專利名稱：通過以太網(wǎng)接口傳送恒定比特率數(shù)字信號的方法和執(zhí)行該方法的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
該發(fā)明涉及4吏用以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)字通信。特別地，該發(fā)明涉及在 點對點通信環(huán)境中通過以太網(wǎng)接口傳送恒定比特率數(shù)字信號的解決方案。
背景技術(shù)：
概括地i兌，恒定比特率(CBR)是指一種流量速度不l^送時間改變 的發(fā)送數(shù)據(jù)流的技術(shù)。發(fā)送結(jié)束時的比特率應(yīng)當(dāng)與接收結(jié)束時的比特率相 同。因此，為了達到這種要求，將比特率維持在恒定水平的任務(wù)是非常重 要的。
另一方面，以太網(wǎng)在局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)中廣泛使用，IEEE Standard 802.3中 定義了它的規(guī)范。用于以太網(wǎng)的不同的數(shù)據(jù)傳輸形式廣為人知，例如作為 M數(shù)據(jù)速率的10Mbit/s、 4皮稱為快速以太網(wǎng)的100Mbit/s、,皮稱為千兆以 太網(wǎng)的1000Mbit/s。
除了常見CBE信號的處理數(shù)據(jù)，在例如新一代數(shù)字電信i史備的某些應(yīng) 用中，CBR信號可能要通過數(shù)據(jù)以太網(wǎng)接口發(fā)送。這種情況下，需要提供 某種比特率控制，從而使得在發(fā)送點產(chǎn)生的同樣的比特率在接收點也是可 用的。
用于將接收點比特率恢復(fù)到與發(fā)送點比特率相同的已知解決方案基于 例如端到端偽線仿真協(xié)i義(Pseudo Wire Emulation Edge-to-Edge, PWE3， IETF RFC 3985)以及使用Real Tile協(xié)議(RTP ， IETP RFC 3550)，使 得在接收點恢復(fù)發(fā)送點的原始時鐘速率。這些公知的方案在包交換網(wǎng)絡(luò)中 是令人滿意的，但是應(yīng)用于沒有包交換的簡單的點到點以太網(wǎng)連接中則過 于復(fù)雜。此外，每端都需要共同的時鐘，這樣使得維持信號速率在恒定速
度得不到保證。
所以，需要提供一種解決方案用于通過以太網(wǎng)接口中傳送CBR，該解 決方案將克服或者實質(zhì)性地減少上述的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
上述的目的通過下文描述的本發(fā)明的技術(shù)方案來實現(xiàn)。 以太網(wǎng)發(fā)送的一個特點是發(fā)送獨立于所述發(fā)送所用的時鐘速率。這意 味著發(fā)送可以在任意適當(dāng)?shù)臅r鐘域執(zhí)行。該發(fā)明在最廣泛的方面利用了這 一因素，在以太網(wǎng)環(huán)境中，使用基于CBR信號的原始時鐘速率的時間域， 用于以以太網(wǎng)包形式發(fā)送CBR。在目的地，該接收時鐘速率被恢復(fù)，由此 恢復(fù)CBR的原始時鐘速率。
在發(fā)送時，將該原始恒定比特率信號分成片段，并將它們插入包。在 以下的描述中，該過程被稱為"打包"，并且適合于執(zhí)行該過程的單元稱為 "打包器"。
在接收時，相反地，以太網(wǎng)包被拆開成片段，下文中，拆開包成片段 的過程成為"解包"，該相應(yīng)的適合于執(zhí)行該過程的單元稱為"解包器"。
因此，通過打包，意味著最初作為原始數(shù)據(jù)比特流形式的恒定比特率 信號被拆分成比特片段，并且標準以太網(wǎng)報頭#>入到每個片段以形成標 準以太網(wǎng)包。由此得到的包以鎖定于恒定比特率信號的原始時鐘速率發(fā)送。 這些結(jié)果的標準以太網(wǎng)包通過以太網(wǎng)接口塊，并且以鎖定的時鐘速率被發(fā) 送。
