CN1881845A - 实现多路多种数据业务汇聚传送的装置及其方法 - Google Patents

实现多路多种数据业务汇聚传送的装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种实现多路多种数据业务汇聚传送的装置及其方法，装置包括：可配置数据业务编码单元，用于根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的码型，或将通用成帧过程能够识别接收的码型转换为接入的数据业务类型；速率适配单元，用于实现数据业务速率与通用成帧过程成帧速率的一致；通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元，用于实现多路多种数据业务的映射/解映射和汇聚/解汇聚；光传送网映射/解映射单元，用于将通用成帧过程的帧映射入光传送网，或解映射。本发明节约了光纤资源，提高了带宽利用率，可以通过管理帧建立带内私有通讯通道，便于网络的维护和管理。

Description

实现多路多种数据业务汇聚传送的装置及其方法
技术领域
本发明涉及通信传送网技术领域，尤其涉及一种实现多路多种数据业务的混合汇聚后通过光传送网进行传送的装置及其方法。
背景技术
随着通讯网络的发展，越来越多的数据业务需要直接接入DWDM(密集波分复用，Dense Wave length Division Multiplexing)网络进行传输，这些数据业务类型繁多、速率覆盖100Mbps-10Gbps、封装结构互不相同，例如GE(千兆以太网)业务，速率1.25Gbps，帧结构满足IEEE(美国电子和电器工程师学会，Institute for Electrical and Electronics Engineers)802.3标准要求，而FC(光纤通道)业务速率1.0625Gbps，帧结构满足ANSI(美国信息系统国家标准，American National Standard for Information System)X3.293y1994标准。
为了解决多种业务同时接入的问题，ITU-T(国际电信联盟-电信标准化部门，International Telecommunication Union-TelecommunicationStandardization Sector)发布了通用成帧过程标准(GFP G.7041)，该标准规范了数据业务到传输层的映射方式，适用于多种数据业务的接入。但是当前多数据业务接入系统大多采用数据业务映射到GFP然后再映射到SDH(同步数字体系，Synchronous Digital Hierarchy)虚容器的方法，并使用SDH虚容器来区分接入的业务通道，该方法需要配置SDH虚容器，处理过程较复杂，虚容器本身的开销也消耗了部分带宽资源。
另一方面光传输通道带宽较宽，10Gbps已经成为应用主流，40Gbps的系统也即将商用，而且为了提高传输性能，光传输层大多采用基于G.709标准的带FEC(前向纠错，forward error control)的OTN(光传送网)结构进行传输，如果直接将低速率数据业务接入光传输通道则会浪费大量的带宽，同时现有设备在数据业务接入光传送网时大多采用数据业务先映射到SDH，然后再映射到OTN的过程，该过程SDH的开销对OTN的带宽有所占用，浪费了部分带宽资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供了一种实现多路多种数据业务汇聚传送的装置及其方法，克服了现有技术中的多路多速率数据业务在接入OTN网络时必须首先映射到SDH，使用SDH的虚容器区分通道，造成带宽利用率降低的缺点，使用GFP区分通道直接将GFP帧映射到OTN帧结构，实现了数据业务接入OTN网络的业务变化的动态控制。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种实现多路多种数据业务汇聚传送的装置，包括：
可配置数据业务编码单元，用于多路多种数据业务的接入或导出，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的码型，或将通用成帧过程能够识别接收的码型转换为接入的数据业务类型；
速率适配单元，用于调整多路多种数据业务的速率，实现数据业务速率与通用成帧过程成帧速率的一致；
通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元，用于基于通用成帧过程的帧实现多路多种数据业务的映射/解映射和汇聚/解汇聚；
光传送网映射/解映射单元，用于将通用成帧过程的帧映射入光传送网的净荷中，或将通用成帧过程的帧从光传送网净荷中解映射。
