的包含IPG数据的数据块，获知数据中IPG的位置。
S102，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块。
在本实施例中所述预定的数据长度的数据中包含至少N个可供提取的空闲控制块，所述N取值为发送数据的通道的个数加1。提取空闲控制块的步骤中空闲控制块的个数为M，且所述预定长度的数据由M个数据块组成，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1。完成提取后，收集提取出的空闲控制块。然后对收集到的所述空闲控制块的同步字符进行标识，将其同步字符置为“00”或“11”。
S103，将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成；
所述预定长度的数据由M个数据块组成，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1。
本实施例中由同步字符标识的空闲控制块可以是对提取和收集的M个66比特的空闲控制块进行同步字符标识后获得。将所述M个66比特的空闲控制块的同步字符设置为“00”或“11”。设置同步字符时，可以替换所述M个66比特的空闲控制块中任意一个或多个的同步字符，只要每连续M个66比特的空闲控制块中所替换过的同步字符所在的空闲控制块的位置固定，后续就能够获知全部连续M个66比特的空闲控制块的位置。一般情况下，本实施例采用一个66比特的空闲控制块实现接收端解扰器自同步，推荐只替换第一个或前M-1个66比特的空闲控制块的同步字符。将提取并标识后的M个66比特的空闲控制块组成的连续数据块以空闲控制块的提取时相同的时间周期一次插入到待发送的数据中。
作为获得由同步字符标识的空闲控制块的另一种实施方案，可以从从一存储模块获得所述经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据；或从一存储模块获得所述空闲控制块后再进行同步字符标识，组成所述预定长度的数据。空闲控制块的同步字符设置为“00”或“11”。
作为获得由同步字符标识的空闲控制块的又一种实施方案，可以在插入前产生空闲控制块并进行同步字符标识，组成所述预定长度的数据；或插入前直接产生经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据。
S104，对所述待发送数据进行加扰处理，其中各数据块的同步字符不进行加扰处理；
S105，识别出所述预定长度的数据中的数据块，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据。
当采用多通道发送时，将所述预定长度的数据中的数据块替换为通道对齐字，所替换的数据块的个数不少于通道数，将所述完成通道对齐字替换的数据以数据块为单位，采用轮询方式进行多通道分发，通过多通道发送。
在采用多通道发送时，作为另一种方式，所述预定长度的数据采用轮询方式进行多通道分发；识别分发到各通道的数据中的数据块的同步字符，获知分发到各通道的所述预定长度的数据中的数据块；在各通道将识别出的至少一数据块替换为通道对齐字；通过多通道发送。
当采用单通道发送时，将所述预定长度的数据中至少一数据块替换为通道对齐字，将所述完成通道对齐字替换的数据通过单通道发送
最后经过通道对齐字标识后的各通道数据分别依次经过物理媒质附加层和物理媒质相关层后在实际物理链路上发送。
作为发送数据的第二实施例，在S102，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块后将提取出的空闲控制块删除。如果采用将空闲控制块删除的方案，则在步骤S103中，获得由同步字符标识的空闲控制块的方法可以从从一存储模块获得所述经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据；或从一存储模块获得所述空闲控制块后再进行同步字符标识，组成所述预定长度的数据。空闲控制块的同步字符设置为“00”或“11”。
作为获得由同步字符标识的空闲控制块的又一种实施方案，可以在插入前产生空闲控制块并进行同步字符标识，组成所述预定长度的数据；或插入前直接产生经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据。
同时本发明实施例提供接收数据的方法，参阅图3，接收数据的第一实施例方法流程图，该接收数据的第一实施例为：
S201，对接收到的各通道的数据进行数据同步，合并所述各通道的数据。
通过通道对齐字对各通道数据进行同步接收。通过对各自通道对齐字的匹配检测识别出各数据接收的通道所对应的发送端的通道，每个通道对齐字唯一标识了一个通道，在本实施例其大小为66比特数据块的整数倍。通过通道对齐字实现同步后，同时也获知了数据中通道对齐字的具体位置。
S202，对所述合并后的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识。
对合并后的数据进行同步字符标识。将合并后的数据中的通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块对应的全部连续M个的66比特数据块的同步字符设置为“00”或“11”。
S203，将所述合并后的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰。
由于在发送端数据经过加扰后，其中经过加扰的部分数据被替换为通道对齐字，为了保证接收端前述M个66比特的数据块以后的数据能够正确解扰，发送端插入并保留的第M个66比特数据块将实现接收端解扰器的同步。
S204，识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔。
所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字。
S205，对所述数据进行线路译码，所述线路译码为64B/66B线路译码。
译码后的数据经过40G/100G媒质无关接口和调和子层后输出到MAC层，至此完成整个物理层数据通道对齐字的接收流程。
此外，再提供接收数据的第二实施例的方法。本实施例与第一实施例不同在于，本实施例为先对数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识，然后合并各通道的数据。识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块。
图4所示为接收数据的第二实施例的方法流程图，该方法为：
S301，对接收到的各通道的数据进行数据同步。
S302，对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识，合并所述各通道的数据。
各通道对数据进行同步接收，对数据中的通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块对应的全部数据块进行同步字符标识。
