CN1661986A - 一种支持多协议实现数据报文传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其核心为：对于需要在低压差分信号总线上传输的基于不同协议的数据报文，在不需要进行数据的分段与组装的前提下，将基于不同协议的数据报文直接封装后发送。本发明简化了网络设备的设计，当采用标准的封装方案，如采用通用成帧协议时，由于基于通用成帧协议的数据帧本身的传输特性，使基于不同协议的数据报文可进行高速率的数据传输；同时标准的封装方案为今后其他协议的数据报文封装提供了可扩展性；本发明还通过将更多的逻辑通道信息承载于低压差分信号的信元头中，使网络接入设备可同时支持更多的终端用户；从而实现降低网络设备的成本，提高网络设备利用率，提高数据报文传输速率的目的。

Description

一种支持多协议实现数据报文传输的方法

技术领域

本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种支持多协议实现数据报文传输的方法。

背景技术

在宽带网络系统中，宽带网络终端用户通过宽带接入设备接入宽带网络，宽带接入设备实现终端用户线路汇接功能，把来自网络终端用户的数据报文如ATM(异步传输模式)信元、IP(网际协议)数据报文等汇聚到一条或多条上行链路上进行传输，同时，宽带接入设备把来自上行链路的数据报文分发给网络终端用户。

数据报文在宽带接入设备中传输时，必须通过宽带接入设备的背板总线进行传输。在宽带接入设备中，背板总线一般可以采用ATM总线、以太网总线或串行总线。串行总线如LVDS(低压差分信号)总线、CML(电流逻辑模型)总线等。

由于不同的终端用户会采用基于不同协议的数据报文，所以宽带接入设备应该满足同时支持基于不同协议的数据报文传输的要求，即宽带接入设备的背板总线需要同时支持基于不同协议的数据报文的传输。

目前，宽带接入设备的背板总线采用LVDS总线时，一般使用Cell OverLVDS(低压差分信号总线上的信元)的传输方法来满足宽带接入设备同时支持基于不同协议的数据报文的传输要求。

采用Cell Over LVDS的传输方法主要是为了满足终端用户的ATM信元的传输要求。当与宽带接入设备连接的终端用户接口设备中的ATM信元需要在宽带接入设备中传输时，可以将终端用户接口设备中的ATM信元直接映射到LVDS信元上，然后将LVDS信元在宽带接入设备的LVDS背板总线中通过透传模式传输。但是，当终端用户接口设备中的数据报文采用以太网帧封装时，首先终端用户接口设备需要实现以太网数据帧到ATM信元的数据格式转换，将以太网数据帧转换为ATM信元后，再将ATM信元封装映射到LVDS信元上。即在实现ATMSAR(分段与组装)过程后，再将LVDS信元在网络接入设备的LVDS背板总线中通过透传模式传输。采用Cell Over LVDS的传输方法，LVDS信元为固定长度的数据帧。

综上所述，现有技术中宽带接入设备的背板总线采用LVDS总线时，如果数据报文采用以太网数据帧格式，终端用户接口设备需要实现ATM SAR过程，而且当数据报文为非ATM信元、非以太网帧封装的其他形式的数据报文时，终端用户接口设备还需要实现其他数据格式转换过程，或宽带接入设备的背板总线同时采用多种总线形式，使终端用户接口设备、宽带接入设备背板设计结构复杂、成本高，数据报文传输成本高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种支持多协议实现数据报文传输的方法，以实现提高数据报文传输速率的目的。

通过上述方法，在不需要进行分段与组装的前提下，当利用标准的封装方案，而且在信元头中承载更多的逻辑通道信息时，本发明在提高数据报文传输速率的同时，还降低了网络设备的成本，提高了网络设备利用率。