所述装置可以进一步包括：
通用成帧过程管理帧插入/提取单元，与所述速率适配单元、所述通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元相连，用于在业务传输存在空闲带宽时，通过速率适配单元在通用成帧过程的帧中插入通道相关管理信息，或通过通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元提取通道相关管理信息，实现网络的便捷维护与管理。
所述可配置数据业务编码单元，可以用于多路多种数据业务的接入或导出，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的8B码+K指示位码型，或将通用成帧过程能够识别接收的8B码+K指示位码型转换为接入的数据业务类型。
所述通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元，可以进一步用于轮询各个通道，发现某一通道存在接入数据时，对该通道接入的数据映射入通用成帧过程的帧的净荷内，并修改通用成帧过程的帧扩展头中的通道标识为当前通道号。
所述通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元，可以进一步用于根据通用成帧过程的帧扩展头的通道标识将解出的数据传送给相应通道的速率适配单元。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种实现多路多种数据业务汇聚传送的方法，包括数据业务基于通用成帧过程映射汇聚和数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚两个方向的处理过程，
数据业务基于通用成帧过程映射汇聚过程的步骤包括：
(1)接入多路多种数据业务，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的码型；
(2)调整多路多种数据业务的速率，实现数据业务速率与通用成帧过程成帧速率的一致；
(3)基于通用成帧过程实现多路多种数据业务的映射和汇聚；
(4)将通用成帧过程的帧映射入光传送网的净荷中；
数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚过程的步骤包括：
(a)将通用成帧过程的帧从光传送网净荷中解映射；
(b)基于通用成帧过程实现多路多种数据业务的解映射和解汇聚；
(c)调整通用成帧过程成帧速率，实现通用成帧过程成帧速率与数据业务速率的一致；
(d)将通用成帧过程能够识别接收的码型转换为接入的数据业务类型。
所述方法中，
数据业务基于通用成帧过程映射汇聚过程的步骤可以进一步包括：
(5)多路多种数据业务混合汇聚传输的过程中存在空闲带宽时，在通用成帧过程的帧中插入通道相关管理信息；
数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚过程的步骤可以进一步包括：
(e)多路多种数据业务混合汇聚传输的过程中存在空闲带宽时，在通用成帧过程的帧中提取通道相关管理信息。
所述方法中，
数据业务基于通用成帧过程映射汇聚过程的步骤1可以为：接入多路多种数据业务，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的8B码+K指示位码型；
数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚过程的步骤a可以为：将通用成帧过程能够识别接收的8B码+K指示位码型转换为接入的数据业务类型。
所述步骤3可以进一步包括：轮询各个通道，发现某一通道存在接入数据时，对该通道接入的数据映射入通用成帧过程的帧的净荷内，并修改通用成帧过程的帧扩展头中的通道标识为当前通道号。
所述步骤c可以进一步包括：根据通用成帧过程的帧扩展头的通道标识将解出的数据进行速率适配。
本发明装置及其方法支持多路多种数据业务的混合汇聚，有利于不同种类数据业务的同时接入，节约了光纤资源，省略了SDH的成帧过程，提高了带宽利用率，通过GFP管理帧建立带内私有通讯通道，便于网络的维护和管理。
附图说明
图1为根据本发明实施例所述的装置功能结构图；
图2为根据本发明实施例所述的8B/10B编码业务的编解码示意图；
图3为根据本发明实施例所述的非8B/10B编码业务的编解码示意图；
图4为根据本发明实施例所述的速率适配单元示意图；
图5为根据本发明实施例所述的GFP映射、汇聚单元示意图；
图6为根据本发明实施例所述的GFP解映射、解汇聚单元示意图；
