CN1901536A - 采用通用成帧规程的通信系统发送和接收数据的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用通用成帧规程(GFP)的通信系统发送和接收数据的处理方法，该方法包括：在GFP发送数据的过程中，当遇到其核心帧头无法正确标识净负荷域长度的超长GFP帧时，在核心帧头中添加超长帧标识，并用该GFP帧的净负荷头的指定域标明该GFP帧的净负荷的长度；在GFP接收数据的过程中，如果判断出接收的核心帧头中带有超长帧标识，则从该GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧的净负荷的长度，依照解析到的长度从数据流中正确提取该GFP帧。利用本发明的方法，可以实现采用GFP的通信系统可正确传送超长的数据帧。

Description

采用通用成帧规程的通信系统发送和接收数据的处理方法

技术领域

本发明涉及通信系统传送技术中的通用成帧规程(GFP，GenericFraming Procedure)技术，尤其涉及一种采用GFP的通信系统发送和接收数据的处理方法。

背景技术

当前，电信运营商为了充分利用现有的同步光网络(SONET)/同步数字体系(SDH)以及光传输网络(OTN)，采用通用成帧规程(GFP，GenericFraming Procedure)将上层多种业务形式(例如以太网、IP/点到点协议、MPLS等)的数据映射到SONET/SDH网络以及OTN中进行传输。

GFP是由国际电讯联盟电信标准化组织(ITU-T)提出的方案，具体方案参见标准ITU-T G.7041/Y.1303。以下简要介绍GFP的传输方案。

图1为现有GFP协议栈的结构图；参见图1，GFP协议的数据帧可以承载以太网数据11、IP/点到点协议(PPP)数据12、以及其他协议类型的上层客户业务数据13；GFP帧中还包括与客户业务数据相关的部分(例如净负荷头)14、通用信息部分(与客户业务数据无关，例如核心帧头)15；GFP帧可以传送的通道有：SDH虚容器通道(SDH VC-n Path)16、OTN光通路数据单元通道(OTN ODUK Path)17、以及其他字节同步通道(Otheroctet-synchronous paths)18。

在数据发送侧，支持GFP的发送设备首先将需发送的上层客户业务数据映射封装为GFP的数据帧，再将该GFP帧发送出去。GFP的数据帧主要包括核心帧头(Core header)和GFP帧的净负荷域(Payload Area)两个部分。

图2为GFP核心帧头的结构图。参见图2，GFP核心帧头具有四个8位字节，其中第一、二个字节为协议数据单元长度指示域(PLI，PDU LengthIndicator field)，其长度为16比特，取值范围为0～65535。其中0用于指示当前GFP帧为空帧，1～3为保留值，用于指示GFP控制帧的操作；4～65535用于指示帧的净负荷的长度，即用具体的二进制数标识帧的净负荷域所占用的字节数，此处净负荷长度为净负荷域的长度。GFP核心帧头的第三、四个字节为核心帧头误差控制(cHEC，Core Header Error Control)域，其中包括16位的循环冗余码校验(CRC-16)编码，用于对GFP核心帧头进行校验。

图3为GFP帧的净负荷域的结构图。净负荷域用于承载传送高层特定协议的信息。参见图3，主要包括：净负荷头(Payload Header)31、净负荷信息域(Payload Information Field)32、以及可选的净负荷校验序列(PayloadFCS)33。净负荷头31的长度为4至64字节，用于支持特定的高层客户信号的数据链路管理流程，主要包括类型域和类型帧头差错校验域(tHEC)，还包括一个数目可变的扩展净荷帧头域；净负荷信息域32主要包括客户的净负荷数据，即需要传送的上层数据帧；净负荷校验序列33为可选项，占用4个字节，用于保护净负荷域的内容。

在发送侧，当GFP的发送设备获得上层需要发送的业务数据包后，对该业务数据包进行映射封装成GFP帧的处理过程，映射封装的过程请参见标准ITU-T G.7041/Y.1303，主要包括：a、确定客户业务数据包的长度；b、确定当前GFP帧的净负荷域部分的长度，即确定GFP核心帧头中PLI域的值，并生成相应的cHEC字节；c、确定净负荷头中各个域的值；d、将客户业务数据包作为GFP的净负荷信息；e、对GFP帧的净负荷进行多项式扰码；f、发送封装好的GFP帧。