为达到上述目的，本发明提供的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，包括：

a、确定基于不同协议的数据报文需要在低压差分信号总线上传输；

b、将所述的数据报文直接封装为预定格式的数据帧；

c、将所述封装后的数据帧通过低压差分信号总线传输。

所述的基于不同协议的数据报文包括：以太网数据帧，异步传输模式信元。

所述的预定格式的数据帧包括基于通用成帧协议的数据帧。

所述的步骤b包括：

b1、根据所述接收的数据报文承载的信息确定其对应的标识；

b2、将所述数据报文和其对应的标识直接封装为预定格式的数据帧。

对于异步传输模式信元所述的步骤b2包括：

根据通用成帧协议将所述接收的异步传输模式信元和其对应的标识采用透传模式封装为基于通用成帧协议的数据帧。

对于以太网数据帧所述的步骤b2包括：

根据通用成帧协议将所述接收的以太网数据帧和其对应的标识采用帧映射模式封装为基于通用成帧协议的数据帧。

在上述技术方案中所述的标识封装于基于通用成帧协议的数据帧的类型字段的PTI字节中。

所述的步骤c包括：

将所述的基于通用成帧协议的数据帧封装到低压差分信号信元的负载中，并将该信元通过宽带网络接入设备的低压差分信号总线传输。

所述的方法还包括：

将宽带接入设备用户端的各逻辑通道信息承载于低压差分信号信元的信元头中。

所述的宽带接入设备用户端的各逻辑通道信息包括基于异步传输模式的宽带接入设备的64个逻辑通道信息。

通过上述技术方案的描述可明显得知，本发明通过将基于不同协议的数据报文直接封装在预定格式的数据帧中，避免了基于不同协议的数据报文封装前的分段与组装过程，简化了网络接入设备的设计；当预定格式的数据帧采用标准的封装方案如采用通用成帧协议进行封装时，由于通用成帧协议可同时支持定长和不定长的数据报文的封装，使低压差分信号信元可为定长的数据帧，也可为不定长的数据帧；同时由于基于通用成帧协议的数据帧本身的传输特性，使基于不同协议的数据报文可进行高速率的数据传输；通过采用标准的封装方案、将数据报文对应的标识封装，为今后其他协议的数据报文封装提供了可扩展性，使宽带接入设备的应用范围更广泛；本发明还通过将宽带接入设备更多的逻辑通道信息承载于低压差分信号的信元头中，使宽带接入设备可同时支持更多的终端用户；从而实现降低网络设备的成本，提高网络设备利用率，提高数据报文传输速率的目的。

附图说明

图1是本发明的基于通用成帧协议的数据帧的类型字段格式定义示意图；

图2是本发明的以太网数据帧采用帧映射模式进行封装处理的示意图；

图3是本发明的异步传输模式采用透传模式进行封装处理的示意图；

图4是本发明的低压差分信号信元头的格式定义示意图。

具体实施方式

本发明的核心思想为：对于需要在低压差分信号总线上传输的基于不同协议的数据报文，在不需要进行数据报文的分段与组装的前提下，直接将数据报文封装为预定格式的数据帧，然后，将预定格式的数据帧通过低压差分信号总线传输。

基于上述核心思想，本发明首先需要将基于不同协议的数据报文在不需要进行分段与组装的前提下，直接封装为预定格式的数据帧。

由于不同网络终端用户可能需要进行基于不同协议的数据报文的传输，如以太网数据帧的传输、ATM信元的传输，而以太网数据帧为不定长数据报文，ATM信元为定长数据报文，如果选取的预定格式的数据帧只支持定长数据报文，势必会造成数据帧需要进行分段与组装过程。

通用成帧协议可同时支持定长和不定长数据报文的直接封装，所以在预定格式的数据帧的选取上，可采用基于通用成帧协议将接收的数据报文封装为基于通用成帧协议的数据帧，由于通用成帧协议进行数据报文封装是标准的封装方案，这样有利于今后其他协议的数据报文的封装，为今后的各协议的数据报文的传输打下了良好的基础。尽管本发明也可选用一些非标准的封装方案，来实现基于不同协议的数据报文的传输要求，但是非标准的封装方案可扩展性差，不利于今后数据报文传输的发展。

为方便的区分基于通用成帧协议的数据帧中封装的是基于什么协议的数据报文，如封装的是以太网数据帧，还是ATM信元，需要在对数据报文进行直接封装的时候确定数据报文对应的标识，本发明可以通过建立基于不同协议的数据报文与标识的对应关系来确定接收的数据报文对应的标识。将标识和数据报文一起封装在基于通用成帧协议的数据帧中，这样，在对端网络节点可通过基于通用成帧协议的数据帧中封装的标识方便准确的判断出被封装的数据报文是基于什么协议的数据报文。