图7为根据本发明实施例所述的业务动态变化控制流程图；
图8为根据本发明实施例所述的GFP管理帧插入过程流程图；
图9为根据本发明实施例所述的GFP管理帧提取过程流程图。
具体实施方式
如图1所示，为根据本发明实施例所述的装置功能结构图，本实施例所述利用GFP实现数据业务可配置混合汇聚的装置由5部分组成：可配置数据业务编码单元11-1n、速率适配单元21-2n、GFP映射汇聚/解映射解汇聚单元3、OTN映射/解映射单元4和GFP管理帧插入/提取单元51-5n，其中GFP管理帧插入/提取单元51-5n在无需建立GFP管理通道时不用配置。
可配置数据业务编码单元11-1n，实现多种速率数据业务的接入，完成业务线路码型的编解码；
速率适配单元21-2n，完成接入数据业务的速率适配过程，消除速率的频率差，实现速率的统一，方便GFP成帧；
GFP映射汇聚/解映射解汇聚单元3，首先对每一路数据业务完成GFP帧的封装，并且标识通道号，然后将这些GFP帧汇聚到统一接口；反方向，首先根据通道号解汇聚GFP帧，然后解映射GFP帧，解出净负荷；
OTN映射/解映射单元4，实现GFP码流到OTN的映射；
管理信息插入/提取单元51-5n，用于插入/提取管理信息到GFP中，从而可以利用GFP管理帧来建立私有通讯通道，便于网络的维护和管理。该单元是可选单元，可以不用配置。
利用GFP实现数据业务混合汇聚的装置包括两个方向的处理过程：数据业务经GFP成帧、汇聚到OTN的映射过程和OTN解映射GFP帧，GFP解映射、解汇聚获得数据业务的解映射过程。
从多路多种数据业务到OTN的映射过程：多路多种数据业务首先分别接入可配置数据业务编解码单元11-1n，该单元根据接入的业务类型解码数据并转换成GFP成帧单元可以接收的8B码+K指示位码型；解码后的数据进入速率适配单元21-2n，速率适配单元调整业务速率，保证业务速率同GFP成帧速率相一致；统一速率后的数据进入GFP映射汇聚单元3，该单元轮询各个通道，当发现某一通道存在接入数据时，一方面对该通道接入的数据映射入GFP帧的净荷内，另一方面修改GFP帧扩展头中的通道标识为当前通道号，从而完成GFP帧的映射和复用过程；复用后的GFP帧在OTN映射单元4中映射入OTN的净荷中。通过该过程在不经过SDH成帧处理的情况下，实现了多路多种数据业务到OTN的映射，节省了SDH开销占用的带宽；通过在GFP帧中增加通道标识进行通道区分，比采用SDH虚容器或ODU(光信道数据单元，Optical Data Unit)的方法简化了设计，降低了设备的复杂程度。
从OTN到多路多种数据业务的解映射过程：首先OTN解映射单元4从OTN净荷中解出GFP帧，然后将GFP发送到GFP解映射解汇聚单元3；GFP解映射、解汇聚单元解映射GFP帧，获得业务数据，并根据GFP帧扩展头的通道标识将解出的数据传送给相应通道的速率适配单元21-2n；速率适配单元调整数据速率，使速率满足数据业务标准的要求；最后可配置数据业务编码单元11-1n根据配置的数据类型完成数据业务的编码还原数据业务。
在数据业务混合汇聚经OTN传输的过程中，当存在空闲带宽时，可以通过管理信息插入单元51-5n在GFP帧中插入通道相关的管理信息，并在管理信息提取单元51-5n提取管理信息，通过该方法建立了随路管理信息传输通道，有利于网络的维护和管理。
如图2所示，为根据本发明实施例所述的8B/10B编码业务的编解码示意图，其中包括8B/10B转换单元201，该单元一端为8B/10B编码的数据业务信号，另一端为经过解码后、GFP成帧单元可以识别的信号。
因为GFP成帧单元仅能够接收8B码+K指示位码型，所以需要对接入的业务码型进行转换。对于8B/10B编码的业务，如GE、FC等，需要将10B码转换成8B码+K指示位，或反向将8B码+K指示位转换为10B码。
如图3所示，为根据本发明实施例所述的非8B/10B编码业务的编解码示意图，其中包括字节+数据指示位转换单元301和8B码+K指示位转换单元302，该单元一端为非8B/10B编码的数据业务信号，另一端为经过解码后、GFP成帧单元可以识别的信号。
对于非8B/10B编码的业务，如FE(百兆以太网)业务、4B/5B编码业务，需要先将其码型转换成字节形式，并使用数据指示位区分数据字节和控制字节，然后再将字节和数据指示位转换为8B码+K指示位，或反方向完成相反操作。
如图4所示，为根据本发明实施例所述的速率适配单元示意图，该单元信号一侧为同GFP成帧单元速率一致的信号，另一侧信号为同接入数据业务速率一致的信号。图中速率适配单元包括存储器401，存储器读控制单元402，空闲信息检测单元403和空闲帧插入/删除单元404。
