CN1538679A - 时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法 - Google Patents
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Abstract
一种时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，包括以下步骤：将各条时分多通道脉冲编码调制信号通过对应的串行变并行先进先出缓冲器按帧存入缓存区；将所述缓存区的信号数据组成以太网数据包；将所述构造的以太网数据包发送给以太网的接收端；接收端接收传送自发送端的以太网数据包；接收端提取以太网数据包数据区的数据，并将其保存在接收缓存区中；分别将各条时分多通道脉冲编码调制信号对应的在接收缓存区中的信号数据通过对应的并行变串行先进先出缓冲器，恢复成时分多通道脉冲编码调制信号，清空相应数据区。该方法能够实现时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输，克服信号传送过程中的延时不一和数据丢包，操作方便、安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种时分多通道(TDM)脉冲编码调制(PCM)信号的传输方法，特别是将时分多通道PCM信号通过转换，使之能够在以太网中进行传输的方法。
背景技术
以太网作为一种目前本领域广泛应用的数据包传输方式，具有组网方便，结构简单，成本低等优点。随着以太网在宽带城域网中的广泛应用，数字程控电话交换机及其他电话用户接入设备之间或与传输设备之间的连接如能够通过以太网将有利于组网灵活和降低建设投资及网络的融合。
但是，在现有的数字程控电话交换机与其他电话用户接入设备之间，或与传输设备之间，都是通过对脉冲编码调制信号的时分制(TDM)多路复用方式进行通讯，其中的时分多通道PCM信号是严格按照同步时序来传输的。随着数据业务在骨干通信网中的比重越来越大，就要求语音业务与数据业务的融合，而数据业务主要是通过数据包(PACKET)的方式传输与交换的，数据包的传输为异步方式，存在较大的延时抖动和“丢包”现象，因此，如何通过数据包来传输时分多通道PCM信号、消除延时抖动和丢包，使时分多通道(TDM)脉冲编码调制(PCM)信号在以太网中传输的，是目前迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的正是针对上述背景技术中存在的缺陷，提供一种时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，使时分多通道PCM信号经过转换处理能够在以太网中进行方便的传输，并且在接收端经过还原处理，得到原时分多通道PCM信号。
为了达到上述目的，本发明提供一种时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
将各条时分多通道脉冲编码调制信号通过对应的串行变并行先进先出缓冲器(FIFO)按帧存入缓存区；
将所述缓存区的信号数据组成以太网数据包；
将所述构造的以太网数据包发送给以太网的接收端；
接收端接收传送自发送端的以太网数据包；
接收端提取以太网数据包数据区的数据，并将其保存在接收缓存区中；
分别将各条时分多通道脉冲编码调制信号对应的在接收缓存区中的信号数据通过对应的并行变串行先进先出缓冲器，恢复成时分多通道脉冲编码调制信号，清空相应数据区，完成信号传输。
采用本发明提供的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，能够实现时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输，消除信号传送过程中的延时不一和数据丢包现象，操作方便、安全。
下面将结合实施例并参照附图对该发明的技术方案进行详细说明。
附图说明
图1是本发明对时分多通道PCM信号在以太网中传输的实现方法功能模块示意图；
图2是本发明的时分多通道脉冲编码数字信号在以太网中传输的接收流程图；
图3是本发明的时分多通道脉冲编码数字信号在以太网中传输的发送流程图。
具体实施方式
参考图1所示的本发明的功能模块示意图，其中，有N条TDM-PCM信号输入到发送端10的串并转换缓冲器101中，经由发送处理模块102组成能够在以太网中传输的以太网数据包，通过以太网发送该数据包，该数据包经由以太往传输与交换20到达以太网接收端，将组成以太网数据包的TDM-PCM信号信息主体保存在接收缓存区103中，然后送到接收处理模块104进行处理，最后，将数据送到相应的并/串转换缓冲器105中，还原成TDM-PCM信号，由此，即完成了将时分多通道PCM信号通过转换，使之能够在以太网中进行传输的过程。
