專利名稱：Ip數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，尤指一種通過在千兆比以太網(wǎng)處理模塊及廣域網(wǎng)接口處理模塊之間利用核心處理模塊將被傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用/去復(fù)用、組幀/拆幀以及校驗(yàn)/糾錯(cuò)的處理，并且通過系統(tǒng)控制模塊及管理與監(jiān)控模塊對(duì)IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配(IP over WDM)的方法，屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)和光傳送網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。
自誕生直至今天，電信網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)一直是電話業(yè)務(wù)，因而電信網(wǎng)一般也稱為電話網(wǎng)。傳統(tǒng)電話網(wǎng)的設(shè)計(jì)都是以恒定的對(duì)稱的話路量為前提的，其成本和利潤(rùn)處于嚴(yán)格管制之下，網(wǎng)絡(luò)呈資本密集型，網(wǎng)絡(luò)容量與話務(wù)容量之間具有高度的一致性，電話業(yè)務(wù)和電信網(wǎng)絡(luò)均呈穩(wěn)定低速的增長(zhǎng)。近10年來(lái)，全世界電話用戶的增長(zhǎng)率平均為5％～10％左右。
但是，隨著計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用和普及，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈現(xiàn)出指數(shù)式的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)；平均年增長(zhǎng)率達(dá)25％～40％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電話業(yè)務(wù)。隨著因特網(wǎng)傳輸協(xié)議(Internet Protocol，以下簡(jiǎn)稱IP)業(yè)務(wù)爆炸式地增長(zhǎng)，其網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模和業(yè)務(wù)量已達(dá)到了約6～12個(gè)月左右就翻一番的地步，比著名的CPU性能進(jìn)展的摩爾定律(約18個(gè)月左右就翻一番)還要快1.5～3倍。顯然，按這一趨勢(shì)，用不了幾年，網(wǎng)上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將會(huì)超過電話業(yè)務(wù)。在北美，有些網(wǎng)絡(luò)(諸如太平洋貝爾)上的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已經(jīng)超過電話業(yè)務(wù)，即便像AT&T這樣的老牌電信公司的網(wǎng)絡(luò)，其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也將在幾年后超過電話業(yè)務(wù)。從全世界范圍看，估計(jì)在未來(lái)的10年內(nèi)，包括中國(guó)電信網(wǎng)在內(nèi)的世界主要網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量都將先后超過電話業(yè)務(wù)量，

圖1所示為語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)。最終，電信網(wǎng)的業(yè)務(wù)將主要由數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)構(gòu)成，而不是電話業(yè)務(wù)，100年以來(lái)電信網(wǎng)的電話主業(yè)最終將變成副業(yè)，電信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)構(gòu)成將發(fā)生根本性的變化。
與此同時(shí)，波分復(fù)用(以下簡(jiǎn)稱為WDM)方法的出現(xiàn)改變了傳輸網(wǎng)的面貌。該方法利用具有寬帶低損耗特性的單模光纖，采用多個(gè)波長(zhǎng)作為信息載波信道，各信道在一根光纖內(nèi)同時(shí)傳輸，使得傳輸系統(tǒng)的容量獲得了極大增長(zhǎng)。同時(shí)，由于WDM傳輸網(wǎng)正從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，因此，可以通過在干線網(wǎng)的交叉節(jié)點(diǎn)上引入光交叉連接和光波長(zhǎng)變換，形成端到端之間的“虛波長(zhǎng)”通路，實(shí)現(xiàn)用戶端到端的波長(zhǎng)鏈路連接。這將使電路之間的調(diào)配和轉(zhuǎn)接變得簡(jiǎn)單和方便，進(jìn)而形成一個(gè)以波分復(fù)用技術(shù)及光波長(zhǎng)交換技術(shù)為基礎(chǔ)的光網(wǎng)絡(luò)層，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了網(wǎng)絡(luò)可靠性，并且使傳輸網(wǎng)與其業(yè)務(wù)和承載信號(hào)無(wú)關(guān)。目前人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)是能夠滿足目前IP業(yè)務(wù)巨大帶寬需求的傳送網(wǎng)絡(luò)，它必將成為新一代寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。
在IP局域網(wǎng)中，千兆比以太網(wǎng)(以下簡(jiǎn)稱為GbE)是一種非常重要的技術(shù)。它是在10M/100M以太網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此，它繼承了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的幀格式、流量控制等機(jī)制，能夠與原有的以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接和平滑升級(jí)。由于目前全世界80％以上的局域網(wǎng)都采用以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)，再加之千兆比以太網(wǎng)設(shè)備成本相對(duì)低廉，技術(shù)簡(jiǎn)單高效，因此，千兆比以太網(wǎng)受到了各大廠商和廣大用戶的歡迎。
而在廣域網(wǎng)方面，傳統(tǒng)的IP傳送方案依靠異步傳輸模式(AsynchronousTransfer Mode，以下簡(jiǎn)稱為ATM)與同步數(shù)字系列(以下簡(jiǎn)稱SDH)的方式完成骨干網(wǎng)絡(luò)的交換與傳輸。由于這兩種方式并不是為傳送IP業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的，因此在承載IP流量時(shí)，其性能不是最優(yōu)，并且存在著以下的缺陷1、組網(wǎng)和維護(hù)成本高，需要同時(shí)組建IP、ATM、SDH甚至波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)；尤其是ATM和SDH的設(shè)備與端口非常昂貴。