因为接入数据的速率同GFP帧处理部分的速率不一致，所以需要使用速率适配单元来完成速率的转换。实现速率适配有多种方法，当前最常用的方法是使用CDR(时钟数据恢复单元)从数据业务中提取时钟，使用该时钟实现GFP成帧，从而保证时钟的一致性。该方法在数据业务输入方向有明显效果，但因为数据通讯都是异步通讯，很难实现时钟的随路传送，所以在数据业务输出方向则只能使用本地时钟，从而造成输出方向本地时钟同GFP成帧时钟的不一致，仍需要采用本实施例的方法来实现速率适配。图中所示方法处理过程为：在数据业务到GFP成帧方向，速率适配单元通过存储器401的空满标志检测二者速率的差，然后通过加入、删除数据业务的空闲帧实现速率的调整。反方向采用相同的方法实现速率适配。不同数据业务的空闲帧定义不同，比如GE业务的空闲帧在IEEE 802.3中定义为/K28.5/D5.6/和/K28.5/D16.2/；FC业务的空闲帧在ANSI X3.293y1994中定义为/K28.5/D21.4/D21.5/D21.5/，所以速率适配单元需要首先根据业务类型设置空闲帧。
如图5所示，为根据本发明实施例所述的GFP映射、汇聚单元示意图，其中，通道选择单元501轮询各个数据业务通道，当数据业务通道有发送数据时，则选择该通道，并将数据和通道号发送给GFP帧映射单元，实现数据业务的汇聚；GFP帧映射单元502将接收的数据放到GFP帧的净荷数据中，插入GFP帧头，根据当前处理的通道号插入净荷头，并插入净荷校验字节，从而根据G.7041标准的要求组成GFP数据帧，发送给GFP空闲帧插入单元503；GFP空闲帧插入单元503在没有GFP数据帧时插入GFP空闲帧，有数据帧时发送GFP数据帧。
如图6所示，为根据本发明实施例所述的GFP解映射、解汇聚单元示意图，其中，接收的GFP帧首先进入GFP空闲帧删除单元603，去除GFP空闲帧，并将GFP数据帧传送给GFP帧解映射单元602；GFP帧解映射单元602提取GFP帧头，提取净荷头，并从中获得通道号，提取净荷数据，使用净荷校验字节校验GFP帧中的数据，提取的净荷数据和通道号发送给通道分配单元601；通道分配单元601根据通道号将数据发送给相应通道，实现解汇聚操作。
如图7所示，为根据本发明实施例所述的业务动态变化控制流程图，当接入的数据业务出现变化时(例如，从GE业务改变成FC业务)，需要对相关单元进行重新配置。因为不同数据业务在组成GFP帧时，GFP帧净荷数据的长度不相同，其具体步骤为：
步骤701，接入数据业务改变时，调整对应通道GFP帧净荷数据长度；
步骤702，根据业务类型修改数据业务空闲帧定义，以满足速率适配单元的需要；
步骤703，调整数据业务编/解码方式，保证可配置数据业务编/解码单元能够正常接入变化后的接入业务。
如图8所示，为根据本发明实施例所述的GFP管理帧插入过程流程图，当没有业务数据传送时，可以根据需要插入管理信息到GFP帧中，构成GFP管理帧，其具体步骤如下：
步骤801，判定是否存在GFP数据帧需要发送；
步骤802，如果有GFP数据帧需要发送则发送GFP数据帧；
步骤803，如果没有GFP数据帧需要发送，再判断是否有GFP管理帧需要发送；
步骤804，如果有GFP管理帧需要发送则发送管理帧；
步骤805，如果没有GFP管理帧需要发送则发送GFP空闲帧。
管理帧的插入需分通道进行，管理信息的插入有利于建立带内私有通讯通道，方便网络的维护和管理。
如图9所示，为根据本发明实施例所述的GFP管理帧提取过程流程图，当没有业务数据传送时，也可以根据需要检测GFP管理帧，并提取相应的管理帧信息，具体步骤如下：
步骤901，判断接收帧是否为GFP空闲帧；
步骤902，如果接收帧是GFP空闲帧，删除GFP空闲帧；
步骤903，如果接收帧不是GFP空闲帧，判断判断接收帧是否为GFP管理帧；
步骤904，如果接收帧是GFP管理帧，处理GFP管理帧；
步骤905，如果接收帧不是GFP管理帧，则处理GFP数据帧。
管理帧的提取也需分通道进行，管理信息的提取有利于建立带内私有通讯通道，方便网络的维护和管理。

Claims (10)

1、一种实现多路多种数据业务汇聚传送的装置，其特征在于，包括：
可配置数据业务编码单元，用于多路多种数据业务的接入或导出，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的码型，或将通用成帧过程能够识别接收的码型转换为接入的数据业务类型；
速率适配单元，用于调整多路多种数据业务的速率，实现数据业务速率与通用成帧过程成帧速率的一致；
通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元，用于基于通用成帧过程的帧实现多路多种数据业务的映射/解映射和汇聚/解汇聚；
