CN101039245A - 高速以太网到光传输网的数据传输方法及相关接口和设备 - Google Patents

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CN101039245A CNA200610070828XA CN200610070828A CN101039245A CN 101039245 A CN101039245 A CN 101039245A CN A200610070828X A CNA200610070828X A CN A200610070828XA CN 200610070828 A CN200610070828 A CN 200610070828A CN 101039245 A CN101039245 A CN 101039245A
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Abstract

本发明提供了一种高速以太网到光传输网(OTN)的数据传输方法及基于该方法的网络接口和设备。其基本思想是通过流量控制、速率匹配、映射封装三个步骤来实现高速以太网业务到OTN网络的无缝传输；基于现有网络结构，可以采用媒体接入控制子层、物理编码子层、光传输网接入子层来分别完成上述三个步骤。采用本发明方案只需经过一次数据的映射封装，即可在物理层直接实现高速以太网业务透明地到OTN网络传输，由于映射时速率匹配，因此能够以完全符合标准的形式进行，保证了业务传输的效率和质量。

Description

高速以太网到光传输网的数据传输方法及相关接口和设备
技术领域
本发明涉及网络技术领域，特别是涉及高速以太网(万兆或以上)与光传输网的无缝对接技术。
背景技术
802.3以太网(Ethernet)协议自诞生以来经历了快速的发展过程，目前已成为局域网(LAN，Local-Area Network)范围内无可争议的事实标准。其传输形式从最初的10M粗缆总线发展到细缆的10Base2，再到1Base5、双绞线10Base-T，又到快速以太网五类线传输的100Base-TX、三类线传输的100BaseT4和光纤传输的100BaseFX，以及随后出现的千兆以太网，包括短波长光传输的1000Base-SX、长波长光传输的1000Base-LX和五类线传输的1000Base-T。2002年，IEEE正式通过了802.3ae万兆(10Gbps)以太网(10GE)标准。
万兆以太网技术是一种“高速”以太网技术，与传统的以太网模式保持兼容。它仍使用与现有以太网同样的媒体访问控制协议(MAC，Media AccessControl)、同样的可变长帧格式和同样的最小和最大帧长度(64至1514字节分组)。802.3ae定义的10GE中MAC的工作速率为标准的10Gbps，并可通过两种形式的物理层传输，局域网物理层(LAN PHY)和广域网物理层(WANPHY)。LAN PHY提供与10G MAC相匹配的传输速率，其工作的额定线速率为10.3125Gbps(即，将10Gbps的业务数据进行64B/66B编码后的速率)；WAN PHY则提供与目前的数字同步网(SDH，Synchronous Digital Hierarchy)进行无缝连接的传输接口，以OC192C帧格式提供9.58464Gbps的业务数据传输速率。
随着传输业务带宽要求的不断增长，光传输网(OTN，Optical TransportNetwork)的应用渐趋广泛，如何高质量、高效率地将10GE业务直接通过OTN网络传输，是目前研究的重要课题。10GE与OTN之间存在固有的线速率差异，如前所述，10G MAC的工作速率为标准的10Gbps，经物理层编码后传输速率为10.3125Gbps，而OTN中光通道净荷单元(OPU2，Optical channelPayload Unit)净载荷的额定数据速率为9,995,276,963bps(为精简起见，以下用近似值9.9953Gb/s来代替此精确值)，因此网络之间的数据无缝传输存在一定困难。
目前，从10GE业务到OTN网络中的光传输单元(OTU2，Optical channelTransport Unit，由OPU2按ITU-T G.709标准封装生成)有如下几种映射解决方案：
