CN101873247B - 一种控制数据传输的管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种控制数据传输的管理方法，该方法包括：通过在链路层与物理层之间传输的管理消息来控制数据传输；所述管理消息为控制所述数据传输的管理消息。本发明还公开了一种控制数据传输的管理系统，该系统包括：控制单元，用于在链路层与物理层之间传输控制数据传输的管理消息，来控制与所述管理消息相对应的数据传输。采用本发明的方法及系统，能对链路层与物理层之间双向的数据传输进行有效的管理；对上行流量和下行流量都进行控制，对数据传输进行的控制和管理更加全面。

Description

一种控制数据传输的管理方法及系统

技术领域

本发明涉及数据通信领域，具体涉及一种控制数字用户线(DSL)数据传输的管理方法及系统。

背景技术

DSL芯片与上层处理器之间一般是通过用于异步传输模式(ATM)测试和操作的物理接口(UTOPIA，Universal Test & Operations PHY Interface for ATM)总线、或者，同步光网络(SONET)上承载数据包传递的物理接口(POS-PHY，Packet Over SONET PHYsical)总线进行连接，一组总线可以连接DSL芯片上的多个用户端口，与DSL芯片通过地址和数据线进行通信。考虑到总线标准定义的电气特性要求的限制，比如时钟频率不超过50Mhz，总线宽度为16位，则最高带宽为800M比特每秒，最多可以支持64个DSL用户。UTOPIA总线/POS-PHY总线具有地址轮询功能，因而可以确定用户数据的来源端口，为后续的转发提供依据。

随着DSL技术的发展，现在开通的业务一般需要25M以上的带宽，所以在64个DSL用户同时使用该业务时，UTOPIA总线/POS-PHY总线800M的带宽显然是不够用了。同时，由于总线的电气特性的要求，UTOPIA总线/POS-PHY总线的传输距离和速率成反比，需要几十根信号线，所以布线也比较困难。于是针对UTOPIA总线/POS-PHY总线，提出了改进的串行总线，以解决速率和布线的问题，国际电信联盟(ITU-T)定义了相应的数据传输协议，主要是通过标识数据流的方式对数据进行封装，并通过串行总线传输，这样，在数据串行传输时，通过标识能区分出各个数据流。

具体来说，ITU-T的标准G.int定义了如图1所示的包头，定义了用于传输数据流的现有数据包的包头封装格式。图1中的SID指数据流标识，用于区分不同用户的数据流，如SID0～SID9所示；EOF指数据流的开始标识，用于标识数据流的开始位置；SOF指数据流的结束标识，用于标识数据流的结束位置。而且，ITU-T的标准G.int还提供了用于控制数据流的中断帧，从而在下行数据流量大于物理层接收能力的时候，通知链路层停发相应的数据流。ITU-T的标准G.int中针对上行数据，缺省认为不会发生拥塞，没有提供流量控制的能力，然而对于物理层的上行数据来说，由于串行总线连接了多路DSL线路，因此，不同的线路的速率可能不同，迫切需要能实现流量控制。

综上所述，现有技术存在的问题是：由于针对下行流量控制仅仅是采用中断帧来处理，因此，控制方式单一、不灵活，无法针对实际需要定制控制方式，从而无法对链路层与物理层之间的数据传输进行有效的管理；尤其是对上行流量并未提供流量控制，控制方式也不够全面。针对这些问题，目前尚未提供有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种控制数据传输的管理方法及系统，能对链路层与物理层之间双向的数据传输进行有效的管理；对上行流量和下行流量都进行控制，对数据传输进行的控制和管理更加全面。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种控制数据传输的管理方法，该方法包括：通过在链路层与物理层之间传输的管理消息来控制数据传输；所述管理消息为控制所述数据传输的管理消息。

其中，管理消息传输的控制方式包括：主从控制方式或对称控制方式；其中，

所述主从控制方式为：所有管理消息皆由所述链路层主动发起并下发给作为所述物理层，物理层仅对链路层下发的管理消息进行响应；

所述对称控制方式为：链路层主动发起管理消息并下发给物理层，物理层对链路层下发的管理消息进行响应；或者，物理层主动发起管理消息并上报给链路层，链路层对物理层上报的管理消息进行响应。

其中，所述管理消息采用管理包进行封装，所述数据采用数据包进行封装；所述管理包和所述数据包采用相同的物理链路进行传输；其中，

当管理包和数据包采用相同的包头封装格式时，链路层或物理层接收到管理包和数据包后，通过所述包头封装格式中的区分标识对管理包和数据包进行区分；所述区分标识的类型包括：比特位标识或类型域标识；