在各自的通道对数据中的通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块对应的全部数据块的同步字符设置为“00”或“11”，以便对全部数据进行多通道合并，然后经过解扰器后通过识别同步字符能够获知通道对齐字插入的具体位置。更进一步，如果通道对齐字为多个66比特数据块大小，同步字符标识的操作可以只对每个通道中的通道对齐字所在数据块中任意一个或多个的66比特数据块进行同步字符标识，此时只需保证在接收端各通道中对所述通道对齐字所在数据块每次采用固定的位置数据块进行标识即可，且可以将通道对齐字数据块除同步字符外的其他比特替换为任意数据而不影响本技术方案。在本实施例中，推荐采用只对各通道接收顺序中的第一个或全部通道对齐字数据块的同步字符进行标识，并且为简单起见不需要将通道对齐字替换为其他任意数据。
S303，将所述合并后的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰。
S304，识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔。
S305，对所述数据进行线路译码，所述线路译码为64B/66B线路译码。
此外，再提供接收数据的第三实施例的方法。本实施例与接收数据的前两个实施例不同在于其用单通道来接收，因此不需要对接收到的数据进行合并。整个接收数据的过程为：
对接收到的数据进行数据同步；对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；将所述接收到的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰；识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据；将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；对所述数据进行线路译码。
下面作为本发明第一实施例，从发送到接收的全流程来对方案进行描述。
参阅图5，本发明从发送到接收的第一实施例的流程示意图。在发送端，当上层的以太网数据通过美制接入控制（T100）后到达物理层，经过调和子层（T101）再通过XL/CGMII40G/100G媒质无关节口T103，然后进行64B/66B线路编码（T104），若66比特数据块中的剩余64比特全部为以太网数据帧数据，则同步字符被编码为“01”；若66比特数据块中包含标识以太网数据帧的间隙的/I/字符、或标识以太网帧数据起始或结束的/S/或/T/字符等控制字符时，同步字符则被编码为“10”。当同步字符为“10”时，为了标识数据字符和控制字符的各种可能的不同组合，在每个66比特数据块中采用紧随在2比特同步字符之后的8比特的数据块类型域进行区分，如数据块类型域为“0x1e”表示整个数据块全部由控制字符组成。当66比特数据块的同步字符为“10”，数据块类型域为“0x1e”，且全部控制字符为/I/控制字符时，称之为空闲控制块，即空闲控制块。空闲控制块的是由以太网帧间的IPG经过64B/66B线路编码后得到的。以太网帧之间的间隙称为IPG，64B/66B线路编码后的数据中一旦出现空闲控制块，就意味着正在发送的是MAC层数据中的以太网数据帧间隙，即IPG。
在发送端MAC层，以太网数据的各以太网数据帧之间必须保证最小IPG为12个字节。在数据进入到物理层后，在最终经过实际物理链路发送前，必须保证各以太网数据帧之间的IPG至少为某个值K。K的取值在不同的系统中可能有不同规定，一般情况下，K至少为1个字节，至多为12个字节。因此在物理层，IPG在通过实际物理链路发送前保证至少为K个字节的前提下，可以对IPG大小进行调节。本例中在40G/100G高速以太网物理层中，为了不影响MAC层的有效数据速率，且保持最终的实际物理链路的数据发送速率，通道对齐字占用的带宽需要通过挪用IPG获得。
接下来，进行空闲控制块提取及标识（T105）。
参阅图6，T1051对经过64B/66B线路编码后输出的数据依据64B/66B线路编码规则进行识别，识别出数据中的包含IPG数据的数据块，获知数据中IPG的位置。
然后，T1052识别出数据中的IPG后以周期T从数据中提取M个空闲控制块。建议应在保证物理层最小IPG且不破坏已编码的66比特数据块的前提下，以66比特数据块为单位，将空闲控制块从数据中提取出来。空闲控制块的提取规则是，在每个特定周期T内（周期T为66比特数据块整数倍数据长度），提取M个空闲控制块，其中M＝1＋数据通道数×通道对齐字大小（通道对齐字以66比特数据块的整数倍为单位）。提取和收集的M个66比特空闲控制块组成一组连续的空闲控制块，其中前M－1个66比特空闲控制块是为通道对齐字预留空间，第M个66比特空闲控制块是为了保证接收端解扰时的同步，从而正确解扰其后的数据。更进一步，该用来保证接收端解扰时的同步的66比特空闲控制块的数量可以多于一个，且可以替换为任意66比特数据，一般情况下只取一个66比特数据块大小且无需替换为其他数据即可。目前在40G/100G高速以太网系统中，40G和100G网络的通道数分别为4和20，通道对齐字采用一个66比特数据块大小，则M分别取5和21，周期T分别为4×16384和20×16384个66比特数据块组成数据的长度。
接下来，T1053对提取和收集的M个66比特的空闲控制块进行同步字符标识。为了使所述M个66比特的空闲控制块在经过后续的加扰处理后能够被识别出来，需要将所述M个66比特的空闲控制块的同步字符设置为“00”或“11”。设置同步字符时，可以替换所述M个66比特的空闲控制块中任意一个或多个的同步字符，只要每连续M个66比特的空闲控制块中所替换过的同步字符所在的空闲控制块的位置固定，后续就能够获知全部连续M个66比特的空闲控制块的位置。但是在本例案中，不推荐将用于接收端解扰时同步的数据块的同步字符进行替换，若对其进行了同步字符替换标识，必须在数据最终通过实际物理链路发送前将同步字符恢复为“10”，若采用了多个66比特大小的数据保证接收端解扰器自同步，同样需要采用如上所述操作恢复同步字符为“10”，否则将影响接收端的同步性能。一般情况下，本技术发明方案采用一个66比特的空闲控制块实现接收端解扰器自同步，推荐只替换第一个或前M-1个66比特的空闲控制块的同步字符。
T1054将提取并标识后的M个66比特的空闲控制块组成的连续数据块以空闲控制块的提取时相同的周期T一次性插入到待发送的数据中。
继续参阅图5，进行空闲控制块提取及标识之后对数据进行加扰处理（T106）。数据在进行加扰时，其中各66比特的数据块中的同步字符不经过加扰。可见，数据进入到加扰器时并没有减少，而是保持了同一数据速率。数据经过加扰后重新恢复为66比特的数据块。
然后进行通道标识符替换及通道分发（T107）。
参阅图7，T1071，对加扰后输出的66比特数据块的同步字符进行识别，当同步字符为“00”或“11”时，当前66比特数据块即为经过同步字符替换的连续M个66比特空闲控制块中的某个66比特数据块，从而推断出所述连续M个66比特空闲控制块的位置。
