CN100568841C - 一种以太网业务的汇聚装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以太网业务的汇聚装置，包括：若干支路处理单元，用于对多路以太网支路信号进行编/解码和成/解帧；若干缓存单元，用于完成多路以太网数据的缓存；复用和解复用单元，用于对多路以太网数据复用/解复用和映射/解映射；群路处理单元，用于以太网数据进行并串/并串转换，并进行编/解码和成/解帧。本发明还相应地提供一种以太网业务的汇聚方法，其包含汇聚步骤和/或解汇聚步骤。本发明通过支路处理单元、缓存单元、复用和解复用单元、群路处理单元，高效实现了以太网业务的汇聚和解汇聚，其结构和处理层次简单、大大降低了技术复杂性，并且本发明具有成本低、可靠性强的优点，适合大规模应用。
Description
技术领域
本发明涉及通信传输领域，尤其涉及一种以太网业务的汇聚装置及方法。
背景技术
目前，随着传输设备接入的以太网业务急剧增加，对传输设备要求也越来越高，尤其是要求传输设备具有多客户业务端口、高效的汇聚能力以及低成本优势。现有技术提供的一种以太网业务汇聚装置如图1所示，包括：光/电和电/光变换单元101、支路处理单元102、数据封装单元103、虚容器映射(VCMap)单元104、SDH/SONET成帧器(Synchronous Digital Hierarchy/Synchronous Optical Network Framer，同步数字体系列/同步光传输网络成帧器)105、并串行与串并行转换器(SERializer/DESerializer，Serdes)106以及光模块107。其汇聚处理过程如下：将以太网业务即支路光信号接入至该太网业务汇聚装置，通过光/电和电/光装换单元101将其转换成电信号，再由支路处理单元102进行相应的编码处理，然后送往数据封装单元103进行通用成帧规程(Generic Framing Procedure，GFP)或高级数据链路控制(High-Level Data LinkControl，HDLC)等协议封装，并将该封装数据帧映射至SDH的虚容器映射单元104，接着通过SDH/SONET成帧器105进行成帧处理，再经由并串行与串并行转换器106进行并串处理，最后经由光模块107处理并发送群路光信号。而以太网业务的解汇聚过程为上述汇聚过程的逆过程。
现有技术存在的缺陷有：需要对以太网业务汇聚进行多层处理，如前所述的GFP/HDLC封装、虚容器映射和处理、SDH成帧处理等，该装置结构层次复杂，且处理层次较多，成本相对较高，不利于大规模的推广和应用，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的第一目的在于提供一种以太网业务的汇聚装置，该装置结构层次简单且成本低，适合大规模的应用。
本发明的第二目的在于提供一种以太网业务的汇聚方法，该方法处理层次简单且成本低，适合大规模的应用。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种以太网业务的汇聚装置，包括：
若干支路处理单元，用于在汇聚方向对多路以太网支路信号进行解码和解帧，以形成多路以太网数据并写入缓存单元，或者在解汇聚方向对来自缓存单元的多路以太网数据进行编码和成帧，以形成多路以太网支路信号；
若干缓存单元，用于完成所述多路以太网数据的缓存；
复用和解复用单元，用于在汇聚方向将来自该缓存单元的多路以太网数据复用和映射为一路以太网数据，或者在解汇聚方向将该一路以太网数据解复用和解映射为多路以太网数据，并写入所述缓存单元；
群路处理单元，用于在汇聚方向对来自复用和解复用单元的一路以太网数据并串转换，并进行编码和成帧以形成以太网群路信号，或者在解汇聚方向对以太网群路信号进行串并转换，并进行解码和解帧以形成一路以太网数据后发送给所述复用和解复用单元。
根据本发明的汇聚装置，进一步包括：
若干支路光电变换单元，用于在汇聚方向接收多路以太网支路光信号，并进行光电变换后形成多路以太网支路信号发送给所述支路处理单元，或者在解汇聚方向上将来自所述支路处理单元的多路以太网支路信号进行电光变换，并形成多路以太网支路光信号发送出去；