当管理包和数据包采用不同的包头封装格式时，采用在数据包的包头封装格式中设置标识不同业务类型的类型域标识，支持至少一个业务类型的传输及识别；链路层接收到数据包后，通过所述包头封装格式中的类型域标识识别出不同业务类型的数据。

其中，采用所述数据包封装所述数据时，将至少一个数据封装到同一个数据包中。

其中，所述管理消息中包括：传输至少一个业务类型的数据的控制策略；所述物理层将所述管理消息上报给所述链路层，链路层根据管理消息中的所述控制策略，将至少一个业务类型的数据发送给物理层。

其中，所述控制策略具体包括：基于平均分配带宽的方式来轮流发送数据、或者基于优先级的方式来发送数据。

一种控制数据传输的管理系统，该系统包括：控制单元，用于在链路层与物理层之间传输控制数据传输的管理消息，来控制与所述管理消息相对应的数据传输。

其中，所述控制单元的控制方式包括：所述链路层为主设备且所述物理层为从设备的主从控制方式；或者，链路层和物理层皆为同等级设备的对称控制方式。

其中，该系统还包括：封装单元，用于将所述管理消息封装到管理包，将所述数据包封装到数据包；

在所述管理包和所述数据包采用相同的包头封装格式状态下，将管理包和数据包的区分标识封装到包头封装格式中；所述区分标识包括：比特位标识或类型域标识；

在管理包和数据包采用不同的包头封装格式状态下，将标识不同业务类型的类型域标识封装到数据包的包头封装格式中。

本发明通过在链路层与物理层之间传输的管理消息来控制数据传输，且管理消息为控制数据传输的管理消息。

由于本发明采用控制数据传输的管理消息，来控制与该管理消息相对应的数据传输，因此，采用本发明能针对实际需要定制上/下行数据传输的不同控制方式，控制方式多样化，比现有技术采用中断帧的单一控制方式更灵活，从而对链路层与物理层之间双向的数据传输进行有效的管理；而且实现了对上行流量的流量控制，使控制方式更加全面，从而对链路层与物理层之间数据传输的控制和管理更加丰富和全面。

附图说明

图1为现有数据包的包头封装格式的示意图；

图2为本发明主从控制方式的实现流程示意图；

图3为本发明对称控制方式的一种实现流程示意图；

图4为本发明对称控制方式的另一种实现流程示意图；

图5为本发明数据包和管理包采用相同的包头封装格式的示意图；

图6为本发明支持多业务数据传输时数据包的包头封装格式的示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：在链路层与物理层之间，采用控制数据传输的管理消息，来控制与该管理消息相对应的数据传输。

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。

一种控制数据传输的管理方法，该方法包括：通过在链路层与物理层之间传输的管理消息来控制数据传输；管理消息为控制数据传输的管理消息。

这里，针对在链路层与物理层之间交互传输的管理消息而言，管理消息传输的控制方式包括两种情况，以下对两种情况分别阐述。

第一种情况为：主从控制方式，此时，链路层和物理层分为主、从设备，当链路层作为主设备，物理层作为从设备时，如图2所示，主从控制方式具体包括以下步骤：

步骤101、所有管理消息皆由链路层主动发起并下发给物理层。

步骤102、物理层对接收到的链路层下发的管理消息进行响应。

这里需要指出的是，在链路层和物理层之间采用主从控制方式进行通信，交互传输管理消息时，链路层为主设备，物理层为从设备，所有的交互都是由链路层发起，而物理层仅仅对接收到的链路层下发的管理消息进行响应。比如，当管理消息中包含管理配置信息时，比如配置最大包长，配置SID等，包含管理配置信息的管理消息从链路层发出；物理层接收到该管理消息，解析出管理消息中的管理配置信息后进行相对应的配置，之后将相对应的配置结果返回链路层。当链路层需要获取物理层的相关管理配置信息或告警等信息时，由于物理层作为从设备，因此不能主动发起并下发这些信息，则链路层需要首先向物理层发起针对这些信息的请求，然后由物理层对该请求进行回应，并将这些信息封装到管理消息中上报给链路层。

