CN102624595A - 一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法，包括：在上行方向：终端将数据包传送到射频接口模块；射频接口模块在数据包的数据帧头部插入一个CDT标签；射频接口模块将数据包传送到分类转发模块；分类转发模块将CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记；在下行方向：分类转发模块将汇聚网传送的数据包的以太网帧头部插入一个CDT标签；分类转发模块将数据包传送给射频接口模块；射频接口模块接收数据包，根据CDT标签识别数据包所属的终端和业务流，并将数据包传送到相应的终端；CDT标签包括CoS字段和VID字段，CoS字段和CoS字段相结合指定特定终端的特定业务流。本发明支持分类转发模块与射频接口模块之间的松耦合连接，并解决C-DOCSIS业务流向上层汇聚网络的分类转发和优先级映射问题。

Description

一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及在C-DOCSIS接入系统架构下，一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法。
背景技术
C-DOCSIS标准是由中国广电总局为解决国内下一代宽带接入技术和双向网络改造问题，基于DOCSIS 3.0标准技术，结合国内无源光网络(PON)、混合光铜网(HFC)、边缘宽带接入网等实际情况，而制定的中国DOCSIS技术标准。
C-DOCSIS系统头端由射频接口模块、分类转发模块和系统控制模块构成。其中C-DOCSIS接入系统架构下的分类转发模块与射频接口模块之间需要对上下行方向的业务流进行标识，为业务包在汇聚层和射频接口模块内进行QoS处理提供支持。分类转发模块与射频接口模块之间的松耦合可以支持C-DOCSIS接入系统的分布式实现并保证不同厂商C-DOCSIS部件之间的互通性。
现有技术中的DOCSIS系统设计没有提供这个标准的接口，所以不能支持分类转发模块与射频接口模块基于标准互通性的分布式实现。同时如何实现对DOCSIS上下行业务流的业务区分和对每用户每业务流的数据标记，并向上层汇聚网络(特别是无源光网络PON网络)进行业务流的分类转发和优先级映射，目前传统的DOCSIS系统中没有相关应用和规范，难以解决在现有PON网络上进行DOCSIS业务流进行分类转发和优先级映射等技术问题。
发明内容
为解决上述现在技术的问题之一，本发明提供了一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法，这是一种在分类转发模块与射频接口模块之间对上下行方向的数据流进行业务和用户进行标识的方法，以支持这两个模块之间的松耦合连接，并解决C-DOCSIS业务流向上层汇聚网络的分类转发和优先级映射问题，使得架构应用更为灵活，同时可实现C-DOCSIS系统的分布式架构及保证不同厂商的C-DOCSIS部件之间的互通性。
本发明的一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法，包括：
在上行数据传输方向：
终端将进行了数据分类和流量整形的数据包传送到射频接口模块；
射频接口模块在所述数据包的数据帧头部插入一个CDT标签；
所述射频接口模块将所述数据包传送到分类转发模块；
所述分类转发模块将所述CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记；
在下行数据传输方向：
分类转发模块将汇聚网传送的数据包的以太网帧头部插入一个CDT标签；
所述分类转发模块将所述数据包传送给射频接口模块；
所述射频接口模块接收所述数据包，根据所述CDT标签识别数据包所属的终端和业务流，并将所述数据包传送到相应的终端；
其中，所述CDT标签包括CoS字段和VID字段，所述CoS字段为业务流参考标识，所述VID字段为终端标识，所述CoS字段和所述CoS字段相结合指定特定终端的特定业务流，优选的，所述CDT标签还包括TPID字段，所述TPID字段为一特定的固定值，用于标记该数据包在射频接口模块与分类转发模块之间传送。
优选的，所述CoS字段与所述数据包的优先级具有对应关系；以便射频接口模块和分类转发模块之间的网络设备对该数据包进行优先级调度。
优选的，射频接口模块与分类转发模块之间的信息交互和CDT标签管理由系统控制模块控制，所述射频接口模块将包含数据包所属终端和业务流的VID字段和CoS字段对应关系的CDMM管理信息传送给系统控制模块，所述系统控制模块使用所述CDMM管理信息将数据包所属终端和业务流的VID字段和CoS字段封装所述CDT标签传送给所述分类转发模块。