数据报文对应的标识可封装在基于通用成帧协议的数据帧的TYPE(类型)字段的PTI字节中。TYPE字段数据格式定义如附图1所示。

在图1中，TYPE字段包括两个字节，第一个字节包含PTI、PFI、EXI，第二个字节包含UPI。本发明将基于不同协议的数据报文对应的标识封装在PTI中。如采用PTI＝101时，表示基于通用成帧协议的数据帧中封装的是ATM信元，PTI＝111时，表示基于通用成帧协议的数据帧中封装的是以太网数据帧。由于PTI包含三个比特位，当需要将基于其他协议的数据报文封装为基于通用成帧协议的数据帧时，还可对PTI进行灵活设置。

通用成帧协议在对以太网数据帧进行封装时，由于以太网数据帧为不定长的数据帧，所以通用成帧协议可采用帧映射模式对其进行封装处理，即接收到一个完整的以太网数据帧之后再对其进行封装处理。通用成帧协议在对ATM信元进行封装时，由于ATM信元为定长的数据帧，所以通用成帧协议可采用透传模式进行封装处理，即不用等到接收到一个完整的ATM信元即可及时对其进行封装处理。

当通用成帧协议需要对以太网数据报文进行封装时，其封装处理示意图如附图2所示。

在图2中，可明显得知，以太网数据帧为不定长的数据帧，其负载字段可承载0-1514字节，整个以太网数据帧不需要进行ATM的分段与组装，采用帧映射模式直接将其封装在基于通用成帧协议的数据帧的PAYLOAD(有效载荷)字段中，将以太网数据帧对应的标识封装在基于通用成帧协议的数据帧的TYPE字段的PTI字节中。封装好的基于通用成帧协议的数据帧根据以太网数据帧中负载承载的字节数不同成为一个不定长的数据帧。将基于通用成帧协议的数据帧再封装在LVDS信元的LVDS负载中。通过上述技术方案，以太网数据帧可不经过ATM的分段与组装，而通过直接封装的方法实现在LVDS总线上传输。

当通用成帧协议需要对ATM信元进行封装时，其封装处理示意图如附图3所示。

在图3中，ATM信元一般为定长的数据帧，整个ATM信元一般为53个字节，通用成帧协议将ATM信元采用透传模式直接封装在基于通用成帧协议的数据帧的PAYLOAD(有效载荷)字段中，将ATM信元对应的标识封装在基于通用成帧协议的数据帧的TYPE字段的PTI字节中。封装好的基于通用成帧协议的数据帧成为一个定长的数据帧。将基于通用成帧协议的数据帧再封装在LVDS信元的LVDS负载中。通过上述技术方案，ATM信元通过直接封装的方法实现在LVDS总线上传输。

当本发明的预定格式的数据帧采用基于通用成帧协议的数据帧，采用通用成帧协议对基于不同协议的数据报文进行封装时，本发明提供的支持多协议实现数据报文传输的方法可称为GFP OVER LVDS(低压差分信号总线上的基于通用传输协议的数据帧)传输方法。

在宽带网络的实际应用中，终端用户将其发送的数据报文传输至终端用户接口设备，终端用户接口设备由于不需要进行以太网数据帧的ATM的分段与组装过程，而直接将需要在LVDS总线上传输的数据报文封装在基于通用成帧协议的数据帧中，然后将基于通用成帧协议的数据帧传输至宽带接入设备，从而简化终端用户接口设备的设计，而且，由于基于通用成帧协议的数据帧本身的传输特性，如基于通用成帧协议的数据帧可时分复用到更高速率的信道上进行传输等特性，实现了基于不同协议的数据报文的高速传输；宽带接入设备将基于通用成帧协议的数据帧再封装为LVDS信元，将LVDS信元通过其背板的LVDS总线传输出去。宽带接入设备的背板只采用LVDS总线即可实现基于不同协议的数据报文传输。

本发明为进一步提高宽带接入设备的利用率，使宽带接入设备可同时支持更多的网络终端用户，将封装了基于通用成帧协议的数据帧的LVDS信元头定义为如附图4所示的格式。

在图4中LVDS信元头包括6个字节，第一个字节为CA[15:8]，第二个字节为CA[7:0]，第三个字节包括CASEL、UPCA、PHYID，第四个字节包括RSV、ACTIVE、RSV，第五个字节为CA[31:24]，第六个字节为CA[23:15]。

在宽带接入设备局端接收LVDS信元方向，CA[31:0]承载宽带接入设备用户端各个逻辑通道的流控信息，各逻辑通道对应宽带接入设备用户端中UTOPIA(ATM通用测试和操作物理接口)的64个PHY(物理地址)。

