CN101778040B - 一种实现时分复用数据传输的方法及装置 - Google Patents

一种实现时分复用数据传输的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现时分复用(TDM)数据传输的方法，包括：将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层的数据，判断链路层数据的格式，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作；对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，再添加PW标签后发送到对端PE；将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，之后判断PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作；将解封装所得的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，再转换为物理层的TDM数据后发送到本地用户。本发明还同时公开了一种实现TDM数据传输的装置，运用该方法和装置可实现在PSN上模拟TDM业务的目的，进一步完善了现有PWE3系统的功能。

Description

一种实现时分复用数据传输的方法及装置
技术领域
本发明涉及通信领域中的端到端伪线仿真(Pseudo Wire Emulation Ed ge-to-Edge，PWE3)技术，尤其涉及一种基于PWE3实现时分复用(TDM)数据传输的方法及装置。
背景技术
以太网由于其开放性好、应用广泛以及价格低廉等特点，已逐渐垄断了通信领域和过程控制领域中上层的信息管理与通信，但传统的运营商基于电路的一系列现有服务，如：TDM、异步传输模式(ATM)、帧中继(FR)等仍具有很高的利用价值，用户也仍需依靠这些服务来支持他们的业务需求，最简单的解决办法就是将网络协议(IP)融入以太网。PWE3技术的提出可使得运营商现有的上述具备利用价值的服务转移到融合的骨干网，如IP/多协议标签交换(MPLS)网上，满足基于IP的新型以太网的需求。
PWE3技术是一种在分组交换网(PSN)上模拟各种点到点业务的机制，被模拟的业务可为TDM网、ATM网、FR网或以太网等多种网络。PWE3技术利用PSN上的隧道机制模拟业务的必要属性，所述隧道称为伪线(Pseudo Wire，PW)。运营商利用PWE3技术可将所有的传送业务转移到一个融合的网络中，这里，所述融合的网络可为IP网或MPLS网等，从用户的角度来看，可认为PWE3技术模拟的是一种专用的链路或电路。
但是，现有的PWE3系统未能实现传输TDM数据的功能，也就是说，在现有的PWE3系统中，存在无法在PSN上模拟TDM业务的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现TDM数据传输的方法及装置，可达到在PSN上模拟TDM业务的目的。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种实现时分复用TDM数据传输的方法，该方法包括：
将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层的数据，判断链路层数据的格式，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作；对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，再添加PW标签后发送到对端PE；
将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，之后判断PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作；将解封装所得的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，再转换为物理层的TDM数据后发送到本地用户。
其中，所述转换所得的链路层数据的格式包括：普通的TDM数据、基于POS的点对点协议PPP/高级数据链路控制HDLC数据或基于异步传输模式ATM反向复用技术IMA的ATM信元。
其中，所述转换所得的链路层的数据为基于POS的PPP/HDLC数据时；
相应的，所述对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，具体为：剥除数据中的HDLC帧格式，得到PPP报文。
其中，所述转换所得的链路层的数据为基于IMA的ATM信元时；
相应的，所述对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，具体为：对ATM信元进行传输汇聚TC层的处理，实现信元头校验和净荷扰码功能。
其中，所述对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，具体为：
终结PPP报文，取出PPP报文中的网络协议IP包，对IP包进行PW封装；或者，
直接对PPP报文进行PW封装。
其中，所述对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，具体为：
对数据执行信元级联和虚电路VC翻译操作，之后再进行PW封装。
上述方案中，所述转换所得的链路层的数据为普通的TDM数据时；
相应的，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作；对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，具体为：直接对TDM数据执行PW封装操作。
本发明还提供了一种实现TDM数据传输的装置，该装置包括：物理层处理模块、数据转换模块、封装解封装模块和交换模块；其中，
所述物理层处理模块，用于上行过程中，将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层数据，并发送到数据转换模块；下行过程中，将数据转换模块所发的链路层数据转换为物理层的TDM数据，并发送到本地用户；
所述数据转换模块，用于上行过程中，判断物理层处理模块所发的链路层数据的格式，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，并将所得数据发送到封装解封装模块；下行过程中，将封装解封装模块所发的已解封的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，并发送到物理层处理模块；