1、采用10GE的广域网接口，通过现有的WAN PHY中的广域网接入子层(WIS，WAN Interface Sub-layer)先将10GE业务处理成为OC192C帧格式后，再映射到OTU2；
2、采用10GE的局域网接口，通过有流量控制的通用成帧规程(GFP，Generic Framing Procedure)先将以太网帧变换为有流量控制的GFP帧，再映射到OTU2；
3、将现有采用有流量控制的GFP方式实现10GE-LAN与SDH网络对接的接口进一步映射为OTU2；
4、采用10GE的局域网接口，先通过无流量控制的GFP将以太网帧变换为GFP帧，再映射到OTU2，此方法需要使用7个OPU2开销(OH，OverHead)字节；
5、采用10GE的局域网接口，直接将10GE业务映射到OTU2，由于10GE业务数据速率略大，因此该方法需要占用OTU2的一部分前向纠错(FEC，Forward Error Correction)字节，降低了FEC的增益；
6、采用10GE的局域网接口，直接将10GE业务映射到扩展的OTU2，该方法使用超过4080列的OTU2，非标准OTU2帧，并且这导致OTU信号的输出速率为11.1GHz，而不是工业标准的10.7GHz。
上述的1、2、3、4方案实现10G MAC帧到OTU2的映射都需要两次或两次以上的映射过程，不仅在物理设计上增大了设备的复杂性，并且还需要利用复杂的封装技术将10G MAC帧封装为某种标准的中间数据包进行传输，降低了传输的效率。方案5、6虽然可在PHY层直接实现10GE业务透明地传输到OTN网络，但或者需要占用一定的FEC区传输10GE业务或者需要扩展OTU2帧，上述两种方案都破坏了OTU2帧的标准形式，给不同芯片的对接造成了巨大的障碍；并且方案5为了保证FEC的编码增益，需要采用更复杂的增强型FEC，效率和传输质量无法兼得；而方案6则不符合规范，无法平滑过渡到未来的40Gbps传输环境，因为如果一些OTU处于10.7GHz，而其它OTU处在11.1GHz，那么就不可能将来自不同客户的多个OTU以多路复用的方式组合在一起。综上可以看出目前的处理方法多种多样，各有缺陷，容易形成网络“孤岛”，不便于网络的对接处理和信息共享。
发明内容
本发明的目的在于提供一种充分符合规范的，并能够保证业务传输的质量和效率的高速以太网到光传输网的数据传输方法及相关接口和设备。
为达到本发明的目的，所采取的技术方案是：一种高速以太网到光传输网的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对以太网数据单元进行流量控制，使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；2)对流量控制后的数据单元进行编码，通过删除数据单元之间的无效码，将所述输出数据的速率匹配为光传输网中净载荷的数据速率；3)将速率匹配后的数据映射到光传输网的数据传输结构中进行封装并发送。
在上述方案中可采用帧间隙扩展法进行流量控制，包括如下步骤：1a)根据数据单元的帧长度判断，该数据单元后的帧间隙是否足够使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；1b)若是，则转到步骤2)；若否，则对帧间隙进行相应扩展后转到步骤2)。在后面将要详述的实施例中，本发明还给出基于目前网络特点的优选帧间隙扩展计算方法。
基于ITU-T G.709标准所规定的OTN网络数据结构，在上述方案中，数据单元的映射可通过如下步骤进行：3a)将速率匹配后的数据单元映射到光通道净荷单元的净荷区，添加净荷结构标识开销、信号映射和级联相关开销后生成实际的光通道净荷单元；3b)将光通道净荷单元添加数据单元开销后生成光通道数据单元，并添加帧定界开销和传输开销；3c)计算并添加光通道数据单元的纠错码，生成光传输单元；3d)对光传输单元进行扰码后发送。