在接收時，執(zhí)行時鐘恢復(fù)，并且恢復(fù)的時鐘以該信號原始時鐘速率的 標稱速率來鎖定鎖相環(huán)。接著，接收的以太網(wǎng)包被拆開，并且相關(guān)的以太 網(wǎng)才艮頭被消除。在這種方式下，恢復(fù)原始恒定比特率信號的片段。這些片 段存儲在緩沖器中，以上述鎖定于原始時鐘速率的PLL速率讀取。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種通過以太網(wǎng)接口發(fā)送/接收恒定比 特率信號的方法，該以太網(wǎng)中的恒定比特率信號片段被構(gòu)造成以太網(wǎng)包， 其中恒定比特率信號具有原始時鐘速率，該方法特征在于包含恒定比特
率信號的片段的以太網(wǎng)包的發(fā)送過程使用基于CBR信號的原始時鐘速率 的時鐘域；和/或包含恒定比特率信號的片段的以太網(wǎng)包的接收過程使用基 于CBR信號的原始時鐘速率的時鐘域。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供以下的步驟
在發(fā)送時
-發(fā)送包含恒定比特率信號的片段和相關(guān)的以太網(wǎng)報頭的以太網(wǎng)包； -以鎖定為恒定比特率信號的原始時鐘速率的速率，同步所述以太網(wǎng) 包發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明的進一步的方面，提供以下步驟 在接收時
-拆分接收的以太網(wǎng)包，消除相關(guān)的以太網(wǎng)報頭，從而恢復(fù)恒定比特 率的片段；
-恢復(fù)接收包的時鐘速率；
-用等于原始時鐘速率的標稱速率，將鎖相環(huán)電路鎖定到恢復(fù)的時鐘 速率5和j
-以鎖定在所述恢復(fù)的時鐘速率的所述鎖相環(huán)速率，讀取恢復(fù)的片段。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個方面，提供一種通過以太網(wǎng)接口發(fā)送/接收恒定比 特率信號的系統(tǒng)，該以太網(wǎng)接口中的恒定比特率信號片段通過打包器被構(gòu) 造成以太網(wǎng)包，其中恒定比特率信號具有原始時鐘速率，該系統(tǒng)特征在于
-打包器適于基于鎖定在恒定比特率原始時鐘速率的鎖相環(huán)的時鐘 域發(fā)送包含恒定比特率信號的片段的以太網(wǎng)包；和/或
-解包器適于基于鎖定在恒定比特率原始時鐘速率的鎖相環(huán)的時鐘 域接收含恒定比特率信號的以太網(wǎng)包。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，該打包器適于發(fā)送包含恒定比特率信號的 片段的以太網(wǎng)包以及相關(guān)的以太網(wǎng)報頭，其中所述系統(tǒng)在發(fā)送時進一步包 括鎖相環(huán)電路，所述鎖相環(huán)電路適于以鎖定在恒定比特率信號的原始時鐘 速率的速率同步所述以太網(wǎng)包的發(fā)送。
根據(jù)本發(fā)明的另 一個方面，該解包器適于拆分接收的以太網(wǎng)包并且消
除相關(guān)的以太網(wǎng)才艮頭，由此來恢復(fù)恒定比特率信號片段；并且在發(fā)送時， 所述系統(tǒng)進一步包括時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)裝置，適于恢復(fù)接收包的時鐘速率； 鎖相環(huán)電路，適于使用恢復(fù)的時鐘速率鎖定在該信號的原始時鐘速率的標 稱速率；以及存儲裝置，適于存儲恢復(fù)的片段，其中該片段以鎖定在所述 原始時鐘速率的鎖相環(huán)的速率讀取。
本發(fā)明進一步的目的是提供一種適于在本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的發(fā)送器。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種適于在本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的接收器。