优选的，在所述射频接口模块和分类转发模块中分别存储所述VID字段和所述终端的MAC地址的映射表。
优选的，还包括在上行数据传输方向，所述射频接口模块查找所述映射表，根据所述数据包帧头的源MAC地址获得对应的VID值；在下行数据传输方向，所述分类转发模块查找所述映射表，根据所述数据包的帧头的目的MAC地址获得对应的VID值。
本发明提供的一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法，是一种在分类转发模块与射频接口模块之间对上下行方向的数据流进行业务和用户进行标识的方法，以支持这两个模块之间的松耦合连接，并解决C-DOCSIS业务流向上层汇聚网络的分类转发和优先级映射问题，使得架构应用更为灵活，同时可实现C-DOCSIS系统的分布式架构及保证不同厂商的C-DOCSIS部件之间的互通性。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明的一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法的在上行传输方向的流程图；
图2为本发明的一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法的在下行传输方向的流程图；
图3为本发明的CDT标签的格式示意图；
图4为C-DOCSIS系统结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1和图2为本发明的一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法的流程图，图4为C-DOCSIS系统结构示意图。
参看图1和图4，在上行数据传输方向：步骤1，终端74将进行了数据分类和流量整形的数据包传送到射频接口模块71；步骤2，射频接口模块71在所述数据包的数据帧头部插入一个CDT标签；步骤3，所述射频接口模块71将所述数据包传送到分类转发模块73；步骤4，所述分类转发模块73将所述CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记。
参看图2和图4，在下行数据传输方向：步骤1，分类转发模块73将汇聚网传送来的数据包的以太网帧头部插入一个CDT标签；步骤2，所述分类转发模块73将所述数据包传送给射频接口模块71；步骤3，所述射频接口模块71接收所述数据包，根据所述CDT标签识别数据包所属的终端74和业务流，并将所述数据包传送到相应的终端74。
其中，所述CDT标签包括CoS字段和VID字段，所述CoS字段为业务流参考标识，所述VID字段为终端标识，所述CoS字段和所述CoS字段相结合以指定特定终端的特定业务流。
本发明的标记方法是一种在分类转发模块与射频接口模块之间对上下行方向的数据流进行业务和用户进行标识的方法，以支持这两个模块之间的松耦合连接，并解决C-DOCSIS业务流向上层汇聚网络的分类转发和优先级映射问题，使得架构应用更为灵活，同时可实现C-DOCSIS系统的分布式架构及保证不同厂商的C-DOCSIS部件之间的互通性。所述业务标记方法通过对业务转发模块与射频接口模块之间的上下行方向业务流采用CDT标签进行统一格式标记，并为业务转发模块与多个不同射频接口模块之间的业务数据流处理提供了统一的标准接口协议。
所述CDT标签还包括TPID字段，所述TPID字段为一特定的固定值，用于标记该数据包是在射频接口模块与分类转发模块之间传送的。
CDT标签的具体格式，如图3所示，所述CDT标签包括32字节，其中，VID字段为第0-11字节、CFT bit字段为第12字节，其固定值为0、CoS字段为第13-15字节、TPID字段为第16-31字节，其固定值为0x88A8，用于标记该数据包在射频接口模块与分类转发模块之间传送。CDT使用与802.1P/Q VLAN标签格式相吻合的格式，用VID字段标识数据包所属的终端，用CoS字段标识数据包所属的业务流。
更进一步的，CDT标签各字段定义如下：
TPID：0x88A8是IEEE802.1ad为服务提供者标签定义的TPID值，是位于最外层的标签。
CoS位：在IEEE 802.1ad定义中，该位被用来指定该数据包依据IEEE802.1p规定的优先级。但是射频接口模块并不仅用它来指示优先级，它既可作为业务流匹配标识，也可作为业务流的优先级标识。CoS与VID结合使用，来标识该数据包属于哪一个终端的哪一个C-DOCSIS业务流。射频接口模块并不根据该位的值来决定数据流的QoS，数据流的优先级及其它QoS参数的设置是在C-DOCSIS业务流建立过程中由相关的控制信息的TLV编码字段指定的。
