CN113949743A - Odu净荷承载方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种ODU净荷承载方法及系统。该方法包括：发送端以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；接收端将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。通过本发明，将ODU净荷切分成SAR切片，并以轮询方式将SAR切片均匀分发到各个以太网端口，从而基于以太网交换架构将承载了ODU净荷的以太网帧发送至接收端，以供接收端基于收到的以太网帧还原得到ODU净荷，实现了通过以太网端口承载ODU净荷。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种ODU净荷承载方法及系统。
背景技术
OTN(光传送网，Optical Transport Network)定义的电层带宽颗粒为光信道数据单元ODUk，光层的带宽颗粒为波长，相对于SDH的VC-12/VC-4的调度颗粒，OTN复用、交叉和配置的颗粒明显要大很多，能够显著提升高带宽数据客户业务的适配能力和传送效率。
但是由于同速率等级的ODU速率稍大于以太网接口速率，例如ODU2的速率大于10GE，ODU3的速率大于40GE，ODU4速率大于100GE，所以低速率等级或同速率等级的以太网接口无法直接承载ODU净荷。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种ODU净荷承载方法及系统，旨在现有技术中低速率等级或同速率等级的以太网接口无法直接承载ODU净荷的技术问题。
第一方面，本发明提供一种ODU净荷承载方法，所述ODU净荷承载方法包括：
发送端以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；
将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；
接收端将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。
可选的，SAR切片的管理帧头不包括时戳；以太网帧不包括MAC地址，包括1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址为单播或组播。
可选的，所述ODU净荷承载方法包括：
根据ODU净荷对应的ODU速率以及单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，其中，单个以太网端口的速率小于ODU净荷对应的ODU速率；
基于以太网端口最小理论数量以及以太网端口的数量为Q的倍数的规则，确定以太网端口数量，其中，Q基于单个以太网端口的速率进行取值。
可选的，所述将SAR切片轮询发送至各个以太网端口的步骤包括：
将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口，其中，按照循环编号的方式从0至(M*N-1)依次对每个SAR切片的序列号进行编号，其中，N为以太网端口数量，M为接收端缓存收到的以太网帧的数量。
可选的，编号为n的以太网端口对应的SAR切片的序列号为(n-1)+N*(m-1)，其中，n为正整数，n的取值包括1～N；m为正整数，m的取值包括1～M。
第二方面，本发明还提供一种ODU净荷承载系统，所述ODU净荷承载系统包括：
发送端，用于以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；
以太网成帧模块，用于将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；
接收端，用于将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。
可选的，SAR切片的管理帧头不包括时戳；以太网帧不包括MAC地址，包括1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址为单播或组播。
可选的，ODU净荷承载系统还包括数量确定模块，用于：
根据ODU净荷对应的ODU速率以及单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，其中，单个以太网端口的速率小于ODU净荷对应的ODU速率；
基于以太网端口最小理论数量以及以太网端口的数量为Q的倍数的规则，确定以太网端口数量，其中，Q基于单个以太网端口的速率进行取值。
可选的，发送端，用于：
将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口，其中，按照循环编号的方式从0至(M*N-1)依次对每个SAR切片的序列号进行编号，其中，N为以太网端口数量，M为接收端缓存收到的以太网帧的数量。
可选的，编号为n的以太网端口对应的SAR切片的序列号为(n-1)+N*(m-1)，其中，n为正整数，n的取值包括1～N；m为正整数，m的取值包括1～M。
本发明中，发送端以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；接收端将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。通过本发明，将ODU净荷切分成SAR切片，并以轮询方式将SAR切片均匀分发到各个以太网端口，从而基于以太网交换架构将承载了ODU净荷的以太网帧发送至接收端，以供接收端基于收到的以太网帧还原得到ODU净荷，实现了通过低速率等级或同速率等级的以太网端口承载ODU净荷。
附图说明
图1为本发明ODU净荷承载方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明ODU净荷承载方法一实施例中发送SAR切片至以太网端口的场景示意图；