T1072，识别出所述连续M个66比特空闲控制块位置后，将所述连续M个66比特的空闲控制块的前M－1个66比特空闲控制块按通道分发顺序替换为各通道对齐字。即分发到通道一的为通道一对齐字预留位置的所有66比特空闲控制块被替换为通道一的对齐字，依此类推。应用中可以通过一存储模块来存储各通道的对齐字。
T1073，将数据块分发到各个通道。将数据以66比特数据块为单位，采用轮询方式，即将数据块逐个依序轮流分发到各个通道，如此循环。
继续参阅图5，最后经过通道对齐字标识后的各通道数据分别依次经过物理媒质附加层（T108）和物理媒质相关层（T109）后在实际物理链路上发送。
此外，对于上述方法，在发送端是多通道为例进行描述与介绍的，实际应用中，发送端可以为单通道，当发送端为单通道时不需要对数据进行多通道分发，且单通道的对齐字只需要至少一个数据块大小。其他操作与上例中的操作处理相同。
在接收端，对于通过过物理媒质附加层（T201）和物理媒质相关层（T202）接收到的数据进行通道合并及同步字符标识（T203）。
参阅图8，T2031进行各自通道数据的同步接收，并识别出各数据接收的通道具体对应的发送端通道。此功能主要是通过对各自通道对齐字的匹配检测实现的。每个通道对齐字唯一标识了一个通道，在本例中其大小为66比特数据块的整数倍。通过通道对齐字实现同步后，接收端同时也获知了数据中通道对齐字的具体位置。目前在40G/100G高速以太网系统中，各通道的数据还需要经过物理层电接口比特映射等操作，存在电接口映射抖动，且经过实际物理信道传送后，可能产生不同程度的偏移，导致某个通道的数据并不一定出现在与发送端对应的固定的某个接收通道上，同时各通道在发送端同时发送的数据在接收端的可能出现不同延迟，此时需要对每个接收通道上接收的数据进行通道数据同步，从而能够对数据进行对齐，并按照发送端的分发顺序进行逆序合并恢复。
T2032对实现同步后的各通道数据进行合并，恢复发送端在进行多通道数据分发前的数据模式。其采用的合并方式为发送端的逆过程，按发送端数据分发的逆顺序进行数据合并恢复。多通道数据进行合并后，恢复了发送端在进行多通道分发前的数据，在发送端替换后的M－1个连续的66比特数据块进行通道合并恢复后仍然保持发送端的顺序和大小，其中第M个用于接收端解扰器同步的66比特空闲控制块紧接其后。
T2033将合并后的数据中的通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块对应的全部连续M个的66比特数据块的同步字符设置为“00”或“11”，以便全部数据经过解扰器后通过识别同步字符能够获知通道对齐字插入的具体位置。更进一步，同步字符标识的操作可以只对其中任意一个或多个的66比特数据块进行亦可，只需保证在接收端每个所述连续M个的66比特的数据块采用固定的位置进行标识即可，且可以将通道对齐字数据块除同步字符外的其他比特替换为任意数据而不影响方案的实施。在例中，推荐采用只对接收顺序中的第一个或全部M个66比特数据块的同步字符进行标识，并且为简单起见不需要将通道对齐字替换其他任意数据。
继续参阅图5，之后对数据进行解扰处理，其中同步字符不进行解扰（T204）。由于在发送端数据经过加扰后，其中经过加扰的部分数据被替换为通道对齐字，为了保证接收端前述M个66比特的数据块以后的数据能够正确解扰，发送端插入并保留的第M个66比特数据块将实现接收端解扰器的同步。更进一步，用于接收端解扰器自同步的66比特数据块可以为连续多个，也可以为任意同步字符为“10”的66比特数据块。
数据经过解绕后仍然保持66比特的数据块格式。将发送端周期性插入的连续M个66比特数据块提取出来，恢复为正确的66比特空闲控制块后，插入到IPG中，即IPG恢复。
然后进行空闲控制块的恢复及插入（T205）。
参阅图9，T2051，对从解扰后的数据每个66比特的数据块的同步字符进行识别，当同步字符为“00”或“11”时，获知连续M个的66比特的数据块的位置；当同步字符为“10”时，通过对其66比特数据块的数据块类型域进行匹配，识别出是否为包含IPG的数据块，以获知IPG的位置。将获知的连续M个的66比特的数据块提取出来，将其前后的数据连接起来继续发送。T2052，将提取出来的连续M个的66比特的数据块替换恢复为M个正确的66比特空闲控制块，当块识别出数据中的IPG出现时，将所述M个66比特空闲控制块插入IPG后，恢复了发送端的以太网数据。更进一步，66比特的空闲控制块的插入可以分多次进行，每次插入一部分66比特的空闲控制块，只要保证平均在周期T内插入的66比特的空闲控制块的个数为M即可。
继续参阅图5，经过上述步骤后的数据进行64B/66B线路译码T206，译码后的数据经过40G/100G媒质无关接口（T207）和调和子层后（T208）输出到MAC层进行媒质介入控制（T209），至此完成整个物理层数据通道对齐字发送和接收全部流程。
在整个发送接收流程中，数据速率保持不变。由于数据速率的一致性可以采用统一时钟，从而更有利于芯片实现，降低了复杂度；其次，通过抽取IPG从而使通道对齐字不占用数据带宽，其插入的周期可以更灵活而不增加具体实现的复杂度，相对现有技术，不需要降低MAC层的有效数据速率，实际上降低了开销。
此外，对于上述方法，在接收端是多通道为例进行描述与介绍的，实际应用中，接收端可以为单通道，当接收端为单通道时不需要对数据进行合并。当接收到的数据同步完成后对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识。其他操作与上例中的操作处理相同。
更进一步，再提供本发明从发送到接收的全流程的第二实施例，参阅图10。
本实施例中，对发送数据先进行多通道的分发，然后对各通道所分发到的数据进行标识。
在本实施例中对数据进行多通道分发，分发方式同样采用轮询分发方式。然后分别在各自的通道上对各通道的数据块的同步字符进行识别，当发现同步字符为“00”或“11”时，获知为通道对齐字预留的数据块的位置。然后将对应通道的通道对齐字替换同步字符标识后的空闲控制块后发送。
由于通道对齐字替换在数据进行多通道分发之后进行，此时之前必须保证连续M个66比特的数据块被分发到各个通道中后，每个通道中的的空闲控制块中至少一个被标识，即其同步字符被替换为“00”或“11”。从而当通道对齐字只占一个66比特数据块空间时，则必须将除实现接收端解扰器自同步功能的空闲控制块外的所有空闲控制块的同步字符替换为“00”或“11”。
此外，对于上述方法，在发送端是多通道为例进行描述与介绍的，实际应用中，发送端可以为单通道，当发送端为单通道时不需要对数据进行多通道分发，且单通道的对齐字只需要至少一个数据块大小。其他操作与上例中的操作处理相同。
与之对应的，接收端在同样可以采用先在各通道对通道对齐字进行标识后再将数据进行合并。
