專利名稱：一種基于t-mpls分組傳送網(wǎng)的tdm/pw空時分集方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及用于一種基于T-MPLS分組傳送 網(wǎng)的TDM/PW空時分集方法。
背景技術：
T-MPLS ( Transport Multiprotocol Label Switching,簡稱傳送多協(xié) 議標記交換)是ITU-T目前推薦的分組傳送技術，其建立端到端面向 連接的分組的傳送管道，該管道可以通過網(wǎng)絡管理系統(tǒng)或智能的控制 面建立，該分組的傳送通道具有良好的操作維護性和保護恢復。從 2006年2月份在日內(nèi)瓦會議上通過開始，更多的設備商、運營商開 始關注T-MPLS這項技術，正TF也一直專注于T-MPLS標準的制定， 并和ITU-T達成部分共識，PWE、 PWE3、 CCAMP等多個工作組同 時制定相關的標準。T-MPLS是MPLS的一個子集，其實面向連接的 MPLS,其在數(shù)據(jù)面上是MPLS的一個子集，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)上和MPLS 完全兼容，其天然的可以和MPLS網(wǎng)絡無縫連4妄。T-MPLS增加了 OAM功能，可以提供IP/MPLS承載層的管理監(jiān)測功能。不同于一般 的PTN (Packet Transport Network,簡稱分組傳送網(wǎng))，T-MPLS支持 不同技術信號的傳送(分組/信元/時分)，符合網(wǎng)絡轉(zhuǎn)型的趨勢。和傳 統(tǒng)的分組傳送網(wǎng)絡相比，其面向連接的特性和強大的OAM功能可以 保證運營級的質(zhì)量要求。近年來，為了提高T-MPLS分組傳送網(wǎng)絡的傳送效率，ECMP (Equal Cost Multi-Path,簡稱等值多路徑)技術由逐漸從標準所禁用 的技術中解脫出來，通過將單個業(yè)務流拆分成多個子路徑傳送來提高 網(wǎng)絡的效率。對于T-MPLS網(wǎng)絡承載的多種類型的業(yè)務，通常采用合 同訂購的方法，為每個業(yè)務分配介于峰值速率和平均速率之間的網(wǎng)絡 帶寬。通常為了節(jié)省帶寬資源，不可能為每一個業(yè)務按照峰值帶寬需 求來預留資源，因為在面對網(wǎng)絡的快速突發(fā)流量時，性能會有所惡化。 對于一般的數(shù)據(jù)業(yè)務而言，短暫的延時或者丟包對于整體的業(yè)務性能 影響不大，而對于實時性通信的業(yè)務(如在線游戲、電話會議等)則 是難以接受的。大量的突發(fā)數(shù)據(jù)可能會使某條鏈路或者某個路由器的 隊列緩沖溢出，因此也將導致業(yè)務的QoS (Quality of Service,簡稱 服務質(zhì)量)下降。
綜上所述，需要一種能夠?qū)⒎纸M丟失所造成的負面影響降低到最 小的方法，即使在網(wǎng)絡某條連接在一段時間內(nèi)不可用時，仍然能夠?qū)?業(yè)務的服務質(zhì)量維持在一定等級之上。對于鏈路傳送質(zhì)量時好時壞的 情況，需要提高網(wǎng)絡的傳送可靠性。考慮到前述情況，存在克服相關 技術中不足的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例要解決的技術問題是提供一種基于T-MPLS分組傳 送網(wǎng)的TDM/PW空時分集方法，從而更好的適應多源大批量突發(fā)數(shù)據(jù)流環(huán)境下的服務質(zhì)量和可靠性。
本發(fā)明借鑒在移動通信系統(tǒng)中廣泛采用的跳頻和分集技術的基本
思想，應用于基于T-MPLS分組傳送網(wǎng)絡中，建立基于時間/路徑分
集的轉(zhuǎn)發(fā)圖樣，通過緩沖分組并內(nèi)嵌編碼塊兒的方式提高網(wǎng)絡的傳輸
可靠性，具體包括
通過TAL ( T-MPLS Adaptation Layer, T-MPLS適配層)虛鏈路進 行業(yè)務流區(qū)分，接收到TDM比特流數(shù)據(jù)后，在發(fā)送端緩存比特流之 后進行編碼。對到達的TDM業(yè)務數(shù)據(jù)流進行等長切割，并存儲于緩 沖隊列，之后將緩沖的原始比特流按照列取行讀的規(guī)則進行交織處 理，對取出的數(shù)據(jù)按照一定的編碼原則生成校驗位，通過生成矩陣對 輸入比特流所形成的向量進行運算完成編碼。