图3为本发明ODU净荷承载方法一实施例中新的以太网帧格式示意图；
图4为本发明ODU净荷承载系统一实施例的架构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
第一方面，本发明实施例提供了一种ODU净荷承载方法。
一实施例中，参照图1，图1为本发明ODU净荷承载方法一实施例的流程示意图。如图1所示，ODU净荷承载方法包括：
步骤S10，发送端以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；
本实施例中，固定长度根据实际需要进行设置，例如固定长度在189字节～240字节之间任选一个数值作为固定长度。发送端从OTN业务中解析出ODU净荷后，即可以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，容易理解的是，每做一次切片处理，即得到一个SAR切片，并将得到的SAR切片轮询发送至各个以太网端口。
例如，存在10个以太网端口，则第1个SAR切片发送至以太网端口1，第2个SAR切片发送至以太网端口2，第3个SAR切片发送至以太网端口3，以此类推，第10个SAR切片发送至以太网端口10。容易理解的是，以每发送10个SAR切片为一轮，则下一轮中第11个SAR切片发送至以太网端口1，第12个SAR切片发送至以太网端口2，以此类推。
进一步地，一实施例中，所述将SAR切片轮询发送至各个以太网端口的步骤包括：
将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口，其中，按照循环编号的方式从0至(M*N-1)依次对每个SAR切片的序列号进行编号，其中，N为以太网端口数量，M为接收端缓存收到的以太网帧的数量；
本实施例中，每个以太网端口对应一个以太网接收队列，按照循环编号的方式从0至(M*N-1)依次对每个SAR切片的序列号进行编号，然后将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口的以太网接收队列，各个以太网端口从对应的以太网接收队列中获取SAR切片。
其中，N为以太网端口数量，例如N取5；M为接收端缓存收到的以太网帧的数量，对接收端而言，一般来说缓存10个以太网帧足够抵消交换时延抖动的影响，因此，M取值可以是10。需要说明的是，以太网端口的数量根据实际需求进行设置，M的取值根据实际需求进行设置，并不限于N＝5，M＝10，此处仅是为了便于解释说明，并不构成对N和M取值的限制。
以N＝5，M＝10为例，则按照切分顺序，得到的第1个SAR切片的序列号为0、第2个SAR切片的序列号为1、......、第50个SAR切片的序列号为49；第51个SAR切片的序列号为0、第52个SAR切片的序列号为1，以此类推。
其中，按照满足SAR切片均匀分配至各个以太网端口的要求，设置每个以太网端口对应的序列号，从而实现将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口。
进一步地，一实施例中，编号为n的以太网端口对应的SAR切片的序列号为(n-1)+N*(m-1)，其中，n为正整数，n的取值包括1～N；m为正整数，m的取值包括1～M。
本实施例中，以N＝5，M＝10为例，按照编号为n的以太网端口对应的SAR切片的序列号为(n-1)+N*(m-1)的规则，则有：
编号为1的以太网端口对应的SAR切片的序列号包括：0、5、10、15、20、25、30、35、40以及45；
编号为2的以太网端口对应的SAR切片的序列号包括：1、6、11、16、21、26、31、36、41以及46；
编号为3的以太网端口对应的SAR切片的序列号包括：2、7、12、17、22、27、32、37、42以及47；
编号为4的以太网端口对应的SAR切片的序列号包括：3、8、13、18、23、28、33、38、43以及48；
编号为5的以太网端口对应的SAR切片的序列号包括：4、9、14、19、24、29、34、39、44以及49。
参照图2，图2为本发明ODU净荷承载方法一实施例中发送SAR切片至以太网端口的场景示意图。如图2所示，按照上述序列号的编号方式以及以太网端口与SAR切片序列号的对应关系，则发送端将序列号为0、5、10、15、20、25、30、35、40以及45的SAR切片发送至以太网端口1的以太网接收队列，以供以太网端口1从其对应的以太网接收队列中获取序列号为0、5、10、15、20、25、30、35、40以及45的SAR切片；同理，发送端将序列号为1、6、11、16、21、26、31、36、41以及46的SAR切片发送至以太网端口2的以太网接收队列，以供以太网端口2从其对应的以太网接收队列中获取序列号为1、6、11、16、21、26、31、36、41以及46的SAR切片；以此类推。
步骤S20，将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；
本实施例中，通过以太网成帧模块为各个以太网端口收到的SAR切片插入以太网管理帧，从而将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端。
步骤S30，接收端将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。
本实施例中，接收端将收到的以太网帧中的以太网管理帧剥离，从而将以太网帧还原成了SAR切片，以SAR切片的序列号作为排序依据，即可还原出承载ODU净荷的完整SAR帧，然后进一步从完整SAR帧中还原出ODU净荷。
