CN1681249A - 用于同步以太网的异步数据分割/传输方法及其中使用的数据结构 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于同步以太网的异步数据分割/传输方法和一种在其中使用的数据结构。异步数据分割/传输方法可分割并传输异步数据从而异步数据可在每一个传输周期通过传输帧来传输。用于同步以太网的方法包括步骤：a)比较要被传输的异步数据的大小(L2)和在传输帧的异步帧部分中的空的传输空间的大小(L1)；b)如果异步数据的大小(L2)等于或小于传输空间的大小(L1)，则将要被传输的异步数据插入到传输空间中；以及c)如果异步数据的大小(L2)大于传输空间的大小(L1)，则分割异步数据来适合传输空间的大小(L1)以将被分割的异步数据插入到其中，并且将剩余的异步数据(L2－L1)插入到下一个传输帧中。传输帧包括表示异步数据分割/传输的More标志字段。

Description

用于同步以太网的异步数据分割/传输方法及其中使用的数据结构
技术领域
本发明涉及同步以太网，更具体的是，涉及用于同步以太网的的异步数据分割/传输方法和在其中使用的数据结构。
背景技术
通常，以太网是用于通过LAN(局域网)在多种终端之间传递数据的普通的技术的一种。然而，以太网技术不适合对传输时间延迟敏感的运动画面或语音数据的传输。基于传统的以太网，用于同步传输诸如图像和语音的数据的技术已经被积极地研究和开发。这种技术被称为同步以太网。
图1是显示用于一般的同步以太网的传输帧结构的示图。
如图1所示，基于一个传输周期的传输帧包括用于异步数据传输的异步(以下称为异步(Asynch))帧部分11、用于控制帧传输的控制帧部分12、和用于同步数据传输的同步(以下称为同步(Sync))帧部分13。传输帧具有125.s的传输周期。
更明确地，用于同步数据传输的同步帧部分13在传输周期中有最高优先权。根据目前建议的标准(其将来可能被修改)，同步帧部分13包括多个738字节的次同步帧，基本是10个。
而且，用于控制帧传输的控制帧部分12包括用于时间控制的TSC(时间敏感控制)帧和用于控制媒体装置的MDCP(媒体装置控制协议)帧。
进一步地，用于异步数据传输的异步帧部分11包括基于帧单元的可变的同步数据。
图2是示出一般的异步数据的结构的图。
如图2所示，一般的异步数据，诸如以太网数据，由7个字节组成。一般的异步数据包括用于表示帧的开始和结束的前同步码字段301、用于在帧比特序列中标识字节单元并且表示在正常状态下的帧的内容的开始的由1个字节组成的SFD(帧开始分隔符)字段302、用于表示要传输到传输帧的目的MAC(媒体访问控制)地址的由6个字节组成的目的地址(DA)字段303、用于表示传输帧的站的MAC地址的由6个字节组成的源地址(SA)字段304、用于表示传输帧中的数据的长度信息的和用于传输帧的协议的类型信息的由2个字节组成的长度/类型(L/T)字段305、用于表示帧的数据的数据字段306、以及用于在为了传输而将信息分割为其的帧的各个端检测错误的由4个字节组成的FCS(帧校验序列)字段307。
通常，前同步码字段301和SFD字段302可以由包括SFD字段302的前同步码字段表示。在这种情况下，例如，前同步码字段可以由8个字节组成。
图3是描述在其中有基于两个传输周期的两个传输帧的同步以太网中的一般异步数据传输的图。
如图3所示，基于第一传输周期的第一传输帧包括同步帧部分13-1、控制帧部分12-1和异步帧部分11-1。基于第二传输周期的第二传输帧包括同步帧部分13-2、控制帧部分12-2和异步帧部分11-2。
由于同步帧部分13-1和13-2及控制帧部分12-1和12-2与本发明的主题事件无关，其详细的描述将被省略。而异步帧部分11-1和11-2将在下面详细描述。
异步帧部分11-1包括长度不同的异步帧201、202和203。异步帧部分11-2还包括长度不同的异步帧204、205和206。因此，由于各个异步帧在长度上不同，所以它们的大小也是不同的。