第二种情况为：对称控制方式，此时链路层和物理层不分主、从设备，皆为同等级设备。如图3所示，一种对称控制方式具体包括以下步骤：

步骤201、链路层主动发起管理消息并下发给物理层。

步骤202、物理层对接收到的链路层下发的管理消息进行响应。

如图4所示，另一种对称控制方式具体包括以下步骤：

步骤301、物理层主动发起管理消息并上报给链路层。

步骤302、链路层对接收到的物理层上报的管理消息进行响应。

这里需要指出的是，在链路层和物理层之间采用对称控制方式进行通信，交互传输管理消息时，链路层和物理层都可以主动发起管理消息的交互。除了链路层主动发起管理消息的交互并下发管理消息之外，物理层也可以主动发起管理消息的交互并上报管理消息。采用对称控制方式区别于主从控制方式，减少了链路层发起请求的数量，从而提高了控制数据传输的管理效率。

以上所涉及的管理消息采用管理包进行封装，以上所涉及的数据采用数据包进行封装，且管理包和数据包采用相同的物理链路进行传输。由于使用相同的物理链路，因此，需要对在串行总线的两端所发送的管理包和数据包进行区分；而且，针对管理包的传输而言，可以理解为承载管理消息，即承载针对物理层和链路层的管理配置等信息的管理包在带内管理通道上传输，与数据包的传输共用同一个串行数据通道。其中，带内管理通道是虚通道，可以理解为承载在串行数据通道上的逻辑通道。

其中，为了识别出在同一个物理链路上传输的管理包和数据包，对管理包和数据包的封装及区分包括两种情况，以下分别阐述。

第一种情况：当管理包和数据包采用相同的包头封装格式时，链路层或物理层接收到管理包和数据包后，通过包头封装格式中的区分标识对管理包和数据包进行区分。其中，该区分标识的类型包括：比特位标识或类型域标识。

针对比特位标识而言，可以利用包头封装格式中的一个比特位来设置比特位标识，比如，当该比特位为1时，说明当前收到的包为管理包；当该比特位为0时，说明当前收到的包为数据包。可以仍然采用现有数据包的包头封装格式，但是修改包头封装格式中的字段，本发明使用区别于现有数据包的一个比特位，来标识当前收到的包是管理包还是数据包。举一实例来说，如图5所示，在控制标识(TCI)域中，从SID0算起的第6个比特位，用1标识是数据包，用0标识是管理包。

针对类型域标识而言，使用一个类型域标识，比如类型域标识为1时，说明当前收到的包为数据包；类型域标识为2时，说明当前收到的包为管理包。可以仍然采用现有数据包的包头封装格式，但是修改包头封装格式中的字段，本发明对现有数据包的包头封装格式中的长度域进行了修改，在长度域中增加了一个类型域，并减小长度域的比特数，通过类型域，来标识当前收到的包是管理包还是数据包。举一实例来说，仍如图5所示，在长度域中增加的类型域分别为T2、T1和T0，一种标识方式为：可以采用将T2、T1和T0中任一个作为类型域标识的方式，来标识当前收到的包是管理包还是数据包，比如，以T2作为类型域标识时，可以设置当类型域标识为1时，标识当前收到的包为数据包；类型域标识为2时，标识当前收到的包为管理包。另一种标识方式为：可以采用将T2、T1和T0中字段内容的组合作为类型域标识的方式，来标识当前收到的包是管理包还是数据包，比如，当T2、T1和T0中字段内容的组合为：T2、T1和T0中字段内容皆为0时，标识当前收到的包为管理包。

这里需要指出的是，管理包中的管理消息承载在分段数据域中。管理包的格式可以使用类型、长度、或值的格式，如果接收端根据从SID0算起的第6个比特位判断出是管理包，则需要根据管理消息的长度确定管理包的长度，并对管理包进行解析并响应。管理包和数据采用这种相同的包头封装方案，无需对现有数据包的包头封装格式作任何改动。

第二种情况：当管理包和数据包采用不同的包头封装格式时，采用在数据包的包头封装格式中设置标识不同业务类型的类型域标识，支持多个业务类型的传输及识别；链路层接收到数据包后，通过包头封装格式中的类型域标识识别出不同业务类型的数据。

在此，将本发明与现有技术作一比较，现有技术中，由于UTOPIA总线/POS-PHY总线既可以用于异步数字用户线(ADSL)/异步数字用户线2(ADLS2)/异步数字用户线2+(ADSL2+)，又可以用于甚高速数字用户线2(VDSL2)。其中，ADSL一般使用ATM对数据上层业务进行封装；而VDSL2既可以使用ATM对上层业务封装，也可以使用以太网进行封装。可见，这个UTOPIA总线/POS-PHY总线接口除了需要能够承载ATM，还需要能够承载以太网的数据包。但是ITU-T的标准G.int并没有定义相关如何承载多业务类型数据的数据包的问题，导致链路层在对收到的数据包进行处理时，不能识别出当前接收到的数据包承载了哪种业务类型数据。总之，现有技术的问题是：不支持多业务类型数据的传输及识别。