群路光模块，用于在汇聚方向将来自所述群路处理单元的以太网群路信号进行电光变换，形成以太网群路光信号发送出去，或者在解汇聚方向接收以太网群路光信号，并进行光电变换后形成以太网群路信号发送给所述群路处理单元。
根据本发明的汇聚装置，所述支路处理单元对多路以太网支路信号或多路以太网数据进行物理编码子层和媒体接入控制处理。
根据本发明的汇聚装置，所述缓存单元为先进先出缓存单元，用于完成队列两端的接口转换和/或速率匹配；和/或
所述复用和解复用单元为时分复用和解复用单元。
根据本发明的汇聚装置，所述支路处理单元在汇聚方向，将多路以太网数据都分割成若干数据段，并将每个数据段加上包头和包尾以形成数据报文写入所述先进先出缓存单元。
根据本发明的汇聚装置，所述时分复用和解复用单元在汇聚方向对各先进先出缓存单元中的数据按时间片进行轮询，并能够根据支路带宽的不同分配相应的时隙，且所述时隙位置固定不变。
根据本发明的汇聚装置，所述时分复用和解复用单元在汇聚方向按照已经分配好的时隙，对该先进先出缓存单元中的数据进行轮询，若先进先出缓存单元中没有数据，其对应分配的时隙内容为空；若先进先出缓存单元中的数据符合所述数据报文格式，则将其读取并写入对应分配的时隙中。
根据本发明的汇聚装置，所述群路处理单元还用于在汇聚方向对来自复用和解复用单元的一路以太网数据进行扰码处理，或者在解汇聚方向对以太网群路信号进行解扰码处理。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种以太网业务的汇聚方法，包括汇聚步骤和/或解汇聚步骤，所述汇聚步骤包括：
(A)对多路以太网支路信号进行解码和解帧，以形成多路以太网数据；
(B)将所述多路以太网数据进行缓存；
(C)将被缓存的多路以太网数据复用和映射为一路以太网数据；
(D)将所述一路以太网数据并串转换，并进行编码和成帧以形成以太网群路信号；
所述解汇聚步骤包括：
(a)对以太网群路信号串并转换，并进行解码和解帧以形成一路以太网数据；
(b)将所述一路以太网数据解复用和解映射为多路以太网数据；
(c)将所述多路以太网数据进行缓存；
(d)对被缓存的多路以太网数据进行编码和成帧，以形成多路以太网支路信号。
根据本发明的汇聚方法，所述汇聚步骤中：
步骤A之前还包括接收多路以太网支路光信号，并进行光电变换后形成多路以太网支路信号；
步骤D之后还包括将所述以太网群路信号进行电光变换，形成以太网群路光信号发送出去；
所述解汇聚步骤中：
步骤a之前还包括接收以太网群路光信号，并进行光电变换后形成以太网群路信号；
步骤d之后还包括将所述多路以太网支路信号进行电光变换，并形成多路以太网支路光信号发送出去。
本发明通过支路处理单元、缓存单元、复用和解复用单元、群路处理单元，高效实现了以太网业务的汇聚和解汇聚，其结构和处理层次简单、大大降低了技术复杂性，并且本发明具有成本低、可靠性强的优点，适合大规模应用。
附图说明
图1是现有技术提供的以太网业务汇聚装置结构模块图；
图2是本发明提供的以太网业务汇聚装置的结构模块图；
图3是本发明提供的以太网业务汇聚方法流程图；
图4是本发明提供的FIFO数据结构图；
图5是本发明提供的时隙分配图；
图6是本发明提供的以太网业务解汇聚方法流程图；
图7是本发明第一实施例的汇聚装置结构模块图；
图8是本发明第一实施例的时隙分配图；
图9是本发明第二实施例的时隙分配图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供的以太网业务汇聚装置如图2所示，包括：
若干支路处理单元202，用于在汇聚方向对多路以太网支路信号进行解码和解帧，以形成多路以太网数据并写入缓存单元203；或者在解汇聚方向对来自缓存单元203的多路以太网数据进行编码和成帧，以形成多路以太网支路信号。这里，支路处理单元202对多路以太网支路信号或多路以太网数据进行媒体接入控制(Media Access Control，MAC)和物理编码子层(Physical CodingSublayer，PCS)处理。
若干缓存单元203，用于完成多路以太网数据的缓存。所述缓存单元203优选为先进先出缓存单元(First In First Out，FIFO)，用于完成队列两端的接口转换和/或速率匹配。