CFI bit：此位为零。
VID：此值应设在0x801与0x9D0之间，低9位是终端标示符CMIndex。无论数据流向，对于某特定的终端其值是不变的。实际上，终端Index与终端的MAC地址存在一一对应关系。
CDT标签定义了同轴电缆宽带接入业务系统的分类转发模块与射频接口模块之间数据平面的标识格式。它被用来识别在分类转发模块功能与射频接口模块之间数据链路的业务流。数据包所属的终端和业务流是由VID与CoS的组合来标识的。每一对VID和CoS的值都对应一个指定终端的唯一的业务流。对应于某个业务流的VID和CoS的值，是在该业务流被建立并激活时由一个系统控制模块决定的。对同一个终端而言，无论数据流向，系统控制模块总是会选择同一个VID值，而不同的CoS则决定了不同的业务流。特定的CoS值即可在上行也可在下行使用。有多少个不同的CoS选择，同一个VID值就可以在上行业务流和下行业务流中各使用多少次。
对于同一个终端的相同方向的流，系统控制模块会为不同的业务流选择不同的CoS值，即使这些流具有相同的C-DOCSIS分配优先级。例如，某个终端同时服务两个同级别的语音流，尽管这两个流具有相同的C-DOCSIS优先级及其它QoS参数设置，系统控制模块也为它们选择不同的CoS值。射频接口模块只根据C-DOCSIS特定的QoS参数对流进行优先级处理。
更具体的，在上行数据传输方向，数据分类和流量整形由终端完成，射频接口模块在数据包的DOCSIS帧头部插入相应的CDT标签标识其所属终端和业务流，当然其他以太网VLAN标签也可以同时存在，但当数据包离开射频接口模块时，CDT标签应是最外层的一个标签。分类转发模块可以将CDT标签向汇聚网所支持的业务标记，例如：业务VLAN、IP ToS、EPON系统的LLID进行映射，以便支持汇聚网中的QoS。
射频接口模块根据业务流所对应的C-DOCSIS QoS参数分配带宽。射频接口模块把收到的所有的数据包都加上CDT标签。CDT标签包含了对应于承载数据包业务流的VID和CoS值。CDT标签中的CoS值并不会影响到射频接口模块分配带宽或对它接收后的处理。
尽管射频接口模块不把CoS位解释为优先级的设置，但系统中的其他设备可能会根据CDT标签中的CoS位来确定数据包的优先级，以便例如射频接口模块和分类转发模块之间的网络设备可以对该数据包进行优先级调度。例如，在网络中，一个位于分类转发模块与射频接口模块之间的二层交换模块可能会依据IEEE802.1p对CoS位进行优先级判断，例如，0代表最低优先级，而7则代表最高优先级。为适应这些网络设备，可以选择相对反映流优先级的CoS位，例如，为高C-DOCSIS优先级流选择相对高的CoS值，而为低C-DOCSIS优先级流选择相对低的CoS值。
特别地，所述VID字段与与终端的MAC地址存在一一对应关系，可以在所述射频接口模块和分类转发模块中分别存储所述VID字段和所述终端的MAC地址的映射表。
在上行数据传输方向，所述射频接口模块查找所述映射表，根据所述数据包帧头的源MAC地址获得对应的VID值；在下行数据传输方向，所述分类转发模块查找所述映射表，根据所述数据包的帧头的目的MAC地址获得对应的VID值。
在下行数据传输方向，分类转发模块可以首先依据配置文件或动态业务流信令中定义的分类器信息，对汇聚网传送的数据包进行分类，在数据包的以太网帧头部插入相应的CDT标签，标识其所属的终端和业务流，发送给射频接口模块，射频接口模块根据CDT标签识别数据包所属终端和业务流，并根据配置文件或动态业务流信令中定义的QoS参数，进行流量整形和调度转发。
对下行数据传输方向的数据流而言，分类器应在每个单播数据包上加上CDT标签，来标示该数据包传送时所使用的业务流。当然该数据包也可以同时包含以太网VLAN标签，在这种情况下CDT标签应是最外层的标签。
更具体的，所有在CDT标签中具有同一对VID和CoS值的数据包都会被按顺序放在同一队列中。射频接口模块根据相应业务流的C-DOCSISQoS参数来安排发送队列。
更具体而言，射频接口模块与分类转发模块之间的信息交互和CDT标签管理由系统控制模块控制，由所述系统控制模块创建、变更和删除VID字段和CoS字段的匹配关系。系统控制模块使用CDMM信息来传递对应于某业务流的VID以及CoS值，这些信息交互发生在业务流创建或激活的时候。所述射频接口模块将包含数据包所属终端和业务流的VID字段和CoS字段对应关系的CDMM管理信息传送给系统控制模块，所述系统控制模块使用所述CDMM管理信息将数据包所属终端和业务流的VID字段和CoS字段封装成所述CDT标签传送给所述分类转发模块。VID+CoS字段与业务流关联的取消也是通过控制模块的CDMM信息实现的，它可以在不删除业务流的情况下取消VID+CoS与业务流的关联，以便VID+CoS值可以重新使用。