首先，实现各自通道数据的同步接收，并识别出每个通道的数据具体对应发送端的通道。对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识，在各自的通道对数据中的通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块对应的全部数据块的同步字符设置为“00”或“11”，以便数据进行数据合并。然后进行解扰处理。通过识别同步字符可获知通道对齐字插入的具体位置。更进一步，如果通道对齐字为多个66比特数据块大小，同步字符标识的操作可以只对每个通道中的通道对齐字所在数据块中任意一个或多个的66比特数据块进行同步字符标识，此时只需保证在接收端各通道中对所述通道对齐字所在数据块每次采用固定的位置数据块进行标识即可，且可以将通道对齐字数据块除同步字符外的其他比特替换为任意数据而不影响实施。在本例中，推荐采用只对各通道接收顺序中的第一个或全部通道对齐字数据块的同步字符进行标识，并且为简单起见不需要将通道对齐字替换为其他任意数据。最后，采用实施例一中所述的操作将各通道的数据进行合并，然后继续发送。其采用的合并方式为发送端的逆过程，按发送端数据分发的逆顺序进行数据合并恢复。多通道数据进行合并后，恢复了发送端在进行多通道分发前的数据，在发送端替换后的M－1个连续的66比特数据块进行通道合并恢复后仍然保持发送端的顺序和大小，其中第M个用于接收端解扰器同步的66比特空闲控制块紧接其后。
此外，对于上述方法，在接收端是多通道为例进行描述与介绍的，实际应用中，接收端可以为单通道，当接收端为单通道时不需要对数据进行合并。当接收到的数据同步完成后对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识。其他操作与上例中的操作处理相同。
当具体实施上述方案中，第一和第二实施例所介绍的发送与接收的各方法可以交叉组合成一套完整的从发送到接收的全流程，在组合中本领域技术人员不需要再次进行创造性的劳动。
进一步，再提供发送数据的第三实施例。
本实施例与前面发送数据的实施例不同在于不需要对空闲控制块进行收集而只是对其进行同步字符标识，本例中直接在向数据通道分发时识别出空闲控制块并将其删除，然后插入需要的通道对齐字。参阅图11，发送数据的第三实施例的方法流程图，发送的流程如下：
S401对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔；
S402在一预定的数据长度内对以太网数据的帧间间隔中的空闲控制块进行标识；
S403对包含所述进行了空闲控制块标识的数据进行加扰，其中各数据块的同步字符不进行加扰；
S404识别出所述已进行标识的空闲控制块，并删除预定个数的所述已进行标识的空闲控制块；
S405将通道对齐字以发送所述预定数据长度为周期插入到已删除空闲控制块的数据中；
S406发送完成通道对齐字插入的数据。
再介绍上述方法的细化流程。对进入到达物理层的数据进行64B/66B线路编码，输出的数据依据64B/66B线路编码规则进行识别，识别出数据中的包含IPG数据的数据块，获知数据中IPG的位置。然后在保证物理层最小IPG且不破坏已编码的66比特数据块、且以太网数据帧间至少保证一个完整的66比特的空闲控制块的前提下，在每个特定周期T内（周期T为66比特数据块整数倍数据长度），标识M个空闲控制块，即将M个66比特的空闲控制块的同步字符标识为“00”或“11”，其中M＝数据通道数×通道对齐字大小（通道对齐字以66比特数据块整数倍为单位）。目前在40G/100G高速以太网系统中，40G和100G网络的通道数分别为4和20，通道对齐字采用一个66比特数据块大小，则M分别取4和20，周期T分别为4×16384和20×16384个66比特数据块组成数据的长度。
经过上述操作后的继续发送数据，进行加扰处理。
加扰后，通过识别每个66比特的数据块的同步字符，获知每个被标识空闲控制块的位置；然后将被标识的空闲控制块提取出来按上述周期T，将各通道对齐字按将要进行多通道分发的顺序连续插入数据中（以保证各自通道的对齐字能够最终分发到对应的通道上），共M个数据块，其中M＝数据通道数×通道对齐字大小（通道对齐字以66比特数据块整数倍为单位）；采用如实施例一所述的方式对数据进行多通道分发。通道对齐字可以存储在一存储单元中。
更进一步，可以将所有满足条件的66比特空闲控制块进行标识，而进行已标识的空闲控制块提取时，只提取M个已标识的空闲控制块，而将其余已标识空闲控制块的同步字符恢复为“10”后，不改变其在数据中的位置，继续发送数据。
此外，对于上述方法，在发送端是多通道为例进行描述与介绍的，实际应用中，发送端可以为单通道，当发送端为单通道时不需要对数据进行多通道分发，且单通道的对齐字只需要至少一个数据块大小。其他操作与上例中的操作处理相同。
对应上述的发送数据的方法，在接收端可以采用前述的各实施例中的数据接收方法，但本实施例中由于在发送端标识和插入的M个数据块时M的具体取值为：M＝数据通道数×通道对齐字大小，因此在接收端识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字，并不包含用于解扰器自同步的数据块。
应用上述思想，实践中可以不替换为对齐字而是其他任何需要从IPG中抽取可用带宽用以某特定应用的场景，比如抽取的带宽可以用于填充物理层的FEC码字中的校验部分。因此该对齐字可以理解为所述的FEC码字中的校验部分。
本发明实施例还提供了发送端及接收端的装置，该装置用来实施上述的方法。
如图12所示，介绍发送端装置的第一实施例，以太网中的发送端装置，该装置10包括：
线路编码模块101，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块处理模块102，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块及将由同步字符标识的空闲控制块组成的数据以预定周期插入到待发送的数据中；
扰码器103，用于对待发送数据进行加扰；
通道对齐字替换及分发模块104，用于识别出所述由同步字符标识的空闲控制块组成的数据，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据。
为了实现全部各例的发送方法，该装置还应包括：
第一产生模块105，产生空闲控制块并进行同步字符标识，组成所述预定长度的数据；或
第二产生模块106，产生经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据。
存储模块107，用于存储空闲控制块或经过同步字符标识的空闲控制块。
参阅图13，其中空闲控制块处理模块102还包括：
帧间间隔识别子模块1021，用于对线路编码模块输出的数据依据线路编码规则进行识别，识别出数据中的包含帧间间隔的数据块；
空闲控制块提取子模块1022，用于在识别出数据中的帧间间隔后从数据中提取出空闲控制块；
空闲控制块插入子模块1023，用于将由同步字符标识的空闲控制块组成的数据以预定周期插入到待发送的数据中。
其中所述空闲控制块处理模块还包括：
空闲控制块标识子模块1024，用于对提取的空闲控制块进行同步字符标识，将空闲控制块的同步字符置为“00”或“11”。
空闲控制块删除子模块1025，用于删除提取出的空闲控制块。
参阅图14，其中通道对齐字替换及分发模块104包括：
同步字符识别子模块1041，用于对数据块的同步字符进行识别，识别出经过同步字符标识的数据块；
通道对齐字替换子模块1042，用于识别出经过同步字符标识的数据块后，将至少一所述数据块替换为通道对齐字；