复用和解复用单元204，用于在汇聚方向将来自缓存单元203的多路以太网数据复用和映射为一路以太网数据；或者在解汇聚方向将一路以太网数据解复用和解映射为多路以太网数据，并写入缓存单元203。这里，所述复用和解复用单元204优选为时分复用单元和解复用单元。
群路处理单元205，用于在汇聚方向对来自复用和解复用单元204的一路以太网数据并串转换，并进行编码、成帧及扰码等处理以形成以太网群路信号；或者在解汇聚方向对以太网群路信号进行串并转换，并进行解码、解帧及解扰码处理以形成一路以太网数据，并发送给复用和解复用单元204。
所述以太网业务汇聚装置还包括有：
若干支路光电变换单元201，用于在汇聚方向接收多路以太网支路光信号，并进行光电变换形成多路以太网支路电信号，本文将以太网支路电信号称为以太网支路信号，发送给支路处理单元202；或者在解汇聚方向将来自支路处理单元202的多路以太网支路信号(电信号)进行电光变换，并形成多路以太网支路光信号发送出去。
群路光模块206，用于在汇聚方向将来自群路处理单元205的以太网群路信号(电信号)进行电光变换，形成以太网群路光信号发送出去；或者在解汇聚方向接收以太网群路光信号，并进行光电变换后形成以太网群路信号(电信号)发送给群路处理单元205。
本发明利用上述汇聚装置提供了一种以太网业务的汇聚方法，包括汇聚步骤和/或解汇聚步骤。图3示出了以太网业务汇聚方法的流程步骤，下面同时结合图2描述如下：
步骤S301，接收多路以太网支路光信号，并对该以太网支路光信号进行相应的光电变换，形成多路以太网支路信号(电信号)。
N个支路光电变换单元201接收来自支路侧的N路以太网支路光信号，其中，每一支路光电变换单元201对应一路以太网支路光信号。支路光电变换单元201对该以太网支路光信号进行光电变换，使之转变为以太网支路信号，并将各以太网支路信号发送到对应的支路处理单元202。
步骤S302，对多路以太网支路信号进行解码和解帧，以形成多路以太网数据。
支路处理单元202对多路以太网支路信号进行PCS和MAC处理，完成以太网的帧定位和解码，并解析以太网帧，对该以太网帧进行循环冗余码校验(Cyclical Redundancy Check，CRC)和监测，以形成多路以太网数据。再将多路以太网数据都分割成若干数据段，并将每个数据段加上包头和包尾以形成数据报文，然后将其写入与该支路处理单元202对应的缓存单元203。所述数据报文格式参见图4所示，由包头(Start of Packet，SOP)、数据段(DATA)和包尾(End of Packet，EOP)三个部分组成。
步骤S303，将所述多路以太网数据进行缓存。
步骤S304，将被缓存的多路以太网数据复用和映射为一路以太网数据。
复用和解复用单元204对各支路缓存单元203中的数据按时间片进行轮询，并根据支路带宽的不同分配相应的时隙，以实现将多路以太网数据映射和复用为一路以太网数据，并发送给群路处理单元205。一旦所有支路时隙分配确定后就不能再调整，各支路的时隙位置固定不变，其时隙分配的排列顺序如图5所示，依次包括时隙TS1～TSn。复用和解复用单元204按照分配的时隙对所有支路缓存单元203中的数据进行轮询，若支路缓存单元203的数据符合图4所示的数据报文格式则读取该数据，并放到对应的时隙中；若支路缓存单元203没有数据，此时对应时隙的内容为空，由此完成了多个支路信号的复用和映射。
步骤S305，对所述一路以太网数据进行并串转换，并进行编码和成帧以形成以太网群路信号。
群路处理单元205对所述一路以太网数据进行成帧和线路编码，并进行并串转化形成以太网群路高速信号送往群路光模块206。
步骤S306，对所述以太网群路信号进行电光变换，形成以太网群路光信号发送出去。
群路光模块206对该以太网群路高速信号(电信号)进行电光变换后，形成以太网群路光信号，并将其从群路侧发送出去。
本发明以太网业务的解汇聚过程与上述汇聚过程相逆，参见图6所示，并结合图2描述如下：
步骤S601，接收以太网群路光信号，并进行光电变换后形成以太网群路信号(电信号)。
群路光模块206从群路侧接收以太网群路光信号，并进行光电变换后形成以太网群路信号发送给群路处理单元205。