在ECMP發(fā)送源端構建基于ECMP環(huán)境下的網(wǎng)絡空時分集圖案， 并在接收端對于收到比特流的通過校驗矩陣以及錯誤圖樣進行解碼。 構建基于ECMP連接的ECMP的空時域，并根據(jù)分散流量的分布的 原則將數(shù)據(jù)按照帶寬的比例均勻分派在不同的路徑上，從而達到抵抗 網(wǎng)絡突發(fā)流量的效果。對校驗位同樣進行交織生成ECB，且提高其 優(yōu)先級或者對ECB進行特殊的保護處理，確保其正確傳遞。在接收 端緩存收到的分組，對其解碼，通過校驗矩陣H對收到的比特流進 行運算，確定發(fā)生錯誤的比特個數(shù)。根據(jù)錯誤向量，進一步查找錯誤 圖樣，確定錯誤的比特，對收到的比特流進行糾正。對于校正位也無 法恢復的數(shù)據(jù)則進行重傳請求，對于正確傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或者經(jīng)過校正后 恢復的數(shù)據(jù)提交應用層處理。本發(fā)明還提出一種新型的PW通道的連接狀態(tài)機的建立和運轉(zhuǎn)方 式，節(jié)省連接的帶寬開銷，提高網(wǎng)絡效率。在接收端監(jiān)測到大量比特
錯誤而無法糾正時，則進行故障定位，完成故障定位后，需要向ECMP 的源節(jié)點進行通告，減緩數(shù)據(jù)的發(fā)送，以降低突發(fā)數(shù)據(jù)流量的影響。 ECMP源節(jié)點根據(jù)當前維護的所有PW連接狀態(tài)，通過Standby狀態(tài) 的PW連接進行流量分流。如實現(xiàn)于具有控制平面的網(wǎng)絡中，可以通 過信令消息的擴展，來實現(xiàn)ECB的功能。對于不具控制平面的傳送 網(wǎng)絡，修改傳輸?shù)姆纸M完成整個空時分集的流程。
從以上技術方案中可以看出，本發(fā)明通過分組內(nèi)比特流交織的方 式減弱突發(fā)流量造成連接失效或者大量丟包所造成的負面影響，同時 引入分組糾錯機制進一 步提高網(wǎng)絡的可用性，由于無需等到全部分組 到齊即可進行解碼，故相應的網(wǎng)絡延時沒有因此而明顯增大。同時在 PW連接的維護管理方式上，引入Standby狀態(tài)，提高帶寬的傳輸效 率，并不減弱其管理維護功能。在具體實施過程中，對于不具有控制 平面的網(wǎng)絡通過數(shù)據(jù)包的設計和改造也可以實現(xiàn)該功能。而通過網(wǎng)絡 的控制平面的支持，本發(fā)明的方法更易于實現(xiàn)，對于現(xiàn)有設備改動小， 可以實現(xiàn)平滑升級。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分 地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發(fā)明而了解，本發(fā)明的 目的和其它優(yōu)點可通過在縮寫的說明書、權利要求書，以及附圖中所 特別指出的結構來實現(xiàn)和獲得。


結合描述了本發(fā)明的各種實施例的附圖，根據(jù)以下對本發(fā)明的各
發(fā)明的詳細描述，將更易于理解本發(fā)明的這些和其它特征，其中 圖1示意性示出了簡單的T-MPLS網(wǎng)絡拓樸，并在該拓樸上描述
了支持ECMP后需要做的處理；
圖2描述了在發(fā)送端的分組交織混合編碼的實現(xiàn)機制；
圖3描述了 ECMP環(huán)境下傳送交織分組的網(wǎng)絡空時分集圖案；
圖4描述了在采用空時分集技術后接收端的分組解碼實現(xiàn)；
圖5描述了連接分集PW兩端連接建立、維護狀態(tài)機；
圖6示意性示出Standby狀態(tài)的PW連接的另 一用途；
圖7示出了在實施空時分集時的信令流程；
具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細描述。 圖1示意性示出了簡單的T-MPLS網(wǎng)絡拓樸，并在該拓樸上描述 了支持ECMP后需要做的處理。如圖所示，101, 102，...,109九個節(jié)點 分別表示T-MPLS路由器，且其實現(xiàn)符合ITU-T的2008年的最新標 準，能夠支持ECMP多路徑傳送分組。業(yè)務流經(jīng)過節(jié)點101流入， 經(jīng)節(jié)點104流出，注意，在ECMP的標準中產(chǎn)生業(yè)務分支的節(jié)點不 一定是業(yè)務的源節(jié)點，而合并業(yè)務流的節(jié)點也不一定是業(yè)務的宿節(jié) 點，圖1中描述了通用的業(yè)務流向，簡單地將業(yè)務的分流點和合并點 用101和104表示，圖中的業(yè)務流在節(jié)點101被分為3個子業(yè)務流，每一條分別經(jīng)過^各徑101-102-106-103-104, 101-105-107-104,和 101-108-109-104，對于發(fā)送端需要緩存已經(jīng)發(fā)送出但尚未被確認的分 組，而接收端需要緩存接收到但不是期待的下一個正確分組的序號的 分組。