其中确定当前GFP帧的净负荷域部分的长度包括：检测上层业务数据包的长度；同时根据该发送设备预先的配置信息确定GFP帧净负荷头所包括的字段和长度，例如若上层发送的业务数据包类型不一样，承载该业务数据包的GFP帧的净负荷头所包括的字段和长度也可能不一样；或者，数据发送方设备与数据接收方设备协商确定所述净负荷头所包括的字段和长度；接着，根据预先的配置确定是否需要在当前GFP帧中带上四字节的净负荷FCS域。最后，根据上述的各个部分的长度确定当前GFP帧的净负荷域部分的长度。

在接收侧，当GFP接收设备收到数据流后，从数据流中解封装GFP帧，恢复出客户的业务数据包。解封装的过程与封装过程相反，主要包括去扰码、错误检测、去核心帧头以恢复出客户业务数据。其中包括：先从数据流中提取解析GFP帧的核心帧头，具体提取解析方法可参照标准ITU-TG.7041/Y.1303；然后从核心帧头中的PLI中获得当前GFP帧净负荷域的长度，例如此处假设长度为x；接着根据该长度确定当前GFP帧的结尾，从数据流中所述核心帧头结束的字节处开始向后提取x个字节，从而可以正确地从接收到的数据流中提取出当前GFP帧的净负荷域，即提取出客户业务数据。

但是，由于用于指示净负荷域长度的PLI的长度只有为16比特，因此PLI所能指示的净负荷域的最大长度为65535字节。对于净负荷域长度大于65535字节的GFP帧，PLI则无法正确标识其长度，接收侧也无法根据PLI的取值正确完整地从数据流中提取GFP帧的净负荷信息即客户业务数据，因此现有GFP协议无法正确传送超长GFP帧。假设PLI用于标记净负荷域的长度，净负荷头31的长度为X，则净负荷信息域32的长度范围为0～65535-X。如果净负荷头31取最小值4，则净负荷信息域32的最大长度为65531个字节，也就是说，现有GFP协议的一个帧所能传送的数据的最大长度为65531字节。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种采用GFP的通信系统发送数据的处理方法，以实现在GFP中可以正确传送超长数据帧。

本发明的另一目的是提供一种采用GFP的通信系统接收数据的处理方法，与上述发送方法相配合，实现在GFP中可以正确传送超长数据帧。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种采用通用成帧规程GFP的通信系统发送数据的处理方法，该方法先将需发送的客户数据映射封装为GFP帧，再将该GFP帧发送出去；在映射封装GFP帧的过程中，该方法进一步包括：

判断所封装的GFP帧是否为超长帧，如果不是，则按照现有正常的映射封装GFP帧的过程进行处理；否则，在所述GFP帧的核心帧头中标出超长帧标识，并在该GFP帧的净负荷头的指定域中标明该GFP帧的净负荷长度信息。

优选的，所述判断GFP帧是否为超长帧的方法为：判断该GFP帧的净负荷长度是否大于该GFP帧的核心帧头的协议数据单元长度指示域PLI所能指示的最大值，如果是，则该GFP帧为超长帧；否则，该GFP帧不是超长帧。

优选的，所述超长帧标识是：以所述核心帧头中的PLI的特定值标明的。

优选的，所述特定值为1、2、或3。

优选的，所述净负荷头的指定域的长度大于PLI的长度，且所述在GFP帧的净负荷头的指定域中标明超长GFP帧的净负荷的长度信息的方法为：将该超长GFP帧的净负荷的实际长度值直接记录在所述指定域中。

优选的，所述标明超长GFP帧的净负荷的长度信息的方法为：先用所述净负荷的实际长度减去PLI所能指示的最大值，将得到的差值记录在所述净负荷头的指定域中，以标明该超长GFP帧的净负荷的长度。