分发子模块1043，用于将数据发送到单通道，或以数据块为单位采用轮询方式分发到多通道。
该发送端装置10的实施例可以实现发送方法的前两个实施例。对于发送方法的最后一实施例，再提供发送端装置的第二实施例，如图15所示，发送端装置的第二实施例结构框图。
该发送端装置20包括：
线路编码模块201，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块标识模块202，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中标识空闲控制块；
加扰器203，用于对待发送数据进行加扰；
空闲控制块处理模块204，用于识别所述已进行标识的空闲控制块，并删除预定个数的所述已进行标识的空闲控制块；
通道对齐字插入模块205，用于将通道对齐字以一预定的数据长度为周期插入到已删除空闲控制块的数据中；
发送模块206，用于发送完成通道对齐字插入的数据。
自然的，再提供接收端的装置。
接收端第一实施例中，如图16所示，该接收端装置30包括：
多通道合并及同步字符标识模块301，用于对该模块接收到的各通道的数据进行数据同步，合并所述各通道的数据，对该模块接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器302，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块303，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块304，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
参阅图17，其中多通道合并及同步字符标识模块301包括:
多通道同步子模块3011，该模块用于实现各通道数据的同步；
多通道合并子模块3012，该模块用于对实现同步后的各通道数据进行合并；
同步字符标识子模块3013，该模块用于对接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识，将所述同步字符置为“00”或“11”。
参阅图18，空闲控制块恢复及插入模块303包括：
同步字符及帧间间隔识别子模块3031，用于对从解扰器接收到的数据中的数据块的同步字符进行识别；
数据块提取子模块3032，用于提取识别出的所述数据块；
空闲控制块插入子模块3033，用于将所述提取的数据块替换为空闲控制块。
上述的接收端装置用于采用多通道的方式对数据进行接收。
本发明实施例再提供接收端的第二实施例，其用于采用单通道的方式对数据进行接收。
参阅图19，该接收端装置40包括：
同步字符标识模块401，用于对该模块接收到的数据进行数据同步，及所述数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器402，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块403，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块404，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
参阅图20，其中同步字符标识模块401还包括:
同步子模块4011，该模块用于实现接收到的数据的同步；
同步字符标识子模块4012，该模块用于对接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识，将所述同步字符置为“00”或“11”。
其参阅图21，其中所述空闲控制块恢复及插入模块403还包括：
同步字符及帧间间隔识别子模块4031，用于对从解扰器接收到的数据中的数据块的同步字符进行识别；
数据块提取子模块4032，用于提取识别出的所述数据块；
空闲控制块插入子模块4033，用于将所述提取的数据块替换为空闲控制块。
同时本发明实施例提供一种在以太网中传输数据的系统，该系统由发送端装置和接收端装置组成，应用中可以采用上述实施例中揭露的发送端装置及接收端装置，根据方法中描述的流程来对装置进行选择组成一完整的系统。
在以太网中传输数据的系统，包括一发送端装置，该发送端装置包括：
媒质相关接口模块、物理媒质相关层模块、物理媒质附加层模块，以及
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块处理模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块及将由同步字符标识的空闲控制块组成的数据以预定周期插入到待发送的数据中；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
通道对齐字替换及分发模块，用于识别出所述由同步字符标识的空闲控制块组成的数据，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据。
发送端装置还可以有另一种实现，该发送端装置包括：媒质相关接口模块、物理媒质相关层模块、物理媒质附加层模块，以及
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块标识模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中标识空闲控制块；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
空闲控制块处理模块，用于识别所述已进行标识的空闲控制块，并删除预定个数的所述已进行标识的空闲控制块；
通道对齐字插入模块，用于将通道对齐字以一预定的数据长度为周期插入到已删除空闲控制块的数据中；
发送模块，用于发送完成通道对齐字插入的数据。
在以太网中传输数据的系统，还包括一接收端装置，该接收端装置包括：包括媒质相关接口模块、物理媒质相关层模块、物理媒质附加层模块，以及
多通道合并及同步字符标识模块，用于对该模块接收到的各通道的数据进行数据同步，合并所述各通道的数据，对该模块接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
接收端装置还可以有另一种实现，该接收端装置包括：媒质相关接口模块、物理媒质相关层模块、物理媒质附加层模块，以及
同步字符标识模块，用于对该模块接收到的数据进行数据同步，及所述数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
更进一步，本发明实施例继续提供从发送到接收的全流程以太网数据发送的方法，与之前的实施例相比，不同点在于发送端的通道对齐字插入是在多通道分发之后在各自的通道上进行。