本發(fā)明的上述目的和進一步的特征和優(yōu)點在下述說明書、權(quán)利要求書 以及附圖中有進一步的解釋。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的通過以太網(wǎng)接口發(fā)送/接收恒定比特率信號的系統(tǒng) 的典型實施例示意框圖表示。
圖2是用在本發(fā)明系統(tǒng)中的將恒定比特率信號變成以太網(wǎng)包的打包過程。
具體實施例方式
在圖1中顯示了根據(jù)本發(fā)明的通過以太網(wǎng)接口發(fā)送/接收具有原始時鐘 速率的恒定比特率信號的系統(tǒng)框圖，該框圖僅表示系統(tǒng)中凈皮認為有助于理 解該發(fā)明的部分，沒有顯示的其它部分和本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的部分，被 認為與本發(fā)明目的不相關(guān)。圖中，由通用附圖標記TX表示的上面一行單 元與發(fā)i^目關(guān)，由通用附圖標記RX表示的下面一行單元與接收相關(guān)。因 此在發(fā)送階段TX，示出假定代表恒定比特率信號的輸入信號101。該信號 具有箭頭102表示的原始時鐘速率。然后，CBR信號祐 潰給打包器104。 該打包器104負責(zé)將該CBR信號拆分(break)為片段，并形成與每個片
段相關(guān)的標準以太網(wǎng)包。圖2示意性地顯示了拆分CBR信號并形成標準 以太網(wǎng)包的過程。
圖2中，CBR信號由單獨塊1表示，盡管如此，可以理解，該塊l包 含以恒定速率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特流。該CBR信號1然后被拆分(或者劃分) 為片段20、 30、 40。然后標準以太網(wǎng)報頭21、 31、 41被加入到各自對應(yīng) 的片段20、 30、 40中。利用獲得的片段連同相關(guān)以太網(wǎng)報頭，獲得標準的 以太網(wǎng)包，其中，片段20、 30、 40占用了所述以太網(wǎng)包的有效載荷部分。 傳統(tǒng)上為了完成標準以太網(wǎng)包的需要而附加的字符和符號也包括在該以太 網(wǎng)包的合適部分，所迷附加的字符和符號例如用于控制錯誤的幀校驗序列。 這個附加部分在每個包中由附圖標記22、 32和42來表示。圖2中由附圖 標記2、 3和4表示由此得到的以太網(wǎng)包。
用于執(zhí)行打包操作的典型組件可以是任何數(shù)字可編程設(shè)備，例如所謂 的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或者電可編程邏輯設(shè)備(EPLD)。
一旦打包器104形成以太網(wǎng)包2、 3、 4，這些包就由打包器104輸出。 根據(jù)本發(fā)明并回頭參照圖1，以鎖定在該CBR信號的原始時鐘速率的時鐘 速率，同步該輸出信號105。為此目的，CBR信號的該原始時鐘速率102 被饋給PLL103。該PLL103使用這個比特率，以便產(chǎn)生時鐘信號，然后， 該時鐘信號用作輸出信號105的時鐘。在這種方式下，結(jié)構(gòu)化為標準以太 網(wǎng)包的CBR信號，適于通過其余發(fā)送單元，與此同時，它基于該CBR原 始時鐘速率維持了時鐘速率。
接著，這些包通過以太網(wǎng)接口單元106，該單元可以是諸如所謂PHY 發(fā)送裝置的傳統(tǒng)單元(PHY涉及這樣的事實該接口與OSI層次定義中的 物理層相關(guān))。該接口單元106可以包括編碼器107，以便根據(jù)合適的線 路碼對接收的包進行編碼，所述線路碼例如用于千兆比特以太網(wǎng)應(yīng)用的 8b/10b編碼。該接口單元106也可以包括并行輸入串行輸出(PISO)設(shè)備 108,以便生成將要從接口單元106輸出的串行信號109。接著，該輸出信 號109被饋給諸如所謂的線路單元接口 (LUI)的另一個傳統(tǒng)以太網(wǎng)接口 設(shè)備110，在光纖千兆以太網(wǎng)應(yīng)用中使用的情況下，該接口設(shè)備可以是小