所述PLI所能指示的最大值为65535。

一种采用GFP的通信系统接收数据的处理方法，该方法从接收到的数据流中提取并解封装GFP帧，以恢复出客户数据，在提取并解封装GFP帧的过程中进一步包括：

判断从接收到的数据流中解析出的GFP帧的核心帧头中是否包括超长帧标识，如果没有包括，则按照现有正常的提取解封装GFP帧的流程处理；否则，从GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧净负荷的长度，根据该净负荷的长度从接收的数据流中提取该GFP帧的净负荷。

优选的，所述从GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧的净负荷长度的方法为：直接以该指定域的取值作为当前GFP帧的净负荷的长度。

优选的，所述从当前GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧的净负荷长度的方法为：先从该指定域中解析出用于标明净负荷长度的数值，将该值加上所述当前GFP帧的PLI所能指示的最大数值，得到值为当前GFP帧的净负荷长度。

所述PLI所能指示的最大数值为65535。

由于本发明所述的方法在采用GFP的通信系统发送数据的过程中，在遇到其核心帧头无法正确标识GFP帧净负荷域长度的超长数据帧时，在核心帧头中标明该GFP帧为超长帧，并用该GFP帧的净负荷头的指定域标明该GFP帧的净负荷的长度，在接收GFP帧的过程中，如果判断出该GFP帧为超长帧，则从该GFP帧的净负荷头的指定域解析该GFP帧的净负荷的长度，依照解析到的长度从数据流中正确提取该GFP帧的净负荷，正确恢复出客户业务数据，从而使得GFP中可以正确传送超长数据帧(尤其是净负荷域长度大于65531字节的数据帧)。

附图说明

图1为现有GFP协议栈的结构图；

图2为现有GFP核心帧头的结构图；

图3为现有GFP帧的净负荷域的结构图；

图4为本发明实施例所述的采用GFP的通信系统发送数据帧的处理流程图；

图5为本发明所述GFP帧的结构图；

图6为本发明实施例所述的采用GFP的通信系统接收数据帧的处理流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

本发明的核心思想为：在GFP发送数据的过程中，在遇到其核心帧头无法正确标识净负荷域长度的超长GFP帧时，在核心帧头中添加超长帧标识，并用该GFP帧的净负荷头的指定域标明该GFP帧的净负荷的长度；在GFP接收数据的过程中，如果判断出接收的核心帧头中带有超长帧标识，则从该GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧的净负荷的长度，依照解析到的长度从数据流中正确提取该GFP帧。

在GFP的发送侧，当GFP模块收到上层的待发送的客户数据后，例如以太网数据包、IP数据包、PPP数据包等，首先将待发送的数据包映射封装为GFP帧，再发送该GFP帧。

为了实现正确传送超长的GFP帧，本发明在所述的映射封装过程中进行如下的处理。

图4为本发明实施例所述的采用GFP的通信系统发送数据的处理流程图。参见图4，该流程包括：

步骤401、GFP发送模块从高层接收到需要发送的客户业务数据包。

步骤402、确定GFP帧的净负荷的长度，即净负荷域的长度。

本步骤中，可以按照现有的方案确定净负荷域的长度，即：检测确定所述上层业务数据包的长度(该长度为净负荷信息域的长度)；同时根据该GFP发送模块预先的配置信息确定GFP帧净负荷头所包括的字段和长度；或者，数据发送方设备与数据接收方设备协商确定所述净负荷头所包括的字段和长度；接着，根据预先的配置确定是否需要在当前GFP帧中带上四字节的净负荷FCS域。最后，根据上述的各个部分的长度确定当前GFP帧中净负荷域的实际长度。

步骤403、判断当前封装的GFP帧是否为超长帧，如果不是，则执行步骤407，否则，执行步骤404。

本实施例中判断GFP帧是否为超长帧可以通过该GFP帧净负荷域的实际长度是否大于PLI所能标识的最大数值来确定，由于本实施例中PLI的长度为2个字节共16比特，因此该PLI所能标识的最大数值为65535；另外，本发明还可以将PLI的长度扩展为m个比特，m为大于16的整数，因此PLI所能标识的最大数值为2^m-1；当然，本发明也可预先设定小于65535的某一个整数值为PLI所能标识的最大值，即预先规定超长帧的门限值。