本发明的标记方法是一种在分类转发模块与射频接口模块之间对上下行方向的数据流进行业务和用户进行标识的方法，以支持这两个模块之间的松耦合连接，并解决C-DOCSIS业务流向上层汇聚网络的分类转发和优先级映射问题，使得架构应用更为灵活，同时可实现C-DOCSIS系统的分布式架构及保证不同厂商的C-DOCSIS部件之间的互通性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种同轴电缆宽带接入业务数据流的标记方法，其特征在于，包括：
在上行数据传输方向：
终端将进行了数据分类和流量整形的数据包传送到射频接口模块；
射频接口模块在所述数据包的数据帧头部插入一个CDT标签；
所述射频接口模块将所述数据包传送到分类转发模块；
所述分类转发模块将所述CDT标签映射到汇聚网所支持的业务标记；
在下行数据传输方向：
分类转发模块将汇聚网传送的数据包的以太网帧头部插入一个CDT标签；
所述分类转发模块将所述数据包传送给射频接口模块；
所述射频接口模块接收所述数据包，根据所述CDT标签识别数据包所属的终端和业务流，并将所述数据包传送到相应的终端；
其中，所述CDT标签包括CoS字段和VID字段，所述CoS字段为业务流参考标识，所述VID字段为终端标识，所述CoS字段和所述CoS字段相结合指定特定终端的特定业务流。
2.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，所述CDT标签还包括TPID字段，所述TPID字段为一特定的固定值，用于标记该数据包在射频接口模块与分类转发模块之间传送。
3.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，所述CDT标签包括32字节，其中，VID字段为第0-11字节、CoS字段为第13-15字节、TPID字段为第16-31字节，其固定值为0x88A8。
4.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，对于方向相同且属于同一个终端的业务流所述CoS字段的取值不同。
5.根据权利要求4所述的标记方法，其特征在于，所述射频接口模块和分类转发模块使用所述CoS字段匹配数据包所属的业务流。
6.根据权利要求5所述的标记方法，其特征在于，所述CoS字段与所述数据包的优先级具有对应关系；以便射频接口模块和分类转发模块之间的网络设备对该数据包进行优先级调度。
7.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，在所述上行数据传输方向，所述射频接口模块根据所述数据包所属的业务流对应的QoS参数分配宽带带宽。
8.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，所述终端为电缆调制解调器。
9.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，射频接口模块与分类转发模块之间的信息交互和CDT标签管理由系统控制模块控制，所述射频接口模块将包含数据包所属终端和业务流的VID字段和CoS字段对应关系的CDMM管理信息传送给系统控制模块，所述系统控制模块使用所述CDMM管理信息将数据包所属终端和业务流的VID字段和CoS字段封装所述CDT标签传送给所述分类转发模块。
10.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，还包括：在所述射频接口模块和分类转发模块中分别存储所述VID字段和所述终端的MAC地址的映射表。
11.根据权利要求10所述的标记方法，其特征在于，还包括在上行数据传输方向，所述射频接口模块查找所述映射表，根据所述数据包帧头的源MAC地址获得对应的VID值；在下行数据传输方向，所述分类转发模块查找所述映射表，根据所述数据包的帧头的目的MAC地址获得对应的VID值。
12.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，在系统控制模块中创建、变更和删除VID字段和CoS字段的匹配关系。
13.根据权利要求1所述的标记方法，其特征在于，在下行数据传输方向，所述分类转发模块首先对所述汇聚网传送的数据包进行分类。
14.一种如权利要求1所述的标记方法，其特征在于，所述汇聚网所支持的业务标记包括业务VLAN，IP服务类型(IP ToS)和EPON系统的逻辑链路标记(LLTD)。
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