2、網(wǎng)絡(luò)功能重疊，網(wǎng)絡(luò)各層之間的功能存在重疊，比如IP層的路由功能與ATM層的交換選路功能之間，SDH與波分復(fù)用層的傳輸質(zhì)量監(jiān)控和保護(hù)倒換等。功能重疊不僅意味著設(shè)備功能與成本的浪費(fèi)，還帶來(lái)了網(wǎng)絡(luò)互通與綜合管理的困難。
3、帶寬利用率較低，ATM承載IP報(bào)文時(shí)，由于存在ATM第5類適配層(以下簡(jiǎn)稱為AAL5)的適配和信頭開銷，帶來(lái)了20％以上的帶寬損失；而SDH是一種時(shí)分復(fù)用的技術(shù)，其每一通道所占用的帶寬是固定的，而數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)具有很大的突發(fā)性和非對(duì)稱性，帶寬浪費(fèi)在所難免。
在新一代寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)層采用IP協(xié)議，物理層使用波分復(fù)用技術(shù)(IP over WDM技術(shù))已大勢(shì)所趨，如果仍在它們之間使用ATM和SDH網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備，必然會(huì)帶來(lái)以上種種弊端。目前通常采用的IP網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)的方法有利用傳統(tǒng)路由器轉(zhuǎn)發(fā)的方法、GbE到SDH的方法及GbE到WDM的方法。
如圖2所示，傳統(tǒng)的路由器轉(zhuǎn)發(fā)的方法利用IP到ATM或IP到SDH的技術(shù)，將以太網(wǎng)接入到配備了廣域傳輸接口的高性能路由器上，路由器取出IP數(shù)據(jù)后，通過廣域端口在長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)上傳送。目前的長(zhǎng)途傳輸主要依靠SDH技術(shù)，路由器的廣域傳輸接口一般為ATM或信息包到SDH(Packet overSDH，以下簡(jiǎn)稱為POS)接口；這種方法的缺點(diǎn)是1、成本昂貴，骨干路由器設(shè)備和端口的成本極其昂貴，一般只有電信級(jí)高性能路由器才會(huì)配置ATM或POS端口。
2、路由功能冗余，目前很多第三層(IP層)交換機(jī)都具有第三層(IP層)處理能力和開放路徑最短優(yōu)先(以下簡(jiǎn)稱為OSPF)等路由機(jī)制，因此，從路由功能上看，高性能的路由器并不是不可缺少的。
3、增加數(shù)據(jù)處理與延時(shí)，路由器對(duì)每個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào)文都要進(jìn)行第三層處理，因此不可避免地增加了數(shù)據(jù)傳送的延時(shí)和抖動(dòng)。
SDH傳輸網(wǎng)是目前主要的長(zhǎng)途骨干傳送網(wǎng)絡(luò)，它是一種面向傳統(tǒng)話音業(yè)務(wù)的電信網(wǎng)絡(luò)，主要接入業(yè)務(wù)速率遵循準(zhǔn)同步數(shù)字系列(以下簡(jiǎn)稱為PDH)、同步傳輸模式(以下簡(jiǎn)稱為STM)序列標(biāo)準(zhǔn)；但隨著SDH系統(tǒng)的廣泛采用，以及各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的爆炸性增長(zhǎng)，通過SDH承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)已非常普遍。目前已經(jīng)定義了在SDH上映射ATM信元和IP數(shù)據(jù)報(bào)的標(biāo)準(zhǔn)。同樣，由于千兆比以太網(wǎng)廣域傳輸?shù)男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，通過SDH承載千兆比以太網(wǎng)信號(hào)的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。如圖3、圖4所示，GbE到SDH的方法由POS技術(shù)轉(zhuǎn)化而來(lái)，它采用類似POS的協(xié)議棧和映射方法，其優(yōu)點(diǎn)是不再需要高端路由器及其POS端口就可以實(shí)現(xiàn)千兆比以太網(wǎng)信號(hào)的廣域傳送，節(jié)省了路由器設(shè)備的投資；依靠SDH提供可靠的廣域傳輸質(zhì)量。但是該方法同時(shí)存在著如下的不足1、它還需要SDH網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備支持，目前大部分SDH設(shè)備都不具有千兆比以太網(wǎng)端口，因此，其應(yīng)用范圍受到了限制。
2、映射處理復(fù)雜，千兆比以太網(wǎng)的信息速率為1Gbit/s，而STM序列的速率為155、622及2488Mbit/s，為了不造成帶寬的浪費(fèi)，需要采用第4級(jí)虛容器(以下簡(jiǎn)稱為VC4)級(jí)聯(lián)技術(shù)以有效的容納一路千兆比以太網(wǎng)信號(hào)，其映射過程比較復(fù)雜。
3、SDH的設(shè)計(jì)基于8KHz話音同步取樣的設(shè)計(jì)，采用同步復(fù)用方式封裝數(shù)據(jù)報(bào)文并不合適；而且數(shù)據(jù)報(bào)文的封裝處理比較耗時(shí)，設(shè)備價(jià)格昂貴。
4、另外SDH有很多用于話音網(wǎng)的開銷，帶來(lái)了較大的帶寬和操作代價(jià)。
WDM利用單模光纖的寬帶低損耗特性，采用多個(gè)波長(zhǎng)作為信息載波信道，各信道在一根光纖內(nèi)同時(shí)傳輸。與單信道系統(tǒng)相比，密集WDM(以下簡(jiǎn)稱為DWDM)不僅極大地提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的通信容量，充分利用了光纖的帶寬，而且它具有擴(kuò)容和路由選擇的靈活性、業(yè)務(wù)透明性等諸多優(yōu)點(diǎn)。WDM系統(tǒng)的一個(gè)重大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于它對(duì)于業(yè)務(wù)的協(xié)議、速率和幀格式等特性是透明的，并且依靠全光放大和光層的保護(hù)倒換技術(shù)，可以在很大程度上取代SDH的功能與作用。因此可以跳過SDH層，如圖5所示，利用GbE到WDM的方法直接將千兆比以太網(wǎng)信號(hào)通過WDM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)廣域傳輸。該方法省略了SDH網(wǎng)絡(luò)與設(shè)備，極大地降低了網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)與運(yùn)營(yíng)成本；但是，直接將千兆比以太網(wǎng)用于廣域WDM傳輸還存在著很大的缺點(diǎn)如下1、缺乏物理層的傳輸質(zhì)量監(jiān)控和故障定位。千兆比以太網(wǎng)最初是應(yīng)用于局域網(wǎng)的技術(shù)，因此，沒有針對(duì)廣域網(wǎng)的傳輸環(huán)境和需求制定相應(yīng)的可靠性規(guī)范。
2、缺乏電再生器設(shè)備支持。由于色散和非線性效應(yīng)的影響，WDM信號(hào)經(jīng)過一定距離的傳輸后需要電再生，目前網(wǎng)絡(luò)中絕大部分電再生設(shè)備都基于SDH的STM序列速率。