分組的錯誤可能是由于分組的丟失造成或者是分組本身的CRC 校驗不合法等多種原因，不同的分組錯誤原因以及不同的緩存方法不 構成對于本發(fā)明的限制。根據(jù)IETF的PWE工作組所制定的標準， 在業(yè)務分流時首先通過偽線標簽進行業(yè)務流的標識，而在偽線標識外 再增加T-MPLS傳送標簽形成一個獨立的傳輸隧道。通過TAL (T陽MPLS Adaptation Layer, T-MPLS適配層)虛鏈路進行業(yè)務流區(qū) 分，而在節(jié)點104處，也即ECMP的終結點，完成業(yè)務流的合并， 首先需要本地緩存所有的數(shù)據(jù)包，對于已經(jīng)收到的業(yè)務流順序編號到 達的部分則上傳給網(wǎng)絡的應用層。而編號亂序的分組則暫時緩存在本 地的緩沖區(qū)，在具體判斷是否重發(fā)已經(jīng)重發(fā)過的分組時，可以釆用定 時器機制來實現(xiàn)，定時器過期之前認為是剛剛重發(fā)，對于重發(fā)請求不 作處理。也可以釆用本地設定標識來簡單的判斷，不同的判斷方法不 構成對于本發(fā)明的限制。
圖2描述了在發(fā)送端的分組交織混合編碼的實現(xiàn)機制。其中201， 202， 203， 204, 205為切割完成后的數(shù)據(jù)比特塊兒，206為編碼糾錯數(shù) 據(jù)塊，207為經(jīng)過交織后的數(shù)據(jù)塊，208為ECB傳遞包，209為傳輸 時加入PSN開銷后的封包，2010為接入端偽線的FIFO隊列，2011 為偽線通道，2012為進過數(shù)據(jù)流匯聚后的T-MPLS通道。對于TDM 業(yè)務承載于分組網(wǎng)絡時，和傳統(tǒng)的IP/MPLS技術不同，業(yè)務的內(nèi)容不具有明顯的字段含義，屬于一段原始的比特流，因此在承載時可以
采用 一些特殊手段來提高網(wǎng)絡的性能。圖中所示為一段TDM數(shù)據(jù)流 在封包時的操作方法，可以看出，為了簡化操作采用固定時間間隔的 時鐘對該比特流進行切割。201~205分別為切割完成后的數(shù)據(jù)比特塊 兒，其每一部分的長度用L表示，單位為比特?？v向M表示所需要 緩存的分組個數(shù)，完成緩存后對該數(shù)據(jù)塊進行編碼。所使用的編碼方 式多種多樣，可以采用分組碼、巻積碼或者目前在大部分通信系統(tǒng)中 廣泛采用的Turbo碼進行編碼，編碼的復雜度和其糾錯性是一對兒矛 盾，對于不同的應用場景應當進4亍相應的折中，不同的編碼方式和折 中策略不構成對于本發(fā)明的限制。
所形成的編碼塊206被存放在ECB (Error Correction Blocks )數(shù) 據(jù)單元中，注意，對應于不同的編碼方式，所形成的ECB占用的比 特數(shù)不一樣，假定采用(L,L+K)的編碼方式，則ECB占用比特數(shù)為K。 設輸入的TDM數(shù)據(jù)比特流的信息矢量為6 = "A，...A)，通過生成矩 陣G的變換得到長度為L+K的比特流b^L風，其中§為"(丄+K)的 矩陣，于是編碼速率為l+K7(L+K)，根據(jù)概率基本理論可知，編碼后 的馬子公共有2L個，通過矩陣變化可以將G表示為5K,,+K , I為L階單位矩陣，P為LxK階矩陣，由校驗矩陣H可以判斷所接收 到的比特流是否有錯誤。校驗矩陣H和G的滿足557 = 0 ，于是對于 任意的編碼比特序列應當滿足遠、0，如果非零，則表示存在編碼錯 誤。通常通過編碼比特流的漢明距離來確定能夠糾正的錯誤比特數(shù)， 其定義為兩個比特序列對應位的不同個數(shù)。于是根據(jù)信息論基本理論可知，能夠糾正的最大錯誤比特數(shù)，t=L(dmin-l)/2」，其中dmin為任意 兩個比特流之間的漢明距離的最小值。如果需要增加傳輸后的糾錯能 力，則需要增大任何兩個比特流取樣的最小漢明距離，但同時也會增 加編譯碼的復雜度，因此需要有效地權衡效率與可靠性之間的矛盾，
不同的權衡方法不構成對于本發(fā)明的限制。
在完成TDM數(shù)據(jù)的比特流編碼后，需要對緩沖的M個數(shù)據(jù)進行
切割。實際發(fā)送時，借用交織的基本原理，從列取比特，207和208 分別為負載部分和4交-瞼比特部分的交織比特流。對于208部分，由于 此部分直接關系到分組解碼的正確性，需要額外的保證可靠性，可以 采用1+1或者確認重傳的機制來保證其正確性。假定每個數(shù)據(jù)塊被切 割的長度為AL，則共有「(L+K)/AL〕個數(shù)據(jù)包，每個包共有MAL比特。
可見對于由于緩沖以及編碼所引入的平均延時可以表示為
1 「(丄+Af)/AL-n
Tdelay = 5]wS(/AL/Rt+^s)/MZ，其中Rt為發(fā)送速率，tECB為編碼