首先，通过识别同步字符对加扰后的数据中的已标识的空闲控制块进行识别；然后提取出已标识的空闲控制块，并进行收集。当收集的空闲控制块的个数达到M时，以固定周期T将连续M个已标识的空闲控制块插入数据中，其中M＝数据通道数×通道对齐字大小（通道对齐字以66比特数据块整数倍为单位）。对数据进行多通道分发，分发方式如同发送数据第一实施例中所述的方法进行；数据分发到各个通道后，在各自的通道上通过识别同步字符将数据中的已标识的空闲控制块识别出；在各个通道上将识别出的已标识空闲控制块替换为通道对齐字。
同理，可以将所有满足条件的66比特空闲控制块进行标识，而多通道分发前进行已标识的空闲控制块提取时只提取M个已标识的空闲控制块，而将其余已标识空闲控制块的同步字符恢复为“10”后，不改变其在数据中的位置。
对应上述的发送数据的方法，在接收端可以采用前述的第一及第二实施例中的数据接收方法，但本实施例中由于在发送端标识和插入的M个数据块时M的具体取值为：M＝数据通道数×通道对齐字大小，因此在接收端识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字，并不包含用于解扰器自同步的数据块。
为了实施该方法，在接收端对通道对齐字替换及分发模块，作如下修改，通道对齐字替换及分发模块应包括：
同步字符识别子模块，用于通过同步字符识别对数据中已标识的空闲控制块；
空闲提取子模块，用于提取已标识的空闲控制块，并进行收集；
多通道分发子模块，用于对数据进行多通道分发；
通道对齐字替换子模块，用于将已标识的空闲控制块替换为通道对齐字。
采用本发明实施例的各方案在数据传输的过程中可以不改变物理层数据速率。不仅相对速率可变的技术方案更有利于在单一时钟下的电路实现、减少复杂度，而且由于各个通道的对齐字并不占用实际数据带宽，其插入的周期可以更灵活而不增加具体实现的复杂度。此外，本发明实施例技术方案不需要降低MAC层的有效数据速率，实际上降低了开销。
Claims (36)
1.一种发送以太网数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔；
在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少N个可供提取的空闲控制块，所述N取值为发送数据的通道的个数加1，所述提取空闲控制块的步骤中提取的空闲控制块的个数为M，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；
将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成，且所述预定长度的数据由M个数据块组成；
对所述待发送数据进行加扰处理，其中各数据块的同步字符不进行加扰处理；
识别出所述预定长度的数据中的数据块，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据；
所述将其中至少一数据块替换为通道对齐字，包括：
当采用多通道发送时，将所述预定长度的数据中的数据块替换为通道对齐字，所替换的数据块的个数不少于通道数；或者，在各通道将识别出的至少一数据块替换为通道对齐字；
当采用单通道发送时，将所述预定长度的数据中至少一数据块替换为通道对齐字。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块后，
收集提取出的空闲控制块，标识收集到的所述空闲控制块的同步字符。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在一预定数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块后，
将提取出的空闲控制块删除。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
产生空闲控制块并进行同步字符标识，组成所述预定长度的数据；或
产生经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
从一存储模块获得所述经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据；或
从一存储模块获得所述空闲控制块后再进行同步字符标识，组成所述预定长度的数据。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别出所述预定长度的数据中的数据块具体为：
识别加扰后的待发送数据中的数据块的同步字符，获知所述预定长度的数据的位置。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述识别出所述预定长度的数据中的数据块，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据的过程具体为：
将所述预定长度的数据中的数据块替换为通道对齐字，所替换的数据块的个数不少于通道数，将所述完成通道对齐字替换的数据以数据块为单位，采用轮询方式进行多通道分发，通过多通道发送；或
将所述预定长度的数据中至少一数据块替换为通道对齐字，将所述完成通道对齐字替换的数据通过单通道发送。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别出所述预定长度的数据中的数据块，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据的过程具体为：
所述预定长度的数据采用轮询方式进行多通道分发；
识别分发到各通道的数据中的数据块的同步字符，获知分发到各通道的所述预定长度的数据中的数据块；
在各通道将识别出的至少一数据块替换为通道对齐字；
通过多通道发送。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔具体为：
对以太网数据进行64B/66B线路编码；
对线路编码模块输出的以太网数据依据线路编码规则进行识别；
获知以太网数据中帧间间隔的位置。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步字符标识的空闲控制块其同步字符为“00”或“11”。
11.一种接收以太网数据的方法，其特征在于，所述方法为：
对接收到的各通道的数据进行数据同步；
合并所述各通道的数据；
对所述合并后的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；其中所述合并后的数据中包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块；
将所述合并后的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰；
识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据；其中所述完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或通道对齐字；
将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