3、帶寬利用率低。WDM設(shè)備成本高，波長(zhǎng)資源更是寶貴。而一路千兆比以太網(wǎng)只有1Gbit/s的信息速率，與骨干網(wǎng)SDH的每路2.5Gb/s甚至10Gb/s相比，資源利用率較低。
有鑒于現(xiàn)有的千兆比以太網(wǎng)信號(hào)廣域網(wǎng)傳送技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其消除ATM設(shè)備和SDH設(shè)備的使用，直接實(shí)現(xiàn)承載IP數(shù)據(jù)的千兆比以太網(wǎng)信號(hào)在WDM廣域網(wǎng)的傳輸，即IP over WDM，大大降低網(wǎng)絡(luò)的組建成本和運(yùn)營(yíng)、維護(hù)與管理費(fèi)用。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其根據(jù)IP業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和WDM傳送網(wǎng)絡(luò)的特性，利用新的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，提供足夠的廣域網(wǎng)傳輸質(zhì)量監(jiān)控和運(yùn)營(yíng)維護(hù)能力，避免過多的開銷和復(fù)雜的操作。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其采用合理的統(tǒng)計(jì)復(fù)用方法，使得一個(gè)波分復(fù)用波長(zhǎng)能夠傳送一路以上的千兆比以太網(wǎng)信號(hào)，提高帶寬利用率。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其具有良好的可擴(kuò)展性能，可以根據(jù)用戶需求和網(wǎng)絡(luò)實(shí)際流量擴(kuò)充千兆比以太網(wǎng)端口數(shù)量，解決目前高速局域網(wǎng)中大量千兆比以太網(wǎng)數(shù)據(jù)端口的廣域網(wǎng)傳輸問題，實(shí)現(xiàn)IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)的有效傳輸。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，承載IP數(shù)據(jù)的千兆比以太網(wǎng)與IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的千兆比以太網(wǎng)處理模塊通信；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的廣域網(wǎng)接口處理模塊與波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)通信；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的核心處理模塊將千兆比以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過廣域網(wǎng)接口處理模塊傳輸?shù)讲ǚ謴?fù)用光網(wǎng)絡(luò)，并將波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反向處理并通過千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳輸?shù)角д妆纫蕴W(wǎng)；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備還設(shè)有系統(tǒng)控制模塊及管理與監(jiān)控模塊。
千兆比以太網(wǎng)處理模塊生成、發(fā)送、接收以及處理千兆比以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，其至少包括光電轉(zhuǎn)換、串并行轉(zhuǎn)換、8位數(shù)據(jù)到10位數(shù)據(jù)的編解碼、鏈路同步、發(fā)送接收狀態(tài)機(jī)、發(fā)送接收緩存和控制的功能。
所述的千兆比以太網(wǎng)處理模塊的千兆比以太網(wǎng)接口符合IEEE 802.3z標(biāo)準(zhǔn)。
上面所述的千兆比以太網(wǎng)處理模塊為一個(gè)或一個(gè)以上。
核心處理模塊將千兆比以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過廣域網(wǎng)接口處理模塊傳輸?shù)綇V域網(wǎng)的操作步驟包括1、接收由千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳送過來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存、復(fù)用；2、產(chǎn)生校驗(yàn)數(shù)據(jù)；3、組織數(shù)據(jù)幀；4、數(shù)據(jù)加擾；5、將數(shù)據(jù)進(jìn)行寬度匹配后發(fā)送到廣域網(wǎng)接口處理模塊。
核心處理模塊在產(chǎn)生校驗(yàn)數(shù)據(jù)的步驟之后，還將根據(jù)鏈路需要產(chǎn)生并插入空幀。
該復(fù)用的方式為多路信號(hào)統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，其復(fù)用的步驟包括
1、判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否發(fā)送完畢；如果未發(fā)送完則繼續(xù)發(fā)送；2、如果已發(fā)送完畢，讀取優(yōu)先權(quán)控制字；3、判斷所有媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列是否有已滿的；如果沒有，則轉(zhuǎn)入步驟5；4、如果有，則發(fā)送優(yōu)先級(jí)最高，并且媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列已滿的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)入步驟1；5、判斷所有的媒質(zhì)接入控制通道中是否有完整的包，如果沒有，轉(zhuǎn)入步驟7；6、如果有，則發(fā)送優(yōu)先級(jí)最高，并且媒質(zhì)接入控制通道中具有完整包的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀；轉(zhuǎn)入步驟1；7、如果優(yōu)先級(jí)最低的媒質(zhì)接入控制通道中沒有完整的包，插入空包后轉(zhuǎn)入步驟1。
核心處理模塊將廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳輸?shù)角д妆纫蕴W(wǎng)的操作步驟包括1、接收由廣域網(wǎng)接口處理模塊傳送過來(lái)的數(shù)據(jù)；2、數(shù)據(jù)同步；3、數(shù)據(jù)校驗(yàn)糾錯(cuò)；4、拆解數(shù)據(jù)幀；5、數(shù)據(jù)寬度匹配；6、數(shù)據(jù)解擾；7、數(shù)據(jù)緩存及解復(fù)用；8、發(fā)送到千兆比以太網(wǎng)處理模塊。
廣域網(wǎng)接口處理模塊的功能包括完成廣域網(wǎng)接口信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)接口信號(hào)的電光/光電處理、時(shí)鐘提取、數(shù)據(jù)幀字節(jié)檢測(cè)及串并/并串變換操作。
廣域網(wǎng)接口信號(hào)為不小于1Gb/s的信號(hào)。