延時。交織過后，在TDM比特流前打上分組網(wǎng)絡的標簽頭，形成一 個完整的包，見209。加入PW的輸入隊列2010,通過PW2011的復 用通道將業(yè)務流匯聚到T-MPLS傳輸通道2012。單個T-MPLS隧道 可以支持多個偽線業(yè)務流，具體所支持的數(shù)據(jù)視申請的帶寬和網(wǎng)絡條 件而定。
圖3描述了 ECMP環(huán)境下傳送交織分組的網(wǎng)絡空時分集圖案。其 中橫軸表示時間軸，縱軸表示業(yè)務流所分布的路徑。301， 302， 303分 別表示三個業(yè)務流，304表示未使用的業(yè)務流。對于SSPW (single-segment PW，簡稱單段偽線)業(yè)務(VPWS和VPLS )的保護通常是利用PSN層的保護機制來實現(xiàn)的，類似RSVP-TE中基于 LSP的快速重路由或者端到端的備份LSP，但這些對于PWE3的業(yè)務 來講通常是不夠的，因此在PWE3層面還需要引入額外的業(yè)務保護措 施。PSN的保護方式通常不能夠保護目的PE設備失效或者遠端AC 故障，而常用的1+1或者N:1甚至多宿的方式需要多占用一條偽線連 接，本發(fā)明采用的方法則利用原有的業(yè)務連接提供更加可靠的傳輸。 對于MSPW應用(multi-segment PW ,簡稱多賴:偽線)，多個MS-PW 在一對兒T-PE節(jié)點間配置。305給出了業(yè)務流301在時空圖案中的 分布，/人而在二維空間分布上形成ECMP的空時域。業(yè)務流305在 不同的時間段所經(jīng)過的路徑是不同的，其具體空時序列為<p3,tl>, <p6, t2〉，〈p4， t3>, <p3, t4>, <p4, t5>, <p2, t6>, <pl， t7>,可以標識出完 整的業(yè)務流向。這樣的操作方式的具有抗突發(fā)流量的優(yōu)點，即使由于 網(wǎng)絡的某條鏈路發(fā)生擁塞，也不至引起批量的數(shù)據(jù)包連續(xù)丟失。
圖4描述了在釆用空時分集技術后接收端的分組解碼實現(xiàn)。其中 401表示T-MPLS傳送通道，402為PW解復用通道，403為PW隊 列，404為從隊列中取出的分組，405為進入解碼器之前的搡作，406 為解碼后的數(shù)據(jù)比特流，407為恢復后的TDM業(yè)務數(shù)據(jù)流。當業(yè)務 數(shù)據(jù)首先從T-MPLS通道401傳送完成后，進入到402進行偽線解復 用操作，并將解復用后的數(shù)據(jù)流放置域緩存隊列403中。收到的數(shù)據(jù) 包需要緩存至能夠解碼隨即向應用層提交，在進入解碼器前首先濾除 分組網(wǎng)絡中的傳輸頭，再根據(jù)ECB數(shù)據(jù)塊進行業(yè)務分組的糾正操作。 根據(jù)編碼的規(guī)則對相應的數(shù)據(jù)流進行解碼，以糾正由于傳輸或者由于某條突發(fā)路徑上的分組丟失所造成的部分比特錯誤。注意，對于每個 分組的丟失實際上對應于原有數(shù)據(jù)塊在增加校驗后的AL個比特丟 失，因此可以通過接收端的編碼技術濾除錯誤。假定接收比特流
= 5 + 5,其中5表示錯誤圖樣，用于指示TDM比特流中的錯誤比特
位置，當沒有錯誤時？為0矢量。接收校驗元素h gT,由于
P(5 + S)音t-遠t，因此如"O則發(fā)生傳輸錯誤，通過檢查有限個輸入
比特流的錯誤圖樣可以確定哪一位發(fā)生了錯誤，于是完成錯誤比特的
校正。通常由于伴隨式只與錯誤圖樣相關，而與發(fā)送的比特流無關，
且不同的錯誤圖樣具有不同的伴隨式，該關系 一般通過建表查詢的方
式來獲得，故速度非常快，產(chǎn)生的延時基本可以忽略。計算出錯誤圖
樣S之后，可以通過§ = @3來估計傳輸?shù)谋忍亓?，從而得到恢復后?br> 數(shù)據(jù)提交應用層。
假定二進制變量《表示第i個分組是否被接收且參與編碼，ti表示
第i個分組在傳輸時所經(jīng)歷的延時，并且對應于L比特數(shù)據(jù)的編碼可
糾錯的p位，無需等到所有的分組到齊即可解碼，于是實際的分組傳 輸延時為，rrf—=min{r max (^G,...,U}。對于接收端緩沖的延時和發(fā)
送端的延時相同，解碼完成后的數(shù)據(jù)406經(jīng)過簡單的排列，提交應用 層。
圖5描述了連接分集PW兩端連接建立、維護狀態(tài)機。501、 502、 503分別表示空閑、激活和備用狀態(tài)。504-508分別表示狀態(tài)遷移的 跳轉(zhuǎn)條件。
在Idle狀態(tài)501, ES (End Station,終端)用戶沒有向PTN發(fā)送連接請求，因此在NNI接口尚未有該用戶的連接管理功能。也即PE設 備沒有保存關于該用戶的有效業(yè)務信息，也沒有保存相關的路由信 息。如果收到連接建立請求504，則進入Active狀態(tài)502，開始數(shù)據(jù) 傳遞。