光传送网映射/解映射单元，用于将通用成帧过程的帧映射入光传送网的净荷中，或将通用成帧过程的帧从光传送网净荷中解映射。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：
通用成帧过程管理帧插入/提取单元，与所述速率适配单元、所述通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元相连，用于在业务传输存在空闲带宽时，通过速率适配单元在通用成帧过程的帧中插入通道相关管理信息，或通过通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元提取通道相关管理信息，实现网络的便捷维护与管理。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述可配置数据业务编码单元，用于多路多种数据业务的接入或导出，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的8B码+K指示位码型，或将通用成帧过程能够识别接收的8B码+K指示位码型转换为接入的数据业务类型。
4、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元，进一步用于轮询各个通道，发现某一通道存在接入数据时，对该通道接入的数据映射入通用成帧过程的帧的净荷内，并修改通用成帧过程的帧扩展头中的通道标识为当前通道号。
5、根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述通用成帧过程映射汇聚/解映射解汇聚单元，进一步用于根据通用成帧过程的帧扩展头的通道标识将解出的数据传送给相应通道的速率适配单元。
6、一种实现多路多种数据业务汇聚传送的方法，包括数据业务基于通用成帧过程映射汇聚和数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚两个方向的处理过程，其特征在于，
数据业务基于通用成帧过程映射汇聚过程的步骤包括：
(1)接入多路多种数据业务，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的码型；
(2)调整多路多种数据业务的速率，实现数据业务速率与通用成帧过程成帧速率的一致；
(3)基于通用成帧过程实现多路多种数据业务的映射和汇聚；
(4)将通用成帧过程的帧映射入光传送网的净荷中；
数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚过程的步骤包括：
(a)将通用成帧过程的帧从光传送网净荷中解映射；
(b)基于通用成帧过程实现多路多种数据业务的解映射和解汇聚；
(c)调整通用成帧过程成帧速率，实现通用成帧过程成帧速率与数据业务速率的一致；
(d)将通用成帧过程能够识别接收的码型转换为接入的数据业务类型。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法中，
数据业务基于通用成帧过程映射汇聚过程的步骤进一步包括：
(5)多路多种数据业务混合汇聚传输的过程中存在空闲带宽时，在通用成帧过程的帧中插入通道相关管理信息；
数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚过程的步骤进一步包括：
(e)多路多种数据业务混合汇聚传输的过程中存在空闲带宽时，在通用成帧过程的帧中提取通道相关管理信息。
8、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法中，
数据业务基于通用成帧过程映射汇聚过程的步骤1为：接入多路多种数据业务，根据接入的数据业务类型解码数据并将其转换为通用成帧过程能够接收识别的8B码+K指示位码型；
数据业务基于通用成帧过程解映射解汇聚过程的步骤a为：将通用成帧过程能够识别接收的8B码+K指示位码型转换为接入的数据业务类型。
9、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤3进一步包括：轮询各个通道，发现某一通道存在接入数据时，对该通道接入的数据映射入通用成帧过程的帧的净荷内，并修改通用成帧过程的帧扩展头中的通道标识为当前通道号。
10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤c进一步包括：根据通用成帧过程的帧扩展头的通道标识将解出的数据进行速率适配。
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