系統(tǒng)控制模塊執(zhí)行系統(tǒng)軟件程序，完成對(duì)各個(gè)硬件模塊芯片的初始化配置、狀態(tài)查詢和異常告警，并通過數(shù)據(jù)通訊接口與監(jiān)控主機(jī)通信。
管理與監(jiān)控模塊利用數(shù)據(jù)幀提供網(wǎng)管信息實(shí)現(xiàn)至少包括傳輸質(zhì)量監(jiān)測(cè)的運(yùn)行維護(hù)管理操作。
所述的數(shù)據(jù)幀遵守所提出的數(shù)據(jù)光網(wǎng)適配協(xié)議，該數(shù)據(jù)幀至少包括定位數(shù)據(jù)、長(zhǎng)度指示數(shù)據(jù)、類型數(shù)據(jù)、地址與復(fù)用信息、幀頭校驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)際數(shù)據(jù)段、幀校驗(yàn)數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法具有以下特點(diǎn)1、無(wú)需通過ATM、SDH網(wǎng)絡(luò)以及高性能路由器設(shè)備，采用IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備直接實(shí)現(xiàn)了千兆比以太網(wǎng)信號(hào)在廣域網(wǎng)的可靠傳送，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)層次，極大降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，具有很強(qiáng)的應(yīng)用靈活性。
2、專門面向IP/千兆比以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)優(yōu)化，克服了ATM與SDH過于繁瑣的缺陷，設(shè)備成本低，性價(jià)比高，非常適用于數(shù)據(jù)光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。
3、利用新型的廣域網(wǎng)傳輸適配協(xié)議—數(shù)據(jù)光網(wǎng)適配協(xié)議(Data OpticalNetwork Adapt，以下簡(jiǎn)稱為DONA)，克服了千兆比以太網(wǎng)信號(hào)在廣域中傳輸時(shí)缺乏網(wǎng)絡(luò)管理和物理層傳輸質(zhì)量監(jiān)控功能的缺陷，設(shè)備可靠性和抗故障能力得到提高。
4、采用多路千兆比以太網(wǎng)信號(hào)復(fù)用的方法，使得一個(gè)WDM波長(zhǎng)能夠同時(shí)傳送一路以上的千兆比以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，大大提高了廣域網(wǎng)帶寬的利用率。
5、通過所配備的設(shè)備管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了性能管理、配置管理、告警管理和安全管理的功能。
6、采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，以包為單位，無(wú)需進(jìn)行地址分析，其根據(jù)各路流量大小動(dòng)態(tài)分配帶寬，轉(zhuǎn)發(fā)速度快，符合數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)特點(diǎn)。
以下結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明圖1為數(shù)據(jù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)示意圖。
圖2為路由器轉(zhuǎn)發(fā)方法的組網(wǎng)示意圖。
圖3為GbE到SDH方法的組網(wǎng)示意圖。
圖4為GbE到SDH方法的協(xié)議層次示意圖。
圖5為GbE到WDM方法的組網(wǎng)示意圖。
圖6為本發(fā)明千兆比傳輸適配器應(yīng)用示意圖。
圖7為本發(fā)明總體功能框圖。
圖8為本發(fā)明數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)定義示意圖。
圖9為本發(fā)明千兆比以太網(wǎng)處理模塊示意圖。
圖10為本發(fā)明核心處理模塊示意圖。
圖11為本發(fā)明廣域網(wǎng)接口處理模塊示意圖。
圖12為本發(fā)明管理與監(jiān)控模塊示意圖。
圖13為本發(fā)明一實(shí)施例的多路信號(hào)統(tǒng)計(jì)復(fù)用流程圖。
如圖6、7所示，本發(fā)明的千兆比以太網(wǎng)與IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的千兆比以太網(wǎng)處理模塊通信；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的廣域網(wǎng)接口處理模塊與WDM廣域網(wǎng)通信；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的核心處理模塊將千兆比以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過廣域網(wǎng)接口處理模塊傳輸?shù)絎DM廣域網(wǎng)，并將廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳輸?shù)角д妆纫蕴W(wǎng)；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備還設(shè)有系統(tǒng)控制模塊及管理與監(jiān)控模塊。
如圖9所示，千兆比以太網(wǎng)處理模塊生成、發(fā)送、接收以及處理千兆比以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，其至少包括光電轉(zhuǎn)換、串并行轉(zhuǎn)換、8位數(shù)據(jù)到10位數(shù)據(jù)的編解碼、鏈路同步、發(fā)送接收狀態(tài)機(jī)、發(fā)送接收緩存和控制的功能。
上面所述的千兆比以太網(wǎng)處理模塊的千兆比以太網(wǎng)接口符合IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)；并且該千兆比以太網(wǎng)處理模塊為一個(gè)或一個(gè)以上。
如圖10所示，核心處理模塊將千兆比以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過廣域網(wǎng)接口處理模塊傳輸?shù)綇V域網(wǎng)的操作步驟包括1、接收由千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳送過來(lái)的數(shù)據(jù)，復(fù)用、緩存該數(shù)據(jù)；
2、產(chǎn)生校驗(yàn)數(shù)據(jù)；3、組織數(shù)據(jù)幀；4、數(shù)據(jù)加擾；5、將數(shù)據(jù)進(jìn)行寬度匹配后發(fā)送到廣域網(wǎng)接口處理模塊。
核心處理模塊在組織數(shù)據(jù)幀的步驟之后，還將根據(jù)鏈路需要產(chǎn)生并插入空幀。