在Active狀態(tài)502,此時ES用戶已經(jīng)通過PTN建立一條獨立的 傳送通道，可以發(fā)送點到點的數(shù)據(jù)，也可以接受P2MP的業(yè)務信息以 及P2MP的連接請求。此時既可以激活新的AC連接，網(wǎng)絡對于Active 狀態(tài)的連接需要硬性帶寬保證，PE設備可以向ES發(fā)送數(shù)據(jù)，ES也 可以向PE發(fā)送數(shù)據(jù)。在Active狀態(tài)，通過一個定時器來控制狀態(tài)的 維護，如果在連接建立一段時候侯，仍沒有數(shù)據(jù)傳輸，則定時器超時 506,相關的Active狀態(tài)連接則轉(zhuǎn)換為Standby狀態(tài)，以節(jié)省帶寬資 源。如果此時收到業(yè)務拆除消息505則返回Idle狀態(tài)501。
在Standby狀態(tài)503，用戶已經(jīng)向PTN發(fā)送連接請求，并且PE和 ES設備間已經(jīng)建立了相應的AC (Attachment Circuit,簡稱附著電路)。 PE具有用戶的連接信息，此時ES可以通過網(wǎng)絡接受點到多點 (P2MP)業(yè)務數(shù)據(jù)，也可以接受P2MP的業(yè)務呼叫和信令消息響應。 但此時尚不能夠?qū)嵤c到點的業(yè)務數(shù)據(jù)傳輸，如果有業(yè)務請求則可以 激活PW連接，建立獨立的數(shù)據(jù)通道。如果Standby狀態(tài)的連接定時 器到期508,則相應的連接信息被刪除，狀態(tài)機遷移到Idle狀態(tài)。OAM 消息在Standby狀態(tài)仍然可以繼續(xù)傳送，如進行連接的連通性校驗， 延時測量等。對于不同的業(yè)務類型，可能采用不同的OAM或者其他 ?；顧C制， 一般的業(yè)務可能會采用VCCV (Virtual Circuit ConnectionVerification,簡稱虛電路連接確認)消息，而對于H-VPLS (Hierarchical Virtual Private LAN Service，簡稱分層虛擬專網(wǎng)業(yè)務)可 能還需要將所學習到的MAC地址進行通告。如果在Standby狀態(tài)的 定時器到期之前有業(yè)務數(shù)據(jù)到達，則開始傳送，狀態(tài)遷移到狀態(tài)502。
當收到的狀態(tài)比特提示狀態(tài)從Active轉(zhuǎn)移到Standby操作后，對 于點到點的數(shù)據(jù)流量應當立即停止發(fā)送。無論是Standby狀態(tài)還是 Active狀態(tài)，在控制平面的PW標簽始終可以進行交換操作。
圖6示意性示出Standby狀態(tài)的PW連4妄的另一用途。601-609 為T-MPLS路由器，在連接中間節(jié)點可以通過收集的方式獲得當前鏈 路狀態(tài)，兩端決定是否倒換以及減少流量。假設PW采用N:l的保護 方式，N條Active的PW可以通過一條為狀態(tài)為Standby的PW來保 護，將之狀態(tài)修改為Active,流量遷移到其上。當H矩陣監(jiān)測比特流 發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)大量的錯誤時，網(wǎng)絡連接進行故障定位。注意，此處所指的 故障不一定為傳統(tǒng)的電路交換網(wǎng)絡中的連接斷開或者光纖被切斷，而 路由器的緩沖區(qū)溢出或者其它軟件問題也被劃分為一種特定的故障。 在實施故障定位時，具體的定位方式有多種，如Loopback或者 LinkTrace等，具體的故障定位方式不構成對于本發(fā)明的限制。
如圖所示，當在狀態(tài)為Active的PW通道上的節(jié)點603的輸入隊 列發(fā)生擁塞時，向上游發(fā)送通知，在ECMP的源節(jié)點4艮據(jù)該消息確 定，當前業(yè)務流的子路徑，發(fā)現(xiàn)連接601-608-609-604狀態(tài)正出于 Standby狀態(tài)，于是動態(tài)的選擇其作為恢復路徑，將原有的擁塞路徑 601-602-606-603-604上的業(yè)務流量部分或者全部轉(zhuǎn)移到連接601 -608-609-604上。倒換時需要PE節(jié)點溝通倒換的PW編號，以保 證PW鏈路兩端的節(jié)點能夠倒換的相同的鏈路上去。請求倒換點發(fā)送 倒換請求，直到遠端PE節(jié)點返回倒換確認消息，才能夠?qū)?shù)據(jù)流發(fā) 送到新的PW鏈路。兩端PE設備互為Master/Slave的關系。