步骤404、在当前封装的GFP帧的核心帧头中封装超长帧的标识。此处采用一个特殊的PLI值指示该当前GFP帧为一个超长帧，即该帧的净负荷域的长度大于65535；该特殊的PLI值可以采用现有GFP协议中PLI的保留值，本实施例固定A作为超长帧标识，A为1、2、3中的某一个值，或者其它指定用来表示超长帧的特定值，例如，可以规定超过60000字节就表示为超长帧，在PLI中用60001或其它大于60000的值来标识超长帧。

步骤405、在封装生成GFP时，在当前封装的GFP帧的净负荷头中预设一个长度指示域，用于标识该GFP帧的净负荷域实际长度。该长度指示域的长度以及标识净负荷域实际长度的方法可以有多种情况，包括但不限于以下两种：a、预设一个长度大于16比特的域，可以直接指示大于65535字节的实际长度；b、先用所述净负荷域的实际长度值减去PLI所能指示的最大值65535，将得到的以得到差值存储在该长度指示域中，用以标明该超长GFP帧的净负荷域实际长度，即在数据帧的接收侧只要将65535加上该差值，即可得到净负荷域实际长度，此种情况下该长度指示域的长度可以小于等于16比特。类似的，也可以用其他方式标记净负荷域的实际长度，例如：先用所述净负荷域的实际长度值除以PLI所能指示的最大值65535，以得到的商和余数标明该超长GFP帧的净负荷域的实际长度。

步骤406、在封装好GFP帧后，发送该GFP帧，结束本发送处理流程。

步骤407、按照现有的正常GFP发送处理流程进行处理发送。

图5为本发明所封装好的GFP帧的结构图。参见图5，该GFP帧包括核心帧头和净负荷域。其中核心帧头中包括PLI和cHEC，此处PLI的取值为A，A可以是1、2、3中的任一个值，或其它用来表示超长帧的特定值。净负荷域中包括净负荷头、用于承载客户数据的净负荷信息域、以及可选的32位净负荷校验序列(CRC-32)，其中净负荷头中包括一个指定的长度指示域51，用于标识净负荷域的实际长度，该长度指示域51处在净负荷头中的指定位置。

在数据接收侧，GFP模块从接收到的数据流中提取解析GFP帧，并对该GFP帧进行解封装，恢复出客户业务数据。解封装的过程与封装过程相反，主要包括去扰码、错误检测、去核心帧头以恢复出客户业务数据。为了实现正确接收超长的GFP帧，本发明在解封装GFP的过程中，还包括如下处理流程。

图6为本发明实施例所述采用GFP的通信系统接收数据的处理流程图。参见图6，该流程包括：

步骤601、从接收到的数据流中提取解析出GFP核心帧头。具体提取解析方法可参照标准ITU-T G.7041/Y.1303。

步骤602、判断核心帧头中是否携带超长帧标识，如果是，则执行步骤603；否则，执行步骤605。

此处判断核心帧头中是否携带超长帧标识的方式即判断核心帧头中PLI的取值是否为预定的A，该A的值预先设置在通信系统中，如果PLI取值为A，则判定该核心帧头中携带超长帧标识，否则，判定该核心帧头中没有携带超长帧标识。

步骤603、继续从接收的数据流中所述核心帧头结束的字节处开始向后提取预定长度的净负荷头，解析该净负荷头中指定的长度指示域51的值，获取净负荷域的实际长度。

此处，净负荷头的实际长度、以及长度指示域51的在净负荷头中的位置预先配置在GFP模块中，假设净负荷头的长度为y，则从核心帧头结束字节处向后提取y个字节，即得到净负荷头，再从该净负荷头中的预定位置提取得到长度指示域51的值。

如果发送侧直接将净负荷域的实际长度值标记在该长度指示域51中，则接收侧可以直接将该长度指示域51中的值作为净负荷域的实际长度；如果发送侧先用所述净负荷域的实际长度值减去PLI所能指示的最大值，以得到的差值存储在长度指示域51中，则在接收侧将长度指示域51的值加上PLI所能指示的最大值，即可得到净负荷域实际长度。具体采用上述哪种方式可以通过预先配置或通过发送方设备与接收方设备协商确定。