本发明还提供基于上述方法的连接高速以太网与光传输网的数据接口，包括媒体接入控制子层、物理编码子层、光传输网接入子层、物理介质适配子层；媒体接入控制子层对以太网数据单元进行流量控制，使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；物理编码子层接收经媒体接入控制子层流量控制后的数据单元，进行编码并通过删除数据单元之间的无效码，将所述输出数据的速率匹配为光传输网中净载荷的数据速率；以及，从光传输网接入子层接收数据单元，进行上述过程的逆过程；光传输网接入子层接收经物理编码子层速率匹配后的数据，将其映射到光传输网的数据传输结构中进行封装后发送给物理介质适配子层；以及，从物理介质适配子层接收数据，并进行上述过程的逆过程；物理介质适配子层在光传输网接入子层与实际的光传输介质之间进行信号的处理和收发。
进一步的，上述数据接口还可包括位于媒体接入控制子层与物理编码子层之间的协调子层和介质无关接口；协调子层在媒体接入控制子层与介质无关接口之间进行通路数据和相关控制信号的映射，使媒体接入控制子层通过介质无关接口与物理编码子层连接。
所述物理介质适配子层可分为物理介质接入子层和物理介质相关子层；物理介质接入子层执行光传输网接入子层到物理介质相关子层的数据串行化以及逆过程；物理介质相关子层在物理介质接入子层与实际的光传输介质之间进行串行化的光电信号的交换。
为本发明的目的，还提供一种具有上述连接高速以太网与光传输网的数据接口的网络设备。以及，上述连接高速以太网与光传输网的数据接口在路由器或交换机中作为输入和/或输出接口的应用。
采用上述技术方案，本发明有益的技术效果在于：
1)采用流量控制、速率匹配、映射封装三步骤的方法，解决了现有技术中多次映射或映射格式非规范的问题，只需经过一次数据的映射封装，在物理层直接实现高速以太网业务透明地到OTN网络传输，由于映射时速率匹配，因此能够以完全符合标准的形式进行，保证了业务传输的效率和质量。
2)本发明方案并不关联具体的网络运行参数，不仅适用于目前10GE业务到OTU2的映射，同样适用于40GE业务到OTU3的映射。
附图说明
下面通过具体实施方式并结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是以太网帧映射到OTU2的数据封装结构示意图。
图2是一种本发明数据接口网络结构示意图。
图3是图2中数据接口的数据流向示意图。
图4是MAC帧间隙扩展示意图。
图5是OTNIS子层的数据处理流程示意图。
图6是一种具有本发明数据接口的路由器示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种高速以太网到光传输网的数据传输方法及基于该方法的网络接口和设备。其基本思想是通过流量控制、速率匹配、映射封装三个步骤来实现高速以太网业务到OTN网络的无缝传输；基于现有网络结构，可以采用媒体接入控制子层(MAC)、物理编码子层(PCS，Physical CodingSub-layer)、光传输网接入子层(OTNIS，Optical Transport Network InterfaceSub-layer)来分别完成上述三个步骤，最后由物理介质适配子层进行与光传输介质的信号交换。
下面首先对本发明的数据传输方法作详细说明，包括：
1)对以太网数据单元进行流量控制，使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；在本例中采用帧间隙扩展法进行流量控制，包括如下步骤：
1a)根据数据单元的帧长度判断，该数据单元后的帧间隙是否足够使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；
由于业务数据单元在进入传输通道前通常会进行编码(例如4B/5B编码，8B/10B编码，64B/66B编码等)，因此所述输出数据是指经编码后的数据，所以有效数据的输出速率需要考虑到编码带来的增益；并且根据***运行的要求，业务数据单元后往往需要设置一定长度的不可删除的无效码，因此所述有效数据需要包括业务数据单元和根据***要求设定的不可删除的无效码；此外，在实际网络中，还需要允许***时钟在一定范围内的抖动，因此，在最严格的情况下，应当保证流量控制所需要的最小帧间隙长度LrIdlemin满足下列两式：
     [(Leth+LudIdle)/(Leth+LudIdle+LdIdle)]×(ve×Pv+v1)＝vo-v2
                          LrIdlemin＝LudIdle+LdIdle