對于尚未確認的倒換請求，則需要根據(jù)PE的優(yōu)先級來確定主從 關系，具體確定的方式有很多種，可以利用擴展PWE3控制協(xié)議中的 status TLV來通告，如節(jié)點ID大小，傳送能力大小等，不同的主從 關系確定方式不構成對于本發(fā)明的限制?；蛘咄ㄟ^兩端同時發(fā)起倒換 請求，當同時收到倒換消息后根據(jù)優(yōu)先級比特來確定需要倒換的PW。 具體轉(zhuǎn)移的流量比例可以根據(jù)網(wǎng)絡所能獲得的帶寬信息，或者根據(jù)造 成溢出的突發(fā)流量大小，或者按照帶寬的比例來調(diào)整，具體的轉(zhuǎn)移數(shù) 量所定制的不同策略不構成對于本發(fā)明的限制。
圖7示出了在實施空時分集時的信令流程。其中701， 704為ES 用戶，702, 703為網(wǎng)絡PE設備。T-MPLS網(wǎng)絡可以提供基于P2P的 業(yè)務，也可以提供P2MP的業(yè)務，P2P業(yè)務可以通過T-MPLS網(wǎng)絡在 業(yè)務請求者和業(yè)務接受者之間建立獨立的分組傳送業(yè)務，根據(jù)傳送的 服務質(zhì)量提供類型，又分為PTP-CL (PTP-Co皿ectionless,簡稱點到 點面向無連接)業(yè)務和PTP-CO (PTP-Connection Oriented,簡稱點到 點面向連接)業(yè)務。前者主要是指數(shù)據(jù)報類型的業(yè)務，也就是對于數(shù) 據(jù)用戶之間的信息傳遞沒有端到端的呼叫建立過程，分組的傳送沒有 任何邏輯連接，因此沒有交付確認保證。主要支持突發(fā)非交互式的應 用業(yè)務，如FTP業(yè)務等，各種信息點播業(yè)務。后者則數(shù)據(jù)虛電路型的業(yè)務，在連接建立同時必須強制帶寬保障，兩個用戶之間通過單路
或者多路偽線通道建立邏輯電路(PVC或者svc)。該業(yè)務具有建立 連接、傳送數(shù)據(jù)和釋放連接的過程。如遠程監(jiān)控、VPN或者老式的 X.25協(xié)議所支持的業(yè)務。而P2MP業(yè)務則根據(jù)業(yè)務的請求，把信息 傳遞給多爾用戶或者一組用戶，要求所形成的樹形結構可以動態(tài)的添 加刪除等，典型的業(yè)務有新聞廣播、天氣預報、多方會議等。圖7所 示流程描述了單個的業(yè)務流程對于P2MP連接的信令建立修改方式 相同。
ES設備首先發(fā)起業(yè)務請求，即Path (ST，ECT,Adspec)消息，其 中ST ( Sender Template,簡稱發(fā)送者模板)描述了發(fā)送者的IP地址 和可選的UDP/TCP發(fā)送端口， ECT為相應的空時分集糾錯參數(shù)，具 體包含所用的糾錯編碼類型、業(yè)務流編號、ECB數(shù)據(jù)塊優(yōu)先級等。 Adspec用于OPWA ( One Pass With Advertising,簡稱單路通告)通告 承載的信息，用于一條路徑上的流量控制的更新。PE節(jié)點702收到 來自節(jié)點701的Path消息，在本地內(nèi)部創(chuàng)建PSB (Path State Block, 簡稱路徑狀態(tài)組)，設定ECT中描述的各級編碼糾錯是否支持的信息， 更新本地的Adspec。繼續(xù)向下游PE節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)Path消息，直到 在邊界節(jié)點703收到來自上游節(jié)點702的Path消息，本地創(chuàng)建PSB 和Adspec，銷毀Path消息。向上游節(jié)點702返回預留確認消息，也 即Resv(ECT，RSpec)消息，RSpec為預留業(yè)務描述信息，ECT為節(jié)點 703可以接收的ECT信息。發(fā)送Resv后，節(jié)點703在本地創(chuàng)建一個 RSB(Resv State Block,簡稱預留狀態(tài)組)負責維護本地預留的信息。節(jié)點702收到下游節(jié)點703的Resv消息后，本地創(chuàng)建RSB后，根據(jù) ECT信息修改本地的糾錯參數(shù)，網(wǎng)絡參數(shù)協(xié)商完成后之后繼續(xù)向下游 節(jié)點703發(fā)送。PE節(jié)點703收到該消息后，確認網(wǎng)絡已經(jīng)設定相關 的ECT參lt,通知下游的ES用于704, 704確定糾一睹方式后向上游 逐跳確認，此時由于網(wǎng)絡側(cè)的ECT參數(shù)已經(jīng)協(xié)商完成，于是該請求 直接透傳至網(wǎng)絡的上游邊界節(jié)點，確認給ES上游用戶。至此，該條 連接的請求被確認，相應的資源也已經(jīng)預留完成，開始數(shù)據(jù)發(fā)送過程。 注意，為了保持和原有設備的兼容性，對于用戶側(cè)節(jié)點如果不支持 ECT編碼方式，則忽略ECT參數(shù)；而對于網(wǎng)絡側(cè)的設備，唯一不能 夠支持的即為ECB優(yōu)先級方式，如果該方式不被支持，則ECB的傳 輸可靠性不能夠保障，因此也應當忽略相應的ECT參數(shù)。