步骤S602，对以太网群路信号进行串并转换，并进行解码和解帧以形成一路以太网数据。
群路处理单元205所述以太网群路信号进行串并转换，并进行解码和解帧，形成一路以太网数据发送给复用和解复用单元204。
步骤S603，将所述一路以太网数据解复用和解映射为多路以太网数据。
复用和解复用单元204将所述一路以太网数据进行解复用和解映射为多路以太网数据，并写入缓存单元203。
步骤S604，将所述多路以太网数据进行缓存。
步骤S605，对被缓存的多路以太网数据进行编码和成帧，以形成多路以太网支路信号。
支路处理单元202读取缓存单元203中的多路以太网数据，并对其进行编码和成帧以形成多路以太网支路信号，送往支路光电变换单元201。
步骤S606，将所述多路以太网支路信号进行电光变换，并形成多路以太网支路光信号发送出去。
支路光电变换单元201对多路以太网支路信号(电信号)进行电光变换，形成多路以太网支路光信号从支路侧发射出去。
图7是本发明以太网业务汇聚装置的第一实施例结构示意图，包括支路光电变换单元701，PCS和MAC处理单元702、FIFO缓存单元703、时分复用和解复用单元704、群路8B/10B编解码单元705和群路2.5G光模块706。本实施例中的支路侧信号为千兆位以太网(Gigabit Ethernet，GE)信号，且所述PCS和MAC处理单元702的功能符合IEEE802.3的要求。
实施例一的汇聚过程如下：支路侧信号GE1、GE2进入对应的支路光电变换单元701，支路光电变换单元701对GE1、GE2信号进行光电变换，使之变为电信号，并送往PCS和MAC处理单元702。PCS和MAC处理单元702对该以太网电信号进行PCS和MAC处理，完成以太网的帧定位和8B/10B解码，并解析以太网帧，对该以太网帧进行CRC校验和监测，再将GE1、GE2信号分割成若干数据段，每个数据段加上包头SOP和包尾EOP，并按照图4中数据报文格式写入对应的FIFO缓存单元703。时分复用和解复用单元705对每个支路FIFO缓存单元703的数据按时间片进行轮询。本实施例中，支路信号GE1和GE2所需的带宽相同，因此分配给每个支路的时隙大小相同，其时隙位置排列顺序如图8所示，且时隙位置固定不变。时分复用和解复用单元704按照已经分配的时隙对所有支路FIFO缓存单元703的数据进行轮询，若FIFO缓存单元703的数据符合图4的数据报文格式，则将其读取并放到对应的时隙中，若FIFO缓存单元703没有数据，则其对应时隙的内容为空，从而实现了对GE1、GE2信号的复用和映射。时分复用和解复用单元704将复用后的GE1、GE2信号送交群路8B/10B编解码单元705，以对该以太网数据进行成帧和线路8B/10B编码，并进行并串变换后形成2.5G群路高速信号，送给群路2.5G光模块706，群路2.5G光模块706对所述2.5G群路高速信号进行电光变换并从群路侧发送出去。
本实施例的解汇聚过程与上述汇聚过程相逆，在此就不再详述。
本发明提供的第二实施例结构模块与图7相似，也包括支路光电变换单元701，PCS和MAC处理单元702、FIFO缓存单元703、时分复用和解复用单元704、群路8B/10B编解码单元705和群路2.5G光模块706。不同的是，该实施例中的支路侧信号为千兆位以太网信号GE和快速以太网(Fast Ethernet，FE)信号。
实施例二的汇聚过程如下：支路侧信号GE、FE进入对应支路光电变换单元701，支路光电变换单元701对GE、FE信号进行光电变换，使之变为电信号，并送往PCS和MAC处理单元702。PCS和MAC处理单元702对该以太网电信号进行PCS和MAC处理，完成以太网的帧定位、GE信号的8B/10B解码和FE信号的4B/5B解码，并解析以太网帧，对该以太网帧进行CRC校验和监测，再将GE、FE信号分割成若干数据段，每个数据段加上包头SOP和包尾EOP，并按照图4中FIFO的格式写入与该支路PCS和MAC处理单元702对应的FIFO缓存单元703。时分复用和解复用单元704对每个支路FIFO缓存单元703的数据按时间片进行轮询，并根据支路带宽分配相应的时隙。