而本发明解决了现有技术存在的问题，支持多业务类型数据的传输及识别。为了支持多业务类型数据的传输及识别，在数据包头中对数据类型进行标识，采用在数据包的包头封装格式中设置标识不同业务类型的类型域标识，支持多个业务类型的传输及识别。举例来说，由于数据包的承载部分包括ATM数据和以太网数据，因此，为了区分这两种不同的业务类型数据，可以在数据包头上增加类型域标识字段，以标识这两种不同业务类型的数据，从而，链路层就可以根据该类型域标识字段，识别出当前接收到的数据包承载的是ATM数据还是以太网数据，并进行不同的处理。以下举一实例，对支持多业务类型数据的传输及识别的数据包的包头封装格式进行阐述。

如图6所示，针对类型(Type)字段而言，3比特的Type字段用于标识净荷的类型。比如，可以用010标识净荷为以太网数据包；用100标识净荷为ATM数据包；用001标识净荷为运行维护管理(OAM)消息；将000保留给用于流量控制的中断消息。针对类型结束(E)和开始(S)字段而言，2比特的类型E和S字段用于标识包传输模式(PTM)包的分片起始和结束。比如，可以用10表示起始分片；用00表示中间分片；用01表示结束分片；用11表示PTM包未分片。针对优先级(PCP，Priority Code Point)字段而言，3比特的PCP字段保留为用于流量控制的IEEE 802.1p的PCP字段。针对虚电路(VC，VirtualCircuit)字段而言，3比特的VC字段保留为在ATM传送模式下识别每个DSL用户线路端口上来自用户的不同业务VC。针对承载通道(BC，Bearer Channal)字段而言，1比特的BC-字段保留为用于标识DSL用户线路上的不同BC，并与G.int保持一致。针对优先级(PR)字段而言，1比特的PR字段保留为用于标识DSL用户线路的BC上的不同优先级，并与G.int保持一致。针对SID字段而言，8比特的SID字段用于识别不同物理层(PHY)中的不同用户线路端口。针对长度(Length)字段而言，表明载荷的长度，以字节为单位。

需要指出的是，本发明采用数据包封装数据时，将至少一个数据封装到同一个数据包中。

在此，以ATM数据为例，将本发明与现有技术作一比较，现有技术中，对于ATM的数据承载，现有的封装方式只支持分片或不分片，ATM数据的包长为53字节，而数据封装是4个字节，可见现有的封装方式存在冗余。以现有的封装方式传输ATM数据会带来7％的开销，如果当前带宽为1G比特，则由于现有封装方式的冗余，导致有70M带宽被去掉了，如果考虑到ATM本身还有一定的开销，带宽的利用率就更低了。

而本发明为了提高带宽利用率，采用了降低数据封装冗余的封装方式，可以支持ATM多信元封装。具体来说，采用将多个ATM数据承载在一个数据包即数据封装单元中的封装方式，能提高ATM数据传送的带宽利用率。举例来说，如果采用支持4个数据单元的封装方式，封装头是4个字节，ATM的数据长度是53字节，这样，带宽的利用率就可以从92％提高到98％。

需要指出的是，在支持多业务类型数据的传输情况下，本发明的上述管理消息中除了可以包括管理配置信息，告警信息等，还可以包括：传输至少一个业务类型的数据的控制策略；物理层将管理消息上报给链路层，链路层根据管理消息中的该控制策略，将至少一个业务类型的数据发送给物理层。

其中，该控制策略具体包括：基于平均分配带宽的方式来轮流发送数据、或者基于优先级的方式来发送数据。

以下举一个实例，对在链路层与物理层之间传输管理消息，以支持及控制多业务类型数据的传输情况进行阐述，包括以下内容：

一、链路层根据需要生成管理消息，比如根据链路层上报的上行不同用户的数据转发规则来生成管理消息，将转发规则承载在管理包中，通过带内管理通道下发。

这里，上行不同用户数据的转发规则包括两种方式。第一种方式为：基于平均分配带宽的方式来轮流发送数据。具体来说，每个建立连接DSL端口使用均等的轮流发送，比如从建立链路的1开始发送，如果有封装后的数据包需要发送，就发送一个数据包，如果没有就发送下一个建立连接的DSL的封装后的数据包，依次类推，直到全部的建立连接的DSL端口都发送完。第二种方式为：基于优先级的方式来发送数据。具体来说，可以使用现有的加权算法发送各个DSL线路的数据到串行端口上，比如可以配置某个链路的权重较大，可以优先发送这个链路的数据包。