對于不支持信令擴展的網(wǎng)絡設備，通常由源端來定制需要保護的 數(shù)據(jù)，對其進行編碼，通過固定時間時鐘將數(shù)據(jù)流切割成大小一致的 數(shù)據(jù)單元。傳輸之前在分組傳送網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)包頭部引入SN( Sequence Number,簡稱序列號)來標識數(shù)據(jù)的先后順序，以至于在接收端能 夠正確地識別丟失的分組。如果不能夠通過編碼的方式進行恢復，則 需要通過重傳來重新獲得該數(shù)據(jù)單元。如果在接收端全部的分組都已 經(jīng)收到，則沒有必要采用任何糾錯機制來恢復數(shù)據(jù)流。在傳遞分組時， 需要表明其采用的糾錯機制，通過ESSI (ECB-Scheme-Specific Information,簡稱ECB信息指示)來指示，表1給出了 一種數(shù)據(jù)包頭 實現(xiàn)EC功能的示例格式，前兩行用于指示比特位置
表l EC分組實現(xiàn)格式<formula>formula see original document page 21</formula>
SSN用于區(qū)別多個業(yè)務流的編號，而ESN則用于單個業(yè)務流內(nèi)的
分組順序，TBL定義了 TDM數(shù)據(jù)流的比特長度。假定劃分的單個分
組長為Tbits，而S[i]表示第i個負載需要定長分組的個數(shù)，o[i]表示
第i個分組的開銷長度，/[i]表示第i個負載的長度。于是要能夠保障
傳輸，至少要滿足S[i]xT^/[i]+o[i]，于是可知對于第i個負載塊所需要 的填充比特共為S[i]xT-(/[i]+o[i])，共傳輸長度為gr鄧],于是ESN的
編碼規(guī)則為若』=0,則ESN[Jh0;若y70則，ESN[j]=￡s[i]。在具體
實現(xiàn)時，具體的編碼規(guī)則或者封包格式也可以有多種其它形式，不同 的包格式不構成對于本發(fā)明的限制。
雖然結合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但是本領域內(nèi)熟練的技 術人員可以在所附權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
權利要求
1、一種基于T-MPLS分組傳送網(wǎng)的TDM/PW空時分集方法，其特征在于包括以下步驟在發(fā)送端緩存比特流之后進行編碼發(fā)送的過程；基于ECMP環(huán)境下的網(wǎng)絡空時分集圖案；在接收端對于收到比特流的解碼方式；PW通道的連接狀態(tài)機的建立和運轉(zhuǎn)；在出現(xiàn)突發(fā)流量后的業(yè)務流量在狀態(tài)為Active和狀態(tài)為Standby的PW鏈路間的動態(tài)調(diào)整方式；具有控制平面的網(wǎng)絡中的ECB信令實現(xiàn)流程。
2、 根據(jù)權利要求1所述的TDM/PW空時分集方法，其特征在于所述 在發(fā)送端緩存比特流之后進行編碼發(fā)送的過程，具體包括對到達的TDM業(yè)務數(shù)據(jù)流進行等長切割，并存儲于緩沖隊列；將緩沖的原始比特流按照列取行讀的規(guī)則進行交織處理；對取出的數(shù)據(jù)按照一定的編碼原則生成校驗位，通過生成矩陣對輸入比特流所形成的向量進行運算完成編碼；對于M個緩沖包，每個長為L,其切割的長度為AL的數(shù)據(jù)塊，共有「(L+K)/AL"1個數(shù)據(jù)包，每個包共有MAL比特。對于由于緩沖以及編M一l 「(i+《)/AL-ll碼所引入的平均延時為1^ = j>Z(/AL/Rt+,￡CS)/M￡,其中Rt為m=0 /=0發(fā)送速率，tECB為編碼延時。
3、 根據(jù)權利要求1所述的TDM/PW空時分集方法，其特征在于所述 基于ECMP環(huán)境下的網(wǎng)絡空時分集圖案，具體包括構建基于ECMP連接的ECMP的空時域；根據(jù)分散流量的分布的原則將數(shù)據(jù)按照帶寬的比例均勻分派在不 同的路徑上，從而達到抵抗網(wǎng)絡突發(fā)流量的效果；對校驗位同樣進行交織生成ECB，且提高其優(yōu)先級或者對ECB 進行特殊的保護處理，確保其正確傳遞。