所述封装解封装模块，用于上行过程中，将数据转换模块所发的经过预处理操作的不同格式的数据执行PW封装操作，并将PW数据包发送到交换模块；下行过程中，判断交换模块所发的PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作，并将解封装的数据发送到数据转换模块；
所述交换模块，用于上行过程中，为封装解封装模块所发的PW数据包添加PW标签，并发送到对端PE；下行过程中，将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，并将剥掉PW标签的数据包发送到封装解封装模块。
其中，所述转换所得的链路层数据的格式包括：普通的TDM数据、基于POS的PPP/HDLC数据或基于IMA的ATM信元。
本发明提供的实现TDM数据传输的方法及装置，将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层的数据，判断链路层数据的格式，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作；对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，再添加PW标签后发送到对端PE；将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，之后判断PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作；将解封装所得的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，再转换为物理层的TDM数据后发送到本地用户。本发明利用PWE3中的PW封装技术及通过PW传输数据报文等技术，实现在PSN上模拟TDM业务的目的，进一步完善了现有PWE3系统的功能。
附图说明
图1为PWE3技术在PSN上的业务参考模型结构示意图；
图2为本发明实现TDM数据传输的方法中上行数据转发的流程示意图；
图3为本发明实现TDM数据传输的方法中下行数据转发的流程示意图；
图4为本发明实现TDM数据传输的装置结构示意图。
具体实施方式
PWE3业务的参考模型如图1所示，所述PE1和PE2为运营商边缘设备，CE1与CE2为用户边缘设备，PE1与PE2之间建有一条或多条PW，即PWE3通道，CE和PE之间为接入链路，所述接入链路可为以太网，也可为TDM网等非以太网，CE1和CE2分别接入到PE1和PE2后，通过PW实现CE1和CE2双方的通信，PW承载在PSN隧道上，PSN隧道决定数据转发路径。CE1和CE2双方进行通信时，CE1的用户数据传输到PE1后，进行PW标签封装形成数据报文，数据报文经PW建立的路径传输到PE2，PE2对接收到的数据报文执行解封装操作，剥去PW标签，将解封出的用户数据发送到CE2。图1所示模型的基本原理在实际应用过程中普遍适用，具体的业务需求不同，该模型的具体应用方式也有所不同。
本发明所述的装置对应于图1中所示的PE，用于将本地CE上传的数据发送到对端PE；将对端PE所发的数据传输到本地CE。
本发明的基本思想是：将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层的数据，判断链路层数据的格式，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作；对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，再添加PW标签后发送到对端PE；
将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，之后判断PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作；将解封装所得的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，再转换为物理层的TDM数据后发送到本地用户。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
图2为本发明实现TDM数据传输的方法中上行数据转发的流程示意图，如图2所示，该流程具体实现步骤如下：
步骤201：将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层的数据；
具体为：本地PE接收到本地用户所发的物理层的TDM数据后，执行帧定界、帧提取、码形变换、信元处理、时钟提取、通道映射、成帧解封和物理层的监控告警等操作，得到链路层的数据。其中，所执行的各种操作的具体过程为现有技术，此处不再详述。
步骤202：判断链路层数据的格式，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作；
具体为：根据转换所得的链路层数据包的包头判断链路层数据的格式，如果链路层数据为普通的TDM数据，也就是说，为不包含其它信息的TDM数据时，不需执行预处理操作；如果链路层数据是基于POS的点对点协议(PPP)/高级数据链路控制(HDLC)数据时，则需剥除数据中的HDLC帧格式，得到PPP报文；如果链路层数据为基于ATM反向复用技术(IMA)的ATM信元，则需对ATM信元进行传输汇聚(TC)层的处理，实现信元头校验和净荷扰码等功能，得到相应的数据。
步骤203：对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，再添加PW标签后发送到对端PE；
具体为：对经过预处理操作的不同格式的数据执行PW封装操作，并在封装后的PW数据包上添加PW标签后通过PW发送到对端PE。
其中，如果所述数据为普通的TDM数据，则直接利用信道电路仿真(CESoPSN)封装方法或非信道电路仿真(SAToP)封装方法对TDM数据进行封装；如果所述数据为PPP报文，包括两种封装方法：一种是终结PPP报文，取出PPP报文中的IP包，并对IP包进行PW封装；另一种是直接对PPP报文进行PW封装；如果数据是从ATM信元转化的，则对该数据执行信元级联和虚电路(VC)翻译等操作之后，再进PW封装。
图3为本发明实现TDM数据传输的方法中下行数据转发的流程示意图，如图3所示，该流程具体实现步骤如下：
步骤301：将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，之后判断PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作；
具体为：本地PE将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，得到PW数据包，之后根据PW数据包的包头判断PW数据包中数据的格式，并根据TDM数据包的不同格式解封出不同格式的数据，例如：解封出普通的TDM数据、PPP报文格式的数据、或对应于IMA的数据。