为了执行传输帧的操作，如果在第一传输周期11-1之内的最后的异步帧203的长度是L1并且要被传输的异步数据21具有长度L2，则在传输周期在异步数据21被插入传输帧之前两个长度被比较。如果L1等于或大于L2，则要被传输的异步数据21被插入到异步帧203中并且其后被传输到预定的目的地。
如果L1小于L2，则要被传输的异步数据21不能被插入到异步帧203中。因此，没有数据的异步帧203被传输到预定的目的地。代之异步数据21被插入到在第二传输周期11-2内的第一异步帧204中并且其后被传输到预定的目的地。
同样地，在已有技术传输方法中，在125.m的传输周期内的同步帧部分和控制帧部分被首先传输到预定的目的地，并且其后基于最后的异步帧长度和要传输的异步数据的长度的比较异步帧部分被传输。然而，如果异步数据21的长度L2不等于最后的异步帧的长度，则异步数据21在第一个传输周期期间不被传输，并且代之必须在下一传输周期被插入到下一传输帧中。
因此，已有技术传输方法缺点在于，由于如果异步帧和异步数据的大小彼此不同则基于第一传输周期包括没有要传输的异步数据的异步帧的传输帧被传输，所以其在第一传输周期期间浪费了与异步帧的大小相应的带宽。
发明内容
本发明的一个方面涉及一种能够分割和传输异步数据从而异步数据可在每一个传输周期通过传输帧被非常有效地传输的异步数据分割/传输方法，以及用在异步数据分割/传输方法中的数据结构。
本发明的一个实施例针对用于以太网的异步数据分割/传输方法。该方法包括步骤：a)将被传输的异步数据的大小(L2)和在传输帧的异步帧部分中的空的传输空间的大小(L1)比较；b)如果异步数据的大小(L2)等于或小于传输空间的大小(L1)，则将要传输的异步数据插入传输空间中；以及c)如果异步数据的大小(L2)大于传输空间的大小(L1)，则分割异步数据来适合传输空间的大小(L1)以将被分割的异步数据插入其中，并且将剩余的异步数据(L2-L1)插入下一传输帧中，其中，传输帧包括用于表示异步数据分割/传输的More标志字段。
本发明的另一实施例针对在用于同步以太网的异步数据分割/传输方法中使用的数据结构。该结构包括开销，该开销包括前同步码字段，用于表示帧的开始和结束；SFD(帧开始分隔符)字段，用于在帧比特序列中标识字节单元并且表示在正常状态中帧的内容的开始；目的地址(DA)字段，用于表示要被传输到帧的目的MAC(媒体访问控制)地址；源地址(SA)字段，用于表示传输帧的站的MAC地址；长度/类型(L/T)字段，用于表示在传输帧中的数据的长度信息和用于帧的协议的类型信息；以及More标志字段，用于表示异步数据的分割传输，其中，More标志字段是包含在开销的保留区域的预定的部分中。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明的上述和其他方面、实施例和其他优点将会变得更加容易被理解，其中：
图1是显示用于一般的同步以太网传输帧结构的图；
图2是显示一般的异步数据的结构的图；
图3是描述在同步以太网中的一般异步数据传输的图；
图4是显示根据本发明的传输帧结构的图；
图5是描述根据本发明第一实施例的在同步以太网中异步数据分割/传输的图；
图6是描述根据本发明第二实施例的在同步以太网中异步数据分割/传输的流程图；以及
图7是描述根据本发明的在同步以太网中异步数据分割/传输方法的流程图。
具体实施方式
现在，参照附图来详细说明本发明的实施例。在图中，即使相同或相似的元件在不同的图中描述，它们也由相同的标号表示。在下面的描述中，当已知功能的详细描述和其中包括的配置可能使本发明的主题不清楚时，它们将被省略。而且，在以下的描述中使用的术语是考虑到根据本发明获得的功能来定义的术语。
图4是显示根据本发明的一个实施例的传输帧结构的图。
如图4所示，异步数据(例如，以太网数据)包括7字节，并且将在下面详细描述。
传输帧结构包括用于表示帧的开始和结束的前同步码字段301、用于在帧比特序列中标识字节单元并且表示在正常状态下帧的内容的开始的由1个字节组成的SFD(帧开始分隔符)字段302、用于表示要被传输到传输帧的目的MAC(媒体访问控制)地址的包括6个字节的目的地址(DA)字段303、用于表示传输帧的站的MAC地址的包括6个字节的源地址(SA)304字段、用于表示在传输帧中的数据的长度信息和用于传输帧的协议的类型信息的包括2个字节的长度/类型(L/T)字段305、用于表示帧的数据的数据字段306、以及用于为了传输而在信息被分割为其的帧的各个端上检测错误的包括4个字节的FCS(帧校验序列)字段307。通常，前同步码字段301和SFD字段302可由包括SFD字段302的前同步码字段来表示，因此其也被描述为前同步码字段包括8个字节。