4、 根據(jù)權利要求1所述的TDM/PW空時分集方法，其特征在于所述 在接收端對于收到比特流的解碼方式，具體包括在接收端緩存收到的分組，對其解碼，通過校^r矩陣H對收到的 比特流進行運算，確定發(fā)生錯誤的比特個數(shù)；查找錯誤圖樣，確定錯誤的比特，對收到的比特流進行糾正；對于校正位也無法恢復的數(shù)據(jù)則進行重傳請求；對于正確傳輸?shù)臄?shù)據(jù)或者經(jīng)過校正后恢復的數(shù)據(jù)提交應用層處理；對于可糾正P位錯誤的編碼方式，無需等到所有的分組到齊即可解碼，實際的分組傳輸延時為r必。,min^ max (^ 2,...,《)}，其中《表示第i個分組是否被接收且參與編碼，ti表示第i個分組在傳輸時所 經(jīng)歷的延時。
5、 根據(jù)權利要求1所述的TDM/PW空時分集方法，其特征在于所述 PW通道的連接狀態(tài)機的建立和運轉(zhuǎn)，具體包括在沒有連接請求時的連接出于Idle狀態(tài)，此時不能夠發(fā)送數(shù)據(jù)， 也不能接收數(shù)據(jù)；收到連接請求后從Idle狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到Active狀態(tài)，此時可以發(fā)送和接收任何數(shù)據(jù)，直到收到連接終止的消息返回Idle狀態(tài)；若在Active狀態(tài)定時器過期后仍未收到任何數(shù)據(jù)及控制指令，則自動進入Standby狀態(tài)；在Standby狀態(tài)，不能夠發(fā)送/接收點到點數(shù)據(jù)，但是允許接收廣播數(shù)據(jù)和OAM正常運行，如果此時收到數(shù)據(jù)則自動跳轉(zhuǎn)到Active狀態(tài)；若在Standby狀態(tài)定時器過期后仍未收到信息，則進入Idle狀態(tài)， 釋放連接。
6、 根據(jù)權利要求1所述的TDM/PW空時分集方法，其特征在于所述 在出現(xiàn)突發(fā)流量后的業(yè)務流量在狀態(tài)為Active和狀態(tài)為Standby的 PW鏈路間的動態(tài)調(diào)整方式，具體包括在接收端監(jiān)測到大量比特錯誤而無法糾正時，則進行故障定位； 定位故障后，需要向ECMP的源節(jié)點進行通告，減緩數(shù)據(jù)的發(fā)送，以降低突發(fā)數(shù)據(jù)流量的影響；ECMP源節(jié)點根據(jù)當前維護的所有PW連接狀態(tài)，通過Standby狀態(tài)的PW連接進行流量分流。
7、 根據(jù)權利要求1所述的TDM/PW空時分集方法，其特征在于所述 在具有控制平面的網(wǎng)絡中的ECB信令實現(xiàn)流程，具體包括通過信令消息Path和Resv來完成配置空時分集糾錯參數(shù)的傳遞， 包括糾錯編碼類型、業(yè)務流編號、ECB數(shù)據(jù)塊優(yōu)先級； 在用戶側(cè)，完成ECB編碼類型和業(yè)務流編號的協(xié)商； 在網(wǎng)絡側(cè)，完成ECB的傳遞優(yōu)先級協(xié)商；對于數(shù)據(jù)層面的獨立實現(xiàn)，給出了 一種基于分組自身擴展的實現(xiàn) 機制。
全文摘要
本發(fā)明涉及通信領域，本發(fā)明實施例公開了一種基于T-MPLS分組傳送網(wǎng)的TDM/PW空時分集方法。本發(fā)明實施例方法包括在發(fā)送端緩存比特流之后進行編碼發(fā)送的過程；基于ECMP環(huán)境下的網(wǎng)絡空時分集圖案；在接收端對于收到比特流的解碼方式；PW通道的連接狀態(tài)機的建立和運轉(zhuǎn)；在出現(xiàn)突發(fā)流量后的業(yè)務流量在狀態(tài)為Active和狀態(tài)為Standby的PW鏈路間的動態(tài)調(diào)整方式；具有控制平面的網(wǎng)絡中的ECB信令實現(xiàn)流程。根據(jù)本發(fā)明的方法，通過分組內(nèi)比特流交織的方式減弱突發(fā)流量造成連接失效或者大量丟包所造成的負面影響。同時引入分組糾錯機制進一步提高網(wǎng)絡的可用性，由于無需等到全部分組到齊即可進行解碼，故相應的網(wǎng)絡延時沒有因此而明顯增大。同時在PW連接的維護管理方式上，引入Standby狀態(tài)，提高帶寬的傳輸效率，并不減弱其管理維護功能。在具體實施過程中，對于不具有控制平面的網(wǎng)絡通過數(shù)據(jù)包的設計和改造也可以該功能。而通過網(wǎng)絡的控制平面的支持，本發(fā)明的方法更易于實現(xiàn)，對于現(xiàn)有設備改動小，可以實現(xiàn)平滑升級。
文檔編號H04L1/02GK101425879SQ20081023990
公開日2009年5月6日 申請日期2008年12月12日 優(yōu)先權日2008年12月12日
發(fā)明者張永軍, 彬 李, 顧畹儀, 黃善國 申請人:北京郵電大學