其中，Leth为当前数据单元的帧长度，LudIdle为根据***要求设定的不可删除的无效码长度，LdIdle为可删除的无效码长度，ve为流量控制后的数据单元的传输速率，Pv为流量控制后的数据单元进行编码的编码增益，vo为光传输网中净载荷的数据速率，v1为以太网业务时钟抖动范围，v2为光传输网业务时钟抖动范围；
1b)若以太网数据单元的实际帧间隙长度已满足上述流量控制所需要的最小帧间隙长度的要求，则可直接转到步骤2)；若否，则需要对帧间隙进行相应扩展后再进行步骤2)。扩展帧间隙的方法有很多，包括但不限于帧尾定长扩展算法、比例扩展算法、统计扩展算法等；无论使用何种附加帧间隔(IPG，Inter-Packet Gap)的计算方法，其总体思路就是满足最小帧间隙和最大带宽利用率均衡的原则。本专利提出一种比例分级帧间隙扩展算法，即，
            LexIdle＝{Int[(LrIdlemin-LinIdle)/n]+1}×n
其中，Int表示取整运算，LexIdle为需要扩展的帧间隙长度，LinIdle为实际帧间隙长度，n为设定的每一级所包含的字节数。
采用上述比例分级算法的优越性在于，IPG的长度以n、2n、3n……的形式出现，可以模块化的进行IPG***，简化了***的实现难度，n的设置可根据处理***的位宽来合理选择，通常取1～8个字节是比较合适的。
2)对流量控制后的数据单元进行编码，通过删除数据单元之间的无效码，将所述输出数据的速率匹配为光传输网中净载荷的数据速率；本步骤中的编码方式对应于步骤1)中设置编码增益所采用的方式，此时，删除的无效码就属于步骤1)中提到的LdIdle部分，只要步骤1)保证流量控制的要求，提供了足够可供删除的LdIdle，就能确保速率匹配的正确进行。
3)将速率匹配后的数据映射到光传输网的数据传输结构中进行封装并发送；为保证数据传输的标准化、规范化，数据的映射可完全依照ITU-T G.709标准所规定的OTN网络数据结构规范来进行，下面简要说明将以太网数据映射到OTU2的过程，相应的数据封装结构示意图见图1，图中RES为保留字节(关于详细的数据封装结构及定义，以及基于基本帧结构的扩展，例如OPU虚级联和ODU复用，可参考ITU-T G.709标准中的具体规定，在此不再赘述)：
3a)将速率匹配后的数据映射到OPU2的净荷区(payload area)，进行开销的固定填充后生成实际的OPU2；OPU OH主要包括一个净荷结构标识(PSI，Payload Structure Identifier)字节、三个调整控制(JC，Justification Control)字节和一个负调整机会(NJO，Negative Justification Opportunity)字节；此外还在净荷区填充一个正调整机会(PJO，Positive Justification Opportunity)字节。
在ITU-T G.709标准中，PSI指示了一个256字节的区域，该区域的第一个字节PSI[0]为净载荷类型(PT，Payload Type)，其余字节则包括与级联和客户信号映射相关的开销。因为在ITU-T G.709标准中没有给出以太网数据这一净载荷类型的PT代码，因此在本发明中将PT字节定义为2A(00101010)(2A为十六进制，00101010为二进制)。(以太网数据单元到OPU2净荷区的具体映射规则，则可参照ITU-T G.709标准中的“Transmission order”来进行，“从左到右，从上到下”。)
3b)将OPU2添加数据单元开销(ODU OH，Optical channel Data Unit OH)后生成光通道数据单元(ODU，Optical channel Data Unit)，并添加帧定界开销(FA OH，Frame Alignment OH)和传输开销(OTU OH)；
ODU OH中主要包括
●段监视字节和通用通信通道-1和-2(GCC1～2，ODUk GeneralCommunication Channels)；
●自动保护切换和保护控制信道(APS/PCC，ODUk Automatic ProtectionSwitching and Protection Communication Channel)；