异步数据还包括使用各个字段的保留字段来产生的新的字段(被称作More标志41)。
More标志41是一种标识字段，该标识字段表示相应的异步数据是否被分割从而异步数据被分割并传输到预定的目的地。
在本发明的一个实施例中，More标志41用一个比特实现，从而其关于将被分割和传输的最后一个异步帧来有效并且关于除异步帧以外的剩余帧来无效。
然而，对于More标志41的配置的这个实施例仅仅是一个例子，其不限于本发明。例如，在另一实施例中，More标志字段可包括两个或多个比特。例如，其可被实现以包括表示异步帧的第一标识值、表示在其中包含被分割的异步数据的异步帧的第二标识值、和表示在其中包含剩下的异步数据的异步帧的第三标识值。
而且，虽然图4是显示通过使用前同步码301的保留区域来产生More标志41的例子，但是More标志41可通过使用包括在SFD字段302、DA字段303、SA字段304和L/T字段305的任何一个中的保留区域来被产生。
图5是描述根据本发明的第一实施例的在同步以太网中异步数据分割/传输的图，在其中基于两个传输周期有两个传输帧。
如图5所示，基于第一传输周期的第一传输帧包括同步帧部分13-1、控制帧部分12-1和异步帧部分11-1；基于第二传输周期的第二传输帧包括同步帧部分13-2、控制帧部分12-2和异步帧部分11-2。
由于同步帧部分13-1和13-2以及控制帧部分12-1和12-2是不涉及本发明的主题，所以详细的描述将被省略。代之异步帧部分11-1和11-2将在下面详细描述。
异步帧部分11-1包括长度可变的异步帧501、502和503。异步帧部分11-2也包括长度可变的异步帧504、505和506。因此，由于各个异步帧是长度可变的，所以它们的大小也是彼此不同的。
为了执行传输帧的操作，如果在第一传输周期11-1内的最后一个异步帧503的长度是L1并且要传输的异步数据有长度L2，则在传输周期在异步数据被插入到传输帧中之前两个长度被比较。如果L1等于或大于L2，要传输的异步数据被插入到异步帧503并且其后传输到预定目的地。
如果L1小于L2，则要传输的异步数据21不能被插入到异步帧503中。因此，没有数据的异步帧503被传输到预定目的地。代之异步数据被插入在第二传输周期11-2内的第一异步帧504中，并且其后传输到预定目的地。如图4所示，使用More标志异步数据被分割以插入到异步帧503中，因此在传输用于异步数据的帧中减少了带宽的浪费。
更具体地说，下面将参考图5详细描述根据本发明的第一实施例在同步以太网中异步数据分割传输方法。由于异步帧503的长度L1小于异步数据的长度L2，所以异步数据被分割以适合长度L1。具有通过分割产生的长度L1的被分割的异步数据51被插入到异步帧503中以便在第一传输周期期间通过传输帧传输到预定的目的地。More标志512被设置为指示分割的“1”。(在本发明的实施例中，除分割状态“1”的情况外，More标志基本上被设置为“0”)。
除了长度L1以外的剩余的异步数据52具有长度L2并且被插入到用于传输的第一异步帧504中。异步帧504还包括前同步码字段521、More标志字段522、SFD字段523、DA字段524、SA字段525和L/T字段526。这里，More标志522被设置为“0”。
如上所述，More标志可实现为多于2比特从而“00”表示普通异步帧，“01”表示包括被分割的异步数据的最后的异步帧，并且“10”表示包括被分割的异步数据的剩余的异步数据的第一异步帧。
图6是描述根据本发明的第二实施例在同步以太网中异步数据分割/传输的图。