本实施例中，支路信号GE和FE所需的带宽不同，GE为1Gbps，FE为100Mbps，因此分配给GE支路的时隙长度比分配给FE支路的时隙长度大10倍，其时隙位置排列顺序如图9所示，且时隙位置固定不变。时分复用和解复用单元704按照已经分配的时隙对所有支路FIFO缓存单元703的数据进行轮询，若FIFO缓存单元703的数据符合图4的数据报文格式，则将其读取并放到对应的时隙中，若FIFO缓存单元703没有数据，则其对应时隙的内容为空，从而实现了对GE、FE信号的复用和映射。时分复用和解复用单元704将复用后的GE、FE信号送交群路8B/10B编解码单元705，以对对该以太网数据进行成帧和线路8B/10B编码，并进行并串变换后形成1.375G群路高速信号，然后将该群路高速信号送给群路2.5G光模块706进行电光变换并从群路侧发送出去。
本实施例的解汇聚过程与上述汇聚过程相逆，在此就不再详述。
综上可知，本发明通过支路处理单元、缓存单元、复用和解复用单元、群路处理单元，高效实现了以太网业务的汇聚和解汇聚，其结构和处理层次简单、大大降低了技术复杂性。并且本发明具有成本低、可靠性强的优点，适合于大规模推广和应用。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (5)
1、一种以太网业务的汇聚装置，其特征在于，包括：
若干支路处理单元，用于在汇聚方向对多路以太网支路信号进行解码和解帧，以形成多路以太网数据并写入缓存单元，或者在解汇聚方向对来自缓存单元的多路以太网数据进行编码和成帧，以形成多路以太网支路信号；
若干缓存单元，用于完成所述多路以太网数据的缓存；
复用和解复用单元，用于在汇聚方向将来自该缓存单元的多路以太网数据复用和映射为一路以太网数据，或者在解汇聚方向将该一路以太网数据解复用和解映射为多路以太网数据，并写入所述缓存单元；
群路处理单元，用于在汇聚方向对来自复用和解复用单元的一路以太网数据并串转换，并进行编码和成帧以形成以太网群路信号，或者在解汇聚方向对以太网群路信号进行串并转换，并进行解码和解帧以形成一路以太网数据后发送给所述复用和解复用单元；
所述缓存单元为先进先出缓存单元，用于完成队列两端的接口转换和/或速率匹配；和/或
所述复用和解复用单元为时分复用和解复用单元；
所述支路处理单元在汇聚方向，将多路以太网数据都分割成若干数据段，并将每个数据段加上包头和包尾以形成数据报文写入所述先进先出缓存单元；
所述时分复用和解复用单元在汇聚方向对各先进先出缓存单元中的数据按时间片进行轮询，并能够根据支路带宽的不同分配相应的时隙，且所述时隙位置固定不变。
2、根据权利要求1所述的汇聚装置，其特征在于，进一步包括：
若干支路光电变换单元，用于在汇聚方向接收多路以太网支路光信号，并进行光电变换后形成多路以太网支路信号发送给所述支路处理单元，或者在解汇聚方向上将来自所述支路处理单元的多路以太网支路信号进行电光变换，并形成多路以太网支路光信号发送出去；
群路光模块，用于在汇聚方向将来自所述群路处理单元的以太网群路信号进行电光变换，形成以太网群路光信号发送出去，或者在解汇聚方向接收以太网群路光信号，并进行光电变换后形成以太网群路信号发送给所述群路处理单元。
3、根据权利要求1所述的汇聚装置，其特征在于，所述支路处理单元对多路以太网支路信号或多路以太网数据进行物理编码子层和媒体接入控制处理。
4、根据权利要求1所述的汇聚装置，其特征在于，所述时分复用和解复用单元在汇聚方向按照已经分配好的时隙，对该先进先出缓存单元中的数据进行轮询，若先进先出缓存单元中没有数据，其对应分配的时隙内容为空；若先进先出缓存单元中的数据符合所述数据报文格式，则将其读取并写入对应分配的时隙中。
5、根据权利要求1所述的汇聚装置，其特征在于，所述群路处理单元还用于在汇聚方向对来自复用和解复用单元的一路以太网数据进行扰码处理，或者在解汇聚方向对以太网群路信号进行解扰码处理。
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Granted publication date: 20091209 |
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