如圖13所示，上面所述的復(fù)用方式為多路信號(hào)統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，其復(fù)用的步驟包括1、判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否發(fā)送完畢；如果未發(fā)送完則繼續(xù)發(fā)送；2、如果已發(fā)送完畢，讀取優(yōu)先權(quán)控制字；3、判斷所有媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列是否有已滿的；如果沒有，則轉(zhuǎn)入步驟5；4、如果有，則發(fā)送優(yōu)先級(jí)最高，并且媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列已滿的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)入步驟1；5、判斷所有的媒質(zhì)接入控制通道中是否有完整的包，如果沒有，轉(zhuǎn)入步驟7；6、如果有，則發(fā)送優(yōu)先級(jí)最高，并且媒質(zhì)接入控制通道中具有完整包的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀；轉(zhuǎn)入步驟1；7、如果優(yōu)先級(jí)最低的媒質(zhì)接入控制通道中沒有完整的包，插入空包后轉(zhuǎn)入步驟1。
如圖10所示，核心處理模塊將廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳輸?shù)角д妆纫蕴W(wǎng)的操作步驟包括1、接收由廣域網(wǎng)接口處理模塊傳送過來(lái)的數(shù)據(jù)；2、數(shù)據(jù)同步；3、數(shù)據(jù)校驗(yàn)糾錯(cuò)；4、拆解數(shù)據(jù)幀；
5、數(shù)據(jù)寬度匹配；6、數(shù)據(jù)解擾；7、數(shù)據(jù)緩存及解復(fù)用；8、發(fā)送到千兆比以太網(wǎng)處理模塊。
如圖11所示，廣域網(wǎng)接口處理模塊的功能包括完成廣域網(wǎng)接口信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)接口信號(hào)的電光/光電處理、時(shí)鐘提取、數(shù)據(jù)幀字節(jié)檢測(cè)及串并/并串變換。
上面所述的廣域網(wǎng)接口信號(hào)為2.488Gb/s信號(hào)。
如圖12所示，系統(tǒng)控制模塊執(zhí)行系統(tǒng)軟件程序，完成對(duì)各個(gè)硬件模塊的初始化配置、狀態(tài)查詢和異常告警，并通過數(shù)據(jù)通訊接口與監(jiān)控主機(jī)通信；管理與監(jiān)控模塊利用數(shù)據(jù)幀提供網(wǎng)管信息實(shí)現(xiàn)至少包括傳輸質(zhì)量監(jiān)測(cè)的運(yùn)行維護(hù)管理操作。
如圖8所示，數(shù)據(jù)幀遵守新提出的、相應(yīng)的新型數(shù)據(jù)光網(wǎng)適配協(xié)議，該數(shù)據(jù)幀至少包括定位數(shù)據(jù)、長(zhǎng)度指示數(shù)據(jù)、類型數(shù)據(jù)、地址與復(fù)用信息、數(shù)據(jù)幀頭校驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)際數(shù)據(jù)段、幀校驗(yàn)數(shù)據(jù)。
如圖9、圖10、圖11和圖12所示，本發(fā)明一實(shí)施例中設(shè)有一個(gè)或一個(gè)以上的千兆比以太網(wǎng)處理模塊、核心處理模塊、2.488Gbit/s廣域網(wǎng)接口處理模塊、系統(tǒng)控制模塊以及管理與監(jiān)控模塊。其中各個(gè)模塊的功能如下1、千兆比以太網(wǎng)處理模塊，傳輸適配器的千兆比以太網(wǎng)接口符合IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)。它完成光接口處理、串并/并串轉(zhuǎn)換、8B/10B編解碼、媒質(zhì)接入控制處理模塊等四個(gè)功能單元的操作。實(shí)現(xiàn)千兆比以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀的生成、發(fā)送以及接收、處理。
2、核心處理模塊，該模塊完成整個(gè)系統(tǒng)的核心處理操作，其依靠硬件處理完成對(duì)數(shù)據(jù)的復(fù)用/去復(fù)用、數(shù)據(jù)緩存與適配、數(shù)據(jù)幀處理、系統(tǒng)資源控制與仲裁。
3、廣域網(wǎng)接口處理模塊，該模塊完成2.488Gb/s廣域網(wǎng)接口信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)2.488Gb/s信號(hào)的電光/光電處理、時(shí)鐘提取、串并/并串變換等操作。
4、系統(tǒng)控制模塊，該模塊的硬件由CPU及其存儲(chǔ)器組成。其執(zhí)行系統(tǒng)軟件程序，完成對(duì)各個(gè)硬件模塊芯片的初始化配置、狀態(tài)查詢和異常告警，并通過串行接口與監(jiān)控主機(jī)上的控制軟件通信。
5、管理與監(jiān)控模塊，該模塊利用數(shù)據(jù)幀提供的豐富而靈活的網(wǎng)管開銷實(shí)現(xiàn)必要的運(yùn)行維護(hù)管理操作；其中最為關(guān)鍵的是傳輸質(zhì)量監(jiān)測(cè)。千兆比以太網(wǎng)接口沒有相應(yīng)的定義，因此只有廣域網(wǎng)傳輸接口具備這些功能。數(shù)據(jù)幀專門提供了網(wǎng)管幀，以便下游的設(shè)備將鏈路傳輸質(zhì)量和故障信息能實(shí)時(shí)地通知其上游的設(shè)備。
如圖8所示，上面所述的數(shù)據(jù)幀符合所提出的新的數(shù)據(jù)光網(wǎng)適配協(xié)議(Data Optical Network Adapt，以下簡(jiǎn)稱為DONA)，該數(shù)據(jù)幀至少包括定位數(shù)據(jù)、長(zhǎng)度指示數(shù)據(jù)、類型數(shù)據(jù)、地址與復(fù)用信息、數(shù)據(jù)幀頭校驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)際數(shù)據(jù)段、幀校驗(yàn)數(shù)據(jù)。SDH與千兆比以太網(wǎng)都不是為光因特網(wǎng)設(shè)計(jì)的，因此存在著這樣那樣的弊端，因此，利用符合DONA協(xié)議的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，在廣域網(wǎng)中可以脫離SDH等傳輸標(biāo)準(zhǔn)直接在波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中傳輸IP數(shù)據(jù)。
其中，在本實(shí)施例的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)中包括1)定位字節(jié)包括特殊標(biāo)識(shí)字節(jié)，用于識(shí)別每幀的起始位置；2)長(zhǎng)度指示表示整個(gè)數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度；3)類型指示說(shuō)明這一幀是業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀還是網(wǎng)管數(shù)據(jù)幀或空幀，以及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的協(xié)議類型等；4)地址與復(fù)用信息在千兆比傳輸適配器中用做不同千兆比以太網(wǎng)端口的標(biāo)識(shí)，將來(lái)還可擴(kuò)展為標(biāo)記域；5)幀頭CRC幀頭CRC承載對(duì)長(zhǎng)度、地址與類型指示進(jìn)行CRC16計(jì)算得出的值。接收方可以用它對(duì)幀頭的信息進(jìn)行檢驗(yàn)，其多項(xiàng)式為x16+x12+x5+1