当图6的异步数据被分割以被传输时，如图5的实施例中所示的带宽的浪费可被减少。然而，和普通的异步帧相同，剩余的异步数据52被插入到具有前同步码字段521、More标志字段522、SFD字段523、DA字段524、SA字段525和L/T字段526的下一传输帧的异步帧中。从而，当在接收单元中剩余的异步数据52与被分割的异步数据51结合时，被称为开销信息并且早于剩余的异步数据52被传输到接收单元的前同步码字段521、More标志字段522、SFD字段523、DA字段524、SA字段525和L/T字段526不需要结合。
因此，根据本发明第二实施例在同步以太网中的异步数据分割/传输至少需要用于形成来自传输和接收单元中的剩余的和被分割的异步数据的异步数据的开销信息，从而最小化传输帧的带宽的浪费。
参考图6，用于第一传输周期的第一传输帧与图5中的第一传输周期的第一传输帧相同，但是用于第二传输周期的第二传输帧包括剩余的异步数据52和包括前同步码字段611、More标志字段612和SFD字段613的开销。
用于表示分割状态的More标志字段612如本发明的更早的实施例一样处理。
虽然，图5的本发明的第一实施例在MAC(媒体访问控制)层执行分割/传输操作，但是图6的本发明的第二实施例在相应的物理层执行这种分割/传输操作。
图7是描述在同步以太网中异步数据分割/传输方法的流程图。
在步骤71中要被传输的异步数据的大小L2被与在传输帧的异步帧部分中的空的传输空间的大小L1相比较。
在步骤72中根据比较的结果，如果异步数据的大小L2等于或小于传输空间的大小L1，则要被传输的异步数据被插入到传输空间中并且其后在步骤77中被传输到预定的目的地。
在步骤72中如果异步数据的大小L2大于传输空间的大小L1，则在步骤73中异步数据被分割以适合传输空间的大小L1。在步骤74中被分割的异步数据其后被插入到传输空间并且More标志被设置来表示分割。
在步骤75中被分割的异步数据的剩余的异步数据(L2-L1)被插入到下一传输周期的下一传输帧的第一异步帧中，并且其后将其传输到预定的目的地。
显然从上述描述中，异步数据分割/传输方法可分割并传输异步数据从而异步数据可通过每一个传输周期的传输帧来被传输，因此减少每一传输周期的传输帧的带宽的浪费。
根据本发明的第一实施例在同步以太网中的异步数据分割/传输方法可由适合存储在诸如CD-ROM、RAM、软盘、硬盘、磁光盘等的记录介质中的电子计算机程序来实现。
虽然本发明的实施例为了说明性目的已经被公开，但是本领域技术人员将意识到在不脱离如公开在随附的权利要求中的本发明的范围和精神的情况下，不同的修改、添加和代替是可能的。

Claims (18)

1、一种用于同步以太网的异步数据分割/传输方法，包含步骤：
a)比较要被传输的异步数据的大小(L2)和在传输帧的异步帧部分中的空的传输空间的大小(L1)；
b)如果异步数据的大小(L2)等于或小于传输空间的大小(L1)，则将要被传输的异步数据插入到传输空间中；以及
c)如果异步数据的大小(L2)大于传输空间的大小(L1)，则分割异步数据来适合传输空间的大小(L1)以将被分割的异步数据插入到其中，并且将剩余的异步数据(L2-L1)插入到下一个传输帧中，
其中，传输帧包括用于表示异步数据的分割传输的More标志字段。
2、如权利要求1所述的异步数据传输方法，其中步骤c)包括：
c-1)如果异步数据的大小(L2)大于传输空间的大小(L1)，则分割异步数据以适合传输空间的大小(L1)；
c-2)将被分割的异步数据插入到传输空间中，并且使用于显示分割/传输的More标志有效；以及
c-3)将剩余的异步数据(L2-L1)作为第一异步数据插入到下一传输帧的异步帧部分中，并且然后将下一传输帧传输到其它的通信系统。
3、如权利要求2所述的异步数据传输方法，其中，More标志字段包括至少一个比特，并且当传输帧具有被分割的异步数据时被设置为有效或当传输帧不具有被分割的异步数据时设置为无效。
4、如权利要求2所述的异步数据传输方法，其中，More标志字段包括至少二个比特，并且被设置为具有表示异步帧的第一标识值、表示在其中包括被分割的异步数据的异步帧的第二标识值、和表示在其中包括剩余的异步数据的异步帧的第三标识值。
5、如权利要求3中所述的异步数据传输方法，其中，基于异步数据的前同步码字段中的保留区域产生More标志字段。