型可插拔接口 (SFP)，該SFP是^器形式的光接口。這樣產(chǎn)生的輸出 信號111最后通過發(fā)送線路100發(fā)送給目的點。
在接收RX時，在目的點，該信號lll在諸如SFP (在光纖千兆以太 網(wǎng)應(yīng)用的情況下)的傳統(tǒng)以太網(wǎng)LUI設(shè)備113 (需要指出的是LUI可以雙 向操作)的輸入端口被接收，并且串行接口信號114從設(shè)備113輸出，然 后饋給第二個傳統(tǒng)以太網(wǎng)接口單元115，在這種情況下，該第二傳統(tǒng)以太 網(wǎng)接口單元115可以是PHY接收設(shè)備，該設(shè)備在是現(xiàn)有技術(shù)中也是/^ 的。在第二接口單元115中，由時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備116恢復(fù)接收信號的時 鐘。隨后，恢復(fù)的時鐘信號饋給PLL 18，下面將進一步描述PLL 118的 作用。
另一方面，時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備116為了同步接口單元115的輸出，使 用參考時鐘117，如箭頭119所示。
從時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備116輸出的該串行信號饋給串行輸入并行輸出 (SIPO )設(shè)備120，設(shè)備120生成將^皮輸入到解碼器121的10比特的并行 信號，所述解碼器負責(zé)根據(jù)合適的線路碼對接收信號進行解碼，所述何時 的線路碼例如用于千兆以太網(wǎng)應(yīng)用的8b/10b編碼。
由此得到的信號輸入到先進先出(FIFO )單元122，然后單元122將 包123發(fā)送到解包器124。
解包器124負責(zé)拆分接收到的以太網(wǎng)包，消除與每個包相關(guān)的以太網(wǎng) 報頭(圖2中21， 31， 41)，由此恢復(fù)原始CBR信號的片段(圖2中20, 30， 40)。
此時，以關(guān)于打包器的討論類似方式，典型的執(zhí)行解包操作的組件可 以是任何數(shù)字可編程設(shè)備，例如所謂的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或電 可編程邏輯i殳備(EPLD)。
一旦這些片段可用，需要將它們組裝回一起，用于重構(gòu)CBR信號。 為了達到上述目的，獲得的這些片段存儲在例如緩沖器的彈性存儲器125 中。以PLL118觸發(fā)的速率從緩沖器中讀取這些片段，如箭頭126所示， 所itit率,皮傳送給緩沖器。如前所述，PLL 118鎖定于CBR的原始時鐘速率的標稱速率上。
因此，由此得到的信號127正好是基于輸入CBR 101的原始時鐘速率 恢復(fù)的CBR信號。
需要指出的是，作為光千兆以太網(wǎng)應(yīng)用中的例子，說明書中提到了接 口單元106、 110、 113和115的選擇，以便提供對本發(fā)明的更好理解，并 且本發(fā)明的構(gòu)建不限于給出的例子。
需要進一步指出的是，因為以太網(wǎng)的高容量(達到1Gb/s),除了上述 的標準以太網(wǎng)包，其它的以太網(wǎng)包(與原始CBR包比較時，包含不同信 息)也可被發(fā)送，共享同樣的物理連接。
因此，重要的是，CBR的恢復(fù)是通過非常簡單的電路裝置以及使用在 市場上可以較低成本得到的以太網(wǎng)設(shè)備實現(xiàn)的。
權(quán)利要求