●通道监控开销(PM OH，Path Monitoring OH)，PM OH中提供一个字节的路径跟踪标识(TTI，Trail Trace Identifier)，一个字节的位交织奇偶校验码(BIP-8，Bit Interleaved Parity-8)，另一个字节则包括反向错误指示(BEI，Backward Error Indication)、反向缺陷指示(BDI，BackwardDefect Indication)等；
●串联连接监视开销(TCM 1～6OH，Tandem Connection Monitoring OH)，TCM OH与PM OH结构基本相同，提供一个字节的TTI，一个字节的BIP-8码，只是另一个字节中除了BEI、BDI外还包括后向滑帧指示(BIAE，Backward Incoming Alignment Error)；
●串联监控激活和解除(TCM ACT，TCM activation/deactivation)；
●故障类型和位置指示(FTFL，Fault Type and Fault Location)，该开销为一个复帧字节，指示一个256字节的故障类型和故障位置消息区域；
●实验开销(EXP，Experimental overhead)，
OTU OH中主要包括
●段监控开销(SM OH，Section Mnonitoring OH)，SM OH与TCM OH结构相同；
●段监视字节和通用通信通道-0(GCC0，OTUk general communicationchannel 0)
FA OH中主要包括帧定位信号(FAS，Frame Alignment Signalling)和复帧指示信号(MFAS，MultiFrame Alignment Signal)，FAS是一个六字节的固定代码段，标志着数据帧的开始。
3c)计算并添加ODU的纠错码，生成光传输单元OTU2；计算采用FEC，纠错码添加于ODU之后，4行256列，共1024个字节。
3d)对OTU2除FAS外的字段进行扰码，根据ITU-T G.709标准，采用多项式1+x+x3+x12+x16进行加扰，最后发送处理后的数字信号。
基于上述数据传输方法，以下对一种连接10G以太网与OTN的数据接口作详细说明，其网络结构图如图2所示，数据流向图如图3所示，包括10GMAC、协调子层(RS，Reconciliation Sub-layer)、10Gb/s介质无关接口(XGMII，10Gigabit Media Independent Interface)、PCS子层、OTNIS子层和由物理介质接入子层(PMA，Physical Medium Attachment)与物理介质相关子层(PMD，Physical Medium Dependent)构成的物理介质适配子层；
10G MAC完成标准MAC的功能，除此以外，还执行对以太网数据单元进行流量控制，即IPG计算和***的工作，如图4所示，将输入的以太网数据单元(数据帧)进行帧间隙扩展后输出为流量控制后的数据单元(MAC帧)，相应于前述传输方法，其执行步骤1)中的操作。在10GE标准中，MAC层工作于标准的10Gb/s速率，因此流量控制后的数据单元的传输速率为10Gb/s，通过XGMII接口与PCS子层连接；PCS子层执行64B/66B编码，因此所述输出数据的编码增益为66/64；10GE业务时钟抖动范围为100ppm，而OTN业务时钟抖动指标为20ppm，并且根据RS子层的/S码对齐算法，视以太帧长度不同，不可删除帧间隙LudIdle最小为4字节，最大为7字节，考虑最坏的情况，取LudIdle值为7字节。则所需要的最小帧间隙长度LrIdlemin计算式为：
[(Leth+7b)/(Leth+7b+LdIdle)]×(10×66/64+100ppm)Gb/s＝(9.9953-20ppm)Gb/s
                                LrIdlemin＝7b+LdIdle
由此即可在实际帧间隙长度小于所需要的最小帧间隙长度时，按前述比例分级扩展算法得到需要扩展的帧间隙长度LexIdle。
RS子层和XGMII接口位于MAC与PCS子层之间；RS子层在MAC子层与XGMII接口之间进行通路数据和相关控制信号的映射，XGMII接口则提供10Gb/s的MAC和物理层间的逻辑接口。XGMII和RS子层使MAC可以连接到不同类型的物理介质上。