本实施例中，发送端以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；接收端将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。通过本实施例，将ODU净荷切分成SAR切片，并以轮询方式将SAR切片均匀分发到各个以太网端口，从而基于以太网交换架构将承载了ODU净荷的以太网帧发送至接收端，以供接收端基于收到的以太网帧还原得到ODU净荷，实现了通过低速率等级或同速率等级的以太网端口承载ODU净荷。
进一步地，一实施例中，SAR切片的管理帧头不包括时戳；以太网帧不包括MAC地址，包括1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址为单播或组播。
本实施例中，以太网成帧模块将SAR切片封装成以太网帧，即为SAR切片加上以太网管理帧，若以常规方式将SAR切片封装成以太网帧，则得到的以太网帧中的开销包括：以太网的帧间间隔IPG(长度为12字节)、前导码(长度为8字节)、宿源MAC地址(长度为12字节)、双层VLAN(长度为8字节)/双层MPLS(长度为9字节)、SAR切片的管理帧头(长度为4字节)以及CRC字段(长度为4字节)，即按照常规方式将SAR切片封装成以太网帧，则以太网承载开销为48字节或49字节。
考虑到ODU相对于同等级速率的以太网接口最大为1.05(如ODU4的速率为104.8Gbits/S)，在切包包长为240字节、以太网承载开销为49字节的情况下，承载以太网速率为126.2Gbits/S(104.8Gbits/S×(240+49)/240)，则需要6个速率为25Gbits/S的以太网接口承载。因为ODU4以上速率接口的管脚数为4的倍数，故为了提高承载效率，最好以太网端口数为5的倍数，例如用5个速率为25Gbits/S接口承载ODU4，那么以太网承载开销相对于净荷不能超过25％。为了满足这一要求可通过提高切包长度的方式，但这样会影响系统传输时延。
因此，本实施例中，采用的方法是合理减少开销。在上述的以太网承载开销组成中除了宿源MAC地址和SAR管理帧可调节，为保证以太网帧转发的通用性，其他的字节无法改动。因此，本实施例中，SAR切片的管理帧头不包括时戳；以太网帧不包括MAC地址，包括1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址为单播或组播，即在本实施例中定义了新的以太网帧格式。
其中，常规的SAR切片的管理帧头包括：时戳(长度为16比特)：用于参考时钟和同步信号的时标计数；RSV1/SQ(长度为8比特)：序列号；PPSI1(长度为2比特)：记录当前包长，当包丢失时，产生相同包长，以利时钟提取；PPSI2(长度为2比特)：记录当前2个包长，当2包连续丢失时，实现定时信息不丢失；P(长度为1比特)：校验位；CSI(长度为3比特)：状态指示信号，用于告警指示及APS快速倒换。
而在本实施例中，对于时戳不做处理，因此可去掉SAR切片的管理帧头中的时戳，需要说明的是，该步骤可以在得到SAR切片时执行，可以是在得到以太网帧时执行；且由于以太网帧的转发不依赖宿源MAC地址，因此可去掉宿源MAC地址(即以太网帧不包括MAC地址)，并通过1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址(即宿MAC地址)为单播或组播。
参照图3，图3为本发明ODU净荷承载方法一实施例中新的以太网帧格式示意图。如图3所示，新的以太网帧格式包括：以太网的帧间间隔IPG(长度为12字节)、前导码(长度为8字节)、可编译字节(长度为1字节)、裁剪后的SAR切片的管理帧头(即不包括时戳的SAR切片的管理帧头，长度为2字节)、部分ODU净荷(长度为9字节)、双层VLAN(长度为8字节)/双层MPLS(长度为9字节)、剩余ODU净荷以及CRC字段(长度4字节)。
其中，可编译字节(长度为1字节)、裁剪后的SAR切片的管理帧头(即不包括时戳的SAR切片的管理帧头，长度为2字节)以及部分净荷(长度为9字节)作为“宿源MAC地址”。
可见，通过本实施例，以太网承载开销包括以太网的帧间间隔IPG(长度为12字节)、前导码(长度为8字节)、可编译字节(长度为1字节)、裁剪后的SAR切片的管理帧头(即不包括时戳的SAR切片的管理帧头，长度为2字节)、双层VLAN(长度为8字节)/双层MPLS(长度为9字节)以及CRC字段(长度4字节)，即以太网承载开销由原先的48字节或49字节缩减到了35字节或36字节，从而满足了以太网承载开销相对于净荷不超过25％这一要求。
基于这种新的以太网帧格式，为了满足提速25％的要求，则最小切片长度为：
满足长度小于240的要求。因此，SAR切片的固定长度在189～240这个范围内取值。
进一步地，一实施例中，所述ODU净荷承载方法包括：
根据固定长度、以太网承载开销、ODU净荷对应的ODU速率以及单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，其中，单个以太网端口的速率小于ODU净荷对应的ODU速率；基于以太网端口最小理论数量以及以太网端口的数量为Q的倍数的规则，确定以太网端口数量，其中，Q基于单个以太网端口的速率进行取值。
本实施例中，首先根据ODU净荷对应的ODU速率以及单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，其中，单个以太网端口的速率小于ODU净荷对应的ODU速率。具体的，首先根据固定长度、以太网承载开销、ODU净荷对应的ODU速率确定所需的以太网传输速率，然后进一步根据所需的以太网传输速率和单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，最后基于以太网端口最小理论数量以及以太网端口的数量为Q的倍数的规则，确定以太网端口数量。例如，以太网端口最小理论数量为6，而Q取值为5，则最终确定的以太网端口数量为5。确定以太网端口数量后，即可布置相应数量的以太网端口。