6)數(shù)據(jù)凈荷承載業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或網(wǎng)管信息數(shù)據(jù)，具體為何種類型由幀頭中類型指示定義；7)幀校驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)幀進(jìn)行CRC32計(jì)算并把結(jié)果放在幀校驗(yàn)開銷中，接收側(cè)可以依次進(jìn)行幀數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)。其多項(xiàng)式為x32+x26+x23+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1以上的數(shù)據(jù)幀具有以下優(yōu)點(diǎn)1、面向IP優(yōu)化，操作簡(jiǎn)單DONA是變長(zhǎng)數(shù)據(jù)幀，其格式與IP數(shù)據(jù)報(bào)和以太網(wǎng)幀類似。因此傳輸適配器進(jìn)行千兆比以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的封裝/解封裝，無(wú)需進(jìn)行數(shù)據(jù)的分幀和重組，只要在每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)的報(bào)頭和報(bào)尾簡(jiǎn)單的添加/剝?nèi)讉€(gè)開銷字節(jié)。因此設(shè)備操作復(fù)雜度低，可靠性高；2、帶寬利用率高DONA協(xié)議只要求在上層變長(zhǎng)數(shù)據(jù)包的開頭和尾部添加幾個(gè)開銷字節(jié)，避免了數(shù)據(jù)編碼和SAR操作帶來(lái)的帶寬損失，帶寬利用率很高；3、網(wǎng)管開銷靈活高效千兆比以太網(wǎng)原本是一種局域網(wǎng)技術(shù)，在廣域網(wǎng)中傳輸?shù)囊粋€(gè)重大弱點(diǎn)是缺乏網(wǎng)管與傳輸質(zhì)量監(jiān)控能力；而SDH雖然有豐富的開銷和強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)管理功能，但這些功能是針對(duì)傳統(tǒng)話音網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中并不完全必要；隨著波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，波分復(fù)用層也將具有物理層的管理與監(jiān)控功能，與SDH存在功能重疊。因此在DONA幀的設(shè)計(jì)中，必須考慮到廣域網(wǎng)傳輸環(huán)境與需求，以及波分復(fù)用物理層的功能，提供豐富且恰當(dāng)?shù)墓芾砼c監(jiān)控功能，能夠?qū)崿F(xiàn)物理層故障的快速定位、節(jié)點(diǎn)設(shè)備間運(yùn)行維護(hù)管理信息的傳遞。
在DONA幀結(jié)構(gòu)中，設(shè)置幀類型指示，用以標(biāo)識(shí)該幀是業(yè)務(wù)幀還是系統(tǒng)使用的網(wǎng)管信息。這是一種面向消息的網(wǎng)管開銷，與SDH面向比特的網(wǎng)管開銷設(shè)置有很大不同。這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是使用靈活、占用帶寬少、可擴(kuò)展性強(qiáng)。設(shè)備在有需要時(shí)才分配帶寬，既避免了不必要的帶寬浪費(fèi)，又保證了在需要時(shí)有足夠的系統(tǒng)資源和帶寬用于網(wǎng)絡(luò)管理，并且可以根據(jù)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)需求增加新的網(wǎng)管功能。
在本實(shí)施例中定義了以下幾類網(wǎng)管信息幀缺陷指示幀對(duì)應(yīng)最為關(guān)鍵和緊急的指示命令，如保護(hù)倒換等。需要有最高的處理等級(jí)和最快的處理速度，接收方由硬件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和執(zhí)行對(duì)應(yīng)的操作。
配置協(xié)商與性能指示幀完成向雙方傳遞各自的工作配置信息、定時(shí)發(fā)送接收CRC錯(cuò)誤包與丟包率等傳輸性能參數(shù)等操作，以便對(duì)方了解網(wǎng)絡(luò)線路傳輸質(zhì)量，為選路等操作提供信息。
網(wǎng)管數(shù)據(jù)通路作為獨(dú)立的控制通路，用于設(shè)備和網(wǎng)管之間的數(shù)據(jù)通信。
如圖13所示，本發(fā)明的復(fù)用方式為多路信號(hào)統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式；由于傳輸適配器能夠同時(shí)接入多路千兆比以太網(wǎng)信號(hào)，因此存在著多路信號(hào)的復(fù)用與解復(fù)用問題。傳輸適配器提供的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，廣域網(wǎng)接口接收到數(shù)據(jù)后，要能夠區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)包應(yīng)去往哪個(gè)千兆比以太網(wǎng)端口。
由于在千兆比以太網(wǎng)鏈路和廣域網(wǎng)2.5Gb/s鏈路上傳送的都是數(shù)據(jù)包，因此，時(shí)分復(fù)用的方法是很不合理的，而采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用的方式，則可以根據(jù)不同端口分配標(biāo)簽，依靠標(biāo)簽去實(shí)現(xiàn)解復(fù)用功能。
上面所述的統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式有如下優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單適配器的千兆比以太網(wǎng)端口和廣域網(wǎng)2.5Gb/s端口傳送的都是數(shù)據(jù)包，使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)最為合理，硬件實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單。
無(wú)需尋址操作路由器設(shè)備需要對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包的地址進(jìn)行分析，并查找地址表，才能為數(shù)據(jù)找到合適的下一跳地址和端口。IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備將尋址功能交給局域網(wǎng)第三層交換機(jī)與廣域網(wǎng)高性能交換路由器，不需要對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)包的以太網(wǎng)地址或IP地址進(jìn)行分析和尋址，極大簡(jiǎn)化了設(shè)備負(fù)擔(dān)和成本。
帶寬分配靈活數(shù)據(jù)流量具有突發(fā)性，比特率在不斷變化，傳統(tǒng)的TDM技術(shù)中采用時(shí)隙復(fù)用方式，為每個(gè)支路信號(hào)分配的帶寬是固定的，會(huì)帶來(lái)很大的帶寬浪費(fèi)。采用傳輸適配器中的復(fù)用方式后，每路信號(hào)占有的帶寬是動(dòng)態(tài)變化的，可以根據(jù)各端口流量和優(yōu)先級(jí)等因素實(shí)時(shí)調(diào)整，提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳送性能。