步骤604、按照所述净负荷域的实际长度从当前接收到的数据流中提取当前GFP帧的净负荷域，恢复出客户业务数据。

此处假设净负荷域实际长度为x，则从数据流中所述核心帧头结束的字节处开始向后提取x个字节，得到当前GFP帧的净负荷域；由于净负荷头的长度相对固定，假设为y，因此将净负荷域开始的y个字节去掉，得到净负荷信息域，即客户的业务数据；如果根据预先配置判定GFP帧进一步包括FCS，则进一步将净负荷域最后的四个字节去掉，得到净负荷信息域。

提取净负荷域并恢复出客户数据后，结束本流程。

步骤605、按照现有的GFP的接收流程处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1、一种采用通用成帧规程GFP的通信系统发送数据的处理方法，该方法先将需发送的客户数据映射封装为GFP帧，再将该GFP帧发送出去；其特征在于，在映射封装GFP帧的过程中，进一步包括：

判断所封装的GFP帧是否为超长帧，如果不是，则按照现有正常的映射封装GFP帧的过程进行处理；否则，在所述GFP帧的核心帧头中标出超长帧标识，并在该GFP帧的净负荷头的指定域中标明该GFP帧的净负荷长度信息。

2、根据权利要求1所述的采用GFP的通信系统发送数据的处理方法，其特征在于，所述判断GFP帧是否为超长帧的方法为：

判断该GFP帧的净负荷长度是否大于该GFP帧的核心帧头的协议数据单元长度指示域PLI所能指示的最大值，如果是，则该GFP帧为超长帧；否则，该GFP帧不是超长帧。

3、根据权利要求1所述的采用GFP的通信系统发送数据的处理方法，其特征在于，所述超长帧标识是：以所述核心帧头中的PLI的特定值标明的。

4、根据权利要求3所述的采用GFP的通信系统发送数据的处理方法，其特征在于，所述特定值为1、2、或3。

5、根据权利要求1所述的采用GFP的通信系统发送数据的处理方法，其特征在于，所述净负荷头的指定域的长度大于PLI的长度，且所述在GFP帧的净负荷头的指定域中标明超长GFP帧的净负荷的长度信息的方法为：将该超长GFP帧的净负荷的实际长度值直接记录在所述指定域中。

6、根据权利要求1所述的采用GFP的通信系统发送数据的处理方法，其特征在于，所述标明超长GFP帧的净负荷的长度信息的方法为：先用所述净负荷的实际长度减去PLI所能指示的最大值，将得到的差值记录在所述净负荷头的指定域中，以标明该超长GFP帧的净负荷的长度。

7、根据权利要求2或6所述的采用GFP的通信系统发送数据的处理方法，其特征在于，所述PLI所能指示的最大值为65535。

8、一种采用GFP的通信系统接收数据的处理方法，该方法从接收到的数据流中提取并解封装GFP帧，以恢复出客户数据，其特征在于，在提取并解封装GFP帧的过程中进一步包括：

判断从接收到的数据流中解析出的GFP帧的核心帧头中是否包括超长帧标识，如果没有包括，则按照现有正常的提取解封装GFP帧的流程处理；否则，从GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧净负荷的长度，根据该净负荷的长度从接收的数据流中提取该GFP帧的净负荷。

9、根据权利要求8所述的采用GFP的通信系统接收数据的处理方法，其特征在于，所述从GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧的净负荷长度的方法为：直接以该指定域的取值作为当前GFP帧的净负荷的长度。

10、根据权利要求8所述的采用GFP的通信系统接收数据的处理方法，其特征在于，所述从当前GFP帧的净负荷头的指定域中解析该GFP帧的净负荷长度的方法为：先从该指定域中解析出用于标明净负荷长度的数值，将该值加上所述当前GFP帧的PLI所能指示的最大数值，得到值为当前GFP帧的净负荷长度。

11、根据权利要求10所述的采用GFP的通信系统接收数据的处理方法，其特征在于，所述PLI所能指示的最大数值为65535。

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