1、一種通過以太網(wǎng)接口發(fā)送/接收恒定比特率信號的方法，其中所述恒定比特率信號的片段被構(gòu)造成以太網(wǎng)包，所述恒定比特率信號具有原始時鐘速率，其特征在于利用基于所述恒定比特率信號的所述原始時鐘速率的時鐘域，發(fā)送包含所述恒定比特率信號的所述片段的所述以太網(wǎng)包；和/或利用基于所述恒定比特率信號的所述原始時鐘速率的時鐘域，接收包含所述恒定比特率信號的所述片段的所述以太網(wǎng)包。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，進一步包括如下步驟 在發(fā)送時-發(fā)送包含所述恒定比特率信號的片段和相關(guān)的以太網(wǎng)報頭的以太網(wǎng)包；-以鎖定于所述恒定比特率信號的所述原始時鐘速率的速率，同步所 述以太網(wǎng)包的發(fā)送。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，進一步包括如下步驟 在接收時-拆分接收的所述以太網(wǎng)包，并且消除所i^目關(guān)的以太網(wǎng)報頭，從而 恢復(fù)所述恒定比特率的所述片段； -恢復(fù)所述接收包的時鐘速率；-用等于所述原始時鐘速率的標稱速率，將鎖相環(huán)電路鎖定到所述恢 復(fù)的時鐘速率；并且-以鎖定于所述恢復(fù)的時鐘速率的所述鎖相環(huán)的速率，讀取已恢復(fù)片段。
4、 一種通過以太網(wǎng)接口發(fā)送/接收恒定比特率信號的系統(tǒng)，其中所述 恒定比特率信號的片段通過打包器被構(gòu)造成以太網(wǎng)包，所述恒定比特率信 號具有原始時鐘速率，其特征在于，所述打包器適于基于鎖定在所述恒定比特率信號的所述原始時鐘速 率的鎖相環(huán)的時鐘域，發(fā)送包含所述恒定比特率信號的片段的以太網(wǎng)包；和/或-所述解包器適于基于鎖定在所述恒定比特率信號的所述原始時鐘 速率的鎖相環(huán)的時鐘域，接收包含所述恒定比特率信號的片段的所述以太 網(wǎng)包。
5、 如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述打包器適于發(fā)送包含所述恒定 比特率信號的片段和相關(guān)的以太網(wǎng)報頭的以太網(wǎng)包，并且其中，在發(fā)送時 所述系統(tǒng)進一步包括鎖相環(huán)電路，所述鎖相環(huán)電路適于以鎖定在所述恒定 比特率信號的所述原始時鐘速率的速率，同步所述以太網(wǎng)包的發(fā)送。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的系統(tǒng)，其中所述解包器適于拆分接收的以 太網(wǎng)包并且消除所述相關(guān)的以太網(wǎng)報頭，從而恢復(fù)所述恒定比特率信號的 所述片段；并且其中，所述系統(tǒng)進一步包括時鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備，用于恢 復(fù)所述接收包的時鐘速率；鎖相環(huán)電路，適于利用所述恢復(fù)的時鐘速率， 鎖定在所述信號的所述原始時鐘速率的標稱速率；以及存儲裝置，用于存 儲恢復(fù)的所述片段，所述片段以鎖定于所述原始的時鐘速率的所述鎖相環(huán) 的速率讀取。
7、 一種在如權(quán)利要求4-6的任一個系統(tǒng)中使用的發(fā)送器。
8、 一種在如權(quán)利要求4-6的任一個系統(tǒng)中使用的接收器。
全文摘要
通過以太網(wǎng)接口(TX，RX)傳輸恒定比特率信號的系統(tǒng)和方法，其中，使用恒定比特率信號(1)的原始時鐘速率(102)來發(fā)送包含恒定比特率信號(1)的片段(20，30，40)的以太網(wǎng)包(2，3，4)。在接收時，恢復(fù)原始時鐘速率，拆分接收的包，并且將恒定比特率信號的片段恢復(fù)、存儲在存儲裝置中。然后，使用已恢復(fù)時鐘速率，從該存儲裝置中讀取片段，從而恢復(fù)恒定比特率信號的原始速率。
文檔編號H04L12/64GK101341701SQ200680047826
公開日2009年1月7日 申請日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月19日
發(fā)明者M·杰羅薩 申請人:阿爾卡特朗訊公司