其中，Q基于单个以太网端口的速率进行取值。例如，单个以太网端口的速率为25Gbits/S或100Gbits/S时，Q取值为5；当以太网端口的速率为200Gbits/S或400Gbits/S时，Q取值为8。需要说明的是，此处为对Q取值的示意性说明，具体根据实际需要设置单个以太网端口的速率对应的Q值。
第二方面，本发明实施例还提供一种ODU净荷承载系统。
一实施例中，参照图4，图4为本发明ODU净荷承载系统一实施例的架构示意图。如图4所示，ODU净荷承载系统包括：
发送端10，用于以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；
以太网成帧模块20，用于将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；
接收端30，用于将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。
进一步地，一实施例中，SAR切片的管理帧头不包括时戳；以太网帧不包括MAC地址，包括1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址为单播或组播。
进一步地，一实施例中，ODU净荷承载系统还包括数量确定模块，用于：
根据ODU净荷对应的ODU速率以及单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，其中，单个以太网端口的速率小于ODU净荷对应的ODU速率；
基于以太网端口最小理论数量以及以太网端口的数量为Q的倍数的规则，确定以太网端口数量，其中，Q基于单个以太网端口的速率进行取值。
进一步地，一实施例中，发送端10，用于：
将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口，其中，按照循环编号的方式从0至(M*N-1)依次对每个SAR切片的序列号进行编号，其中，N为以太网端口数量，M为接收端缓存收到的以太网帧的数量。
进一步地，一实施例中，编号为n的以太网端口对应的SAR切片的序列号为(n-1)+N*(m-1)，其中，n为正整数，n的取值包括1～N；m为正整数，m的取值包括1～M。
其中，上述ODU净荷承载系统的具体实施例与上述ODU净荷承载方法的各个实施例基本相同，此处不再一一赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种ODU净荷承载方法，其特征在于，所述ODU净荷承载方法包括：
发送端以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；
将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；
接收端将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。
2.如权利要求1所述的ODU净荷承载方法，其特征在于，SAR切片的管理帧头不包括时戳；以太网帧不包括MAC地址，包括1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址为单播或组播。
3.如权利要求2所述的ODU净荷承载方法，其特征在于，所述ODU净荷承载方法包括：
根据ODU净荷对应的ODU速率以及单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，其中，单个以太网端口的速率小于ODU净荷对应的ODU速率；
基于以太网端口最小理论数量以及以太网端口的数量为Q的倍数的规则，确定以太网端口数量，其中，Q基于单个以太网端口的速率进行取值。
4.如权利要求1所述的ODU净荷承载方法，其特征在于，所述将SAR切片轮询发送至各个以太网端口的步骤包括：
将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口，其中，按照循环编号的方式从0至(M*N-1)依次对每个SAR切片的序列号进行编号，其中，N为以太网端口数量，M为接收端缓存收到的以太网帧的数量。
5.如权利要求4所述的ODU净荷承载方法，其特征在于，编号为n的以太网端口对应的SAR切片的序列号为(n-1)+N*(m-1)，其中，n为正整数，n的取值包括1～N；m为正整数，m的取值包括1～M。
6.一种ODU净荷承载系统，其特征在于，所述ODU净荷承载系统包括：
发送端，用于以固定长度将ODU净荷按照SAR协议进行切片处理，得到SAR切片，将SAR切片轮询发送至各个以太网端口；
以太网成帧模块，用于将SAR切片封装成以太网帧，并将以太网帧发送至接收端；
接收端，用于将收到的以太网帧还原成SAR切片，并基于SAR切片得到ODU净荷。
7.如权利要求6所述的ODU净荷承载系统，其特征在于，SAR切片的管理帧头不包括时戳；以太网帧不包括MAC地址，包括1个字节长度的可编译字节，用于指示目的MAC地址为单播或组播。
8.如权利要求7所述的ODU净荷承载系统，其特征在于，ODU净荷承载系统还包括数量确定模块，用于：
根据ODU净荷对应的ODU速率以及单个以太网端口的速率，确定以太网端口最小理论数量，其中，单个以太网端口的速率小于ODU净荷对应的ODU速率；
基于以太网端口最小理论数量以及以太网端口的数量为Q的倍数的规则，确定以太网端口数量，其中，Q基于单个以太网端口的速率进行取值。
9.如权利要求6所述的ODU净荷承载系统，其特征在于，发送端，用于：
将SAR切片发送至其序列号对应的以太网端口，其中，按照循环编号的方式从0至(M*N-1)依次对每个SAR切片的序列号进行编号，其中，N为以太网端口数量，M为接收端缓存收到的以太网帧的数量。
10.如权利要求9所述的ODU净荷承载系统，其特征在于，编号为n的以太网端口对应的SAR切片的序列号为(n-1)+N*(m-1)，其中，n为正整数，n的取值包括1～N；m为正整数，m的取值包括1～M。
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