PCS子层实现标准的10GBASE-R PCS子层的功能，除此以外，还在MAC与OTNIS之间进行速率匹配，相应于前述传输方法，其执行步骤2)中的操作：在发送方向上，接收经流量控制后的10GE MAC，进行64B/66B编码，同时还通过删除无效码，将所述输出数据的速率由10.3125Gb/s匹配为光传输网中净载荷的数据速率9.9953Gb/s；在接收方向上，执行上述过程的逆过程，即，将由OTNIS解映射出的OTU2净荷标准带宽通过***Idle码的方式将其速率适配到10GE业务标准带宽10.3125Gbit/S。
OTNIS子层，执行9.9953Gb/s以太帧数据到OTU2的映射和解映射操作，相应于前述传输方法，其执行步骤3)中的操作。OTNIS子层的数据处理流程示意图如图5所示，图中“+”表示开销的***，“-”表示开销的终结(图5中仅表示出主要数据处理过程，具体参数设置及计算方法请参考ITU-T G.709标准)，在发送方向上
a.从PCS接收数据单元组，映射到OPU2净荷区；
b.***PSI等OPU开销，固定填充生成实际OPU2；
c.***ODU开销，包括：GCC1～2、APS***；PM开销***(同时进行相应BIP8计算)；TCM1～6(同时进行相应BIP8计算)、TCM ACT***等；
d.***SM(同时进行相应BIP8计算)、GCC0等OTU开销，添加帧头FAS；
e.计算并添加FEC，构成OTNIS帧(OTU2)；
f.使用多项式1+x+x3+x12+x16加扰除FAS外的OTNIS帧；
在接收方向上：
a.从PMA接收数据，根据FAS确定帧开始位置，找出未对齐数据流的8位组边界和帧边界；
b.对接收帧除FAS字节以外的数据进行解扰；
c.对接收帧进行FEC解码；
d.以与发送过程相逆的顺序依次检测并终结各开销，提取实际的10GE净荷；
e.将上述过程中出现的错误和异常，例如FEC解码中的纠错信息和对错误的统计，各次BIP8检测、BEI、BDI、BIAE等参数中的错误和异常信息，上报给***管理层；
f.将所提取的10GE净荷解映射为数据单元组，传给PCS。
需要说明的是，图5中BIP8的计算，不同的用户或***要求可能不同，其***次数可能不同。
PMA和PMD子层是802.3ae中定义的标准物理接入层，PMA子层提供上层与PMD子层之间的串行化服务接口，将上层数据串行化或对PMD的串行信号解串。PMD子层则负责支持在PMA子层和介质之间交换串行化的符号代码位，进行串行化的光电信号的交换。PMD子层将这些电信号转换成适合于在某种特定介质上传输的形式，例如各种标准的光纤。
本发明连接高速以太网与光传输网的数据接口可广泛应用于各种网络设备，例如，连接10GE LAN和OTN的交换机、路由器等，下面以一种路由器为例，说明本发明数据接口在网络设备中应用。该路由器如图6所示，包括：路由处理器、交换开关和输入输出端口；路由处理器负责整个路由协议的选择控制、性能监视以及状态上报等；交换开关是一个基于网络层处理的分组交叉矩阵；其输入端口分为三类：一类是以10G MAC为业务的SDH帧，通过WIS子层取出10G MAC(图中①)；一类端口是直接从10G LAN取出10G MAC(图中②)；另一类端口则采用本发明提供的数据接口，是以10G MAC为业务的OTU2帧通过OTNIS子层取出10G MAC(图中③)；各端口的IP处理模块则主要进行对数据流进行IP性能的监控和统计；输出端口同样具有OTN帧，SDH帧和10G LAN三种业务形式，因此，该路由器可适应将10G MAC数据进入不同的网络传输。
本发明技术方案通过采用流量控制、速率匹配、映射封装三步骤的方法，解决了现有技术中多次映射或映射格式非规范的问题，只需经过一次数据的映射封装，在物理层直接实现高速以太网业务透明地到OTN网络传输，由于映射时速率匹配，因此能够以完全符合标准的形式进行，保证了业务传输的效率和质量。本发明技术可普遍应用于高速以太网到OTN网络的无缝连接，不仅适用于目前10GE业务到OTU2的映射，同样适用于40GE业务到OTU3的映射。

Claims (10)

1、一种高速以太网到光传输网的数据传输方法，其特征在于包括：
1)对以太网数据单元进行流量控制，使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；