提高帶寬利用率由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)性，每個(gè)千兆比以太網(wǎng)鏈路的瞬時(shí)信息量在不斷變化，如果使用時(shí)分復(fù)用技術(shù)，每個(gè)以太網(wǎng)端口信息在2.5Gb/s鏈路中必須占據(jù)固定的帶寬，在以太網(wǎng)端口數(shù)據(jù)流量較小時(shí)，必然造成帶寬的浪費(fèi)。使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)，能夠根據(jù)流量靈活的分配2.5Gb/s鏈路的帶寬，最大限度的充分利用寶貴的廣域網(wǎng)帶寬資源。正是基于這個(gè)特點(diǎn)，適配器能夠提供超過兩路的多路復(fù)用。
一路千兆比以太網(wǎng)信號(hào)的信息速率是1Gbit/s，廣域網(wǎng)接口的線路速率是2.488Git/s，即使考慮到DONA協(xié)議的幀開銷，承載兩路GbE后，廣域網(wǎng)仍有部分剩余帶寬。為了節(jié)省寶貴的廣域網(wǎng)帶寬資源，考慮到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的突發(fā)性，以及適配器能夠通過統(tǒng)計(jì)復(fù)用靈活的分配帶寬，可以允許一個(gè)傳輸適配器承載超過2路的GbE信號(hào)。
在正常狀況下，GbE的線路使用率不會(huì)超過80％。如果接入3路信號(hào)，每路利用率都是80％計(jì)算，總的信息速率是1G×80％×3＝2.4G。DONA協(xié)議具有開銷簡(jiǎn)單，傳輸效率高的特點(diǎn)，可以承載這樣的業(yè)務(wù)信息速率。但是如果3路以太網(wǎng)信號(hào)同時(shí)達(dá)到或接近最大信息速率，總帶寬就超過了2.488G，要是沒有對(duì)應(yīng)的處理措施，就可能會(huì)導(dǎo)致傳輸適配器緩存溢出、隊(duì)列擁塞，丟包率將急劇上升。因此，首先采取以太網(wǎng)端口的流量控制，在傳輸適配器的以太網(wǎng)端口實(shí)施流量控制，減小每路的流量；然后規(guī)定相應(yīng)業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，事先為不同的端口定義不同的優(yōu)先級(jí)，以保證高優(yōu)先級(jí)端口業(yè)務(wù)的性能。
因此，本實(shí)施例以三路信號(hào)為例，其統(tǒng)計(jì)復(fù)用的步驟如下1、判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否發(fā)送完畢；如果未發(fā)送完則繼續(xù)發(fā)送；2、如果已發(fā)送完畢，讀取優(yōu)先權(quán)控制字；3、判斷三個(gè)媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列是否有已滿的；如果沒有，則轉(zhuǎn)入步驟9；4、判斷優(yōu)先級(jí)最高的媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列是否已滿，如果未滿，轉(zhuǎn)入步驟6；5、發(fā)送優(yōu)先級(jí)最高的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)入步驟1；6、判斷剩下兩路媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列是否都已滿；如果不是，轉(zhuǎn)入步驟8；7、發(fā)送優(yōu)先級(jí)高的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)入步驟1；8、發(fā)送兩路媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列已滿的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)入步驟1；9、判斷優(yōu)先級(jí)最高的媒質(zhì)接入控制通道中是否有的完整的包，如果有，則發(fā)送該媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀；轉(zhuǎn)入步驟1；10、判斷優(yōu)先級(jí)次高的媒質(zhì)接入控制通道中是否有的完整的包，如果有，則發(fā)送該媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀；轉(zhuǎn)入步驟1；11、判斷優(yōu)先級(jí)最低的媒質(zhì)接入控制通道中是否有的完整的包，如果有，則發(fā)送該媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀；轉(zhuǎn)入步驟1；12、插入空包后轉(zhuǎn)入步驟1。
利用上述的DONA幀，本實(shí)施例的系統(tǒng)控制模塊按照相應(yīng)的流程完成對(duì)各個(gè)硬件模塊芯片的初始化配置、狀態(tài)查詢和異常告警，通過串行接口與監(jiān)控主機(jī)通信；及管理與監(jiān)控模塊利用DONA幀提供的網(wǎng)管開銷實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的運(yùn)行維護(hù)管理操作，其中包括傳輸質(zhì)量監(jiān)測(cè)。利用DONA幀專門提供的網(wǎng)管幀，使得下游設(shè)備將鏈路傳輸質(zhì)量和故障實(shí)時(shí)能及時(shí)通知其上游的設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，承載IP數(shù)據(jù)的千兆比以太網(wǎng)與IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的千兆比以太網(wǎng)處理模塊通信；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的廣域網(wǎng)接口處理模塊與波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)通信；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備的核心處理模塊將千兆比以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過廣域網(wǎng)接口處理模塊傳輸?shù)讲ǚ謴?fù)用光網(wǎng)絡(luò)，并將波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反向處理并通過千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳輸?shù)角д妆纫蕴W(wǎng)；IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備還設(shè)有系統(tǒng)控制模塊及管理與監(jiān)控模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于千兆比以太網(wǎng)處理模塊生成、發(fā)送、接收以及處理千兆比以太網(wǎng)數(shù)據(jù)，其至少包括光電轉(zhuǎn)換、串并行轉(zhuǎn)換、8位數(shù)據(jù)到10位數(shù)據(jù)的編解碼、鏈路同步、發(fā)送接收狀態(tài)機(jī)、發(fā)送接收緩存和控制的功能。