6、如权利要求4中所述的异步数据传输方法，其中，基于异步数据的前同步码字段中的保留区域产生More标志字段。
7、如权利要求3中所述的异步数据传输方法，其中，基于包括异步数据的开销区域的保留区域中的一个产生More标志字段。
8、如权利要求4中所述的异步数据传输方法，其中，基于包括异步数据的开销区域的保留区域中的一个产生More标志字段。
9、如权利要求2中所述的异步数据传输方法，在其中c-3)步骤的插入步骤还包括：
重配置剩余异步数据(L2-L1)以包括开销。
10、如权利要求9中所述的异步数据传输方法，其中，开销包括：
前同步码字段，用于表示帧的开始和结束；
SFD(帧开始分隔符)字段，用于在帧比特序列中标识字节单元并且表示在正常状态下帧的内容的开始；
目的地址(DA)字段，用于表示要被传输到帧的目的MAC(媒体访问控制)地址；
源地址(SA)字段，用于表示传输帧的站的MAC地址；
长度/类型(L/T)字段，用于表示在传输帧中数据的长度信息和用于帧的协议的类型信息；
More标志字段，用于表示异步数据的分割/传输。
11、如权利要求9中所述的异步数据传输方法，其中，开销包括：
前同步码字段，用于表示帧的开始和结束；
SFD(帧开始分隔符)字段，用于在帧比特序列中标识字节单元并且表示在正常状态下帧的内容的开始；以及
More标志字段，用于表示异步数据的分割/传输。
12、一种在同步以太网中异步数据分割/传输方法中使用的数据结构，包含：
开销，包括：
前同步码字段，用于表示帧的开始和结束；
SFD(帧开始分隔符)字段，用于在帧比特序列中标识字节单元并且表示在正常状态下帧的内容的开始；
目的地址(DA)字段，用于表示要被传输到帧的目的MAC(媒体接入控制)地址；
源地址(SA)字段，用于表示传输帧的站的MAC地址；
长度/类型(L/T)字段，用于表示在传输帧中数据的长度信息和用于帧的协议的类型信息；以及
More标志字段，用于表示异步数据的分割/传输，其中，More标志字段被包括在开销的保留区域的预定部分中。
13、如权利要求12中所述的数据结构，其中，More标志字段包括至少一个比特，并且当帧具有被分割的异步数据时被设置为有效或当帧不具有被分割的异步数据时被设置为无效。
14、如权利要求12中所述的数据结构，其中，More标志字段包括至少二个比特，并且被设置为具有表示异步帧的第一标识值、表示在其中包括被分割的异步数据的异步帧的第二标识值、和表示在其中包括剩余的异步数据的异步帧的第三标识值。
15、一种同步以太网设备，包含：
存储器，包括可执行代码；
处理器，其被安置以执行代码来a)比较要被传输的异步数据的大小(L2)和在传输帧的异步帧部分中的空的传输空间的大小(L1)，b)如果异步数据的大小(L2)等于或小于传输空间的大小(L1)，则将要被传输的异步数据插入到传输空间中；并且c)如果异步数据的大小(L2)大于传输空间的大小(L1)，则分割异步数据来适合传输空间的大小(L1)以将被分割的异步数据插入到其中，并且将剩余的异步数据(L2-L1)插入到下一传输帧中，其中，传输帧包括用于表示异步数据的分割传输的More标志字段。
16、如权利要求15中所述的设备，在其中可执行代码的步骤c)包括：
c-1)如果异步数据的大小(L2)大于传输空间的大小(L1)，则分割异步数据以适合传输空间的大小(L1)；
c-2)将被分割的异步数据插入到传输空间中，并且使用于显示分割/传输的More标志有效；以及
c-3)将剩余的异步数据(L2-L1)作为第一异步数据插入到下一传输帧的异步帧部分中，并且然后将下一传输帧传输到其它的通信系统。
17、如权利要求16中所述的设备，在其中More标志字段包括至少一个比特，并且当传输帧具有被分割的异步数据时被设置为有效或当传输帧不具有被分割的异步数据时被设置为无效。
18、如权利要求16中所述的设备，在其中更多标志字段包括至少二个比特，并且被设置为具有表示异步帧的第一标识值、表示在其中包括被分割的异步数据的异步帧的第二标识值、和表示在其中包括剩余的异步数据的异步帧的第三标识值。
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