由于以太网的传输与交换是双向通讯电路，本发明的实现方法对上行和下行方向的处理方式是相同的，因此，虽然在图1中仅说明了其中的一个方向的实现方法，但是，本方法同样适用于与图中信号传送方向反向的信号处理过程。
本发明包括以下步骤：
步骤1：将各条时分多通道脉冲编码调制信号通过对应的串行变并行先进先出缓冲器(FIFO)按帧存入缓存区；
步骤2：将所述缓存区的信号数据组成以太网数据包；
在该步骤中，一个以太网数据包是由N1个时分多通道脉冲编码调制信号的帧构成的信息主体、所述时分多通道脉冲编码调制信号序列号N、表示以太网数据包先后顺序的循环序列号N2，并结合构成以太网数据包的其它部分字节组成的，上述的N1的值应当不小于2。
步骤3：将所述构造的以太网数据包发送给以太网的接收端；
步骤4：接收端接收传送自发送端的以太网数据包；
步骤5：接收端提取以太网数据包数据区的数据，并将其保存在接收缓存区中；
在该步骤中，接收端收到以太网数据包后，不需对其做校验，即可提取数据区中数据和循环序列号，并按数据区中的表示各条时分多通道脉冲编码调制信号的序列号和包循环序列号把数据存入对应的接收缓存区，每一个接收缓存区都被均分为N3个接收缓存子区，设定N2为值不小于3的N3的倍数，将以太网数据包的信息主体按照包循环序列号顺序分别放入N3个接收缓存子区中，每一个子区存放包循环序列号相连的N2/N3个以太网数据包的信息主体；
设定一个接收缓存子区完成指针，当接收缓存子区X中接收到该子区最后一循环序列号的以太网数据包或接收到缓存子区X+1中的任意一循环序列号的以太网数据包时，如果缓存子区X-1中有数据，则接收缓存子区完成指针指向缓存子区X-1；如果缓存子区X-1中没有数据，则当缓存子区X+1中最后一循环序列号的以太网数据包或接收到缓存子区X+2中的任意一循环序列号的以太网数据包时，接收缓存子区完成指针指向缓存子区X；此时，如果该子区中的某些循环序列号的以太网数据包没有收到，则用一个特定的噪声包对该子区进行填补；接收缓存子区数据接收完成之前收到重复的循环序列号以太网数据包时，则用重复的后一个数据包刷新前一个数据包。
步骤6：分别将各条时分多通道脉冲编码调制信号对应的在接收缓存区中的信号数据通过对应的并行变串行先进先出缓冲器，恢复成时分多通道脉冲编码调制信号，清空相应的数据区，完成信号传输。
下面通过一个具体的实例来对本发明提供的方法作进一步说明：
假设当前的信号为：第1条时分多通道TDM-PCM信号的传输速率为2.048兆比特/秒，一帧时长为125微秒，共32个时隙32个字节；
如图2所示的发送流程，在发送端，TDM-PCM信号经由串并转换缓冲器，步骤201；按上述的帧格式存入缓存区，步骤202；在N1帧数据头部加2字节TDM-PCM序号，尾部加入2字节的包循环序列号N2组成以太网数据包，步骤203；在本例中，假设时分多通道脉冲编码调制信号的帧数N1＝8，以太网数据包先后顺序的循环序列号N2＝12，缓存区被均分为4个缓存子区，即N3＝4；2个字节的头为该条时分多通道PCM信号的序号，序号N为01，以太网传输时延为1毫秒。因此，本例中，一个以太网数据包为22+2+256+2＝282个字节，然后被封装好的以太网数据包被发送到以太网上，步骤204。
在接收端，完成如图3所示的接收流程，接收端收到以太网包，步骤301；不做校验，即提取数据区中的时分多通道PCM信号的序号、256字节数据和尾部的包循环序列号N2，并按时分多通道PCM的序号和包循环序列号N2把数据存入相应的12个256字节数据大小的接收缓存区，步骤302；由于以太网传输中存在各包的延时不一和丢包现象，为消除这些影响，所以把接受缓存区均分为1、2、3、4四个缓存子区，每区可存3个以太网数据包中的数据，并确定一接收判定规则，用此接受判定规则判定X-1区接收完成，步骤303，该接收判定规则的内容包括：
在初始阶段，当2区中的最后一序列号的包被收到或3区中任意一循环序列号包被收到时，若在1区中有数据，则缓存区数据接收完成指针指向1区；若1区中无数据，则以3区中的最后一循环序列号的包被收到或4区中任意一循环序列号包被收到为依据，判定缓存区数据接收完成指针指向2区；若2区无数据，则以4区中的最后一循环序列号12的包被收到或1区中任意一循环序列号包被收到为依据，判定缓存区数据接收完成指针指向3区；当3区无数据时，则以1区中的最后一循环序列号3的包被收到或2区中任意一循环序列号包被收到为依据，判定缓存区数据接收完成指针指向4区，然后该指针循环移动；
接着，进行丢包与重复包处理，步骤304；当1区中有数据时，若2区中的最后一循环序列号的包被收到或3区中任意一循环序列号包被收到，则判定1区数据接收完成，此时如果1区中有某些序列号的包未收到，将按丢包处理，即用一特定噪声包填补到1区，然后将1区数据放入第1号并串转换缓冲器，恢复成第1号多通道脉冲编码数字信号；同时清空1区数据。
如果某区数据接收未完成之前收到该区中重复的循环序列号数据包，则用最后收到的数据包刷新旧数据包。