对数据进行线路译码。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对所述合并后的数据中的包含通道对齐字的数据进行同步字符标识的方法具体为：将包含通道对齐字的数据中的至少一数据块的同步字符标识为“00”或“11”。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字。
14.一种接收以太网数据的方法，其特征在于，所述方法为：
对接收到的各通道的数据进行数据同步；
对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；其中所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块；
合并所述各通道的数据；
将所述合并后的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰；
识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据；其中所述完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或通道对齐字；
将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
对数据进行线路译码。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识具体为：将包含通道对齐字的数据中的至少一数据块的同步字符标识为“00”或“11”。
17.一种以太网中的发送端装置，其特征在于，所述装置包括：
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块处理模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少N个可供提取的空闲控制块，所述N取值为发送数据的通道的个数加1，所述提取空闲控制块的个数为M，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；及将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成，且所述预定长度的数据由M个数据块组成，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
通道对齐字替换及分发模块，用于识别出所述由同步字符标识的空闲控制块组成的预定长度的数据，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据；
所述将其中至少一数据块替换为通道对齐字，包括：
当采用多通道发送时，将所述预定长度的数据中的数据块替换为通道对齐字，所替换的数据块的个数不少于通道数；或者，在各通道将识别出的至少一数据块替换为通道对齐字；
当采用单通道发送时，将所述预定长度的数据中至少一数据块替换为通道对齐字。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述空闲控制块处理模块还包括：
帧间间隔识别子模块，用于对线路编码模块输出的数据依据线路编码规则进行识别，识别出数据中的包含帧间间隔的数据块；
空闲控制块提取子模块，用于在识别出数据中的帧间间隔后从数据中提取出空闲控制块；
空闲控制块插入子模块，用于将由同步字符标识的空闲控制块组成的预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述空闲控制块处理模块还包括：
空闲控制块标识子模块，用于对提取的空闲控制块进行同步字符标识，将空闲控制块的同步字符置为“00”或“11”
20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述空闲控制块处理模块还包括：
空闲控制块删除子模块，用于删除提取出的空闲控制块。
21.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一产生模块，产生空闲控制块并进行同步字符标识，组成预定长度的数据；或
第二产生模块，产生经过同步字符标识的空闲控制块，组成所述预定长度的数据。
22.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
存储模块，用于存储空闲控制块或经过同步字符标识的空闲控制块。
23.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述通道对齐字替换及分发模块包括：
同步字符识别子模块，用于对数据块的同步字符进行识别，识别出经过同步字符标识的数据块；
通道对齐字替换子模块，用于识别出经过同步字符标识的数据块后，将至少一所述数据块替换为通道对齐字；
分发子模块，用于将数据发送到单通道，或以数据块为单位采用轮询方式分发到多通道。
24.一种以太网中的接收端装置，其特征在于，所述装置包括：
多通道合并及同步字符标识模块，用于对该模块接收到的各通道的数据进行数据同步，合并所述各通道的数据，对该模块接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；其中所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块；
解扰器，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作，其中同步字符不进行解扰；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；其中所述完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或通道对齐字；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述多通道合并及同步字符标识模块还包括：
多通道同步子模块，该模块用于实现各通道数据的同步；
多通道合并子模块，该模块用于对实现同步后的各通道数据进行合并；
同步字符标识子模块，该模块用于对接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识，将所述同步字符置为“00”或“11”。
26.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述空闲控制块恢复及插入模块还包括：
同步字符及帧间间隔识别子模块，用于对从解扰器接收到的数据中的数据块的同步字符进行识别；
数据块提取子模块，用于提取识别出的所述数据块；
空闲控制块插入子模块，用于将所述提取的数据块替换为空闲控制块。
27.一种接收以太网数据的方法，其特征在于，所述方法为：
对接收到的数据进行数据同步；
对所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；其中所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块；
将所述接收到的数据送入解扰器进行解扰，其中同步字符不进行解扰；