步骤302：将解封装所得的不同格式的数据转换为相应的链路层数据；
具体为：如果解封所得的数据为普通的TDM数据，则不需对TDM数据执行转换操作，也就是此时的数据已是链路层数据；如果解封所得的数据为PPP报文，则需为PPP报文添加HDLC帧格式，封装成PPP/HDLC数据包，得到链路层数据；如果解封所得的数据为对应于IMA的数据，则对数据执行TC层处理，得到相应的链路层数据。
步骤303：将链路层数据转换为物理层的TDM数据后发送到本地用户；
具体为：对转换所得的链路层数据执行码形变换和成帧封装等操作，得到物理层的TDM数据，并发送给本地用户。
这里，在下行过程中通常不需提取时钟，而是利用上行过程中提取的时钟进行上行和下行过程中数据的传输。
图4为本发明实现TDM数据传输的装置结构示意图，如图4所示，该装置包括：物理层处理模块、数据转换模块、封装解封装模块和交换模块；其中，
所述物理层处理模块，用于上行过程中，将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层数据，并发送到数据转换模块；下行过程中，将数据转换模块所发的链路层数据转换为物理层的TDM数据，并发送到本地用户；
所述数据转换模块，用于上行过程中，判断物理层处理模块所发的链路层数据的格式，并对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，并将所得数据发送到封装解封装模块；下行过程中，将封装解封装模块所发的已解封的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，并发送到物理层处理模块；
所述封装解封装模块，用于上行过程中，将数据转换模块所发的经过预处理操作的不同格式的数据执行PW封装操作，并将PW数据包发送到交换模块；下行过程中，判断交换模块所发的PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作，并将解封装的数据发送到数据转换模块；
所述交换模块，用于上行过程中，为封装解封装模块所发的PW数据包添加PW标签，并发送到对端PE；下行过程中，将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，并将剥掉PW标签的数据包发送到封装解封装模块。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实现时分复用TDM数据传输的方法，其特征在于，该方法包括：
将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层的数据，判断链路层数据的格式，当所述链路层数据的格式为普通的TDM数据格式时，直接对TDM数据执行伪线PW封装操作；当所述链路层数据的格式为其它链路层数据的格式时，需对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，对经过预处理操作的不同格式的数据再进行PW封装操作；
在完成PW封装后，再添加PW标签，然后发送到对端运营商边缘设备PE；
将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，之后判断PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作；将解封装所得的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，再转换为物理层的TDM数据后发送到本地用户。
2.根据权利要求1所述的实现TDM数据传输的方法，其特征在于，所述其它链路层数据的格式包括：基于POS的点对点协议PPP/高级数据链路控制HDLC数据或基于异步传输模式ATM反向复用技术IMA的ATM信元。
3.根据权利要求2所述的实现TDM数据传输的方法，其特征在于，所述转换所得的链路层的数据为基于POS的PPP/HDLC数据时；
相应的，所述对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，具体为：剥除数据中的HDLC帧格式，得到PPP报文。
4.根据权利要求2所述的实现TDM数据传输的方法，其特征在于，所述转换所得的链路层的数据为基于IMA的ATM信元时；
相应的，所述对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，具体为：对ATM信元进行传输汇聚TC层的处理，实现信元头校验和净荷扰码功能。
5.根据权利要求3所述的实现TDM数据传输的方法，其特征在于，所述对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，具体为：
终结PPP报文，取出PPP报文中的网络协议IP包，对IP包进行PW封装；或者，直接对PPP报文进行PW封装。
6.根据权利要求4所述的实现TDM数据传输的方法，其特征在于，所述对经过预处理操作的不同格式的数据进行PW封装，具体为：
对数据执行信元级联和虚电路VC翻译操作，之后再进行PW封装。
7.一种实现TDM数据传输的装置，其特征在于，该装置包括：物理层处理模块、数据转换模块、封装解封装模块和交换模块；其中，
所述物理层处理模块，用于上行过程中，将本地用户所发的物理层的TDM数据转换为链路层数据，并发送到数据转换模块；下行过程中，将数据转换模块所发的链路层数据转换为物理层的TDM数据，并发送到本地用户；
所述数据转换模块，用于上行过程中，判断物理层处理模块所发的链路层数据的格式，对于普通的TDM数据格式，直接将数据发送到封装解封装模块，对于其它链路层数据格式，需对不同格式的链路层数据执行对应的预处理操作，并将所得数据发送到封装解封装模块；下行过程中，将封装解封装模块所发的已解封的不同格式的数据转换为相应的链路层数据，并发送到物理层处理模块；
所述封装解封装模块，用于上行过程中，将数据转换模块所发的普通的TDM数据或经过预处理操作的不同格式的数据执行PW封装操作，并将PW数据包发送到交换模块；下行过程中，判断交换模块所发的PW数据包中数据的格式，根据不同的数据格式对PW数据包执行对应的解封装操作，并将解封装的数据发送到数据转换模块；
所述交换模块，用于上行过程中，为封装解封装模块所发的PW数据包添加PW标签，并发送到对端PE；下行过程中，将对端PE所发的PW数据包的外层PW标签剥掉，并将剥掉PW标签的数据包发送到封装解封装模块。
8.根据权利要求7所述的实现TDM数据传输的装置，其特征在于，所述其它链路层数据格式包括：基于POS的PPP/HDLC数据或基于IMA的ATM信元。
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