同样，2区数据接收完成以3区中的最后一循环序列号9的包被收到或4区中任意一循环序列号包被收到为依据，作出判定；3区数据接收完成以4区中的最后一循环序列号12的包被收到或1区中任意一循环序列号包被收到为一依据，作出判定；4区数据接收完成以1区中的最后一循环序列号3的包被收到或2区中任意一循环序列号包被收到为依据，做出判定；丢包与收到重复包处理与1区一致。
系统的平均时延＝N1×125微秒+(2×125微秒×N1×N2)/N3+以太网传输时延，本例中系统的平均时延＝8×125微秒+(2×125微秒×8×12)/4微秒+1毫秒＝8毫秒，是可以接受的。
对于其他序号时分多通道PCM信号的处理过程与上面的方法是等同的，在此就不再赘述。
由于以太网中存在时延抖动和丢包，可能产生误码。但如果将来以太网带宽足够和以太网交换机无阻塞，以及设定合适的N1、N2、N3值就可大大降低误码率。由于本发明对丢包采用噪声包填补的方法，所以在丢包不严重的情况下，对用户的影响是可以忽略的。
Claims (11)
1.一种时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，该方法包含以下步骤：
将各条时分多通道脉冲编码调制信号通过对应的串行变并行先进先出缓冲器按帧存入缓存区；
将所述缓存区的信号数据组成以太网数据包；
将所述构造的以太网数据包发送给以太网的接收端；
接收端接收传送自发送端的以太网数据包；
接收端提取以太网数据包数据区的数据，并将其保存在接收缓存区中；
分别将各条时分多通道脉冲编码调制信号对应的在接收缓存区中的信号数据通过对应的并行变串行先进先出缓冲器，恢复成时分多通道脉冲编码调制信号，清空相应数据区，完成信号传输。
2.如权利要求1所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其中以太网数据包是由多个时分多通道脉冲编码调制信号的帧构成的信息主体、所述时分多通道脉冲编码调制信号序列号、表示以太网数据包先后顺序的循环序列号，以及结合构成以太网数据包的其它部分字节组成的。
3.如权利要求2所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其中所述时分多通道脉冲编码调制信号的个数不小于2。
4.如权利要求1所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于所述接收端提取以太网数据包数据区的数据，并将其保存在接收缓存区中的步骤，还包括接收端收到以太网数据包后，不需对其做校验，即可提取数据区中数据和循环序列号，并按数据区中的表示各条时分多通道脉冲编码调制信号的序列号和包循环序列号把数据存入对应的接收缓存区。
5.如权利要求4所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于每一个所述接收缓存区都被均分为若干个接收缓存子区，将以太网数据包的信息主体按照包循环序列号顺序分别放入各个接收缓存子区中，每一个子区存放包循环序列号相连的以太网数据包的信息主体。
6.如权利要求5所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于所述循环序列号的值设定为所述接收缓存子区个数的倍数，且不小于3。
7.如权利要求5所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于每一个所述接收缓冲子区都存放包循环序列号连续的若干个以太网数据包的信息主体。
8.如权利要求7所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于所述以太网数据包的信息主体的个数是所述序列号与所述接收缓冲子区个数的商。
9.如权利要求5所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于，设定一个接收缓存子区完成指针，当接收缓存子区中接收到该子区最后一循环序列号的以太网数据包或接收到相对于当前子区的下一缓存子区中的任意一循环序列号的以太网数据包时，如果相对于当前子区的上一缓存子区中有数据，则接收缓存子区完成指针指向该缓存子区；反之，则当相对于当前子区的下一缓存子区中的最后一循环序列号的以太网数据包或接收到相对于当前子区后面的第二个缓存子区中的任意一循环序列号的以太网数据包时，接收缓存子区完成指针指向当前的缓存子区。
10.如权利要求5所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于，如果当前缓冲子区中的某些循环序列号的以太网数据包没有收到，则用一个特定的噪声包对该子区进行填补。
11.如权利要求5所述的时分多通道脉冲编码调制信号在以太网中传输的方法，其特征在于，当接收缓存子区数据接收完成之前收到重复的循环序列号以太网数据包时，用重复的后一个数据包刷新前一个数据包。
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