2)对流量控制后的数据单元进行编码，通过删除数据单元之间的无效码，将所述输出数据的速率匹配为光传输网中净载荷的数据速率；
3)将速率匹配后的数据映射到光传输网的数据传输结构中进行封装并发送。
2、根据权利要求1所述的高速以太网到光传输网的数据传输方法，其特征在于，所述步骤1)按照下述步骤进行流量控制，包括：
1a)根据数据单元的帧长度判断，该数据单元后的帧间隙是否足够使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；
1b)若是，则转到步骤2)；若否，则对帧间隙进行相应扩展后转到步骤2)。
3、根据权利要求2所述的高速以太网到光传输网的数据传输方法，其特征在于：所述步骤1b)中扩展帧间隙的方法为比例分级扩展法，即，
        LexIdle＝{Int[(LrIdlemin-LinIdle)/n]+1}×n
其中，Int表示取整运算，LexIdle为需要扩展的帧间隙长度，LrIdlemin为流量控制所需要的最小帧间隙长度，LinIdle为实际帧间隙长度，n为设定的每一级所包含的字节数。
4、根据权利要求3所述的高速以太网到光传输网的数据传输方法，其特征在于：获得所述流量控制所需要的最小帧间隙长度LrIdlemin的方法为
        [(Leth+LudIdle)/(Leth+LudIdle+LdIdle)]×(ve×Pv+v1)＝vo-v2
                           LrIdlemin＝LudIdle+LdIdle
其中，Leth为当前数据单元的帧长度，LudIdle为设定的不可删除的无效码长度，LdIdle为可删除的无效码长度，ve为流量控制后的数据单元的传输速率，Pv为流量控制后的数据单元进行编码的编码增益，vo为光传输网中净载荷的数据速率，v1为以太网业务时钟抖动范围，v2为光传输网业务时钟抖动范围。
5、根据权利要求1～4任意一项所述的高速以太网到光传输网的数据传输方法，其特征在于，所述步骤3)包括如下步骤：
3a)将速率匹配后的数据单元映射到光通道净荷单元的净荷区，添加净荷结构标识开销、信号映射和级联相关开销后生成实际的光通道净荷单元；
3b)将光通道净荷单元添加数据单元开销后生成光通道数据单元，并添加帧定界开销和传输开销；
3c)计算并添加光通道数据单元的纠错码，生成光传输单元；
3d)对光传输单元进行扰码后发送。
6、一种连接高速以太网与光传输网的数据接口，其特征在于：包括媒体接入控制子层、物理编码子层、光传输网接入子层、物理介质适配子层；
媒体接入控制子层对以太网数据单元进行流量控制，使输出数据中有效数据的输出速率不超过光传输网中净载荷的数据速率；
物理编码子层接收经媒体接入控制子层流量控制后的数据单元，进行编码并通过删除数据单元之间的无效码，将所述输出数据的速率匹配为光传输网中净载荷的数据速率；以及，从光传输网接入子层接收数据单元，进行上述过程的逆过程；
光传输网接入子层接收经物理编码子层速率匹配后的数据，将其映射到光传输网的数据传输结构中进行封装后发送给物理介质适配子层；以及，从物理介质适配子层接收数据，并进行上述过程的逆过程；
物理介质适配子层在光传输网接入子层与实际的光传输介质之间进行信号的处理和收发。
7、根据权利要求6所述的连接高速以太网与光传输网的数据接口，其特征在于：还包括位于媒体接入控制子层与物理编码子层之间的协调子层和介质无关接口；协调子层在媒体接入控制子层与介质无关接口之间进行通路数据和相关控制信号的映射，使媒体接入控制子层通过介质无关接口与物理编码子层连接。
8、根据权利要求6所述的连接高速以太网与光传输网的数据接口，其特征在于：所述物理介质适配子层包括物理介质接入子层和物理介质相关子层，
物理介质接入子层执行光传输网接入子层到物理介质相关子层的数据串行化以及逆过程；
物理介质相关子层在物理介质接入子层与实际的光传输介质之间进行串行化的光电信号的交换。
9、一种网络设备，包括用于与传输网络相连接的数据接口，其特征在于：所述数据接口包括权利要求6～8任意一项所述的连接高速以太网与光传输网的数据接口。
10、权利要求6～8任意一项所述的连接高速以太网与光传输网的数据接口用于路由器或交换机的输入和/或输出接口。
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