由于CA[31:0]只有32位，为了使宽带接入设备用户端的LVDS总线能够同时支持64个逻辑通道，本发明将CASEL字节和CA[31:0]配合使用，来使LVDS总线能够同时支持64个逻辑通道。配合使用的技术方案可以为：

当CASEL＝‘0’时，CA[31:16]反映的是宽带接入设备用户端中UTOPIA接口的第32个至第47个PHY的流控信息，CA[15:0]反映的是宽带接入设备用户端中UTOPIA接口的第0个至第15个PHY的流控信息。

当CASEL＝‘1’时，CA[31:16]反映的是宽带接入设备用户端中UTOPIA接口的第48个至第63个PHY的流控信息，CA[15:0]反映的是宽带接入设备用户端中UTOPIA接口的第16个至第31个PHY的流控信息。

当CA[i]＝‘0’时，表示宽带接入设备用户端中UTOPIA接口的相应的PHY已经发生拥塞，宽带接入设备用户端不能再从LVDS总线的相应的逻辑通道接收发往该PHY的LVDS信元。

当CA[i]＝‘1’时，表示宽带接入设备用户端中UTOPIA接口的相应的PHY未发生拥塞，宽带接入设备用户端可以从LVDS总线的相应的逻辑通道接收发往该PHY的LVDS信元。

在宽带接入设备局端发送LVDS信元方向，只需要用CA[0]指示本地的流控信息。当CA[0]＝‘0’时，表示宽带接入设备局端不能再从该LVDS总线的宽带接入设备用户端逻辑通道接收LVDS信元。通知宽带接入设备用户端停止发送LVDS信元。

第三个字节中的UPCA为1比特位宽，指示CPU控制逻辑通道的流控信息，UPCA＝‘1’表示对端可以发送到本地CPU控制逻辑通道的流控信息，UPCA＝‘0’表示对端不可以发送到本地CPU控制逻辑通道的流控信息。

第三个字节中的PHYID为6比特位宽，用来指示信元的种类，当PHYID＝‘111111’时，表示该信元为空信元；当PHYID＝‘111110’时，表示该信元承载的内容为CPU控制逻辑通道的流控信息；PHYID为其他值时表示该信元中承载的内容来自终端用户或发往终端用户，且其数值表示宽带接入设备用户端接收该信元的PHY，或宽带接入设备局端将该信元发往宽带接入设备用户端的PHY。

第四个字节中的第6比特位为ACTIVE，用来指示LVDS链路的激活状态。

第四个字节中的第0至第5比特和第7比特为RSV，为保留信息。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化。

Claims (10)

1、一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于包括：

a、确定基于不同协议的数据报文需要在低压差分信号总线上传输；

b、将所述的数据报文直接封装为预定格式的数据帧；

c、将所述封装后的数据帧通过低压差分信号总线传输。

2、如权利要求1所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的基于不同协议的数据报文包括：以太网数据帧，异步传输模式信元。

3、如权利要求1或2所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的预定格式的数据帧包括基于通用成帧协议的数据帧。

4、如权利要求3所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的步骤b包括：

b1、根据所述接收的数据报文承载的信息确定其对应的标识；

b2、将所述数据报文和其对应的标识直接封装为预定格式的数据帧。

5、如权利要求4所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的步骤b2包括：

根据通用成帧协议将所述接收的异步传输模式信元和其对应的标识采用透传模式封装为基于通用成帧协议的数据帧。

6、如权利要求4所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的步骤b2包括：

根据通用成帧协议将所述接收的以太网数据帧和其对应的标识采用帧映射模式封装为基于通用成帧协议的数据帧。

7、如权利要求4或5或6所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的标识封装于基于通用成帧协议的数据帧的类型字段的PTI字节中。

8、如权利要求4或5或6所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的步骤c包括：

将所述的基于通用成帧协议的数据帧封装到低压差分信号信元的负载中，并将该信元通过宽带网络接入设备的低压差分信号总线传输。

9、如权利要求4或5或6所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的方法还包括：

将宽带接入设备用户端的各逻辑通道信息承载于低压差分信号信元的信元头中。

10、如权利要求9所述的一种支持多协议实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的宽带接入设备用户端的各逻辑通道信息包括基于异步传输模式的宽带接入设备的64个逻辑通道信息。