二、承载管理包的带内管理通道是虚通道，管理包与数据包承载在相同的物理链路上，管理包和数据包使用相同的包头封装格式，使用类型域标识或比特位，来标识当前包为管理包还是数据包。

三、物理层响应链路层发送的管理消息，包括状态查询等，也可以产生相关的管理消息上报给链路层；链路层针对从物理层发送的该相关的管理消息进行处理，比如根据带宽利用信息上报，调整物理层发生机制。另外，也可以包括数据包相关统计信息，比如丢包率，发生的数据包数等。

一种控制数据传输的管理系统，该系统包括：控制单元，用于在链路层与物理层之间传输控制数据传输的管理消息，来控制与该管理消息相对应的数据传输。

这里，控制单元的控制方式包括：链路层为主设备且物理层为从设备的主从控制方式；或者，链路层和物理层皆为同等级设备的对称控制方式。

这里，该系统还包括：封装单元，用于将管理消息封装到管理包，将数据包封装到数据包。

其中，在管理包和数据包采用相同的包头封装格式状态下，将管理包和数据包的区分标识封装到包头封装格式中；区分标识包括：比特位标识或类型域标识。

在管理包和数据包采用不同的包头封装格式状态下，将标识不同业务类型的类型域标识封装到数据包的包头封装格式中。

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。

Claims (6)

1.一种控制数据传输的管理方法，其特征在于，该方法包括：通过在链路层与物理层之间传输的管理消息来控制数据传输；所述管理消息为控制所述数据传输的管理消息；

所述管理消息包括链路层与物理层之间数据的转发规则；所述管理消息中还包括：传输至少一个业务类型的数据的控制策略；所述物理层将所述管理消息上报给所述链路层，链路层根据管理消息中的所述控制策略，将至少一个业务类型的数据发送给物理层；

所述管理消息传输的控制方式包括：主从控制方式或对称控制方式；其中，

所述主从控制方式为：所有管理消息皆由所述链路层主动发起并下发给所述物理层，物理层仅对链路层下发的管理消息进行响应；

所述对称控制方式为：链路层主动发起管理消息并下发给物理层，物理层对链路层下发的管理消息进行响应；或者，物理层主动发起管理消息并上报给链路层，链路层对物理层上报的管理消息进行响应。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管理消息采用管理包进行封装，所述数据采用数据包进行封装；所述管理包和所述数据包采用相同的物理链路进行传输；其中，

当管理包和数据包采用相同的包头封装格式时，链路层或物理层接收到管理包和数据包后，通过所述包头封装格式中的区分标识对管理包和数据包进行区分；所述区分标识的类型包括：比特位标识或类型域标识；

当管理包和数据包采用不同的包头封装格式时，采用在数据包的包头封装格式中设置标识不同业务类型的类型域标识，支持至少一个业务类型的传输及识别；链路层接收到数据包后，通过所述包头封装格式中的类型域标识识别出不同业务类型的数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用所述数据包封装所述数据时，将至少一个数据封装到同一个数据包中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制策略具体包括：基于平均分配带宽的方式来轮流发送数据、或者基于优先级的方式来发送数据。

5.一种控制数据传输的管理系统，其特征在于，该系统包括：控制单元，用于在链路层与物理层之间传输控制数据传输的管理消息，来控制与所述管理消息相对应的数据传输；

所述管理消息包括链路层与物理层之间数据的转发规则；所述管理消息中还包括：传输至少一个业务类型的数据的控制策略；所述物理层将所述管理消息上报给所述链路层，链路层根据管理消息中的所述控制策略，将至少一个业务类型的数据发送给物理层；

所述控制单元的控制方式包括：所述链路层为主设备且所述物理层为从设备的主从控制方式；或者，链路层和物理层皆为同等级设备的对称控制方式；

所述主从控制方式为：所有管理消息皆由所述链路层主动发起并下发给所述物理层，物理层仅对链路层下发的管理消息进行响应；

所述对称控制方式为：链路层主动发起管理消息并下发给物理层，物理层对链路层下发的管理消息进行响应；或者，物理层主动发起管理消息并上报给链路层，链路层对物理层上报的管理消息进行响应。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，该系统还包括：封装单元，用于将所述管理消息封装到管理包，将所述数据封装到数据包；

在所述管理包和所述数据包采用相同的包头封装格式状态下，将管理包和数据包的区分标识封装到包头封装格式中；所述区分标识包括：比特位标识或类型域标识；

在管理包和数据包采用不同的包头封装格式状态下，将标识不同业务类型的类型域标识封装到数据包的包头封装格式中。

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