识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据；其中所述完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或通道对齐字；
将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
对数据进行线路译码。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述对所述接收到的数据中的包含通道对齐字的数据进行同步字符标识的方法具体为：将包含通道对齐字的数据中的至少一数据块的同步字符标识为“00”或“11”。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或所述识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据为通道对齐字。
30.一种以太网中的接收端装置，所述装置包括：
同步字符标识模块，用于对该模块接收到的数据进行数据同步，及对所述数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；
解扰器，用于对经过同步字符标识模块的数据进行解扰操作，其中同步字符不进行解扰；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
31.如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述同步字符标识模块还包括：
同步子模块，该模块用于实现接收到的数据的同步；
同步字符标识子模块，该模块用于对接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识，将所述同步字符置为“00”或“11”。
32.如权利要求30所述的装置，其特征在于，所述空闲控制块恢复及插入模块还包括：
同步字符及帧间间隔识别子模块，用于对从解扰器接收到的数据中的数据块的同步字符进行识别；
数据块提取子模块，用于提取识别出的所述数据块；
空闲控制块插入子模块，用于将所述提取的数据块替换为空闲控制块。
33.一种发送以太网数据的方法，其特征在于，所述方法包括：
对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔；
在一预定的数据长度内对以太网数据的帧间间隔中的空闲控制块进行标识，所述预定的数据长度的数据中包含至少S个可供标识的空闲控制块，所述S取值为发送数据的通道的个数，在一预定的数据长度内对以太网数据的帧间间隔中的空闲控制块进行标识的个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
对包含所述进行了空闲控制块标识的数据进行加扰，其中各数据块的同步字符不进行加扰；
识别出所述已进行标识的空闲控制块，并删除预定个数的所述已进行标识的空闲控制块，所述删除预定个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
将P个通道对齐字以所述预定数据长度为周期插入到已删除空闲控制块的数据中；
发送完成通道对齐字插入的数据。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述对以太网数据进行线路编码，检测待发送以太网数据的帧间间隔具体为：
对以太网数据进行64B/66B线路编码；
对线路编码模块输出的以太网数据依据线路编码规则进行识别；
获知以太网数据中帧间间隔的位置。
35.一种以太网中的发送端装置，其特征在于，所述装置包括：
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块标识模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中标识空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少S个可供标识的空闲控制块，所述S取值为发送数据的通道的个数，在一预定的数据长度内对以太网数据的帧间间隔中的空闲控制块进行标识的个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
空闲控制块处理模块，用于识别所述已进行标识的空闲控制块，并删除预定个数的所述已进行标识的空闲控制块，所述删除预定个数为P，所述P取值最小为发送数据的通道的个数；
通道对齐字插入模块，用于将P个通道对齐字以所述预定的数据长度为周期插入到已删除空闲控制块的数据中；
发送模块，用于发送完成通道对齐字插入的数据。
36.一种以太网中数据传输的系统，其特征在于，所述系统包括一发送端装置及一接收端装置，
所述发送端装置包括：
线路编码模块，用于对数据进行线路编码；
空闲控制块处理模块，用于检测待发送以太网数据的帧间间隔，在一预定的数据长度内从以太网数据的帧间间隔中提取空闲控制块，所述预定的数据长度的数据中包含至少N个可供提取的空闲控制块，所述N取值为发送数据的通道的个数加1，所述提取空闲控制块的个数为M，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；及将一预定长度的数据以所述预定的数据长度为周期插入到待发送的数据中，所述预定长度的数据由同步字符标识的空闲控制块组成，且所述预定长度的数据由M个数据块组成，所述M最小值为发送数据的通道的个数加1；
扰码器，用于对待发送数据进行加扰；
通道对齐字替换及分发模块，用于识别出所述由同步字符标识的空闲控制块组成的预定长度的数据，将其中至少一数据块替换为通道对齐字，并发送完成通道对齐字替换的数据；
所述将其中至少一数据块替换为通道对齐字，包括：
当采用多通道发送时，将所述预定长度的数据中的数据块替换为通道对齐字，所替换的数据块的个数不少于通道数；或者，在各通道将识别出的至少一数据块替换为通道对齐字；
当采用单通道发送时，将所述预定长度的数据中至少一数据块替换为通道对齐字；
所述接收端装置包括：
多通道合并及同步字符标识模块，用于对该模块接收到的各通道的数据进行数据同步，合并所述各通道的数据，对该模块接收到的数据中包含通道对齐字的数据进行同步字符标识；其中所述接收到的数据中包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块；
解扰器，用于对经过多通道合并及同步字符标识模块的数据进行解扰操作；
空闲控制块恢复及插入模块，用于识别并提取完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，将提取出的所述数据替换为空闲控制块，插入帧间间隔；其中所述完成解扰的所述数据中的包含通道对齐字的数据，为通道对齐字和用于解扰器自同步的数据块，或通道对齐字；
线路译码模块，对空闲恢复及插入模块输出的数据进行线路译码。
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