3.如權(quán)利要求1或2所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于所述的千兆比以太網(wǎng)處理模塊的千兆比以太網(wǎng)接口符合IEEE802.3z標(biāo)準(zhǔn)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于千兆比以太網(wǎng)處理模塊為一個(gè)或一個(gè)以上。
5.如權(quán)利要求1所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于核心處理模塊將千兆比以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過廣域網(wǎng)接口處理模塊傳輸?shù)綇V域網(wǎng)的操作步驟包括a、接收由千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳送過來(lái)的數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存、復(fù)用；b、產(chǎn)生校驗(yàn)數(shù)據(jù)；c、組織數(shù)據(jù)幀；d、數(shù)據(jù)加擾；e、將數(shù)據(jù)進(jìn)行寬度匹配后發(fā)送到廣域網(wǎng)接口處理模塊。
6.如權(quán)利要求5所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于核心處理模塊在產(chǎn)生校驗(yàn)數(shù)據(jù)的步驟之后，還將根據(jù)鏈路需要產(chǎn)生并插入空幀。
7.如權(quán)利要求1或5所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于該復(fù)用的方式為多路信號(hào)統(tǒng)計(jì)復(fù)用方式，其復(fù)用的步驟包括a、判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否發(fā)送完畢；如果未發(fā)送完則繼續(xù)發(fā)送；b、如果已發(fā)送完畢，讀取優(yōu)先權(quán)控制字；c、判斷所有媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列是否有已滿的；如果沒有，則轉(zhuǎn)入步驟e；d、如果有，則發(fā)送優(yōu)先級(jí)最高，并且媒質(zhì)接入控制通道的先入先出隊(duì)列已滿的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀，轉(zhuǎn)入步驟a；e、判斷所有的媒質(zhì)接入控制通道中是否有完整的包，如果沒有，轉(zhuǎn)入步驟g；f、如果有，則發(fā)送優(yōu)先級(jí)最高，并且媒質(zhì)接入控制通道中具有完整包的媒質(zhì)接入控制通道中的數(shù)據(jù)幀；轉(zhuǎn)入步驟a；g、如果優(yōu)先級(jí)最低的媒質(zhì)接入控制通道中沒有完整的包，插入空包后轉(zhuǎn)入步驟a。
8.如權(quán)利要求1所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于核心處理模塊將廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并通過千兆比以太網(wǎng)處理模塊傳輸?shù)角д妆纫蕴W(wǎng)的操作步驟包括a、接收由廣域網(wǎng)接口處理模塊傳送過來(lái)的數(shù)據(jù)；b、數(shù)據(jù)同步；c、數(shù)據(jù)校驗(yàn)糾錯(cuò)；d、拆解數(shù)據(jù)幀；e、數(shù)據(jù)寬度匹配；f、數(shù)據(jù)解擾；g、數(shù)據(jù)緩存及解復(fù)用；h、發(fā)送到千兆比以太網(wǎng)處理模塊。
9.如權(quán)利要求1所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于廣域網(wǎng)接口處理模塊的功能包括完成廣域網(wǎng)接口信號(hào)的處理，實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)接口信號(hào)的電光/光電處理、時(shí)鐘提取、數(shù)據(jù)幀字節(jié)檢測(cè)及串并/并串變換操作。
10.如權(quán)利要求9所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于廣域網(wǎng)接口信號(hào)為不小于1Gb/s的信號(hào)。
11.如權(quán)利要求1所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于系統(tǒng)控制模塊執(zhí)行系統(tǒng)軟件程序，完成對(duì)各個(gè)硬件模塊芯片的初始化配置、狀態(tài)查詢和異常告警，并通過數(shù)據(jù)通訊接口與監(jiān)控主機(jī)通信。
12.如權(quán)利要求1所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于管理與監(jiān)控模塊利用數(shù)據(jù)幀提供網(wǎng)管信息實(shí)現(xiàn)至少包括傳輸質(zhì)量監(jiān)測(cè)的運(yùn)行維護(hù)管理操作。
13.如權(quán)利要求1或5或6或8或9或12所述的IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，其特征在于所述的數(shù)據(jù)幀遵守所提出的數(shù)據(jù)光網(wǎng)適配協(xié)議，該數(shù)據(jù)幀至少包括定位數(shù)據(jù)、長(zhǎng)度指示數(shù)據(jù)、類型數(shù)據(jù)、地址與復(fù)用信息、幀頭校驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)際數(shù)據(jù)段、幀校驗(yàn)數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種IP數(shù)據(jù)的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配方法，在承載IP數(shù)據(jù)的千兆比以太網(wǎng)及波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)間將被傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)用/去復(fù)用、組幀/拆幀及校驗(yàn)/糾錯(cuò)處理，并對(duì)IP到波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)傳輸適配設(shè)備監(jiān)控，消除了ATM和SDH設(shè)備的使用，實(shí)現(xiàn)了IP數(shù)據(jù)在波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)中的有效傳輸，避免了過多的開銷和復(fù)雜的操作，提高了帶寬利用率，具有可擴(kuò)展性，降低了網(wǎng)絡(luò)的成本和維護(hù)費(fèi)用。
文檔編號(hào)H04L29/10GK1392684SQ01118819
公開日2003年1月22日 申請(qǐng)日期2001年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月15日
發(fā)明者紀(jì)越峰, 李驊, 孫詠梅, 柏琳, 趙劍力, 韋玉線 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)